工程地質(zhì)條件勘察在巖土工程調(diào)查中的應(yīng)用

張 偉

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊(duì), 安徽六安 237010）

巖土工程調(diào)查是建設(shè)工程安全施工的基礎(chǔ), 也是查明擬建區(qū)域工程地質(zhì)條件的主要方法。工程地質(zhì)條件勘察是巖土工程調(diào)查的重要組成部分, 只有充分了解擬建區(qū)域的工程地質(zhì)條件, 才能結(jié)合巖土體物理力學(xué)性質(zhì)編制出合理的方案, 為進(jìn)一步展開治理或建設(shè)提供指導(dǎo)[1]。本文以某擬建工程的巖土調(diào)查為例, 分析工程地質(zhì)條件勘察在巖土工程調(diào)查中的應(yīng)用。

1 擬建區(qū)巖土體特征

巖土體特征研究是分析巖土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ), 也是編制建設(shè)方案的重要參考依據(jù)。因此, 在巖土工程調(diào)查中必須查明擬建區(qū)域的巖土體特征。如某擬建區(qū)內(nèi)巖土體可分為：

①雜填土：顏色混雜, 以褐黃、褐紅、褐灰色為主, 夾雜灰褐、灰黑、磚紅等色, 松散—稍密, 濕。淺部成份主要由碎石、砼塊、磚礫等建筑垃圾混少量粘性土組成, 下部以粘性土混碎石, 少量建筑垃圾為主, 組成份復(fù)雜, 局部底部為30cm耕植土。重型動力觸探錘擊數(shù)（修正）N=1.0～13.2擊, 平均6.0擊。

②粘土：褐紅、褐黃色夾灰黑色, 硬塑狀態(tài)為主, 局部可塑, 飽和, 中等壓縮性。零星含少量黑色鐵錳質(zhì)結(jié)核及礫石顆粒, 局部夾粉質(zhì)粘土薄層, 局部段底部夾15～25cm可偏硬塑狀有機(jī)質(zhì)粘土, 切面較光滑, 韌性高, 干強(qiáng)度高。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=4.7～11.7擊, 平均8.4擊。

③粉土：灰色、褐灰色, 稍密, 濕, 中等壓縮性；局部段夾粉砂或粉質(zhì)粘土條紋, 偶見膠結(jié)團(tuán)塊或姜結(jié)石, 搖震反應(yīng)中等。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=5.1～11.2擊, 平均8.8擊。

③-1粘土：灰色、淺灰色、褐灰色, 可塑狀態(tài)為主, 局部軟塑, 飽和, 中等壓縮性為主, 局部高壓縮性。層內(nèi)局部段夾粉質(zhì)粘土薄層, 韌性高, 干強(qiáng)度高。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=2.6～9.2擊, 平均5.6擊。

③-2有機(jī)質(zhì)粘土：褐黑、灰黑色, 可塑狀態(tài)為主, 局部為軟塑, 飽和, 高壓縮性。有機(jī)質(zhì)含量3.7%～13.1%, 平均7.4%, 局部段夾泥炭質(zhì)土或含有機(jī)質(zhì)粘土薄層。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=3.9～7.9擊, 平均5.5擊。主要以透鏡體或薄層狀分布于地基土上部, 僅場地南部少數(shù)鉆孔揭露。

④粉質(zhì)粘土：灰色、蘭灰色、褐灰色, 可塑狀態(tài)為主, 局部軟塑狀態(tài), 飽和, 中等壓縮性為主, 局部段高壓縮性。層內(nèi)局部段略含有機(jī)質(zhì), 夾粘土薄層, 切面較光滑, 韌性中等, 干強(qiáng)度中等。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=2.9～9.5擊, 平均6.2擊。

④-1粉土：灰色、蘭灰色、淺灰色, 稍—中密, 濕, 中等壓縮性。局部段夾粉砂、粉質(zhì)粘土薄層, 偶見膠結(jié)團(tuán)塊, 質(zhì)較硬, 搖振反應(yīng)中等, 韌性低, 干強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=6.4～13.0擊, 平均9.4擊。

④-2有機(jī)質(zhì)粘土：黑色、灰黑色, 軟塑狀態(tài), 局部可偏軟塑, 飽和, 高壓縮性。有機(jī)質(zhì)含量2.5%～31.2%, 平均8.6%, 局部夾泥炭質(zhì)土或含有機(jī)質(zhì)粘土薄層。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=3.6～7.2擊, 平均4.5擊。

