納雍縣馬鞍山國際城巖石力學特征及地基穩定性評價

祝念

摘要：本文以納雍地區某項目工程勘查為例，通過試驗，獲得了各層位可靠的巖土力學指標，同時結合巖土特征探討地基穩定性，為擬建工程的基礎設計提供科學依據。

Abstract： In this paper， taking a project in Nayong as an example， the reliable rock and soil mechanics indexes of each layer are obtained through experiments， and the stability of the foundation is discussed in combination with the characteristics of rock and soil， which provides a scientific basis for the foundation design of the proposed project.

關鍵詞：巖石力學特征；地基穩定性評價；納雍

Key words： rock mechanics characteristics；stability evaluation of foundation；Nayong

中圖分類號：P58 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0210-03

0 引言

隨著經濟發展，在城市化建設當中高層建筑的數目也隨之增加，而且部分重大工程項目位于鬧市中。因此，為了減少建設過程對周邊環境的影響，勢必會提高對工程建設項目的要求。本文從納雍地縣馬鞍山國際城項目的工程勘查工作中，結合試驗測得的巖石力學參數探討了二疊系吳家坪組（P3w）強風化泥巖夾硅質巖層的巖石力學特征，并進一步探討地基穩定性。

1 區域地質概況

場區屬于亞熱帶濕潤季風氣候，地處低緯度高海拔烏蒙山南坡，該地氣候由于受到高原地貌和南北氣流的綜合影響，導致季節更替不明顯。根據區域地質圖及場地露頭的地層分析，場地位于納雍背斜西翼，無區域性斷層通過，也無塌陷及采空區。場地覆蓋土層已基本被挖除。二疊系上統龍潭組（P3l）泥巖直接出露于地表，場地巖性單一巖體較破碎，節理裂隙較發育，巖層傾向120°，傾角8°，呈單斜構造。場地位于納雍縣城雍煕鎮，場區內原始地貌類型為侵蝕-剝蝕低中山地貌，地形起伏較大，現經開挖平整后，大部分地段基巖出露地表。地面平坦，大部分地面高程為1453.0～1454.0m。對擬建工程場地及周邊進行地質調查，場地未發現有巖溶塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷等不良災害現象。場地所處位置地勢相對較高，周邊匯水面積較小，場地周邊200m區域內無常年性地表溪溝、山塘及地表水體，大氣降水為地表水體的主要來源，地表水主要表現為季節性雨水匯集形成的積水。區內地下水類型可按照區內出露的地層巖性，含水介質特征及地下水動力條件分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種類型。前者受大氣降水補給，賦存于表層素填土的孔隙內，向下部及東側地勢低洼地外排泄，地下水較為分散，含水性弱，水位水量受大氣降水影響，動態變化大，但由于地勢相對較高含水微弱，富水等級為貧乏。施工期間未見松散孔隙水。場地內的基巖裂隙水主要補給方式為大氣降水，貯存于二疊系上統龍潭組基巖裂隙中，大氣降水通過巖石裂隙通道等滲入地下，受地形地貌、巖層產狀及構造等因素控制，地下水逕流方向為西北至東南，于地形低洼處或臨近溝溪以泉的形式排泄。

2 巖土體單元劃分及其質量特征

根據鉆探揭露，場地各巖土層單元可劃分為：素填土單元、中風化泥巖單元、煤層單元、強風化泥質粉砂巖單元、中風化泥質粉砂巖單元五個巖土單元。

素填土單元：平場形成，自然堆填，結構松散；

中風化泥巖單元：巖質軟，巖芯呈柱狀、長柱狀，遇水暴曬后易風化；一般常見縱波速范圍值多為2600～3000m/s之間，最高值為3215m/s，最低值為2468m/s，平均值=2810m/s；

煤層：黑色，在場地中呈條帶狀分布，局部呈透鏡狀分布，不均勻，厚度0.1～1.2m，巖體破碎，巖芯碎塊狀；

強風化泥質粉砂巖單元：巖質軟，巖芯呈碎塊狀、砂狀，一般常見縱波速范圍值多為2300～2700m/s之間，最高值為2856m/s，最低值為2200m/s，平均值=2516m/s；

中風化泥質粉泥巖單元：巖質較軟，巖芯呈塊狀、短柱狀，偶見長柱狀；一般常見縱波速范圍值多為3600～3800m/s之間，最高值為4082m/s，最低值為3364m/s，平均值=3585m/s。

