某場地穩定性評價及地質條件可能造成的工程風險分析

摘 要：對某場地穩定性進行了評價及地質條件可能造成的工程風險進行了分析。介紹工程概況、場地的地形地貌、地質構造、巖土構成、水文地質條件等。通過采取工程鉆探、圓錐動力觸探試驗、工程物探、室內試驗等方法提出各巖土單元的物理力學指標，并對場地的穩定性、適宜性評價進行了論述，包括場地總體穩定性、地基均勻性、地震效應評價、邊坡工程評價、腐蝕性評價和地基基礎方案評價等方面。對地質條件可能造成的工程風險進行了分析并提出了合理的建議。

關鍵詞：穩定性；適宜性；工程風險

中圖分類號：TU195" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）06-0106-03

0 引言

由于城市土地資源的有限性和地質條件的復雜性，場地穩定性問題成為制約項目發展的重要因素[1-2]。因此，對場地的穩定性進行科學評價和分析，成為相關研究機構關注的焦點[3-4］。國內外學者已經開展了許多場地穩定性評價的研究，并提出了各種評價方法和指標體系[5-7］。本文將綜合借鑒前人研究成果，結合項目的實際情況，開展場地穩定性評價研究。

本研究旨在評價場地的穩定性及可能造成的工程風險，具體目標如下：調查場地的環境和工程地質條件，包括氣候、水文、地貌等因素，為后續評價提供數據支持。分析場地的地質構造，包括巖層的分布、各巖土單元力學參數，為場地的穩定性評估提供基礎。評估場地的穩定性，包括巖溶、基坑邊坡等地質災害風險的分析和預測。分析地質條件可能造成的工程風險，提出合理的建議和措施，以保證項目的安全建設和可持續發展。

1 工程與勘察工作概況

1.1 工程概況

該項目包括綜合機房樓、設備基礎、地埋式儲油罐、門衛室、蓄冷罐和基坑邊坡勘察。擬建建筑物地基對差異沉降敏感，綜合機房樓有一層地下室。基坑開挖后，在擬建場地的西側無基坑邊坡存在，在北側、東側和南側形成了3段基坑邊坡，均為臨時性邊坡，安全等級為二級。

1.2 勘察方法

針對項目特點，本次勘察方法主要包括工程鉆探、圓錐動力觸探試驗、工程物探、室內試驗等。

2 場地環境與工程地質條件

2.1 地形地貌

擬建場地原始地形低洼，上覆大量回填土。擬建場區及周邊地貌類型為低中山-溶蝕地貌。場區及附近無區域性構造斷層通過。地勢起伏較平緩。地形呈東北高、西南低，工程環境相對簡單。勘察期間，場地未進行場坪工作，地面高程在1 113.49～1 118.30 m，最大高差為4.81 m。

2.2 地質構造

根據區域地質和現場踏勘資料，擬建場地內無斷層通過， 下伏基巖為二疊系上統長興組（P3C）灰-深灰色石灰巖。擬建場地巖層呈單斜連續分布，根據現場實測，場區巖層傾向100°，傾角30°。

2.3 巖土構成

根據鉆探資料，場地內巖土構成自上而下為：第四系素填土層（Qml）、第四系殘坡積紅黏土層（Qel+dl）和二疊系上統長興組（P3C）石灰巖組成，現分述如下：

素填土層：回填年限約為4～5年，碎塊石含量40%～50%，粒徑10～50 mm，填料不均勻，回填不規則，自然回填，未經分層碾壓夯實，結構松散，尚未完成自重固結。

紅黏土層：原生紅黏土，黃-褐黃色，土質較均勻，結構較緊密，巨塊狀結構，裂隙較發育（1～5條/m），有光澤，韌性、干強度較高，局部夾少量的風化顆粒，顆粒含量小于20%，土的結構為II類，無搖振反應，為殘坡積成因。根據其塑性狀態可分為可塑紅粘土和軟塑紅粘土兩個亞類。

二疊系上統長興組（P3C）石灰巖：灰-深灰色，細晶結構，薄層-中厚層狀構造，節理裂隙發育，巖體破碎，巖芯采取率低。根據場區巖體的節理、裂隙發育特征、硬度與完整性，將基巖劃分為強風化石灰巖、中風化石灰巖兩個巖質單元。鉆孔取樣照片如圖1所示。

