[關(guān)鍵詞]巖土工程;地質(zhì)條件;勘察;房屋建筑
巖土工程勘察主要是結(jié)合地質(zhì)進行綜合分析,通過鉆探及現(xiàn)場原位測試為設(shè)計和施工提供所需的巖土工程參數(shù),對擬建物場地工程地質(zhì)條件作出巖土工程評價、判別地表水土對建筑材料的腐蝕性,對地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、不良地質(zhì)作用的防治等提出建議,對基坑降水和抗浮水位處理措施提出合理建議。
1. 場地巖土工程勘察方法
為了查明擬建場地工程地質(zhì)條件,為設(shè)計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)與參數(shù),結(jié)合場地地質(zhì)情況,本次勘察以鉆探、抽水試驗、地脈動測試、場地剪切波試驗、鉆孔聲波測試、室內(nèi)巖、土、水樣試驗等勘察手段、方法,對巖土分布及類型進行調(diào)查、研究,查明影響場地穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用,對工程的穩(wěn)定性作出定性評價[1]。
2. 場地巖土工程地質(zhì)條件
2.1 巖土分布特征
場地屬丘陵地區(qū),屬溶蝕槽谷地貌、溶蝕緩坡與溶蝕槽谷相間分布地形。場區(qū)地表局部基巖出露,巖性為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組灰?guī)r。根據(jù)勘探點揭露,擬建場地巖土主要由第四系覆蓋土層(Q4ml 、Qe4l+dl)和三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組(T2g)灰?guī)r構(gòu)成,巖土層(體)從上而下可分為:
①雜填土(Q4ml):雜色,主要由黏土、碎石、塊石組成,各組分分布不均,骨粒含量占45%~90%,粒徑一般為2~50 cm,成分主要為中風(fēng)化灰?guī)r,棱角狀,結(jié)構(gòu)松散,具架空現(xiàn)象,結(jié)構(gòu)松散,未完成自重固結(jié),主要為平整場地堆積。
②可塑紅黏土(Q4el+dl):基本遍布整個場地,黃色,黃褐色,主要由黏粒組成,土質(zhì)較純,黏性較好,主要呈可塑狀態(tài)。
③中風(fēng)化灰?guī)r(T2g):呈灰,灰白色,砂屑—細晶結(jié)構(gòu),中厚—厚層狀構(gòu)造,局部地段含泥質(zhì)較高,節(jié)理較發(fā)育,呈閉合狀,巖質(zhì)較硬,巖體較破碎,局部溶蝕發(fā)育,巖芯短柱狀,塊狀。巖芯采取率50%~65%。單軸飽和抗壓強度標準值frk為34.25 MPa,結(jié)合面較差,裂隙塊狀結(jié)構(gòu),為較破碎的較硬巖,巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級[2]。
2.2 水文地質(zhì)分布
場區(qū)屬北亞熱帶,擬建場區(qū)所處興義市屬亞熱帶山地季風(fēng)濕潤氣候,夏無酷暑,冬無嚴寒,雨量充沛,日照長。大部分地區(qū)年均氣溫在15℃~18℃之間,1 月平均氣溫7.1 ℃,7 月平均氣溫22.2 ℃。雨熱同季,年降水量在1300~1600 mm之間,無霜期在275~334天之間。
根據(jù)水文地質(zhì)調(diào)查分析,擬建場地西側(cè)有條名為灣塘河的河流分布,自北向南沿建筑場地紅線流經(jīng)。
2.2.1 地表水
通過查閱水文資料,歷史最高洪水水位標高1117.25 m,目前水位標高1113.25 m,地表水發(fā)育。影響場地的地表水主要體現(xiàn)為大氣降雨。旱季水量較小,對施工基本無影響,雨季水量較大,在雨季施工時如遇集中降水可能會有大量水流匯集,對施工有一定影響,在雨季施工應(yīng)做好地表水排水。
2.2.2 地下水
場地巖土層為中風(fēng)化灰?guī)r,場地地下水按埋藏條件劃分為上層滯水、潛水:
2.2.2.1 上層滯水
上層滯水含水層為填土層及紅黏土中,按含水介質(zhì)劃分,屬第四系孔隙水,無統(tǒng)一水位,富水性差,季節(jié)影響顯著。
2.2.2.2 潛水
