基于重庆市巴南区协信汽车城拟建区场地稳定性的研究

杨春茂

摘要：为提高重庆市巴南区协信汽车城工程建设质量，对拟建区场地的稳定性进行了评价，结果表明拟建区岩土性质条件较复杂，水文地质条件简单，场地内及周边无污染性腐蚀源分布，水土对混凝土结构和钢结构有微腐蚀；基坑边坡包括岩质边坡、岩土混合边坡和填土边坡，基坑边坡天然状态下处于稳定状态，暴雨状态下处于欠稳定状态，边坡均具有放坡处理条件。

关键词：场地稳定性；水文地质条件；岩质边坡

1.拟建区基本特征

1.1地形地貌

拟建场地原始地形属构造剥蚀丘陵地貌，场地地形平缓，坡度一般1°～5°。用地范围内最高点在场地北东角边坡上，标高约为240m，最低点在场地南西侧平坦地面，标高为230.1m，场地相对高差为9.9m。在拟建场地东侧在南北走向的岩质边坡，坡高7m～13m，坡度31°～53°。此边坡为顺向边坡，是按小于等于岩层面倾角放坡处理的，现状稳定。

1.2地质构造

拟建区位于南温泉背斜西翼，场区无断层分布，岩层呈单斜产出，岩层产状292°∠53°，从临近场地露头调查层面结合程度很差，为硬性结构面，断裂褶皱不发育，裂隙较发育，地质构造较复杂，未见断层及破碎带。场地附近山体可见基岩裸露，发育两组裂隙，裂隙L1为214°∠47°，裂面较平整，未见充填物，间距0.5m～1.1m，延伸长度0.6m～1.8m，结合程度差，属硬性结构面；L2为113°∠56°，裂面较平直，局部张开1mm～3mm，无充填物，间距0.5m～1.8m，延伸长度1.7m～2.6m，结合程度差，属硬性结构面。

1.3地层岩性

据地面调查及钻探揭露，勘察深度范围内揭露的地层有第四系全新统素填土（Q4ml）、中侏罗统沙溪庙组（J2s）泥岩、砂岩。

（1）人工素填土（Q4ml）：杂色，干燥—稍湿，整体呈稍密状。主要由泥岩、砂岩碎块、粉质粘土等组成，岩石碎块粒径1cm～25cm，土石比7∶3～6∶4，大部分区域表层有10cm～ 20cm厚的混凝土层。素填土层在整个场地均有分布，钻探揭露素填土层的厚度为0.3m～18.6m。

（2）中侏罗统沙溪庙组（J2s）在场地内泥岩、砂岩层大体上呈互层状产出，由于沉积环境变化导致局部存在泥砂岩透镜体和泥砂岩层分界线的不规则性。

泥岩（J2sms）：紫红色，泥质结构，中厚层状构造，主要由粘土矿物组成，局部含砂质成分较重。强风化泥岩岩体较破碎，呈碎块状或粒状；中等风化泥岩总体较完整，岩芯多呈柱状。广泛分布于整个场地，该层为场地的主要基岩地层之一，钻探揭露厚度为0.7m～23.02m（ZC84），未揭穿。

砂岩（J2sss）：黄灰色、灰色、灰白色，细粒结构，中厚层状构造，主要矿物成分为长石、石英、岩屑及暗色矿物，泥、钙质胶结。强风化段岩体破碎，岩芯呈粉砂状、碎块状，岩质较软，为强风化。中风化段岩体较完整，岩芯多呈柱状，岩质较硬。钻孔揭露厚度0.9m～19.18m（ZX31），为场地内主要岩层之一。其中，黄色的砂岩胶结程度较差，岩质相对较软，极易风化。

综上所述，拟建区岩土性质条件较复杂。

1.4基岩顶面及基岩风化带特征

场地处于浅丘剥蚀地带，第四系覆盖土层与下伏中侏罗统沙溪庙组的泥岩、砂岩呈不整合接触。第四系覆盖层厚度0.3m～18.6m，基岩面起伏不平，倾角约1°～45°；基岩面高程范围214.56m～232.36m。根据相邻建设区勘查信息，将场地基岩划分为强风化带和中等风化带，强风带起伏与基岩面基本一致，强风化带底面随基岩面起伏而变化，基岩强风化带一般厚为0.6m～4.2m，中风化基岩面标高212.76m～230.66m，倾角跟基岩面倾角基本一致。整个场地内强风化层风化较强烈，岩体完整性较差，风化裂隙较发育，岩芯破碎，呈薄片状、颗粒状、碎块状，岩体强度低[1]。中风化带岩芯较完整，呈饼状—柱状，岩质较软—较硬。

