建设场地岩土工程地质特征评价分析

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摘要:为研究建设场地的岩土工程地质特征，文章选取了甘肃省陇南市武都区的一处建设场地作为研究对象，在了解区内自然地理概况和水文地质条件的基础上，详细研究了区内三层岩土的工程地质特征、地震效应特征、饱和土液化特征，进而对岩土体进行综合评价，文章对工程建设场地建设具有指导意义。

关键词:陇南市;建设场地;岩土工程;特征

1序言

建设场地位于甘肃省陇南市武都区，与G212线相距100m左右，交通十分便利［1］。拟建工程由9栋6层高的住宅楼组成，场地内高差变化较大，地面标高为994．66～1022．86m，相对高差达28．20m，地貌单元属白龙江东岸Ⅱ级阶地。本次研究从工程地质钻探和样品分析为主要工作手段，结合区域地质环境背景进行综合研究。

2自然地理概况

建设场地位于甘肃省东南部武都区，长江流域嘉陵江中游，嘉陵江支流白龙江穿境而过。城区海拔1000m左右，年平均气温14．7℃，极端气温最高40℃(1951年)，最低－9℃(1991年)。年日照时数1911．3h，年降雨量400～900mm左右，无霜期120～228d，城区无霜期300d以上，属北亚热带半湿润气候［2］。

3水文地质条件概述

本次研究仅在地势较低的ZK73～ZK78中遇见地下水。通过钻孔简易水文观测，场地内地下水为潜水类型，②层卵石为潜水含水层。初见水位埋深为8．10～12．20m;地下水统一静止水位埋深为7．99～11．99m，即地下水位标高为986．47～987．13m(本次研究测得6个钻孔地下水统一静止水位埋深为7．99～11．99m，即地下水位标高为986．47～987．13m)。地下水主要接受大气降水和白龙江补给，地下水位变幅不能确定，地下水流向为自南西向东。渗透系数约45m/d。

4岩土体工程地质特征

根据钻探、探井揭露和野外原位测试，结合室内土工试验分析，场地内地基土由填土，第四纪冲、洪积成因的粉土(发育圆砾、角砾、粗砂透镜体)及卵石(发育粉土、粗砂、粉砂透镜体)等三层岩土组成，现对各岩土层的特征自上而下分述如下:①1层为杂填土(Q4ml):杂色，松散，稍湿，局部之下有三合土垫层，含碎砖块、炉灰、瓦块、砾石等，土质均匀性差。本层土在场地内均有分布，层底埋深为0．50～12．00m，层底高程为991．61～1012．05m。①2层为角砾(Q4pl):杂色，稍密，稍湿，骨架颗粒占60%以上，余为砂质及含量约10%的泥质充填，大颗粒呈菱角状、片状，表面风化严重，局部含泥质团块。本层土在场地内分布不连续，仅在ZK26、ZK32中有揭露，其形成主要受场地东侧泥石流冲沟影响，均匀性较差。层底埋深为10．00～19．20m，层厚为2．70～3．20m，层底标高为997．61～998．91m。①3层为圆砾(Q4al+pl):杂色，稍密，稍湿，颗粒级配一般，骨架颗粒占50%～65%，其中卵石颗粒含量占10%～15%，余为砂质及8%以内的泥质充填，颗粒磨圆度较好，呈圆状-次圆状，大颗粒成分以变质岩、沉积岩为主，砂质以石英、长石质为主，本层土在场地内分布不连续，厚度较小，层底埋深为2．00～15．00m，层厚为0．50～5．00m，层底标高为984．92～1007．99m。②层为卵石(局部发育砂土薄层)(Q4al+pl):杂色，中密，稍湿，颗粒级配一般，骨架颗粒约占50%～75%，其中卵石颗粒含量约占15%～34%，余为砂质及5%以内的泥质，一般粒径为20～50mm，最大粒径约150mm，颗粒磨圆度较好，多呈亚圆形，大颗粒成分以沉积岩为主，颗粒表面无风化现象，砂质以石英、长石质为主，最大控制层厚为8．40m。本层由于受洪积影响，局部泥质含量较高，在场地北侧该层内发育有大量钙质胶结层，质地坚硬，较难钻进，锤击反弹，且不易击碎。②1层为粉土(Q4al+pl):黄色，稍湿，稍密，土质较均匀，孔隙不发育，干强度较低，局部发育有厚度2cm左右的砂质薄层。本层在场地内分布不连续，层底埋深为6．40～10．30m，层厚为0．40～1．20m，层底标高为1001．72～1006．95m。②2层为粉砂(Q4al+pl):黄色，稍湿，稍密，砂质较均匀，本层在场地内分布不连续，仅在ZK29中有揭露，层底埋深为7．10m，层厚为0．60m，层底标高1006．95m。

