贵州某场地岩土工程勘察探析

摘 要：【目的】查明拟建设场地内基本地质情况、水文地质特征、地震情况及周边不良地质情况并提出治理建议，确定拟建场地内岩土体力学特征，为工程建设选取合适持力层。【方法】通过钻探工程、取岩土样和水样进行测试，分析场地稳定性、地下水腐蚀性，获取岩土体物理力学参数。【结果】钻探结果表明，场地内地层由上到下可分为第四系残坡积层、强风化泥岩层、中风化泥岩层等3个层位；水样测试结果表明，场地内地下水腐蚀性微弱；岩样测试结果表明中风化层泥岩承载力特征值为2 408.4 KPa，承载力较好。【结论】拟建场地整体稳定性较好，适宜开展工程建设；地下水位在建设最低标高以下，可不考虑抗浮设计；建议选取中风化泥岩作为持力层。

关键词：岩土工程勘察；地下水；岩土测试；地基承载力

中图分类号：TU195" " " 文献标志码：A" " 文章编号：1003-5168（2024）22-0109-05

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.22.023

Analysis of Geotechnical Engineering Investigation in a Site in Guizhou Province

Abstract：[Purposes] In order to find out the basic geological conditions， hydrogeological characteristics， structural and seismic conditions in the proposed construction site， find out the adverse geological conditions in and around the proposed site and put forward treatment suggestions， determine the geotechnical physical characteristics in the proposed site， and select the appropriate bearing layer for the engineering construction.[Methods] Through drilling engineering， taking rock and soil samples and water samples for testing， the stability of the site and the corrosion of groundwater are analyzed， and the physical and mechanical parameters of rock and soil are obtained.[Findings] The drilling shows that the inner layer of the site can be divided into three layers from top to bottom： quaternary residual slope layer， heavily-weathered mudstone layer and moderately-weathered mudstone layer. The test results of water samples show that the corrosion of water inside the site is weak. The rock sample test results show that the bearing capacity characteristic value of moderately-weathered mudstone is 2 408.4 KPa， and the bearing capacity is good.[Conclusions] Through this work， it is found that the overall stability of the proposed site is good， and the project construction will be carried out. The groundwater level is below the lowest elevation of the construction， the anti-floating design may not be considered; it is suggested to select moderately-weathered mudstone as the bearing layer.

Keywords： geotechnical engineering investigation；groundwater；geotechnical testing；foundation bearing capacity

0 引言

某场地岩土工程拟在某河流左岸建场地内开展工程建设。查明建设场地内基本地质情况、水文地质特征、评价场地稳定性，可为后续工程建设提供准确有效的地质资料。本研究主要采用钻探工程、岩土测试、水样测试等方法进行综合分析评价，基本查明场地内岩土体分布特征，分析评价地下水对构建筑物的影响，并通过力学测试为工程建设选取合适的持力层［1］。

1 研究区概况

该场地位于乌江左岸，地貌为河谷地貌，属于河流Ⅰ级阶地，西侧为山体斜坡，东侧为正在建设的工程场地。勘查场地拟建工程为44栋22层居民住宅区，总占地面积约为51 327 m2。根据现场调查及实测地形图，场地内地形起伏变化较大，地势不平坦，场地内地面标高420～472 m，最大相对高差约52 m。

根据《岩土工程勘察规范》GB 50021—2001（2009年版），对岩土工程勘察进行分级，可以将该工程定为重要工程，工程重要性等级定为一级。拟建场地位于河流左岸Ⅰ级阶地，地形起伏变化较大，地貌较为复杂且场地内侧存在部分开挖，地质环境受到一定的破坏。场地位于抗震设防6度区，场地等级定为I级；拟建场地内含多种岩土体，土体均匀性差，性质变化比较大，场地地基等级定为Ⅱ级。根据工程重要性等级、场地等级、地基复杂程度的分级情况综合分析，该拟建场地的岩土工程勘察等级为甲级［2］。

2 地质环境条件

2.1 气象

拟建场地地处亚热带季风湿润气候，具有春夏较长，冬秋较短，夏热冬暖等特点。年平均温度17.3℃，1月份最冷，7月份最热，极端最高气温为1972年8月27日40.7℃，极端最低气温为1970年1月30日零下5.5℃。全年无霜期为248天，年日照时间约1 169.5 h。

对收集的近20年气象资料进行分析，降水多集中在每年的4至10月份。年平均降水量为1 129.1 mm，最大年降水量为2014年1 529.45 mm，最大日降雨量为295.4 mm；最大时降水量为62.8 mm如图1所示。

2.2 地层

通过地表调绘及钻探揭露，拟建场地内岩土体结构由第四系残坡积层（Qel+dl）含碎石粉质黏土及志留系秀山组（S1xsh）钙质泥岩组成，根据岩土体的分布特征由上而下分别叙述如下。

