場地穩定性及建筑適宜性評價方法研究

劉麗春

中國計量科學研究院 北京 100029

正文：

理論上而言，沒有不能用于建筑的場地。但遵循技術經濟原則，存在地基穩定性問題或其他不良條件的場地通常不適于建筑，為保證建設項目技術上可行，經濟上合理，則必須在工程建設開始前了解場地工程地質條件，并對場地穩定性及建筑適宜性進行評價，以便確定適合建設區域，對項目建設方案及成本的預估提供切實的參考。

山東青島某項目展開工程建設前，通過對擬建場地的地形地貌、工程地質、巖土特性等的勘察，對擬建地塊進行了場地穩定性及建筑適宜性評價。

一、工程地質勘查方法及研究分析

本次勘察按可行性研究勘察進行工作布置，共在場區內布置8個鉆孔，同時布置了高密度電阻率法探查、面波測試、工程地質測繪調查、搜集場地周邊已有工程資料等勘察工作。

1.工程地質測繪和調查

確定項目測繪與調查的范圍后，采用一定比例尺的地形圖作為底圖，利用天然和已有的人工露頭，對整個區域進行地質及工程地質測繪。測繪和調查內容包括地形的形態及變化情況，地貌形態特征，水井的位置、水位；調查收集區域有關地震、地質、勘察等方面的研究成果以及鄰近建筑物的巖土工程勘察施工資料。

項目擬建場地整體地形較平緩，西南低、東北高，現地面標高約3.6～6.8 米。場區地貌類型屬于侵蝕堆積緩坡，表層后經人工回填改造。

2.物探

（1）高密度電阻率法

采用高密度電阻率測量系統，以巖、土導電性差異為基礎，通過人工施加穩定電流場，研究地下傳導電流分布規律以探查清楚場區第四系厚度及巖體的風化程度及斷裂帶的規模、產狀及其發育情況。

（2）面波測試

面波頻譜分析法，也叫瞬態法，它是由震源產生一定帶寬的脈沖，通過測線多道記錄采集面波數據，根據記錄上的同向軸來識別面波，利用相干函數和功率譜、相位展開譜，從而得到不同頻率的面波相速度，同時由此得到該點的頻散曲線，由頻散曲線可以反演地下分層厚度和速度結構。用以查明各土層厚度及各土層的等效剪切波速。對于不具備鉆探條件的場區采用面波測試方法查明地層。本次勘察共布置面波測試點8 個，點間距88～98米，測試線間距103～130 米，探測深度要求查明覆蓋層厚度。

根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）2016 年版，結合場區地質資料及剪切波測試成果綜合判定：該塊場地類別屬于Ⅱ類建筑場地，本工程場地特征周期值0.45s。

3.鉆探

采用XY-1 型鉆機進行工程地質鉆探，用以揭露地層，并在鉆孔中進行原位測試，其目的是查明場區第四系成因、分布、厚度，查明基巖種類、風化程度。鉆探揭示，第四系主要由全新統人工填土、洪沖積層及上更新統洪沖積層組成，第四系厚度約7.0～11.0米，基巖為白堊系下統萊陽群砂巖。

4.原位測試

（1）標準貫入試驗

主要針對黏性土、砂土、強風化基巖進行測試，目的是評價巖土體密實程度及其均勻性，為力學指標的提出提供依據。共布置標貫鉆孔2 孔。

（2）重型動力觸探測試

主要針對填土進行測試，目的是評價其密實程度及均勻性，為力學指標的提出提供量化依據。共布置重型動力觸探測試孔2孔。

5.取樣

在場地內內取土樣（包括原狀樣、擾動樣、巖樣）進行室內試驗，提供巖土層的物理、力學指標。

6.室內土、水工試驗

在鉆孔內取土樣進行常規、壓縮、直剪試驗；取砂樣進行顆分、坡角試驗；取巖樣進行點荷載試驗并換算巖石飽和單軸抗壓強度，提供巖土層的物理、力學性質指標，評價巖石的堅硬程度。

通過以上方法了解場地內地層及其巖土特性。根據青島市區地層統一編號，按地層自上而下、地質年代由新到老的層序分述如下：

（1）第四系全新統人工填土(Q4ml)

第①層素填土，層厚約0.5～4.0米，層底標高約2.0～3.5米。以回填黏性土為主，夾10%～20%砂土、碎石。該層回填年限大于15年，成份差異性較大，均勻性差，未經處理不可作為基礎持力層使用。該層填土無法進行原位測試，通過探坑側壁的現場鑒別來判斷密實度。

（2）第四系全新統洪沖積層(Q4al+pl)

第⑦層粉質黏土, 層厚約1.5～2.0米，層底標高約0.5～1.5米。黃褐色，塑性、韌性一般，干強度一般，含砂約5%～10%。該層地基承載力特征值fak=150～160kPa，壓縮模量ES1-2=5.6MPa。推薦黏聚力標準值Ck=21kPa，內摩擦角標準值Φk=11°。

（3）第四系上更新統洪沖積層(Q3al+pl)

二 場地穩定性、建筑適宜性評價

1.場地穩定性分析

工程擬建地所處大地構造單元相對穩定，歷史地震觀測資料表明，自有記載以來，未發生過破壞性地震，以弱震、微震為主，且震中離散，無明顯線性分布，不具備發生破壞性地震的構造條件，地震危險性主要受遠場區“中——強”地震的影響，場地區域上屬相對穩定地塊。

擬建場地地貌類型屬于侵蝕堆積緩坡，地形平緩，基巖面平緩，第四系各層分布較穩定，第四系厚度約7.0～11.0 米，根據上述勘察測繪方法及地區經驗推測場區內存在小型構造帶，綜合判定場地為建筑抗震一般地段，場地穩定性一般。

本場地位于青島市，地震基本烈度為7 度，設計基本地震加速度為0.10g，設計地震分組第三組，特征周期值0.45s。

2.建筑適宜性分析

（1）土體分析評價

場區第四系厚度中等，厚度7.0～10.7 米，主要為素填土、粉質黏土及粗礫砂組成。

素填土層由于回填時間較短，尚未完成自重固結沉降，強度較低，壓縮性較高，穩定性較差，均勻性差，未經處理不能作為建筑物的基礎持力層。

（2）巖體分析評價

場地內巖體根據不同的工程性狀及質量狀態可分為散體狀、整體塊狀2 種結構巖體：

散體狀結構巖體為砂巖強風化帶。在強烈的風化或構造作用下，巖體破碎～極破碎，裂隙發育，巖石疏松，礦物間連結力顯著降低，屬密實的松散介質體，在垂直荷載作用下呈現塑性材料特征，具可壓縮性和軟弱巖石地基工程特性，遇水易軟化。砂巖強風化帶厚度較小，均勻性一般。

三 建筑物基礎類型選擇建議

1.對于埋深較淺的一般建筑物：如荷載較大，可采用樁基，以基巖作為基礎持力層；如荷載較小，可采用天然地基，以第⑦層粉質黏土作為基礎持力層。

2.對于埋深中等的一般建筑物：如荷載較大，可采用天然地基，以基巖作為基礎持力層；如荷載較小～中等，可采用天然地基，以第層及第層作為基礎持力層。

3.對于埋深較大的一般建筑物：可采用天然地基，以基巖作為基礎持力層。