2.水文地质条件

2.1地表水

拟建区地势整体呈斜坡—缓坡形态，勘察期间未见地表水体。场地内第四系覆盖土层较薄，松散，利于地表水的补给与排泄，地表水补给来源为降雨。场地内排水管网完善，降雨时拟建场地内地表水多以地面径流形式向排水管网内排泄。

2.2地下水

根据地下水的赋存条件、水动力特征，结合含水介质的组合状况，将区内地下水类型主要划分为松散岩类孔隙水、基岩类裂隙水两种类型。

松散岩类孔隙水：勘察区内松散岩类孔隙水主要赋存于人工填土中。该层水主要接受大气降雨、地表水体渗漏、基岩裂隙水等补给，以蒸发、侧向迳流等方式排泄。

基岩裂隙水：勘察区的基岩裂隙水为赋存于侏罗系中统沙溪庙岩层中的裂隙水及浅层风化带网状裂隙水，裂隙水的埋藏条件受基岩面形态、岩性、节理裂隙发育程度及风化等因素的控制，因此富水性不均一。

场地地下水主要以第四系土层孔隙水和基岩网状风化裂隙水，接受大气降雨补给。场地内覆盖土层为广泛分布于斜坡上的粉质粘土层，粉质粘土透水性差，为相对隔水层；场区填土层均有分布，填土层结构松散～稍密，不利于地下水储存；场地下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组砂岩及泥岩，泥岩为相对隔水层，砂岩为透水层。据地面调查，整个场地未见有地下水露头，根据对场地内各钻孔中施工之残余水进行抽干后，延续4小时观测，未见明显地下水，表明基岩裂隙水贫乏[2]。故勘察期间场地在勘探孔深度范围内地下水贫乏，在雨季填土层内可能存在短时间的孔隙水，施工时宜配备抽水设备以备使用。

2.3场地水土腐蚀性评价

拟建场地水文地质条件简单，场地內及周边无污染性腐蚀源分布，根据区域地质资料及地区经验，场地土层对混凝土结构有微腐蚀；按地层渗透性，对混凝土结构有微腐蚀；对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀；对钢结构有微腐蚀。

3.场地稳定性评价

3.1地震效应评价

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016版），拟建区所在地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。抗震设防类别为丙类，抗震设防标准为标准设防。经钻探揭示，拟建场地上覆第四系素填土，下伏中侏罗统沙溪庙组砂、泥岩，覆盖层厚度0.3m～18.6m。根据初勘时对场地所作波速测试报告：场地素填土层剪切波速为122m/s～127m/s，平均剪切波速为124m/s，为软弱土；粉质粘土层剪切波速为136m/s～152m/s，平均剪切波速为143m/s，为软弱土；场地土层等效剪切波速为132m/s，为软弱土；场地强风化基岩剪切波速大于500m/s，中风化基岩剪切波速大于800m/s，为坚硬岩石。若拟建地下车库与建筑主体结构不脱开，各拟建建筑场地类别均为Ⅱ类，属抗震一般地段，设计特征周期值Ⅱ类场地取0.35s。

3.2特殊性土评价

场地内第四系土层为人工素填土，为特殊性土，场地內人工素填土主要由粉质粘土、泥砂岩碎石块组成，土石比一般6∶4～7∶3，人工素填土呈稍密状，均匀性差，素填土基本完成自重固结，自身稳定性一般。边坡开挖临空后土体可能发生垮塌及沿基岩面滑动的现象，地震时更易失稳，但不会发生土体液化。基岩面陡峻区的填方，若密实度不足，不均匀沉降可能造成对基础的水平向推力以及土体剩余下滑力对支挡结构产生水平推力，因此对基岩面陡峻区的基础及支护结构应加强抗拔、抗弯剪性能。

3.3基坑边坡稳定性评价

拟建区基坑边坡分布见图1。

（1）J1J2段岩质基坑边坡

J1J2段岩质基坑边坡位于拟建区北侧边墙线，长约80m，高8.9m，坡向157°，坡角90°，仅局部坡顶存在0m～ 0.4m的薄层填土，清除不计。J1J2段岩质基坑边坡为切向边坡，边坡外倾结构面为裂隙面1和裂隙面2的组合面，边坡稳定性受结构组合面（裂隙面1为214°∠47°，裂隙面2为113°∠56°）的控制，倾角46°。经过平面滑动法计算认为[3]：J1J2段岩质基坑边坡天然状态下稳定，暴雨状态下处于欠稳定，安全余度不足；J1J2段岩质基坑边坡有放坡条件，开挖时沿外倾结构面（倾角46°）放坡，基坑边坡的永久性支挡可采用加强的地下室剪力墙，地下室边墙修建好后再回填压实填土；边坡安全等级为二级，岩体类别为Ⅳ类，等效内摩擦角取45°，破裂角取46°。