儲存于三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組灰?guī)r的溶洞、溶蝕裂隙,含水豐富但不均一,動態(tài)變化大,富水性較好,按含水介質(zhì)劃分屬碳酸鹽巖巖溶水,場區(qū)位于溶丘谷地地勢低洼處,下部中風(fēng)化層節(jié)理裂隙相對較少,為相對透水層,有利于水的賦存與運移,周邊山體接受大氣降水,通過地表土層、基巖節(jié)理裂隙形成的縫隙下滲形成地下水,通過基巖節(jié)理巖溶裂隙,孔隙大體南北向徑流,于場區(qū)外地勢更低處排泄。就本場地而言,潛水對建筑物有很大影響。
2.3 水文地質(zhì)試驗及參數(shù)計算
2.3.1 抽水試驗
為了查明場地地下水位埋深和估算基礎(chǔ)開挖中基坑及樁孔的涌水量,鉆探結(jié)束后,在T20ZK20、T20ZK25號孔作抽水試驗,結(jié)果見表1:
2.3.2 水文地質(zhì)參數(shù)K、R計算
根據(jù)抽水試驗資料,按潛水非完整井公式:
按公式(1)、(2)進行估算,H=井深-靜止水位埋深=13.7 m。兩孔抽水試驗結(jié)果計算分別得K1=0.058 m/d,K2=0.064 m/d,取平均值,滲透系數(shù)為K=0.062 m/d=7.17×10-5 cm/s,根據(jù)《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(GB 50487-2008),該巖土體滲透性分級為弱透水。
2.4場地的不良地質(zhì)
場地及周邊未見危及場地總體穩(wěn)定性的全新活動斷裂通過,未見古滑坡、泥石流、地裂縫、采空區(qū)等,場地不良地質(zhì)現(xiàn)象主要表現(xiàn)為巖溶。地表覆蓋層較厚,勘察區(qū)無基巖出露,巖溶發(fā)育特征主要為隱伏溶洞,表現(xiàn)為不規(guī)則溶洞、裂隙、溶蝕孔洞。未發(fā)現(xiàn)河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物(圖1)。
3. 巖土物理力學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計
3.1原位測試
本次勘察對場區(qū)雜填土作了動力觸探實驗(見表2),原位測試結(jié)果根據(jù)國家標準GB 50021-2001《巖土工程勘察規(guī)范》(2009版)統(tǒng)計。
根據(jù)重型動力觸探的統(tǒng)計結(jié)果,其雜填土擊數(shù)標準值為4.11擊/10 cm,說明雜填土總體上呈松散狀。
擬建場地雜填土為近期回填,時間2~3個月,自然回填、未進行夯實?;靥钏槭壟洳町愝^大,根據(jù)圓錐動力觸探試驗N63.5本場地內(nèi)的雜填土平均錘擊數(shù)在3~5錘之間,離散性較大,結(jié)構(gòu)松散,不均勻(見圖2)。
本次勘察雜填土的物理力學(xué)指標查規(guī)范結(jié)合經(jīng)驗取值黏聚力C=0 kPa(經(jīng)驗值),內(nèi)摩擦角φ=20°(經(jīng)驗值),γ=16.0 kN/m3(經(jīng)驗值)。
3.2室內(nèi)試驗
勘察根據(jù)采集的14件可塑紅黏土土樣進行土質(zhì)常規(guī)試驗,測試土質(zhì)單元物理性質(zhì)得出可塑紅黏土承載力特征值:
根據(jù)《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(DBJ52/T45-2018),可塑紅黏土承載力特征值:fak=190 kPa。
建議紅黏土的承載力特征值取值如下:
可塑紅黏土地基承載力特征值fak=160 kPa,γ =17.2 kN/m3。
3.3基巖的物理力學(xué)性質(zhì)
本次勘察在場地內(nèi)采取中風(fēng)化灰?guī)r試樣共24件進行飽和單軸抗壓強度試驗。根據(jù)試驗成果報告,按GB50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》及GB50021-2001《巖土工程勘察規(guī)范》(2009年版)進行分析統(tǒng)計,結(jié)果見表3。
