建筑工程地质环境质量分析与评价初探

　　摘要： 论文结合南宁市有色金属工业学校区域地质、环境地质、水文地质和工程地质等资料的全面分析研究，对研究区的工程地质环境质量特性进行了分析与评价，研究结果表明该地段稳定性较好，没有不良地质现象，场地条件优良。

　　关键词： 工程地质环境质量,分析与评价

　　引 言

　　岩土勘测是建筑工程项目建设中的一项基础性工作，工程建设前，进行岩土工程勘察，查明拟建场地及其附近不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度;各岩土层类型、深度、分布范围、工程特性;查明埋藏河道、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;判定地下水对建筑材料的腐蚀性等。提供岩土工程资料、设计和施工所需的岩土参数，对建筑地基做出岩土工程评价，并对基础类型、基础型式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。可以有效防止地质灾害的发生，其数据的精确度直接影响着工程建设的质量、安全和周期，对于施工企业争创名优工程具有非常重要的意义。

　　1拟建工程概况及勘察概况

　　南宁市有色金属工业学校3号教学楼，位于南宁市安吉大道西边的有色金属工业学校校区内。该教学楼底层平面尺寸为56.4×27.0m2，主楼高13层，裙楼1层，有一层地下室，埋深约为4.50m，框架结构，场地设计整平标高为75.00m，建筑总高度54.9m。

　　本次岩土工程勘察所采用的勘察方法包括钻探、室内土工试验、现场原位测试和地面地质调查等，以钻探工作为主要手段。勘察工作布置如下：勘探孔的布置由设计单位布置，勘探点沿拟建建筑物四角、中心及周边布置，孔距约27～30m，共布勘探钻孔6个。同时考虑到基坑开挖、边坡防护需要，在基坑开挖边线之外适当增加钻孔4个。

　　2场地工程地质与水文地质特征

　　2.1场地工程地质

　　场地钻探深度范围内揭露的地层为：上覆为杂填土(Qml)、淤泥质粘土(Qh)及第四系更新统(Q3al)河流冲积形成的粘土、粉土、中砂、圆砾等，下伏基岩为上第三系(N)北湖组湖相沉积的泥岩和泥质粉砂岩等。现自上而下分述如下：

　　①杂填土(Qml)：分布整个场地，层厚0.80～2.00m。由粘性土、碎砖、碎石、砼块和腐烂植物根系等混杂组成，土质很不均匀。湿，松散状态。

　　②有机质粘土(Qh)：除3#钻孔外，场地均有分布，层厚0.30～0.70m。灰黑色～灰黄色，含有树根等，具有臭味，属于原水塘或稻田淤积形成，土质不均匀，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。很湿，软塑～可塑状态。

　　③粘土(Q3al)：分布整个场地，层厚2.50～4.70m。为砖红色～黄褐色，花斑状，含铁锰质斑块，裂隙发育，稍有光泽反应，韧性中等，干强度高，无摇振反应。稍湿～湿，硬塑～坚硬状态。根据附近工程土工试验结果，按照《广西膨胀土地区工业与民用建筑勘察、设计、施工和维护条例》中的有关规定，该粘土层不属于胀缩性土，地基不属于胀缩性地基。

　　④粉土(Q3al)：灰色～深灰色，含朽木、腐植质等，无光泽反应，韧性低，干强度低，摇振反应中等。很湿，主要为稍密～中密状态。局部具有砂夹层，中密状态。层厚3.20～7.00m。

　　⑤中砂(Q3al)：灰色，主要由石英、长石组成，局部为粉细砂，摇振反应强烈，饱和，中密～密实状态。层厚1.30～5.80m。

　　在该层中取5个土样做室内土工试验，其结果统计。

　　在该层中做7次原位标准贯入试验，N值为18～69击/30cm。平均值为35击/30cm，标准差为19.434，变异系数为0.555。

　　⑥圆砾(Q3al)：灰色～灰白色，砾石主要由石英岩、硅质岩、砂岩等组成，圆形～次圆形，磨圆性好，一般粒径为5～20mm，最大为50mm，含量约65%，局部有增减，充填物为粘性土及中粗砂。饱和，稍密～中密状态。层厚5.30～8.60m。

　　⑦泥岩(N)：深灰～灰色，粘土质泥岩和粉土质泥岩呈互层状，局部具有钙质泥岩夹层和煤夹层。稍湿，坚硬状态，低压缩性，属强～中风化泥岩，最大钻岩厚度12.20m，未钻穿该层。在该层中选取8组岩心样岩石抗压强度试验，天然状态下岩石的单轴抗压强度为0.230～1.340MPa，平均值为0.639MPa，标准差为0.378，变异系数为0.592。该层岩石属软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

　　2.2水文地质特征

　　(1)场地含水层及其特征。本工程场地内共有二层水，人工填土层中的上层滞水和地下孔隙潜水。

　　(2)地下水土化学成份及其对砼的腐蚀性。根据地表水和2#钻孔取水水质分析检测报告，上层滞水中所含的主要阳离子和阴离子见检测结果。按(GB 50021-2001)规范判断，上层滞水对砼均无腐蚀，对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀。

