摘要:岩土工程勘察结果成为工程建设基础设计与施工的基本依据,因贵州省兴义市区域岩溶发育严重,在遵循《岩土工程勘察规范》的同时,应结合运用《贵州省建筑岩土工程技术规范》。本文以对兴义市某房地产开发项目地块进行岩土工程详细勘察为引,探讨如何在遵循两个标准的同时,查明该房地产开发建设工程区域地基土层的分布规律及其物理力学性质,减少该区不良地质条件对于该工程项目影响,如何选择合理基础形式,并给出施工建议。
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岩土工程勘察主要是结合地质进行综合分析,通过钻探及现场原位测试为设计和施工提供所需的岩土工程参数,对拟建物场地工程地质条件作出岩土工程评价、判别地表水土对建筑材料的腐蚀性,对地基类型、基础形式、地基处理、不良地质作用的防治等提出建议,对基坑降水和抗浮水位处理措施提出合理建议。
1.场地岩土工程勘察方法
为了查明拟建场地工程地质条件,为设计提供可靠的地质依据与参数,结合场地地质情况,本次勘察以钻探、抽水试验、地脉动测试、场地剪切波试验、钻孔声波测试、室内岩、土、水样试验等勘察手段、方法,对岩土分布及类型进行调查、研究,查明影响场地稳定的不良地质作用,对工程的稳定性作出定性评价[1]。
2.场地岩土工程地质条件
2.1岩土分布特征
场地属丘陵地区,属溶蚀槽谷地貌、溶蚀缓坡与溶蚀槽谷相间分布地形。场区地表局部基岩出露,岩性为三叠系中统关岭组灰岩。根据勘探点揭露,拟建场地岩土主要由第四系覆盖土层(Q4ml、Qe4l+dl)和三叠系中统关岭组(T2g)灰岩构成,岩土层(体)从上而下可分为:
①杂填土(Q4ml):杂色,主要由黏土、碎石、块石组成,各组分分布不均,骨粒含量占45%~90%,粒径一般为2~50 cm,成分主要为中风化灰岩,棱角状,结构松散,具架空现象,结构松散,未完成自重固结,主要为平整场地堆积。
②可塑红黏土(Q4el+dl):基本遍布整个场地,黄色,黄褐色,主要由黏粒组成,土质较纯,黏性较好,主要呈可塑状态。
③中风化灰岩(T2g):呈灰,灰白色,砂屑—细晶结构,中厚—厚层状构造,局部地段含泥质较高,节理较发育,呈闭合状,岩质较硬,岩体较破碎,局部溶蚀发育,岩芯短柱状,块状。岩芯采取率50%~65%。单轴饱和抗压强度标准值frk为34.25 MPa,结合面较差,裂隙块状结构,为较破碎的较硬岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级[2]。
2.2水文地质分布
场区属北亚热带,拟建场区所处兴义市属亚热带山地季风湿润气候,夏无酷暑,冬无严寒,雨量充沛,日照长。大部分地区年均气温在15℃~18℃之间,1月平均气温7.1℃,7月平均气温22.2℃。雨热同季,年降水量在1300~1600 mm之间,无霜期在275~334天之间。
根据水文地质调查分析,拟建场地西侧有条名为湾塘河的河流分布,自北向南沿建筑场地红线流经。
2.2.1地表水
通过查阅水文资料,历史最高洪水水位标高1117.25 m,目前水位标高1113.25 m,地表水发育。影响场地的地表水主要体现为大气降雨。旱季水量较小,对施工基本无影响,雨季水量较大,在雨季施工时如遇集中降水可能会有大量水流汇集,对施工有一定影响,在雨季施工应做好地表水排水。
2.2.2地下水
场地岩土层为中风化灰岩,场地地下水按埋藏条件划分为上层滞水、潜水:
2.2.2.1上层滞水
上层滞水含水层为填土层及红黏土中,按含水介质划分,属第四系孔隙水,无统一水位,富水性差,季节影响显著。
2.2.2.2潜水
