纳雍县马鞍山国际城岩石力学特征及地基稳定性评价

祝念

摘要：本文以纳雍地区某项目工程勘查为例，通过试验，获得了各层位可靠的岩土力学指标，同时结合岩土特征探讨地基稳定性，为拟建工程的基础设计提供科学依据。

Abstract： In this paper， taking a project in Nayong as an example， the reliable rock and soil mechanics indexes of each layer are obtained through experiments， and the stability of the foundation is discussed in combination with the characteristics of rock and soil， which provides a scientific basis for the foundation design of the proposed project.

关键词：岩石力学特征；地基稳定性评价；纳雍

Key words： rock mechanics characteristics；stability evaluation of foundation；Nayong

中图分类号：P58 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0210-03

0 引言

随着经济发展，在城市化建设当中高层建筑的数目也随之增加，而且部分重大工程项目位于闹市中。因此，为了减少建设过程对周边环境的影响，势必会提高对工程建设项目的要求。本文从纳雍地县马鞍山国际城项目的工程勘查工作中，结合试验测得的岩石力学参数探讨了二叠系吴家坪组（P3w）强风化泥岩夹硅质岩层的岩石力学特征，并进一步探讨地基稳定性。

1 区域地质概况

场区属于亚热带湿润季风气候，地处低纬度高海拔乌蒙山南坡，该地气候由于受到高原地貌和南北气流的综合影响，导致季节更替不明显。根据区域地质图及场地露头的地层分析，场地位于纳雍背斜西翼，无区域性断层通过，也无塌陷及采空区。场地覆盖土层已基本被挖除。二叠系上统龙潭组（P3l）泥岩直接出露于地表，场地岩性单一岩体较破碎，节理裂隙较发育，岩层倾向120°，倾角8°，呈单斜构造。场地位于纳雍县城雍煕镇，场区内原始地貌类型为侵蚀-剥蚀低中山地貌，地形起伏较大，现经开挖平整后，大部分地段基岩出露地表。地面平坦，大部分地面高程为1453.0～1454.0m。对拟建工程场地及周边进行地质调查，场地未发现有岩溶塌陷、崩塌、滑坡、泥石流、地面沉陷等不良灾害现象。场地所处位置地势相对较高，周边汇水面积较小，场地周边200m区域内无常年性地表溪沟、山塘及地表水体，大气降水为地表水体的主要来源，地表水主要表现为季节性雨水汇集形成的积水。区内地下水类型可按照区内出露的地层岩性，含水介质特征及地下水动力条件分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型。前者受大气降水补给，赋存于表层素填土的孔隙内，向下部及东侧地势低洼地外排泄，地下水较为分散，含水性弱，水位水量受大气降水影响，动态变化大，但由于地势相对较高含水微弱，富水等级为贫乏。施工期间未见松散孔隙水。场地内的基岩裂隙水主要补给方式为大气降水，贮存于二叠系上统龙潭组基岩裂隙中，大气降水通过岩石裂隙通道等渗入地下，受地形地貌、岩层产状及构造等因素控制，地下水迳流方向为西北至东南，于地形低洼处或临近沟溪以泉的形式排泄。

2 岩土体单元划分及其质量特征

根据钻探揭露，场地各岩土层单元可划分为：素填土单元、中风化泥岩单元、煤层单元、强风化泥质粉砂岩单元、中风化泥质粉砂岩单元五個岩土单元。

素填土单元：平场形成，自然堆填，结构松散；

中风化泥岩单元：岩质软，岩芯呈柱状、长柱状，遇水暴晒后易风化；一般常见纵波速范围值多为2600～3000m/s之间，最高值为3215m/s，最低值为2468m/s，平均值=2810m/s；

煤层：黑色，在场地中呈条带状分布，局部呈透镜状分布，不均匀，厚度0.1～1.2m，岩体破碎，岩芯碎块状；

强风化泥质粉砂岩单元：岩质软，岩芯呈碎块状、砂状，一般常见纵波速范围值多为2300～2700m/s之间，最高值为2856m/s，最低值为2200m/s，平均值=2516m/s；

中风化泥质粉泥岩单元：岩质较软，岩芯呈块状、短柱状，偶见长柱状；一般常见纵波速范围值多为3600～3800m/s之间，最高值为4082m/s，最低值为3364m/s，平均值=3585m/s。

3 地基稳定性评价

3.1 场地类别划分与抗震设防

3.1.1 场地的地震效应评价

场地开挖至地下室底板需回填至设计±0.00标高，覆盖土层为回填土，属软弱土类，最大厚度大于3m，小于15m。根据地微振测试报告，本场地地微振卓越周期为0.158-0.164s，总平均值为0.161s，因此为了避免地基与建筑物产生共振的情况发生，建议在建筑物的结构设计中应避开场地地基地微振卓越周期0.161s。场地所在地区的抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，所属的设计地震分组为第二组，属抗震条件一般地段；根据查表显示，纳雍县雍熙镇基本地震动峰值加速度0.05g，基本地震动加速度反应谱特征周期0.40s，宜按有关规范要求作好抗震设防。

