建筑工程水文地質條件勘察及標準范文

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摘要:基礎工程是建筑工程中的一個重要組成部分，其選型的合理與否直接影響到建筑工程的結構安全與施工質量。結合工程實例，對該工程水文地質條件的勘察進行了詳細的介紹，并結合勘察結果，對該建筑工程基礎的設計方案進行了選擇，為類似建筑工程施工提供參考。

關鍵詞：建筑工程；水文地質條件；勘察；基礎選型

進入21世紀，隨著人們生活水平的升高，人們對衣食住行提出了更高的要求，而建筑作為其中的一項，同時也作為保障經濟發展的基礎，新時代下對建筑行業也提出了更高的要求，特別是建筑的施工要求。21世紀下不僅要求一棟建筑美觀大方，更重要的是質量符合標準。一座建筑的質量好壞要從它的設計方案追溯起，建筑工程的設計方案好壞嚴重影響到了施工質量。因此，在建筑工程施工前，必須要做好水文地質條件的勘察工作，充分了解當地工程施工場地的地質層、水文層分布，為建筑工程基礎選型提供依據。

1工程概況

一項建筑工程有主樓、裙樓以及地下車庫組成，主樓樓高246m，一共58層；裙樓樓高26m，一共有6層；地下室一共2層。整個工程包括了主樓、裙樓以及外擴地下室。主要擬定采用鋼筋混凝土聯合型鋼筋混泥土筒體結構，荷重量約為195×104kN；裙樓和地下室擬采用鋼筋混泥土鋼架結構，最大單柱荷載標準值為9×103kN，最大的柱間距離為8.4m×9.6m；整棟建筑室內設置的高度為11.50m,室外設置的高度在11.00m和11.20m之間，地下室擬設置的高度為低于地面2.85m。建筑施工步驟為：先整平室外地坪，再開挖17.15m的主樓范圍基坑，最后是開挖14.75m的裙樓和外擴地下室基坑。

2勘探工作量布置

工程勘察勘探點的設置地點、工程的勘探孔深度需要綜合考慮2大因素，第一因素是建筑物的特征和外形，第二因素是當地巖土工程，勘探方法要經過深思考慮，不應當直接使用鉆機進行鉆孔。

2.1勘探點數量的設計和深度要求

2.1.1勘探點數量設計和位置設計

主樓、裙樓、地下室的勘探點分別設置在外圍框架和中心位置中、建筑物的周圍、柱網位置。除此之外，主樓、裙樓、地下室的勘探點設置的距離和深度要綜合考慮嵌巖樁的設定，主樓、裙樓、地下室的勘探點設置要符合2個要求，一是基坑支護的設計，二是和地下水控制設計。按照上述勘探點的設置和布置位置要求，場地一共要設置43個勘探點，且這43個勘探點包含控制性鉆孔和一般性鉆孔。主樓的控制性和一般性分別為5個和4個；裙樓的控制性和一般性分別為10個和4個；地下室的控制性和一般性分別為8個和12個[1]。

2.1.2勘探孔的深度和設定要求

上述我們已提及勘探點設置的數量和布置要求，這里主要闡述勘探孔的深度和設定要求。主樓、裙樓、地下室的勘探點深度設置要求分別為：主樓滿足周圍足樁基本要求、裙樓滿足周圍足樁基本要求、地下室滿足基坑支護要求和足抗浮樁深度要求。根據上述主樓、裙樓、地下室的勘探點設置要求，勘探孔的深度要求具體為：(1)鉆孔的深度要結合當地地勢地形，如工程主樓的控制性勘探點和一般性勘探點分別需要深入到地下20m和15m;(2)裙樓的控制性勘探點要深入到中風化層中7m，裙樓的一般性勘探點要深入到中風化層內5m，并且規定，孔的深度不能低于31m；(3)外擴地下室的控制性勘探點深入到中風化層的6m,一般性勘探點需要深入到中風化層的4m,并且孔的深度不低于30m。

2.2現場原位測試工作量布置

2.2.1波速測試孔

主樓、裙樓和地下室波速孔的設置數量分別為主樓2個，裙樓2個，地下室1個，總共5個。其中主樓的2個孔主要是為了檢測巖土層剪切波速和壓縮波速而進行全孔波速測驗；裙樓和地下室則采用剪切波速測驗。

