甘肃某县中医院建设项目岩土工程特性及场地适宜性评价

张晓东 张玉一

摘要：拟建项目位于后川河东岸Ⅰ级阶地，构造特征比较简单且稳定，地层主要为第四系松散堆积物和新近系沉积岩，地下水属第四系松散岩类孔隙潜水。地基土为中压缩性土，未揭露有湿陷性土层，泥岩在拟建场地内分布均匀，承载力高，是拟建建筑物良好的基础持力层和下卧层，支护措施建议采用土钉墙。本场地为均匀地基，属稳定性和适宜性较好的拟建场地，研究结果为工程设计与建设提供可靠的地质数据。

关键词：岩土工程特性；场地适宜性；评价；某县中医院建设项目

1.地质特征

拟建项目位于天水市张家川张家川回族自治县县城南侧，建设场地西侧紧邻张恭二级公路，北侧和南侧为农田，东侧紧邻崔湾村，交通便利。地貌单元属后川河东岸Ⅰ级阶地，场地原为耕地，现进行了建设平整，场地内地形较平坦，整体上由东南向北西倾斜。

拟建项目处于祁连—北秦岭褶皱带。据区域地质资料，勘察场内部及外围无第四系活动断裂，故整个场地构造特征比较简单且稳定。场地内主要为第四纪以来形成的松散堆积物及新近系沉积岩，岩性主要为填土、粉土、砾砂及泥岩。

本次勘察揭露最大深度为18.70m，根据钻孔、探井揭露，该场地地层主要为第四系松散堆积物和新近系沉积岩。根据土层的岩性特征及物理力学性质的差异，将场地地层分为5个工程地质主层。现按从上至下的顺序将各层土的岩性特征分述如下：

第①层耕土（Q4ml）：层顶标高为1650.53m～1654.48m，层厚为0.50m～0.60m。杂色，以粉土为主，见大量的植物根系，稍湿，稍密。该层在场地内均有分布。

第②层粉质粘土（Q4al+pl）：层顶标高1650.03m～1653.98m，層顶埋深0.50m～0.60m，层厚3.00m～6.50m。黄褐色-黑褐色，上部呈黄褐色，下部呈黑褐色，土质不均，局部夹有薄层细砂，无摇振反应，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，软塑-硬塑。该层在场地内均有分布。

第③层砾砂（Q4al+pl）：层顶标高1645.45m～1647.98m，层顶埋深3.50m～7.10m，层厚0.50m～3.20m。青灰色，粒径不均，粒径大于2mm的含量占总质量的30%～45%，最大粒径约3cm，主要成分以砂岩、石英岩为主，局部夹有薄层角砾，饱和，中密。该层在场地内均有分布。

第④层角砾（Q4al+pl）：层顶标高1644.74m～1646.74m，层顶埋深5.00m～9.00m，层厚0.40m～2.00m。青灰色，一般粒径2mm～40mm，最大粒径约70mm，粒径大于2mm的颗粒含量占总质量的55%～70%左右，母岩成分以石英岩、砂岩、花岗岩为主，磨圆度差，多呈次棱角状-棱角状，颗粒间以中粗砂充填。中密-密实。该层在场地内分布不均匀且不连续，仅在拟建场地西侧和北侧区域有揭露。

第⑤层泥岩（N）：层顶标高1643.52m～1645.76m，层顶埋深6.00m～9.90m，本次勘察未揭穿该层，揭露最大层厚12.30m，据区域地质资料，该层厚度大于50m。桔红色，泥质结构，层状构造。矿物成分以粘土矿物为主。成岩作用较弱，属极软岩。上部2m～4m岩芯呈短柱状，下部岩芯呈长柱状。具有饱水软化、失水开裂的特征。该层在场地内均有分布。

2.场区地下水

建筑场地内地下水属第四系松散岩类孔隙潜水，主要赋存于下部粉土、砾砂和角砾层中，勘察期间（2019年3月）地下水埋藏深度3.70m～6.50m，水位标高1646.73m～ 1647.98m。地下水主要接受大气降水、地下水侧向迳流补给，由北向南径流，排泄于后川河。地下水位随季节而升降，升降幅度约1.0m～1.5m之间，高水位期出现在7月份～ 9月份，低水位期出现在每年11月份～次年3月份。根据区域水文地质资料，粉质粘土层的渗透系数按0.005m/d考虑，砾砂层的渗透系数按20m/d～25m/d考虑，角砾层渗透系数按25m/d～30m/d考虑，单井涌水量300m3/d～400m3/d左右。

3.场地岩土综合分析评价

3.1地基土的压缩性评价

根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）中的规定：②粉质粘土层的压缩系数a1-2=0.10～0.72MPa-1，平均0.24MPa-1，为中压缩性土。

3.2地基土的湿陷性评价

根据土工试验：②层粉质粘土湿陷系数δS介于0.000～ 0.014之间，自重湿陷系数δZS介于0.000～0.005之间，根据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004），②层粉质粘土不具有湿陷性。可知场地内未揭露有湿陷性土层，可不考虑湿陷性对拟建场地的影响。

3.3地下水对建筑材料腐蚀性评价

本次勘察在钻孔内取水样3件进行了水质简分析试验，对场地地下水进行进行评价。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）【2009年版】进行判别（Ⅱ类环境或强透水层），地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性（长期浸水条件下），对钢筋混凝土中的钢筋在长期浸水条件下具有微腐蚀性，在干湿交替条件下具有弱腐蚀性。

