砂巖地區巖土工程勘察實例分析

成 健 顏 慶

(河海大學基建處，江蘇 南京 211100)

砂巖地區巖土工程勘察實例分析

成 健 顏 慶

(河海大學基建處，江蘇 南京 211100)

針對某學生公寓建筑場地地基土的工程性質，主要涉及土性的特征、物理力學性質、地震效應及液化判別等方面，對地基處理、持力層的選擇等進行了分析，通過各種鉆探、原位測試和土試手段，為工程場地的建設提供了科學的設計參數。

巖土工程，工程地質條件，地震效應，液化判別

近年來隨著我國工程建設的飛速發展,許多工程項目都會遇到砂巖及其上覆土層的巖土工程問題,因此,加強對這一問題的研究是促進我國工程建設的需要,也是推動巖土工程發展的需要。本文結合南京地區河海大學學生公寓高層建筑物地基勘察的一個實例,對砂巖地區的巖土工程勘察進行初步的分析。

1 工程概況

本項目基地南北長約350 m，東西長約180 m，總占地約63 000 m2，場地隸屬于崗地地貌單元。場地內現西北側為園木林，地勢較高，有一定起伏，南側為草坪區，地勢北高南低，緩坡。東側為道路，西南角分布一水塘，勘探期間進行了抽水、清淤。擬建1號～3號本科生樓、食堂、4號博士生樓、5號留學生樓等學生公寓和輔助用房，框架、剪力墻和框剪結構，總計地上約10 萬m2。

本次勘察旨在結合調查研究鄰近場區地質環境，按規范和設計院有關技術要求來進行?？辈禳c主要沿建(構)筑物周邊線及柱網布設，共布設勘察孔52個，其中控制性技術孔26個，一般性技術孔26個。詳細查明擬建場地巖土體工程地質條件，評價場地及地基穩定性，為擬建物施工圖設計提供各項地質資料，具體任務為：

1)查明擬建場區內巖土體巖性、結構、成因、類型、埋藏分布特征及其物理力學性質，提供各巖土層承載力。2)評價場區地震效應，判別砂性土液化、建筑場地類別，劃分抗震地段。3)查明場區地下水類型、埋藏條件、滲透性和水、土對建筑材料腐蝕性作出評價。4)提出經濟合理、安全可行的地基基礎方案，提供各項巖土工程設計參數。

2 地質條件分析

2.1 場地地質層的劃分

根據巖土體巖性、結構、成因類型、埋藏分布特征及其物理力學性質指標的異同性，可將勘察深度范圍內巖土體劃分為4個工程地質層，10個亞層。各層工程地質特征分述如下：

①-1雜填土、①-2素填土、②粉質粘土、③粉質粘土、④-1a泥質砂巖(強風化)、④-1砂巖(強風化)、④-2ap破碎狀泥質砂巖(中風化)、④-2p破碎狀砂巖(中風化)、④-2a泥質砂巖(中風化)、④-2砂巖(中風化)。

淺部①-1層雜填土、①-2層素填土，堆填時間約10年，松散，不均質，不能直接利用；②層粉質粘土，中壓縮性，中低強度，工程地質條件相對較差；③層粉質粘土，中壓縮性，中高強度，工程地質條件良好。底部基巖為砂巖、泥質砂巖，風化層厚度變化較大，其中④-1a層泥質砂巖(強風化)及④-1層砂巖(強風化)，中高強度，遇水易軟化，巖體基本質量等級為Ⅴ級；④-2a層泥質砂巖(中風化)，為軟化巖石，軟化系數為 0.30，巖體較完整，局部夾砂質泥巖，基本質量等級為Ⅴ級，為擬建物較好的樁基持力層；④-2ap層破碎狀泥質砂巖(中風化)，裂隙極發育，遇水易軟化、崩解；④-2層砂巖(中風化)，為軟化巖石，軟化系數為0.44，巖體基本質量等級為Ⅳ級，為擬建物較好的樁基持力層；④-2p層破碎狀砂巖(中風化)，裂隙極發育，遇水易軟化、崩解。

2.2 土層透水性評價

根據地下水的賦存、埋藏條件，本場地的地下水類型主要為孔隙潛水，其次為基巖裂隙水?？紫稘撍饕x存于淺部①-1層雜填土、①-2層素填土、②層粉質粘土中，含水介質為黏性土，其滲透性差，含水量貧乏。

基巖裂隙水主要賦存于④-1a，④-1，④-2ap，④-2p層裂隙中，富水性和透水性不均一，連通性差?？辈炱陂g，對J22，J26，P14孔采用套管隔水進行基巖裂隙水量測，均未測到水位。根據鄰近工程施工經驗，局部基巖裂隙水發育，水量較大。

據室內滲透系數測試并結合地區實踐，各土層滲透性詳見表1。

表1 地基土滲透性評價一覽表 cm/s

2.3 地下水和土對建筑材料的腐蝕性評價

1)場地水腐蝕性評價。

本次勘察取地下水2組，根據水質分析成果，各離子含量詳見表2；按環境類型水對混凝土結構的腐蝕性評價詳見表3。

表2 地下水主要離子含量一覽表 %

2)場地土腐蝕性評價。

本次勘察在J7,J17號鉆孔，地下水位以上取土作易溶鹽檢測分析，各離子含量見表4，按環境類型土對混凝土結構的腐蝕性評價見表5。

3 地基土承載力特征值

依據土工試驗及標準貫入試驗指標查DGJ 32/J 12—2005南京地區地基基礎設計規范及按GB 50007—2011建筑地基基礎設計規范5.2.5公式，利用抗剪強度試驗成果進行計算，并結合地區勘察經驗，綜合確定各層地基土的承載力特征值，見表6。

