武興龍
(湖南省核工業地質局三0六大隊,湖南 衡陽 421003)
巖土工程專業應用在地質勘察目的是為工程項目設計而服務,通過地質勘察技術的應用進一步了解地質空間的變化情況及地質變化規律,科學分析在建工程項目地下土體結構變化形態。
工程區處于新華夏系第二復式沉降帶之平江~衡陽新華夏系坳(褶)陷(斷)帶的次級構造區,衡陽坳陷盆地內。衡陽盆地主要為燕山構造運動的產物,是由北東向郯廬斷裂受東西向構造、南北向構造復合而形成的拉張盆地,區域構造變形較為平緩,以北東、北北東向斷裂構造為主,構造帶走向20°~50°。工程區褶皺構造不發育,主要為低次序的小型褶曲。工程區附近,總體上為單斜構造,巖層總體傾向北,傾角平緩,一般8°~12°。工程區及外圍1km內未見區域性斷層通過,場區處于相對穩定狀態。
新構造活動特征:
本區域處于我國華南新構造弱活動區,地殼垂直和水平運動速率皆較小。區內新構造運動以大面積整體性緩慢抬升為主,并兼有間歇性不均勻抬升運動,在地形地貌上表現為自西北向東南的梯狀降低,區域斷裂帶的分割性較弱,以整體性運動為特點,并伴有微弱的斷裂活動和斷塊差異運動。具體表現有:一是湘贛交界處的諸廣山、九嶺山等強烈抬升;二是中新生代盆地的萎縮,如第三系以來,區內的衡陽、茶陵-永興、攸縣及南雄等紅色碎屑巖堆積盆地大多結束了發育史,逐漸抬升遭受剝蝕形成丘陵和臺地。場區處于湘江Ⅰ級河流階地,根據區域地質資料工程區內不存在活動性斷裂。
擬建場地屬侵蝕堆積河谷平原地貌類型,為湘江河流Ⅰ級階地堆積地貌。擬建場地交通便利,現場地已基本按設計標高拆除平整,地形平緩開闊,地面標高在57.26m~60.99m,原有建筑已拆除,大二期范圍內勘探期間未揭露地下管線等不利埋藏物,故綜合判定場地施工條件較好,基礎施工時可不考慮對鄰近建(構)筑物的影響。
根據本次詳勘鉆探揭露,在勘探深度范圍內,場地上覆土層自上而下主要為第四系人工填土、第四系河流階地沖積物,下伏基巖為下第三系泥質粉砂巖(E),現將各巖土體的主要特征由新到老分別描述如下:
(7)強風化泥質粉砂巖(E):紫紅色,巖石風化劇烈,原巖結構構造大部分已遭破壞,節理裂隙發育,礦物成分已大部分變色,巖芯呈碎塊狀及半巖半土狀,局部呈短柱狀,錘擊易碎,鉆探進尺不均勻。該層全場分布,層厚2.20m~10.20m,平均層厚5.83m。
(8)1中風化泥質粉砂巖破碎層(E):該層分布于中風化泥質粉砂巖層中,為本場地內破碎層,紫紅色、泥質結構,層狀構造,多為泥鈣質膠結,巖石風化劇烈,節理裂隙較發育,裂隙面可見白色石膏礦物,巖芯較破碎,巖芯多呈塊狀、碎塊狀,少量呈短柱狀,鉆進進尺較均勻,巖芯采取率低約50%,RQD值小于15。屬于極軟巖,巖體破碎,巖石質量等級為Ⅴ級。該層零星揭露(共4孔揭露),層厚0.80m~3.90m,平均層厚2.470m。(層頂埋深標高為35.37m~41.60m,層底埋深標高為33.57m~38.19m)。
(9)2中風化泥質粉砂巖(E):紫紅色,泥質結構,層狀構造,多為泥鈣質膠結,巖石主要由粘土礦物及碎屑礦物組成,巖石風化較劇烈,節理裂隙一般發育,巖芯較完整,多呈柱狀,柱狀節長5cm~80cm,少量呈短柱狀及塊狀,RQD值約60~85,鉆探進尺均勻。屬于軟巖,巖體較完整,巖石質量等級為Ⅳ級。該層全場分布在勘察期間該層未揭穿,控制層厚5.02m~9.54m。(層頂埋深標高為32.53m~40.11m,從現地面算起)。
經勘查,場地內的特殊性巖土為雜填土、強風化泥質粉砂巖、泥質粉砂巖破碎層,勘察分析如下:
(1)雜填土場地內全場分布,層厚為0.9m~6.0m。為原有建筑拆除平整形成,堆積年限<10年,可見混凝土基礎及塊石,未經碾壓夯實處理,填料骨架間孔隙大,其特征為結構松散,力學性質及其分布不均勻,其穩定性較差,可能對基礎施工帶來不利影響。特別是大的“混凝土塊”與未清除干凈的“老基礎”,可能影響樁基礎的施工,建議在樁基礎施工前有針對性的予以清除。
