侯其迪

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊(duì)，安徽 池州 247000)

膨脹土是一種性質(zhì)復(fù)雜的問(wèn)題土,具有脹縮性、裂隙性、固結(jié)性等特性，在我國(guó)分布廣泛[1]。地基膨脹土調(diào)查是了解地基土質(zhì)質(zhì)量、避免地基事故的重要手段之一[2]。安慶市某產(chǎn)業(yè)園場(chǎng)地勘探深度范圍內(nèi)存在多層膨脹潛勢(shì)不同的膨脹土，為進(jìn)一步確定膨脹土范圍、特性，對(duì)擬建工程場(chǎng)地進(jìn)行了地基膨脹土調(diào)查評(píng)價(jià)。由于地形地貌比較復(fù)雜，在工程建設(shè)中將有大量土方需要開(kāi)挖和回填，需對(duì)開(kāi)挖的土方界定是否為膨脹土并確定其區(qū)域范圍，以指導(dǎo)后期土方開(kāi)挖和回填順序；對(duì)已回填在大氣影響急劇層以上的膨脹土土方和開(kāi)挖后裸露地表的地基，需進(jìn)行調(diào)查、取樣、試驗(yàn)、評(píng)價(jià)，并對(duì)大氣影響急劇層以上的膨脹土提出處理方案。

1 區(qū)域環(huán)境與工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件

1.1 區(qū)域地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本項(xiàng)目在區(qū)域上位于揚(yáng)子板塊東段下?lián)P子斷塊[3]，構(gòu)造上屬孔城槽地懷寧褶斷帶，帶內(nèi)褶皺及斷裂構(gòu)造發(fā)育[4]。近場(chǎng)地內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為北東、北北東向斷裂，規(guī)模較大的有郯廬斷裂南段和宿松—樅陽(yáng)斷裂，未見(jiàn)斷裂晚第四紀(jì)以來(lái)存在活動(dòng)跡象[5]。勘察場(chǎng)地位于百子山倒轉(zhuǎn)背斜核部南西段，背斜軸向由南南東向南漸轉(zhuǎn)為近南北—南西—南西西，出露長(zhǎng)度大于16 km，寬約5 km，核部由奧陶系及志留系下統(tǒng)高家邊組組成，僅在大勝雞附近局部見(jiàn)寒武系黃家榜群出露。軸面傾向南東東，傾角40°～50°，背斜南段受頭坡斷裂帶后期復(fù)活，以60°方向斜切破壞。場(chǎng)區(qū)東側(cè)地層受構(gòu)造影響，發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)狀150°∠47°?？辈靺^(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，對(duì)勘察區(qū)區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性有影響的斷層主要為頭坡斷裂(F1)，距勘察區(qū)東南側(cè)約700 m。

1.2 氣象與水文

安慶市轄區(qū)屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，總的氣候特征是氣候溫和、四季分明、雨水充沛、光照充足、無(wú)霜期長(zhǎng)等。據(jù)安慶市氣象站安慶站 1951—2014 年氣象統(tǒng)計(jì)資料，全區(qū)多年平均降雨量1 411.05 mm，年最大降雨量2 294.1 mm(1954年)，年最小降雨量758.6 mm(1978 年)。區(qū)內(nèi)降雨年內(nèi)分布不均，主要集中在4—7月，占全年降雨量的57.21%。特大暴雨、大暴雨天氣主要出現(xiàn)在6—7月份。年日照時(shí)數(shù)2 000～2 200 h。多年平均無(wú)霜期241 d，多年平均蒸發(fā)量為1 315.4 mm。區(qū)內(nèi)風(fēng)向以東北風(fēng)為主，其次為西南風(fēng)。季節(jié)性凍土凍結(jié)深度0.2～0.3 m。項(xiàng)目區(qū)位于長(zhǎng)江中下游北岸，屬長(zhǎng)江流域皖河水系。項(xiàng)目區(qū)外圍西側(cè)發(fā)育的河流屬皖河水系支流，位于皖河下游，緊靠長(zhǎng)江，流域面積220.3 km2。

1.3 場(chǎng)地地形地貌

勘察場(chǎng)地區(qū)域地貌單元為沿江丘陵，地貌為構(gòu)造溶蝕低起伏丘陵，丘頂渾圓，丘脊走向多為北東—北西向，丘坡坡度20°～30°，局部可達(dá)35°。地形起伏較大，地勢(shì)最高處位于勘察場(chǎng)地外圍北部，海拔標(biāo)高174.2 m，最低處位于勘察場(chǎng)地外圍南部，最低侵蝕基準(zhǔn)面標(biāo)高14.0 m?？辈靺^(qū)微地貌分為河漫灘、丘間谷地及中丘。

