探討巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及質(zhì)量特征

向榮斌

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽　550001)

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探討巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及質(zhì)量特征

向榮斌

(貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽550001)

摘要：考慮到巖土層構(gòu)造的特殊性，施工單位要做好水文地質(zhì)及巖土性質(zhì)分析工作，為后續(xù)開發(fā)施工提供有效指導(dǎo)。結(jié)合實(shí)際案例，總結(jié)巖土區(qū)水文地質(zhì)概況，詳細(xì)分析了巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及其質(zhì)量特征。

關(guān)鍵詞：巖土；物理性質(zhì)；質(zhì)量特征；對(duì)策

1工程概況

受開陽縣龍崗鎮(zhèn)人民政府的委托，貴州省橋梁巖土工程有限公司承接了開陽縣龍崗鎮(zhèn)生態(tài)移民安置工程1～8號(hào)樓巖土工程勘察任務(wù)。擬建工程位于開陽縣龍崗鎮(zhèn)龍一村，交通較方便。擬建工程由貴州協(xié)同建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)，項(xiàng)目總用地23 838.34 m2，總建筑面積39 603.92 m2，容積率：1.64，建筑占地面積：7 148.23 m2，建筑密度：30%，綠地率：35.01%，停車位：97個(gè)。

2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)

2.1區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)近北東向斷裂構(gòu)造及褶皺一般發(fā)育，場區(qū)無區(qū)域性斷層通過，出露地層主要為中生界三迭系下統(tǒng)大冶群(T1d)白云巖。根據(jù)鉆探揭露地層及地表地質(zhì)調(diào)繪，建筑場地內(nèi)無區(qū)域斷層及全新世活動(dòng)斷裂。

2.2水文地質(zhì)

(1)地表水，據(jù)地面調(diào)查，場地及場地附近無常年性地表水體存在，無地表水體通過。大氣降水形成的地表漫流流方向?yàn)閺哪蠔|向指向北西向；(2)地下水，擬建場區(qū)地下水為基巖巖溶裂隙水。

3巖土體物理力學(xué)性質(zhì)及其質(zhì)量特征

3.1巖石物理力學(xué)指標(biāo)的試驗(yàn)值

(1)巖土采樣測(cè)試

本次勘察由于第四系素填土層厚度變化較大，其物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)采用綜合類比法。紅粘土層厚度變化較大，采用現(xiàn)場原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試確定；在中風(fēng)化巖層內(nèi)采取24件鉆孔巖芯樣作單軸飽和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

(2)現(xiàn)場原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試

本次勘察，采用自動(dòng)落錘法，在對(duì)1～8棟房屋建筑的120個(gè)鉆孔中紅粘土層進(jìn)行447次現(xiàn)場原位標(biāo)準(zhǔn)貫入測(cè)試，推算地基承載力，測(cè)試深度1.0～14.0 m，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

表1　標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

3.2地基設(shè)計(jì)參數(shù)及巖體質(zhì)量特征

按土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，計(jì)算場地土的地基承載力特征值：fa=Mbγb+Mdγmd+McCk。

結(jié)合當(dāng)?shù)貛r土工程經(jīng)驗(yàn)，以紅粘土作地基持力層，基礎(chǔ)寬b=3.0 m，計(jì)算土層承載力時(shí)，基礎(chǔ)埋深統(tǒng)一取值d=1.00 m(假定上部土層清除)。查表得:硬塑紅粘土Mb=0.16、Md=1.64、Mc=4.05，可塑紅粘土Mb=0.10、Md=1.38、Mc=3.69，軟塑紅粘土Mb=0.05、Md=1.22、Mc=3.47，代入公式得場地硬塑、可塑、軟塑紅粘土層的地基承載力特征值分別為fak硬塑=249.90 kPa、fak可塑=171.95 kPa、fak軟塑=97.61 kPa。巖石樣的室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

表2　巖石樣室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算表

本場地共采取24件中風(fēng)化白云巖巖樣，計(jì)算得其飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為frk=37.49 MPa，屬較硬巖，中風(fēng)化白云的基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ類。結(jié)合現(xiàn)場巖土性狀、風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度及基底埋置標(biāo)高等因素綜合考慮，取折減系數(shù)φ=0.10，計(jì)算得場地中風(fēng)化白云巖地基承載力特征值為：中風(fēng)化白云巖fa=Ψγ×frk=0.1×37.49 MPa =3 749 kPa。

4場地及地基穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

4.1場地總體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

擬建場地地形開闊平坦，無地面變形跡象；地質(zhì)構(gòu)造上為單斜構(gòu)造，場地內(nèi)未見斷層經(jīng)過，地面調(diào)查亦未發(fā)現(xiàn)小規(guī)模斷層，工程場地處在地質(zhì)構(gòu)造不發(fā)育的地段內(nèi)；場地外圍無滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害存在和危害場地。綜上所述，場地的穩(wěn)定性良好，適宜建筑。

