殷帥,馬淑芝,盛紅星(．蕪湖市勘察測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,安徽蕪湖 4000; ．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院,湖北武漢 430074)

蕪湖常春汽車內(nèi)飾件有限公司廠房場(chǎng)地工程地質(zhì)分區(qū)探討

殷帥1?,馬淑芝2,盛紅星1
(1．蕪湖市勘察測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司,安徽蕪湖 241000; 2．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)工程學(xué)院,湖北武漢 430074)

摘 要:工程地質(zhì)分區(qū)是保證區(qū)域土地合理利用、建筑物經(jīng)濟(jì)安全的重要前提,工程場(chǎng)地作為區(qū)域的規(guī)劃單元,根據(jù)其所具有的復(fù)雜工程地質(zhì)條件,進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),有助于正確評(píng)價(jià)工程場(chǎng)地的適宜性及地基基礎(chǔ)方案的合理性,對(duì)保證工程建設(shè)的安全經(jīng)濟(jì)有十分重要的意義。本文以蕪湖市常春汽車內(nèi)飾件有限公司廠房工程場(chǎng)地為例,結(jié)合勘探、土工試驗(yàn)成果研究,建立工程地質(zhì)分區(qū)模型,依據(jù)場(chǎng)地地層巖性及分布特征等要素對(duì)該場(chǎng)地進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),為該工程的設(shè)計(jì)提供合理可行的建議。

關(guān)鍵詞:規(guī)劃單元；地層巖性；地層分布；工程地質(zhì)模型；工程地質(zhì)分區(qū)

1　引 言

工程地質(zhì)分區(qū)是在所研究的區(qū)域內(nèi),依據(jù)工程地質(zhì)條件相似或相近的基本原則進(jìn)行的區(qū)域劃分,其目的是結(jié)合工程類型和分布進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)評(píng)價(jià),保證區(qū)域土地合理利用、建筑物的經(jīng)濟(jì)和安全。已有眾多學(xué)者對(duì)區(qū)域工程地質(zhì)分區(qū)進(jìn)行了研究[1～4]。區(qū)域是宏觀范疇,規(guī)劃單元是屬微觀范疇,規(guī)劃單元是指一個(gè)依據(jù)土地用途劃分的場(chǎng)地單元,工程場(chǎng)地作為區(qū)域的規(guī)劃單元[5],當(dāng)其具有復(fù)雜工程地質(zhì)條件時(shí),盡管占地面積小但復(fù)雜的工程地質(zhì)條件也同樣影響工程建設(shè)。針對(duì)該情況如若進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū),將有助于正確評(píng)價(jià)工程場(chǎng)地的適宜性及地基基礎(chǔ)方案的合理性,對(duì)保證工程建設(shè)的安全經(jīng)濟(jì)有十分重要的意義。

蕪湖常春汽車內(nèi)飾件有限公司廠房建設(shè)場(chǎng)地就屬于規(guī)劃單元內(nèi)具有復(fù)雜工程地質(zhì)條件的例子,本文以該工程為例探討規(guī)劃單元內(nèi)工程地質(zhì)分區(qū)的應(yīng)用,結(jié)合勘探、土工試驗(yàn)成果,建立工程地質(zhì)分區(qū)模型,依據(jù)場(chǎng)地地層巖性及分布特征等要素對(duì)所在規(guī)劃單元的工程地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)劃分,為該工程的設(shè)計(jì)提供合理可行的建議,指導(dǎo)復(fù)雜工程地質(zhì)條件的規(guī)劃單元進(jìn)行工程建設(shè)。

2　工程概況

蕪湖常春汽車內(nèi)飾件有限公司廠房場(chǎng)地位于蕪湖市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)龍山街道銀湖北路東側(cè)。場(chǎng)地西鄰長(zhǎng)江(直線距離約2．2 km),東側(cè)為龍山(直線距離約0．5 km),南西側(cè)為蕪湖市區(qū)最高海拔的四褐山(132．0 m,直線距離約2．0 km)。

廠房平面尺寸為187．0×97．0 m2,主要由1F、2F廠房及3F辦公樓組成,最大建筑高度為12．5 m。1F廠房結(jié)構(gòu)形式采用單層鋼架結(jié)構(gòu)、2F廠房及3F建筑物采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),安全等級(jí)為二級(jí),單柱最大荷載為1 500 kN。