2.4 水文地質條件

場地總體地勢較高，周邊無地表水體，主要地表水補給為大氣降雨。地表水向場地西側排泄，孔樁開挖可能會產生積水，建議在施工過程中加強抽排水措施，降低對基礎施工的影響。場地地下水的埋藏條件受地形、地貌、地層巖性和補給源控制，按地下水的埋藏條件場地地下水分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

2.5 巖溶

場區巖溶為覆蓋型，可溶巖（石灰巖）被土層所覆蓋。本次勘察共施工鉆孔共110個，有7個鉆孔鉆遇溶洞裂隙，遇洞隙率6.4%，但基巖面高差＞2.0 m，根據《貴州建筑巖土工程技術規范》（DB52/T046—2018）7.1.3條規定，場地巖溶的發育程度屬巖溶中等發育。

3 巖土單元的物理力學指標

場地巖、土體物理力學參數根據室內試驗，按國家標準及行業規定、規程，結合本地區同一地層成因已建成的建筑物參數經驗，各巖土層地基設計參數建議值見表1。

4 場地巖土工程評價

4.1 場地穩定性、適宜性評價

場地內及場地附近無活動斷層存在，無震動液化土體分布，場區下伏為中風化石灰巖，分布連續，場地無潛在滑移面的存在，周圍環境及相鄰地段未見影響擬建場地穩定的不良地質作用，擬建場地總體穩定性良好，適宜建筑。

場地土層中無土洞、不良人工洞穴存在，土體地基穩定。巖石地基屬可溶巖鹽類，持力層選擇完整的中風化層，地基穩定性較好，對鉆遇裂隙、溶洞的柱位，應揭穿溶洞。地基穩定性較好，適宜建筑。

場地四周無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質作用危害場地，對場地開挖產生邊坡進行專項的勘察設計及支護工作后，場地環境穩定性良好。

4.2 地基均勻性評價

素填土在整個場地內均有分布，分布厚度為7.5～14.0 m，分布厚度及均勻性差，地基均勻性差。

可塑紅粘土呈黃色、黃褐色，場地內均有分布，分布厚度3～10.0 m，根據《貴州建筑巖土工程技術規范》（DB52/T046—2018）表3.1.2-4及3.2.3、3.3.3規定，場地內巖土構成由素填土、紅黏土、巖石組成，場地屬變形不均勻地基，紅黏土的地基變形均勻性分類為Ⅱ類。紅黏土的復浸水特性通過計算Ir大于 Ir`，因此可塑紅黏土收縮后浸水膨脹，能恢復到原位。

軟塑紅黏土呈黃色、黃褐色，土質較均勻，含水量較大，于巖面低凹地段呈零星分布，埋藏深度大，故其地基均勻性差。強風化石灰巖呈灰色-深灰色，巖體破碎，分布不連續，故其地基均勻性較差。中風化石灰巖呈灰色-深灰色，中厚層狀，整體分布連續，承載力較高，故其地基均勻性較好。

4.3 場地和地基的地震效應評價

根據在擬建場地內作的剪切波速測試結論，本場區覆蓋層厚度變化較大，土層分布不均勻。場地等效剪切波波速值υse在183～197 m/s，平均值為189 m/s，場地土為中軟土。上覆土層平均厚度大于3.0 m，小于50.00 m，根據《建筑抗震設計規范》GB50011—2010（2016年版）規定，場地類別為Ⅱ類場地。屬建筑抗震一般地段。根據《建筑抗震設計規范》GB50011—2010（2016年版）規定，場地類別為Ⅱ類場地。貴陽市的抗震設防烈度為6度區，設計地震分組為第一組。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306—2015）貴州省城鎮Ⅱ類場地基本地震動峰值加速度值和基本地震動加速度反應譜特征周期值列表C.24，峰值加速度為0.05 g，反應譜特征周期0.35 s。

4.4 邊坡工程評價

基坑開挖后，將在擬建場地的北側、東側和南側形成了3段基坑邊坡，邊坡高度為3.23～4.91 m ，邊坡巖土構成為素填土，為臨時性邊坡，邊坡安全等級為二級。由于基坑邊坡均為土質邊坡，若按最不利的垂直開挖考慮，邊坡易產生圓弧滑動。場地具有放坡條件，經穩定性計算，基坑邊坡按坡率1：1.5放坡開挖后，處于穩定狀態。

