甘肅某縣中醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目巖土工程特性及場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)

張曉東 張玉一

摘要：擬建項(xiàng)目位于后川河?xùn)|岸Ⅰ級(jí)階地，構(gòu)造特征比較簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，地層主要為第四系松散堆積物和新近系沉積巖，地下水屬第四系松散巖類孔隙潛水。地基土為中壓縮性土，未揭露有濕陷性土層，泥巖在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布均勻，承載力高，是擬建建筑物良好的基礎(chǔ)持力層和下臥層，支護(hù)措施建議采用土釘墻。本場(chǎng)地為均勻地基，屬穩(wěn)定性和適宜性較好的擬建場(chǎng)地，研究結(jié)果為工程設(shè)計(jì)與建設(shè)提供可靠的地質(zhì)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：巖土工程特性；場(chǎng)地適宜性；評(píng)價(jià)；某縣中醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目

1.地質(zhì)特征

擬建項(xiàng)目位于天水市張家川張家川回族自治縣縣城南側(cè)，建設(shè)場(chǎng)地西側(cè)緊鄰張恭二級(jí)公路，北側(cè)和南側(cè)為農(nóng)田，東側(cè)緊鄰崔灣村，交通便利。地貌單元屬后川河?xùn)|岸Ⅰ級(jí)階地，場(chǎng)地原為耕地，現(xiàn)進(jìn)行了建設(shè)平整，場(chǎng)地內(nèi)地形較平坦，整體上由東南向北西傾斜。

擬建項(xiàng)目處于祁連—北秦嶺褶皺帶。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，勘察場(chǎng)內(nèi)部及外圍無(wú)第四系活動(dòng)斷裂，故整個(gè)場(chǎng)地構(gòu)造特征比較簡(jiǎn)單且穩(wěn)定。場(chǎng)地內(nèi)主要為第四紀(jì)以來(lái)形成的松散堆積物及新近系沉積巖，巖性主要為填土、粉土、礫砂及泥巖。

本次勘察揭露最大深度為18.70m，根據(jù)鉆孔、探井揭露，該場(chǎng)地地層主要為第四系松散堆積物和新近系沉積巖。根據(jù)土層的巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)的差異，將場(chǎng)地地層分為5個(gè)工程地質(zhì)主層。現(xiàn)按從上至下的順序?qū)⒏鲗油恋膸r性特征分述如下：

第①層耕土（Q4ml）：層頂標(biāo)高為1650.53m～1654.48m，層厚為0.50m～0.60m。雜色，以粉土為主，見(jiàn)大量的植物根系，稍濕，稍密。該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布。

第②層粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：層頂標(biāo)高1650.03m～1653.98m，層頂埋深0.50m～0.60m，層厚3.00m～6.50m。黃褐色-黑褐色，上部呈黃褐色，下部呈黑褐色，土質(zhì)不均，局部夾有薄層細(xì)砂，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，軟塑-硬塑。該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布。

第③層礫砂（Q4al+pl）：層頂標(biāo)高1645.45m～1647.98m，層頂埋深3.50m～7.10m，層厚0.50m～3.20m。青灰色，粒徑不均，粒徑大于2mm的含量占總質(zhì)量的30%～45%，最大粒徑約3cm，主要成分以砂巖、石英巖為主，局部夾有薄層角礫，飽和，中密。該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布。

第④層角礫（Q4al+pl）：層頂標(biāo)高1644.74m～1646.74m，層頂埋深5.00m～9.00m，層厚0.40m～2.00m。青灰色，一般粒徑2mm～40mm，最大粒徑約70mm，粒徑大于2mm的顆粒含量占總質(zhì)量的55%～70%左右，母巖成分以石英巖、砂巖、花崗巖為主，磨圓度差，多呈次棱角狀-棱角狀，顆粒間以中粗砂充填。中密-密實(shí)。該層在場(chǎng)地內(nèi)分布不均勻且不連續(xù)，僅在擬建場(chǎng)地西側(cè)和北側(cè)區(qū)域有揭露。

第⑤層泥巖（N）：層頂標(biāo)高1643.52m～1645.76m，層頂埋深6.00m～9.90m，本次勘察未揭穿該層，揭露最大層厚12.30m，據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該層厚度大于50m。桔紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。礦物成分以粘土礦物為主。成巖作用較弱，屬極軟巖。上部2m～4m巖芯呈短柱狀，下部巖芯呈長(zhǎng)柱狀。具有飽水軟化、失水開(kāi)裂的特征。該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布。

