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某市中医院建设场地工程地质特征及稳定性分析

2023-08-30 518 上传者：管理员

摘要：工程场地位于褶皱山地、丘陵与平原的过渡地带，工程建设前期需对场地地质条件及稳定性进行评价，以确保顺利施工。本文通过场地勘察，认为场地总体地势起伏较大，场地施工需进行局部平整。场地内未见褶皱、破碎带、断裂带等构造，地层岩性主要为人工填土、粉质黏土、砂质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩，地下水主要为基岩裂隙水，地质环境较好。场地土类型总体为中硬土，施工可不考虑液化影响问题，强风化花岗岩，可作为拟建多层建筑物及地下室天然地基或桩端持力层，强度高，变形小，可防止桩基不均匀沉降。综合评价，场地属构造基本稳定区，地质灾害危险性较小，基本稳定；场地内工程性质较稳定，工程建设可能诱发次生地质灾害，采取一定防护措施可解决，本场地工程建设适宜性为适宜。

关键词：
医院建设
工程地质
工程地质学
稳定性
适宜性
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随着人民生活水平的提高，医疗事业的发展，医院建设进入了高潮期[1]。然而，工程建设的同时，往往需要大量的前期工作，如岩土工程地质评价，对于土质软弱，或可能液化、失稳的场地，要进行场地地基稳定性评估，以此为依据作出场地适应性评价，并采取可行的施工措施，以确保顺利施工[1,2]，否则会出现严重的施工事故，造成不必要的人员伤亡和经济损失[3]。近年来由于科学技术的进步，国内外涌现出大量的新技术、新方法[2,3]。本文根据拟建项目的要求，需建设1栋5层医疗综合楼、1栋4层后勤楼（含一层地下室）、1栋1层岗亭、1栋1层污水处理站、1层护坡挡土墙。采取传统的勘察手段[3,4]，从拟建场地的地形地貌、地质构造、水文条件、岩土类型等特征分析，确定地基承载力和稳定性，预测地基变形性状，作出场地适应性评价，为建筑物的设计、施工及不良地质作用的防治提供依据。

1、地质条件

拟建项目位于平—衡新华夏凹陷带的长—潭凹陷区西缘，受加里东—海西运动构造应力的影响，地层强烈褶皱，节理裂隙极为发育。地貌类型受区域构造影响，为褶皱山地、丘陵与平原的过渡地带，建设场地总体地势起伏较大，相对高差10～20m，场地施工需进行局部平整。根据钻孔揭露，场地地层主要为人工填土，灰褐色，层厚0.40～5.80m；粉质黏土，局部可塑，韧性及干强度中等，层厚0.5～5.80m；砂质黏性土，系下伏花岗岩风化残积而成，层厚3.0～14.50m；全风化花岗岩，灰白色，节理裂隙非常发育，岩体极为破碎，层厚2.10～20.7m；强风化花岗岩，岩体较破碎，遇水易软化。

2、水文及工程地质条件

2.1水文地质条件

(1）地表水

场地地表水主要为拟建场地西侧民用水塘地表水体，场地内未发现明显地表水体。

(2）地下水

场地地下水主要为基岩裂隙水，未见孔隙潜水。基岩裂隙水主要赋存于基岩裂隙，受基岩裂隙发育程度影响较大，具各向异性，在基岩裂隙较发育的地段水量较大，其余地段较小，稳定水位为22～24 m，相当于水位标高197.66～199.66 m，年变化幅度1.0～3.0 m。

拟建场地环境类型为Ⅱ类，该场地环境为湿润区弱透水层[5]。

2.2岩土物理力学性质

(1）本次勘察采取了岩石样12组进行了岩石室内抗压强度试验，结果见表1。

表1岩石力学指标统计表

(2）对拟建场地进行了野外标准贯入试验，标准贯入试验成果统计表（表2):

表2标准贯入试验实测锤击数统计表

(3）场地土的类型和建筑场地类别划分

本次勘察在场地医疗综合楼、后勤楼中各挑选一个钻孔进行了单孔地层剪切波速测试。根据测试结果和工程经验，各地层剪切波速为：粉质黏土剪切波速为252.9～255.7m/s，为中硬土；砂质黏性土剪切波速为262.6m/s，为中硬土；全风化花岗岩剪切波速为295.85m/s，为中硬土；强风化花岗岩剪切波速为553.75m/s，为软质岩石。综合评价，场地平均覆盖层厚度22.05m，场地平均等效剪切波速Ves为285.9(m/s），场地土类型为中硬土，场地类别属Ⅱ类[4,5]。钻孔波速结果按设计地坪标高修正后，各栋拟建高层或中高层代表钻孔的等效剪切波速计算结果见表3:

表3修正后的剪切波速试验表

3、不良地质作用及特殊性岩土

3.1不良地质作用

通过钻孔揭露，在场地内未揭露到褶皱、破碎带、断裂带等，场地地质构造较稳定。场地内未发现滑坡、采空区等不良地质现象；场地土类型为中硬土，可不考虑液化影响。

3.2特殊性岩土

对本工程施工有较大不利影响的特殊岩土主要为人工填土，其他特殊性岩土为花岗岩残积土。

人工填土：该层在挖孔桩基施工时易发生垮塌现象，应采取一定防护措施。本次揭露的钻孔中有14个孔，见人工填土，其中有6个钻孔于勘察前完成了填埋，后期在以上孔位附近进行基础施工时，需要对其进行压实处理，以防止房屋地面不均匀沉降。其余8个钻孔均因场地地形，野外勘察施工时修理机坪填埋，平均厚度约1m。