2.2.2試驗孔數量、孔深要求及動力觸探試驗孔的目的

按照工程所需，場地中一共要設置21個試驗孔，21個試驗孔的深度必須要達到第四紀覆蓋層。進行觸探試驗孔的目的是要查明場地中底下層泥土的性質。

2.2.3承壓含水層水頭觀測孔

在場地內要設置5個足夠深度的觀測孔測定承壓含水層水頭。

3場地工程地質和水文地質布局情況

3.1場地工程地質情況

3.1.1場地地形要求

進行施工的工程場地舊貌是學校和酒店的用地，現已全部拆除，地形為高程在10.58~12.16m的平坦地面。主要包括2種地貌，一是階地地貌，二是古河道漫灘地貌。

3.1.2施工場地巖土層分布

經過勘探和測試以及泥土試驗。以下簡要介紹圖1中每一土質層的詳細信息。

（1）在①的所有區域：-1層中含有大量的破碎磚塊和瓦礫，占了整個土層的50%~70%之間，填土時間在5年以上，除此之外，部分區域含有大量垃圾，深度為1.1~1.7m之間；-2層含有少量的磚塊和瓦礫，土質較-1層細膩，填土時間在10年以上，距離地面1.1~3.8m之間。-2a層填土為黑褐色，埋藏有大量的腐敗植物以及各種工程垃圾，如螺絲釘等，因為埋有大量的腐敗植物的緣故，泥土散發腥臭味。距離地面大約4.7m，厚度為0.4m。

（2）在②的所有區域：-1層因為有水份的緣故泥土呈現光澤，且質地較軟，距地地面大約2.7~7.5m之間，厚度在0.5~3.1m之間；-1a層泥土呈現密集狀，有紋理，距離地面2.9~6.7m之間，厚度0.5~3.2m之間；-2層主要為灰色土層，土層切面有光澤，土質干軟，距離地面5.1~9.2m之間，厚度1.1~13.7m之間；-3層土層有光澤，呈現黃灰色，土質韌性較好，距離地面13.2~19.8m之間，厚度1.2~11.6m之間。

（3）在③的所有區域，-1層參雜粘土，有少許的鐵錳氧化物，因此泥土呈現和黃色混雜灰綠色。距地面3.3~18.5m之間，厚度0.7~8.6m之間；-2層切面有光澤，泥土質地和顏色如-1層，距離地面6.8~23.5m之間，厚度0.7~6.1m之間；-3層土質密實狀，有紋理，為黃灰色雜土，距離地面9.3~20.3m之間，厚度0.6~4.7m之間；-4層土質和顏色如-3層，距離地面10.1~25.6m之間，厚度0.4~8.9m之間；-5層泥土顏色如-4層，但泥土質地較硬，部分地區含有細砂，距離地面10.5~33.2m之間，厚度0.6~7.7m之間。

（4）④區域填土質地改變較大，泥土質地軟，但含有少量的粗砂子，且分布不均勻，含量為5%~25%，粗砂直徑在2~8cm之間，主要粗砂為石英石、石英砂等。距離地面12.8~33.9m，厚度0.3~4.6m之間。

（5）在⑤的所有區域：-1層土質由于風化嚴重沒有結構紋理，主要為砂質土，部分區域含有巖塊，但與水容易變軟，距離地面16.9~34.7m之間，厚度0.4~3.9m之間；-2層泥土顏色和-1層泥土顏色相差大，主要為紫棕色泥土，含有碎石、砂巖等，距離地面19.2~37.4m之間。-3層泥土顏色如-2層，質地較-2層軟，含有軟巖，遇水變軟，距離地面19.2~37.4m之間。

3.2場地水文地質情況

3.2.1場地地表水

經過勘探和調查了解之后，施工場地范圍內沒有地表水。

3.2.2場地地下水

經過調查和研究，施工場地主要包含3層地下水層，一是潛水層，二是承壓水層，三是基巖裂隙水層。他們的具體分布如下：

(1)潛水層。施工場地的潛水層主要由人工填土和漫灘軟弱構成。人工填土層主要包含的雜質有：在①區域中，-1層泥土松散，-2a泥土粘淤，-2泥土松軟，填料雜亂，這一層中含有大量的瓦礫、磚塊，孔隙大因而透水性較好，雨季時出水量比干旱期大[1-2]。漫灘相軟弱土層，在②的范圍內，-1a含水量高且泥土粘稠，屬弱透水層；-1層粘土層；-2層粘土淤泥層；-3層粘土，透水性弱層。7~8月份是當地地下水位最高的季節，12月份到第二年的3月份是當地地下水位最低的季節，野外的勘察時間是2007年的9~11月份和2008年的8~9月份，從施工場地每個鉆孔和當地開挖的水坑實際測量數據來看，當地地下水位埋藏較淺，自然地面下一般在0.7~1.7m之間，高度大約為9.63~10.47m之間，平均水位高度為10.20m。當地淺層水主要為自然降雨和當地生活用水，流失方法為蒸發排泄和側向滲泄。當地的地下水位是隨著季節而變化的，每年的變化幅度在50~100cm之間。