3.4岩石的物理力学性质

本次勘察在钻孔ZK7、ZK19、ZK30和ZK40中各取砂岩样一组进行岩石物理力学性质试验，统计结果见表1。⑤层泥岩天然单轴抗压强度为0.23MPa～0.38MPa，平均0.31MPa；饱和单轴抗压强度0.10MPa～0.16MPa，平均0.13MPa。经分析可知：⑤层泥岩饱和单轴抗压强度frk≤5，属极软岩。泥岩层成岩较差，干时较坚硬，扰动和遇水易软化，暴露地表易风化崩解。

3.5地基均匀性评价

拟建场地位于后川河东岸Ⅰ级阶地之上，受河侵蚀堆积和人类活动影响，从单一的地层结构分析，①层耕土和②层粉质粘土受原始地形影响，层厚大小不一，属不均匀地基；③层砾砂拟建场地内均有分布，厚度较小，中密，为拟建附属用房的主要持力层，属均匀地基；④层角砾层厚大小不一，场地内分布不均匀且不连续，属不均匀地基；⑤泥岩拟建场地内分布均匀，层位稳定，厚度大，承载力高，为拟建场地内的主要持力层和下卧层，属均匀地基。因此，判定本场地为均匀地基。

3.6地基土综合评价

由以上分析结果，并根据地基土的分布情况和拟建物特点，综合评价如下：

①层耕土，该层在拟建场地内均有分布，厚度小，结构杂乱，欠固结，工程性能差，不可作为拟建建筑物的基础持力层。

②层粉质粘土，该层在拟建场地内均有分布，厚度较大，不具有湿陷性，中压缩，软塑-硬塑，承载力低，经处理后可作为拟建建筑物的基础持力层。

③层砾砂，该层在拟建场地内均有分布，厚度较小，中密，承载力较低，可作为拟建低层建筑物的基础持力层。

④层角砾，该层在拟建场地内分布不均匀且不连续，仅在拟建场地西侧和北侧区域有揭露，厚度小，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。

⑤泥岩，该层在拟建场地内分布均匀，层位稳定，厚度大，承载力高，是拟建建筑物良好的基础持力层和下卧层。

3.7地基土承载力特征值的确定

根据原位测试及室内土工试验指标，参考已有建筑经验，综合分析给定地基土的力学强度指标值见表2。

4.持力层的选择及基础类型的建议

4.1持力层的选择及基础类型的建议

依据拟建工程特点、平面布置及场地地基条件，结合已有的建筑经验，对基础持力层及基础类型建议如下：

（1）浅基础

拟建附属用房基础形式建议采用条形基础或独立基础或筏板基础形式，以③层砾砂做为拟建物的基础持力层。

（2）深基础

拟建建筑具有1层地下室的，基础形式建议采用桩筏联合基础，以⑤层泥岩做为拟建物的基础持力层；无地下室的建筑，基础形式建议采用桩基础，以⑤层泥岩做为拟建物的基础持力层。桩基础建议采用钻孔灌注桩或人工挖孔桩，桩端进入泥岩层不小于1倍桩径，且不得小于1.0m。

若采用人工井桩基础，在开挖工程过程中须做好井壁的支护工作和人身安全防护工作，防止井壁的坍塌或落石等不良现象的发生，以确保施工及人身安全。

4.2桩的极限侧阻力、端阻力标准值的确定

根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中的有关规定，并结合本地区经验，给出在不同的施工条件下各层的桩的极限侧阻力及桩的极限端阻力标准值，见表3。

5.降水方案

本次勘察钻探揭露深度内地下水的埋深为3.70m～ 6.50m，水位标高1646.73m～1647.98m。若采用人工挖井灌注桩，必须先进行降水，场地内地下水赋存于粉土層、砾砂层和角砾层中，根据区域地质资料，粉质粘土层的渗透系数按0.005m/d考虑，砾砂层的渗透系数按20m/d～25m/d考虑，角砾层渗透系数按25m/d～30m/d考虑，单井涌水量300m3/d～ 400m3/d左右。降水后地下水水位必须低于基础底面，以利于基础施工。降水方案建议采用大直径管井井点井群降水，并利用明沟排水配合，管井沿基坑四周布设，降水时必须采取必要的措施，防止砂土流失，确保已有建筑物及基础设施的安全。

6.基坑开挖支护方案建议

由于拟建建筑物有1F地下室，基础施工时要进行基坑开挖，因此应做好基坑支护设计及施工，在基坑开挖时，局部区域自然放坡坡度不能达到规范要求时，可能导致基坑失稳，给施工人员、临时设施及基坑本身造成危害，因此在基坑支护设计时，应充分调查拟建场地周围环境情况，作好基坑开挖的施工方案及支护设计。所需要的岩土计算参数按表2选用，支护措施建议采用土钉墙。如采取放坡，建议放坡坡率不大于1∶0.75。

7.场地稳定性及适宜性

拟建场地地貌单元属后川河东岸Ⅰ级阶地，内部及外围未见有全新世以来的断裂活动痕迹存在；场地范围不遭受滑坡、泥石流等地质灾害的威胁；据区域地质资料及本次钻探揭露，主要为第四系巨厚层堆积物和新近系泥岩构成，场地地层主要为①耕土、②粉质粘土、③砾砂、④角砾和⑤泥岩组成。主要地层为：

①层耕土堆填时间短，工程力学性质差；

②层粉质粘土承载力较低，厚度较小，分布连续；

③层砾砂承载力较低，分布连续，厚度小；

④层角砾承载力较高，分布不连续，厚度小；

⑤泥岩分布连续，层位稳定，厚度较大，物理力学性质较好，强度较高。因此，本场地属稳定性和适宜性较好的拟建场地。

参考文献：

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