新疆时代岩土工程勘察设计院（有限公司）新疆乌鲁木齐
摘要：高层建筑的岩土工程勘察试验工作量大、内容繁杂, 根据场地岩土工程条件及建筑物结构类型，岩土工程勘察要严格按照相关规范标准对地基土采取扰动样、原状样进行室内土工试验，同时加以现场原位测试等手段，才能保证岩土参数符合实际要求；岩土工程评价要准确、详尽；岩土治理方案应科学、安全、实用、经济。
关键词：高层建筑；岩土工程勘察；室内试验；原位测试
1概述
拟建高层小区位于新疆乌鲁木齐市沙依巴克区仓房沟路，现状为农田、拆迁区。规划建设用地红线面积324049㎡，规划总建筑面积1047741㎡。其中，住宅640210㎡，地下停车库270319㎡，公共配套设施面积137212㎡。高层部分为地上20～32层，多层部分为地上1～2层，地下车库为地下2层。高层建筑物结构形式为框架+剪力墙结构，基础形式为筏板基础。根据勘察资料，场地土揭露的地层主要由杂填土、粉土、圆砾和泥岩构成，根据场地工程条件及建筑物结构类型岩土勘察过程中进行了大量室内试验及原位测试，为工程设计提供了准确、详尽的岩土参数，符合实际要求。
2室内试验
2.1土化学分析试验
为了查明场地土对建筑材料的腐蚀程度，整个场地按均匀分布的原则共采取扰动土试样96件进行了易溶盐试验，土样根据不同深度、不同土层采取。
根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）判定场地环境类型在地下水位以上部分属Ⅲ类环境。试验结果为场地土属盐渍土，按化学成份分类属亚硫酸、亚氯及氯盐渍土，按含盐量分类属弱～中盐渍土。场地土对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性。
2.2水化学分析试验
场地地下水丰富，属潜水，地下水位埋深具有由南向北缓慢升高的趋势，在场地勘探点内取地下水试样7件进行了水质检分析试验，用于判定地下水对建筑材料的腐蚀程度。
根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）（2009年版）判定场地环境类型属Ⅰ类环境。试验结果为地下水对混凝土结构具有中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性。
2.3土颗粒分析试验
场地分布有厚层状的圆砾土层，按不同深度采取扰动土样46件进行颗粒分析试验，用于对场地土层进行分类与定名。
根据试验结果，场地土层为圆砾，其骨架颗粒占总重量的60%以上，由“颗粒大小分配曲线”，不均匀系数Cu=47.59～127.9，平均值=85.355，曲率系数Cc=0.244～15.66，平均值=5.343，由此判定，该地基土层为级配良好地层。
2.4粉土原状土试验
为了查明场地内有无湿陷性土层分布，并对地基土的湿陷性做出评价，共采取原状样72件，竖向间距1.0m，进行了粉土原状土试验。
根据土工试验资料，按《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）判定，场地粉土层6.0m以上湿陷系数大于0.015，属湿陷性黄土；湿陷系数平均值为0.016，属湿陷性轻微；自重湿陷系数小于0.015，属非自重湿陷性黄土；计算最大湿陷量为160mm，小于300mm，属Ⅰ级（轻微）非自重湿陷性场地。6.0m以下湿陷系数小于0.015，属非湿陷性黄土。依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）判定，本层土属中压缩性土。
2.5岩石饱和单轴抗压强度试验
在勘探深度内发现强风化泥岩出露，并采取了岩芯样13件，其中有效岩芯块10件，并进行室内岩石饱和单轴抗压强度试验，测得了岩石饱和单轴抗压强度的标准值。地层名称：泥岩；统计个数：10个；最大值：13.3MPa；最小值：2.66MPa；平均值：6.919MPa；变异系数:0.618；标准值：4.927MPa。代入公式计算：
=4.415MPa
最终推荐强风化泥岩地基承载力特征值fak=350kPa。
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3现场原位测试
3.1标准贯入试验
勘察过程中对粉土层在钻孔中进行了标准贯入试验，标准贯入试验是采用63.5kg的重锤按照规定落距（76cm）自由下落,将标准规格的贯入器打入地层，根据贯入一定深度得到的锤击数来判定土层的性质。共采集实验数据83个，并进行数理统计。标准贯入试验未经过修正值N63.5=3.0～7.0击，平均值N63.5=4.831击，标准值N63.5=4.64击。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）判定，粉土密实度为稍密，推荐地基承载力特征值fak=350kPa。
