貴州某醫院綜合樓工程地質條件分析與評價

王克穎

（貴州省有色地質勘察局物化探總隊，貴州都勻558000）

1 工程概況

擬建貴州醫科大學第三附屬醫院綜合醫療大樓位于都勻市城市主干道斗篷山路旁，交通便利；本工程主要由醫院綜合樓、塔樓、地下室組成，綜合樓地上層數為4層，塔樓地上層數為23層，地下室1~2層；總建筑面積65900m2，主體結構為框架結構。

2 區域自然地理概況

都勻市地處貴州高原向廣西丘陵過渡的斜坡地帶，屬苗嶺山脈南側，地勢總體北西高南東低；區域地形起伏大、切割強烈，地貌類型主要有侵蝕構造、溶蝕—侵蝕、溶蝕地貌，工程區處于溶蝕地貌區[1]。擬建場地原始地形為城區住宅區，地形平坦開闊，地面高程為794m左右。

區域上屬亞熱帶濕潤季風氣候，冬無嚴寒，夏無酷暑，年平均氣溫15.9℃，極端最高溫度36.6℃，極端最低溫度-6.9℃，年平均無霜期288d，最少年降雨量868mm，最多年降雨量1968mm，年平均降雨量1445.5mm，雨季主要集中在5~8月，年平均相對濕度79%。

3 工程地質條件分析與評價

3.1 場區巖土結構及其特征

工程區及其周邊出露地層為二疊系上統吳家坪組（P3w）黃褐、灰白色薄至中厚層硅質巖夾頁巖，巖層產狀184°∠43°；根據區域地質資料及現場調查，場地內無斷裂構造通過，場區穩定性好[2]。

根據鉆孔揭露情況，擬建場地在最大勘探深度31.2m范圍內自上而下依次為雜填土層（Q4ml）、強風化基巖、中風化基巖。各巖土層特征如下：

（1）雜填土（Q4ml）。主要由平場時的碎石、廢磚和建筑垃圾傾倒回填而成，呈雜色，總體為稍濕狀態；成分復雜，厚薄不均，分布不連續，性質不均一；回填時間不足1年，至今未進行夯實碾壓，未完成自重固結；厚0.5~5.3m，平均2.33m。

（2）強風化基巖。場區鉆孔揭露強風化基巖為薄至中厚層狀硅質巖夾頁巖，總體呈黃褐色，局部呈灰白色，節理裂隙極發育，巖芯破碎，多呈砂狀、碎塊狀；分布不連續，其厚度在水平方向上有變化，均勻性較差，總體厚度不大，厚0.5~6.7m。

（3）中風化基巖。巖性為黃褐、灰白色薄至中厚層狀硅質巖夾頁巖，節理裂隙發育，下部裂隙多閉合，巖芯完整性相對強風化帶較好，多呈短柱狀、碎塊狀，少數呈長柱狀；均勻性相對較好，厚度變化較大，厚9.3~28.5m。

3.2 水文地質特征

工程區及其周邊地下水類型有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水，前者富水性弱，后者富水性較強，是區內主要的地下水類型，均屬于潛水。

松散巖類孔隙水分布于覆蓋層中，為第四系松散堆積物以及強風化帶基巖上部；具有埋藏淺、較為分散、含水性弱以及水位、水量具明顯季節性的特征，豐枯季相差較大；孔隙水靠大氣降水直接補給，一般部分下滲入下伏含水層，部分蒸發。基巖裂隙水賦存于中風化硅質巖夾頁巖的風化、構造裂隙中，埋藏相對較深，含水量較豐富，主要接受大氣降水和部分松散巖類孔隙水的補給，在風化裂隙、層間裂隙中賦存，并以蒸發、裂隙滲流等形式進行排泄。

擬建場地周邊無大的地表水體，勘察期間測得場地地下水水位為8.3~9.4m（枯季水位），對應標高為785.3~785.6m，與地下室底板標高785.2m相當；根據鄰區其他工程經驗，擬建場區地下水位變幅一般為2m左右，故在工程設計中應考慮抗浮措施，建議抗浮水位按最高洪水位789.0m設計，并考慮地下室底板和側壁的揚壓力。

本次工作在場區的淺井開展抽水試驗，井口標高為794.93m，孔深11.5m（孔底標高783.43m），直徑1.4m，試驗前地下水水位深度9.06m（標高785.87m），含水層為中風化硅質巖夾頁巖層。采用泵量為3m3/h的水泵抽水，248min后，淺井水被抽干，未能達到滲排穩定，此時水位下降了2.44m；根據以上抽水試驗推算地下水涌水量，樁孔涌水量約2.1m3/h。抽水試驗表明，在枯水期施工時基坑涌水量較小，但考慮到工程施工期較長，在豐水期進行基坑開挖后，基坑涌水量將增大，大量、長時間抽排水可能對擬建物基礎及相鄰建筑物造成不利影響，故在基坑支護設計中建議考慮地下隔水墻或隔水帷幕，以減小對周邊建筑物的影響。