4.5 腐蝕性評價

根據在場地內取水樣測試，場地地下水對混凝土結構及混凝土結構中鋼筋具有微腐蝕性作用。

場地土的腐蝕性評價：根據《巖土工程勘察規范》（GB50021—2001）（2009版）表 12.2.1腐蝕性評價標準，本場地屬于Ⅰ0類環境類型。場地附近無污染源及土層未見有機質物，根據當地建筑經驗，場地土對混凝土結構及混凝土結構中鋼筋具有微腐蝕性作用。

4.6 地基基礎方案評價

根據擬建物的結構特點和荷載特征，建議通過對基礎選型或地基處理后，采用素填土層作為持力層，設備基礎和地埋式儲油罐的基礎形式采用筏板基礎，門衛室采用條形基礎。綜合機房樓和蓄冷罐因荷載較大，沉降敏感，根據場區工程地質條件，建議采用中風化石灰巖作地基持力層，基礎方案采用樁基礎。

5 地質條件可能造成的工程風險

住房和城鄉建設部令第37號《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》第六條規定，勘察單位應當根據工程實際及工程周邊環境資料，在勘察文件中說明地質條件可能造成的工程風險包括如下8點：①由于場地為巖溶地區，若采取機械施工，同一區域不宜大規模的機械同時施工，避免引起地面塌陷。在基礎施工過程中，在未進行委托勘察區域進行堆載時，場地及周邊可能會產生地面塌陷等不良地質現象，建議編制專項施工方案及應急預案等，以保證施工的有序進行。②基礎施工時，應先施工深孔，后施工淺孔，避免在混凝土澆筑時出現竄孔現象。③現場地部分區域低于設計標高，在后期施工過程中會對該區域進行回填，其回填材料應選用難風化、無腐蝕、強度高、透水性好，回填至設計標高時，應進行夯實處理并進行相關檢測，若不進行壓實處理（不作為持力層時壓實系數應大于0.94），可能出現混凝土底板變形、開裂、沉降的風險。④場地禁止大量、高強度抽水，否則會造成地面沉降或地面塌陷等環境問題。⑤擬建場區內素填土為非壓實性填土，擬建物放置于上，在日后使用過程中，地面易產生不均勻沉降現象，導致地坪開裂，建議對表層的填土進行碾壓夯實處理。⑥建議對該邊坡按照1：1.5進行放坡，施工中應預留足夠的安全距離，并加強對邊坡穩定性監測工作，以保證場地的穩定性。⑦擬建建筑地下室開挖將會對擬建場地形成“盆池效應”，“盆池效應”除應考慮滲透作用外，還應考慮引起地下水位上升對地下室底板的浮托作用。

6 結束語

場地內無活動斷層，無滑坡、崩塌、泥石流、地下采空區，無震動液化土體分布，無潛在滑移面的存在，場地現狀穩定性良好，適宜建筑。場地土層中無土洞、不良人工洞穴存在，土體地基穩定。巖石地基屬可溶巖鹽類，持力層選擇完整的中風化層，地基穩定性較好，對鉆遇裂隙、溶洞的柱位，應揭穿溶洞。相鄰柱位間巖面高差大的，應通過加大埋深處理保證持力層不受臨空面影響后，地基穩定性較好，適宜建筑。場地上覆土層由素填土和紅粘土組成，場地屬中軟場地土，場地類別為Ⅱ類，抗震條件屬可進行建設的一般場地，抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度0.05 g，地震分組為第一組，設計特征周期為0.35 s。

參考文獻

[1] 劉洋.沉積地層場地建筑物地基穩定性評價方法[J].江西建材，2023（3）：76-77+80.

[2] 陳飛，洪偉，唐軍.漢源縣瀑布溝水庫某場地邊坡穩定性評價[J].甘肅水利水電技術，2023，59（1）：50-53.

[3] 薛尚鈴，張文正，馬駿.山地建筑場地整體穩定性分析研究[J].重慶建筑，2022，21（S1）：318-323.

[4] 楊鋒，王亮，郭慶彪，等.澠欒高速采空區路段建設場地穩定性評價研究[J].金屬礦山，2022（11）：198-207.

[5] 方良華.基于安慶高鐵新區站前路工程的擬建場地穩定性評價[J].西部資源，2022（4）：20-23.

[6] 石磊.煤礦采空區場地地基穩定性及適宜性分析[J].巖土工程技術，2021，35（2）：128-133.

[7] 楊春茂.基于重慶市巴南區協信汽車城擬建區場地穩定性的研究[J].西部資源，2021（2）：144-146.