3　工程地質(zhì)條件

3．1地質(zhì)構(gòu)造及地形地貌特征

蕪湖地區(qū)位于揚(yáng)子地臺(tái)坳沿江拱起斷裂褶皺帶內(nèi)[6],處于寧蕪火山巖盆地南端邊緣,本區(qū)所在地隸屬“揚(yáng)銅”地震帶,為中弱震發(fā)震區(qū),區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)較弱,最強(qiáng)未超過4．3級(jí)[7]。

場(chǎng)地的地形地貌系長(zhǎng)江中下游平原、散落零星低殘丘的組成部分,地貌單元為階地,在河流的侵蝕堆積作用下沖坳溝發(fā)育,后被松散沉積物堆積形成寬平的“U”型谷,地面高程一般為6．8 m～8．5 m,現(xiàn)場(chǎng)地局部受人工堆土影響高程有所變化,最高處達(dá)11．0 m,如圖1所示。

圖1　工程地質(zhì)平面圖

3．2地層巖性

場(chǎng)地內(nèi)地層呈多層結(jié)構(gòu)且連續(xù)性差,主要為侏羅系(J)及第四系(Q4),如圖2所示,從上到下依次為:①雜填土,雜色,主要成分為黏性土等,含磚塊、碎石及大混凝土塊等,分布廣泛,松散,局部飽水,土質(zhì)不均勻。②淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土,灰色-青灰色,含少量粉細(xì)砂及有機(jī)質(zhì),局部夾有軟塑-可塑狀粉質(zhì)黏土及粉細(xì)砂,局部缺失。軟塑-流塑狀,高壓縮性。③粉質(zhì)黏土,灰色-灰綠色、灰黃色,含有鈣質(zhì)結(jié)核及粉細(xì)砂,稍濕,干強(qiáng)度高,韌性高,該層分布廣泛,硬-可塑狀,中-低壓縮性。③-1粉質(zhì)黏土夾粉土,灰黃色-黃色,含有鈣質(zhì)結(jié)核及粉細(xì)砂,粉土呈稍密-中密狀,局部有搖振反應(yīng),干強(qiáng)度低,韌性低,局部缺失,硬-可塑狀。④砂巖風(fēng)化層,灰色-青灰色、灰黃色,呈中密-密實(shí)狀,上部為全風(fēng)化層,下部為強(qiáng)風(fēng)化層,遇水易軟化,局部夾有砂巖碎石,分布廣泛,未揭穿。

圖2　工程地質(zhì)剖面圖

3．3水文地質(zhì)條件

場(chǎng)地內(nèi)地表徑流主要受降雨量控制,地表水受季節(jié)影響較大,地勢(shì)低洼易積水且不易自然徑流入江,淺部揭露地下水位較淺,類型主要為上層滯水及潛水,主要賦存在①、②層土,③、③-1層土為相對(duì)隔水層,故③-1及④層土以下地下水具有微承壓性的特點(diǎn)。

3．4新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及不良地質(zhì)作用

蕪湖區(qū)域[6]內(nèi)涉及長(zhǎng)江河谷沉降區(qū)和江南差異隆起區(qū)兩個(gè)新構(gòu)造單元。該地區(qū)自中生代的侏羅紀(jì)開始,進(jìn)入濱太平洋邊緣活動(dòng)帶階段。進(jìn)入新生代以來,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)漸趨微弱。古新紀(jì)經(jīng)歷了一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的穩(wěn)定時(shí)期。新近紀(jì)以來,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有所增強(qiáng),以升降差異運(yùn)動(dòng)為主,斷裂活動(dòng)和褶皺作用不明顯,主要受間歇性的以下降性質(zhì)為主的新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)制約。

場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖溶、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

4　場(chǎng)地工程地質(zhì)分區(qū)及評(píng)價(jià)

4．1工程地質(zhì)模型

工程地質(zhì)模型能夠較形象直觀地表達(dá)工程與地質(zhì)條件相互依存的關(guān)系,深化工程地質(zhì)條件的研究,便于抓住影響工程建設(shè)的關(guān)鍵條件[7]。