第四系残坡积层（Qel+dl）：分布于整个拟建场地，呈褐黄色、黄色，含较多泥岩碎块。根据钻探工程及土样测试成果资料，场地内土体为含碎石粉质黏土，呈可塑状，厚1.1～2.6m。具体物理力学指标见表1。

志留系秀山组（S1xsh）：根据对拟建场地周边基岩露头的调查并结合钻探岩心揭露地层的情况，拟建场地内的下伏基岩为志留系兰多维列统秀山组（S1xsh）地层，其岩性为紫红色、灰绿色薄至中厚层状钙质泥岩。根据岩心风化程度可以将基岩划分为强风化层泥岩和中风化层泥岩，结合岩心揭露情况可知，拟建场地内强风化层厚度为3.7～6.3 m。强风化层岩心采取率为65%～75%，岩心呈碎块状、块状，少量短柱状，观察岩心可见明显风化现象，锤击声不清脆，无回弹，且易被击碎，岩心浸水后指甲可划出印痕。中风化层岩心采取率为80%～95%，大于10 cm的岩心采取率为65%～80%，岩心呈短柱状、柱状［3-4］。根据对拟建场地钻探岩心取样测试，中风化层岩体单轴抗压强度15.3～26.4 MPa，平均值20.55 MPa，标准值20.07 MPa，具体物理力学参数见表2。

2.3 地质构造及地震情况

拟建场地所在区域主要发育近南北向褶皱构造，拟建场地位于一近南北向开阔向斜东翼。通过现场调查，拟建场地内为未发现断层构造，场地内出露地层产状平稳，岩层呈单斜产出，地层产状为276°∠11°。

根据县志记载，自1884年至2000年间，共发生过10余次地震，历史记载最大震级为5.25级。根据地震局发布的地震信息表明，工作区内最近一次地震发生于2023年2月9日，地震震级2.4级，详见表3。

2.4 水文地质条件

对拟建地内水文地质条件进行地面调查并结合相邻场地基础施工资料综合分析，场地内未见稳定地表水，地表水主要为降水形成的地表径流，地下水则主要由第四系孔隙水和基岩裂隙水组成。场地周边有乌江自南向北流过。

地表水。拟建场地东侧约200 m处为乌江，江水流向自南向北，乌江属季节性河流，丰水期河流断面较大，水位涨落频繁，涨幅在5～10 m，一般常年水位356 m，五十年一遇洪水位376 m。枯水期流量较小，水位相对较低［3］。上游及下游均有水电站，可进行水位调控。

第四系孔隙水。拟建场广泛分布第四系残坡积层含碎石粉质黏土，该土层为第四系孔隙水主要分布层位。第四系孔隙水补给来源主要为大气降水且赋存深度较浅，无法大量长时间赋存于土体中，故该类地下水仅在降雨时短暂性存在。加之第四系含碎石粉质黏土结构松散，孔隙度高，有利于地下水径流排泄，不易富集。

基岩裂隙水。该类地下水的富集主要受基岩的风化裂隙和构造裂隙控制，在较为破碎的强风化层中基岩裂隙水较为富集，中风化层因岩石较为完整则基岩裂隙水赋存较少。基岩裂隙水的主要受大气降水补给，因补给源存在不确定性，故其水位和水量变化较大。

3 拟建场地工程地质条件评价

3.1 地表水影响评价

在拟建场地内未发现稳定的地表径流，只在降水时因山坡汇水形成短时间、阶段性地表径流。为减小因降水形成的地表径流对本场地的影响，可在拟建场地西侧山体下方及场地内修筑排水沟渠，及时将降水汇集并排出场地。

拟建场地东侧为乌江，其一般常年水位356 m，五十年一遇洪水位376 m。拟建场地最低地面标高为420 m，其高于历史洪水位44 m，故江水对拟建场地的影响可忽略不计。

3.2 地下水影响评价

拟建场地内地下水主要为第四系孔隙水与基岩裂隙水两种，其补给源主要为大气降水。场地内基岩为泥岩，属弱透水层，是较好的隔水界面，在钻探过程中所有钻孔均未出现返水现象，说明上覆第四系含碎石粉质黏土透水性良好，可使地下水快速排泄，场地内无法长时间形成有效含水层。因此，场地内地下水位较低，对场地内拟建物的影响较小，可不考虑抗浮设计［3］。

3.3 地下水腐蚀性评价

拟建场地属于Ⅱ类环境类型，根据所取水样腐蚀性分析测试成果并结合《岩土工程勘察规范》中腐蚀性评价标准对场地内地下水腐蚀性进行分析评价，评价结果详见表4、表5。

根据测试结果并对照参考标准确定本拟建场地内地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对混凝土中钢筋同样具有微腐蚀性［5-7］。

