中学综合楼工程的地质勘察及分析评价

　　摘要：结合某中学综合楼工程建设，加上场地地层分布的不规律性以及水文条件复杂性，通过对该工程进行地质勘察，结合该工程特点作出了分析评价。
　　关键词：综合楼；地质勘察；分析评价；勘察方法
　　1. 工程概况
　　拟建连州市北山中学综合楼位于连州市枇杷山一带，拟建建筑物6层，高约20.00m，呈长方形，东西边线83.40m，南北边线17.30m，基底占地面积约为1400.00m2。拟建建筑物预计采用框架结构，呈东西摆布，最大单柱荷载估计3600kN。拟建场地原为低矮平缓的山坡，现地面标高在99.87～101.65m之间，最大高差为1.78m。地基主要由第四系填土、残积层组成，基岩为下石炭统孟公坳组灰岩。根据邻近建筑场地的地基条件和拟建建筑物特点，基础型式初拟为天然基础，地基基础设计等级为乙级。建筑物工程重要性等级为三级，场地等级和地基等级为乙级，岩土工程勘察等级为乙级。
　　2. 工程勘察方法
　　按省标《建筑地基基础检测规范》(DBJ15-60-2008)规定天然岩石基础须进行检测，采用钻芯法进行抽检，单位工程抽检数量不得少于6个孔，每个孔芯样取一组三个芯样进行岩石单轴抗压强度试验。选择岩芯钻探为揭露手段，采用标准贯入试验和土工试验、岩石单轴抗压试验等原位和室内测试方法，测试岩土工程物理力学性能；进行钻孔简易水位观测，测试地下水位及其变化，并采集地下水样测定其腐蚀性。同时对该地块进行水样、土样测试及岩石抗压强度试验。钻孔岩（土）芯地质编录由地质工程师现场完成，把收集到的钻孔地质资料以及各项试验数据，运用地质归纳法和数理统计分析，编制各项图件与表格。
　　本工程的钻孔按照建筑物周边线、角点和结构薄弱处布置，共布置钻孔5个，其中取样测试加标贯测试孔2个，纯标贯测试孔3个。钻孔布置根据设计规划平面图及其实地坐标控制点与水准点测定于实地，本工程采用相对坐标系和绝对高程系。从场地东面原连州市畜牧科学研究所的路面标高101.85m进行引测，其它各点标高均由此引测。
　　
　　图1连州市北山中学综合楼勘察点布置图
　　3. 场地地下水分析
　　拟建场地主要分布第四系孔隙潜水和基岩裂隙水及岩溶水，第四系杂填土、粘土，粘土为弱透水层，含水量不大。基岩裂隙水及岩溶水主要赋存于基岩裂隙、溶洞、溶孔中。上层地下水埋藏较浅，相当于勘察时测到的钻孔水位，直接受大气降水补给；深部地下水主要为基岩裂隙水、溶洞水，局部含水量较大，一般与裂隙及溶洞发育程度有关。地表填土含有一定的上层滞水，水量直接受大气降水影响。勘察期间(雨水期)测得地下水稳定性水位埋深在2.40～2.90m，相应标高97.45～99.05m。其水位受大气降水、自然排泄、蒸发等因素影响，其水位变化幅度在1.00～2.00m之间。
　　本次在钻孔ZK1中采集地下水水质简分析样1件，根据表3.3.1水质分析结果按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）表12.2.1～表12.2.5判别，地下水环境类型和渗透类型水对混凝土结构具微腐蚀性；在干湿交替环境下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；地下水对钢结构（含钢管等）具弱腐蚀性。为此，可以分析本工程所采用的建筑材料对地下水的防护，应符合《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）的要求。
　　4. 场地地基岩土评价
　　（1）标贯测试分析。对本工程场地在整个野外勘察过程中，按照岩土工程勘察有关技术规范要求，分别对粘性土进行了4次标贯测试，标贯测试统计结果列表1所示。
　　
　　表1标贯测试结果统计表
　　层号 土名 次
　　数 杆长修正后的击数（N） fak（kpa） 备注
　　   Nmin Nmax Nm α δ γs Nk  
　　②1
　　粘土 4 10.6 13.3 11.6   0.80 9.3 246 
　　（2）土工试验结果分析。本工程勘察过程中，没有采取土样，可利用相邻北山中学教学楼的土样，具体土工试验数据见土工试验结果统计表2所示。从表2中可知，由于粘土液限(WL)大于50%为高塑性粘土，层②1具有原生红粘土的特性：⑴高分散性；⑵高塑性；⑶高液限；⑷孔隙比大；⑸强度一般大，但浸水后强度降低；⑹上硬下软，上层为硬塑粘土、下层为硬塑、软塑粘土。根据省标《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)中表4.4.2-6有关规定，可以利用含水比αw和液塑比Ir来确定承载力，根据土工试验数据计算αw=0.65；Ir=1.60，则查表4.4.2-6换算层②1粘土承载力特征值的经验值fak=235.00KPa。
