甘肅某縣中醫院建設項目巖土工程特性及場地適宜性評價

張曉東 張玉一

摘要：擬建項目位于后川河東岸Ⅰ級階地，構造特征比較簡單且穩定，地層主要為第四系松散堆積物和新近系沉積巖，地下水屬第四系松散巖類孔隙潛水。地基土為中壓縮性土，未揭露有濕陷性土層，泥巖在擬建場地內分布均勻，承載力高，是擬建建筑物良好的基礎持力層和下臥層，支護措施建議采用土釘墻。本場地為均勻地基，屬穩定性和適宜性較好的擬建場地，研究結果為工程設計與建設提供可靠的地質數據。

關鍵詞：巖土工程特性；場地適宜性；評價；某縣中醫院建設項目

1.地質特征

擬建項目位于天水市張家川張家川回族自治縣縣城南側，建設場地西側緊鄰張恭二級公路，北側和南側為農田，東側緊鄰崔灣村，交通便利。地貌單元屬后川河東岸Ⅰ級階地，場地原為耕地，現進行了建設平整，場地內地形較平坦，整體上由東南向北西傾斜。

擬建項目處于祁連—北秦嶺褶皺帶。據區域地質資料，勘察場內部及外圍無第四系活動斷裂，故整個場地構造特征比較簡單且穩定。場地內主要為第四紀以來形成的松散堆積物及新近系沉積巖，巖性主要為填土、粉土、礫砂及泥巖。

本次勘察揭露最大深度為18.70m，根據鉆孔、探井揭露，該場地地層主要為第四系松散堆積物和新近系沉積巖。根據土層的巖性特征及物理力學性質的差異，將場地地層分為5個工程地質主層?，F按從上至下的順序將各層土的巖性特征分述如下：

第①層耕土（Q4ml）：層頂標高為1650.53m～1654.48m，層厚為0.50m～0.60m。雜色，以粉土為主，見大量的植物根系，稍濕，稍密。該層在場地內均有分布。

第②層粉質粘土（Q4al+pl）：層頂標高1650.03m～1653.98m，層頂埋深0.50m～0.60m，層厚3.00m～6.50m。黃褐色-黑褐色，上部呈黃褐色，下部呈黑褐色，土質不均，局部夾有薄層細砂，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，軟塑-硬塑。該層在場地內均有分布。

第③層礫砂（Q4al+pl）：層頂標高1645.45m～1647.98m，層頂埋深3.50m～7.10m，層厚0.50m～3.20m。青灰色，粒徑不均，粒徑大于2mm的含量占總質量的30%～45%，最大粒徑約3cm，主要成分以砂巖、石英巖為主，局部夾有薄層角礫，飽和，中密。該層在場地內均有分布。

第④層角礫（Q4al+pl）：層頂標高1644.74m～1646.74m，層頂埋深5.00m～9.00m，層厚0.40m～2.00m。青灰色，一般粒徑2mm～40mm，最大粒徑約70mm，粒徑大于2mm的顆粒含量占總質量的55%～70%左右，母巖成分以石英巖、砂巖、花崗巖為主，磨圓度差，多呈次棱角狀-棱角狀，顆粒間以中粗砂充填。中密-密實。該層在場地內分布不均勻且不連續，僅在擬建場地西側和北側區域有揭露。

第⑤層泥巖（N）：層頂標高1643.52m～1645.76m，層頂埋深6.00m～9.90m，本次勘察未揭穿該層，揭露最大層厚12.30m，據區域地質資料，該層厚度大于50m。桔紅色，泥質結構，層狀構造。礦物成分以粘土礦物為主。成巖作用較弱，屬極軟巖。上部2m～4m巖芯呈短柱狀，下部巖芯呈長柱狀。具有飽水軟化、失水開裂的特征。該層在場地內均有分布。

