贵州某医院综合楼工程地质条件分析与评价

2021-04-01王克颖

西部探矿工程 2021年11期

关键词：场区硅质基岩

王克颖

（贵州省有色地质勘察局物化探总队，贵州都匀558000）

1 工程概况

拟建贵州医科大学第三附属医院综合医疗大楼位于都匀市城市主干道斗篷山路旁，交通便利；本工程主要由医院综合楼、塔楼、地下室组成，综合楼地上层数为4层，塔楼地上层数为23层，地下室1~2层；总建筑面积65900m2，主体结构为框架结构。

2 区域自然地理概况

都匀市地处贵州高原向广西丘陵过渡的斜坡地带，属苗岭山脉南侧，地势总体北西高南东低；区域地形起伏大、切割强烈，地貌类型主要有侵蚀构造、溶蚀—侵蚀、溶蚀地貌，工程区处于溶蚀地貌区[1]。拟建场地原始地形为城区住宅区，地形平坦开阔，地面高程为794m左右。

区域上属亚热带湿润季风气候，冬无严寒，夏无酷暑，年平均气温15.9℃，极端最高温度36.6℃，极端最低温度-6.9℃，年平均无霜期288d，最少年降雨量868mm，最多年降雨量1968mm，年平均降雨量1445.5mm，雨季主要集中在5~8月，年平均相对湿度79%。

3 工程地质条件分析与评价

3.1 场区岩土结构及其特征

工程区及其周边出露地层为二叠系上统吴家坪组（P3w）黄褐、灰白色薄至中厚层硅质岩夹页岩，岩层产状184°∠43°；根据区域地质资料及现场调查，场地内无断裂构造通过，场区稳定性好[2]。

根据钻孔揭露情况，拟建场地在最大勘探深度31.2m范围内自上而下依次为杂填土层（Q4ml）、强风化基岩、中风化基岩。各岩土层特征如下：

（1）杂填土（Q4ml）。主要由平场时的碎石、废砖和建筑垃圾倾倒回填而成，呈杂色，总体为稍湿状态；成分复杂，厚薄不均，分布不连续，性质不均一；回填时间不足1年，至今未进行夯实碾压，未完成自重固结；厚0.5~5.3m，平均2.33m。

（2）强风化基岩。场区钻孔揭露强风化基岩为薄至中厚层状硅质岩夹页岩，总体呈黄褐色，局部呈灰白色，节理裂隙极发育，岩芯破碎，多呈砂状、碎块状；分布不连续，其厚度在水平方向上有变化，均匀性较差，总体厚度不大，厚0.5~6.7m。

（3）中风化基岩。岩性为黄褐、灰白色薄至中厚层状硅质岩夹页岩，节理裂隙发育，下部裂隙多闭合，岩芯完整性相对强风化带较好，多呈短柱状、碎块状，少数呈长柱状；均匀性相对较好，厚度变化较大，厚9.3~28.5m。

3.2 水文地质特征

工程区及其周边地下水类型有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水，前者富水性弱，后者富水性较强，是区内主要的地下水类型，均属于潜水。

松散岩类孔隙水分布于覆盖层中，为第四系松散堆积物以及强风化带基岩上部；具有埋藏浅、较为分散、含水性弱以及水位、水量具明显季节性的特征，丰枯季相差较大；孔隙水靠大气降水直接补给，一般部分下渗入下伏含水层，部分蒸发。基岩裂隙水赋存于中风化硅质岩夹页岩的风化、构造裂隙中，埋藏相对较深，含水量较丰富，主要接受大气降水和部分松散岩类孔隙水的补给，在风化裂隙、层间裂隙中赋存，并以蒸发、裂隙渗流等形式进行排泄。

拟建场地周边无大的地表水体，勘察期间测得场地地下水水位为8.3~9.4m（枯季水位），对应标高为785.3~785.6m，与地下室底板标高785.2m相当；根据邻区其他工程经验，拟建场区地下水位变幅一般为2m左右，故在工程设计中应考虑抗浮措施，建议抗浮水位按最高洪水位789.0m设计，并考虑地下室底板和侧壁的扬压力。

本次工作在场区的浅井开展抽水试验，井口标高为794.93m，孔深11.5m（孔底标高783.43m），直径1.4m，试验前地下水水位深度9.06m（标高785.87m），含水层为中风化硅质岩夹页岩层。采用泵量为3m3/h的水泵抽水，248min后，浅井水被抽干，未能达到渗排稳定，此时水位下降了2.44m；根据以上抽水试验推算地下水涌水量，桩孔涌水量约2.1m3/h。抽水试验表明，在枯水期施工时基坑涌水量较小，但考虑到工程施工期较长，在丰水期进行基坑开挖后，基坑涌水量将增大，大量、长时间抽排水可能对拟建物基础及相邻建筑物造成不利影响，故在基坑支护设计中建议考虑地下隔水墙或隔水帷幕，以减小对周边建筑物的影响。