储存于三叠系中统关岭组灰岩的溶洞、溶蚀裂隙,含水丰富但不均一,动态变化大,富水性较好,按含水介质划分属碳酸盐岩岩溶水,场区位于溶丘谷地地势低洼处,下部中风化层节理裂隙相对较少,为相对透水层,有利于水的赋存与运移,周边山体接受大气降水,通过地表土层、基岩节理裂隙形成的缝隙下渗形成地下水,通过基岩节理岩溶裂隙,孔隙大体南北向径流,于场区外地势更低处排泄。就本场地而言,潜水对建筑物有很大影响。
2.3水文地质试验及参数计算
2.3.1抽水试验
为了查明场地地下水位埋深和估算基础开挖中基坑及桩孔的涌水量,钻探结束后,在T20ZK20、T20ZK25号孔作抽水试验,结果见表1:
表1抽水试验结果
2.3.2水文地质参数K、R计算
根据抽水试验资料,按潜水非完整井公式:
及抽水影响半径经验公式:
按公式(1)、(2)进行估算,H=井深-静止水位埋深=13.7 m。两孔抽水试验结果计算分别得K1=0.058 m/d,K2=0.064 m/d,取平均值,渗透系数为K=0.062 m/d=7.17×10-5cm/s,根据《水利水电工程地质勘察规范》(GB 50487-2008),该岩土体渗透性分级为弱透水。
2.4场地的不良地质
场地及周边未见危及场地总体稳定性的全新活动断裂通过,未见古滑坡、泥石流、地裂缝、采空区等,场地不良地质现象主要表现为岩溶。地表覆盖层较厚,勘察区无基岩出露,岩溶发育特征主要为隐伏溶洞,表现为不规则溶洞、裂隙、溶蚀孔洞。未发现河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物(图1)。
图1场地不良地质条件[3]
3.岩土物理力学性质数据统计
3.1原位测试
本次勘察对场区杂填土作了动力触探实验(见表2),原位测试结果根据国家标准GB 50021-2001《岩土工程勘察规范》(2009版)
表2重型动力触探成果统计表
根据重型动力触探的统计结果,其杂填土击数标准值为4.11击/10 cm,说明杂填土总体上呈松散状。
拟建场地杂填土为近期回填,时间2~3个月,自然回填、未进行夯实。回填碎石级配差异较大,根据圆锥动力触探试验N63.5本场地内的杂填土平均锤击数在3~5锤之间,离散性较大,结构松散,不均匀(见图2)。
本次勘察杂填土的物理力学指标查规范结合经验取值黏聚力C=0 kPa(经验值),内摩擦角φ=20°(经验值),γ=16.0 kN/m3(经验值)。
图2重力触探[4]
3.2室内试验
勘察根据采集的14件可塑红黏土土样进行土质常规试验,测试土质单元物理性质得出可塑红黏土承载力特征值:
根据《贵州建筑地基基础设计规范》(DBJ52/T45-2018),可塑红黏土承载力特征值:fak=190 kPa。
建议红黏土的承载力特征值取值如下:
可塑红黏土地基承载力特征值fak=160 kPa,γ=17.2 kN/m3。
3.3基岩的物理力学性质
本次勘察在场地内采取中风化灰岩试样共24件进行饱和单轴抗压强度试验。根据试验成果报告,按GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》及GB50021-2001《岩土工程勘察规范》(2009年版)进行分析统计,结果见表3
表3中风化灰岩饱和单轴抗压强度指标统计表
结合本场地实际情况,地勘建议中风化灰岩地基承载力特征值fa取值4150 kPa[5]。
4.场地岩土工程地质条件分析与评价
4.1场地地震效应评价
拟建场区内无区域性活动断层通过,位于抗震设防烈度6度区,场地内及周边未发现全新活动断裂通过,未见滑坡、泥石流、地裂缝等不良地质作用,主要不良地质作用为岩溶,场地总体稳定性良好。按GB50011-2010《建筑抗震设计规范》(2016年版)第4.1.6条的规定,划分场地类别为Ⅱ类。地震动峰值加速度为0.05 g,基本地震动加速度反应谱特征周期0.45 s,对应抗震设防烈度6度,设计地震分组为第三组。按照有关规范进行设防。根据《兴义某岩土工程勘察项目剪切波波速和地脉动测试报告》,场地的加速度A表征值为89.597 cm/s2,速度V表征值为0.5666 cm/s,位移S表征值为0.0076 cm,卓越频率为3.84 Hz,卓越周期T为0.26 s。