3 地基穩定性評價

3.1 場地類別劃分與抗震設防

3.1.1 場地的地震效應評價

場地開挖至地下室底板需回填至設計±0.00標高，覆蓋土層為回填土，屬軟弱土類，最大厚度大于3m，小于15m。根據地微振測試報告，本場地地微振卓越周期為0.158-0.164s，總平均值為0.161s，因此為了避免地基與建筑物產生共振的情況發生，建議在建筑物的結構設計中應避開場地地基地微振卓越周期0.161s。場地所在地區的抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，所屬的設計地震分組為第二組，屬抗震條件一般地段；根據查表顯示，納雍縣雍熙鎮基本地震動峰值加速度0.05g，基本地震動加速度反應譜特征周期0.40s，宜按有關規范要求作好抗震設防。

3.1.2 擬建工程抗震設防建議

從結構方面出發，嚴格按照有關規定進行設計，確保結構體系受力明確，傳力合理連續。擬建工程的抗震設防應以加強結構措施為主，地基承載力較高，不會發生震陷和地基失效。

3.2 巖石力學特征

本次勘察在場地中取得15件中風化泥巖試樣和15件中風化泥質粉砂巖進行室內試驗，將其試驗數據進行統計計算，結果見表1。

巖體的完整性指數為巖體壓縮波速度與巖塊壓縮波速度之比的平方，根據上述有關數據資料，得出中風化泥巖完整性指數為0.56，強風化泥質粉砂巖完整性指數為0.26，中風化泥質粉砂巖完整性指數為0.53。并更具相關規范對場地巖體的基本質量等級進行劃分，中風化泥巖完整性指數為Ⅳ級，強風化泥質粉砂巖完整性指數為Ⅴ級，中風化泥質粉砂巖完整性指數為Ⅳ級。

3.3 地基承載力建議值

中風化泥巖自然單軸抗壓強度標準值為frk=8.81MPa，完整性指數為0.56，按相關規定進行內插，得折減系數ψr=0.215，fa=ψr.frk=1894kPa，建議采用fa=1800kPa。

中風化泥質粉砂巖自然單軸抗壓強度標準值為frk=23.74MPa，完整性指數為0.53，進行內插，得折減系數ψr=0.19，fa=ψr.frk=4510.6kPa，結合本項目前期成果資料，建議采用fa=4500kPa。

綜合分析，煤層地基承載力特征值等設計參數提供經驗值，場地各巖土體單元地基承載力特征值等設計參數的建議使用值見表2。

3.4 地基穩定性及均勻性

場地上部素填土為新近回填，局部分布，厚度變化大，土質地基均勻性和穩定性差。場地下部基巖層巖性屬非碳酸鹽類巖石，無斷層破碎帶、溶洞存在，鉆探范圍內未發現有采空區，工程地質剖面圖分析，泥巖分布厚度不大，局部缺失，地基穩定性和均勻性差。泥質粉砂巖承載力較高，根據剖面圖反映的地質資料，泥質粉砂巖中發育兩層煤層，第一層發育標高約1450-1452m，第二層煤層發育深度約1440-1442m，煤層之間的中風化泥質粉砂巖層厚8-10m，地基穩定性和均勻性相對較好，第二層煤層下部中風化泥質粉砂巖下部12m范圍內未發現有煤層存在，地基穩定性和均勻性較好。

3.5 地下室基坑邊坡穩定性評價

根據場地標高及建筑物設計標高，場地存在大范圍的地下室基坑，經過平場開挖，西北側為已建成1#、2#樓，西南側為已建成4#、5#、6#樓，東南側為已建成發展大道，基本不存在基坑邊坡。東北側原始地面標高為1448～1458m，已形成0-5m的邊坡，目前已按1：0.75放坡處理，現狀穩定性良好，局部為臨時回填邊坡，高0-5m，邊坡底部為廢棄房屋，目前已按1：1放坡，并對邊坡體進行簡單夯實處理，現狀穩定性較好，但邊坡體長期暴露在外日曬雨淋易風化，可能引起坡體變形開裂，甚至失穩垮塌，建議對已開挖的邊坡噴射素砼護坡處理。

4 結論及建議

①場地總體穩定性及地基均勻性較好，屬建筑抗震一般地段，宜于一般民用建筑；場地地震烈度為Ⅵ度，地震加速度值為0.05g，特征周期值0.35s，場地類別為Ⅱ類，擬建物抗震設防類別為丙類，應按有關規定進行抗震設防。

②據場地工程地質條件及擬建物特征，建議選擇卵石層及強風化泥巖夾硅質巖層作基礎持力層，基礎形式采用筏板基礎。

③場地地下水是最不利因素，影響和制約本工程施工，在工程設計、施工中要充分考慮地下水對工程的不利影響。

④以中風化泥質粉砂巖單元作基礎持力層，用人工挖孔樁的基礎形式，各柱位處的基礎埋深及基底持力層的承載力特征值

⑤根據地微振測試報告，場地的常時微動的卓越周期在0.158～0.164s，總平均值為0.161s。建議本工程建筑結構自振周期設計應避開本場地卓越周期，以避免地基與建筑物產生共振。

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