(2)強風化泥質粉砂巖,該層全場分布,鉆探巖芯多呈碎塊狀、塊狀,少量呈短柱狀,局部呈半巖半土狀,巖土物理力學性質較好,可做為預應力管樁基礎持力層,對基礎施工影響不大,可不進行特殊處理。
(3)泥質粉砂巖破碎層,該層主要由原巖風化不均形成,零星分布于中風化泥質粉砂巖層中,物理力學性能一般—中等,為相對軟弱層。采用嵌巖樁時在基礎施工前應進行逐樁探巖,詳細查明其分布情況,確保施工過程中樁端坐落于穩定持力層中,厚度滿足設計要求。
根據野外地質觀察、現場原位測試及室內土工試驗,結合場地工程地質條件,現將場地各土巖層作如下:
雜色,未經碾壓夯實處理,填料骨架間孔隙大,其特征為結構松散,力學性質及其分布不均勻,不能作為擬建建筑物基礎持力層。
黃褐色、灰褐色,呈軟塑狀,根據土樣分析結果,孔隙 比 為0.948~1.001,液 性 指 數 為0.79~0.95,壓 縮 模 量 為2.9Mpa~3.4Mpa,壓縮系數為0.58Mpa-1~0.67Mpa-1,判定該土層為高壓縮性土,根據現場標準貫入試驗成果,范圍值為6擊/30cm~8擊/30cm,標準值為7擊/30cm,判定該層承載力低,推薦天然地基承載力特征值為100kPa,該層零星分布,不宜作為擬建物基礎持力層。
褐黃色、灰褐色,濕~飽和,中密~密實狀,根據土樣分析結果,孔隙比為0.691~0.792,液性指數為0.67~0.95,壓縮模量為4.4Mpa~6.0Mpa,壓縮系數為0.29Mpa-1~0.39Mpa-1,判定該土層為中壓縮性土,根據現場標準貫入試驗成果,范圍值為14擊/30cm~16擊/30cm,標準值為15擊/30cm,判定該層承載力較低,推薦天然地基承載力特征值為150kPa,該層在場地內少量分布,可結合上部粉質黏土層作為多層建筑淺基礎持力層。
淺黃色、青灰色,飽和,中密,根據現場標準貫入試驗成果,范圍值為14擊/30cm~15擊/30cm,標準值為14擊/30cm,判定該層承載力較低,推薦天然地基承載力特征值為150kPa,該層在場地內零星分布,不宜作為本工程擬建物基礎持力層。
雜色,多呈中密狀,局部呈密實狀,濕-飽和,根據現場29.1m/97孔重型動力觸探試驗成果, 修正后擊數7.8擊/10cm~14.4擊/10cm,標準值10.2擊/10cm,承載力中等,推薦天然地基承載力特征值240Kpa,可做為本工程樁基礎基礎持力層。
紫紅色,巖芯呈碎塊狀塊狀,少量呈短柱狀,局部呈半巖半土狀,巖石風化不均。根據現場29.1m /97孔重型動力觸探試驗成果,修正后擊數8.6擊/10cm~15.1擊/10cm,標準值11擊/10cm,承載力中等,推薦天然地基承載力特征值260Kpa,該層全場分布,可做為本工程樁基礎基礎持力層。
該層分布于中風化泥質粉砂巖層中,為本場地內破碎層,紫紅色、巖芯較破碎,巖芯多呈塊狀、碎塊狀,少量呈短柱狀。根據巖石天然單軸抗壓強度試驗結果,范圍值為3.73MPa~6.7MPa,平均值5.23MPa,判定該層承載力中等,推薦天然地基承載力特征值500Kpa。建議采用嵌巖樁基礎施工時樁端應穿過該層至下部穩定巖層。
紫紅色,鉆探巖芯多呈柱狀少量呈塊狀。根據巖石天然單軸抗壓強度試驗結果,范圍值為6.36MPa~12.1MPa,標準值8.39MPa,判定該層承載力較高,推薦天然地基承載力特征值1000Kpa,可以作為本工程擬建物樁基礎基礎持力層。
本文針對該工程區域大二期范圍內勘探期間未揭露地下管線等不利埋藏物,因此綜合判定項目施工條件較好,基礎施工時可不考慮對鄰近建(構)筑物的影響;針對中風化泥質粉砂巖破碎層分析,該層分布于中風化泥質粉砂巖層中,為本場地內破碎層,紫紅色、巖芯較破碎,巖芯多呈塊狀、碎塊狀,少量呈短柱狀。因此建議采用嵌巖樁基礎施工時樁端應穿過該層至下部穩定巖層。詳細查明其分布情況,確保施工過程中樁端坐落于穩定持力層中,厚度滿足設計要求。那么從以上幾個方面可以得出勘察,得知場地各土體較穩定,根據區域地質資料,場地及附近亦無較大的活動斷層通過,場地與地基穩定,適宜項目開發。本建筑場地揭露的特殊性巖土為雜填土、軟塑狀粉質黏土、強風化泥質粉砂巖、泥質粉砂巖破碎層。