芜湖市某拟建工程地质勘察和岩土工程评价

李向群，王 栋，李宗效

吉林建筑大学 测绘与勘查工程学院,长春 130118

1 工程概况

拟建工程位于芜湖市南陵县河湾镇龙山村村委会东侧,该项目由3幢建筑物组成,均为框架结构,基础类型均为独立基础,总建筑面积约为4 357.85 m2,基础埋深1.5 m,建筑物高度分别为11.5 m,8.0 m,10.5 m.根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011)[1],该工程地基基础设计等级为丙级; 根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2]和《建筑工程抗震设防分类标准》(GB 50223-2008)[3],该工程抗震设防类别为丙类.

2 工程地质条件

2.1 气候和水文条件

本区域属北亚热带湿润型气候,光照充足,雨热同季.年平均降水量1 402.6 mm,历年平均湿度为82 %.境内河湖密布,水系发达,30多条支流纵横交错,场地东北向有青弋江流过，雨季容易发生洪涝灾害.

2.2 区域地质

本场地地处宁芜火山岩盆地南侧,项目场地龙山村处在扬子地台坳沿江拱起褶皱带内.据区域地质资料显示,场区无第四系全新世活动性断裂存在,本场地在自然条件下基底稳定.

场地地势自西南向东北方倾斜,本地区西北部是冲积平原,东南部是低山丘陵,局部见有侵蚀阶地.

2.3 地形地貌

勘察场地位于南陵县河湾镇龙山村区域内,地理环境优越,交通便利,地形起伏较大,整体上呈北高南低,最高地面高程184.25 m,最低地面高程177.61 m,最大相对高差为6.64 m,平均地面高程181.13 m，勘察场地属低山丘陵地貌单元.

2.4 岩土体工程地质学特征

勘探深度内地基岩土体根据其物理力学性质及成因等因素,分为4个工程地质层.地基各岩土层工程地质特征分层描述见表1;场地地层分布及厚度变化情况见表2.

表1 地基土分层描述一览表

表2 场地地层厚度,埋深,层顶深度，层顶标高统计

3 岩土参数的统计

3.1 土的物理性质指标

根据《土工试验方法标注》(GB/T 50123-2019)[4]进行室内土工试验, 得出的物理力学性质指标进行分层统计计算,统计结果见表3.

从表3中可以看出,② 层和 ③ 层土的含水率w均处在20 %～30 %之间,湿度状态为湿;② 层土的孔隙比e为0.669<0.75,为密实状态,该层土强度较高,属良好的天然地基;③ 层土的孔隙比为0.838,数值介于0.75和0.9之间,因此为中密实土,两层土的液性指数IL均在0和1之间,为可塑状态.

表3 土的物理性质指标平均值

3.2 土的压缩性指标和抗剪强度指标

土的压缩性指标和抗剪强度指标平均值见表4.

表4 土的压缩性指标和抗剪强度指标平均值

4 场地地震效应

4.1 场地基本地震动峰值、加速度值和基本地震动加速度反应谱特征周期值

根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)[5],《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2],勘察场地抗震设防烈度为6度.场地基本地震动峰值加速度为0.05,基本地震动加速度反应谱特征周期0.35 s.

4.2 场地类别

根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)[2]的规定,土层的等效剪切波速按下式计算:

(1)

式中,d0为计算深度,m,其数值取覆盖层厚度和20 m两者的较小值;di为计算深度范围内第i层土的厚度,m;vsi为计算深度范围内第i层土的厚度,m;t为剪切波在地面到计算深度范围内的传播时间,s.

根据本次勘察资料揭示,并结合邻近场地勘察资料,场地覆盖层厚度3 m～50 m;因此d0取3 m～20 m,由式(1)可估算出拟建普通住宿楼场地土层的等效剪切波速250 m/s

4.3 饱和砂性土液化判别

砂土液化经验判别公式为:

(2)

式中,Ncr为液化判别标准贯入锤击数临界值;N0为液化判别标准贯入锤击数基准值,对应烈度为7,8,9时,考虑近震则采用6,10,16,考虑远震则采用8,13(远震无9度);ds为标准贯入锤击数N所对应的土层埋深,m;dw为场地地下水位埋深,m;ρc为土中黏粒含量百分数,小于3时取3.当实测标准贯入锤击数N小于Ncr时,相应的土层即应判定为液化.

芜湖地区抗震设防烈度为6度,可不进行液化判别.

4.4 抗震地段

场地浅部分布的 ① 层填土结构松散,均一性差,密实度差,强度低,依据场区所处的地形地貌单元和土层分布特征,综合考虑场地属于建筑抗震一般地段.

5 岩土工程评价

5.1 地基土各土层地质性质评价

根据野外钻探、现场原位测试和室内岩土试验结果进行分析统计,结合地区经验,对各岩土层评价见表5.

表5 地基岩土综合评价一览表

5.2 地基均匀性及稳定性评价

经勘探揭示,拟建场地地层分布不平稳,地层起伏变化较大,场地内地基土物理力学性状差异较大,因此综合判定为不均匀地基.拟建场地各层地基岩土在平面及径向分布上局部变化较大,作为基础受力层使用时易产生差异沉降或影响地基的稳定性，应对不同持力层的相邻基础进行变形和稳定性验算,并确保调整基础埋置深度，以确保地基及基础的稳定性.

6 结论和建议

(1)从区域地质构造和本地区地震活动在历史上的记录情况来看,本场区属地震发生频率较低的地区,历史地震活动上也多数是震级低、次数少的记录，因此,从地质构造和地震风险大小等因素来看,本场地为相对稳定区,拟建工程可以进行.

(2)根据拟建工程的特征、荷载情况以及本场地浅部土质情况分析,第 ② 层粉质黏土,第 ④ 层中风化灰岩承载力较高,可以作为拟建物的天然地基持力层,基础型式建议选用独立基础.

(3)由于场区内 ① 层填土土质不均匀,为减少其对道路地坪的沉降影响,降低后期固结的沉降量,应对其进行换填垫层,夯实压密处理或注浆加固.

(4)大气降雨和地表水对土质岸坡的稳定性影响很大, 除会冲刷坡表层松散土体外,还会下渗补给地下水,降低岸坡土体强度,致使土体稳定性降低.建议设计施工时应考虑重力式挡土墙,单边防护堤等进行护岸处理.

(5)由于场区内 ① 层填土土质不均匀,为减少其对道路地坪的沉降影响,降低后期固结的沉降量,建议对其进行换填垫层,夯实压密处理或注浆加固.