4.2場地工程環(huán)境穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

建筑區(qū)地勢(shì)開闊平坦，地面標(biāo)高在1 109.02～1 119.67 m之間，高差10.65 m，坡度約5°～10°。經(jīng)地面調(diào)查，場地內(nèi)無地裂縫、滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象，場地總體穩(wěn)定性較好，適宜工程建設(shè)。

4.3場地建筑適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查表明：建筑場區(qū)及其附近未見近期活動(dòng)斷裂的痕跡，場地紅粘土厚度變化較大，北側(cè)較厚，南側(cè)略薄，平均厚度9.52 m，局部發(fā)育土洞，經(jīng)灌漿處理后穩(wěn)定性較好。鉆探揭露，中風(fēng)化巖體埋藏較淺，場地穩(wěn)定性較好。地基巖層為中風(fēng)化白云巖，溶蝕弱—中等，且分布穩(wěn)定連續(xù)，承載力較高，滿足擬建工程對(duì)地基強(qiáng)度的要求，適宜工程修建。

5施工對(duì)策及建議

5.1綜合分析

根據(jù)場地紅粘土承載力及地質(zhì)、水文和擬建物荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性分析，建議第2、3、7、8棟采用紅粘土地基的條形基礎(chǔ)方案，但基礎(chǔ)埋藏深度須滿足相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。建議場區(qū)第1、4、5、6棟采用中風(fēng)化巖石的(群)樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深嵌入中風(fēng)化巖石不少于0.5 m，需特殊處理孔樁段，可采用跨越或機(jī)械成孔等方案。

5.2施工組織

場地周邊工程環(huán)境條件較簡單，基坑四周場地開闊平坦，且土質(zhì)基坑深度較淺，具備放坡開挖條件。場內(nèi)地下水對(duì)孔樁施工基本無影響或影響較小。但考慮到目前處于雨季，施工中應(yīng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)做好施工組織設(shè)計(jì)，采取有效的排水措施以利安全施工，基礎(chǔ)施工速度宜快。

5.3施工安全

場地巖溶屬弱—中等發(fā)育地段，溶蝕洞隙對(duì)地基巖體強(qiáng)度和地基穩(wěn)定有一定的影響，溶蝕洞隙未經(jīng)處理的孔段，不宜直接作為基礎(chǔ)持力層使用。對(duì)于第1、4、5、6棟擬采用中風(fēng)化巖石的(群)樁基礎(chǔ)，為確保地基穩(wěn)定及擬建工程安全，建議基底必須釬探，釬探深度基底下不小于5.00 m。

5.4動(dòng)態(tài)管理

場地下伏基巖均為可溶性碳酸鹽巖，不良地質(zhì)現(xiàn)象為溶洞和溶蝕裂隙，考慮到巖溶發(fā)育的不均勻性、隱蔽性。建議施工時(shí)加強(qiáng)動(dòng)態(tài)管理，基礎(chǔ)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后應(yīng)及時(shí)用釬探或物探等手段進(jìn)行基坑(槽)地質(zhì)情況驗(yàn)證，持力層必須達(dá)到地勘和設(shè)計(jì)要求后才能進(jìn)行下道工序施工。未經(jīng)檢驗(yàn)查明及不符合質(zhì)量要求的壓實(shí)填土，均不得作為建筑地基持力層。

6結(jié)論

總之，巖土體物理學(xué)性質(zhì)對(duì)工程開發(fā)具有借鑒作用，可以幫助施工單位建立更為科學(xué)的施工作業(yè)方案。水文地質(zhì)環(huán)境是影響巖土體結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵因素，要事先分析水文地質(zhì)構(gòu)造特點(diǎn)，據(jù)此研究巖土體力學(xué)性質(zhì)與質(zhì)量特征，掌握地質(zhì)區(qū)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)災(zāi)害，提出切實(shí)可行的施工指導(dǎo)策略。本次在對(duì)所有巖土層病害區(qū)采取灌漿處理后，其穩(wěn)定性較好，滿足擬建工程的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]林文玉.巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度分析[J].中國農(nóng)村水利水電，2007，(2).

[2]陳延猛，夏銀飛.軟土物理力學(xué)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系研究[J].國外建材科技，2007，(2).

[3]寧寶寬，陳四利，楊軍.區(qū)域性粘土物理力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析[J].土工基礎(chǔ)，2005，(1).

Discussion on the physical & mechanical properties and quality properties of rock and soil mass

XIANG Rong-bin

(Guizhou Bridge Construction Group Co.，Ltd., Guiyang, Guizhou 550001，China)

Abstract:Considering the particularity of the structure of rock and soil, Construction company should do a good job in hydrogeology and geotechnical properties analysis, so as to provide effective guidance for the subsequent development and construction. Combining with the actual case, the paper sums up the rock soil hydrological geology, discusses on the physical & mechanical properties and quality properties of rock and soil mass in detail.

Keywords:rock and soil; physical property; quality characteristics; countermeasure

中圖分類號(hào)：U416.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)03-0017-02

作者簡介：向榮斌(1981-)，男 ，貴州開陽人，工程師，主要從事土木工程工作。

收稿日期：2015-08-21