3.3 工程地质条件评价

3.3.1 场地地震效应

场地剪切波速测试成果显示，土层等效剪切波速（Vs）为301~358m/s；根据相关规范，本场地土类型为中硬土，场地类别属Ⅱ类。

根据区域地质资料及现场地质调查成果，场区内无断层经过，场地稳定性较好，场地地层分布连续稳定，根据《建筑抗震设计规范》（2016年版），拟建场地属建筑抗震一般地段。场地岩土层不具备震动液化特征，在地震动力作用下不会发生地基失效；岩石地基以中风化岩体为主体，抗震性能较好。根据工程位置及场地类别确定该场地基本地震动峰值加速度值为0.05g、特征周期值为0.35s，对应抗震设防烈度为6度第一组，应按有关规定进行抗震设防。场地地微振试验成果显示，场地微振动卓越周期为0.15s，为避免拟建建筑物产生共振破坏，建议其特征周期应避开微振动卓越周期0.15s。

3.3.2 地基条件评价

拟建场地未见断裂构造经过，场地较为平缓开阔，未见塌陷、滑坡、泥石流等不良工程地质作用发生，总体地基稳定，环境地质条件较好。场地岩土结构显示，场地岩土层种类单一，为二元结构，即上覆为杂填土，下伏基岩为硅质岩夹页岩，基岩分布面积较广，厚度稳定，未发现岩性突变，纵、横向岩性变化较小，场地较均匀[3]。

场区基岩强风化、中风化带岩体锤击声哑、无回弹、易击碎，岩芯破碎，均属软岩范畴。场区周边地质调查显示，强风化基岩发育多种结构面，结构面多呈张开状态，结合差，结构面组数一般大于3组，岩体呈碎裂状结构，属破碎岩体。中风化基岩主要结构面类型为裂隙面或层面，结构面结合一般，部分呈闭合状态，结构面组数一般大于3组，岩体呈中层状结构，属较破碎岩体。根据基岩特征及相关规范规定，场地强风化、中风化硅质岩夹页岩岩体基本质量等级分类均为Ⅴ类。

3.3.3 地基持力层选择

场区岩土结构简单，为二元结构。其中，位于表层的杂填土具有成分复杂、分布不连续、厚度变化大等特征，且堆积时间短，未完成自重固结，回填时未进行分层夯实碾压，总体承载力很低，大部几乎不具备承载力；根据建筑物设计，该岩土层在地下室基坑开挖后将被清除。因此，杂填土不能作为地基持力层。

场区基岩为硅质岩夹页岩，大面积分布于场区；但强风化带基岩厚度变化较大，厚度分布不连续，具一定的承载力，地基承载力实验值为512kPa，弹性模量为32.1MPa，建议地基承载力为500kPa，可作为部分建筑物的地基持力层。中风化基岩属较破碎岩体，分布连续稳定，力学强度相对较高，承载力特征值为1500kPa，弹性模量为161.5MPa，总体承载力高，是较好的持力层，可满足大部分建筑物承载力的要求。

结合场地岩土结构、工程性能、建筑物基础埋深及结构设计要求，建议医院综合楼部分以中风化硅质岩夹页岩为持力层，塔楼部分以中风化硅质岩夹页岩为持力层，13~15轴地下室部分以强风化硅质岩夹页岩为持力层；当杂填土层厚度较大时，局部的地段可采用碎石换填。

3.3.4 地下水腐蚀性评价

根据《岩土工程勘察规范》（2009版）相关规定，拟建场地环境类型为Ⅱ类，地下水水质分析结果显示，场区水质类型为[S]CaII，即为硫酸盐钙质水；对直接临水或强透水层环境下的混凝土结构物有酸性和重碳酸盐中等腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋有氯盐微腐蚀性。

4 基础形式及地基处理建议

建筑物基础形式的确定主要取决于拟建物特征以及拟建场地地基条件，根据不同的地基条件选择适宜的基础形式是建筑设计中需要研究的重要课题，本场地地基条件简单，岩土结构单一；因此，地基对建筑物基础形式的影响小。根据拟建物特征及场地地基土构成，建议医院综合楼部分采用独立柱基的基础形式，塔楼部分建议采用独立柱基或筏板基础；而13~15轴地下室部分，结合地基条件，建议采用独立柱基的基础形式，以满足地基承载力和变形的要求。

拟建物单栋建筑具有不同的高度及荷载，相应采用了不同的持力层及基础形式，应进行不均匀沉降验算。其中，13~15轴地下室部分以强风化硅质岩夹页岩为持力层，杂填土层较深位置可采用碎石换填。