摘 要：【目的】查明擬建設(shè)場(chǎng)地內(nèi)基本地質(zhì)情況、水文地質(zhì)特征、地震情況及周邊不良地質(zhì)情況并提出治理建議，確定擬建場(chǎng)地內(nèi)巖土體力學(xué)特征，為工程建設(shè)選取合適持力層?！痉椒ā客ㄟ^鉆探工程、取巖土樣和水樣進(jìn)行測(cè)試，分析場(chǎng)地穩(wěn)定性、地下水腐蝕性，獲取巖土體物理力學(xué)參數(shù)?！窘Y(jié)果】鉆探結(jié)果表明，場(chǎng)地內(nèi)地層由上到下可分為第四系殘坡積層、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層、中風(fēng)化泥巖層等3個(gè)層位；水樣測(cè)試結(jié)果表明，場(chǎng)地內(nèi)地下水腐蝕性微弱；巖樣測(cè)試結(jié)果表明中風(fēng)化層泥巖承載力特征值為2 408.4 KPa，承載力較好?！窘Y(jié)論】擬建場(chǎng)地整體穩(wěn)定性較好，適宜開展工程建設(shè)；地下水位在建設(shè)最低標(biāo)高以下，可不考慮抗浮設(shè)計(jì)；建議選取中風(fēng)化泥巖作為持力層。

關(guān)鍵詞：巖土工程勘察；地下水；巖土測(cè)試；地基承載力

中圖分類號(hào)：TU195" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1003-5168（2024）22-0109-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.22.023

Analysis of Geotechnical Engineering Investigation in a Site in Guizhou Province

Abstract：[Purposes] In order to find out the basic geological conditions， hydrogeological characteristics， structural and seismic conditions in the proposed construction site， find out the adverse geological conditions in and around the proposed site and put forward treatment suggestions， determine the geotechnical physical characteristics in the proposed site， and select the appropriate bearing layer for the engineering construction.[Methods] Through drilling engineering， taking rock and soil samples and water samples for testing， the stability of the site and the corrosion of groundwater are analyzed， and the physical and mechanical parameters of rock and soil are obtained.[Findings] The drilling shows that the inner layer of the site can be divided into three layers from top to bottom： quaternary residual slope layer， heavily-weathered mudstone layer and moderately-weathered mudstone layer. The test results of water samples show that the corrosion of water inside the site is weak. The rock sample test results show that the bearing capacity characteristic value of moderately-weathered mudstone is 2 408.4 KPa， and the bearing capacity is good.[Conclusions] Through this work， it is found that the overall stability of the proposed site is good， and the project construction will be carried out. The groundwater level is below the lowest elevation of the construction， the anti-floating design may not be considered; it is suggested to select moderately-weathered mudstone as the bearing layer.

Keywords： geotechnical engineering investigation；groundwater；geotechnical testing；foundation bearing capacity

0 引言

某場(chǎng)地巖土工程擬在某河流左岸建場(chǎng)地內(nèi)開展工程建設(shè)。查明建設(shè)場(chǎng)地內(nèi)基本地質(zhì)情況、水文地質(zhì)特征、評(píng)價(jià)場(chǎng)地穩(wěn)定性，可為后續(xù)工程建設(shè)提供準(zhǔn)確有效的地質(zhì)資料。本研究主要采用鉆探工程、巖土測(cè)試、水樣測(cè)試等方法進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，基本查明場(chǎng)地內(nèi)巖土體分布特征，分析評(píng)價(jià)地下水對(duì)構(gòu)建筑物的影響，并通過力學(xué)測(cè)試為工程建設(shè)選取合適的持力層［1］。

1 研究區(qū)概況

該場(chǎng)地位于烏江左岸，地貌為河谷地貌，屬于河流Ⅰ級(jí)階地，西側(cè)為山體斜坡，東側(cè)為正在建設(shè)的工程場(chǎng)地?？辈閳?chǎng)地?cái)M建工程為44棟22層居民住宅區(qū)，總占地面積約為51 327 m2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及實(shí)測(cè)地形圖，場(chǎng)地內(nèi)地形起伏變化較大，地勢(shì)不平坦，場(chǎng)地內(nèi)地面標(biāo)高420～472 m，最大相對(duì)高差約52 m。

根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB 50021—2001（2009年版），對(duì)巖土工程勘察進(jìn)行分級(jí)，可以將該工程定為重要工程，工程重要性等級(jí)定為一級(jí)。擬建場(chǎng)地位于河流左岸Ⅰ級(jí)階地，地形起伏變化較大，地貌較為復(fù)雜且場(chǎng)地內(nèi)側(cè)存在部分開挖，地質(zhì)環(huán)境受到一定的破壞。場(chǎng)地位于抗震設(shè)防6度區(qū)，場(chǎng)地等級(jí)定為I級(jí)；擬建場(chǎng)地內(nèi)含多種巖土體，土體均勻性差，性質(zhì)變化比較大，場(chǎng)地地基等級(jí)定為Ⅱ級(jí)。根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地等級(jí)、地基復(fù)雜程度的分級(jí)情況綜合分析，該擬建場(chǎng)地的巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)［2］。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 氣象

