陳俊，陳化濤

（甘肅省交科建設(shè)有限公司，甘肅蘭州 730030）

蘭州恒大文化旅游康養(yǎng)城項(xiàng)目57地塊位于蘭州市城關(guān)區(qū)北部，屬于蘭州市區(qū)平山造地項(xiàng)目，占地總面積約為7 500 畝（1 畝約等于666.67 m2），建設(shè)內(nèi)容為一所九年一貫制學(xué)校。本項(xiàng)目于2021 年2 月開展巖土工程勘察工作，根據(jù)工程的規(guī)模和特征，擬建A-57 地塊主要包括2 棟6F 綜合樓及教師公寓樓、2 棟5F 中學(xué)教學(xué)樓、1 棟4F 小學(xué)教學(xué)樓、1 棟2F 報(bào)告廳及圖書室樓、1 棟2F 風(fēng)雨操場。本項(xiàng)目勘察工作先后采用工程測量、工程地質(zhì)測繪、鉆探、井探、現(xiàn)場原位測試、現(xiàn)場波速試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、資料收集及利用等方法[1]，目的是為擬建建筑物施工方案及施工圖提供詳細(xì)的參數(shù)，并對(duì)項(xiàng)目地基進(jìn)行巖土工程分析，分析場地類型，提出建筑基礎(chǔ)形式、地基處理等專項(xiàng)建議。

1 現(xiàn)場波速試驗(yàn)

在半空間介質(zhì)中（地面巖層），當(dāng)在地面做豎向激震時(shí)，介質(zhì)中產(chǎn)生3 種波傳遞，即縱波、橫波和瑞利波?？v波沿著介質(zhì)壓縮變形方向產(chǎn)生；橫波振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直，也稱為剪切波；瑞利波是沿地面表層傳播的波，隨著深度的增加能量迅速衰減，在分層介質(zhì)中具有特有的頻散現(xiàn)象[2]。

現(xiàn)場原位波速試驗(yàn)采用主動(dòng)激震配合信號(hào)收集計(jì)算，從而獲取工程土體的動(dòng)力特性參數(shù)，此方法作為巖土原位測試方法被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)場波速試驗(yàn)與靜力學(xué)方法相比，主要有簡便、快捷、經(jīng)濟(jì)無損的優(yōu)勢。測試方法可以分為單孔法和跨孔法。單孔法利用單一鉆孔，采用孔內(nèi)激發(fā)地面接收或地面激發(fā)孔內(nèi)接收直達(dá)波，從而測得地表至測點(diǎn)間地層的平均波速。單孔法測試深度一般不超過80 m，因?yàn)閱慰追ǘ嗖捎玫孛婕ぐl(fā)，波會(huì)隨著深度而衰減，使得接收的信號(hào)變?nèi)?，且淺層測試效果更好?？缈追ㄒ话阍谙嗑?～5 m 的2個(gè)平行鉆孔的相同深度上，一孔激發(fā)，一孔接收，從波形圖上讀取激發(fā)信號(hào)至橫波初至信號(hào)之間的時(shí)間差，除以2 個(gè)孔之間的距離，即可得到該地層的橫波平均波速。與單孔法對(duì)比，跨孔法測試深度和精度更優(yōu)，但需試前鉆2～3 孔，因此成本更高[3]。

2 現(xiàn)場波速試驗(yàn)布置與測試數(shù)據(jù)

詳細(xì)勘察階段現(xiàn)場共布置ZK-6#和ZK-44#這2 個(gè)鉆孔，現(xiàn)場激振采用重錘擊打震源板，設(shè)備具有浮點(diǎn)放大、高精度、低噪聲、數(shù)字濾波與超長記錄等功能。本測試采用單孔法激發(fā)與收集信號(hào)，測點(diǎn)距選擇1 m，單個(gè)深度測點(diǎn)上重復(fù)進(jìn)行2 次測試用以復(fù)合數(shù)據(jù)并記錄波形，單孔波速測試示意圖如圖1 所示。

圖1 單孔波速測試示意圖

本場地覆蓋層測試厚度40.0～42.0 m，根據(jù)規(guī)范計(jì)算各個(gè)土層剪切波波速，具體如下：

式中：Vse為所求的土層中等效剪切波速的數(shù)值，單位m/s；d為土層計(jì)算深度數(shù)值，單位m，根據(jù)規(guī)范覆蓋層厚度（或不足20 m 時(shí)）直接取20 m；t為波從地面激發(fā)至計(jì)算深度的傳播時(shí)間的數(shù)值；di為第i層土的厚度的數(shù)值，單位m；Vsi為第i層土的剪切波速的數(shù)值，單位m/s。

圖2 和圖3 分別為ZK-6#與ZK-44#鉆孔地層波速參數(shù)。經(jīng)計(jì)算，ZK-6#和ZK-44#這2 個(gè)波速測試孔20 m 深度的土層等效剪切波速Vse分別為276 m/s 和265 m/s。

圖3 ZK-44#鉆孔地層波速參數(shù)

3 建筑場地土與場地類別劃分

根據(jù)GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[4]和GB 50191—2012《構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》[5]的有關(guān)規(guī)定，應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，按表1 和表2 劃分場地土的類型和建筑場地類別[6]。

表1 依據(jù)剪切波速范圍劃分土的類型

表2 建筑場地類別劃分表

按表1 劃分，該場地2 個(gè)測點(diǎn)均為中硬場地土。對(duì)于中硬場地土，當(dāng)初始計(jì)算層厚度d0≥5 m 時(shí)，按表2 進(jìn)行劃分，該建筑場地類別為Ⅱ類；按GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行劃分，該地段為可建設(shè)的一般場地。