2.場(chǎng)區(qū)地下水

建筑場(chǎng)地內(nèi)地下水屬第四系松散巖類孔隙潛水，主要賦存于下部粉土、礫砂和角礫層中，勘察期間（2019年3月）地下水埋藏深度3.70m～6.50m，水位標(biāo)高1646.73m～ 1647.98m。地下水主要接受大氣降水、地下水側(cè)向逕流補(bǔ)給，由北向南徑流，排泄于后川河。地下水位隨季節(jié)而升降，升降幅度約1.0m～1.5m之間，高水位期出現(xiàn)在7月份～ 9月份，低水位期出現(xiàn)在每年11月份～次年3月份。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，粉質(zhì)粘土層的滲透系數(shù)按0.005m/d考慮，礫砂層的滲透系數(shù)按20m/d～25m/d考慮，角礫層滲透系數(shù)按25m/d～30m/d考慮，單井涌水量300m3/d～400m3/d左右。

3.場(chǎng)地巖土綜合分析評(píng)價(jià)

3.1地基土的壓縮性評(píng)價(jià)

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）中的規(guī)定：②粉質(zhì)粘土層的壓縮系數(shù)a1-2=0.10～0.72MPa-1，平均0.24MPa-1，為中壓縮性土。

3.2地基土的濕陷性評(píng)價(jià)

根據(jù)土工試驗(yàn)：②層粉質(zhì)粘土濕陷系數(shù)δS介于0.000～ 0.014之間，自重濕陷系數(shù)δZS介于0.000～0.005之間，根據(jù)《濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范》（GB50025-2004），②層粉質(zhì)粘土不具有濕陷性。可知場(chǎng)地內(nèi)未揭露有濕陷性土層，可不考慮濕陷性對(duì)擬建場(chǎng)地的影響。

3.3地下水對(duì)建筑材料腐蝕性評(píng)價(jià)

本次勘察在鉆孔內(nèi)取水樣3件進(jìn)行了水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)，對(duì)場(chǎng)地地下水進(jìn)行進(jìn)行評(píng)價(jià)。按《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）【2009年版】進(jìn)行判別（Ⅱ類環(huán)境或強(qiáng)透水層），地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性（長(zhǎng)期浸水條件下），對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋在長(zhǎng)期浸水條件下具有微腐蝕性，在干濕交替條件下具有弱腐蝕性。

3.4巖石的物理力學(xué)性質(zhì)

本次勘察在鉆孔ZK7、ZK19、ZK30和ZK40中各取砂巖樣一組進(jìn)行巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。⑤層泥巖天然單軸抗壓強(qiáng)度為0.23MPa～0.38MPa，平均0.31MPa；飽和單軸抗壓強(qiáng)度0.10MPa～0.16MPa，平均0.13MPa。經(jīng)分析可知：⑤層泥巖飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)rk≤5，屬極軟巖。泥巖層成巖較差，干時(shí)較堅(jiān)硬，擾動(dòng)和遇水易軟化，暴露地表易風(fēng)化崩解。

3.5地基均勻性評(píng)價(jià)

擬建場(chǎng)地位于后川河?xùn)|岸Ⅰ級(jí)階地之上，受河侵蝕堆積和人類活動(dòng)影響，從單一的地層結(jié)構(gòu)分析，①層耕土和②層粉質(zhì)粘土受原始地形影響，層厚大小不一，屬不均勻地基；③層礫砂擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布，厚度較小，中密，為擬建附屬用房的主要持力層，屬均勻地基；④層角礫層厚大小不一，場(chǎng)地內(nèi)分布不均勻且不連續(xù)，屬不均勻地基；⑤泥巖擬建場(chǎng)地內(nèi)分布均勻，層位穩(wěn)定，厚度大，承載力高，為擬建場(chǎng)地內(nèi)的主要持力層和下臥層，屬均勻地基。因此，判定本場(chǎng)地為均勻地基。

3.6地基土綜合評(píng)價(jià)

由以上分析結(jié)果，并根據(jù)地基土的分布情況和擬建物特點(diǎn)，綜合評(píng)價(jià)如下：

①層耕土，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布，厚度小，結(jié)構(gòu)雜亂，欠固結(jié)，工程性能差，不可作為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。

②層粉質(zhì)粘土，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布，厚度較大，不具有濕陷性，中壓縮，軟塑-硬塑，承載力低，經(jīng)處理后可作為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。

③層礫砂，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布，厚度較小，中密，承載力較低，可作為擬建低層建筑物的基礎(chǔ)持力層。

④層角礫，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布不均勻且不連續(xù)，僅在擬建場(chǎng)地西側(cè)和北側(cè)區(qū)域有揭露，厚度小，不宜作為擬建建筑物的基礎(chǔ)持力層。

⑤泥巖，該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)分布均勻，層位穩(wěn)定，厚度大，承載力高，是擬建建筑物良好的基礎(chǔ)持力層和下臥層。