4.2地基土抗震性能与地震效应评价
杂填土及红黏土不具备震动液化特征,不会产生地基失效。基岩分布连续,抗震性能好,无震陷和地基失效的可能。
4.3场地稳定性及适宜性评价
场区工程地质测绘与勘察资料表明,未发现区域性活动大断裂通过,未见滑坡、地面塌陷、地裂缝、地面沉降、不稳定斜坡等不良地质作用,以中风化灰岩作地基持力层,岩溶洞(隙)经挖穿处理地基稳定性较好,场地稳定性较好,场地为可建筑地段。
4.4地基均匀性分析评价及稳定性分析评价
(1)地基均匀性分析评价
①杂填土
该层在场地上分布较连续,厚度为0.30~5.30 m,在空间分布上不均匀,不同地段物理力学差异较大,属不均匀地基。
②红黏土
该层在场地上分布较连续,厚度不均匀,为可塑状态,钻探揭露厚度范围在0.5~18.3m之间,在空间分布上不均匀,属不均匀地基。
③中风化灰岩
该层分布连续,在空间上呈均匀分布,力学性质差异性小,属均匀地基。
(2)地基稳定性分析评价
岩溶发育等级为岩溶强发育,下伏基岩层面起伏坡度较大,中风化白云岩岩石地基不均匀,中风化白云岩岩石地基总体较稳定。部分钻孔置于垂向发育的溶槽边缘、中间,由于勘探孔控制范围有限,地基开挖揭露后可能出现影响地基稳定性的岩溶洞隙、临空面、顺层滑移面或土岩组合等不利情况。建议依据规范结合揭露的岩溶及中风化灰岩岩体结构面、临空面与基础附加应力扩散面积及岩体中附加应力扩散角等因素综合考虑基础设计。
4.5场地工程风险
根据拟建场地钻探揭露地质条件,场地岩溶强发育,可能存在的工程风险主要为人工挖孔桩存在垮孔,塌陷、(基坑、孔桩)地下水突涌,建议对强发育的部位采用机械成孔,现场应及时反馈施工信息,采用超前预报等综合手段保障生命财产安全[6]。
5.结语
本文通过分析兴义市某房地产开发建设工程岩土工程在设计和施工中的作用,证明岩土工程勘察在岩溶发育严重区域对工程设计和施工阶段的必要性及重要性,有理由加大在岩溶发育严重区域岩土工程在工程设计及施工阶段时的研究力度,说明了岩土工程可以有效提高设计和施工阶段的效率及经济效益,为该区水文地质、工程地质、环境地质类型工程提供了参考。
参考文献:
[1]李向群.芜湖市某拟建工程地质勘察和岩土工程评价[J].吉林建筑大学学报,2020,37(05):27-30;
[2]张绍和,孙平贺,李建中,等.基于专业认证的地质工程专业持续改进探索研究[J.探矿工程(岩土钻掘工程),2018,45(011:001-004.
[3]姜青山.高层住宅建筑岩土工程勘察分析及应用研究[J].建筑安全,2019,34(12):72-75.
[4]《岩土工程勘察规范》GB 50021-2001(2009版).
[5]《贵州省建筑岩土工程技术规范》DB52/T046-2018.
[6]刘铭.拟建住房场地岩土工程分析评价[J].价值工程,2016,35(31):81-82.
文章来源:张景铭.兴义市某房地产开发建设工程岩土工程勘察分析[J].西部资源,2023(04):33-35.
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期刊名称:工程勘察
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主办单位:中国建筑学会工程勘察分会,建设部综合勘察研究设计院
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国内刊号:11-2025/TU
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