安徽濉溪某產(chǎn)業(yè)園場地工程地質(zhì)條件分析研究

［關(guān)鍵詞］產(chǎn)業(yè)園；工程勘察；地質(zhì)條件；綜合分析

安徽濉溪縣地處淮北平原，地勢平坦[1]。以橫穿平原中部的古隋堤宿永公路為界，北部為黃泛沖積平原區(qū)，南部為古老河湖相沉積平原區(qū)[2]。黃泛沖積平原區(qū)包括劉橋、濉溪、百善、四鋪、鐵佛等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為黃泛沉積物覆蓋，屬?zèng)_積成因的堆積地形[3]。安徽濉溪某產(chǎn)業(yè)園擬建立標(biāo)準(zhǔn)化廠房，所在場地的復(fù)雜程度評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)，地基的復(fù)雜程度評(píng)價(jià)等級(jí)為二級(jí)。本次勘察共布置171個(gè)勘探孔，主要采用測量、鉆探、取樣、原位測試（靜力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)）及室內(nèi)試驗(yàn)等綜合勘察手段。文章以勘察成果為基礎(chǔ)，對(duì)該場地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行綜合分析研究，為該產(chǎn)業(yè)園的工程建設(shè)與施工提供參考。

1. 場地工程地質(zhì)條件

安徽濉溪某產(chǎn)業(yè)園場地地形整體較平坦，屬淮北平原，微地貌屬河間平地，地表主要為土質(zhì)覆蓋層。由上及下主要分布有雜填土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土夾粉土、粉質(zhì)黏土與粉土互層、粉質(zhì)黏土和粉土夾粉質(zhì)黏土（表1）。

①雜填土（Q₄^ml）：呈灰褐色、灰黃色，松散—稍密狀態(tài)，主要成分為黏性土，含植物根系，局部含建筑垃圾及生活垃圾，局部夾少量灰黑色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土。

②粉質(zhì)黏土（Q₄^pl+al）：呈灰黃色，可塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及浸染，含鈣質(zhì)姜石，局部淺層夾硬塑狀黏土。

③粉質(zhì)黏土夾粉土（Q₃^pl+al）：呈灰黃色、黃褐色，硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)，無搖振反應(yīng)，光澤反應(yīng)稍有光澤，干強(qiáng)度中等～高，韌性中等，含黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及浸染，含鈣質(zhì)姜石。局部夾粉土，中密狀態(tài)。局部含少量粉細(xì)砂。

④粉質(zhì)黏土與粉土互層（Q₃^pl+al）：呈灰黃色、黃褐色，粉質(zhì)黏土，硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)，無搖振反應(yīng)，光澤反應(yīng)稍有光澤，干強(qiáng)度中等—高，韌性中等；粉土，中密狀態(tài)，局部密實(shí)狀態(tài)，搖振反應(yīng)中等，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低。含黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及浸染，含鈣質(zhì)姜石，局部富集。局部含少量粉細(xì)砂。

⑤粉質(zhì)黏土（Q₃^pl+al）：呈灰黃色，可塑狀態(tài)，無搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，含黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及浸染，含鈣質(zhì)姜石。

⑥粉土夾粉質(zhì)黏土（Q₃^pl+al）：呈灰黃色、黃褐色，中密～密實(shí)狀態(tài)，搖振反應(yīng)迅速，無光澤反應(yīng)，干強(qiáng)度低，韌性低，含黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及浸染，含鈣質(zhì)姜石。局部夾粉質(zhì)黏土，硬塑狀態(tài)。局部含少量粉細(xì)砂。

2. 場地水文地質(zhì)條件

場地中的地下水按埋藏條件，主要為賦存于雜填土中的上層滯水及粉質(zhì)黏土夾粉土、層粉質(zhì)黏土與粉土互層、層粉土夾粉質(zhì)黏土中的承壓水。上層滯水無統(tǒng)一地下水水位，集中于地勢較低或填土較厚地段[4]。主要接受大氣降水、生活用水及地表水入滲補(bǔ)給。以蒸發(fā)和向隔水頂板邊緣進(jìn)行側(cè)向散流排泄。地下水水量、水位的變化區(qū)間受氣候影響較為明顯：豐水期地下水位最高可達(dá)地表，水量中等；枯水期地下水位部分地段無地下水，水量貧乏。勘察期間觀測到地下水位埋深0.60～1.60 m（高程29.29～30.46 m），勘察期間水量較豐富，上層滯水年變化幅度約1.50 m。承壓水主要賦存于粉質(zhì)黏土夾粉土、粉質(zhì)黏土與粉土互層、粉土夾粉質(zhì)黏土中的粉土層，呈弱承壓性，主要補(bǔ)給、排泄途徑為側(cè)向徑流。勘察期間觀測到地下水位埋深2.70～5.40 m（高程26.47～26.90 m），水量較豐富，水位年變化幅度約1.50 m。