花岗岩残积土：为残积砂质黏性土，层厚变化大，泡水易软化。a软化性：岩石的软化性主要是指岩石耐风化、耐水浸的能力。场地分布的全风化花岗岩水理性质较差，遇水易软化、属极易软化岩石。b崩解性：岩石的崩解，是指黏土质岩石与水作用后，由于吸水使体积膨胀，从而降低了颗粒间的联结力，使岩石产生崩散解体的现象，本场地全风化花岗岩长时间暴露遇水后将产生软化崩解，对地基的均匀性和稳定性均可产生不良影响。

4、岩土工程评价

4.1地基土特性

(1）人工填土：普通分布，层厚一般，结构松散，均匀性较差，工程性能差，自稳性差，属工程性能不良的地层，不能用作持力层。

(2）粉质黏土：分布广泛，厚度变化较大，呈硬塑状态，局部可塑，具有中等强度、中等偏高压缩性，工程力学性能一般，均匀性较差。不能用作持力层。

(3）残积砂质黏性土：广泛分布，呈硬塑状态，具有中等偏低强度、中等压缩性，均匀性较差，埋深一般较大，工程力学性能一般。可以作为拟建单层建筑物天然地基基础持力层。

(4）全风化花岗岩：该层普遍分布，层厚变化较大，强度较高，压缩性低，工程力学性能一般，埋深不一，揭露厚度为2.10～20.7m，平均厚度为9.54m，强度均匀性一般。视情况可作为低层建筑桩端持力层。

(5）强风化花岗岩：为场地下伏基岩，普遍分布，埋深一般较大，厚度一般较大，强度高，压缩变形小，是良好的基础持力层。可作为拟建多层建筑物及地下室天然地基或桩端持力层。

4.2地地基基稳稳定定性性、均匀性评价

场地未发现岩溶、滑坡、崩塌、采空区、地面沉降、地震液化等影响地基稳定性的不良地质现象，场地不存在高边坡。综合评价，场地地基稳定性一般。

拟建场地位于同一地貌及工程地质单元，场地人工填土属于高压缩性地层（Es=4.653<5MPa）；粉质黏土、残积砂质黏性土属于中压缩性地层；全风化花岗岩及强风化花岗岩属于中低压缩性地层。各栋拟建建筑地基均匀性评价见表3:

表3地基均匀性评价

4.3变形特征评价

根据场地岩土特征及建筑物荷载特点，场地拟建建筑若采用强风化花岗岩作为桩基础持力层，其强度高，变形较小。采用大直径嵌岩灌注桩时，为保证各桩端持力层下完整基岩不少于5.0m，端承桩区域须按一柱一孔的原则及规程规范进行施工阶段勘察（即探岩），以确保持力层的可靠性和安全性，防止桩基不均匀沉降[5]。

场地拟建建筑采用砂质黏性土作为基础持力层，建筑局部地基以下分层界面坡度较大，同一建筑会不均匀沉降，可能会倾斜，应采取结构措施。

场地拟建同一建筑若选择不同基础持力层或基础形式，如部分地段采用浅基础，以全风化花岗岩作为基础持力层；部分地段以强风化花岗岩作为基础持力层；沉降差异明显，不均匀沉降明显，建议采用沉降缝等结构措施处理[5]。

4.4水文地质条件及水和土对建筑材料的腐蚀性评价

(1）场地水文地质条件

场地地下水主要为基岩裂隙水。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙，受基岩裂隙发育程度影响较大，具各向异性，在基岩裂隙较发育的地段水量较大，其余地段较小，同时因后勤楼基坑开挖后，坑底见砂质黏性土及全风化花岗岩，雨季时地表水将渗入底板，场地设计地面标高为210.3m，建议基础抗浮水位按209m考虑。拟建场地环境类型为Ⅱ类，该场地环境为湿润区弱透水层环境[3,4,5]。

(2）水对建筑材料的腐蚀性评价

通过水、土的腐蚀性试验，表明场地内裂隙水对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性，场地内土对混凝土结构具有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性[4,5]。

4.5场地稳定性及适宜性评价

(1）场地稳定性评价

根据区域地质资料及本次勘察成果，场地未处于活动断裂带，场地内未发现断裂构造及新构造运动迹象，场地属构造基本稳定区，场地所处区域近年属弱震区，发生强震的可能性小。场地未发现采空区、滑坡、泥石流等地质灾害，地质灾害危险性较小。综上所述，拟建场地稳定性评价为基本稳定。

(2）场地适宜性评价

拟建场地地形较复杂，起伏较大，工程性质较稳定，工程建设可能诱发次生地质灾害，采取一定防护措施可解决[5,6,7]。综上所述，本场地工程建设适宜性为适宜。

5、结论

(1）拟建场地总体地势起伏较大，场地施工需进行局部平整。场地内未见褶皱、破碎带、断裂带等构造，地层岩性主要为人工填土、粉质黏土、砂质黏性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩。场地地下水主要为基岩裂隙水，水位标高197.66～199.66m，该场地环境为湿润区弱透水层。地质条件较好。

(2）场地内未发现滑坡、采空区等不良地质现象；场地土类型为中硬土，施工可不考虑液化影响。场地内对工程施工有较大不利影响的特殊性岩土主要为人工填土和花岗岩残积土。

(3）残积砂质黏性土，可以作为拟建单层建筑物天然地基基础持力层；全风化花岗岩，视情况可作为低层建筑桩端持力层；强风化花岗岩，可作为拟建多层建筑物及地下室天然地基或桩端持力层。若采用强风化花岗岩作为桩基础持力层，强度高，变形较小，可防止桩基不均匀沉降。

(4）综上所述，场地属构造基本稳定区，地质灾害危险性较小，场地基本稳定；场地内工程性质较稳定，工程建设可能诱发次生地质灾害，采取一定防护措施可解决，本场地工程建设适宜性为适宜。