3.3 工程地質條件評價

3.3.1 場地地震效應

場地剪切波速測試成果顯示，土層等效剪切波速（Vs）為301~358m/s；根據相關規范，本場地土類型為中硬土，場地類別屬Ⅱ類。

根據區域地質資料及現場地質調查成果，場區內無斷層經過，場地穩定性較好，場地地層分布連續穩定，根據《建筑抗震設計規范》（2016年版），擬建場地屬建筑抗震一般地段。場地巖土層不具備震動液化特征，在地震動力作用下不會發生地基失效；巖石地基以中風化巖體為主體，抗震性能較好。根據工程位置及場地類別確定該場地基本地震動峰值加速度值為0.05g、特征周期值為0.35s，對應抗震設防烈度為6度第一組，應按有關規定進行抗震設防。場地地微振試驗成果顯示，場地微振動卓越周期為0.15s，為避免擬建建筑物產生共振破壞，建議其特征周期應避開微振動卓越周期0.15s。

3.3.2 地基條件評價

擬建場地未見斷裂構造經過，場地較為平緩開闊，未見塌陷、滑坡、泥石流等不良工程地質作用發生，總體地基穩定，環境地質條件較好。場地巖土結構顯示，場地巖土層種類單一，為二元結構，即上覆為雜填土，下伏基巖為硅質巖夾頁巖，基巖分布面積較廣，厚度穩定，未發現巖性突變，縱、橫向巖性變化較小，場地較均勻[3]。

場區基巖強風化、中風化帶巖體錘擊聲啞、無回彈、易擊碎，巖芯破碎，均屬軟巖范疇。場區周邊地質調查顯示，強風化基巖發育多種結構面，結構面多呈張開狀態，結合差，結構面組數一般大于3組，巖體呈碎裂狀結構，屬破碎巖體。中風化基巖主要結構面類型為裂隙面或層面，結構面結合一般，部分呈閉合狀態，結構面組數一般大于3組，巖體呈中層狀結構，屬較破碎巖體。根據基巖特征及相關規范規定，場地強風化、中風化硅質巖夾頁巖巖體基本質量等級分類均為Ⅴ類。

3.3.3 地基持力層選擇

場區巖土結構簡單，為二元結構。其中，位于表層的雜填土具有成分復雜、分布不連續、厚度變化大等特征，且堆積時間短，未完成自重固結，回填時未進行分層夯實碾壓，總體承載力很低，大部幾乎不具備承載力；根據建筑物設計，該巖土層在地下室基坑開挖后將被清除。因此，雜填土不能作為地基持力層。

場區基巖為硅質巖夾頁巖，大面積分布于場區；但強風化帶基巖厚度變化較大，厚度分布不連續，具一定的承載力，地基承載力實驗值為512kPa，彈性模量為32.1MPa，建議地基承載力為500kPa，可作為部分建筑物的地基持力層。中風化基巖屬較破碎巖體，分布連續穩定，力學強度相對較高，承載力特征值為1500kPa，彈性模量為161.5MPa，總體承載力高，是較好的持力層，可滿足大部分建筑物承載力的要求。

結合場地巖土結構、工程性能、建筑物基礎埋深及結構設計要求，建議醫院綜合樓部分以中風化硅質巖夾頁巖為持力層，塔樓部分以中風化硅質巖夾頁巖為持力層，13~15軸地下室部分以強風化硅質巖夾頁巖為持力層；當雜填土層厚度較大時，局部的地段可采用碎石換填。

3.3.4 地下水腐蝕性評價

根據《巖土工程勘察規范》（2009版）相關規定，擬建場地環境類型為Ⅱ類，地下水水質分析結果顯示，場區水質類型為[S]CaII，即為硫酸鹽鈣質水；對直接臨水或強透水層環境下的混凝土結構物有酸性和重碳酸鹽中等腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中鋼筋有氯鹽微腐蝕性。

4 基礎形式及地基處理建議

建筑物基礎形式的確定主要取決于擬建物特征以及擬建場地地基條件，根據不同的地基條件選擇適宜的基礎形式是建筑設計中需要研究的重要課題，本場地地基條件簡單，巖土結構單一；因此，地基對建筑物基礎形式的影響小。根據擬建物特征及場地地基土構成，建議醫院綜合樓部分采用獨立柱基的基礎形式，塔樓部分建議采用獨立柱基或筏板基礎；而13~15軸地下室部分，結合地基條件，建議采用獨立柱基的基礎形式，以滿足地基承載力和變形的要求。

擬建物單棟建筑具有不同的高度及荷載，相應采用了不同的持力層及基礎形式，應進行不均勻沉降驗算。其中，13~15軸地下室部分以強風化硅質巖夾頁巖為持力層，雜填土層較深位置可采用碎石換填。

5 結論

（1）場區巖土結構單一，為上覆雜填土、下伏基巖的二元結構，基巖巖性為硅質巖夾頁巖；場區無斷裂構造通過，場區穩定性好。

（2）工程區及其周邊地下水類型有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水，基巖裂隙水是區內主要的地下水類型；建議抗浮水位為789.0m，并考慮施工降水對周邊建筑物的影響；

（3）場地環境類型為Ⅱ類，水質類型為[S]CaII，對直接臨水或強透水層環境下的混凝土結構物有酸性和重碳酸鹽中等腐蝕性；對鋼筋混凝土結構中鋼筋有氯鹽微腐蝕性。

（4）場地土類型為中硬土，場地類別屬Ⅱ類；為避免擬建建筑物產生共振破壞，建議其特征周期應避開微振動卓越周期0.15s。

（5）場區基巖巖體基本質量等級分類均為Ⅴ類，建議根據擬建物高度和荷載選擇強風化、中風化基巖作為地基持力層，局部雜填土層較深位置可采用碎石換填處理。