綜合物探手段在巖土勘察工程評價中的應(yīng)用
——以貴州復(fù)雜場地某高層商住樓巖土勘察為例

許啟松 葛佳杰

（1.貴州地礦工程勘察有限公司，貴州 貴陽 550016；2.貴陽市防震減災(zāi)服務(wù)中心，貴州 貴陽 550001）

綜合物探手段在巖土勘察工程評價中的應(yīng)用
——以貴州復(fù)雜場地某高層商住樓巖土勘察為例

許啟松1葛佳杰2

（1.貴州地礦工程勘察有限公司，貴州 貴陽 550016；2.貴陽市防震減災(zāi)服務(wù)中心，貴州 貴陽 550001）

傳統(tǒng)的巖土勘察方法，無法綜合評定場地的地質(zhì)情況，尤其是在 貴州喀斯特巖溶地區(qū)，利用單一的常規(guī)勘察手段無法解決復(fù)雜問題，特別是當(dāng)遇到巖溶、斷層破碎帶發(fā)育時；在復(fù)雜場地巖土工程勘察過程中利用物探等綜合勘察手段，可以迅速查清巖溶發(fā)育，斷層破碎帶的分布范圍及其埋深。

本文就地基地微振在貴州省某高層商住樓巖土勘察工程中的具體應(yīng)用效果，綜合討論在該類型場地綜合應(yīng)用巖土勘察工作的常規(guī)鉆探和物探方法，為巖溶發(fā)育地區(qū)的巖土工程勘察積累經(jīng)驗(yàn)。

巖土工程勘察 鉆探 綜合手段 地基地微振

隨著我國社會主義工程建設(shè)的發(fā)展。日益增長的建設(shè)需求和復(fù)雜的建設(shè)場地對工程勘察工作提出了新的、更高的要求。巖土工程勘察是工程建設(shè)的前提和基礎(chǔ)，是工程建設(shè)的靈魂。巖土勘察工作的好壞，直接影響建筑的使用功能和壽命、環(huán)境保護(hù)、使用安全和工程造價等。

本文以筆者以某場地復(fù)雜地區(qū)巖土工程勘察為例，在實(shí)施常用手段（工程地質(zhì)測繪、工程測量、鉆探、取巖土樣及室內(nèi)試驗(yàn)、鉆孔超聲波測試等）的基礎(chǔ)上還應(yīng)用了地基卓越周期測試。

1 工程概況

該擬建項(xiàng)目位于貴州省貴陽市位于南明區(qū)五里沖危舊房、棚戶區(qū)改造區(qū)。該擬建商住樓位于貴州省貴陽市五里沖片區(qū)，R1區(qū)1#、2#樓西側(cè)。采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，擬采用樁基，最大柱荷載35000KN/柱。

2 場地地形地貌

擬建場地位于貴陽市南明區(qū)五里沖，擬建的1#、1-2#裙樓位于緩斜坡地帶，原始地貌坡度3～5°。勘察期間場地已經(jīng)整平至地下室標(biāo)高1100.0米左右場地已不存在上、下方邊坡問題。

3 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及工程地質(zhì)調(diào)查，場地出露地層為二疊系中統(tǒng)吳家坪組（P2w）基巖，擬建場地位于黔北斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)之貴陽復(fù)式向斜西翼、蔡家關(guān)背斜東翼，處于區(qū)域性大斷裂（烏當(dāng)斷裂）影響帶內(nèi)，場地次級構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。受次級斷層影響，場地巖層產(chǎn)狀比較紊亂，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體極破碎。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場實(shí)地測量，確定場地巖層產(chǎn)狀分為：傾向270°,傾角55°。

據(jù)鉆探揭露，該場地在垂直方向上巖土組成情況自上而下依次為：第四系素填土（Qml）及二疊系中統(tǒng)吳家坪組（P2w）基巖。

各巖土單元巖性特征及組合關(guān)系、性質(zhì)及其均勻性分述如下：

1、素填土（Qml）：褐黃色，主要由近期平場開挖后殘留的碎石土及少量粘土回填組成，回填時間較短，尚未固結(jié)，結(jié)構(gòu)松散，0～6.0m，平均厚度 2.4m，最厚6.0m。