3.4 岩体物理力学参数

鉴于拟建场地内土体结构松散，不对土体力学参数进行分析评价，通过对强风化层泥岩及中风化层泥岩进行岩体物理力学测试，对比其测试结果，选取合适层位作为建构筑物基础持力层。

强风化层泥岩。该层为极软岩，结构较为破碎，根据动力触探试验，修正后动探击数为10.73～11.58，修正后动探击数平均值为11.09。按照《工程岩体分级标准》进行岩体物理力学参数选取，建议岩土参数为：γ=22 KN/m³，Ck=100 KPa，Φk=23°。结合《工程地质手册》（第四版），通过内插法计算，并结合工程经验，建议强风化层泥岩的地基承载力特征值为fak=400 KPa。变形模量采用内插法计算，建议变形模量E0=28.4 MPa。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 5033—2013），建议强风化泥岩与挡墙底面摩擦系数μ=0.40。

中风化层泥岩。该层为中风化层泥岩，根据钻探岩心显示其岩体结构完整，结合物理力学测试结果，选取该层作为基础持力层。根据岩体结构面组数、平均间距及延伸情况，判断该层为较破碎岩体，综合确定折减系数ψr=0.12，单轴抗压强度测试其标准值frk=20.07 MPa。通过计算可知中风化泥岩地基承载力特征值为 fa=20.07×0.12×1 000=2 408.4 KPa。综合分析，建议拟建场地的中风化泥岩地基承载力特征值选取为fa=2 200 KPa，具体使用值应根据试桩最终确定。

3.5 场地稳定性评价。拟建场地内地质构造简单，未见断层、褶皱等构造发育，地层产状平稳，呈单斜产出，基岩稳定性较好。根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）及《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015）可知，拟建场地所在区域抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05 g，峰值加速度为0.05 g，反应谱特征周期为0.35 s，区域稳定性较好，事适宜进行工程建设［8-9］。

3.6 不良地质评价

①南侧及北侧边坡。拟建场地内及其周边未见岩溶塌陷、崩塌及泥石流等地质灾害，但在场地南侧及北侧存在未支护边坡，南侧边坡长约150 m，高7～10 m，坡度50°～70°，边坡位置土层较薄，部分基岩出露，由于泥岩风化速度较快，随时间推移边坡可能会出现小规模滑塌，因此必须对该边坡进行有效支挡；北侧边坡长约200 m，高5～10 m，坡度40°～60°，边坡位置土层较薄，基岩出露，由于泥岩风化较快，边坡偶尔会发生块石掉块现象。根据场地规划，拟建道路及建筑紧靠该边坡，该边坡对场地安全构成威胁，因此必须对该边坡进行有效支挡［10］。

②场地阶梯状斜坡。拟建场地微地貌为阶梯状斜坡地貌，特别是场地东侧存在阶梯状斜坡及陡斜坡，该区地形复杂，土层局部较厚，均匀性较差。根据场地规划情况，该区存在两排拟建建筑，由于原地形高程高差约7 m，场平后会形成边坡，对拟建建筑的安全构成威胁，因此必须对该区域进行有效支挡。

4 结论及建议

①拟建场地所处区域稳定性良好，适宜进行工程建设，但在拟建场地南侧、北侧边坡及场地内阶梯状斜坡存在局部垮塌风险，在工程建设前应进行永久性治理，消除安全隐患。

②拟建场地内未见稳定地表径流，但需在场地四周修筑截排水沟，减小因降水形成的地表径流对场地的影响。

③场地内基岩为泥岩，可形成较好隔水界面，上覆含碎石粉质黏土结构松散，透水性好，场地内无法长时间形成稳定地下水水位且钻探过程中未见稳定地下水分布，故可不考虑抗浮设计。

④通过采集拟建场地内水样进行测试分析，可知场地内地下水对混凝土结构具有微腐蚀性，对混凝土中钢筋同样具有微腐蚀性。

⑤结合场地地质条件进行综合分析，建议场地内构建筑物基础选择桩基础形式，并选择中风化层作为基础持力层，建议地基承载力特征值 fa=2 200 KPa，具体使用值应根据试桩最终确定。

参考文献：

［1］刘学峰.滑坡岩土工程勘察探讨［J］.建筑经济，2021，42（S1）：381-385.

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［6］颜玉兵.水文地质对岩土工程勘察的影响及控制措施研究［J］.有色金属设计，2021，48（4）：87-89.

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［9］全国地震标准化技术委员会.中国地震动参数区划图：GB 18306—2015［S］.北京：国家标准出版社，2015.

［10］林颖帅.岩土工程勘察方案的设计与应用：以某园区迁建项目为例［J］.四川水泥，2023（12）：67-69.