建設(shè)場地巖土工程地質(zhì)特征評價分析

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摘要:為研究建設(shè)場地的巖土工程地質(zhì)特征，文章選取了甘肅省隴南市武都區(qū)的一處建設(shè)場地作為研究對象，在了解區(qū)內(nèi)自然地理概況和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，詳細(xì)研究了區(qū)內(nèi)三層巖土的工程地質(zhì)特征、地震效應(yīng)特征、飽和土液化特征，進(jìn)而對巖土體進(jìn)行綜合評價，文章對工程建設(shè)場地建設(shè)具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞:隴南市;建設(shè)場地;巖土工程;特征

1序言

建設(shè)場地位于甘肅省隴南市武都區(qū)，與G212線相距100m左右，交通十分便利［1］。擬建工程由9棟6層高的住宅樓組成，場地內(nèi)高差變化較大，地面標(biāo)高為994．66～1022．86m，相對高差達(dá)28．20m，地貌單元屬白龍江東岸Ⅱ級階地。本次研究從工程地質(zhì)鉆探和樣品分析為主要工作手段，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)環(huán)境背景進(jìn)行綜合研究。

2自然地理概況

建設(shè)場地位于甘肅省東南部武都區(qū)，長江流域嘉陵江中游，嘉陵江支流白龍江穿境而過。城區(qū)海拔1000m左右，年平均氣溫14．7℃，極端氣溫最高40℃(1951年)，最低－9℃(1991年)。年日照時數(shù)1911．3h，年降雨量400～900mm左右，無霜期120～228d，城區(qū)無霜期300d以上，屬北亞熱帶半濕潤氣候［2］。

3水文地質(zhì)條件概述

本次研究僅在地勢較低的ZK73～ZK78中遇見地下水。通過鉆孔簡易水文觀測，場地內(nèi)地下水為潛水類型，②層卵石為潛水含水層。初見水位埋深為8．10～12．20m;地下水統(tǒng)一靜止水位埋深為7．99～11．99m，即地下水位標(biāo)高為986．47～987．13m(本次研究測得6個鉆孔地下水統(tǒng)一靜止水位埋深為7．99～11．99m，即地下水位標(biāo)高為986．47～987．13m)。地下水主要接受大氣降水和白龍江補(bǔ)給，地下水位變幅不能確定，地下水流向為自南西向東。滲透系數(shù)約45m/d。

4巖土體工程地質(zhì)特征

根據(jù)鉆探、探井揭露和野外原位測試，結(jié)合室內(nèi)土工試驗分析，場地內(nèi)地基土由填土，第四紀(jì)沖、洪積成因的粉土(發(fā)育圓礫、角礫、粗砂透鏡體)及卵石(發(fā)育粉土、粗砂、粉砂透鏡體)等三層巖土組成，現(xiàn)對各巖土層的特征自上而下分述如下:①1層為雜填土(Q4ml):雜色，松散，稍濕，局部之下有三合土墊層，含碎磚塊、爐灰、瓦塊、礫石等，土質(zhì)均勻性差。本層土在場地內(nèi)均有分布，層底埋深為0．50～12．00m，層底高程為991．61～1012．05m。①2層為角礫(Q4pl):雜色，稍密，稍濕，骨架顆粒占60%以上，余為砂質(zhì)及含量約10%的泥質(zhì)充填，大顆粒呈菱角狀、片狀，表面風(fēng)化嚴(yán)重，局部含泥質(zhì)團(tuán)塊。本層土在場地內(nèi)分布不連續(xù)，僅在ZK26、ZK32中有揭露，其形成主要受場地東側(cè)泥石流沖溝影響，均勻性較差。層底埋深為10．00～19．20m，層厚為2．70～3．20m，層底標(biāo)高為997．61～998．91m。①3層為圓礫(Q4al+pl):雜色，稍密，稍濕，顆粒級配一般，骨架顆粒占50%～65%，其中卵石顆粒含量占10%～15%，余為砂質(zhì)及8%以內(nèi)的泥質(zhì)充填，顆粒磨圓度較好，呈圓狀-次圓狀，大顆粒成分以變質(zhì)巖、沉積巖為主，砂質(zhì)以石英、長石質(zhì)為主，本層土在場地內(nèi)分布不連續(xù)，厚度較小，層底埋深為2．00～15．00m，層厚為0．50～5．00m，層底標(biāo)高為984．92～1007．99m。②層為卵石(局部發(fā)育砂土薄層)(Q4al+pl):雜色，中密，稍濕，顆粒級配一般，骨架顆粒約占50%～75%，其中卵石顆粒含量約占15%～34%，余為砂質(zhì)及5%以內(nèi)的泥質(zhì)，一般粒徑為20～50mm，最大粒徑約150mm，顆粒磨圓度較好，多呈亞圓形，大顆粒成分以沉積巖為主，顆粒表面無風(fēng)化現(xiàn)象，砂質(zhì)以石英、長石質(zhì)為主，最大控制層厚為8．40m。本層由于受洪積影響，局部泥質(zhì)含量較高，在場地北側(cè)該層內(nèi)發(fā)育有大量鈣質(zhì)膠結(jié)層，質(zhì)地堅硬，較難鉆進(jìn)，錘擊反彈，且不易擊碎。②1層為粉土(Q4al+pl):黃色，稍濕，稍密，土質(zhì)較均勻，孔隙不發(fā)育，干強(qiáng)度較低，局部發(fā)育有厚度2cm左右的砂質(zhì)薄層。本層在場地內(nèi)分布不連續(xù)，層底埋深為6．40～10．30m，層厚為0．40～1．20m，層底標(biāo)高為1001．72～1006．95m。②2層為粉砂(Q4al+pl):黃色，稍濕，稍密，砂質(zhì)較均勻，本層在場地內(nèi)分布不連續(xù)，僅在ZK29中有揭露，層底埋深為7．10m，層厚為0．60m，層底標(biāo)高1006．95m。

