甘肅省蘭州市隧道窯項(xiàng)目巖土工程特性及場(chǎng)地適宜性評(píng)價(jià)

張政 于燕燕

摘要：擬建場(chǎng)地位于蘭州市紅古區(qū)方大炭素廠區(qū)內(nèi)，北臨109國道，南臨湟水河，工程重要性等級(jí)為二級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。根據(jù)鉆孔揭露，該場(chǎng)地地層主要為第四系沖洪積層及新近系泥巖，場(chǎng)地地層分為5個(gè)主層。③卵石工程力學(xué)性能較好，承載力較高，是擬建建筑物理想的基礎(chǔ)持力層。④層砂巖、⑤層泥巖厚度大，承載力高，是擬建場(chǎng)地內(nèi)良好的基礎(chǔ)下臥層。該建筑場(chǎng)地屬于基本穩(wěn)定場(chǎng)地，較適宜擬建建筑物建設(shè)。研究結(jié)果為工程設(shè)計(jì)與建設(shè)提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：甘肅省蘭州市；隧道窯項(xiàng)目；巖土工程

1.工程地質(zhì)條件

1.1場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造

擬建場(chǎng)地地貌單元屬湟水河Ⅱ級(jí)階地。場(chǎng)地地形整體平坦，地勢(shì)西北高東南低，自西北向東南逐漸傾斜?？辈靺^(qū)在區(qū)域構(gòu)造上，地處祁呂賀山字形構(gòu)造的兩翼與青藏歹字型構(gòu)造體系和隴西旋卷構(gòu)造的交匯地帶，次級(jí)構(gòu)造較復(fù)雜，斷層、斷裂褶皺一般發(fā)育。場(chǎng)地內(nèi)主要為第四系全新統(tǒng)（Qh）地層，場(chǎng)地內(nèi)部無第四系構(gòu)造活動(dòng)跡象。

1.2地層巖性特征

根據(jù)鉆孔揭露，該場(chǎng)地地層主要為第四系沖洪積層及新近系泥巖。根據(jù)土層的巖性特征及物理力學(xué)性質(zhì)的差異，將場(chǎng)地地層分為5個(gè)主層。現(xiàn)按從上至下的順序?qū)⒏鲗油恋膸r性特征分述如下：（1）素填土（Qhml，層序號(hào)①）：雜色，土質(zhì)不均，表層0.5m～3m厚度為硬化混凝土面層，下部主要由卵、礫石組成，含少量粉土，中密。分布連續(xù)，層厚1.3m～7.7m，層位變化較大；（2）粉土層（Qhal-pl，層序號(hào)②）：黃褐色，場(chǎng)地內(nèi)僅10處勘探點(diǎn)內(nèi)揭露，土質(zhì)不均，孔隙較發(fā)育，切面較光滑，稍有光澤，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度中等，韌性中等，稍濕～濕，中密。埋深1.3m～3.8m，層厚0.4m～4.5m；（3）卵石層（Qhal+pl，層序號(hào)③）：雜色，分布連續(xù)，一般粒徑30mm～100mm，最大粒徑220mm，粒徑大于20mm的顆粒含量約占總質(zhì)量的65%～80%，母巖成分主要為石英巖、砂礫巖、花崗巖等，分選性一般，磨圓度較好，呈亞圓—圓狀，偶含漂石，粒間以中粗砂及少量泥質(zhì)充填，中密—密實(shí)；層厚為5m～9.2m，埋深2.5m～8.0m；（4）砂巖（N，層序號(hào)④）：新近系沉積物，局部鉆孔揭露，層厚為0.3m～5.2m，橘紅色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，礦物成分以石英、長石為主，巖芯呈短柱狀；（5）泥巖（N，層序號(hào)⑤）：新近系沉積物，本層未揭穿，最大揭露厚度5.7m，橘紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造，錘擊易碎，巖芯多呈短柱狀，該層在場(chǎng)地內(nèi)均有分布。

1.3場(chǎng)區(qū)地下水

本次勘察在擬建場(chǎng)地內(nèi)勘探深度范圍內(nèi)均揭露有地下水。該場(chǎng)地內(nèi)地下水為孔隙潛水，主要賦存于卵石層中，接受大氣降水及側(cè)向徑流的補(bǔ)給，沿河谷向下游排泄，受補(bǔ)給源的影響，水位隨季節(jié)變化，年波動(dòng)幅度在1.5m～2.5m左右?？辈炱陂g地下水的埋深為6.1m～9.0m之間。

2.場(chǎng)地巖土特性綜合分析評(píng)價(jià)

2.1地基土的物理力學(xué)性質(zhì)

（1）室內(nèi)試驗(yàn)

本次勘察在②粉土層中采取原狀土樣進(jìn)行了土常規(guī)試驗(yàn)，共6件，現(xiàn)將其統(tǒng)計(jì)如表1。

依據(jù)表1，②粉土孔隙比e0為0.62～0.73之間，平均值0.67，②粉土層密實(shí)度為密實(shí)。

（2）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

本次勘察在①層素填土和②粉土中進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表2。

依據(jù)表2，①層素填土，標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為10.6，密實(shí)度為稍密；②粉土層標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)平均值為11.7，考慮原狀土取土器對(duì)土層的擾動(dòng)，綜合考慮地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，綜合判斷②層粉土密實(shí)度中密。