　　(3)地下水对工程设计、施工和使用的影响。上层滞水对基坑开挖产生不利影响，在上层滞水作用下，人工填土层易坍塌下滑，基坑边坡失稳。但因上层滞水水量不大，基坑开挖施工中可采用明排施工。地下潜水的稳定水位高于地下室底面(拟开挖地下室为4.5m)，地下潜水将对地下的施工带来不利影响，设计应考虑地下室施工的降水和边坡开挖的稳定性问题。

　　3岩土工程分析与评价

　　3.1场地稳定性评价

　　场地地处相对稳定的区域地质构造部位，无区域性大断裂通过，也未见有第四纪新构造活动的迹象，区域稳定性好。因此，场地稳定，适宜兴建该3号教学楼。

　　3.2岩土工程分析计算

　　根据拟建建筑物结构特征，假定基础类型采用筏形基础，长56.40m，宽27.00m，基底压力为： Pk=260KPa。取室内地面标高±0.000=75.00m，地下室基础埋深4.50m，则建筑物基底标高为70.50m。.

　　根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)第5.3.5条公式

　　选取代表性按建筑物角点进行地基变形计算，从而对建筑物的沉降量及整体倾斜进行评价，其结果。

　　由上述变形计算可知：在设定的计算参数(基础尺寸、基底荷载、基础类型)，经地基初步分析计算，场地大部分地段变形量及倾斜均满足验算要求，但在建筑物的中心区域，计算沉降量偏大。设计人员可根据上部结构荷载分布及基础尺寸，结合勘察报告中提供的岩土参数进行精确计算，以确保建筑物的地基变形计算值，不大于地基变形允许值。

　　3.3地基均匀性评价

　　基坑开挖面以下的土层种类较多，在平面上分布不均匀，厚度变化较大，其力学性能差异较大，尤其是场地内广泛分布厚度较大的④层粉土，构成本场地软弱下卧层。

　　根据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)第8.2.4条的规定，建筑物各角点及中心点钻孔资料计算：压缩模量当量值 的平均值为12.89MPa，其中5号孔当量模量最小值 为11.47MPa，3号孔当量模量最大值 为15.08MPa，其比值 ，小于不均匀系数界限值K(K=1.72)。故场地为均匀地基。

　　3.4场地岩土层建筑适宜性评价

　　(1)场地内第①层杂填土、第②层有机质粘土，在基坑开挖时将被挖除。

　　(2)第③层粘土，呈硬塑～坚硬状态，力学性能较好，承载力较高，可作为建筑物的地基持力层。

　　(3)第④层粉土，力学性能稍差，承载力不高，能满足拟建建筑物1层裙房建筑荷载的要求，但不能满足13层高度建筑荷载要求。

　　(4)第⑤层中砂，力学性能较好，承载力较高，可作为建筑物的地基持力层。

　　(5)第⑥层圆砾、⑦层风化泥岩，力学性能好，承载力高，是场区良好的地基持力层。

　　3.5地基基础分析与评价

　　本工程为二级高层建筑，高度为地面以上主楼13层，裙楼1层，地下1层，基础底面埋深约4.50m(以设计地面标高75.00m起算)，综合考虑场地地质条件和拟建建筑物对地基承载力及变形的要求，地基基础类型可作如下分析比较：

　　(1)天然地基。根据拟建建筑物的特点，结合场地的岩土工程地质条件，对于13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层。当基础埋深为4.90m，基础底面标高约为70.10m时，由于基底下③层粘土所剩厚度不大，且其下④层粉土的承载力较低，经验算地基强度不能满足设计要求，需进行地基加固处理。地基处理方法可采用水泥压力灌浆进行治理。而对于1层的裙楼部分，地基持力层和下卧层强度均能满足设计要求，可采用条形或独立柱基础。

　　(2)复合地基。根据勘察结果，对于本场地内13层主楼部分，也可考虑采用深层搅拌桩或CFG桩复合地基。在处理后的人工地基上采用筏板基础。

　　(3)桩基础。根据场地的地质条件，综合考虑经济、施工、质量、安全等方面因素，建议优先采用静压预制桩，以中砂⑤或圆砾⑥作为桩端持力层，以贯入度确定桩端入持力层深度。静压预制桩质量可靠，施工方便、快捷，强大的静压力还可以将作为桩端持力层中砂⑤或圆砾层⑥预压密实;采用静压预制桩基础后，考虑桩基施工过程中施工压力的预压作用及中砂、圆砾、泥岩的沉降变形特征，在建筑荷载的作用下，桩基沉降量应是均匀的。

　　4结 语

　　通过研究分析，得出以下结论:

　　(1)场地整体稳定，适宜兴建3号教学楼。

　　(2)对于该教学楼的13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层，同时对④层粉土用水泥压力灌浆方法进行加固处理。

　　(3)对于该教学楼的13层主楼部分，基础类型可采用筏形基础，以③层粘土作为基础的持力层，同时对④层粉土用水泥压力灌浆方法进行加固处理。基坑开挖后，应做好防水及排水工作，以防地表水的浸泡而降低地基土的强度。

　　参考文献：

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　　[3] 张晓瑞,周国艳. 开发区总体规划编制中的用地适宜性评价研究[J]. 现代城市研究. 2009(12)

《建筑工程地质环境质量分析与评价初探》

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