5巖土工程綜合評價

5．1地震效應(yīng)評價。5．1．1場地地震抗震設(shè)防烈度依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)有關(guān)條款可以判定，隴南市武都區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，故該場地抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計基本地震加速度值為0．20g。5．1．2場地土類別及建筑場地類別擬建場地內(nèi)地基土由填土，第四紀(jì)沖、洪積成因的粉土(發(fā)育圓礫、角礫、粗砂透鏡體)及卵石(發(fā)育粉土、粗砂、粉砂透鏡體)等三層巖土組成。結(jié)合各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)和承載力，依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)有關(guān)條款判定，該場地①層粉土為中軟土，②層卵石為中硬土，場地屬Ⅱ類建筑場地。5．1．3飽和土液化判定本次研究僅在地勢較低的ZK73～ZK78中見地下水。場地內(nèi)①層粉土水位以下為飽和土，根據(jù)土工試驗測定的該飽和粉土的黏粒含量為9．1%，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》液化判別準(zhǔn)則4．3．3有關(guān)條款計算及飽和粉土分布特征初步判定:該飽和粉土層會發(fā)生液化。對場地內(nèi)①1層水位以下飽和粉土，根據(jù)本次勘探的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行判定，結(jié)果如表1。因此，根據(jù)表1判斷，13#樓場地內(nèi)①1層水位以下飽和粉土為液化土層，液化等級為中等。5．1．4抗震地段劃分場地內(nèi)地基土由第四紀(jì)沖、洪積成因的粉土及卵石等兩層巖土組成［3－4］。依據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011—2010)有關(guān)條款判定，該場地①層粉土為中軟土、②層卵石為中硬土，判定擬建場地屬Ⅱ類建筑場地。其中1#、3#、5#樓處于建筑抗震一般地段，13#樓局部存在可液化飽和粉土層，處于建筑抗震不利地段。5．2地層巖性綜合評價通過鉆探、井探、室內(nèi)土工試驗和原位測試資料分析，場地地基土屬多層非均質(zhì)地基，現(xiàn)對各層土的承載力，變形及工程性能評價如下:①1層填土:該層在場地內(nèi)大部分地方均有分布，厚度變化較大，土質(zhì)均勻性差，工程性能差，基礎(chǔ)開挖時須予剝除。①層粉土:本層土在場地內(nèi)分布連續(xù)，厚度變化較大，含水量變化較大，屬中壓縮性土，局部發(fā)育砂土薄層，承載力低，工程性能一般，因此該層不宜直接做基礎(chǔ)持力層使用［5］。①2層角礫(Q4pl):本層土在場地內(nèi)分布不連續(xù)，厚度不大，均勻性較差［6］。工程性能差，其形成主要與場地東側(cè)沖溝有關(guān)，該層不宜做基礎(chǔ)持力層使用，基礎(chǔ)開挖時需予剝除。①3層圓礫(Q4al+pl):本層土在場地內(nèi)分布不連續(xù)，呈透鏡體發(fā)育，厚度較小，工程性能差，該層不宜做基礎(chǔ)持力層使用。②層卵石(局部發(fā)育砂土薄層)(Q4al+pl):本層土分布廣泛，層厚較大，坡面變化較大，頂部0．5～1．0m密實度較低，呈稍密狀，向下密實度較高，呈中密狀，承載力較高，工程性能較好，局部夾泥質(zhì)和砂質(zhì)薄層，可選作擬建建筑物基礎(chǔ)持力層，但需考慮軟弱下臥層驗算。②1層粉土(Q4al+pl):本層在場地內(nèi)分布不連續(xù)，呈透鏡體發(fā)育，厚度較小，具中等壓縮性，工程性能差，承載力較低，該層也不能做基礎(chǔ)持力層使用。②2層粉砂(Q4al+pl):本層在場地內(nèi)分布不連續(xù)，呈透鏡體發(fā)育，厚度較小，結(jié)構(gòu)松散，工程性能差，承載力較低，該層也不宜做基礎(chǔ)持力層使用。5．3土體承載力特征值及參考變形模量根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007—2002)，按土體的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)［7］，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)驗，確定各土層承載力特征值fak及變形模量如表2所示。

6結(jié)論

民用工程建設(shè)場地的工程地質(zhì)勘察作為一項前置條件，對建設(shè)場地的選址評估等具有重要的意義。文章選取隴南武都區(qū)一處建設(shè)場地為研究對象，通過鉆探、探井揭露和野外原位測試，結(jié)合室內(nèi)土工試驗分析并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特征進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論:(1)場地水文地質(zhì)條件簡單，工程地質(zhì)條件較為穩(wěn)定，可以滿是本次擬建建筑要求;(2)場地基本地震烈度為8度，擬建建筑物抗震設(shè)防按8度烈度考慮，場地13#樓局部有液化土層存在，①層粉土為中軟土、②層卵石為中硬土，設(shè)計基本地震加速度值為0．20g;(3)確定了場地內(nèi)各土層的承載力特征值和壓縮模量，對后續(xù)建設(shè)工程具有指導(dǎo)意義。

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作者:張元 單位:甘肅省地質(zhì)調(diào)查院