岩土工程勘察技术在特殊用地中的应用

龚先鸿

摘要：不同的建设用地对勘察技术的要求不一样，在特殊建设用地中，如储油罐、危险化学品等对岩土工程勘查要求较高。本文通过岩土工程勘查了解建筑施工场地及周边地质地貌的影响，分析工程建设中存在的主要工程地质问题，提出解决方案，进而得出勘查区域是否可作为危险化学品应急救援基地场地使用。

关键词：特殊用地；岩土工程勘察

拟建场地位于惠州大亚湾区石化区东端，东临霞涌镇，南邻大亚湾北部海岸，为危险化学品应急救援基地。拟建建（构）筑物为3座高约10.0m的油罐（为模拟消防灭火设施）和一幢6层的训练塔、一幢5层的总部综合楼、一幢1～3层的应急培训中心、一幢2层的应急办物资库、一幢3层的附楼及一幢1层的车库，属低层—多层建（构）筑物。项目施工前需开展岩土工程勘察，应运岩土工程勘察技术正确的分析地质条件，使用中尽可能有效地减少地质灾害对其影响。

1.工程地质环境

拟建场地地貌类型原为海湾淤积地貌，后经人工填海改造，加填厚度不一的填土和填石及整平，场地地势平坦、开阔及空旷，交通便利，通视条件好，目前场地局部长有植被。

场地属南亚热带海洋性季风气候，终年高温潮湿，雨量充沛；受亚热带海洋性季风气候的影响，降雨量具有雨量多、强度大、季节长、雨日多及分布不均等特点。降雨多集中于5月～9月，降雨量占全年的83.9%，经常暴雨成灾，且在每年的5月～11月有台风发生，多集中于7月～9月。潮湿系数大于1。年均温度21.6°C，极端最高气温38.5°C，最低气温0.7°C；年平均降水量1989.4mm，最大降水量2646.2mm，日最大降水量490.3mm；年平均气压1011.0hPa；年平均相对湿度82%。场地年主导风向为东南风。

场地岩土层按成因类型、物质成分自上而下为第四系人工填土/填石层、海相沉积层、冲积层、残积层和侏罗系页岩等，各岩土层序正常，且下伏基岩较稳定。

2.岩土工程勘察技术的应用

2.1勘查技术方法

本次岩土工程勘察以工程地质钻探为主，结合工程地质野外调查，勘察在拟建场地布置钻孔共40个，其中控制性钻孔20个，一般性钻孔20个。钻孔位置采用GPS和全站仪实地放测。钻探施工使用液压工程钻机进行钻探工作，采用击进、回转钻进、压进等孔底钻孔环状切割全取芯法的钻探技术和使用泥浆或套管护壁等施工工艺，基岩或填石的钻探使用硬质合金钻头或金刚石钻头钻进。岩土层分层描述结合现场工程地质调查、岩土芯目视/手工测试鉴别、原位标准贯入试验和室内土工测试为基础，每个钻孔终孔24h后，用钢尺测定地下水稳定水位。

2.2岩土的物理力学性质测试

本次勘察共取原状土样89件、扰动土样17件进行室内土工试验和岩石样11件进行室内岩石天然、饱和、烘干强度抗压试验，进行原位标准贯入试验72次和重型动力触探试验17.60m（176次）。各岩土层的原位标准贯入试验和动力触探试验锤击数为实测击数。残积土层、全风化岩和强风化岩呈渐变过渡关系，分界线划分标准主要按原位标准贯入试验，锤击数N′<30击为残积土层，锤击数50>N′≥30击为全风化岩，N′<50击为强风化岩。

3.工程地质特征分析评价

3.1工程地质环境评价

勘察场地断裂构造不发育，区域主干断裂构造以北西向和东西向发育为主，离拟建场地较远，对构建物基础的稳定性影响不大。场地附近未见有区域性断裂构造/全新活动断裂构造通过的迹象，场区内或周边亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地质现象，场地地质构造较简单，不良地质作用不发育，且下伏基岩较稳定，第四系覆盖层层序正常，场地区域稳定性尚好。

场内素填土和填石在其自重固結过程中或在上部荷载及地震等作用下易产生地面沉陷，导致地基或基础沉降变形破坏等，岩土地震稳定性较差；淤泥质土在其上部荷载或地震作用下，软土易压缩变形，导致地基或基础沉降变形破坏，形成震陷失效，岩土地震稳定性差；其余岩土地震稳定性较好。