擬建場(chǎng)地地處亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，具有春夏較長(zhǎng)，冬秋較短，夏熱冬暖等特點(diǎn)。年平均溫度17.3℃，1月份最冷，7月份最熱，極端最高氣溫為1972年8月27日40.7℃，極端最低氣溫為1970年1月30日零下5.5℃。全年無霜期為248天，年日照時(shí)間約1 169.5 h。

對(duì)收集的近20年氣象資料進(jìn)行分析，降水多集中在每年的4至10月份。年平均降水量為1 129.1 mm，最大年降水量為2014年1 529.45 mm，最大日降雨量為295.4 mm；最大時(shí)降水量為62.8 mm如圖1所示。

2.2 地層

通過地表調(diào)繪及鉆探揭露，擬建場(chǎng)地內(nèi)巖土體結(jié)構(gòu)由第四系殘坡積層（Qel+dl）含碎石粉質(zhì)黏土及志留系秀山組（S1xsh）鈣質(zhì)泥巖組成，根據(jù)巖土體的分布特征由上而下分別敘述如下。

第四系殘坡積層（Qel+dl）：分布于整個(gè)擬建場(chǎng)地，呈褐黃色、黃色，含較多泥巖碎塊。根據(jù)鉆探工程及土樣測(cè)試成果資料，場(chǎng)地內(nèi)土體為含碎石粉質(zhì)黏土，呈可塑狀，厚1.1～2.6m。具體物理力學(xué)指標(biāo)見表1。

志留系秀山組（S1xsh）：根據(jù)對(duì)擬建場(chǎng)地周邊基巖露頭的調(diào)查并結(jié)合鉆探巖心揭露地層的情況，擬建場(chǎng)地內(nèi)的下伏基巖為志留系蘭多維列統(tǒng)秀山組（S1xsh）地層，其巖性為紫紅色、灰綠色薄至中厚層狀鈣質(zhì)泥巖。根據(jù)巖心風(fēng)化程度可以將基巖劃分為強(qiáng)風(fēng)化層泥巖和中風(fēng)化層泥巖，結(jié)合巖心揭露情況可知，擬建場(chǎng)地內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化層厚度為3.7～6.3 m。強(qiáng)風(fēng)化層巖心采取率為65%～75%，巖心呈碎塊狀、塊狀，少量短柱狀，觀察巖心可見明顯風(fēng)化現(xiàn)象，錘擊聲不清脆，無回彈，且易被擊碎，巖心浸水后指甲可劃出印痕。中風(fēng)化層巖心采取率為80%～95%，大于10 cm的巖心采取率為65%～80%，巖心呈短柱狀、柱狀［3-4］。根據(jù)對(duì)擬建場(chǎng)地鉆探巖心取樣測(cè)試，中風(fēng)化層巖體單軸抗壓強(qiáng)度15.3～26.4 MPa，平均值20.55 MPa，標(biāo)準(zhǔn)值20.07 MPa，具體物理力學(xué)參數(shù)見表2。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震情況

擬建場(chǎng)地所在區(qū)域主要發(fā)育近南北向褶皺構(gòu)造，擬建場(chǎng)地位于一近南北向開闊向斜東翼。通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，擬建場(chǎng)地內(nèi)為未發(fā)現(xiàn)斷層構(gòu)造，場(chǎng)地內(nèi)出露地層產(chǎn)狀平穩(wěn)，巖層呈單斜產(chǎn)出，地層產(chǎn)狀為276°∠11°。

根據(jù)縣志記載，自1884年至2000年間，共發(fā)生過10余次地震，歷史記載最大震級(jí)為5.25級(jí)。根據(jù)地震局發(fā)布的地震信息表明，工作區(qū)內(nèi)最近一次地震發(fā)生于2023年2月9日，地震震級(jí)2.4級(jí)，詳見表3。

2.4 水文地質(zhì)條件

對(duì)擬建地內(nèi)水文地質(zhì)條件進(jìn)行地面調(diào)查并結(jié)合相鄰場(chǎng)地基礎(chǔ)施工資料綜合分析，場(chǎng)地內(nèi)未見穩(wěn)定地表水，地表水主要為降水形成的地表徑流，地下水則主要由第四系孔隙水和基巖裂隙水組成。場(chǎng)地周邊有烏江自南向北流過。