⑤粉土：淺灰色、蘭灰色、灰色, 中密為主, 局部稍密, 濕, 中等壓縮性。局部夾粉質(zhì)粘土條紋及粉砂薄層, 偶見膠結(jié)塊或姜結(jié)石顆粒, 搖振反應(yīng)中等—慢, 韌性低, 干強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=6.3～18.2擊, 平均12.4擊。

⑤-1粉質(zhì)粘土：灰色、褐灰色, 可塑狀態(tài), 飽和, 中壓縮性, 局部段為粘土薄層, 切面較光滑, 韌性中等, 干強(qiáng)度中等。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=5.6～7.4擊, 平均值N=6.7擊。主要以薄層或透鏡體形式分布。

⑥粉土：淺灰色、灰色、淺蘭灰色, 中—密實(shí)狀態(tài), 濕, 中等壓縮性。局部夾粉砂薄層或粉質(zhì)粘土條紋, 偶見膠結(jié)團(tuán)塊, 搖振反應(yīng)慢, 韌性低, 干強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=9.8～23.1擊, 平均16.6擊。

⑥-1粘土：灰色、淺蘭灰, 可塑狀態(tài), 飽和, 中等壓縮性。局部段夾粉質(zhì)粘土薄層, 偶見姜結(jié)石顆粒, 切面光滑, 韌性高, 干強(qiáng)度高。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=5.8～9.8擊, 平均8.2擊。

⑥-2泥炭質(zhì)土：黑色, 可偏軟塑狀態(tài)為主, 局部軟塑, 飽和, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性, 局部段為有機(jī)質(zhì)粘土薄層, 有機(jī)質(zhì)含量5.2%～48.7%, 平均16.90%, 質(zhì)較輕, 干強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)（修正）N=6.3～8.4擊, 平均7.4擊。主要以透鏡體或薄層狀分布, 全場部分鉆孔有揭露。

⑦粉土：灰色、褐灰色、密實(shí)狀態(tài)為主, 局部中密狀, 濕, 中壓縮性, 局部段為粉砂薄層, 偶見少量姜結(jié)石及膠結(jié)團(tuán)塊, 搖震反應(yīng)慢, 韌性低, 干強(qiáng)度低。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=12.6～25.2擊, 平均值N=19.2擊。

⑦-1粘土：灰色、淺蘭灰色, 可塑狀態(tài)為主, 局部硬塑, 飽和, 中等壓縮性。層內(nèi)局部段夾粉質(zhì)粘土或含有機(jī)質(zhì)粘土薄層, 切面光滑, 韌性高, 干強(qiáng)度高。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=6.3～14.7擊, 平均10.2擊。

⑦-2泥炭質(zhì)土：黑色、灰黑色, 可偏軟塑為主, 局部軟塑, 飽和, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性。局部段為有機(jī)質(zhì)粘土薄層, 有機(jī)質(zhì)含量5.6%～21.0%, 平均12.40%。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N=6.3～7.7擊, 平均6.8擊。主要以透鏡體或薄層形式分布, 全場部分鉆孔有揭露。

2 特殊巖土體特征

特殊巖土體特征研究是工程地質(zhì)條件勘察中的重要組成部分, 是提高巖土工程調(diào)查質(zhì)量和重要指標(biāo), 也是防治安全施工問題的前提[2-3]。因此, 加強(qiáng)特殊巖土體特征的研究至關(guān)重要。如某擬建區(qū)域的特殊性巖土主要有人工填土、軟弱土及液化土層, 其特征如下：

（1）人工填土：擬建場地內(nèi)填土主要為地表分布的①層雜填土, 呈松散—稍密狀, 淺部成份主要由碎石、砼塊、磚礫、粘性土等組成, 組成份復(fù)雜, 主要因拆遷挖除舊房基礎(chǔ)回填整平形成, 地表松散狀雜填土現(xiàn)已基本清除；中下部以粘性土混碎石, 少量建筑垃圾為主, 局部底部為30cm耕植土。該土層后期基坑施工時(shí)將被挖除, 僅基坑側(cè)壁分布, 由于該土層成分復(fù)雜, 密實(shí)度不高, 因此, 應(yīng)對基坑側(cè)壁出露段進(jìn)行清理并支護(hù), 保證基坑側(cè)壁安全。