3.2地下水对场地腐蚀性评价

场地地下水类型主要为赋存于第四系松散堆积物（含淤泥、冲积粉质黏土/卵石土、残积粉质黏土、土状强风化岩体）中的孔隙水潜水和下伏风化基岩的孔隙水—裂隙水，浅层无明显的地下含水层。受大气降水和潮汐变化的影响，局部上覆第四系素填土层中存在上层滞水，上覆第四系填石层中存在上层滞水，根据其素填土和填石的组成物质成分，其透水性强，富水性弱，水量较贫乏；其中，场地第四系覆盖层卵石土其透水性及富水性强，水量颇丰，为本场地的强透水层和主要含水层；其他各岩土层其富水性贫乏，透水性能差，为弱透水层和相对隔水层；而下伏风化岩体节理、裂隙虽然很发育，但裂隙多为黏性土等次生矿物所充填，节理、裂隙间连通性较差，其透水性及富水性均较弱，水量较为贫乏，为相对隔水层。勘察期间实测钻孔混合水位（静止水位）埋深为4.40m～4.70m，高程为+0.61mHHD～+1.0mHHD，水位埋深变幅不大，其中初见水位埋深为4.80m～5.90m。场地地下水主要接受大气降水垂直下渗和海水等地表水体、岩土体孔隙/裂隙侧向渗流补给为主，地下水水位随大气降水和潮汐而变化；因此，场地地下水受季节性变化和潮汐变化影响较大。

通过施工钻孔分别取1组水样、地下静止水位以上各采取一件土样。水样行室内水质简易分析试验，土样进行室内土的腐蚀性试验。其中场地地下水对混凝土结构具中等腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性；场地土对混凝土结构具强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具强腐蚀性。

3.3岩土体分析与评价

拟建场地揭露的岩土层中，各岩土层的承载力高低及是否适宜作为持力层分别分析如下：

素填土：全场分布，属新近填土，加填厚度不一，结构松散为主，未固结，承载力低及工程力学性质变化大、不稳定，未经地基处理不宜直接作为建（构）筑物基础、管网线、室内外地坪持力层。

填石：全场分布，加填厚度不一，结构松散，未固结，承载力低及工程力学性质变化大、不稳定，未经地基处理不宜直接作为建（构）筑物基础、管网线、室内外地坪持力层。

淤泥质土：局部分布，流塑，工程力学性质差，承载力低，不宜选作基础持力层。

粉质黏土：分布广泛，局部缺失，可塑，埋深及厚度变化较大，地基土性质不均匀和层位不稳定，且工程力学性质较差，承载力较低，不宜选作基础持力层。

卵石土：分布较广，稍密为主，局部稍密—中密，工程力学性质较好，承载力较高，但埋深和厚度变化较大、层位不稳定及地基土性质不均匀，不宜选作基础持力层。

粉质黏土：局部分布，似呈层状或透镜状分布，可塑为主，局部可塑—硬塑，为下伏页岩未经搬运风化形成的残积物，地基土工程性质较好，力学强度中等，具一定承载能力，但分布有限，埋藏深度及厚度变化较大和层位不稳定，不宜选作基础持力层。

强风化页岩：全场分布，具较高承载能力，有一定厚度，埋藏深浅不一，是良好的桩基础持力层。

中风化页岩，分布广泛，强度较高，变形小，厚度大，埋藏深浅不一，工程力学性质较好，具较高承载能力及自上而下随深度的增加，风化程度的减弱，承载力逐渐增高，是良好的桩基础持力层。

3.4复合地基分析与评价

场地拟建建（构）筑物多为低层建筑物或低重构筑物，局部为多层建筑物，天然地基浅基础难以满足建（构）筑物对天然地基承载力和变形的要求，若采用天然地基浅基础，应对松散素填土/填石和淤泥层进行加强处理，地基加固应做好专项设计。

地基加固对素填土、填石进行强夯加固，强夯时应首先采用高能点夯，后采用低能满夯，加固深度由建（构）筑物变形量确定，强夯参数应通过试夯确定，强夯地基承载力由载荷试验确定。但考虑到场地内局部填石下卧分布0.20m～2.40m厚的淤泥，平均厚度0.61m，其余厚度在0.20m～1.0m，强夯施工时应对该区域进行着重考虑，并增加强夯次数，使其处理效果达到设计要求。

3.5场地地震效应

拟建场地位于抗震设防烈度6度区，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.05g。场地土属软弱土，建筑场地类别为Ⅲ类，特征周期值为0.45s。场地对建筑抗震属抗震不利地段，建筑工程抗震设防划分为标准设防类，应按有关规定设防。本场地的抗震设防烈度为6度，场地内可不考虑液化影响和对饱和砂（粉）土进行液化判别。