地表水。擬建場(chǎng)地東側(cè)約200 m處為烏江，江水流向自南向北，烏江屬季節(jié)性河流，豐水期河流斷面較大，水位漲落頻繁，漲幅在5～10 m，一般常年水位356 m，五十年一遇洪水位376 m。枯水期流量較小，水位相對(duì)較低［3］。上游及下游均有水電站，可進(jìn)行水位調(diào)控。

第四系孔隙水。擬建場(chǎng)廣泛分布第四系殘坡積層含碎石粉質(zhì)黏土，該土層為第四系孔隙水主要分布層位。第四系孔隙水補(bǔ)給來源主要為大氣降水且賦存深度較淺，無法大量長(zhǎng)時(shí)間賦存于土體中，故該類地下水僅在降雨時(shí)短暫性存在。加之第四系含碎石粉質(zhì)黏土結(jié)構(gòu)松散，孔隙度高，有利于地下水徑流排泄，不易富集。

基巖裂隙水。該類地下水的富集主要受基巖的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙控制，在較為破碎的強(qiáng)風(fēng)化層中基巖裂隙水較為富集，中風(fēng)化層因巖石較為完整則基巖裂隙水賦存較少?；鶐r裂隙水的主要受大氣降水補(bǔ)給，因補(bǔ)給源存在不確定性，故其水位和水量變化較大。

3 擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

3.1 地表水影響評(píng)價(jià)

在擬建場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的地表徑流，只在降水時(shí)因山坡匯水形成短時(shí)間、階段性地表徑流。為減小因降水形成的地表徑流對(duì)本場(chǎng)地的影響，可在擬建場(chǎng)地西側(cè)山體下方及場(chǎng)地內(nèi)修筑排水溝渠，及時(shí)將降水匯集并排出場(chǎng)地。

擬建場(chǎng)地東側(cè)為烏江，其一般常年水位356 m，五十年一遇洪水位376 m。擬建場(chǎng)地最低地面標(biāo)高為420 m，其高于歷史洪水位44 m，故江水對(duì)擬建場(chǎng)地的影響可忽略不計(jì)。

3.2 地下水影響評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地內(nèi)地下水主要為第四系孔隙水與基巖裂隙水兩種，其補(bǔ)給源主要為大氣降水。場(chǎng)地內(nèi)基巖為泥巖，屬弱透水層，是較好的隔水界面，在鉆探過程中所有鉆孔均未出現(xiàn)返水現(xiàn)象，說明上覆第四系含碎石粉質(zhì)黏土透水性良好，可使地下水快速排泄，場(chǎng)地內(nèi)無法長(zhǎng)時(shí)間形成有效含水層。因此，場(chǎng)地內(nèi)地下水位較低，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)擬建物的影響較小，可不考慮抗浮設(shè)計(jì)［3］。

3.3 地下水腐蝕性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地屬于Ⅱ類環(huán)境類型，根據(jù)所取水樣腐蝕性分析測(cè)試成果并結(jié)合《巖土工程勘察規(guī)范》中腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)地下水腐蝕性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果詳見表4、表5。

根據(jù)測(cè)試結(jié)果并對(duì)照參考標(biāo)準(zhǔn)確定本擬建場(chǎng)地內(nèi)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對(duì)混凝土中鋼筋同樣具有微腐蝕性［5-7］。

3.4 巖體物理力學(xué)參數(shù)

鑒于擬建場(chǎng)地內(nèi)土體結(jié)構(gòu)松散，不對(duì)土體力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，通過對(duì)強(qiáng)風(fēng)化層泥巖及中風(fēng)化層泥巖進(jìn)行巖體物理力學(xué)測(cè)試，對(duì)比其測(cè)試結(jié)果，選取合適層位作為建構(gòu)筑物基礎(chǔ)持力層。

強(qiáng)風(fēng)化層泥巖。該層為極軟巖，結(jié)構(gòu)較為破碎，根據(jù)動(dòng)力觸探試驗(yàn)，修正后動(dòng)探擊數(shù)為10.73～11.58，修正后動(dòng)探擊數(shù)平均值為11.09。按照《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行巖體物理力學(xué)參數(shù)選取，建議巖土參數(shù)為：γ=22 KN/m3，Ck=100 KPa，Φk=23°。結(jié)合《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第四版），通過內(nèi)插法計(jì)算，并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，建議強(qiáng)風(fēng)化層泥巖的地基承載力特征值為fak=400 KPa。變形模量采用內(nèi)插法計(jì)算，建議變形模量E0=28.4 MPa。根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB 5033—2013），建議強(qiáng)風(fēng)化泥巖與擋墻底面摩擦系數(shù)μ=0.40。

