砂岩地区岩土工程勘察实例分析

成 健 颜 庆

(河海大学基建处，江苏 南京 211100)

砂岩地区岩土工程勘察实例分析

成 健 颜 庆

(河海大学基建处，江苏 南京 211100)

针对某学生公寓建筑场地地基土的工程性质，主要涉及土性的特征、物理力学性质、地震效应及液化判别等方面，对地基处理、持力层的选择等进行了分析，通过各种钻探、原位测试和土试手段，为工程场地的建设提供了科学的设计参数。

岩土工程，工程地质条件，地震效应，液化判别

近年来随着我国工程建设的飞速发展,许多工程项目都会遇到砂岩及其上覆土层的岩土工程问题,因此,加强对这一问题的研究是促进我国工程建设的需要,也是推动岩土工程发展的需要。本文结合南京地区河海大学学生公寓高层建筑物地基勘察的一个实例,对砂岩地区的岩土工程勘察进行初步的分析。

1 工程概况

本项目基地南北长约350 m，东西长约180 m，总占地约63 000 m2，场地隶属于岗地地貌单元。场地内现西北侧为园木林，地势较高，有一定起伏，南侧为草坪区，地势北高南低，缓坡。东侧为道路，西南角分布一水塘，勘探期间进行了抽水、清淤。拟建1号～3号本科生楼、食堂、4号博士生楼、5号留学生楼等学生公寓和辅助用房，框架、剪力墙和框剪结构，总计地上约10 万m2。

本次勘察旨在结合调查研究邻近场区地质环境，按规范和设计院有关技术要求来进行。勘察点主要沿建(构)筑物周边线及柱网布设，共布设勘察孔52个，其中控制性技术孔26个，一般性技术孔26个。详细查明拟建场地岩土体工程地质条件，评价场地及地基稳定性，为拟建物施工图设计提供各项地质资料，具体任务为：

1)查明拟建场区内岩土体岩性、结构、成因、类型、埋藏分布特征及其物理力学性质，提供各岩土层承载力。2)评价场区地震效应，判别砂性土液化、建筑场地类别，划分抗震地段。3)查明场区地下水类型、埋藏条件、渗透性和水、土对建筑材料腐蚀性作出评价。4)提出经济合理、安全可行的地基基础方案，提供各项岩土工程设计参数。

2 地质条件分析

2.1 场地地质层的划分

根据岩土体岩性、结构、成因类型、埋藏分布特征及其物理力学性质指标的异同性，可将勘察深度范围内岩土体划分为4个工程地质层，10个亚层。各层工程地质特征分述如下：

①-1杂填土、①-2素填土、②粉质粘土、③粉质粘土、④-1a泥质砂岩(强风化)、④-1砂岩(强风化)、④-2ap破碎状泥质砂岩(中风化)、④-2p破碎状砂岩(中风化)、④-2a泥质砂岩(中风化)、④-2砂岩(中风化)。

浅部①-1层杂填土、①-2层素填土，堆填时间约10年，松散，不均质，不能直接利用；②层粉质粘土，中压缩性，中低强度，工程地质条件相对较差；③层粉质粘土，中压缩性，中高强度，工程地质条件良好。底部基岩为砂岩、泥质砂岩，风化层厚度变化较大，其中④-1a层泥质砂岩(强风化)及④-1层砂岩(强风化)，中高强度，遇水易软化，岩体基本质量等级为Ⅴ级；④-2a层泥质砂岩(中风化)，为软化岩石，软化系数为 0.30，岩体较完整，局部夹砂质泥岩，基本质量等级为Ⅴ级，为拟建物较好的桩基持力层；④-2ap层破碎状泥质砂岩(中风化)，裂隙极发育，遇水易软化、崩解；④-2层砂岩(中风化)，为软化岩石，软化系数为0.44，岩体基本质量等级为Ⅳ级，为拟建物较好的桩基持力层；④-2p层破碎状砂岩(中风化)，裂隙极发育，遇水易软化、崩解。

2.2 土层透水性评价

根据地下水的赋存、埋藏条件，本场地的地下水类型主要为孔隙潜水，其次为基岩裂隙水。孔隙潜水主要赋存于浅部①-1层杂填土、①-2层素填土、②层粉质粘土中，含水介质为黏性土，其渗透性差，含水量贫乏。

基岩裂隙水主要赋存于④-1a，④-1，④-2ap，④-2p层裂隙中，富水性和透水性不均一，连通性差。勘察期间，对J22，J26，P14孔采用套管隔水进行基岩裂隙水量测，均未测到水位。根据邻近工程施工经验，局部基岩裂隙水发育，水量较大。

据室内渗透系数测试并结合地区实践，各土层渗透性详见表1。

表1 地基土渗透性评价一览表 cm/s

2.3 地下水和土对建筑材料的腐蚀性评价

1)场地水腐蚀性评价。

本次勘察取地下水2组，根据水质分析成果，各离子含量详见表2；按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价详见表3。

表2 地下水主要离子含量一览表 %

2)场地土腐蚀性评价。

本次勘察在J7,J17号钻孔，地下水位以上取土作易溶盐检测分析，各离子含量见表4，按环境类型土对混凝土结构的腐蚀性评价见表5。

3 地基土承载力特征值

依据土工试验及标准贯入试验指标查DGJ 32/J 12—2005南京地区地基基础设计规范及按GB 50007—2011建筑地基基础设计规范5.2.5公式，利用抗剪强度试验成果进行计算，并结合地区勘察经验，综合确定各层地基土的承载力特征值，见表6。

