石關國家體育訓練基地力量訓練館場地巖土工程評價

陳思 CHEN Si

（安徽省地質礦產勘查局327地質隊，合肥 230011）

0 引言

岳西縣石關國家體育訓練基地力量訓練館擬采用獨立基礎建設，設計層數2層，高度15.8m，長度34.8m，寬度17.7m，場地位于岳西縣石關鄉安徽省體育局石關訓練基地內西北側。為確保擬建物施工安全，通過工程勘察，查明場地環境與工程地質條件、巖土指標等，并對巖土工程作出評價，以期為今后工程設計施工指出應注意的問題，并提出防治建議。

1 場地環境與工程地質條件

1.1 區域地質構造、氣象、水文情況

擬建場地處華南地層大區南秦嶺-大別山地層區桐柏-大別山地層分區，區內大片出露一套大別造山帶核部的深變質巖地層，上覆地層為全強風化二長花崗巖，下伏地層為中生代白堊世的中、細粒二長花崗巖，中、細粒石英二長巖，位于大別山造山帶，地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為6度[1]。

擬建場地位于岳西縣，是安徽省安慶市下轄縣，屬亞熱帶季風氣候區，其特點是：季風明顯、四季分明、光照充足、雨量充沛、溫暖濕潤、無霜期長。全縣歷年年平均氣溫14.4℃。年平均降雨量1445.8mm，降雨主要集中在5~9月份。

1.2 工程周邊環境條件

場地西北側為低山，東南側為一條河流，其他周邊為綠化帶，周邊有若干地下管線。

1.3 場地地形地貌

擬建場地位于岳西縣石關鄉安徽省體育局石關訓練基地內，地形整體較平坦，地貌屬大別山中低山。

1.4 地基巖土體的構成及特征

根據鉆孔揭露及原位測試資料，結合土工試驗資料，勘探查明所達深度范圍內的巖土層分布情況：

①層雜填土：層頂高程819.11~818.33m，層厚0.50~4.50m。灰黃色、雜色、松散、稍濕~濕，上面為0.15~0.20m的混凝土地面，下面主要成分為塊石夾中砂。

②層殘積土：層厚0.70~1.80m，層頂埋深1.90~4.50m，層頂高程814.61~816.92m。灰黃、灰褐色，稍密狀態，礫砂狀夾少量粘性土。結構全部破壞，礦物成分顯著變化。

③層強風化片麻巖：層厚1.30~13.70m，層頂埋深0.7~6.30m，層頂高程812.81~818.26m。灰黃色。密實狀態，中粗砂夾少量粘性土，局部夾基巖碎塊。結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，風化裂隙很發育，干鉆不易鉆進。

④層中風化片麻巖：揭露層厚9.50~12.80m，層頂埋深0.50~2.00m，層頂高程816.96~818.46m。灰白色，糜棱結構，片麻狀構造，主要成分為長石、石英、黑云母。勘察期間未發現洞穴、臨空面及軟弱夾層。巖石飽和單軸抗壓強度標準值為92.0MPa，巖石堅硬程度為堅硬巖，巖體完整程度較完整，巖體基本質量等級Ⅱ級。

1.5 不良地質作用及地質災害

區域地質資料及勘察成果顯示場地地面以下20m深度范圍內不存在飽和粉（砂）土液化土層，無厚層軟土分布。擬建場地西側1~6m外為一陡直巖體，易產生崩塌地質災害，應進行災害評估及治理設計施工；東側河岸岸坡已采用重力式擋墻，穩定性較好；場地內未發現其他活動斷裂、滑坡、巖溶、泥石流、滑坡、采空區、地面沉降等不良地質作用和地質災害，未發現影響場地和地基穩定性的其它不良地質作用。

1.6 特殊性巖土

擬建場地中特殊性巖土主要為人工填土、殘積土及風化巖，自然狀態下地形總體坡度<5°，屬平坦場地。

①人工填土：本場地土中的①層雜填土厚度為0.50m~4.50m，其力學性質不均勻，穩定性差，對基坑開挖有一定影響。在基坑支護中應采用適當的支護措施以避免基坑邊坡失穩。