2.場區地下水

建筑場地內地下水屬第四系松散巖類孔隙潛水，主要賦存于下部粉土、礫砂和角礫層中，勘察期間（2019年3月）地下水埋藏深度3.70m～6.50m，水位標高1646.73m～ 1647.98m。地下水主要接受大氣降水、地下水側向逕流補給，由北向南徑流，排泄于后川河。地下水位隨季節而升降，升降幅度約1.0m～1.5m之間，高水位期出現在7月份～ 9月份，低水位期出現在每年11月份～次年3月份。根據區域水文地質資料，粉質粘土層的滲透系數按0.005m/d考慮，礫砂層的滲透系數按20m/d～25m/d考慮，角礫層滲透系數按25m/d～30m/d考慮，單井涌水量300m3/d～400m3/d左右。

3.場地巖土綜合分析評價

3.1地基土的壓縮性評價

根據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）中的規定：②粉質粘土層的壓縮系數a1-2=0.10～0.72MPa-1，平均0.24MPa-1，為中壓縮性土。

3.2地基土的濕陷性評價

根據土工試驗：②層粉質粘土濕陷系數δS介于0.000～ 0.014之間，自重濕陷系數δZS介于0.000～0.005之間，根據《濕陷性黃土地區建筑規范》（GB50025-2004），②層粉質粘土不具有濕陷性?？芍獔龅貎任唇衣队袧裣菪酝翆樱刹豢紤]濕陷性對擬建場地的影響。

3.3地下水對建筑材料腐蝕性評價

本次勘察在鉆孔內取水樣3件進行了水質簡分析試驗，對場地地下水進行進行評價。按《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）【2009年版】進行判別（Ⅱ類環境或強透水層），地下水對混凝土結構具有弱腐蝕性（長期浸水條件下），對鋼筋混凝土中的鋼筋在長期浸水條件下具有微腐蝕性，在干濕交替條件下具有弱腐蝕性。

3.4巖石的物理力學性質

本次勘察在鉆孔ZK7、ZK19、ZK30和ZK40中各取砂巖樣一組進行巖石物理力學性質試驗，統計結果見表1。⑤層泥巖天然單軸抗壓強度為0.23MPa～0.38MPa，平均0.31MPa；飽和單軸抗壓強度0.10MPa～0.16MPa，平均0.13MPa。經分析可知：⑤層泥巖飽和單軸抗壓強度frk≤5，屬極軟巖。泥巖層成巖較差，干時較堅硬，擾動和遇水易軟化，暴露地表易風化崩解。

3.5地基均勻性評價

擬建場地位于后川河東岸Ⅰ級階地之上，受河侵蝕堆積和人類活動影響，從單一的地層結構分析，①層耕土和②層粉質粘土受原始地形影響，層厚大小不一，屬不均勻地基；③層礫砂擬建場地內均有分布，厚度較小，中密，為擬建附屬用房的主要持力層，屬均勻地基；④層角礫層厚大小不一，場地內分布不均勻且不連續，屬不均勻地基；⑤泥巖擬建場地內分布均勻，層位穩定，厚度大，承載力高，為擬建場地內的主要持力層和下臥層，屬均勻地基。因此，判定本場地為均勻地基。