表3 按环境类型水对混凝土结构的腐蚀性评价

表4 主要离子含量一览表

表5 按环境类型土对混凝土结构的腐蚀性评价

表6 地基土承载力特征值综合确定一览表

4 场地与地基的地震效应分析

4.1 抗震设防烈度及场地类别的划分及设计特征周期

按GB 50011—2010建筑抗震设计规范，本地区抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.10g。

表7 抗震设计参数一览表

根据拟建物的结构层次及抗震设防类别特点，结合场地工程地质条件，选取钻孔进行了波速测试，根据波速报告中土层实测波速平均值，选取拟建食堂地段不利钻孔进行等效剪切波速估算。场地覆盖层厚度大于5 m，小于50 m(中风化岩以浅)，按最不利因素考虑，场地地震设计参数见表7。

4.2 地基土液化判别与抗震地段划分

场地20 m以浅无饱和砂(粉)性土分布，可不考虑土的液化影响。拟建场地地形西北侧为园木林，地势较高，起伏较大，东侧为道路，西南侧分布一水塘。勘探揭示浅部填土厚度较大,分布不均，基岩面起伏大，岩性不一，综合判定该场地属对建筑抗震不利地段，但根据野外调查，本场地未见滑坡等地质灾害现象，基底岩层稳定。因此，从地质构造和地震活动分析，本场地为相对稳定区，适宜本工程建设。

5 地基基础建议方案

根据勘探揭示地层，浅部3层土中压缩性，中高强度，可作为小高层建筑的浅基持力层。埋藏较浅的强风化、中等风化岩均可作为建筑物浅基础持力层。根据各建筑物所处地段揭示地层，结合建筑物基底设计标高，分别评述天然地基可行性：

拟建1号本科生楼，根据建筑物基础埋置深度，基底分布地层主要为③层、④-1层、④-2层、局部④-1a层、④-2p层，虽岩土性质不均，但均为中高强度地基土，各岩土层的强度、压缩性不一，差异沉降不易控制。可考虑以③层、④-1层、④-2层、局部④-1a层、④-2p层为持力层，建议采用筏板基础。应加强基础整体刚度，进行地基变形验算，并采取必要的结构措施。

拟建2号、3号本科生楼，根据建筑物基础埋置深度，基底分布地层主要为①-1层、①-2层、局部②层。东南角分布②层，厚度最大约6 m，其强度不满足荷载要求，其余下卧层均为中高强度地基土。基岩面起伏大，差异沉降不易控制，故不宜采用天然地基，需进行地基土加固处理后采用筏板基础。

拟建食堂，±0设计标高为20.3 m，北侧及东侧道路需回填约4 m。勘探揭示局部填土较厚，浅部无整体分布稳定，性质良好的天然地基持力层，故不宜采用天然地基，需进行地基土加固处理后采用筏板基础。

拟建4号博士生楼、5号留学生楼，根据建筑物基础埋置深度，基底分布地层主要为③层、④-1a层、④-1层。由于拟建物荷载较大，③层、④-1a层、④-1层承载力均不能满足荷载要求，故不宜采用天然地基。建筑规模大，加上岩土分布不均，沉降差不易控制，可考虑采用桩基础。因最大柱下荷载较大，基岩面起伏大，埋藏浅，预制桩难以贯入，单桩承载力难以满足要求，可考虑采用钻孔灌注桩，以④-2层砂岩(中风化)、④-2a层泥质砂岩(中风化)为桩端持力层，设计应根据荷载需要，确定入岩深度或桩数。

6 结语

通过地质条件、地基承载力及地基基础方案分析，对岩土工程勘察所需提供的设计参数重要性有所理解，在充分了解和领会设计对建筑结构要求和经济合理的前提下，有针对性的通过各种钻探、原位测试和土试手段，提供科学合理、符合工程场地条件的设计参数，为其他工程建设提供了参考依据。

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[2] JGJ 72—2004，高层建筑岩土工程勘察规程[S].

[3] 王璐华.建筑工程地质勘察与基础设计存在的问题及对策[J].中国新技术新产品，2010(4)：86.

[4] 陈立龙.浅谈岩土工程勘察中的基础地质技术应用[J].城市建设理论研究，2011(22)：133.

[5] GB 50011—2010，建筑抗震设计规范[S].

Geotechnical engineering survey case analysis on sandstones area

Cheng Jian Yan Qing

(HohaiUniversityConstructionOffice,Nanjing211100,China)

According to foundation soil engineering properties of student apartment buildings， mainly related to the soil characteristics， physical and mechanical properties， earthquake responses and liquefaction distinguishing and other aspects， this paper made in-depth analysis on foundation treatment， bearing stratum selection and other aspects， through various drilling, in-situ testing and soil testing methods, it has provided scientific design parameters for engineering field construction.

geotechnical engineering， engineering geological condition， seismic effect， liquefaction distinguishing

2015-05-23

成 健(1987- )，男，助理研究员

1009-6825(2015)22-0092-03

TU195.2

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