建設場地巖土工程地質特征評價分析

時間:2022-03-11 11:40:59

導語:建設場地巖土工程地質特征評價分析一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

建設場地巖土工程地質特征評價分析

摘要:為研究建設場地巖土工程地質特征,文章選取了甘肅省隴南市武都區的一處建設場地作為研究對象,在了解區內自然地理概況和水文地質條件的基礎上,詳細研究了區內三層巖土的工程地質特征、地震效應特征、飽和土液化特征,進而對巖土體進行綜合評價,文章對工程建設場地建設具有指導意義。

關鍵詞:隴南市;建設場地;巖土工程;特征

1序言

建設場地位于甘肅省隴南市武都區,與G212線相距100m左右,交通十分便利[1]。擬建工程由9棟6層高的住宅樓組成,場地內高差變化較大,地面標高為994.66~1022.86m,相對高差達28.20m,地貌單元屬白龍江東岸Ⅱ級階地。本次研究從工程地質鉆探和樣品分析為主要工作手段,結合區域地質環境背景進行綜合研究。

2自然地理概況

建設場地位于甘肅省東南部武都區,長江流域嘉陵江中游,嘉陵江支流白龍江穿境而過。城區海拔1000m左右,年平均氣溫14.7℃,極端氣溫最高40℃(1951年),最低-9℃(1991年)。年日照時數1911.3h,年降雨量400~900mm左右,無霜期120~228d,城區無霜期300d以上,屬北亞熱帶半濕潤氣候[2]。

3水文地質條件概述

本次研究僅在地勢較低的ZK73~ZK78中遇見地下水。通過鉆孔簡易水文觀測,場地內地下水為潛水類型,②層卵石為潛水含水層。初見水位埋深為8.10~12.20m;地下水統一靜止水位埋深為7.99~11.99m,即地下水位標高為986.47~987.13m(本次研究測得6個鉆孔地下水統一靜止水位埋深為7.99~11.99m,即地下水位標高為986.47~987.13m)。地下水主要接受大氣降水和白龍江補給,地下水位變幅不能確定,地下水流向為自南西向東。滲透系數約45m/d。

4巖土體工程地質特征

根據鉆探、探井揭露和野外原位測試,結合室內土工試驗分析,場地內地基土由填土,第四紀沖、洪積成因的粉土(發育圓礫、角礫、粗砂透鏡體)及卵石(發育粉土、粗砂、粉砂透鏡體)等三層巖土組成,現對各巖土層的特征自上而下分述如下:①1層為雜填土(Q4ml):雜色,松散,稍濕,局部之下有三合土墊層,含碎磚塊、爐灰、瓦塊、礫石等,土質均勻性差。本層土在場地內均有分布,層底埋深為0.50~12.00m,層底高程為991.61~1012.05m。①2層為角礫(Q4pl):雜色,稍密,稍濕,骨架顆粒占60%以上,余為砂質及含量約10%的泥質充填,大顆粒呈菱角狀、片狀,表面風化嚴重,局部含泥質團塊。本層土在場地內分布不連續,僅在ZK26、ZK32中有揭露,其形成主要受場地東側泥石流沖溝影響,均勻性較差。層底埋深為10.00~19.20m,層厚為2.70~3.20m,層底標高為997.61~998.91m。①3層為圓礫(Q4al+pl):雜色,稍密,稍濕,顆粒級配一般,骨架顆粒占50%~65%,其中卵石顆粒含量占10%~15%,余為砂質及8%以內的泥質充填,顆粒磨圓度較好,呈圓狀-次圓狀,大顆粒成分以變質巖、沉積巖為主,砂質以石英、長石質為主,本層土在場地內分布不連續,厚度較小,層底埋深為2.00~15.00m,層厚為0.50~5.00m,層底標高為984.92~1007.99m。②層為卵石(局部發育砂土薄層)(Q4al+pl):雜色,中密,稍濕,顆粒級配一般,骨架顆粒約占50%~75%,其中卵石顆粒含量約占15%~34%,余為砂質及5%以內的泥質,一般粒徑為20~50mm,最大粒徑約150mm,顆粒磨圓度較好,多呈亞圓形,大顆粒成分以沉積巖為主,顆粒表面無風化現象,砂質以石英、長石質為主,最大控制層厚為8.40m。本層由于受洪積影響,局部泥質含量較高,在場地北側該層內發育有大量鈣質膠結層,質地堅硬,較難鉆進,錘擊反彈,且不易擊碎。②1層為粉土(Q4al+pl):黃色,稍濕,稍密,土質較均勻,孔隙不發育,干強度較低,局部發育有厚度2cm左右的砂質薄層。本層在場地內分布不連續,層底埋深為6.40~10.30m,層厚為0.40~1.20m,層底標高為1001.72~1006.95m。②2層為粉砂(Q4al+pl):黃色,稍濕,稍密,砂質較均勻,本層在場地內分布不連續,僅在ZK29中有揭露,層底埋深為7.10m,層厚為0.60m,層底標高1006.95m。

