江西省崇仁縣鎢產品深加工區建設適宜性評價

沙 珉，張 成

（1.江西有色地質礦產勘查開發院,江西 南昌 330030；2.江西省地質局物化探大隊,江西 南昌 330030）

工程地質評價是指根據工程建設的要求和勘查成果，通過分析和計算對研究區工程地質條件和問題進行的定量和定性的評價[1]，其主要包括工程地質條件評價、工程建設適宜性評價和工程地質環境質量評價[2]。雷燚[3]等（2006）運用遞階模糊數學模型,以重慶10個工業園區為例，對其用地的適宜性進行了定性與定量相結合的評價分析。董永智[4]等（2021）對城市建設用地適宜性評價時采用了自然地理條件、水文地質條件、工程地質條件、環境地質條件和社會影響條件5大評價因子進行綜合分析和評判。夏雨波[5]等（2022）將水文地質實體內地下水化學引入城市建設用地適宜性評價中，得出規劃區工程建設適宜程度。本文將從工程地質特征、水文地質特征（包括地下水腐蝕性）、場地穩定性以及自然條件等方面采用多因子分級加權指數和法定量評價江西省崇仁縣鎢產品深加工區的工程建設適宜性。

1 工程地質特征

1.1 基本特征

江西省崇仁縣鎢產品深加工區屬崗丘地貌，場地較平坦。區內土層屬第四系全新統（Q4），下伏基巖為白堊系（K2）泥巖。從上至下劃分為素填土層、耕土層、粉質粘土層、含礫粉質粘土層、圓礫層和全風化泥巖等6個巖土層位。素填土層以粘性土為主，偶含少量卵礫石，土質不均，結構松散，為場地平整時人工填土，局部分布，層厚0.60～2.50m。耕土層主要成分為粉粘粒，稍濕，土質較軟，局部分布，層厚0.70～2.10m。粉質粘土層塑性為硬塑—可塑，干強度高，中等韌性，主要為粉粘粒，土質稍軟，層厚2.80～7.40m。含礫粉質粘土層塑性為可塑—硬塑，干強度中等—高，中等韌性，主要為粉粘粒，礫石含量10%～30%，層厚0.60～4.30m。圓礫層密實度為稍密—中密，濕度為稍濕—濕，顆粒級配良好，呈亞圓形，顆粒粒徑一般在2～20mm 之間，由10%～30%的中粗砂及少量的粘粒細砂充填。揭露層厚0.60～5.70m。全風化泥巖層原巖結構、構造已完全破壞，巖芯風化呈粘土狀，殘余結構尚能辨認，韌性較好，遇水易軟化，揭露層厚0.40～.50m。粉質粘土、含礫粉質粘土、圓礫和泥巖層在該地完整性較好，詳見圖1。

圖1 巖土層剖面及穩定地下水位圖

1.2 主要土層力學特征

粉質粘土層，液性指數（IL）標準值為0.28，屬硬塑—可塑之間。塑性指數（Ip）標準值為12.35，屬粉質粘土，詳見表1。通過標準貫入試驗，結果為：最大錘擊數12.8，最小6.4，修正錘擊數（N）為9，小于10，其密實度為松散。

表1 粉質粘土和含礫粉質粘土主要力學性質標準值

礫粉質粘土層，液性指數（IL）標準值為0.31，屬硬塑至可塑之間。塑性指數（Ip）標準值為13.24，屬粉質粘土，詳見表1。通過標準貫入試驗，結果為：最大錘擊數12.7，最小6.5，修正錘擊數（N）為8，小于10，其密實度為松散。

圓礫層，通過69 次重型（N63.5）圓錐動力觸探試驗，其圓錐動力觸探試驗修正錘擊數（N63.5）為7，其密實度為稍密。

全風化泥巖層，通過10次標準貫入試驗，其標準貫入試驗修正錘擊數（N）為19，其密實度為中密。

1.3 主要土層地基承載力的確定

粉質粘土層和含礫粉質粘土層采用下式[6]計算其地基承載力：

式中：Mb、Md、Mc——承載力系數，根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011）相關標準確定；

b——基礎底面寬度，取3m；

d——基礎埋深，取2m；

γ——基礎底面以下土的重度，kN/m3；

γm——基礎底面以上土的加權平均重度，kN/m3；

ck——基底下一倍短邊深度范圍內土的粘聚力標準值，kPa，取各土層的凝聚力值，kPa。

通過計算，粉質粘土層和含礫粉質粘土層fa分別為226kPa和260kPa。另外采用標準貫入試驗擊數確定承載力[7]，粉質粘土和含礫粉質粘土承載力（fa）分別為220kPa和205kPa。

圓礫層和全風化泥巖層采用查表法確定地基承載力[7]，經查表圓礫地基承載力（fa）為200～300kPa，全風化泥巖地基承載力（fa）為150～500kPa。

結合本地區行業經驗，推薦各主要巖土層的主要參數建議值見表2。

表2 各巖土層的地基承載力及主要參數建議值

2 水文地質特征

2.1 地表水特征

區內基本地勢為北高南低，標高均在62m以上，區內95%以上范圍標高在67.5m 以上。區內東西兩側各有一條山間溪流，且由北向南流向南面的水庫。南面水庫為一小型山間農田灌溉用水庫，水庫壩頂標高為67.2m。水庫蓄水面積和蓄水量隨季節變化，正常情況下水面標高一般在61m 以下，一般水面在0.49km2左右。詳見圖2。

