建筑工程地质环境质量分析与评价初探

李强 白础豪

摘 要：论文结合南宁市有色金属工业学校区域地质、环境地质、水文地质和工程地质等资料的全面分析研究，对研究区的工程地质环境质量特性进行了分析与评价，研究结果表明该地段稳定性较好，没有不良地质现象，场地条件优良。

关 键 词： 工程地质环境质量 分析与评价

中图分类号： P5 文献标识码：A 文章编号：

Abstract： Combination of Nanning City Nonferrous Metal Industrial School regional geology, environmental geology, hydrogeology and engineering geology information comprehensive analysis research, to study in the area of engineering geological environmental quality characteristics are analyzed and evaluated, the results show that the sections have better stability without adverse geologic phenomena, excellent, site condition.

Key Words：Engineering geological environmental quality; Analysis and evaluation of.

引 言

岩土勘测是建筑工程项目建设中的一项基础性工作，工程建设前，进行岩土工程勘察，查明拟建场地及其附近不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度；各岩土层类型、深度、分布范围、工程特性；查明埋藏河道、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；判定地下水对建筑材料的腐蚀性等。提供岩土工程资料、设计和施工所需的岩土参数，对建筑地基做出岩土工程评价，并对基础类型、基础型式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。可以有效防止地质灾害的发生，其数据的精确度直接影响着工程建设的质量、安全和周期，对于施工企业争创名优工程具有非常重要的意义。

1拟建工程概况及勘察概况

南宁市有色金属工业学校3号教学楼，位于南宁市安吉大道西边的有色金属工业学校校区内。该教学楼底层平面尺寸为56.4×27.0m2，主楼高13层，裙楼1层，有一层地下室，埋深约为4.50m，框架结构，场地设计整平标高为75.00m，建筑总高度54.9m。

本次岩土工程勘察所采用的勘察方法包括钻探、室内土工试验、现场原位测试和地面地质调查等，以钻探工作为主要手段。勘察工作布置如下：勘探孔的布置由设计单位布置，勘探点沿拟建建筑物四角、中心及周边布置，孔距约27～30m，共布勘探钻孔6个。同时考虑到基坑开挖、边坡防护需要，在基坑开挖边线之外适当增加钻孔4个。

2场地工程地质与水文地质特征

2.1场地工程地质

场地钻探深度范围内揭露的地层为：上覆为杂填土（Qml）、淤泥质粘土（Qh）及第四系更新统（Q3al）河流冲积形成的粘土、粉土、中砂、圆砾等，下伏基岩为上第三系（N）北湖组湖相沉积的泥岩和泥质粉砂岩等。现自上而下分述如下：

①杂填土（Qml）：分布整个场地，层厚0.80～2.00m。由粘性土、碎砖、碎石、砼块和腐烂植物根系等混杂组成，土质很不均匀。湿，松散状态。

②有机质粘土（Qh）：除3#钻孔外，场地均有分布，层厚0.30～0.70m。灰黑色～灰黄色，含有树根等，具有臭味，属于原水塘或稻田淤积形成，土质不均匀，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。很湿，软塑～可塑状态。

③粘土（Q3al）：分布整个场地，层厚2.50～4.70m。为砖红色～黄褐色，花斑状，含铁锰质斑块，裂隙发育，稍有光泽反应，韧性中等，干强度高，无摇振反应。稍湿～湿，硬塑～坚硬状态。根据附近工程土工试验结果，按照《广西膨胀土地区工业与民用建筑勘察、设计、施工和维护条例》中的有关规定，该粘土层不属于胀缩性土，地基不属于胀缩性地基。

④粉土（Q3al）：灰色～深灰色，含朽木、腐植质等，无光泽反应，韧性低，干强度低，摇振反应中等。很湿，主要为稍密～中密状态。局部具有砂夹层，中密状态。层厚3.20～7.00m。

⑤中砂（Q3al）：灰色，主要由石英、长石组成，局部为粉细砂，摇振反应强烈，饱和，中密～密实状态。层厚1.30～5.80m。

在该层中取5个土样做室内土工试验，其结果统计（如表1）。

⑤层中砂颗粒分析结果表1

在该层中做7次原位标准贯入试验，N值为18～69击/30cm。平均值为35击/30cm，标准差为19.434，变异系数为0.555。

⑥圆砾（Q3al）：灰色～灰白色，砾石主要由石英岩、硅质岩、砂岩等组成，圆形～次圆形，磨圆性好，一般粒径为5～20mm，最大为50mm，含量约65%，局部有增减，充填物为粘性土及中粗砂。饱和，稍密～中密状态。层厚5.30～8.60m。

⑦泥岩（N）：深灰～灰色，粘土质泥岩和粉土质泥岩呈互层状，局部具有钙质泥岩夹层和煤夹层。稍湿，坚硬状态，低压缩性，属强～中风化泥岩，最大钻岩厚度12.20m，未钻穿该层。在该层中选取8组岩心样岩石抗压强度试验，天然状态下岩石的单轴抗压强度为0.230～1.340MPa，平均值为0.639MPa，标准差为0.378，变异系数为0.592。该层岩石属软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

2.2水文地质特征

（1）场地含水层及其特征。本工程场地内共有二层水，人工填土层中的上层滞水和地下孔隙潜水。

（2）地下水土化学成份及其对砼的腐蚀性。根据地表水和2#钻孔取水水质分析检测报告，上层滞水中所含的主要阳离子和阴离子见检测结果。按(GB 50021-2001)规范判断，上层滞水对砼均无腐蚀，对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀。