2 水文及水、土對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)

2.1 場(chǎng)地地表水

調(diào)查評(píng)價(jià)場(chǎng)地周邊地表水主要為季節(jié)性山坡降雨水流及水塘。現(xiàn)場(chǎng)引流導(dǎo)致地表水已基本清空，現(xiàn)狀僅一個(gè)池塘有少量地表水，其他部位基本無(wú)地表水出露，雨季順坡向有少量地表水徑流。調(diào)查評(píng)價(jià)場(chǎng)地范圍內(nèi)無(wú)其他地表水出露。

2.2 場(chǎng)地地下水

本場(chǎng)地地下水主要為第四系松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和碳酸鹽巖裂隙溶洞水三種類型。其中松散巖類孔隙水主要賦存于洪坡積及殘坡積成因的含礫黏土、碎石土中，賦水性較弱，水量中等，受大氣降水及水塘的滲透補(bǔ)給，排泄方式以蒸發(fā)排泄為主，碎石土層主要以順坡向向低洼處滲流補(bǔ)給及排泄；基巖裂隙水主要賦存于奧陶系下統(tǒng)侖山組白云石大理巖的風(fēng)化裂隙中，賦水性中等，水量中等，受大氣降水及上覆地層的垂直滲透補(bǔ)給，以及上游地下水的側(cè)7向滲流補(bǔ)給，排泄方式為地下滲流緩慢向順坡向排泄；碳酸鹽巖裂隙溶洞水主要賦存于奧陶系下統(tǒng)侖山組白云石大理巖的溶蝕裂隙及溶洞中，據(jù)區(qū)域資料和勘察成果，該層巖溶較發(fā)育，地表主要為石芽、溶溝、溶槽、漏斗，地下以溶蝕裂隙、晶洞、溶孔、溶洞為主，受大氣降水及上覆地層的垂直滲透補(bǔ)給，以及上游地下水的側(cè)向補(bǔ)給，排泄方式為順溶蝕裂隙、溶洞向下游及深部滲流排泄。此外，本場(chǎng)地地下水存在少許斷層脈狀水，主要沿?cái)鄬悠扑閹Х植?，賦存于破碎裂隙帶內(nèi)，受大氣降水及上覆地層的垂直滲透補(bǔ)給，以及上游斷層破碎帶徑流補(bǔ)給，排泄方式為順破碎帶向下游及深部滲流排泄。

調(diào)查評(píng)價(jià)期間場(chǎng)地內(nèi)地下水位埋深0.50～8.40 m，標(biāo)高28.12～31.32 m，場(chǎng)地?zé)o統(tǒng)一地下水位。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，調(diào)查評(píng)價(jià)場(chǎng)地一般年水位變幅2～3 m。

2.3 地基腐蝕性評(píng)價(jià)

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)(2009版)規(guī)定，本次勘察場(chǎng)地環(huán)境類型為稍濕的弱透水層，地層滲透性為B類，判定場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅲ類。pH值為6.45～6.55，腐蝕性離子與易溶鹽總量微少，地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

3 地基膨脹土評(píng)價(jià)

3.1 地基土膨脹潛勢(shì)

辦公樓區(qū)域：該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的黏土層大部分為弱—中等膨脹土，占地面積約2 429.16 m2，占比22.54%，其中膨脹力最大為79.2 kPa，自由膨脹率最大為82%，最小為40%；該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的黏土層一部分為非膨脹土，占比77.46%，自由膨脹率最大為39%，最小為9.50%，不具膨脹潛勢(shì)。

廠房西側(cè)區(qū)域：該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土大部分為弱膨脹潛勢(shì)，少量為中等膨脹潛勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，33個(gè)取樣孔中，自由膨脹率δef<40的孔數(shù)為13個(gè)，自由膨脹率40≤δef<65的孔數(shù)為17個(gè)，自由膨脹率65≤δef<90的孔數(shù)為3個(gè)，自由膨脹率δef≥90的孔數(shù)為0個(gè)，取樣孔為膨脹土(40≤δef)孔數(shù)共計(jì)20個(gè)，占取樣孔總數(shù)約60.61%。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為80.2 kPa，自由膨脹率最大為70.5%，最小為3.5%；膨脹土大部分為弱膨脹潛勢(shì)，少量為中等膨脹潛勢(shì)。