根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)及區(qū)域水文地質(zhì)資料，各地層滲透系數(shù)見表2。滲透系數(shù)（κ）又稱為水力傳導(dǎo)系數(shù)。各向同性介質(zhì)中，滲透系數(shù)定義為單位水力梯度下的單位流量，表示流體通過孔隙骨架的難易程度，表達(dá)式為κ=kρg/η。滲透系數(shù)僅與孔隙骨架的性質(zhì)有關(guān)，κ定義為滲透系數(shù)；η定義為動(dòng)力黏滯性系數(shù)；ρ定義為流體密度；g定義為重力加速度。各向異性介質(zhì)中，滲透系數(shù)則以張量形式表示。滲透系數(shù)（κ）值愈大，表示巖石透水性愈強(qiáng)。粗砂礫石層（強(qiáng)透水）滲透系數(shù)（κ）大于10 m/d；亞砂土（弱透水）滲透系數(shù)（κ）范圍為1～0.01 m/d；黏土（不透水）滲透系數(shù)（κ）小于0.001 m/d。由此可見土壤質(zhì)地決定土壤滲透系數(shù)（κ）值大小。

雜填土具有松散結(jié)構(gòu)，局部的空隙率大，同時(shí)具有較強(qiáng)的滲透性。賦存上層滯水，豐水期間，地下水的水量較大，應(yīng)采取有效的止、排、降水措施，確保基坑開挖及支護(hù)的安全。粉質(zhì)黏土滲透性弱，為相對(duì)隔水層。在基坑開挖后，會(huì)有少量重力水滲出，對(duì)施工影響較小。粉質(zhì)黏土夾粉土局部滲透性較強(qiáng)，粉土較厚地段地下水較豐富。若基坑開挖至該層，應(yīng)采取有效的排水或降水措施。

3. 地下水、土腐蝕性評(píng)價(jià)

經(jīng)調(diào)查，擬建場地周邊無工業(yè)污染源。依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009年版），場地土和地下水受環(huán)境類型及地層滲透性影響，此場地屬于干濕交替，環(huán)境類型判為Ⅱ類，擬建場地內(nèi)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)見表3。

根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，場地土和地下水對(duì)鋼筋混凝土和混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋材料可判定為微腐蝕性。建議按《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50046-2018）中的規(guī)定對(duì)材料進(jìn)行防腐施工。

4. 抗浮設(shè)防水位

擬建綜合樓附屬地下消防水池，根據(jù)周邊環(huán)境情況，勘察期間地下水位較高，消防水池抗浮設(shè)防水位建議按設(shè)計(jì)室外地坪標(biāo)高以下0.5 m考慮（若后期設(shè)計(jì)條件及周邊環(huán)境條件發(fā)生變化，抗浮設(shè)防水位應(yīng)進(jìn)行復(fù)核），施工期間和項(xiàng)目運(yùn)行期間，應(yīng)做好降排水措施，基坑內(nèi)排水可采用明溝結(jié)合集水坑明排，配備排水設(shè)備，防止施工期間和運(yùn)行期間消防水池上浮。

5. 場地地震效應(yīng)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，擬建場地覆蓋層厚度在50 m以上，根據(jù)本次野外鉆孔資料，場地覆蓋層厚度內(nèi)地基土主要為可塑—硬塑狀態(tài)黏性土及中密—密實(shí)狀態(tài)粉土。①雜填土剪切波速經(jīng)驗(yàn)值為110 m/s左右；②粉質(zhì)黏土剪切波速經(jīng)驗(yàn)值為150 m/s左右；③粉質(zhì)黏土夾粉土剪切波速經(jīng)驗(yàn)值為240 m/s左右；④粉土與粉質(zhì)黏土互層剪切波速經(jīng)驗(yàn)值為270 m/s；⑤粉質(zhì)黏土剪切波速經(jīng)驗(yàn)值約170 m/s左右，⑥層粉土夾粉質(zhì)黏土剪切波速經(jīng)驗(yàn)值為270 m/s左右，判定雜填土為軟弱土、粉質(zhì)粘土為軟弱土，粉質(zhì)黏土夾粉土為中軟土，粉質(zhì)黏土與粉土互層為中硬土，粉質(zhì)黏土為中軟土，粉土夾粉質(zhì)黏土為中硬土，擬建場地土層等效剪切波速估算值約為201.2～217.6 m/s，擬建場地覆蓋層厚度在50 m以上，判定場地類別為Ⅲ類，設(shè)計(jì)特征周期為0.65 s。

本場地的地形整體較平坦，但場地局部地段雜填土較厚，且地下水較豐富。本場地可劃分為對(duì)建筑抗震一般地段。

6. 場地工程地質(zhì)條件綜合分析與評(píng)價(jià)

6.1 地基土分析評(píng)價(jià)

本次勘察根據(jù)土層定性、原位試驗(yàn)成果，揭露深度范圍內(nèi)各巖土層評(píng)價(jià)如下：

①雜填土：松散—稍密狀態(tài)，稍濕。堆積時(shí)間短，具高壓縮性，力學(xué)性質(zhì)差異較大，密實(shí)程度不一，自穩(wěn)性差；局部滲透性較強(qiáng)，若止、排水不當(dāng)易產(chǎn)生滲漏導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)。本層不宜作為基礎(chǔ)持力層，應(yīng)挖除。

