工程地質條件勘察在巖土工程調查中的應用

張 偉

（安徽省地質礦產勘查局313地質隊, 安徽六安 237010）

巖土工程調查是建設工程安全施工的基礎, 也是查明擬建區域工程地質條件的主要方法。工程地質條件勘察是巖土工程調查的重要組成部分, 只有充分了解擬建區域的工程地質條件, 才能結合巖土體物理力學性質編制出合理的方案, 為進一步展開治理或建設提供指導[1]。本文以某擬建工程的巖土調查為例, 分析工程地質條件勘察在巖土工程調查中的應用。

1 擬建區巖土體特征

巖土體特征研究是分析巖土結構的基礎, 也是編制建設方案的重要參考依據。因此, 在巖土工程調查中必須查明擬建區域的巖土體特征。如某擬建區內巖土體可分為：

①雜填土：顏色混雜, 以褐黃、褐紅、褐灰色為主, 夾雜灰褐、灰黑、磚紅等色, 松散—稍密, 濕。淺部成份主要由碎石、砼塊、磚礫等建筑垃圾混少量粘性土組成, 下部以粘性土混碎石, 少量建筑垃圾為主, 組成份復雜, 局部底部為30cm耕植土。重型動力觸探錘擊數（修正）N=1.0～13.2擊, 平均6.0擊。

②粘土：褐紅、褐黃色夾灰黑色, 硬塑狀態為主, 局部可塑, 飽和, 中等壓縮性。零星含少量黑色鐵錳質結核及礫石顆粒, 局部夾粉質粘土薄層, 局部段底部夾15～25cm可偏硬塑狀有機質粘土, 切面較光滑, 韌性高, 干強度高。標準貫入試驗錘擊數N=4.7～11.7擊, 平均8.4擊。

③粉土：灰色、褐灰色, 稍密, 濕, 中等壓縮性；局部段夾粉砂或粉質粘土條紋, 偶見膠結團塊或姜結石, 搖震反應中等。標準貫入試驗錘擊數N=5.1～11.2擊, 平均8.8擊。

③-1粘土：灰色、淺灰色、褐灰色, 可塑狀態為主, 局部軟塑, 飽和, 中等壓縮性為主, 局部高壓縮性。層內局部段夾粉質粘土薄層, 韌性高, 干強度高。標準貫入試驗錘擊數N=2.6～9.2擊, 平均5.6擊。

③-2有機質粘土：褐黑、灰黑色, 可塑狀態為主, 局部為軟塑, 飽和, 高壓縮性。有機質含量3.7%～13.1%, 平均7.4%, 局部段夾泥炭質土或含有機質粘土薄層。標準貫入試驗錘擊數N=3.9～7.9擊, 平均5.5擊。主要以透鏡體或薄層狀分布于地基土上部, 僅場地南部少數鉆孔揭露。

④粉質粘土：灰色、蘭灰色、褐灰色, 可塑狀態為主, 局部軟塑狀態, 飽和, 中等壓縮性為主, 局部段高壓縮性。層內局部段略含有機質, 夾粘土薄層, 切面較光滑, 韌性中等, 干強度中等。標準貫入試驗錘擊數N=2.9～9.5擊, 平均6.2擊。

④-1粉土：灰色、蘭灰色、淺灰色, 稍—中密, 濕, 中等壓縮性。局部段夾粉砂、粉質粘土薄層, 偶見膠結團塊, 質較硬, 搖振反應中等, 韌性低, 干強度低。標準貫入試驗錘擊數N=6.4～13.0擊, 平均9.4擊。

④-2有機質粘土：黑色、灰黑色, 軟塑狀態, 局部可偏軟塑, 飽和, 高壓縮性。有機質含量2.5%～31.2%, 平均8.6%, 局部夾泥炭質土或含有機質粘土薄層。標準貫入試驗錘擊數N=3.6～7.2擊, 平均4.5擊。

⑤粉土：淺灰色、蘭灰色、灰色, 中密為主, 局部稍密, 濕, 中等壓縮性。局部夾粉質粘土條紋及粉砂薄層, 偶見膠結塊或姜結石顆粒, 搖振反應中等—慢, 韌性低, 干強度低。標準貫入試驗錘擊數N=6.3～18.2擊, 平均12.4擊。

⑤-1粉質粘土：灰色、褐灰色, 可塑狀態, 飽和, 中壓縮性, 局部段為粘土薄層, 切面較光滑, 韌性中等, 干強度中等。標準貫入試驗錘擊數N=5.6～7.4擊, 平均值N=6.7擊。主要以薄層或透鏡體形式分布。

⑥粉土：淺灰色、灰色、淺蘭灰色, 中—密實狀態, 濕, 中等壓縮性。局部夾粉砂薄層或粉質粘土條紋, 偶見膠結團塊, 搖振反應慢, 韌性低, 干強度低。標準貫入試驗錘擊數N=9.8～23.1擊, 平均16.6擊。

⑥-1粘土：灰色、淺蘭灰, 可塑狀態, 飽和, 中等壓縮性。局部段夾粉質粘土薄層, 偶見姜結石顆粒, 切面光滑, 韌性高, 干強度高。標準貫入試驗錘擊數N=5.8～9.8擊, 平均8.2擊。

⑥-2泥炭質土：黑色, 可偏軟塑狀態為主, 局部軟塑, 飽和, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性, 局部段為有機質粘土薄層, 有機質含量5.2%～48.7%, 平均16.90%, 質較輕, 干強度低。標準貫入試驗錘擊數（修正）N=6.3～8.4擊, 平均7.4擊。主要以透鏡體或薄層狀分布, 全場部分鉆孔有揭露。