表3 按環境類型水對混凝土結構的腐蝕性評價

表4 主要離子含量一覽表

表5 按環境類型土對混凝土結構的腐蝕性評價

表6 地基土承載力特征值綜合確定一覽表

4 場地與地基的地震效應分析

4.1 抗震設防烈度及場地類別的劃分及設計特征周期

按GB 50011—2010建筑抗震設計規范，本地區抗震設防烈度為7度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.10g。

表7 抗震設計參數一覽表

根據擬建物的結構層次及抗震設防類別特點，結合場地工程地質條件，選取鉆孔進行了波速測試，根據波速報告中土層實測波速平均值，選取擬建食堂地段不利鉆孔進行等效剪切波速估算。場地覆蓋層厚度大于5 m，小于50 m(中風化巖以淺)，按最不利因素考慮，場地地震設計參數見表7。

4.2 地基土液化判別與抗震地段劃分

場地20 m以淺無飽和砂(粉)性土分布，可不考慮土的液化影響。擬建場地地形西北側為園木林，地勢較高，起伏較大，東側為道路，西南側分布一水塘?？碧浇沂緶\部填土厚度較大,分布不均，基巖面起伏大，巖性不一，綜合判定該場地屬對建筑抗震不利地段，但根據野外調查，本場地未見滑坡等地質災害現象，基底巖層穩定。因此，從地質構造和地震活動分析，本場地為相對穩定區，適宜本工程建設。

5 地基基礎建議方案

根據勘探揭示地層，淺部3層土中壓縮性，中高強度，可作為小高層建筑的淺基持力層。埋藏較淺的強風化、中等風化巖均可作為建筑物淺基礎持力層。根據各建筑物所處地段揭示地層，結合建筑物基底設計標高，分別評述天然地基可行性：

擬建1號本科生樓，根據建筑物基礎埋置深度，基底分布地層主要為③層、④-1層、④-2層、局部④-1a層、④-2p層，雖巖土性質不均，但均為中高強度地基土，各巖土層的強度、壓縮性不一，差異沉降不易控制。可考慮以③層、④-1層、④-2層、局部④-1a層、④-2p層為持力層，建議采用筏板基礎。應加強基礎整體剛度，進行地基變形驗算，并采取必要的結構措施。

擬建2號、3號本科生樓，根據建筑物基礎埋置深度，基底分布地層主要為①-1層、①-2層、局部②層。東南角分布②層，厚度最大約6 m，其強度不滿足荷載要求，其余下臥層均為中高強度地基土?；鶐r面起伏大，差異沉降不易控制，故不宜采用天然地基，需進行地基土加固處理后采用筏板基礎。

擬建食堂，±0設計標高為20.3 m，北側及東側道路需回填約4 m?？碧浇沂揪植刻钔凛^厚，淺部無整體分布穩定，性質良好的天然地基持力層，故不宜采用天然地基，需進行地基土加固處理后采用筏板基礎。

擬建4號博士生樓、5號留學生樓，根據建筑物基礎埋置深度，基底分布地層主要為③層、④-1a層、④-1層。由于擬建物荷載較大，③層、④-1a層、④-1層承載力均不能滿足荷載要求，故不宜采用天然地基。建筑規模大，加上巖土分布不均，沉降差不易控制，可考慮采用樁基礎。因最大柱下荷載較大，基巖面起伏大，埋藏淺，預制樁難以貫入，單樁承載力難以滿足要求，可考慮采用鉆孔灌注樁，以④-2層砂巖(中風化)、④-2a層泥質砂巖(中風化)為樁端持力層，設計應根據荷載需要，確定入巖深度或樁數。

6 結語

通過地質條件、地基承載力及地基基礎方案分析，對巖土工程勘察所需提供的設計參數重要性有所理解，在充分了解和領會設計對建筑結構要求和經濟合理的前提下，有針對性的通過各種鉆探、原位測試和土試手段，提供科學合理、符合工程場地條件的設計參數，為其他工程建設提供了參考依據。

[1] GB 50007—2011，建筑地基基礎設計規范[S].

[2] JGJ 72—2004，高層建筑巖土工程勘察規程[S].

[3] 王璐華.建筑工程地質勘察與基礎設計存在的問題及對策[J].中國新技術新產品，2010(4)：86.

[4] 陳立龍.淺談巖土工程勘察中的基礎地質技術應用[J].城市建設理論研究，2011(22)：133.

[5] GB 50011—2010，建筑抗震設計規范[S].

Geotechnical engineering survey case analysis on sandstones area

Cheng Jian Yan Qing

(HohaiUniversityConstructionOffice,Nanjing211100,China)

According to foundation soil engineering properties of student apartment buildings， mainly related to the soil characteristics， physical and mechanical properties， earthquake responses and liquefaction distinguishing and other aspects， this paper made in-depth analysis on foundation treatment， bearing stratum selection and other aspects， through various drilling, in-situ testing and soil testing methods, it has provided scientific design parameters for engineering field construction.

geotechnical engineering， engineering geological condition， seismic effect， liquefaction distinguishing

2015-05-23

成 健(1987- )，男，助理研究員

1009-6825(2015)22-0092-03

TU195.2

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