5巖土工程綜合評價

5.1地震效應評價。5.1.1場地地震抗震設防烈度依據《建筑抗震設計規范》(GB50011—2010)有關條款可以判定,隴南市武都區抗震設防烈度為8度,故該場地抗震設防烈度為8度,設計基本地震加速度值為0.20g。5.1.2場地土類別及建筑場地類別擬建場地內地基土由填土,第四紀沖、洪積成因的粉土(發育圓礫、角礫、粗砂透鏡體)及卵石(發育粉土、粗砂、粉砂透鏡體)等三層巖土組成。結合各巖土層的物理力學性質和承載力,依據《建筑抗震設計規范》(GB50011—2010)有關條款判定,該場地①層粉土為中軟土,②層卵石為中硬土,場地屬Ⅱ類建筑場地。5.1.3飽和土液化判定本次研究僅在地勢較低的ZK73~ZK78中見地下水。場地內①層粉土水位以下為飽和土,根據土工試驗測定的該飽和粉土的黏粒含量為9.1%,根據《建筑抗震設計規范》液化判別準則4.3.3有關條款計算及飽和粉土分布特征初步判定:該飽和粉土層會發生液化。對場地內①1層水位以下飽和粉土,根據本次勘探的標準貫入試驗數據進行判定,結果如表1。因此,根據表1判斷,13#樓場地內①1層水位以下飽和粉土為液化土層,液化等級為中等。5.1.4抗震地段劃分場地內地基土由第四紀沖、洪積成因的粉土及卵石等兩層巖土組成[3-4]。依據《建筑抗震設計規范》(GB50011—2010)有關條款判定,該場地①層粉土為中軟土、②層卵石為中硬土,判定擬建場地屬Ⅱ類建筑場地。其中1#、3#、5#樓處于建筑抗震一般地段,13#樓局部存在可液化飽和粉土層,處于建筑抗震不利地段。5.2地層巖性綜合評價通過鉆探、井探、室內土工試驗和原位測試資料分析,場地地基土屬多層非均質地基,現對各層土的承載力,變形及工程性能評價如下:①1層填土:該層在場地內大部分地方均有分布,厚度變化較大,土質均勻性差,工程性能差,基礎開挖時須予剝除。①層粉土:本層土在場地內分布連續,厚度變化較大,含水量變化較大,屬中壓縮性土,局部發育砂土薄層,承載力低,工程性能一般,因此該層不宜直接做基礎持力層使用[5]。①2層角礫(Q4pl):本層土在場地內分布不連續,厚度不大,均勻性較差[6]。工程性能差,其形成主要與場地東側沖溝有關,該層不宜做基礎持力層使用,基礎開挖時需予剝除。①3層圓礫(Q4al+pl):本層土在場地內分布不連續,呈透鏡體發育,厚度較小,工程性能差,該層不宜做基礎持力層使用。②層卵石(局部發育砂土薄層)(Q4al+pl):本層土分布廣泛,層厚較大,坡面變化較大,頂部0.5~1.0m密實度較低,呈稍密狀,向下密實度較高,呈中密狀,承載力較高,工程性能較好,局部夾泥質和砂質薄層,可選作擬建建筑物基礎持力層,但需考慮軟弱下臥層驗算。②1層粉土(Q4al+pl):本層在場地內分布不連續,呈透鏡體發育,厚度較小,具中等壓縮性,工程性能差,承載力較低,該層也不能做基礎持力層使用。②2層粉砂(Q4al+pl):本層在場地內分布不連續,呈透鏡體發育,厚度較小,結構松散,工程性能差,承載力較低,該層也不宜做基礎持力層使用。5.3土體承載力特征值及參考變形模量根據《建筑地基基礎設計規范》(GB50007—2002),按土體的物理力學性質指標[7],結合本地區經驗,確定各土層承載力特征值fak及變形模量如表2所示。

6結論

民用工程建設場地的工程地質勘察作為一項前置條件,對建設場地的選址評估等具有重要的意義。文章選取隴南武都區一處建設場地為研究對象,通過鉆探、探井揭露和野外原位測試,結合室內土工試驗分析并結合區域地質環境特征進行分析,得到以下結論:(1)場地水文地質條件簡單,工程地質條件較為穩定,可以滿是本次擬建建筑要求;(2)場地基本地震烈度為8度,擬建建筑物抗震設防按8度烈度考慮,場地13#樓局部有液化土層存在,①層粉土為中軟土、②層卵石為中硬土,設計基本地震加速度值為0.20g;(3)確定了場地內各土層的承載力特征值和壓縮模量,對后續建設工程具有指導意義。

參考文獻:

[1]劉興榮,周自強,董耀剛,等.泥石流攔擋壩破損分析及優化對策———以隴南市武都區為例[J].山地學報,2020,38(3):473-482.

[2]張朋杰.武都地區典型小流域降雨型滑坡危險性區劃定量研究[D].北京:中國地質大學,2020.

[3]賈麗娜,陳世昌,李瑞冬.隴南市武都區東江鎮地質災害發育特征及形成條件研究[J].地下水,2019,41(5):99-102.

[4]朱利輝.西秦嶺大橋金礦H1滑坡發育特征及變形破壞模式分析[J].世界有色金屬,2020(7):189-190.

[5]付文韜.隴南武都地區典型降雨滑坡穩定性預測及變形破壞機制[D].北京:中國地質大學,2019.

[6]孫艷萍,張蘇平,陳文凱,等.汶川地震滑坡危險性評價———以武都區和文縣為例[J].地震工程學報,2018,40(5):1084-1091.

[7]劉林通,孟興民,郭鵬,等.基于流域單元和信息量法的白龍江流域泥石流危險性評價[J].蘭州大學學報(自然科學版),2017,53(3):292-298.

作者:張元 單位:甘肅省地質調查院