該工程類型、地形地貌等如圖1所示;場(chǎng)地地層巖性及分布特征、環(huán)境要素即地下水分布等如圖2所示;根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)并結(jié)合土力學(xué)研究,主要土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)值如表1所示,在忽略取樣及試驗(yàn)所造成的誤差,將試驗(yàn)結(jié)果同區(qū)域的經(jīng)驗(yàn)值對(duì)比分析,②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土的主要力學(xué)指標(biāo)(如C、Φ值)較經(jīng)驗(yàn)值要高。其屬軟土范疇、特殊性土層,強(qiáng)度低、靈敏度高、受壓縮后易變形,工程地質(zhì)性質(zhì)較差,易對(duì)基礎(chǔ)、承臺(tái)、基坑的穩(wěn)定造成影響,當(dāng)?shù)啬觊L(zhǎng)的工程師通常稱其為“彈簧土”,在工程建設(shè)中應(yīng)特別引起高度的重視;③層粉質(zhì)黏土與③-1層粉質(zhì)黏土夾粉土的主要力學(xué)指標(biāo)與經(jīng)驗(yàn)值相當(dāng),呈硬-可塑狀,強(qiáng)度高、力學(xué)性質(zhì)好,往往作為良好的淺基礎(chǔ)持力層使用。

按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2010)規(guī)定的對(duì)土層等效剪切波波速估算公式進(jìn)行估算(計(jì)算深度為20．0 m),可判斷該場(chǎng)地土層波速范圍在100．0 m/ s～193．0 m/ s,其屬中軟-軟弱類型土層。

主要土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)平均值 表1

4．2詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū)

場(chǎng)地應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的成分、質(zhì)量等級(jí)、特征等級(jí)進(jìn)行分類,這是進(jìn)行工程地質(zhì)分區(qū)的重要程序與基礎(chǔ)[3]。如上分析,該工程類型為工業(yè)廠房及辦公樓建設(shè)、單柱荷載較大,該場(chǎng)地的微地形地貌較平坦起伏較小、所在環(huán)境如地下水分布等變化不大,但主要巖土層分布不連續(xù)且厚度變化較大、工程性質(zhì)變化明顯,主要體現(xiàn)在②層特殊性土的分布不連續(xù)、厚度變化大、承載力特征值較低,③層粉質(zhì)黏土局部缺失、承載力特征值較高,④層砂巖風(fēng)化層的頂面起伏較大,鉆孔土層剪切波速估算值幅度變化較大等。

本文將依據(jù)場(chǎng)地成分及特征進(jìn)行詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū),地形地貌、環(huán)境等要素影響較小而不能成為分區(qū)主要依據(jù),地層巖性及分布特征、土層工程性狀等要素影響較大而成為主要分區(qū)依據(jù),且這三個(gè)要素的變化主要由土層等效剪切波波速估算值的變化體現(xiàn)出來,依據(jù)工程地質(zhì)條件相近的基本原則將本工程場(chǎng)地詳細(xì)劃分為三個(gè)分區(qū),分別為Ⅰa區(qū)、Ⅰb區(qū)、Ⅰc區(qū),如表2、圖3所示。

詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū) 表2

圖3　詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū)圖

4．3分析、評(píng)價(jià)及結(jié)果

通過詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū)后,該工程場(chǎng)地的主要工程地質(zhì)問題已很明顯,Ⅰa區(qū)、Ⅰb區(qū)與Ⅰc區(qū)場(chǎng)地土類型不同,其中Ⅰa、Ⅰb區(qū)為中軟土場(chǎng)地土,Ⅰc區(qū)為軟弱土場(chǎng)地土,按照?qǐng)龅赝令愋蛣澐?設(shè)計(jì)基本地震加速度為0．05 g,設(shè)計(jì)地震分組第一組,Ⅰc區(qū)為建筑抗震不利地段;②層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土主要分布在Ⅰa、Ⅰc區(qū)內(nèi),頂面埋深較淺,其底面呈斜坡狀變化,厚度1．3 m ～17．6 m,厚度變化大且其承載力不滿足淺基礎(chǔ)要求;④層砂巖風(fēng)化層廣泛分布,在Ⅰc區(qū)內(nèi)頂面受侵蝕作用影響起伏相差大,頂面呈斜坡狀變化,雖易軟化但仍然是良好的深基礎(chǔ)持力層;③層粉質(zhì)黏土主要分布在Ⅰb區(qū)內(nèi),埋深較淺且物理力學(xué)性質(zhì)較好,是良好的淺基礎(chǔ)持力層,結(jié)合工程性狀分析提出如下建議:

