摘要：本文介绍了区域内的地质构造、地震概况,对其工程地质特性,诸如地层竖向分布以及地基土的均匀性、稳定性、湿陷性和地基土的承载能力等。同时又通过对大多数工程地质报告和勘察深度范围内地层土的分析,为设计人员合理选用地基处理方案提供了参考。
关键词：地质构造 工程地质特性 地基处理
1 太原盆地
太原理工大学柏林校区位于太原盆地的西部，区域内的工程地质条件与太原盆地的形成历史、地质构造、地震概况密切相关。
1.1 形成历史
土的工程性质与土的形成历史密切相关。自新生代以来, 太原盆地处于下降趋势,而两侧山区陆续上生,盆地底部构造复杂,断裂活动频繁,场地构造稳定性受区域构造控制。汾河自北向南纵贯盆地中部,汾河东岸形成一级、二级阶地,二级阶地与东山洪积平原相连,西岸与西山洪积平原相连。
1.2地质构造
太原盆地存在两组断裂，一组为横向断裂，即北东东——东西向断裂；另一组为纵向断裂，即北北东——北北西向断裂，为上新世——第四纪断裂，活动性较强，但规模不大。由于太原盆地介于裂谷盆地之间，邻区发生的强震可影响到太原盆地，震害也较重。
1.3 地震活动统计
太原盆地为一多震区,主要表现为次数频繁、强度较弱的特点。据统计,1304年至今,盆地发生4级以上的地震22次,最大震级6.5级。在平面展布上,太原盆地可分3个地震带:1)盆地西缘地震带。位于西山山前断裂带。2)盆地东缘地震带。位于东山山前断裂带,是盆地内发震较多,震级较大的地区。在22次4级以上的地震中,本带达10次之多。最大的6.5级地震就发生于此带。3)盆地中间地震带。主要分布于太原小店区的流涧至南瓦窑—带及清徐、徐沟一带,也是区内发震较多地区。
2柏林校区
2.1 地形地貌
太原理工大学柏林校区为原山西矿业学院老校区，位于太原市的六城区之一万柏林区，校区东西长320米，南北宽340米。
校区位于汾河以西，地貌为汾河西岸I级阶地与山前洪积倾斜平原交互区。自然地理上场地南有虎峪河、北有玉门河，相对距离均为数百米，二条河流均为汾河流域季节性河流。其源头均为西山余脉，均向东排泄于汾河。现有自然地貌是由过去河流相系列的地貌单元演变而来。场地地形平缓，地面标高介于800.03～804.61m。区域内地下水位为4.52～6.5m ，水位标高795.1～798.23m,不具腐蚀性。
2.2 地层竖向分布
分析区域内以往大多数工程地质报告后得知,勘探深度范围内地层土从上向下依次为:第四系全新统人工堆积物及第四系更新统河流冲、洪积地层构成,岩性主要为人工填土、生活垃圾和建筑垃圾;Ⅰ级非自重湿陷性黄土;粉质粘土、粉砂、细砂、粘土,有些土层较薄,厚度变化较大,多数情况为互夹层。
2.3 场地土类型
场地土类型大多为中软场地土,并且场地覆盖层厚度大于80ｍ,多为Ⅲ类建筑场地。
2.4 地震烈度及地基液化
根据1∶100万《山西省工程抗震设防烈度图》可知,太原市抗震设防烈度为8度。场地地面以下15ｍ以内存在饱和粉土和砂土,根据GBJ11- 89建筑抗震设计规范中液化初判条件,应进行液化判定。在校区内，除西南部即高层住宅楼场地为轻微液化外，其他部分均判定为不液化。
2.5 地基土的均匀性
校区内各土层层面坡度局部常大于10%,可视为不均匀地基。同时，以压缩模量加权评价也属不均匀地基。
2.6 地基土的稳定性
校区内未见自然不良地质现象。但“深挖洞”年代修筑的人防工程，属于人工不良地质现象。在建筑荷载作用下，防空洞周围会出现应力集中，形成塑性区，塑性区的进一步扩展将可能导致地基局部失稳，对建筑物的安全使用产生影响。同时，也给地基基础设计、施工带来很多问题。
校区内27#住宅楼为六层砖混结构，于1997年开工，在基坑开挖时发现建筑的西山墙恰好在南北走向的防空洞上，且洞顶面已达设计基坑开挖标高。随即对防空洞进行挖除，基础外进行封堵。由于防空洞洞底较深，挖除后分层夯填片石、级配砂石。在审底未见异常的情况下，按照原设计，地基处理进行了三七灰土换填，基础采用了筏板基础。在一年的施工过程中，参建各方密切观注沉降量，尤其是西山墙部分。直至目前沉降均匀，西山墙及其他墙体均未发现裂缝。
2.7 湿陷性评价
根据地基土含水量的变化、地表渗水和地下水位变化,湿陷性土的湿陷等级为Ⅰ级非自重湿陷性。
2.8 地基土承载力
上部杂填土承载力:80kPa～100 kPa;粉质粘土承载力:120 kPa～160 kPa;粉细砂承载力:大于等于150 kPa。
校区内的29层高层住宅楼的场地土层分布见工程地质剖面图(图2.8)，地基各层土承载力标准值fk见表2.8。
3 地基处理
本校区地基处理主要有换土垫层法和桩基两种。
高层住宅楼地基各层土承载力标准值fk (kPa)
查表法 标贯法 静探法 理论计算及经验 承载力标准值
①层杂填土
②层粉土 150 85 130 150 110
③层粉土 140 80 80 115 80
④层中粗砂 185 205 190
⑤层粉土 175 180 210 190 180
5-1层粉土 160 135 125 130
5-2层粉细砂 150 110 140
5-1层粉细砂 160 200 180
⑥层粉土 170 220 190 170 170
6-1层粉土 140 225 80 130
6-2层粉土 165 220 140 130 150
⑦层粉土 200 260 150 260
7-1层粉细砂 215 280 210
7-2层中粗砂 265 260
7-3层中粗砂 270 270
⑧层卵砾石 500 500
3.1 换土垫层法
常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大(且开挖时不影响相邻建筑物的安全使用)的回填土方工程,一般适用于地下水位较低,处理浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、杂填土地基。
在近几年，校区内的六层砖混结构住宅楼采用了三七灰土换填及筏片基础。
3.2 桩基
适用于对场地要求较高的多、高层建筑。目前在基础施工中比较常用的桩型有钻孔灌注桩、沉管灌注桩、静压桩、高压旋喷桩、人工挖孔扩底桩等;以及近几年来发展起来的超流态素砼桩、多支盘桩、钻孔桩+注浆等。
3.2.1人工挖孔扩底桩
该桩型特点是:施工设备简单,工程成本低;适应性强,环境污染少;成孔速度快,工期短;成桩质量容易控制,单桩承载力高。由于受地下水位埋深及地层地质条件(如流砂、淤泥、涌水带等)的限制。
3.2.2 沉管灌注桩
该桩型为刚性桩,其特点主要是:单桩承载力高,施工速度快,工程造价低。但由于其受桩径、最大沉管深度、地层及地下水条件的制约。
3.2
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论文题目：
太原理工大学柏林校区工程地质条件与地基处理 