5岩土工程综合评价

5．1地震效应评价。5．1．1场地地震抗震设防烈度依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)有关条款可以判定，陇南市武都区抗震设防烈度为8度，故该场地抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0．20g。5．1．2场地土类别及建筑场地类别拟建场地内地基土由填土，第四纪冲、洪积成因的粉土(发育圆砾、角砾、粗砂透镜体)及卵石(发育粉土、粗砂、粉砂透镜体)等三层岩土组成。结合各岩土层的物理力学性质和承载力，依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)有关条款判定，该场地①层粉土为中软土，②层卵石为中硬土，场地属Ⅱ类建筑场地。5．1．3饱和土液化判定本次研究仅在地势较低的ZK73～ZK78中见地下水。场地内①层粉土水位以下为饱和土，根据土工试验测定的该饱和粉土的黏粒含量为9．1%，根据《建筑抗震设计规范》液化判别准则4．3．3有关条款计算及饱和粉土分布特征初步判定:该饱和粉土层会发生液化。对场地内①1层水位以下饱和粉土，根据本次勘探的标准贯入试验数据进行判定，结果如表1。因此，根据表1判断，13#楼场地内①1层水位以下饱和粉土为液化土层，液化等级为中等。5．1．4抗震地段划分场地内地基土由第四纪冲、洪积成因的粉土及卵石等两层岩土组成［3－4］。依据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)有关条款判定，该场地①层粉土为中软土、②层卵石为中硬土，判定拟建场地属Ⅱ类建筑场地。其中1#、3#、5#楼处于建筑抗震一般地段，13#楼局部存在可液化饱和粉土层，处于建筑抗震不利地段。5．2地层岩性综合评价通过钻探、井探、室内土工试验和原位测试资料分析，场地地基土属多层非均质地基，现对各层土的承载力，变形及工程性能评价如下:①1层填土:该层在场地内大部分地方均有分布，厚度变化较大，土质均匀性差，工程性能差，基础开挖时须予剥除。①层粉土:本层土在场地内分布连续，厚度变化较大，含水量变化较大，属中压缩性土，局部发育砂土薄层，承载力低，工程性能一般，因此该层不宜直接做基础持力层使用［5］。①2层角砾(Q4pl):本层土在场地内分布不连续，厚度不大，均匀性较差［6］。工程性能差，其形成主要与场地东侧冲沟有关，该层不宜做基础持力层使用，基础开挖时需予剥除。①3层圆砾(Q4al+pl):本层土在场地内分布不连续，呈透镜体发育，厚度较小，工程性能差，该层不宜做基础持力层使用。②层卵石(局部发育砂土薄层)(Q4al+pl):本层土分布广泛，层厚较大，坡面变化较大，顶部0．5～1．0m密实度较低，呈稍密状，向下密实度较高，呈中密状，承载力较高，工程性能较好，局部夹泥质和砂质薄层，可选作拟建建筑物基础持力层，但需考虑软弱下卧层验算。②1层粉土(Q4al+pl):本层在场地内分布不连续，呈透镜体发育，厚度较小，具中等压缩性，工程性能差，承载力较低，该层也不能做基础持力层使用。②2层粉砂(Q4al+pl):本层在场地内分布不连续，呈透镜体发育，厚度较小，结构松散，工程性能差，承载力较低，该层也不宜做基础持力层使用。5．3土体承载力特征值及参考变形模量根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)，按土体的物理力学性质指标［7］，结合本地区经验，确定各土层承载力特征值fak及变形模量如表2所示。

6结论

民用工程建设场地的工程地质勘察作为一项前置条件，对建设场地的选址评估等具有重要的意义。文章选取陇南武都区一处建设场地为研究对象，通过钻探、探井揭露和野外原位测试，结合室内土工试验分析并结合区域地质环境特征进行分析，得到以下结论:(1)场地水文地质条件简单，工程地质条件较为稳定，可以满是本次拟建建筑要求;(2)场地基本地震烈度为8度，拟建建筑物抗震设防按8度烈度考虑，场地13#楼局部有液化土层存在，①层粉土为中软土、②层卵石为中硬土，设计基本地震加速度值为0．20g;(3)确定了场地内各土层的承载力特征值和压缩模量，对后续建设工程具有指导意义。

参考文献:

［1］刘兴荣，周自强，董耀刚，等．泥石流拦挡坝破损分析及优化对策———以陇南市武都区为例［J］．山地学报，2020，38(3):473－482．

［2］张朋杰．武都地区典型小流域降雨型滑坡危险性区划定量研究［D］．北京:中国地质大学，2020．

［3］贾丽娜，陈世昌，李瑞冬．陇南市武都区东江镇地质灾害发育特征及形成条件研究［J］．地下水，2019，41(5):99－102．

［4］朱利辉．西秦岭大桥金矿H1滑坡发育特征及变形破坏模式分析［J］．世界有色金属，2020(7):189－190．

［5］付文韬．陇南武都地区典型降雨滑坡稳定性预测及变形破坏机制［D］．北京:中国地质大学，2019．

［6］孙艳萍，张苏平，陈文凯，等．汶川地震滑坡危险性评价———以武都区和文县为例［J］．地震工程学报，2018，40(5):1084－1091．

［7］刘林通，孟兴民，郭鹏，等．基于流域单元和信息量法的白龙江流域泥石流危险性评价［J］．兰州大学学报(自然科学版)，2017，53(3):292－298．

作者:张元 单位:甘肃省地质调查院