（2）軟弱土：擬建場地內(nèi)分布有第四系飽和軟土地層, 主要分為兩類, 一類為地基土淺部③-1層、④-2層有機(jī)質(zhì)粘土, 呈軟—可塑狀, 具高壓縮性, 力學(xué)強(qiáng)度低, 對基坑開挖不利；第二類為地基土中下部⑥-2層、⑦-2層泥炭質(zhì)土, 可偏軟塑狀為主, 局部軟塑, 高壓縮性為主, 局部中等壓縮性, 力學(xué)強(qiáng)度相對第一類軟弱土相差不大, 以透鏡體或薄層形式分布。第二類軟弱土位于基坑開挖深度以下, 對基坑不利影響較小。

（3）液化土：地基土0～20m分布有③層、④-1層、局部⑤層液化粉土, 上述土層局部厚度分布較大, 分布連續(xù), 對基坑工程有不利影響, 主要表現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：其一, 當(dāng)基坑使用時(shí)間較長時(shí), 周圍較大的震動（如樁基施工、重車通行等）可能導(dǎo)致液化土產(chǎn)生液化；其二, 基坑使用過程中突發(fā)事件（如地震等）也可能導(dǎo)致液化, 砂土液化后將危及基坑的整體穩(wěn)定。

3 擬建場地工程地質(zhì)條件評價(jià)

3.1 飽和砂土液化評價(jià)

根據(jù)上文論述可知, 擬建區(qū)域內(nèi)地基土20m深度范圍內(nèi)揭露有③層、④-1層及⑤層飽和粉土, 初判具液化潛勢；根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010, 2016年版）相關(guān)條款, 利用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別法, 按抗震設(shè)防烈度為8度對場地內(nèi)28個(gè)鉆孔進(jìn)行了地震液化判別, 獲得16孔不液化、12孔輕微液化；液化點(diǎn)在場內(nèi)無規(guī)律分布, 液化指數(shù)0.01～4.99。③層粉土、④-1層粉土、局部⑤層粉土, 均為液化土層。綜上所述, 認(rèn)為擬建場地地基在8度地震烈度下為輕微液化等級。

3.2 軟土震陷評價(jià)

根據(jù)擬建地下室埋置深度（-17.4m, 標(biāo)高1872.80m）得出：地下室施工時(shí), 地基土上部③-1層有機(jī)質(zhì)粘土及④-2層有機(jī)質(zhì)粘土將基本被挖除, 不存在軟土震陷危害；地基土中部⑥-2層、⑦-2層泥炭質(zhì)土, 上述土層呈可偏軟塑狀為主, 局部軟塑狀態(tài), 雖以透鏡體或薄層狀分布, 但⑥-2層、⑦-2層最大分布厚度達(dá)3.2～3.7m, 若采用樁基, 樁端持力層以上存在分布連續(xù)的⑥-2層及⑦-2層泥炭質(zhì)土軟弱土層時(shí), 樁基設(shè)計(jì)應(yīng)考慮軟弱土長期固結(jié)沉降對樁體產(chǎn)生負(fù)摩阻力和地震時(shí)軟土震陷的不利影響；地基土下部局部分布有⑦-2層泥炭質(zhì)土, 可塑狀態(tài)為主, 以透鏡體形式分布, 分布不連續(xù), 埋深位于107.20～108.40m, 揭露厚度1.50～1.60m, 可不考慮地震時(shí)軟土震陷的不利影響。

4 結(jié)束語

綜上所述, 工程地質(zhì)條件勘察是巖土工程調(diào)查中的重要組成部分, 是擬建工程設(shè)計(jì)的主要數(shù)據(jù)支撐。因此, 加強(qiáng)巖土工程勘察中的工程地質(zhì)條件分析是至關(guān)重要的, 也是確保擬建工程安全施工的保障。本文以實(shí)例為研究對象, 從巖土體特征、特殊巖土體和工程地質(zhì)條件評價(jià)等方面講述了其應(yīng)用, 并在實(shí)際工程建設(shè)中取得了較好的應(yīng)用成效。此外, 工程地質(zhì)條件受水文地質(zhì)條件的影響較為明顯, 二者之間是相互作用的。因此, 在實(shí)際工作中, 應(yīng)將工程地質(zhì)條件研究和水文地質(zhì)條件研究密切聯(lián)系在一起, 才能獲得更加精確的巖土工程參數(shù)。