中風(fēng)化層泥巖。該層為中風(fēng)化層泥巖，根據(jù)鉆探巖心顯示其巖體結(jié)構(gòu)完整，結(jié)合物理力學(xué)測(cè)試結(jié)果，選取該層作為基礎(chǔ)持力層。根據(jù)巖體結(jié)構(gòu)面組數(shù)、平均間距及延伸情況，判斷該層為較破碎巖體，綜合確定折減系數(shù)ψr=0.12，單軸抗壓強(qiáng)度測(cè)試其標(biāo)準(zhǔn)值frk=20.07 MPa。通過計(jì)算可知中風(fēng)化泥巖地基承載力特征值為 fa=20.07×0.12×1 000=2 408.4 KPa。綜合分析，建議擬建場(chǎng)地的中風(fēng)化泥巖地基承載力特征值選取為fa=2 200 KPa，具體使用值應(yīng)根據(jù)試樁最終確定。

3.5 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。擬建場(chǎng)地內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，未見斷層、褶皺等構(gòu)造發(fā)育，地層產(chǎn)狀平穩(wěn)，呈單斜產(chǎn)出，基巖穩(wěn)定性較好。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2010）及《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015）可知，擬建場(chǎng)地所在區(qū)域抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05 g，峰值加速度為0.05 g，反應(yīng)譜特征周期為0.35 s，區(qū)域穩(wěn)定性較好，事適宜進(jìn)行工程建設(shè)［8-9］。

3.6 不良地質(zhì)評(píng)價(jià)

①南側(cè)及北側(cè)邊坡。擬建場(chǎng)地內(nèi)及其周邊未見巖溶塌陷、崩塌及泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，但在場(chǎng)地南側(cè)及北側(cè)存在未支護(hù)邊坡，南側(cè)邊坡長(zhǎng)約150 m，高7～10 m，坡度50°～70°，邊坡位置土層較薄，部分基巖出露，由于泥巖風(fēng)化速度較快，隨時(shí)間推移邊坡可能會(huì)出現(xiàn)小規(guī)?；?，因此必須對(duì)該邊坡進(jìn)行有效支擋；北側(cè)邊坡長(zhǎng)約200 m，高5～10 m，坡度40°～60°，邊坡位置土層較薄，基巖出露，由于泥巖風(fēng)化較快，邊坡偶爾會(huì)發(fā)生塊石掉塊現(xiàn)象。根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃，擬建道路及建筑緊靠該邊坡，該邊坡對(duì)場(chǎng)地安全構(gòu)成威脅，因此必須對(duì)該邊坡進(jìn)行有效支擋［10］。

②場(chǎng)地階梯狀斜坡。擬建場(chǎng)地微地貌為階梯狀斜坡地貌，特別是場(chǎng)地東側(cè)存在階梯狀斜坡及陡斜坡，該區(qū)地形復(fù)雜，土層局部較厚，均勻性較差。根據(jù)場(chǎng)地規(guī)劃情況，該區(qū)存在兩排擬建建筑，由于原地形高程高差約7 m，場(chǎng)平后會(huì)形成邊坡，對(duì)擬建建筑的安全構(gòu)成威脅，因此必須對(duì)該區(qū)域進(jìn)行有效支擋。

4 結(jié)論及建議

①擬建場(chǎng)地所處區(qū)域穩(wěn)定性良好，適宜進(jìn)行工程建設(shè)，但在擬建場(chǎng)地南側(cè)、北側(cè)邊坡及場(chǎng)地內(nèi)階梯狀斜坡存在局部垮塌風(fēng)險(xiǎn)，在工程建設(shè)前應(yīng)進(jìn)行永久性治理，消除安全隱患。

②擬建場(chǎng)地內(nèi)未見穩(wěn)定地表徑流，但需在場(chǎng)地四周修筑截排水溝，減小因降水形成的地表徑流對(duì)場(chǎng)地的影響。

③場(chǎng)地內(nèi)基巖為泥巖，可形成較好隔水界面，上覆含碎石粉質(zhì)黏土結(jié)構(gòu)松散，透水性好，場(chǎng)地內(nèi)無法長(zhǎng)時(shí)間形成穩(wěn)定地下水水位且鉆探過程中未見穩(wěn)定地下水分布，故可不考慮抗浮設(shè)計(jì)。

④通過采集擬建場(chǎng)地內(nèi)水樣進(jìn)行測(cè)試分析，可知場(chǎng)地內(nèi)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對(duì)混凝土中鋼筋同樣具有微腐蝕性。

⑤結(jié)合場(chǎng)地地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析，建議場(chǎng)地內(nèi)構(gòu)建筑物基礎(chǔ)選擇樁基礎(chǔ)形式，并選擇中風(fēng)化層作為基礎(chǔ)持力層，建議地基承載力特征值 fa=2 200 KPa，具體使用值應(yīng)根據(jù)試樁最終確定。

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