（3）地下水对工程设计、施工和使用的影响。上层滞水对基坑开挖产生不利影响，在上层滞水作用下，人工填土层易坍塌下滑，基坑边坡失稳。但因上层滞水水量不大，基坑开挖施工中可采用明排施工。地下潜水的稳定水位高于地下室底面（拟开挖地下室为4.5m），地下潜水将对地下的施工带来不利影响，设计应考虑地下室施工的降水和边坡开挖的稳定性问题。

3岩土工程分析与评价

3.1场地稳定性评价

场地地处相对稳定的区域地质构造部位，无区域性大断裂通过，也未见有第四纪新构造活动的迹象，区域稳定性好。因此，场地稳定，适宜兴建该3号教学楼。

3.2岩土工程分析计算

根据拟建建筑物结构特征，假定基础类型采用筏形基础，长56.40m，宽27.00m，基底压力为： Pk=260KPa。取室内地面标高±0.000=75.00m，地下室基础埋深4.50m，则建筑物基底标高为70.50m。.

根据《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）第5.3.5条公式

选取代表性按建筑物角点进行地基变形计算，从而对建筑物的沉降量及整体倾斜进行评价，其结果（如表2）。

沉降计算参数及结果 表2

由上述变形计算可知：在设定的计算参数（基础尺寸、基底荷载、基础类型），经地基初步分析计算，场地大部分地段变形量及倾斜均满足验算要求，但在建筑物的中心区域，计算沉降量偏大。设计人员可根据上部结构荷载分布及基础尺寸，结合勘察报告中提供的岩土参数进行精确计算，以确保建筑物的地基变形计算值，不大于地基变形允许值。

3.3地基均匀性评价

基坑开挖面以下的土层种类较多，在平面上分布不均匀，厚度变化较大，其力学性能差异较大，尤其是场地内广泛分布厚度较大的④层粉土，构成本场地软弱下卧层。

根据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72-2004）第8.2.4条的规定，建筑物各角点及中心点钻孔资料计算：压缩模量当量值 的平均值为12.89MPa，其中5号孔当量模量最小值 为11.47MPa，3号孔当量模量最大值 为15.08MPa，其比值 ，小于不均匀系数界限值K（K=1.72）。故场地为均匀地基。

3.4场地岩土层建筑适宜性评价

(1）场地内第①层杂填土、第②层有机质粘土，在基坑开挖时将被挖除。

(2）第③层粘土，呈硬塑～坚硬状态，力学性能较好，承载力较高，可作为建筑物的地基持力层。

(3）第④层粉土，力学性能稍差，承载力不高，能满足拟建建筑物1层裙房建筑荷载的要求，但不能满足13层高度建筑荷载要求。

(4）第⑤层中砂，力学性能较好，承载力较高，可作为建筑物的地基持力层。

(5）第⑥层圆砾、⑦层风化泥岩，力学性能好，承载力高，是场区良好的地基持力层。

3.5地基基础分析与评价

本工程为二级高层建筑，高度为地面以上主楼13层，裙楼1层，地下1层，基础底面埋深约4.50m（以设计地面标高75.00m起算），综合考虑场地地质条件和拟建建筑物对地基承载力及变形的要求，地基基础类型可作如下分析比较：

(1）天然地基。根据拟建建筑物的特点，结合场地的岩土工程地质条件，对于13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层。当基础埋深为4.90m，基础底面标高约为70.10m时，由于基底下③层粘土所剩厚度不大，且其下④层粉土的承载力较低，经验算地基强度不能满足设计要求，需进行地基加固处理。地基处理方法可采用水泥压力灌浆进行治理。而对于1层的裙楼部分，地基持力层和下卧层强度均能满足设计要求，可采用条形或独立柱基础。

(2）复合地基。根据勘察结果，对于本场地内13层主楼部分，也可考虑采用深层搅拌桩或CFG桩复合地基。在处理后的人工地基上采用筏板基础。

(3）桩基础。根据场地的地质条件，综合考虑经济、施工、质量、安全等方面因素，建议优先采用静压预制桩，以中砂⑤或圆砾⑥作为桩端持力层，以贯入度确定桩端入持力层深度。静压预制桩质量可靠，施工方便、快捷，强大的静压力还可以将作为桩端持力层中砂⑤或圆砾层⑥预压密实；采用静压预制桩基础后，考虑桩基施工过程中施工压力的预压作用及中砂、圆砾、泥岩的沉降变形特征，在建筑荷载的作用下，桩基沉降量应是均匀的。

4结 语

通过研究分析，得出以下结论:

(1）场地整体稳定，适宜兴建3号教学楼。

(2）对于该教学楼的13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层，同时对④层粉土用水泥压力灌浆方法进行加固处理。

(3）对于该教学楼的13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层，同时对④层粉土用水泥压力灌浆方法进行加固处理。基坑开挖后，应做好防水及排水工作，以防地表水的浸泡而降低地基土的强度。

参考文献：

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[2] 罗国煜,李晓昭,阎长虹.地下工程环境岩土工程问题研究与认识[J]. 地质学刊. 2009(01)

[3] 张晓瑞,周国艳.开发区总体规划编制中的用地适宜性评价研究[J]. 现代城市研究. 2009(12)

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。