②殘積土：本場地中②層殘積土厚度為0.70~1.80m，遇水易軟化，成分較復雜，結構幾乎全破壞，穩定性差，對基坑開挖有一定影響。

③風化巖：本場地分布有強風化片麻巖，垂直及水平向上存在一定程度的差異風化，局部夾塊狀原巖碎塊，強度變化較大，對基坑開挖會產生一定影響。

1.7 對工程不利的埋藏物的特征、分布

場地內未發現河道、浜溝、池塘、墓穴、防空洞、孤石及溶洞等對工程不利的埋藏物。

1.8 場地的地下水和地表水

①地表水：擬建場地內未見地表水，場地東南側為河流，勘察期間水量較少。

②場地地下水類型及特征：場地的地下水類型主要為潛水，主要賦存于①層雜填土、②層殘積土、③層強風化片麻巖、④層中風化片麻巖中，水位埋深為3.80~4.60m（高程814.13~815.02m），地下水水位變化幅度1.00~2.00m左右。補給來源主要為大氣降水。地下水排泄方式主要為蒸發、徑流。

2 巖土指標統計

為更好地對擬建場地進行巖土工程評價，對地基巖土物理力學性質指標及地基承載力進行統計。

2.1 地基巖土物理力學性質指標

對各巖土層的物理力學性質指標進行分層統計（表1、表2）。

表1 地基巖土主要物理力學性質指標一覽表

表2 ④層中風化閃長片麻巖抗壓強度（MPa）統計表

2.2 地基承載力

地基承載力及其他設計參數建議值[4]結合土工試驗統計指標、原位測試指標、地區及實際工程經驗等綜合確定（表3），建議通過相應載荷試驗以核實確定。

表3 地基巖土承載力及相關設計參數一覽表

3 巖土工程評價

3.1 地基土分析與評價

①層雜填土，土質均勻較差，工程地質特性差，建議挖除。

②層殘積土，稍密狀態，建議挖除。

③層強風化片麻巖，密實狀態，風化程度不一，局部夾塊狀原巖碎塊，不均勻，層位較穩定，工程特性較好，為良好的基礎持力層。

④層中風化片麻巖，飽和單軸抗壓強度標準值為92.0MPa，強度高，層位穩定，巖石工程特性好。為良好的基礎下臥層。

3.2 場地的穩定性、適宜性評價

擬建場地西側1~6m外為一陡直巖體，易產生崩塌地質災害，應進行地質災害評估及治理設計施工；未發現其他活動斷裂、滑坡、巖溶、泥石流、滑坡、采空區、地面沉降等不良地質作用和地質災害；地質構造條件簡單，未發現有活動斷裂通過的證據，地基土工程地質條件良好，不良地質作用總體不發育，局部存在崩塌隱患，屬基本穩定場地。

3.3 場地的地震效應評價

3.3.1 場地抗震設計基本條件

岳西縣抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組第一組，工程抗震設防類別為丙類（標準設防類）[5]。

3.3.2 場地類別及設計特征周期

場地覆蓋層厚度約為0.50~20.0m，20m以內為松散狀態雜填土，稍密狀態殘積土，密實狀態強風化片麻巖。根據巖土性狀，①層雜填土為軟弱土，剪切波速經驗值約為120m/s，②層殘積土為軟弱土，剪切波速經驗值約為130m/s，③層強風化片麻巖為中硬土，剪切波速經驗值約為370m/s，經計算，場地土層的等效剪切波速為120.0～271.2m/s，擬建場地屬對建筑抗震一般地段。

3.4 地下水、地表水性評價

3.4.1 土層滲透系數

各土層的滲透系數詳見表4。

表4 土層滲透系數建議值一覽表

3.4.2 地下水、土腐蝕性評價

根據場地環境地質條件特征，按國標《巖土工程勘察規范》（GB 50021-2001）（2009年版）附錄G判定，擬建場地為Ⅱ類環境類型，按地層滲透性指標為A直接臨水或強透水層中的地下水。

結合本場地水質分析資料。根據國家標準《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）有關規定對地下水的腐蝕性進行評價，判定結果詳見表5。