(1)Ⅰa、Ⅰc區(qū)若采用淺基礎(chǔ),需要進(jìn)行地基處理,滿足設(shè)計(jì)要求后方可采用;若采用樁基礎(chǔ),可以④層砂巖風(fēng)化層為基礎(chǔ)持力層,但應(yīng)特別注意其遇水易軟化的特性。

(2)Ⅰb區(qū)可采用以③層粉質(zhì)黏土為基礎(chǔ)持力層的淺基礎(chǔ)。

一般情況下,同一建筑物下采用兩種或以上的基礎(chǔ)形式,易導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不均勻沉降引起開裂而影響正常使用。該工程在同一種基礎(chǔ)形式不滿足實(shí)際的情況下,工程設(shè)計(jì)時(shí)考慮并采納了工程地質(zhì)分區(qū)后的基礎(chǔ)形式與持力層選擇的建議:

(1)Ⅰa區(qū)內(nèi)辦公用房基礎(chǔ)形式采用樁基。

(2)Ⅰb區(qū)內(nèi)廠房基礎(chǔ)形式采用淺基礎(chǔ)。

(3)Ⅰc區(qū)內(nèi)廠房基礎(chǔ)形式采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基。

為考慮有效減輕不均勻沉降的危害,設(shè)計(jì)時(shí)特別設(shè)置了連系梁,基礎(chǔ)施工及完成時(shí)對(duì)樁基和復(fù)合地基分別進(jìn)行檢測(cè),承載力滿足要求、沉降滿足要求,工程竣工后沉降滿足要求。

5　結(jié) 論

(1)本文主要依據(jù)地層巖性及分布特征、土層工程性狀等要素分析對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)工程地質(zhì)分區(qū),這三個(gè)要素的變化主要體現(xiàn)在土層等效剪切波波速估算值的變化上。

(2)根據(jù)要素分析,并依據(jù)工程地質(zhì)條件相近的基本原則將本工程場(chǎng)地詳細(xì)劃分成三個(gè)分區(qū),分別為Ⅰa區(qū)、Ⅰb區(qū)、Ⅰc區(qū)。

(3)若Ⅰa、Ⅰc區(qū)采用淺基礎(chǔ),需要進(jìn)行地基處理,滿足設(shè)計(jì)要求后方可采用;若采用樁基礎(chǔ),可以④層砂巖風(fēng)化層為基礎(chǔ)持力層,但應(yīng)特別注意其遇水易軟化的特性。Ⅰb區(qū)可采用以③層粉質(zhì)黏土為基礎(chǔ)持力層的淺基礎(chǔ)。工程設(shè)計(jì)時(shí)采納了工程地質(zhì)分區(qū)后的基礎(chǔ)形式與持力層選擇的建議。

(4)針對(duì)具有復(fù)雜工程地質(zhì)條件的規(guī)劃單元,應(yīng)形成從注重野外細(xì)致的勘探到室內(nèi)土工試驗(yàn)及土力學(xué)研究到建立工程地質(zhì)分區(qū)模型,依據(jù)主要要素進(jìn)行分析對(duì)工程場(chǎng)地進(jìn)行詳細(xì)分區(qū),最后提出合理可行的建議來解決工程地質(zhì)問題的工作模式。

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Study on Engineering Geological Zoning with the Site of the Factory of Wuhu Changchun Automotive Interior Parts Company Limited

Yin Shuai1,Ma Shuzhi2,Sheng Hongxing1
(1．Wuhu Geotechnical and Survey Design Institute Co．,Ltd,Wuhu 241000,China; 2．School of Engineering,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan 430074,China)

Abstract:Engineering geological zoning is the important premise of regional rational land use and economic security of structure,engineering fields as regional planning unit,partitioning engineering geological zoning according to complex engineering geological conditions,be conducive to correct evaluation of engineering site suitability and the rationality of the foundation scheme,has very important significance to ensure the safety of the engineering construction economy．Taking the engineering site of the factory of Wuhu changchun automotive interior parts company limited as an example,combining with the exploration and geotechnical test results,setting up engineering geological zoning model,partitioning engineering geological zoning according to the field of formation lithology and other elements of the site,for the feasible suggestions to the designer．

Key words:planning unit;formation lithology;stratigraphic distribution;engineering geological model;engineering geological zoning

文章編號(hào):1672-8262(2015)05-159-04中圖分類號(hào):P642,TU412

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

收稿日期:?2015—05—22

作者簡(jiǎn)介:殷帥(1986—),男,碩士,工程師,主要從事巖土工程勘察技術(shù)工作。