結(jié)合本場地實際情況,地勘建議中風(fēng)化灰?guī)r地基承載力特征值fa取值4150 kPa[5]。
4. 場地巖土工程地質(zhì)條件分析與評價
4.1 場地地震效應(yīng)評價
擬建場區(qū)內(nèi)無區(qū)域性活動斷層通過,位于抗震設(shè)防烈度6度區(qū),場地內(nèi)及周邊未發(fā)現(xiàn)全新活動斷裂通過,未見滑坡、泥石流、地裂縫等不良地質(zhì)作用,主要不良地質(zhì)作用為巖溶,場地總體穩(wěn)定性良好。按GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(2016年版)第4.1.6條的規(guī)定,劃分場地類別為Ⅱ類。地震動峰值加速度為0.05 g,基本地震動加速度反應(yīng)譜特征周期0.45 s,對應(yīng)抗震設(shè)防烈度6度,設(shè)計地震分組為第三組。按照有關(guān)規(guī)范進行設(shè)防。根據(jù)《興義某巖土工程勘察項目剪切波波速和地脈動測試報告》,場地的加速度A 表征值為89.597 cm/s2,速度V 表征值為0.5666 cm/s,位移S 表征值為0.0076 cm,卓越頻率為3.84 Hz,卓越周期T為0.26 s。
4.2 地基土抗震性能與地震效應(yīng)評價
雜填土及紅黏土不具備震動液化特征,不會產(chǎn)生地基失效?;鶐r分布連續(xù),抗震性能好,無震陷和地基失效的可能。
4.3 場地穩(wěn)定性及適宜性評價
場區(qū)工程地質(zhì)測繪與勘察資料表明,未發(fā)現(xiàn)區(qū)域性活動大斷裂通過,未見滑坡、地面塌陷、地裂縫、地面沉降、不穩(wěn)定斜坡等不良地質(zhì)作用,以中風(fēng)化灰?guī)r作地基持力層,巖溶洞(隙)經(jīng)挖穿處理地基穩(wěn)定性較好,場地穩(wěn)定性較好,場地為可建筑地段。
4.4 地基均勻性分析評價及穩(wěn)定性分析評價
(1)地基均勻性分析評價
①雜填土
該層在場地上分布較連續(xù),厚度為0.30~5.30 m,在空間分布上不均勻,不同地段物理力學(xué)差異較大,屬不均勻地基。
②紅黏土
該層在場地上分布較連續(xù),厚度不均勻,為可塑狀態(tài),鉆探揭露厚度范圍在0.5~18.3m之間,在空間分布上不均勻,屬不均勻地基。
③中風(fēng)化灰?guī)r
該層分布連續(xù),在空間上呈均勻分布,力學(xué)性質(zhì)差異性小,屬均勻地基。
(2)地基穩(wěn)定性分析評價
巖溶發(fā)育等級為巖溶強發(fā)育,下伏基巖層面起伏坡度較大,中風(fēng)化白云巖巖石地基不均勻,中風(fēng)化白云巖巖石地基總體較穩(wěn)定。部分鉆孔置于垂向發(fā)育的溶槽邊緣、中間,由于勘探孔控制范圍有限,地基開挖揭露后可能出現(xiàn)影響地基穩(wěn)定性的巖溶洞隙、臨空面、順層滑移面或土巖組合等不利情況。建議依據(jù)規(guī)范結(jié)合揭露的巖溶及中風(fēng)化灰?guī)r巖體結(jié)構(gòu)面、臨空面與基礎(chǔ)附加應(yīng)力擴散面積及巖體中附加應(yīng)力擴散角等因素綜合考慮基礎(chǔ)設(shè)計。
4.5場地工程風(fēng)險
根據(jù)擬建場地鉆探揭露地質(zhì)條件,場地巖溶強發(fā)育,可能存在的工程風(fēng)險主要為人工挖孔樁存在垮孔,塌陷、(基坑、孔樁)地下水突涌,建議對強發(fā)育的部位采用機械成孔,現(xiàn)場應(yīng)及時反饋施工信息,采用超前預(yù)報等綜合手段保障生命財產(chǎn)安全[6]。
5. 結(jié)語
本文通過分析興義市某房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)工程巖土工程在設(shè)計和施工中的作用,證明巖土工程勘察在巖溶發(fā)育嚴重區(qū)域?qū)こ淘O(shè)計和施工階段的必要性及重要性,有理由加大在巖溶發(fā)育嚴重區(qū)域巖土工程在工程設(shè)計及施工階段時的研究力度,說明了巖土工程可以有效提高設(shè)計和施工階段的效率及經(jīng)濟效益,為該區(qū)水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)類型工程提供了參考。