结合工程实例对某工程地质勘察分析及评价

摘要：本文结合工程实例,详细介绍了某项目工程地质勘察岩土与水文地质情况,并在地基土层分析验算及评价的基础上,对地基形式及设计方案进行了论证建议和说明。

关键词：工程地质；岩土勘察；分析

1.工程概况

本工程场地长约120m，最宽处62m，拟建场地现为建筑物所占，共拟建五栋楼房：中间为主体建筑，平面呈长方形，长约55m，宽约18m，高计划8～10层，框架结构；主楼东侧的两幢建筑平面呈正方形，边长均为15m左右，高2层，框架结构；门厅长30m左右，宽约17m，高2层，框架结构；办公楼平面呈长方形，长约50m，宽约15m，高4层，框架结构。

2岩土工程勘察、地基土的工程性能及地下水

2.1勘察方案布置与及勘察手段

勘察方法采用取芯钻探、标准贯入试验（以下简称标贯）、重型（2）动力触探试验（以下简称触探）等原位测试现场鉴定；经与业主方商定，设计方认可,勘探点按网格状布设，孔距基本为12×13m～12×15m,共布设钻孔35个，其中控制性钻孔8个，孔深20～30m，一般性钻孔27个，孔深10～20m。受地形影响,部分孔位作了调整。

2.2地基土的工程性能

2.2.1地质环境概况

场地的Ⅰ级阶地靠前沿部位，为冲积堆积平原地貌，地形整体较平坦，场内相对高差2.72m，向东微倾；场地内无坡坎分布，现状和将来均不会形成崩塌、滑坡等地质灾害。

东侧场地高出河床5～6m，已设计防洪堤，可免洪水侧蚀，但遇特大洪流，拟建物仍会遭洪水淹没；除此而外，周围附近更无其它河流、冲沟分布，不会遭受泥石流的危害。综上所述，场地地质环境条件较好，工程建设适宜性好。

2.2.2地质结构及岩土物理力学性质

场地内地质结构由第四系全新统冲积层（Q4al）之粉土、砂土及碎石土组成，上部0.4～1.5m左右为素填土，现根据勘察孔揭露，将岩土层自上而下分述如下：

①素填土：褐黄色、褐灰色,稍湿，松散，成份为粉土和卵石、植物土、混凝土,局部为人工垃圾。

② 粉土：褐黄色，稍湿～湿，稍密为主，局部松散,平均粒径0.021～0.056mm，不均匀系数10.2～16.0，粘粒含量 10～18％，层中局部夹薄层粉砂。标贯有效锤击数为3.9～11击；平均值7.0 击，触探有效锤击数1.0～8.4击，平均值3.8击；该层在场地内均有分布，层厚2.0～6.3m，顶板埋深0.4～1.5m，顶板高程98.71～96.30m。

②-1细砂:褐黄色,湿,稍密,砂粒较均匀,局部含有少量泥质。标贯有效锤击数为 7.4 ～10.7击；平均值9.3击，触探有效锤击数5.4 ～8.8 击，平均值6.8 击；该层在场地内分布于zk1-zk12孔中，层厚0.5 ～ 2.6 m。

②-2中砂:褐黄色,湿,稍密,砂粒较均匀,局部含5～10%泥质,底部含少量卵石，标贯有效锤击数8.9～11.6击, 平均值10.0击，触探有效锤击数5.4～13.3击, 平均值9.3击。该层呈透镜体状,分布于场地内的zk1-zk10 孔中，层厚0.5～2.4m。

③圆砾：褐黄色，湿，中～密实。成份主要为石英岩，花岗岩，片麻岩，新鲜坚硬，径大于2cm占总量的35～45%，其中10～25cm占10%，亚圆状，砂充填。触探有效锤击数7.3～20击。平均值12.9击, 该层全场均有分布，厚度为1.4～3.7m,顶板埋深4.1～8.1m,一般大于5m,顶板高程93.55～90.84m。其中主楼为93.58～91.88m。

④卵石：褐黄色、褐灰色，湿～饱和，中～密实。颗粒成份为花岗岩、石英岩、片麻岩，粒径大于2cm含量一般占60～75％，其中大于10cm占10～15％，触探有效锤击数21.5 ～32.5 击，平均值26.9击,最大揭露厚度为12.3m，顶板埋深6.5～10.4m，顶板高程91.09～ 88.52 m。

⑤圆砾：褐黄色，饱和，密实,成份为花岗岩、石英岩、砂岩，埋深17.8 ～20.7m，揭露最大厚度11.0m，未揭穿。

2.3地下水

该场地地下水类型为松散岩类孔隙潜水，水位受底水的影响，场地内揭露地层第③圆砾、④卵石、⑤圆砾为主要含水层，富水性强。勘察期间为旱季,地下水位埋深8.8～11.1m，水位高程为87.62～88.42m，与江水位基本一致，低于基础持力层，地下水对工程建设影响不大。场地属湿润区直接临水，属II类环境；土层为强透水层，属A类。根据本次取样分析，将地下水的腐蚀性分析评价如下（表1）：

