工程勘察在基础方案选择中的应用研究

摘  要：岩土工程勘察工作可查明建设项目场地工程的地质条件，为诸多工程问题的解决起到关键作用，同时也是建设项目方案设计、动土施工及使用运维的客观质量安全保障。在复杂地质条件下进行的基础设计及施工更需要精细的岩土工程勘察工作作为技术支撑。

关键词：勘察;桩基;工程

中图分类号：TU97  文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2021）04-0000-00

0前言

近年来，国内建设工程行业得到了较快发展，这些项目的落地和运行都离不开岩土工程的支撑。研究表明岩土工程勘察工作在查明场地的工程地质条件，各项岩土参数，结合项目特点为建筑基础设计和施工方案提供建议等方面，具有重要作用。

1岩土工程勘察工作的意义

岩土工程作为土木工程的分支学科，与工程建设之间有着密不可分的联系，其包括勘察、设计、施工、监测、检测等多个阶段。其中岩土工程勘察工作是项目顺利建成并长期稳定运行的基础保障之一，勘察费用虽然在建设项目建安费中所占的比例微小，但勘察单位作却作为建设项目五方责任主体单位之一，证明了岩土工程勘察技术工作对建设项目质量的意义。一份详实可靠的岩土勘察成果报告，不仅揭示出建设项目场地的工程地质情况，更重要的是为建设项目提供扎实的设计依据，在设计方案的编制和优化、节约工程造价、施工风险提示等方面均有密切关系[1]。

2工程实例应用

2.1工程概况

上海市奉贤南桥新城某商业综合项目，主体为1幢4层商业建筑（该项目场地总体呈边长140m×140m的矩形式样，建筑上部结构采用框架结构），整个场地设有2层地下车库。

2.2勘探工作情况概述

本项目勘察方案根据勘察委托及技术规范、规程要求，结合建（构）筑物的平面布局、拟采用的基础型式（桩基）及基坑工程安全等级综合考虑。按上海地区勘察经验，对于带有外扩地下室的商业建筑，应综合考虑勘探孔的布置。主要技术勘探孔按建筑物角点、边线及外扩地下车库形状，呈“网格状”进行布置，孔距控制在35m以内。

本工程布置的钻探取土（GXY-1C型钻机）和静力触探测试（ZY-20配备SK-JT-2-G自动采数仪）工作显示，在埋深17～35m范围内，场地工程地质层划分有一定起伏，其中埋深24～35m范围的地层起伏较大。根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2018），为此在勘察外业施工时针对地层变化起伏较大的区域加密了勘探孔，勘察结果梳理如下：根据勘察外业施工、室内试验内业整理分析，本工程场地在正常沉积的基础上，遭遇早全新统古河道地层切割，地质条件形成较复杂。古河道切割区域位于为项目东侧，在基地南侧边界中点与东北角点连线以东的区域，占拟建工程场地总面积的1/4。从综合分析整理后的勘察结果来看，场地沉积在①、②、③、④、⑤、⑥、⑦大层地基土，其中⑤、⑥、⑦层地基土存在不同程度古河道切割的地质现象。古河道分布区域边界两侧地层分布情况差异较大，故在同一深度的桩基环境有较大差异，且不同区域的古河道地层埋藏情况有变化，场地典型地层剖面情况及场地主要地层平均Ps值详见下图1。

2.3基础方案选择

本项目基坑开挖深度约10m，考虑项目特点和地区经验，其适用桩基础方案。根据工程勘察成果分析，场地内①～⑤层地基土土层均不宜作为本项目的桩基持力层。

场地内西侧区域分布有⑥层暗绿色黏土，土质较好，Ps平均值为2.74MPa，层厚3.20m左右，但受古河道切割，该层土缺失情况复杂，对于本工程的大面积整体建筑，不利于差异沉降量的控制。场地内⑦1层草黄色砂质粉土，除古河道深切区域外场地内均有分布，该层土土质较好，Ps平均值为9.16MPa，结合项目设计资料考虑，在该层稳定分布区，可作为本工程的桩基持力层，在该层缺失的区域，可选择下部⑦2层土替代。

2.3.1桩基方案

根据上海地区经验，预制桩具有强度较高、耐久性较好、造价低、施工方便、施工周期短及桩身质量容易得到控制等优点。综合拟建场地周边环境、地基土的分布特点，本工程宜优先考虑选用桩身强度较高、挤土效应相对较小的预应力混凝土管桩桩型（抗拔桩慎用），但需采取一定的防挤土、防震等措施，并做好沉桩施工方向与施工顺序[2]。