　　（3）岩石抗压强度。本场地勘察分别在钻孔ZK2、ZK5共采集2组岩芯抗压试验样品,进行饱和状态单轴抗压强度试验,试验结果统计于表2所示。根据岩石抗压强度表4.3中单轴抗压强度值，由于frk、frm均小于30MPa，表明场地的石灰岩由于部分裂隙发育，其结构构造已发生变化，其承载力比完整的微风化灰岩，工程性能不均匀。对比原位测试与土工试验换算土层承载力特征值的经验值，层②1粘土土层有误差，但误差不大，相差4.47%，两种方法都是确定土层承载力特征值的常规方法，不存在系统误差。岩石抗压强度表明本区微风化石灰岩为较硬岩，但局部岩石裂隙发育。
　　表2岩石抗压强度统计表
　　层号 岩石
　　名称 风化
　　程度 样品
　　统计数 抗压强度（frMpa） α δ γs frk(Mpa) 抗压强度分类
　　    frmin frmax frm     
　　③1
　　石灰岩 微风化 2 26.8 29.6 28.2   0.8 22.56 较硬岩
　　
　　5. 不良地质现象分析
　　结合本场地的地质勘察结果，本场地主要存在如下不良地质现象：（1）部分场地分布于地表松散的杂填土，未完成自重固结，松散状态，含较多碎石、碎砖、灰砂等建筑垃圾，局部含大石块，工程性质不均匀，为此笔者认为应当对其采取挖除处理措施。（2）场地的石灰岩埋藏普遍较浅，一般为1.00～2.00m，但部分埋深达到5m多，若采用以石灰岩作为基础持力层时，给建筑物的基础施工增加难度，因此笔者结合工程实践提出应对石灰岩埋藏较深的基础采用安全措施，采用护壁方法，以确保基础施工能够安全顺利进行。
　　6. 基础设计方案与施工建议
　　（1）岩土工程设计参数建议。对于地质勘察工作来说，关键是通过对场地地质的勘察而提出相关的设计参数为设计所参考。根据本场地标准贯入测试、土工试验和岩样试验结果，结合本地区勘察经验，综合各种因素提供本场地基础设计参数列于表3。
　　表3岩土工程设计参数建议值表
　　层号 土名 γ。(KN/m3) Es(E0)(Mpa) Ф(o) C(Kpa) fak(kpa) 钻（冲）孔桩
　　       (Kpa)
　　       qsa qpa
　　①1 杂填土 18.70* 3.50* 8.0* 5.0* 60* 8 
　　①2 耕土 18.40* 2.50* 6.5* 4.5* 50* 8 
　　②1
　　粘土 18.5* 6.35* 23.47* 51.6* 200 25 
　　③1
　　微风化石灰岩     4000 C1=0.24、C2=0.032、frs=frp=22.56Mpa
　　备注：①qsa桩侧阻力特征值的经验值，②qpa桩端阻力特征值的经验值，③带*的岩土设计参数根据经验提供，④建议的C1、C2值已乘以0.8的系数。
　　（2）基础设计方案建议。根据场地工程地质条件及拟建物特征，本着经济、安全、合理的原则，笔者提出本工程基础设计方案如下：采用独立柱天然基础，基础埋深(从现地面算起)为1.50～5.10m，以层（③1）微风化石灰岩作为建筑物的基础持力层，基础嵌入岩深度应大于0.50m，层（③1）微风化石灰岩承载力特征值的经验值fak取4000kPa。由于石灰岩为可溶性岩石，根据相邻工程经验，石灰岩局部岩溶较发育，而岩溶对工程危害较大，建议进行超前钻探，以进一步查明基础持力层溶洞、溶槽、溶沟、临空面、破碎带等不良地质现象，确保建筑物基础安全。
　　7. 结语
　　本文通过对该工程进行地质勘察，结合该工程特点对基础的选型等作出了分析评价，有效地指导工程的实施。同时由于岩土工程的复杂性、隐蔽性、时效性、综合性，本次勘察钻孔有限，场地的地质情况总是千变万化，因此基础施工过程中，应加强现场的监察管理工作，如发现异常的地质情况，应及时通知勘察单位，会同结构工程师，进行现场处理。
　　参考文献：
　　[1]屈新文．天津滨海新区某深大基坑工程的水文地质勘察和分析评价[J]．铁道勘察，2010，30(04)：34～35.
　　[2]曲长泉．杭州市西区水厂输水隧洞工程地质勘察成果评述[J]．浙江地质，2010，16(02)：26～28.
　　[3]李雪建．基坑开挖设计中对地质勘察工作的要求[J]．西北水电，2003，31(03)：78～79.

《中学综合楼工程的地质勘察及分析评价》

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