表1地下水腐蚀性评价表

腐蚀

对象 砼结构 砼结构

中钢筋 钢结构

环境类型Ⅱ 地层渗透A

腐蚀

介质 SO42- Mg2+ NH4+ OH- 总矿

化度 H值 侵蚀性CO2 HCO3- Cl- SO42-/4 Cl-+SO42-

含量(mg/L) 0.00 5.43 ＜0.04 204.46 7.1 0.00 1.950

mmol/L 3.87 0.00 3.87

腐蚀

等级 微 微 微 微 微 微 微 微 弱

水质化学类型 HCO3---Ca2+

分析结果，地下水对混凝土和混凝土中钢筋无腐蚀性，对外露钢结构具弱腐蚀性。

3.场地工程地质分析及评价

本场地距地下隐伏断裂甚远，无新构造活动的迹象，在地壳稳定区内，适宜建筑。

3.1场地地震效应分析

场地所处位置取值，即抗震设防烈度为7度，设计地震第二组，设计基本地震加速度值为0.15g。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50021－2001）第6.2.2条，地基土的均匀性以压缩层内各土层压缩模量为评价依据时，当属于不均匀地基，应进行横向倾斜验算。（JGJ72-90）第6.2.6条“对不能准确取得压缩模值的地基土，如碎石土，可利用变形模量按（6.2.6-1式）计算天然地基沉降量：

（式1）

式中：

S―――沉降量（mm）；

P―――相应于荷载标准值时基础底面处平均压力（kPa）；

b―――基础底面宽度（m）；

δi―――与l/b有关的无因次系数，查表确定；

η―――修正系数，查表确定；

E0i―――基础底面下第i层土按载荷试验求得的变形模量（MPa）；

Zn―――地基压缩层深度（m）。

经计算，剖面相对倾斜度分别为0.00073和0.00113，远小于基础容许倾斜值；由此可见沉降量及相对倾斜值都说明了该场地地基土的不均匀性。根据场地勘察资料，场地内无饱和液化砂土和粉土层。根据《建筑抗震设计规范》（GB50021－2001）划分，该场地属抗震有利地段。场地内无软土，可不考虑软土震陷影响。根据该区原位试验资料，场地土类型为中硬土，因此建筑场地类别为II类。

3.2砂土液化判别

拟建场地分布有饱和砂土地层②层粉土、②-1层细砂、②-2层层中砂。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010），第4.3.3条～4.3.4条 并结合土工试验，可知场地内的②层粉土、②-1层细砂、②-2层层中砂的黏粒百分含量多小于13%， 初判为液化土。

根据标准贯入试验判定场地是否会产生砂土液化，按公式

计算各勘探点的标准贯入锤击数临界值Ncr，其判别结果均为液化土。按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.3.5条规定，按照公式

计算出液化土的液化等级。计算出液化指数ILE。综合判定②层粉土和②-1层细砂为中等液化土层；②-2层中砂为轻微液化土层。

4基础方案评价

4.1基础持力层及下卧层评价

场地东，已设防洪堤，可保证不受冲刷，场地内及其周围更无其它河流、冲沟分布，不会遭受泥石流灾害；场地及其周围地形平坦，无坡坎分布，不会产生崩塌、滑坡等地质灾害：场地稳定。场地内岩土层水平方向分布均匀，无软弱卧层，持力层强度高，地基稳定性好。

根据拟建筑物结构、荷载、用途等特点，对岩土层工程特征进行分析评价如下：①素填土:强度低，厚度小，埋藏浅，不能做基础持力层。②粉土、②-1细砂、②-2中砂：均处于松散～稍密状态，强度较低，各层均较薄，且可能在地震作用下产生砂土液化，不宜直接作为基础持力层，但经抗液化处理后可联合做低层建筑（门厅及别墅型宾馆）的基础持力层。③圆砾：中～密实，强度高，是理想的地基基础持力层。

④卵石：中～密实，强度高，是良好的桩端持力层。⑤圆砾：密实，强度较高，是良好的下卧层。

4.2对初拟基础形式的评述

（1）浅基础,

浅基础持力层可采用②、②-1、②-2三层作联合持力层（须设计抗液化措施）,但其强度低,因此仅可做低层建筑物的基础持力层。

（2）桩基础

该场地中，深部岩土层③圆砾和④卵石强度高，厚度大，下无软卧层是良好的桩端持力层，且处于地下水位以上，低成本的沉管灌注桩或人工挖孔桩适宜性较好。局部③圆砾层埋深较浅，沉管桩要达到桩长要求较困难，可采取扰土引孔措施解。

（3）地基处理

该场地有良好的持力层，且位于地下水位以上，施工较方便，因此无需进行地基处理。

参考文献：

[1]JGJ72-2004高层建筑岩土工程勘察规程[S]•北京:中国建筑工业出版社, 2004•

[2]岩土工程技术文献[M]•西安:西安交通大学出版社, 1989•

[3]工程地质手册[M]•北京:中国建筑工业出版社, 2007•

[4]高层建筑工程地质[M]•北京:中国地质大学出版社, 1990.

[5]DGJ32 /J12-2005南京地区地基基础设计规范[S]•南京:2005•

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。