表5 地下水對混凝土結構、鋼筋混凝土結構中鋼筋的腐蝕性評價表

土層是地下水的儲存介質，兩者之間存在密切聯系，根據工程經驗，場地土對建筑材料的腐蝕性評價可視同地下水對建筑材料的腐蝕性評價。

綜上判定：判定場地土和地下水對混凝土結構具微腐蝕性，場地土和地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。應按《工業建筑防腐蝕設計標準》（GB 50046-2018）的有關規定進行防腐。

3.4.3 地下水對工程影響分析評價

本場地中的①層雜填土成分復雜、結構松散，局部空隙率大，具較強的滲透性。上層滯水賦存于其中，在豐水期，地下水的水量相對較大，對基坑開挖、基坑支護及基礎施工有一定的影響，應采取有效的止水、排水或降水措施。

3.5 天然地基的可行性及持力層建議

擬建建（構）筑物形狀規則，荷載較小，淺層分布的③層強風化片麻巖、④層中風化片麻巖能夠滿足強度和穩定性要求，可采用獨立墩基礎。建議的基礎型式及持力層詳見表八。地基承載力及變形計算參數詳見表6。

表6 擬建物基礎形式一覽表

建筑物變形特征預測：

擬建建構筑物、荷載均勻，地基變形特征以沉降量為主；設計應進行變形驗算，建議采取建筑及結構等措施控制沉降量及沉降差。

獨立基礎設計及施工建議：

獨立基礎設計應滿足地基強度和變形驗算的要求，并以沉降差控制為主。

3.6 基坑工程分析

3.6.1 基坑周圍環境概況、巖土條件及基坑安全等級

擬建基坑周邊環境較為復雜，擬建場地東南側為河流、距離最近處近5.0m，場地西側為陡直山體，距離1.0~6.0m。根據擬建建筑物特征及場地周邊環境，擬建力量訓練館持力層建議采用③層強風化片麻巖、④層中風化片麻巖，基坑開挖深度約0.5~4.5m。該基坑支護結構的安全等級為二-三級。建議采用獨立墩基礎，避免大開挖，建議根據建設部建質辦[2018]37號文有關規定及《安徽省危險性較大的分部分項工程安全管理規定實施細則》進行專項基坑支護設計，經專項施工方案論證通過后，方可組織實施。其他未盡事宜按住建部建質[2018]37號文《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》及《安徽省危險性較大的分部分項工程安全管理規定實施細則》中的有關規定進行工作。

3.6.2 基坑開挖與支護方案建議及相關設計參數

基坑開挖施工宜按“先深后淺”的原則進行，根據基坑開挖深度、周圍環境及巖土條件，結合基坑工程實際經驗，本工程基坑支護方案建議選用放坡+掛網噴漿護面。基坑支護設計參數可按表7選用。

表7 基坑支護設計參數

3.6.3 基坑降排水措施

影響較基礎施工的地下水主要為①層雜填土中潛水，在基坑側壁應設置泄水管，同時在基坑周邊地面做好向外排水的散水坡或設置截水溝，防止地表水滲入基坑。

基坑開挖到位后，建議沿基坑周邊設置排水明溝和集水井，在坑底形成排水網絡及時排出坑底積水。

3.6.4 基坑支護設計與開挖施工注意事項

場地填土局部較大，擬建地下建筑物周邊環境較簡單。

基坑開挖的土方不應在鄰近建筑及基坑周邊影響范圍內堆放，并應及時外運。

基坑開挖施工應采用分段、分層開挖或臺階式分層開挖的方式，分層厚度一般不應大于2.0m，開挖過程中的臨時邊坡坡度不宜大于1:1.5。

3.6.5 人工挖孔墩的施工建議措施

采用鋼筋混凝土護壁或鋼套管，在填土層段采用隨挖隨護；采取有效的通風措施；加強安全管理，確保安全施工。排水措施可采用樁孔內直接抽排。

4 結論

①本場地屬穩定場地。②場地內未發現其他活動斷裂、滑坡、巖溶、泥石流、采空區、地面沉降等不良地質作用和地質災害，未發現影響場地和地基穩定性的其它不良地質作用。擬建場地東側河岸岸坡已采用重力式擋墻，穩定性較好。擬建場地西側1~6m外為一陡直巖體，易產生崩塌地質災害，進行災害評估及治理設計施工后，可進行本工程建設。③本工程持力層的選擇位于不同地層，需考慮差異沉降問題，建議設置褥墊層以調節變形。