②粉質(zhì)黏土：可塑狀態(tài)，局部軟塑狀態(tài)，壓縮模量（Es_1-2）均值為6.66 MPa，比貫入阻力（ps）均值為1.74 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（實(shí)測）均值為N=6.6擊，土質(zhì)較均勻，層位穩(wěn)定，工程特性一般，可作為天然地基基礎(chǔ)持力層。

③粉質(zhì)黏土夾粉土（粉質(zhì)黏土硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)；粉土中密狀態(tài)）：壓縮模量（Es_1-2）均值為9.61 MPa，比貫入阻力（ps）均值為5.44 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（實(shí)測）均值為N=15.4擊，土質(zhì)較均勻，層位穩(wěn)定，工程特性一般，可作為天然地基基礎(chǔ)持力層。

④粉質(zhì)黏土與粉土互層（粉質(zhì)黏土，硬塑狀態(tài)，局部可塑狀態(tài)；粉土，中密狀態(tài)，局部密實(shí)狀態(tài)）：壓縮模量（Es1-2）均值為10.26 MPa，比貫入阻力（ps）均值為5.49 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（實(shí)測）均值N=20.6擊，土質(zhì)較均勻，層位穩(wěn)定，工程特性良好，可作為樁端持力層。

⑤粉質(zhì)黏土：可塑狀態(tài)，壓縮模量（Es_1-2）均值為6.28MPa，比貫入阻力（ps）均值為1.63 MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（實(shí)測）均值為N=9.6擊，土質(zhì)較均勻，層位較穩(wěn)定，工程特性一般，不建議作為樁端持力層。

⑥粉土夾粉質(zhì)黏土（粉土，中密—密實(shí)狀態(tài)；粉質(zhì)黏土，硬塑狀態(tài)）：壓縮模量（Es1-2）均值為8.30 MPa，比貫入阻力（ps）均值為8.10MPa，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（實(shí)測）均值為N=30.1擊，土質(zhì)較均勻，層位穩(wěn)定，工程特性良好，可作為樁端持力層。

6.2 均勻性評(píng)價(jià)

依據(jù)勘察資料，擬建門衛(wèi)室、雨水收集池可采用天然地基基礎(chǔ)，持力層宜選擇②粉質(zhì)黏土或③粉質(zhì)黏土夾粉土。擬建綜合樓、廠房可采用天然地基基礎(chǔ)、復(fù)合地基或樁基礎(chǔ)，若采用天然地基基礎(chǔ)，持力層宜選擇③粉質(zhì)黏土夾粉土。

6.3 場地穩(wěn)定性、適宜性評(píng)價(jià)

場地整體的地形較為平坦，場地周邊無影響工程安全的不良地質(zhì)災(zāi)害及地質(zhì)作用，包括泥石流、崩塌、地下洞穴、巖溶、地面裂縫和地面塌陷等。本工程的特殊性巖土主要為人工填土、膨脹土。膨脹土變形的危險(xiǎn)性較小，邊坡變形、崩塌的危險(xiǎn)性為中等，主要導(dǎo)致的不良結(jié)果可能為場地周邊建筑物基礎(chǔ)的不均勻沉降，同時(shí)可能導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)開裂。以上工程問題可以利用適宜的施工措施預(yù)防、解決。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，場地周邊地質(zhì)構(gòu)造的條件較為簡單，沒有活動(dòng)斷裂通過的資料，亦不存在動(dòng)力地質(zhì)作用的破壞影響，工程環(huán)境條件較為簡單，場地較為穩(wěn)定。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及施工地區(qū)的建筑施工分析，沒有潛在不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害直接影響該擬建工程施工、后期運(yùn)營。該擬建場地判定為可進(jìn)行工程建設(shè)。

7. 結(jié)論與建議

（1）本場地地基巖土從上至下依次為：①雜填土、②粉質(zhì)黏土、③粉質(zhì)黏土夾粉土、④粉質(zhì)黏土與粉土互層、⑤粉質(zhì)黏土及⑥粉土夾粉質(zhì)黏土。本場地中地下水為：賦存于雜填土中的上層滯水及粉質(zhì)黏土夾粉土、粉質(zhì)黏土與粉土互層、粉土夾粉質(zhì)黏土中的承壓水。

（2）該區(qū)域?qū)賹?duì)建筑抗震一般地段。

（3）場地內(nèi)不良地質(zhì)作用不發(fā)育，場地較穩(wěn)定，可進(jìn)行工程建設(shè)。

（4）若需要在場地進(jìn)行基坑開挖，建議采用坡率法放坡。若施工場地局部地段開挖較深，無法按照要求放坡，應(yīng)采用排樁等支護(hù)形式，并進(jìn)行專項(xiàng)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)。