（3）動(dòng)力觸探試驗(yàn)

本次勘察在③卵石層中進(jìn)行了重型動(dòng)力觸探試驗(yàn)，現(xiàn)按巖土工程勘察規(guī)范桿長修正后將其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見表3，試驗(yàn)結(jié)果表明：③卵石層密實(shí)度為中密。

2.2地基土的壓縮性評(píng)價(jià)

依據(jù)表1統(tǒng)計(jì)結(jié)果，②層粉土的壓縮系數(shù)a1- 2= 0.19MPa- 1～0.27MPa- 1，平均0.22MPa- 1；壓縮模量Es= 6.35MPa～8.66MPa，平均7.70MPa。該土層具有中壓縮性。

2.3地基土的濕陷性評(píng)價(jià)

場(chǎng)地內(nèi)②粉土濕陷系數(shù)小于0.015，場(chǎng)地土無濕陷性。

2.4地下水的腐蝕性評(píng)價(jià)

勘察期間場(chǎng)地地下水埋深6.1m～9.0m，若采用樁基礎(chǔ)，存在水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕；本次勘察在場(chǎng)地內(nèi)取地下水取樣6件進(jìn)行了水質(zhì)分析，主要指標(biāo)見表4。場(chǎng)地按I類環(huán)境，本場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋在干濕交替條件下具有弱腐蝕性，在長期浸水條件下具有微腐蝕性。

2.5地基土的腐蝕性評(píng)價(jià)

本次勘察在鉆孔中取擾動(dòng)樣3件進(jìn)行含鹽量分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表5。場(chǎng)地環(huán)境類型為Ⅲ類，判定地基土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性。

2.6地基土綜合評(píng)價(jià)

由以上分析結(jié)果，根據(jù)地基土的分布情況和擬建物特點(diǎn)，綜合評(píng)價(jià)如下：

①素填土：土質(zhì)不均，主要以卵、礫石和粉土組成，分布連續(xù)，層位差別大，厚度變化大，呈稍密狀態(tài)；工程力學(xué)性能較好，承載力一般，不經(jīng)處理不宜作為場(chǎng)地基礎(chǔ)持力層。

②粉土：分布不連續(xù)，層位高差較大，厚度變化較大，工程力學(xué)性能一般，承載力一般，不宜作為場(chǎng)地基礎(chǔ)持力層。

③卵石：分布連續(xù)，層位穩(wěn)定，厚度變化較大，顆粒不均，工程力學(xué)性能較好，承載力較高，是擬建建筑物理想的基礎(chǔ)持力層。

④層砂巖、⑤層泥巖：該層在擬建場(chǎng)地內(nèi)均有分布，厚度大，本次勘察未揭穿，承載力高，是擬建場(chǎng)地內(nèi)良好的基礎(chǔ)下臥層。

2.7地基土承載力特征值的確定

根據(jù)原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)，參考已有建筑經(jīng)驗(yàn)，綜合分析給定地基土的承載力特征值及變形模量（壓縮模量）值：見表6。

3.持力層的選擇及基礎(chǔ)類型的建議

依據(jù)擬建工程特點(diǎn)、平面布置及場(chǎng)地地基條件，結(jié)合已有的建筑經(jīng)驗(yàn)，對(duì)擬建建構(gòu)筑物基礎(chǔ)持力層及基礎(chǔ)類型建議如下：

淺基礎(chǔ)：建議以清除表層水泥地坪后的①層素填土為基礎(chǔ)持力層，對(duì)廠房、低壓配電室、值班室及熱煤爐房等基礎(chǔ)類型建議采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)，對(duì)液態(tài)瀝青儲(chǔ)罐、冷水池建議采用筏形基礎(chǔ)。地基處理建議：清除水泥地坪后，采用砂礫石換填至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

樁基礎(chǔ)：擬建液態(tài)瀝青儲(chǔ)罐、冷水池基礎(chǔ)類型也可采用樁基礎(chǔ)，以③層卵石為基礎(chǔ)持力層，樁端宜進(jìn)入③層卵石1倍以上樁徑，且不小于0.5m。

成樁建議采用鉆孔灌注或旋挖樁。樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik及樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qpk建議按表7選取。

4.場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)

根據(jù)以上綜合分析，擬建場(chǎng)地內(nèi)及附近無活動(dòng)性斷裂發(fā)育；場(chǎng)地內(nèi)地形開闊平緩，無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質(zhì)作用及地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育；屬對(duì)建筑抗震的一般地段。該建筑場(chǎng)地屬于基本穩(wěn)定場(chǎng)地。擬建場(chǎng)地基本穩(wěn)定；場(chǎng)地內(nèi)地形平坦，地貌簡單，地面坡度小于10%；場(chǎng)地內(nèi)巖土種類較多，分布較均勻，工程性質(zhì)較好；各鉆孔內(nèi)未揭露地下水位，地表排水條件良好。該場(chǎng)地較適宜擬建建筑物建設(shè)。采用淺基礎(chǔ)時(shí)，基槽開挖在局部可放坡地段建議放坡坡比不陡于1∶1，不具備放坡條件地段建議采用土釘墻支護(hù)。

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