（2）J2J3段岩质基坑边坡

J2J3段岩质边坡为拟建区东侧边墙线，长约22.5m，高8.9m，坡向247°，坡角90°。J2J3段岩质基坑边坡为切向边坡，边坡外倾结构面为岩层面（292°∠53°）与裂隙1（214°∠47°）的组合面（倾角50°），边坡稳定性受其控制。计算结果表明：此段边坡天然状态下稳定，暴雨状态下不稳定；有放坡条件段（空旷地段），可顺外倾结构面（倾角50°）临时放坡，无放坡条件段（靠近已有边坡段），建议采用锚杆挡墙支挡，逆作法施工；边坡安全等级为二级，岩体类别为Ⅳ类，等效内摩擦角取45°，破裂角取50°。

（3）J3J4段岩质基坑边坡

J3J4段岩质基坑边坡位于拟建区南东侧边墙线，长约40m，高8.9m～9.9m，坡向296°，坡角90°。J3J4段岩质基坑边坡为顺向边坡，边坡外倾结构面为岩层面（292°∠53°），边坡稳定性受其的控制，倾角53°。计算结果表明：此段边坡天然状态下不稳定，暴雨状态下不稳定；基坑边坡外侧为现状顺向岩质边，坡顶有重要建筑，无放坡条件，建议采用预应力锚杆挡墙或排桩式锚杆挡墙支护，逆作法施工，跳槽开挖；边坡安全等级为二级，岩体类别为Ⅳ类，等效内摩擦角取45°，破裂角取53°。

（4）J4J5段岩土混合基坑边坡

J4J5段岩土混合基坑边坡位于拟建区南东侧边墙线，长约30m，高9.9m，坡向296°，坡角90°。边坡上部土层厚4.4m～8.1m，下部岩质部分厚1.8m～5.5m，上部填土结构稍密状，基坑边坡若直立开挖，可能沿基岩面滑塌。由计算结果可知：若直立开挖基坑，上部土体天然状态、饱和状态均处于不稳定状态，土方量不大，建议基坑开挖时清除土体，地下车库边墙修建好后再回填压实的填土；下部岩质部分基坑边坡与J3J4段倾向一致，为顺向岩质边坡，直立开挖岩质边坡不稳，建议有放坡条件时（靠近南端空旷地段），可沿岩层面放坡，无放坡条件时，建议采用预应力锚杆挡墙或排桩式锚杆挡墙支护，逆作法施工，边坡安全等级为二级，岩体类别为Ⅳ类，等效内摩擦角取45°，破裂角取53°。

（5）J5J6段岩土混合基坑边坡

J5J6段岩土混合基坑边坡位于拟建区南侧边墙线，长约10m，高9.9m，坡向337°，坡角90°。上部填土层厚约8.0m，下部岩质部分厚约1.9m。上部填土结构稍密状，基岩面倾角小于15°，依经验计算填土不会沿基岩面滑塌，但开挖临空后，前缘填土可能发生局部垮塌。建议开挖时按1∶1.5放坡。J5J6段岩土混合基坑边坡下部岩质部分为切向边坡，边坡无外倾结构面，边坡处于稳定状态。但边坡直立开挖，可能发生掉块现象，建议按1∶0.75放坡。J5J6段岩土混合基坑边坡的永久性支挡可采用加强的地下室剪力墙。地下室边墙修建好之后，再回填压实的填土。边坡安全等级为二级，岩体类别为Ⅲ类，等效内摩擦角取55°，破裂角取61°。

（6）J1J6段填土基坑边坡

J1J6段填土基坑边坡填土结构稍密、均匀性差，可能发生土体内部的圆弧形剪切破坏，场地目前看来有放坡条件，建议按1∶1.5放坡。永久性支挡采用加强的地下室剪力墙，在地下车库边墙修建好之后再回填土，并分层压实。做好地下车库的防水、防渗措施。

4.结论

综上所述，拟建区岩土性质条件较复杂，场地及周边无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，场区内岩层呈单斜产出，裂隙较发育，岩体较完整，场地适宜本工程建设。拟建区基坑边坡在降雨等自然因素或人工无序开挖等人为因素影响后对地质环境改变较大，应及时采取相应的治理措施。

参考文献：

[1]黄鹏飞.岩土工程勘察场地和地基稳定性综合评价的分析[J].西部资源， 2018（03）：80-81.

[2]蒋正，倪化勇，宋志.重庆丰都县城区红层边坡变形破坏模式与稳定性评价[J].中国地质灾害与防治学报， 2018， 29（06）：23-32.

[3]文和鹏，赵建林.重庆奉溪高速邱家大桥滑坡基本特征及稳定性分析[J].长春工程学院学报（自然科学版）， 2015， 16（03）：89-93.