采用预制桩方案，可考虑φ500mm的预应力管桩，根据地质条件的不同，正常沉积区桩长一般为30m左右，古河道地区桩长一般为32～35m左右。正常地层沉积区⑦1层土分布较均匀，单桩入土深度可以根据标高控制预制桩贯入度;而在古河道沉积区，单桩入土深度可以根据压桩力控制预制桩贯入度。在正常沉积区与古河道沉积区交汇的区域，需要综合考量预制桩的贯入度，防止贯入力过大，压坏桩身，同时需确保预制桩桩端沉到坚实的持力层中。

根据场地地质条件，采用预制桩方案可能会出现沉桩困难，或者当周边环境对挤土效应产生限制时，则可采用钻孔灌注桩方案。可考虑φ600～700mm的钻孔灌注桩，桩长以桩端达到坚实的⑦层土为宜。钻孔灌注桩具有施工便捷，对周边环境棘突效应小，且成桩深度不受下部地层影响等优点，不论是同桩长或不同桩长的钻孔灌注桩桩基方案，桩端入土深度均可有保证。

结合预制桩与钻孔灌注桩各自的特点，在正常沉积区内布置预制桩方案，在古河道地层沉积区布置钻孔灌注桩桩基方案，也不失为一种策略。该方案因涉及到采用不同桩型的问题，无论是施工组织管理或技术要求上都有所不同。另外，不同方案的单桩承载力有一定差异，拟建工程沉降（特别是差异沉降）控制要求更加严格，可通过合理设置沉降缝等手段控制可能存在的沉降过大等问题[3]。

2.3.2静载荷试验及成果分析

本工程初步设计了2组基桩静载荷试验，每组记录4处基桩静载荷试验数据，共计8处。其中正常沉积区4处，古河道分布区4处，桩身设计混凝土强度等級C80，预估极限抗压承载力2400kN，静载荷试验工作情况详见下表1和表2。

根據整理的静载荷试验成果可知，在正常地层沉积区，抗压静载荷试验在设计深度范围达到极限抗压承载力的总体情况相近，也验证出该区域地质条件分布相对稳定的特点。而在古河道沉积区，沉桩入土深度受实际地质条件变化而不同，各试桩成效也不同，单桩入土深度差值可达3～5m。综合来看，各试桩效果均能够达到由勘察成果预估单桩极限抗压承载力，而不同区域的基桩静载试验成果也反映出地下情况起伏变化的特点，这与勘察报告中地层变化分布情况是相互证明的。

本项目结合经济成本效益及工期需要，采取预制桩和灌注桩组合设计方案，在正常沉积区按桩径φ500mmPHC桩基方案设计考虑，而在古河道区分布及分界变化区按桩径φ600mm的钻孔灌注桩方案设计考虑。对于该工况，也针对性加强了不同施工队伍的施工组织设计，并向施工单位做好交底工作，目前该项目建设情况良好。

4结语

勘察工作成果是基础设计重要的依据之一，通过勘察工作的整理和分析，对优选基础设计方案，无论是经济、安全和施工质量等方面，都有重要的指导意义。通过工程勘察信息化管理模式，可快速发现地层异常，灵活调整勘探方案，详细刻画地层差异变化情况，及时调整勘探工作方案，为项目前期勘察设计工作节约了工作时间。

参考文献

[1]曾梦笔.岩土工程勘察与地基施工处理技术探讨[J].工程技术研究，2020（18）：218-219.

[2]朱家宏.地基设计和岩土工程勘察过程中的问题与对策研究[J].城市建筑，2020（26）：171-172.

[3]纪辉.岩土工程勘察技术在地基工程施工中的应用[J].建筑安全，2020（9）：26-28.

收稿日期：2021-03-05

作者简介：陈海（1992—），男，安徽合肥人，本科，研究方向：岩土工程勘察。

Research on the Application of Engineering Survey in the Selection of Foundation Schemes

CHEN Hai

（Shanghai Geological&Mineral Engineering Investigation Co，ltd，Shanghai 200072）

Abstract：Geotechnical engineering survey work can ascertain the geological conditions of the construction project site and play a key role in solving many engineering problems. It is also an objective quality and safety guarantee for the design of the construction project， groundbreaking construction， and operation and maintenance of the construction project. The foundation design and construction under complex geological conditions require more detailed geotechnical survey work as technical support.

Key Words： Reconnaissance; Pile Foundation;Works