3.2圆锥动力触探试验
勘察过程中对圆砾层在钻孔中进行了重型动力触探试验，重锤质量（63.5kg），用于判定圆砾层的密实度及承载力。共采集实验数据108个，累计试验深度10.8延米，并进行数理统计。重型动力触探实测击数修正值14～22击，平均值N63.5=18.27击，标准值N63.5=17.99击。根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）判定，圆砾层密实度为中密，推荐地基承载力特征值fak=350kPa。
3.3现场波速试验
为判定场地覆盖层厚度、场地土类型及建筑场地类别，提供地震反应分析所需的场地土动力参数，对建筑场地采用面波法（瑞利波）进行波速测试，共测得试验数据6组。瑞利波试验原理是沿地面表层传播，表层的厚度约为一个波长，因此，同一波长的瑞利波的传播特性反映了地质条件在水平方向的变化情况，不同波长的瑞利波的传播特性反映着不同深度的地质情况。
测试结果得知，场地覆盖层厚度为8.21～10.76m，等效剪切波速为309.0m/s～344.8m/s。按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)（2016年版）判定，场地土的类型属中硬土，建筑场地类别为II类。
3.4现场载荷试验
建筑物地基持力层主要为圆砾层，对场地圆砾层进行了浅层平板载荷试验3组，试验深度8.0～10.0m，为评价圆砾层地基承载力和变形特征提供了重要依据。
平板载荷试验（PLT）试验方法是在岩土体原位，用一定尺寸的承压板，施加竖向荷载，同时观测承压板沉降，测定承压板下应力主要影响范围内岩土的承载力和变形模量。载荷试验加荷方式采用分级维持荷载沉降相对稳定法(慢速法)，油压分级加荷，加荷等级取8级。承压板的沉降采用位移表量测，其精度为士0.01mm。分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法），每级荷载施加后，间隔10min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降，以后间隔30min测读一次沉降，当连续两小时每小时沉降量小于等于0.1mm时，可认为沉降已达相对稳定标准，施加下一级荷载。
试验结果得知，圆砾地基承载力特征值fak=350kPa；变形模量大值37.08MPa，最小值35.39MPa。
4岩土工程评价
4.1地基方案
多层建筑处理意见：建议基坑超深换填处理，用3:7灰土或挖出的原状湿陷性粉土分层回填并碾压密实，结构设计应根据现场工程地质条件、建筑结构特点及上部荷载计算出所需换填的处理厚度，地基换填处理后实际承载力应由现场载荷试验确定。
高层处理意见：①桩筏基础：采用混凝土灌注桩穿透具有湿陷性的粉土层，持力层为地基承载力较高的圆砾层，桩顶采用连梁联接，上覆筏板基础。桩长、桩径及桩的配筋根据设计要求进行专项设计，桩的完整性及承载力应由现场试验确定。②CFG桩复合地基：高层建筑基础埋深8.0m左右，湿陷性粉土已在挖除范围内，剩余的粉土层不再进行处理，采用CFG桩复合地基处理，复合地基承载力特征值根据设计需要，可达到fspk≥300kpa以上，处理后复合地基的实际承载力应由现场载荷试验确定。
4.2基坑支护方案
拟建建筑物基坑开挖深度约8.0～11.0m，基坑工程安全等级划分为二级。拟建场地为空旷农田，基坑四周无障碍物，可采用退台+自然放坡的方法处理；无放坡条件时，可采用土钉墙或挡土桩支护法支护，基坑边坡支护的设计与施工应符合《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120—2012）的要求。
5结语
高层建筑的岩土工程勘察工作量大、内容繁多，合理安排室内土工试验及现场原位测试，是保证参数符合实际要求的重要依据；岩土工程评价要准确、详尽；岩土治理方案应科学、安全、实用、经济。要做到这些就必须对勘察工作的各个环节及其重点、特点胸有成竹, 才能使工作安排有的放矢，工作过程有条不紊，勘察成果也才能科学、高效、翔实。
论文作者:王义凯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/11
标签：场地论文; 岩土论文; 土层论文; 地基论文; 基坑论文; 荷载论文; 载荷论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;