3.6地基土綜合評價

由以上分析結果，并根據地基土的分布情況和擬建物特點，綜合評價如下：

①層耕土，該層在擬建場地內均有分布，厚度小，結構雜亂，欠固結，工程性能差，不可作為擬建建筑物的基礎持力層。

②層粉質粘土，該層在擬建場地內均有分布，厚度較大，不具有濕陷性，中壓縮，軟塑-硬塑，承載力低，經處理后可作為擬建建筑物的基礎持力層。

③層礫砂，該層在擬建場地內均有分布，厚度較小，中密，承載力較低，可作為擬建低層建筑物的基礎持力層。

④層角礫，該層在擬建場地內分布不均勻且不連續，僅在擬建場地西側和北側區域有揭露，厚度小，不宜作為擬建建筑物的基礎持力層。

⑤泥巖，該層在擬建場地內分布均勻，層位穩定，厚度大，承載力高，是擬建建筑物良好的基礎持力層和下臥層。

3.7地基土承載力特征值的確定

根據原位測試及室內土工試驗指標，參考已有建筑經驗，綜合分析給定地基土的力學強度指標值見表2。

4.持力層的選擇及基礎類型的建議

4.1持力層的選擇及基礎類型的建議

依據擬建工程特點、平面布置及場地地基條件，結合已有的建筑經驗，對基礎持力層及基礎類型建議如下：

（1）淺基礎

擬建附屬用房基礎形式建議采用條形基礎或獨立基礎或筏板基礎形式，以③層礫砂做為擬建物的基礎持力層。

（2）深基礎

擬建建筑具有1層地下室的，基礎形式建議采用樁筏聯合基礎，以⑤層泥巖做為擬建物的基礎持力層；無地下室的建筑，基礎形式建議采用樁基礎，以⑤層泥巖做為擬建物的基礎持力層。樁基礎建議采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁，樁端進入泥巖層不小于1倍樁徑，且不得小于1.0m。

若采用人工井樁基礎，在開挖工程過程中須做好井壁的支護工作和人身安全防護工作，防止井壁的坍塌或落石等不良現象的發生，以確保施工及人身安全。

4.2樁的極限側阻力、端阻力標準值的確定

根據《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008）中的有關規定，并結合本地區經驗，給出在不同的施工條件下各層的樁的極限側阻力及樁的極限端阻力標準值，見表3。

5.降水方案

本次勘察鉆探揭露深度內地下水的埋深為3.70m～ 6.50m，水位標高1646.73m～1647.98m。若采用人工挖井灌注樁，必須先進行降水，場地內地下水賦存于粉土層、礫砂層和角礫層中，根據區域地質資料，粉質粘土層的滲透系數按0.005m/d考慮，礫砂層的滲透系數按20m/d～25m/d考慮，角礫層滲透系數按25m/d～30m/d考慮，單井涌水量300m3/d～ 400m3/d左右。降水后地下水水位必須低于基礎底面，以利于基礎施工。降水方案建議采用大直徑管井井點井群降水，并利用明溝排水配合，管井沿基坑四周布設，降水時必須采取必要的措施，防止砂土流失，確保已有建筑物及基礎設施的安全。

6.基坑開挖支護方案建議

由于擬建建筑物有1F地下室，基礎施工時要進行基坑開挖，因此應做好基坑支護設計及施工，在基坑開挖時，局部區域自然放坡坡度不能達到規范要求時，可能導致基坑失穩，給施工人員、臨時設施及基坑本身造成危害，因此在基坑支護設計時，應充分調查擬建場地周圍環境情況，作好基坑開挖的施工方案及支護設計。所需要的巖土計算參數按表2選用，支護措施建議采用土釘墻。如采取放坡，建議放坡坡率不大于1∶0.75。

7.場地穩定性及適宜性

擬建場地地貌單元屬后川河東岸Ⅰ級階地，內部及外圍未見有全新世以來的斷裂活動痕跡存在；場地范圍不遭受滑坡、泥石流等地質災害的威脅；據區域地質資料及本次鉆探揭露，主要為第四系巨厚層堆積物和新近系泥巖構成，場地地層主要為①耕土、②粉質粘土、③礫砂、④角礫和⑤泥巖組成。主要地層為：

①層耕土堆填時間短，工程力學性質差；

②層粉質粘土承載力較低，厚度較小，分布連續；

③層礫砂承載力較低，分布連續，厚度?。?/p>

④層角礫承載力較高，分布不連續，厚度?。?/p>

⑤泥巖分布連續，層位穩定，厚度較大，物理力學性質較好，強度較高。因此，本場地屬穩定性和適宜性較好的擬建場地。

參考文獻：

[1]甘肅省地質礦產局.甘肅省區域地質志[M].北京：地質出版社， 1989.

[2]李國營.甘肅岷縣職教中心滑坡巖土體特性及穩定性評價[J].西部資源， 2019（02）： 106-107.

[3]梁益丹.嘉峪關市餐廚垃圾處理項目工程地質特征與適宜性評價[J].資源信息與工程， 2019， 34（02）： 177-178.