圖2 地表水分布及地下水位等值線圖

2.2 地下水特征

園區內地下水類型主要為潛水、孔隙水及基巖裂隙水。孔隙水主要賦存于素填土、耕土、粉質粘土，潛水主要賦存于含礫粉質粘土、圓礫，透水性較好，水量較大，主要補給來源為大氣降水及側向滲流，水量及水位主要受季節性控制；基巖裂隙水主要賦存于風化泥巖層風化裂隙中，透水性一般，水量一般，水量、水位及主要補給來源與潛水一致。由于裂隙的各向異性和發育程度的不同，基巖裂隙水在局部地段水量可能增大，且呈微承壓性。穩定地下水位詳見圖1。

根據區域水文地質資料，場地地下水位年變化幅度為1.00～2.50m之間，通過鉆孔的穩定水位監測，水位埋深1.10～3.25m之間，水位高程73.15～69.98m之間，詳見圖1。地下水位等值線整體形態與地表等高線整體形態基本一致，表現為北高南低，地下水同樣向水庫排泄，詳見圖2。

2.3 地下水腐蝕性

粉質粘土和含礫粉質粘土含水率分別為29.59%和31.34%，屬弱含透水層，其環境類型為Ⅲ類。根據地下水水質分析，對其腐蝕性進行判定[8]，地下水主要偏弱酸性（pH 值小于5.5），對砼結構具有中腐蝕性，對砼結構中的筋呈微腐蝕性，對鋼結構具有弱腐蝕性，詳見表3。

表3 地下水腐蝕性判定結果表

2.4 粉質粘土腐蝕性

區內擬建物基礎埋深約1.5m，建筑結構擬采用框架結構或門式鋼架結構，基礎形式擬采用淺基礎。考查粉質粘土的腐蝕性有一定的代表性。根據粉質粘土易溶鹽分析結果，對其腐蝕性進行判定[8]，粉質粘土易溶鹽對砼結構具有微腐蝕性，對砼結構中的筋呈微腐蝕性，對鋼結構具有微腐蝕性。判定結果詳見表4。

表4 粉質粘土腐蝕性判定結果表

3 場地穩定性

區內區域地質背景為白堊系紅泥巖地層分布區，無活動斷裂區。區內無斷裂、褶皺、滑坡、巖溶等不良地質作用，下伏巖層穩定。通過勘察，區內地下無埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。加工區東西兩側溪流寬闊平緩，非泥石流溝谷。通過現場調查和查閱資料，場地范圍內無崩塌、滑坡、塌陷和泥石泥等地質災害發生記錄。依據《全國地震動峰值加速度區劃圖》(GB18306-2001)和《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》，該場地屬于抗震設防烈度小于Ⅵ度區，地震動峰值加速度小于0.05g，區域穩定性好，因此，加工區穩定。

4 工程建設適宜性評價

5.1 定性評價

該園區無不良地質作用，場地穩定；地貌簡單，地面坡度一般小于6%；巖土分布均勻、單一，工程性質良好；地表排水條件良好，地下水和土層易溶鹽具有輕微—弱腐蝕性，對工程建設影響較小。綜述，該園區工程建設適宜性為適宜。

5.2 定量評價

工程建設適宜性定量評價多采用多因子分級加權指數和法[9]，其計算公式為：

式中：Is——適宜性指數；

n——一級因子總數；

m——隸屬于某項一級因子的二級因子總數；

ω′i——第i項一級因子權重；

ω″ij——隸屬第i項一級因子下第j項二級因子的權重；

Xj——二級因子的具體分值，Xj依據根據《城鄉規劃工程地質勘察規范》（CJJ 57-2012）[9]附表D取值。

根據此方法，首先根據該園區各具體條件確定評價的一級、二級因子層，二級因子層為反映各一級因子主要特征的具體指標。根據各級因子對工程建設適宜性影響程度劃分為主控因素、次要因素和一般因素并確定相應權重。各因子賦予權重原則為：①主控因素權重不小于50%，一般因素權重小于20%，次要因素權重介于兩者之間；②一級因子層權重和為1.0，二級因子層權重和為10。

各級因子權重以及各二級因子的分值確定詳見表5。

表5 該場地工程建設適宜性量化指數計算表

通過計算，該園區工程建設適宜性指數IS=75.60，大于70，該園區工程建設適宜性定量評價為適宜，與定性評價結論一致。因此，該園區工程建設適宜性評價為適宜。

6 結論

通過工程勘察，該園區主要巖土層為粉質粘土、含礫粉質粘土、圓礫和全風化泥巖，各巖土層完整，但密實度從松散—中密實不等。粉質粘土、含礫粉質粘土、圓礫和全風化泥巖的建議地基承載力特征值為180～240kPa。

地下水位埋深1.10～3.25m 之間，水位年變化幅度為1.00～2.50m 之間，水位高程73.15～69.98m 之間。地下水對不同結構具有微—中等腐蝕性，粉質粘土對不同建筑結構只有微腐蝕性。

該園區屬抗震設防烈度小于Ⅵ度區，地震動峰值加速度小于0.05g，不是崩塌、滑坡、塌陷易發區，歷史無發生記錄，穩定性良好。

通過對該園區工程建設適宜性定性和定量評價，其工程建設適宜性指數Is=75.6，大于70，工程建設適宜性評價為適宜。