2、二疊系中統(tǒng)吳家坪組（P2w）基巖：巖性主要為泥灰?guī)r。因受次級構(gòu)造的影響，基巖破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈。泥灰?guī)r，據(jù)其風(fēng)化狀態(tài)分為強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化，現(xiàn)分別述如下：

（1）強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r（P2w）：褐黃色，薄至中厚層狀，局部夾灰黑色碳質(zhì)泥巖，厚度變化大，13.8～36.5m，平均厚度約 24.4m。該層受次級構(gòu)造的影響，產(chǎn)狀凌亂，該層在場地內(nèi)風(fēng)化強(qiáng)烈?guī)r芯極破碎，呈砂狀、碎塊狀，巖芯采取率低，易鉆進(jìn)，巖體完整程度屬破碎巖體，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ類。

（2）中風(fēng)化泥灰?guī)r（P2w）：灰色、黃色、灰褐色，薄至中厚層狀，含鈣質(zhì)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石較破碎，巖芯呈短柱狀、塊狀，據(jù)單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=30.75Mpa，屬較破碎較硬巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。

4 場地水文地質(zhì)條件

據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查及鉆探探查，擬建場地地下水類型主要地下水為上層滯水和基巖裂隙水，敘述如下：

場地下伏基巖為中風(fēng)化泥巖、石灰?guī)r，為含水性較好的巖層，其發(fā)育的節(jié)理裂隙為地下水流動提供了較有利的滲流條件，地下水埋藏較深，地下水徑流方向?yàn)闁|南向南西，小車河為排泄基準(zhǔn)面。

5 巖土工程勘察概況

本次勘察采取相鄰的R1區(qū)2#-6#裙樓的試驗(yàn)單，該試驗(yàn)單取20件泥灰?guī)r進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)合彭家灣片區(qū)舊房改造工程S區(qū)7號樓巖石地基靜載實(shí)驗(yàn)報告（DJ12080801）及有關(guān)測試資料及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，各巖土單元物理力學(xué)指標(biāo)綜合確定如下：

巖質(zhì)單元樣本數(shù) 參數(shù) 范圍值 平均值標(biāo)準(zhǔn)差(MPa)變異系數(shù)統(tǒng)計修正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值（frk）(MPa)泥灰?guī)r 20 飽和單軸抗壓強(qiáng)度（MPa） 28-35.67 31.671 2.370 0.075 0.971 30.753 20 飽和容重（KN/m3） 27.2-27.7 27.415 0.146 0.005

說明：1、將1：1巖芯抗壓強(qiáng)度乘以0.89系數(shù)換算成2∶1標(biāo)準(zhǔn)樣的強(qiáng)度之后進(jìn)行計算。

2、參與統(tǒng)計的中風(fēng)化泥灰?guī)r飽和單軸抗壓強(qiáng)度為10件。

本場地共采用20件中風(fēng)化泥灰?guī)r巖樣，計算得其飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為frk=30.753Mpa，屬較硬巖。依據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB60007-2011）第5.2.6條規(guī)定，采用內(nèi)插法計算，取折減系數(shù)=0.12，計算得場地中風(fēng)化泥灰?guī)r地基承載力特征值為：fa=frk =0.12﹡30.753=3.394MPa。

6 場地工程地質(zhì)條件評價

（一）、場地整體穩(wěn)定性評價

擬建場地位于黔北斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)之貴陽復(fù)式向斜西翼、蔡家關(guān)背斜東翼，處于區(qū)域性大斷裂（烏當(dāng)斷裂）影響帶內(nèi)，場地次級構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。受次級斷層影響，場地巖層產(chǎn)狀比較紊亂，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體極破碎。在勘察施工前，擬建場地已完成基坑開挖，并已基本挖至地下室底板標(biāo)高，現(xiàn)狀穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查，場地內(nèi)無滑坡、崩塌、泥石流及地下采空區(qū)不良地質(zhì)作用存在。