3.1.2 拟建工程抗震设防建议

从结构方面出发，严格按照有关规定进行设计，确保结构体系受力明确，传力合理连续。拟建工程的抗震设防应以加强结构措施为主，地基承载力较高，不会发生震陷和地基失效。

3.2 岩石力学特征

本次勘察在场地中取得15件中风化泥岩试样和15件中风化泥质粉砂岩进行室内试验，将其试验数据进行统计计算，结果见表1。

岩体的完整性指数为岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方，根据上述有关数据资料，得出中风化泥岩完整性指数为0.56，强风化泥质粉砂岩完整性指数为0.26，中风化泥质粉砂岩完整性指数为0.53。并更具相关规范对场地岩体的基本质量等级进行划分，中风化泥岩完整性指数为Ⅳ级，强风化泥质粉砂岩完整性指数为Ⅴ级，中风化泥质粉砂岩完整性指数为Ⅳ级。

3.3 地基承载力建议值

中风化泥岩自然单轴抗压强度标准值为frk=8.81MPa，完整性指数为0.56，按相关规定进行内插，得折减系数ψr=0.215，fa=ψr.frk=1894kPa，建议采用fa=1800kPa。

中风化泥质粉砂岩自然单轴抗压强度标准值为frk=23.74MPa，完整性指数为0.53，进行内插，得折减系数ψr=0.19，fa=ψr.frk=4510.6kPa，结合本项目前期成果资料，建议采用fa=4500kPa。

综合分析，煤层地基承载力特征值等设计参数提供经验值，场地各岩土体单元地基承载力特征值等设计参数的建议使用值见表2。

3.4 地基稳定性及均匀性

场地上部素填土为新近回填，局部分布，厚度变化大，土质地基均匀性和稳定性差。场地下部基岩层岩性属非碳酸盐类岩石，无断层破碎带、溶洞存在，钻探范围内未发现有采空区，工程地质剖面图分析，泥岩分布厚度不大，局部缺失，地基稳定性和均匀性差。泥质粉砂岩承载力较高，根据剖面图反映的地质资料，泥质粉砂岩中发育两层煤层，第一层发育标高约1450-1452m，第二层煤层发育深度约1440-1442m，煤层之间的中风化泥质粉砂岩层厚8-10m，地基稳定性和均匀性相对较好，第二层煤层下部中风化泥质粉砂岩下部12m范围内未发现有煤层存在，地基稳定性和均匀性较好。

3.5 地下室基坑边坡稳定性评价

根据场地标高及建筑物设计标高，场地存在大范围的地下室基坑，经过平场开挖，西北侧为已建成1#、2#楼，西南侧为已建成4#、5#、6#楼，东南侧为已建成发展大道，基本不存在基坑边坡。东北侧原始地面标高为1448～1458m，已形成0-5m的边坡，目前已按1：0.75放坡处理，现状稳定性良好，局部为临时回填边坡，高0-5m，边坡底部为废弃房屋，目前已按1：1放坡，并对边坡体进行简单夯实处理，现状稳定性较好，但边坡体长期暴露在外日晒雨淋易风化，可能引起坡体变形开裂，甚至失稳垮塌，建议对已开挖的边坡喷射素砼护坡处理。

4 结论及建议

①场地总体稳定性及地基均匀性较好，属建筑抗震一般地段，宜于一般民用建筑；场地地震烈度为Ⅵ度，地震加速度值为0.05g，特征周期值0.35s，场地类别为Ⅱ类，拟建物抗震设防类别为丙类，应按有关规定进行抗震设防。

②据场地工程地质条件及拟建物特征，建议选择卵石层及强风化泥岩夹硅质岩层作基础持力层，基础形式采用筏板基础。

③场地地下水是最不利因素，影响和制约本工程施工，在工程设计、施工中要充分考虑地下水对工程的不利影响。

④以中风化泥质粉砂岩单元作基础持力层，用人工挖孔桩的基础形式，各柱位处的基础埋深及基底持力层的承载力特征值

⑤根据地微振测试报告，场地的常时微动的卓越周期在0.158～0.164s，总平均值为0.161s。建议本工程建筑结构自振周期设计应避开本场地卓越周期，以避免地基与建筑物产生共振。

参考文献：

[1]李凤杰，刘殿鹤，刘琪.四川宣汉地区吴家坪组硅质岩地球化学体征及其成因探讨[J].天然气地球科学，2010（1）：62-67.

[2]姚宝魁，孙广忠，盛祝平，等.阳泉某办公楼地基稳定性评价[C]//第二次全国岩石力学与工程学术会议，1989.

[3]李树武，聂德新，刘惠军.大型碎屑堆积体工程特性及稳定性评价[J].岩石力学与工程学报，2006，25（z2）：004126-4131.

[4]刘之葵，梁金城.岩溶地基稳定性评价中应注意的几个问题[C]//中国地质学会工程地质专业委员会、贵州省岩石力学与工程学会2005年学术年会暨“岩溶、工程、环境”学术论坛，2005：440-444.

[5]刘之葵，梁金城.岩溶地基稳定性评价中应注意的几个问题[J].地球与环境，2005，33（s1）：440-444.

[6]刘光明.生物所31号楼工程地基穩定性评价及优化方案[D].吉林大学，2006.