廠區(qū)東側(cè)區(qū)域：該場(chǎng)地填方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土全部分為弱膨脹潛勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，18個(gè)取樣孔中，自由膨脹率δef<40的孔數(shù)為12個(gè)，自由膨脹率40≤δef<65的孔數(shù)為5個(gè)，自由膨脹率65≤δef<90的孔數(shù)為0個(gè)，自由膨脹率δef≥90的孔數(shù)為1個(gè)，取樣孔為膨脹土(40≤δef)孔數(shù)共計(jì)6個(gè)，占取樣孔總數(shù)約33.33%。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為20.5 kPa，自由膨脹率最大為108.0%，最小為11.5%；膨脹土大部為弱膨脹潛勢(shì)，1個(gè)孔的膨脹土為強(qiáng)膨脹潛勢(shì)，但該膨脹土所處位置在大氣影響急劇層以下，對(duì)上部建筑物沒(méi)有影響。

道路區(qū)域：該場(chǎng)地填方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土，其中膨脹土全部分為弱膨脹潛勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，6個(gè)取樣孔中，自由膨脹率δef<40的孔數(shù)為4個(gè)，自由膨脹率40≤δef<65的孔數(shù)為2個(gè)，自由膨脹率65≤δef<90的孔數(shù)為0個(gè)，自由膨脹率δef≥90的孔數(shù)為0個(gè)，取樣孔為膨脹土孔數(shù)占取樣孔總數(shù)約33.33%。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為21.7 kPa，自由膨脹率最大為44.5%，最小為19.0%；膨脹土全部為弱膨脹潛勢(shì)。

危廢填埋場(chǎng)區(qū)域：該場(chǎng)地挖方區(qū)取樣范圍內(nèi)的土層大部分為非膨脹土；膨脹土主要集中在安全填埋二區(qū)，安全填埋一區(qū)呈北南向零星分布于三段，安全填埋三區(qū)分布西北角。據(jù)統(tǒng)計(jì)，39個(gè)取樣孔中，自由膨脹率δef<40的孔數(shù)為18個(gè)，自由膨脹率40≤δef<65的孔數(shù)為18個(gè)，自由膨脹率65≤δef<90的孔數(shù)為3個(gè)，自由膨脹率δef≥90的孔數(shù)為0個(gè)，取樣孔為膨脹土(40≤δef)孔數(shù)共計(jì)21個(gè)，占取樣孔總數(shù)約53.85%。本次樣品試驗(yàn)揭示，膨脹土中膨脹力最大為34.2 kPa，自由膨脹率最大為75.0%，最小為3.5%；膨脹土均為弱—中等膨脹潛勢(shì)。

產(chǎn)業(yè)園地基膨脹土調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)域示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 產(chǎn)業(yè)園地基膨脹土調(diào)查評(píng)價(jià)區(qū)域示意圖

3.2 地基膨脹土適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)本次取樣試驗(yàn)成果資料，場(chǎng)地內(nèi)挖方區(qū)大氣影響急劇層以內(nèi)的地層主要由①雜填土、②耕植土、③黏土、④含礫黏土、⑤黏土、⑥全風(fēng)化板巖和⑦全風(fēng)化白云石大理巖、⑦-1強(qiáng)風(fēng)化白云石大理巖等組成。大氣影響深度為3.30m，大氣影響急劇層深度建議采用1.50 m。

本場(chǎng)地辦公樓地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，廠房西側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，危廢填埋場(chǎng)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為Ⅱ級(jí)，廠房東側(cè)地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)，道路地段膨脹土地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)。由于膨脹土具有弱—中等膨脹性，易發(fā)生脹縮變形，從而造成建(構(gòu))筑物、場(chǎng)地(填埋場(chǎng)等)、管道和道路的破壞，因此應(yīng)采取必要的建筑措施、結(jié)構(gòu)措施和基礎(chǔ)措施消除膨脹土的影響。

4 結(jié)論

通過(guò)鉆探與取樣、室內(nèi)試驗(yàn)等方法分五個(gè)區(qū)域?qū)Π不漳钞a(chǎn)業(yè)園開(kāi)展地基膨脹土進(jìn)行調(diào)查研究?？傮w而言，該區(qū)域的水文地質(zhì)環(huán)境良好，地下水具有輕微腐蝕性；地基土大部分為無(wú)膨脹潛勢(shì)或弱膨脹潛勢(shì)，地基的脹縮等級(jí)為I級(jí)或Ⅱ級(jí)；后期治理過(guò)程中應(yīng)采取換土墊層、換土回填等必要手段消除膨脹土影響。