3.6工程地质适宜性分析

场地地貌类型简单，地势平坦，地质构造及第四系覆盖层层序正常，且下伏基岩较稳定。根据勘察区区域调查及勘探孔揭露深度范围内，未发现影响场地稳定性的断裂构造裂隙痕迹及全新活动断裂活动迹象、不良地质作用不发育，仅表现为场地内岩石风化裂隙发育和岩体完整程度为极破碎～较完整。因此，综合评定本次勘察场地地基是稳定的，适宜工程建设。场地工程建设适宜性的定性分级为适宜性差。

另场地位于原海湾淤积地貌，后经人工填海改造，加填厚度不一的填土和填石及整平；场地地势平坦、开阔及空旷，场地地貌类型较简单，第四系覆盖层层序正常，且下伏基岩较稳定，其工程建设诱发其他不良地质作用的可能性和对周边环境影响均较小，地质环境遭受一般破坏，但场地土及地下水对建筑材料具有较高的腐蚀性强度，场地等级为一级，场地稳定性尚好，适宜工程建设。

4.场地基础方案

4.1場地建筑防腐蚀方案

根据拟建工程特点、场地地基岩土工程地质条件和技术可行性、经济合理性的综合分析及周围环境条件，场地内钻孔揭露深度范围内未发现软硬夹层，全场分布较厚软弱土层，基岩埋藏深浅不一，第四系岩土层整体透水性较好和地下水埋藏较深，场地地势平坦、开阔及空旷，交通便利，场地地下水对混凝土结构具中等腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋具强腐蚀性，场地土对混凝土结构具强腐蚀性、对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性、对钢结构具强腐蚀性。经强夯加固后的人工地基基础和桩基础应按相应等级进行设防。

4.2基础类型的选择

根据拟建工程特点、场地地基岩土条件、周围环境条件，拟建建（构）筑物若采用浅基础方案，建议采用经加固后的人工地基或复合地基为地基基础持力层，其基础形式建议采用筏型或柱（墙）下条形基础。

拟建建（构）筑物若采用桩基础方案，建议采用预制钢筋混凝土桩基础方案，以连续和较稳定的强风化页岩作桩端持力层，但考虑到场区内填石层中含较多中风化大块石，对桩端进入稳定持力层质量有较大影响，易出现偏桩、断桩等现象，当采用预制钢筋混凝土桩时，应采用引孔的施工工艺进行成孔成桩；若当桩身混凝土（含钢筋）和耐腐蚀材料能满足其防腐蚀性能要求时，也亦可采用钻（冲）孔灌注桩基础方案，以连续和较稳定的强风化页岩或中风化页岩作桩端持力层；桩端进入持力层深度应满足设计要求。

4.3采用桩基础方案应注意问题

Ⅰ、采用预制钢筋混凝土桩，以连续和较稳定的强风化岩作为桩端持力层，其优点是桩身质量易得到控制，施工周期较短及可在地下水或场地土对建筑材料具强腐蚀性场地使用，其缺点是单桩承载力相比大直径桩来说偏小，机械设备吊运到及进退场麻烦、费用高，对周围环境影响较大，且存在较大的挤土效应等问题，因此选用时应慎重。

Ⅱ、采用（钻）冲孔灌注桩，以连续和较稳定的强风化岩或中风化岩作桩端持力层，其优点是施工工艺较简单，缺点是工程费用相对较高，持力层状况不能直观判别，泥浆对环境污染，以及桩基质量控制难度相对较大（较易出现如断桩、夹泥、缩颈、孔底沉渣等问题），施工工期较长，且不适宜在地下水或场地土对建筑材料具强腐蚀性场地使用。

当采用（钻）冲孔灌注桩或预制钢筋混凝土桩时，建议正式施工前均应进行试（钻）冲或试桩验证，并根据试验结果进行适当调整。对采用预制钢筋混凝土桩基础方案时，以连续和较稳定的强风化页岩作桩端持力层，因场地强风化岩层分布厚度变化较大且岩芯呈半岩半土状—碎屑状、碎块状、块状，局部孔段间夹中风化岩块及上部填石层中含较多中风化大块石等，为预防断桩，故建议预制钢筋混凝土桩贯入方式为静压式和采用引孔施工工艺进行成孔成桩，并在桩基础施工时，应根据打桩的实际位置和相应的地质情况以及终压值等情况适当增减桩长。

5.结论

本文对拟建场地进行了详细调查，应运工程地质钻探，基本查明了拟建场地内各岩土层的分布范围和岩土类型、埋藏深度、延伸厚度、变化幅度及其工程地质性质等特征。调查中未发现有断裂构造等不良地质灾害发育区，通过对工程地质特征分析，评价了其对构建工程的影响程度。并针对具体问题提出了解决方案。综合评定本次勘察场地地基是稳定的，适宜工程建设。可作为危险化学品应急救援基地场地建设。

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