(2)承壓水。當地施工場地地下承壓水主要有2層：①第1層承壓水：第1層承壓水集中在西半部，在③區域內，-3層粉土和粘土結合成含水層，且這一層透水性能好。-1層和-2層分別是是硬塑粘土和可塑粘土，這2層透水性一般，-1層和-2層又同時和-3層粘土相接；-4層是質地軟的可塑粘土，透水性一般，同時和粉質粘土的④層相接。本次勘察在A5、A9、A13、A16波速孔中量測了承壓水頭，承壓水頭距離地面2~2.9m，高程9.06~9.38m之間，平均水頭高程為9.20m，當地水平比較穩定，但一般在雨期水位會有所提高，每年的變化幅度大約0.5m。該含水層補給和排泄分別是側向徑流和上層孔隙水越流補給、側向徑流方式排泄。②第2層承壓水：第2層承壓水由砂質土混合粘土的④層組成含水層。因為泥土中含有大量粗砂，因此透水和富水性較好。在③區域內，-4粘土層和-5粘土層相連，-4粘土層和-3層粉質相互參雜；第2層承壓水地下水位比較深，東半部和西南部水位相反，東深西南淺。承壓水頭埋深在地面下2.51~3.07m之間，每年的水位變化幅度為0.5m。補給方式和排泄方式和上述第1層承壓水層一致。

(3)基巖裂隙水。經過實地調查和研究，當地沒有斷裂通過，下伏巖體保持完好，富水性和透水性較差，地下水量比較貧瘠，經過調查，僅僅在部分風化層縫隙中發現有少許地下水。資料顯示，當地的單井涌水量經常是干井狀態。風化層縫隙中少許水的主要來源上層覆蓋層滲透補給，但由于裂縫和分布不均等因素影響，往往是徑流不暢，且呈現多變性。這一層水排泄的主要方法是滲入其他地層。

4場地和地基的抗震度分析

4.1場地抗震性

根據當地填土的抗震裂度，需要設置相應的地震加速度。如當地抗震防裂度為Ⅶ度，設計的基本地震加速度就為0.1g。擬在古河道漫灘和階地之間建設場地，每一層地基土有明顯差異，由于當地古河道漫灘的底下土質主要是濕潤的軟土，按文獻判斷當地抗震性差[3]。

4.2場地波速孔波速設置

在場地中設置了5個速度為141~204m/s的鉆孔波速檢測，場地泥土厚度大約在15.8~35.6m之間，擬建設屬Ⅱ類場地。結合當地土層，可以確定地震作用計算所用的設計特征周期值為0.40S。

5場地基礎方案設計

本次施工項目三者合一的工程，即主樓、裙樓、地下室合為一體的工程，地下室上方無建筑物，這樣的建筑工程往往荷載量大，因此對建筑地基的要求很高。由于天然地基土的強度不能夠支撐底層上面的建筑物，因此設計鉆孔灌注樁基礎方案[4]。

5.1主樓、裙樓、地下室的樁基礎持力層

5.1.1主樓持力層的選用

主樓比較高，對荷載量要求高，要求單樁豎向承載力達到荷載量的要求，從施工場地的土質層來看，我們建議采用第⑤-3層作為樁端持力層。

5.1.2裙樓持力層的選用

裙樓高26m，和主樓相比，它的荷載量要求比較低，因此建議以⑤-2層作為持力層。

5.1.3地下室持力層的選用

由于本工程中地下室比較大，且上層沒有建筑，建筑和覆蓋層重量低于地下水浮力，因此，地下室要設置抗拔樁，以抵制水浮力的抗拔力。結合當地地質和建筑經驗，地下室的樁端持力層應當和裙樓相同，同時，地下室抗拔樁應當要深入到中風化層中，即以表2中⑤-2層作為樁端持力層[5]。

5.2單樁承載力估算

結合工程，估測鉆孔灌注樁單樁豎向極限承載力，以A9、A5、A6、A34波速孔為例，估測鉆孔灌注樁單樁豎向極限承載力標準值見表2。

6結語

綜上，在施工之前對施工場地的地質水文進行勘察和調查，有利于工程建設的順利開展，對當地地質水文進行勘察，有利于確保建筑的穩定和安全，對建筑順利進行發揮著重大作用，因此，建筑在施工之前，應當對當地的地質水文進行詳細的勘察和記錄，為后期建筑的施工提供參考價值。除此之外，結合當地的地質水文，要設置一套合理且能夠施行的施工方案，確保建筑工程的安全穩定進行，保障施工建筑的社會經濟效益。

參考文獻：

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[3]張萬成,米濤.工程地質勘察中水文地質問題的危害探討[J].文摘版:工程技術,2015,7(53)：202-202.

[4]尹湃.淺談巖土工程勘察中水文地質勘察的地位及內容[J].科技信息,2011(22)：12-15.

[5]張金磊.工程地質勘察中水文地質危害問題探討[J].有色金屬文摘,2016,31(2):68-69.

作者：李雙英 單位：廣東省地質局第四地質大隊