巖土工程勘察中場地地震效應實例分析與評價

武 宇

(山西省地質勘查局二一二地質隊，山西 長治 046000)

巖土工程勘察中場地地震效應實例分析與評價

武 宇

(山西省地質勘查局二一二地質隊，山西 長治 046000)

以某廠區場地巖土工程勘察為例，結合該區域工程地質與水文地質條件，著重說明了場地地震效應分析與評價所需的基礎資料和分析評價方法，以供巖土工程勘察工作者參考借鑒。

巖土工程，勘察，場地，地震效應

巖土工程勘察是根據建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質環境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動[1]。也就是說在查明建設場地地形地貌、地層時代、巖性、結構與分布情況、地質構造、水文地質條件及不良地質作用等的基礎上進行分析評價從而編制勘察文件?？拐鹪O防烈度不小于6度的地區，應進行場地和地基地震效應的巖土工程勘察[1]。場地地震效應勘察主要包括抗震地段劃分、場地類別劃分、地震液化判別、軟土震陷可能性和估算震陷量。

1 工程概況

擬建綜合辦公樓占地面積80 m×18 m，地上5層，預估上部荷載約110 kPa，主體結構預采用框架結構，基礎形式擬采用筏板基礎，預估基礎埋深2.00 m；研發區占地面積40.20 m×28 m，化驗區占地面積為41.2 m×28.8 m，均為地上2層，預估上部荷載均約60 kPa，主體結構均采用框架結構，預估基礎形式均擬采用條形基礎，基礎埋深均為1.00 m。

2 場地地質概況

2.1 場地地形地貌

勘察場地屬中低山區，地貌單元屬松村河河漫灘，場地內地形平坦，地形標高在969.70 m～970.20 m之間。

2.2 場地地質條件

3 場地水文地質條件

3.1 地表水

松村河從場地西側流過，它是涅河的一級支流，發源于沁縣松村鄉后莊村西法華寺附近，向南偏東方向流經后莊、前莊、東坡、青修村，在青修村南改向東流，以經倪村、羌營、松村，在松村東南接近沁縣、武鄉縣交界處匯入涅河。河道全長15 km，流域面積125.24 km2。流域為土石山區，年徑流約1 100萬m3，河道清水流量0.34 m3/s。

3.2 地下水

場地地下水為第四系松散巖類孔隙潛水?？辈鞎r為豐水期，穩定地下水位1.40 m～2.00 m，水位標高為968.2 m～968.4 m。地下水主要接受大氣降水的入滲補給及河流側向補給，水位隨季節變化明顯，水位年變幅約為1.00 m。地下水水質類型為HCO3·SO4·Cl—Na·Ca型?？辈靾龅厮牡刭|條件簡單。

4 場地地震效應分析與評價

4.1 地震背景

從歷史上看，1890年武鄉地震5.5級，長治有感。另據省地震局資料，1303年潞城發生過5.5級地震。其余再也沒有本區地震的災害記錄?？梢哉J為，本區有文字記載以來，最大地震為5.5級，屬千年一遇的。而微震和弱震是一直存在的，如汶川強震，屯留也有明顯震感,但破壞性是談不上的。由莫震面等深度圖上可知，本區地殼厚度在39 km～39.5 km，總體上厚度變化不大，遠離地幔陡坡區。盡管有晉獲深大斷裂存在，但地殼還是均勻的,不大可能從地殼內部誘發大的構造變動,這也是本區地基穩定的一個大背景。

4.2 場地抗震地段判定

場地地貌單元屬松村河河漫灘，據GB 50011—2010建筑抗震設計規范第4.1.1條判定為抗震不利地段。

4.3 場地類別判定

場地土為軟弱土，據本次勘察和附近地質資料該場地覆蓋層厚度d0：15 m

4.4 場地液化判別

4.4.1 液化初步判別

擬建場地第②層為第四系全新統細砂，第④層為第四系上更新細砂，場地地下水水位埋深為1.40 m～2.00 m，水位標高為968.20 m～968.40 m。根據GB 50011—2010規范，本地區抗震設防烈度為7度，由第4.3.3條第1款：地質年代為第四系晚更新世(Q3)及其以前時，7度、8度時可判為不液化，可判定：第④層細砂層可不考慮液化影響；由第4.3.3條第3款：淺埋天然地基的建筑，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響。第②層細砂層液化初步判定如下：