3.7地基土承載力特征值的確定

根據(jù)原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)，參考已有建筑經(jīng)驗(yàn)，綜合分析給定地基土的力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)值見(jiàn)表2。

4.持力層的選擇及基礎(chǔ)類型的建議

4.1持力層的選擇及基礎(chǔ)類型的建議

依據(jù)擬建工程特點(diǎn)、平面布置及場(chǎng)地地基條件，結(jié)合已有的建筑經(jīng)驗(yàn)，對(duì)基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)類型建議如下：

（1）淺基礎(chǔ)

擬建附屬用房基礎(chǔ)形式建議采用條形基礎(chǔ)或獨(dú)立基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)形式，以③層礫砂做為擬建物的基礎(chǔ)持力層。

（2）深基礎(chǔ)

擬建建筑具有1層地下室的，基礎(chǔ)形式建議采用樁筏聯(lián)合基礎(chǔ)，以⑤層泥巖做為擬建物的基礎(chǔ)持力層；無(wú)地下室的建筑，基礎(chǔ)形式建議采用樁基礎(chǔ)，以⑤層泥巖做為擬建物的基礎(chǔ)持力層。樁基礎(chǔ)建議采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁，樁端進(jìn)入泥巖層不小于1倍樁徑，且不得小于1.0m。

若采用人工井樁基礎(chǔ)，在開(kāi)挖工程過(guò)程中須做好井壁的支護(hù)工作和人身安全防護(hù)工作，防止井壁的坍塌或落石等不良現(xiàn)象的發(fā)生，以確保施工及人身安全。

4.2樁的極限側(cè)阻力、端阻力標(biāo)準(zhǔn)值的確定

根據(jù)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）中的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，給出在不同的施工條件下各層的樁的極限側(cè)阻力及樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值，見(jiàn)表3。

5.降水方案

本次勘察鉆探揭露深度內(nèi)地下水的埋深為3.70m～ 6.50m，水位標(biāo)高1646.73m～1647.98m。若采用人工挖井灌注樁，必須先進(jìn)行降水，場(chǎng)地內(nèi)地下水賦存于粉土層、礫砂層和角礫層中，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，粉質(zhì)粘土層的滲透系數(shù)按0.005m/d考慮，礫砂層的滲透系數(shù)按20m/d～25m/d考慮，角礫層滲透系數(shù)按25m/d～30m/d考慮，單井涌水量300m3/d～ 400m3/d左右。降水后地下水水位必須低于基礎(chǔ)底面，以利于基礎(chǔ)施工。降水方案建議采用大直徑管井井點(diǎn)井群降水，并利用明溝排水配合，管井沿基坑四周布設(shè)，降水時(shí)必須采取必要的措施，防止砂土流失，確保已有建筑物及基礎(chǔ)設(shè)施的安全。

6.基坑開(kāi)挖支護(hù)方案建議

由于擬建建筑物有1F地下室，基礎(chǔ)施工時(shí)要進(jìn)行基坑開(kāi)挖，因此應(yīng)做好基坑支護(hù)設(shè)計(jì)及施工，在基坑開(kāi)挖時(shí)，局部區(qū)域自然放坡坡度不能達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，可能導(dǎo)致基坑失穩(wěn)，給施工人員、臨時(shí)設(shè)施及基坑本身造成危害，因此在基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分調(diào)查擬建場(chǎng)地周圍環(huán)境情況，作好基坑開(kāi)挖的施工方案及支護(hù)設(shè)計(jì)。所需要的巖土計(jì)算參數(shù)按表2選用，支護(hù)措施建議采用土釘墻。如采取放坡，建議放坡坡率不大于1∶0.75。

7.場(chǎng)地穩(wěn)定性及適宜性

擬建場(chǎng)地地貌單元屬后川河?xùn)|岸Ⅰ級(jí)階地，內(nèi)部及外圍未見(jiàn)有全新世以來(lái)的斷裂活動(dòng)痕跡存在；場(chǎng)地范圍不遭受滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的威脅；據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及本次鉆探揭露，主要為第四系巨厚層堆積物和新近系泥巖構(gòu)成，場(chǎng)地地層主要為①耕土、②粉質(zhì)粘土、③礫砂、④角礫和⑤泥巖組成。主要地層為：

①層耕土堆填時(shí)間短，工程力學(xué)性質(zhì)差；

②層粉質(zhì)粘土承載力較低，厚度較小，分布連續(xù)；

③層礫砂承載力較低，分布連續(xù)，厚度小；

④層角礫承載力較高，分布不連續(xù)，厚度小；

⑤泥巖分布連續(xù)，層位穩(wěn)定，厚度較大，物理力學(xué)性質(zhì)較好，強(qiáng)度較高。因此，本場(chǎng)地屬穩(wěn)定性和適宜性較好的擬建場(chǎng)地。

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