⑦粉土：灰色、褐灰色、密實狀態為主, 局部中密狀, 濕, 中壓縮性, 局部段為粉砂薄層, 偶見少量姜結石及膠結團塊, 搖震反應慢, 韌性低, 干強度低。標準貫入試驗錘擊數N=12.6～25.2擊, 平均值N=19.2擊。

⑦-1粘土：灰色、淺蘭灰色, 可塑狀態為主, 局部硬塑, 飽和, 中等壓縮性。層內局部段夾粉質粘土或含有機質粘土薄層, 切面光滑, 韌性高, 干強度高。標準貫入試驗錘擊數N=6.3～14.7擊, 平均10.2擊。

⑦-2泥炭質土：黑色、灰黑色, 可偏軟塑為主, 局部軟塑, 飽和, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性。局部段為有機質粘土薄層, 有機質含量5.6%～21.0%, 平均12.40%。標準貫入試驗錘擊數N=6.3～7.7擊, 平均6.8擊。主要以透鏡體或薄層形式分布, 全場部分鉆孔有揭露。

2 特殊巖土體特征

特殊巖土體特征研究是工程地質條件勘察中的重要組成部分, 是提高巖土工程調查質量和重要指標, 也是防治安全施工問題的前提[2-3]。因此, 加強特殊巖土體特征的研究至關重要。如某擬建區域的特殊性巖土主要有人工填土、軟弱土及液化土層, 其特征如下：

（1）人工填土：擬建場地內填土主要為地表分布的①層雜填土, 呈松散—稍密狀, 淺部成份主要由碎石、砼塊、磚礫、粘性土等組成, 組成份復雜, 主要因拆遷挖除舊房基礎回填整平形成, 地表松散狀雜填土現已基本清除；中下部以粘性土混碎石, 少量建筑垃圾為主, 局部底部為30cm耕植土。該土層后期基坑施工時將被挖除, 僅基坑側壁分布, 由于該土層成分復雜, 密實度不高, 因此, 應對基坑側壁出露段進行清理并支護, 保證基坑側壁安全。

（2）軟弱土：擬建場地內分布有第四系飽和軟土地層, 主要分為兩類, 一類為地基土淺部③-1層、④-2層有機質粘土, 呈軟—可塑狀, 具高壓縮性, 力學強度低, 對基坑開挖不利；第二類為地基土中下部⑥-2層、⑦-2層泥炭質土, 可偏軟塑狀為主, 局部軟塑, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性, 力學強度相對第一類軟弱土相差不大, 以透鏡體或薄層形式分布。第二類軟弱土位于基坑開挖深度以下, 對基坑不利影響較小。

（3）液化土：地基土0～20m分布有③層、④-1層、局部⑤層液化粉土, 上述土層局部厚度分布較大, 分布連續, 對基坑工程有不利影響, 主要表現在以下兩點：其一, 當基坑使用時間較長時, 周圍較大的震動（如樁基施工、重車通行等）可能導致液化土產生液化；其二, 基坑使用過程中突發事件（如地震等）也可能導致液化, 砂土液化后將危及基坑的整體穩定。

3 擬建場地工程地質條件評價

3.1 飽和砂土液化評價

根據上文論述可知, 擬建區域內地基土20m深度范圍內揭露有③層、④-1層及⑤層飽和粉土, 初判具液化潛勢；根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010, 2016年版）相關條款, 利用標準貫入試驗判別法, 按抗震設防烈度為8度對場地內28個鉆孔進行了地震液化判別, 獲得16孔不液化、12孔輕微液化；液化點在場內無規律分布, 液化指數0.01～4.99。③層粉土、④-1層粉土、局部⑤層粉土, 均為液化土層。綜上所述, 認為擬建場地地基在8度地震烈度下為輕微液化等級。

3.2 軟土震陷評價

根據擬建地下室埋置深度（-17.4m, 標高1872.80m）得出：地下室施工時, 地基土上部③-1層有機質粘土及④-2層有機質粘土將基本被挖除, 不存在軟土震陷危害；地基土中部⑥-2層、⑦-2層泥炭質土, 上述土層呈可偏軟塑狀為主, 局部軟塑狀態, 雖以透鏡體或薄層狀分布, 但⑥-2層、⑦-2層最大分布厚度達3.2～3.7m, 若采用樁基, 樁端持力層以上存在分布連續的⑥-2層及⑦-2層泥炭質土軟弱土層時, 樁基設計應考慮軟弱土長期固結沉降對樁體產生負摩阻力和地震時軟土震陷的不利影響；地基土下部局部分布有⑦-2層泥炭質土, 可塑狀態為主, 以透鏡體形式分布, 分布不連續, 埋深位于107.20～108.40m, 揭露厚度1.50～1.60m, 可不考慮地震時軟土震陷的不利影響。

4 結束語

綜上所述, 工程地質條件勘察是巖土工程調查中的重要組成部分, 是擬建工程設計的主要數據支撐。因此, 加強巖土工程勘察中的工程地質條件分析是至關重要的, 也是確保擬建工程安全施工的保障。本文以實例為研究對象, 從巖土體特征、特殊巖土體和工程地質條件評價等方面講述了其應用, 并在實際工程建設中取得了較好的應用成效。此外, 工程地質條件受水文地質條件的影響較為明顯, 二者之間是相互作用的。因此, 在實際工作中, 應將工程地質條件研究和水文地質條件研究密切聯系在一起, 才能獲得更加精確的巖土工程參數。