du>d0+db-2，dw>d0+db-3，du+dw>1.5d0+2db-4.5。

其中，dw為地下水位深度，m，宜按設計基準期內年平均最高水位采用，也可按近年最高水位采用，這里采用所測各孔水位的最大值，即取2.00 m；db為基礎埋置深度，m，不超過2 m時應采用2 m，擬建建筑物基礎埋深為1.0 m～2 m；du為上覆非液化土層厚度，m，這里取地下水位以上土層厚度最大值，即2.00 m；d0為液化土體特征深度，m，見表1，這里取7 m。

表1 液化土體特征深度 m

經計算，第②層上覆非液化土層厚度和地下水位深度均不符合上述3個條件，初步判定第②層細砂層地基土為液化土。

4.4.2 液化復判

依據GB 50011—2010規范第4.3.4條采用標準貫入試驗經驗法對第②層細砂層進行液化復判，同時據本規范第4.2.1條和第4.3.4條本次液化復判深度為地面下15 m范圍內。本次液化復判采用BG3，BG12和BG20鉆孔標貫擊數實測值進行判定，液化復判公式如下：

Ncr=N0β[ln(0.6ds+1.5)-0.1dw](3/ρc)1/2。

其中，Ncr為液化判別標準貫入錘擊數臨界值；N0為液化判別標準貫入錘擊數基準值；ds為飽和土標準貫入點深度，m；ρc為粘粒含量百分數；IlE為液化指數；n為在判別深度范圍內每一個鉆孔標準貫入試驗點的總數;Ni,Ncri分別為i點標準貫入錘擊數的實測值和臨界值；di為i點所代表的土層厚度，m；Wi為i土層單位土層厚度的層位影響權函數值，m-1。

經計算，BG3，BG12和BG20孔液化指數分別為23.13，28.04和26.36，由GB 50011—2010規范表4.3.5判定各鉆孔第②層細砂層液化等級均為嚴重，綜合判定場地液化等級為嚴重。各鉆孔液化判別參數取值及計算成果詳見表2。

表2 各孔液化判別參數取值及計算結果

4.5 地基土震陷

各層地基土承載力的特征值均大于80 kPa，根據GB 50021—2001巖土工程勘察規范第5.7.11條及條文說明判定，在抗震設防烈度為7度時，本場地可不考慮軟弱土的震陷影響。

5 結語

本區抗震設防烈度為7度，所屬設計地震分組為第二組，設計基本地震加速度值為0.10g，場地土為軟弱土，建筑場地類別為Ⅲ類場地，屬對建筑抗震不利地段。第②層地基土液化等級為嚴重，場地液化等級為嚴重。場地可不考慮軟弱土的震陷影響。本次對場地地震效應的分析與評價結論正確，已被設計單位所采用。對場地地震效應分析和評價必須在掌握場地所處地貌單元、場地地質、水文地質及構造、場地所屬區域的地震背景資料的基礎上，對場地所處抗震地段、場地類別、場地液化初判和復判、場地土震陷進行判定，最終才能得出正確的結論。

[1] GB 50021—2001，巖土工程勘察規范[S].

[2] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

[3] 張少軍.潞寶金和生食品有限責任公司綜合辦公樓、化驗區及研發區場地巖土工程勘察報告[R].長治：山西省第四地質工程勘察院，2011.

On example analysis and evaluation of site seismic response in geological engineering exploration

Wu Yu

(No.212GeologicalUnit,ShanxiGeologicalExplorationBureau,Changzhi046000,China)

Taking the site geological engineering exploration at some factory as the example, the paper mainly indicates the site seismic response analysis and basic documents and analysis evaluation methods by combining with the regional engineering geological and hydrogeological conditions, so as to provide some reference for geological exploration personnel.

geological engineering， exploration, site, seismic effect

1009-6825(2015)02-0069-02

2014-11-06

武 宇(1977- )，男，助理工程師

TU412

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