（二）、地基穩(wěn)定性評價

場地四周無深切溝谷存在，勘察深度范圍內(nèi)巖溶中等發(fā)育。擬建場地出露基巖為泥灰?guī)r。中風(fēng)化泥灰?guī)r屬硬較軟巖，物理力學(xué)性質(zhì)較好。根據(jù)鉆探揭露場地巖性組合關(guān)系綜合分析，該場地適宜建筑。

（三）建筑抗震評價

據(jù)鉆探揭露，場地覆蓋層為素填土，為軟弱場地土，根據(jù)《貴陽花果園后街彭家灣危舊房、棚戶區(qū)改造項(xiàng)目R1區(qū)6#樓巖土工程勘察地基地微振測試報告》，場地地微振卓越頻率為6.044HZ，卓越周期為0.167秒（見表）。

測 試 內(nèi) 容 方向 ZK-9 ZK-11 ZK-21 場地（土）X 6.251 6.317 5.030 Y 5.326 5.895 6.263 6.044地基卓越頻率（Hz） Z 6.222 6.421 6.669地基卓越周期(s) Z 0.161 0.156 0.150 X 0.160 0.158 0.199 Y 0.188 0.170 0.160 0.167

場地?zé)o產(chǎn)生震陷的砂土液化現(xiàn)象，場區(qū)內(nèi)強(qiáng)風(fēng)化土層等效剪切波速度在539.6～611.7之間，屬堅硬場地土。場區(qū)周邊1k㎡范圍內(nèi)上覆土體主要為素填土、雜填土組成，屬軟弱土。

場地素填土覆蓋層最厚處6.0m，結(jié)合第4.1.6條規(guī)定，場地類別為Ⅱ類，屬建設(shè)抗震一般地段， 地震烈度為Ⅵ度，設(shè)計地震加速度為 0.05g，分組一組，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）5.1.4款規(guī)定設(shè)計特征周期為0.35s。

7 結(jié)論和建議

7.1 擬建場地位于黔北斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)之貴陽復(fù)式向斜西翼、蔡家關(guān)背斜東翼，處于區(qū)域性大斷裂（烏當(dāng)斷裂）影響帶內(nèi)，場地次級構(gòu)造發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。受次級斷層影響，場地巖層產(chǎn)狀比較紊亂，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖體極破碎。在勘察施工前，擬建場地已完成基坑開挖，現(xiàn)狀穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)調(diào)查，場地內(nèi)無滑坡、崩塌、泥石流及地下采空區(qū)不良地質(zhì)作用存在。

7.2 場地勘察據(jù)鉆探揭露，場地覆蓋層為素填土，為軟弱場地土。下伏基巖基分布連續(xù)，穩(wěn)定性較好，屬抗震一般地段，根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010附錄A表A.0.21條，場地抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計地震分組屬第一組，設(shè)計特征周期值0.35s。

因此，在巖溶發(fā)育地區(qū)，有必要先采用物探初勘，若發(fā)現(xiàn)異常，再施以鉆探驗(yàn)證。這樣發(fā)現(xiàn)巖溶的幾率應(yīng)該更高，可以有效的減少工程隱患，這個問題值得業(yè)主及相關(guān)單位共同關(guān)注。

[1]丁榮勝 等，高密度電阻率法和地震映像法在采空區(qū)勘察中的應(yīng)用（J）。物探與化探，2010-12，34(4)

[2]李法濱 等，高密度電阻率法在某采空塌陷區(qū)勘察中的應(yīng)用（J）。交通科技，2011年第1期.

[3]張德元 等，高密度三維地震勘探在四川復(fù)雜山區(qū)的應(yīng)用效果（J）。中國煤炭地質(zhì)，2010-8,22(8).

[4]重慶地質(zhì)儀器廠：《測井、地震、電法方法技術(shù) 論文集》2006.12 北海。

[5]勘探地球物理《 百科詞典 》 [美] R.E. 謝里夫 地質(zhì)出版社 1990

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1007-6344（2015）03-0321-01

許啟松（1983-），男，1983年11月，碩士研究生，工程師，貴州地礦工程勘察有限公司。主要研究方向：基礎(chǔ)地質(zhì)、工程地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害等。