根據(jù)GB 50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，該區(qū)屬大厚度黃土區(qū)，場地土類型為中硬場地土，因此，將擬建場地挖方區(qū)劃分為抗震一般地段，填方區(qū)劃分為抗震不利地段，具體劃分如表3 所示。

表3 判定結(jié)果表

據(jù)本次詳細(xì)勘察，場地土上部為第四系地層，巖性主要為第四系素填土及馬蘭黃土，下部為白堊系砂巖。根據(jù)現(xiàn)場勘查，擬建場地區(qū)域相對(duì)平坦開闊。場地內(nèi)發(fā)育的不良地質(zhì)現(xiàn)象主要有不穩(wěn)定斜坡、地面沉降，無地下洞穴、巖溶地貌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

不穩(wěn)定斜坡：分布于擬建場地中部，受人為因素削坡、后期新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)上升和水系下切的影響，邊坡微地貌多呈陡坡狀（局部近似垂直），高陡的土質(zhì)斜坡穩(wěn)定性差，為地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育提供了有利的地形地貌條件[7]。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，斜坡上存在著垂直裂隙發(fā)育，坡面受長期雨水沖刷，坡腳易形成陡坎，長期沖蝕或地震易失穩(wěn)產(chǎn)生滑塌變形。建議后期場地整平過程中直接挖除。

地面沉降：主要分布于場地內(nèi)區(qū)域，其危害主要表現(xiàn)在毀壞場地硬化、道路、破壞綠化用地等工程設(shè)施，并形成落水洞，造成地面塌陷下沉、建筑地基失穩(wěn)，從而毀壞道路及建筑物等工程設(shè)施，主要由濕陷性黃土或填土引起。擬建場地東側(cè)區(qū)域?yàn)闇瞎葏^(qū)域，回填有厚度較大的填土，固結(jié)性差，下部還存在濕陷性黃土，有大面積地面沉降的可能。建議除做好場地內(nèi)地基處理外，同時(shí)做好截、排水工作，減少因大氣降水導(dǎo)致水流入滲而引起下部黃土濕陷的可能性[7]。

根據(jù)區(qū)內(nèi)已有資料和現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，場地內(nèi)部及外圍無第四系活動(dòng)斷裂；擬建場地挖方區(qū)劃分為抗震一般地段，填方區(qū)劃分為抗震不利地段；擬建場地內(nèi)存在的不良地質(zhì)主要為不穩(wěn)定斜坡（根據(jù)業(yè)主規(guī)劃，后期場平過程中對(duì)場地中部不穩(wěn)定斜坡挖除），對(duì)場地影響較小；總體評(píng)價(jià)場地及地基穩(wěn)定性一般，擬建場地基本適宜工程建設(shè)。

4 現(xiàn)場防范措施

根據(jù)測試及計(jì)算結(jié)果分析，預(yù)測本工程因地質(zhì)條件可能造成的工程風(fēng)險(xiǎn)主要由基坑開挖引起，在大厚度濕陷性黃土地區(qū)建議采用的防范措施主要如下：①編制基坑開挖專項(xiàng)施工方案，并經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核同意；②做好對(duì)施工人員的安全教育及安全技術(shù)交底；③按要求做好臨邊防護(hù)及隔離措施；④按要求設(shè)置人員上下通道；⑤基坑邊不得堆載過重、過近；⑥挖土要自上而下逐層進(jìn)行，嚴(yán)禁先挖坡腳的危險(xiǎn)作業(yè)；⑦機(jī)械挖土，多臺(tái)階同時(shí)開挖土方時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算邊坡的穩(wěn)定性，根據(jù)規(guī)定和驗(yàn)算確定挖土機(jī)離邊坡的安全距髙；⑧基坑開挖應(yīng)嚴(yán)格按要求放坡，操作時(shí)應(yīng)隨時(shí)注意邊坡的穩(wěn)定情況，定期對(duì)支護(hù)、邊坡變形進(jìn)行監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)有裂紋或部分塌落現(xiàn)象，要及時(shí)進(jìn)行支撐或改緩放坡，并注意支撐的穩(wěn)固和邊坡的變化，施工完后及時(shí)回填；⑨坑壁滲水、漏水應(yīng)及時(shí)排除，防止因長期滲漏而使土體破壞，造成擋土結(jié)構(gòu)受損；⑩對(duì)拉錨桿件、緊固件及錨樁，應(yīng)定期進(jìn)行檢查，對(duì)滑鍥內(nèi)土方及地面應(yīng)加強(qiáng)檢査和處理；?夜間施工時(shí)，應(yīng)合理安排施工項(xiàng)目，防止挖方超挖或鋪填超厚，施工現(xiàn)場應(yīng)根據(jù)需要安設(shè)照明設(shè)施，在危險(xiǎn)地段應(yīng)設(shè)置紅燈警示。

5 結(jié)論

本文依托蘭州恒大文化旅游城九年一貫制學(xué)校項(xiàng)目工程鉆孔波速測試試驗(yàn)及前期地質(zhì)勘測結(jié)果，得出土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度，目的是為擬建建筑物施工方案及施工圖提供詳細(xì)的參數(shù)，并對(duì)項(xiàng)目地基進(jìn)行巖土工程分析，分析場地類型，提出建筑基礎(chǔ)形式、地基處理等專項(xiàng)建議，并為抗震設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。

通過本試驗(yàn)，得到了場地2 個(gè)鉆孔在測試深度范圍內(nèi)不同土層的剪切波速。證明了本場地土層中不存在地下水，并且根據(jù)抗震規(guī)范得出填方區(qū)為抗震不利地段，應(yīng)針對(duì)性地采取抗震加固設(shè)計(jì)。