基于重慶市巴南區協信汽車城擬建區場地穩定性的研究

楊春茂

摘要：為提高重慶市巴南區協信汽車城工程建設質量，對擬建區場地的穩定性進行了評價，結果表明擬建區巖土性質條件較復雜，水文地質條件簡單，場地內及周邊無污染性腐蝕源分布，水土對混凝土結構和鋼結構有微腐蝕；基坑邊坡包括巖質邊坡、巖土混合邊坡和填土邊坡，基坑邊坡天然狀態下處于穩定狀態，暴雨狀態下處于欠穩定狀態，邊坡均具有放坡處理條件。

關鍵詞：場地穩定性；水文地質條件；巖質邊坡

1.擬建區基本特征

1.1地形地貌

擬建場地原始地形屬構造剝蝕丘陵地貌，場地地形平緩，坡度一般1°～5°。用地范圍內最高點在場地北東角邊坡上，標高約為240m，最低點在場地南西側平坦地面，標高為230.1m，場地相對高差為9.9m。在擬建場地東側在南北走向的巖質邊坡，坡高7m～13m，坡度31°～53°。此邊坡為順向邊坡，是按小于等于巖層面傾角放坡處理的，現狀穩定。

1.2地質構造

擬建區位于南溫泉背斜西翼，場區無斷層分布，巖層呈單斜產出，巖層產狀292°∠53°，從臨近場地露頭調查層面結合程度很差，為硬性結構面，斷裂褶皺不發育，裂隙較發育，地質構造較復雜，未見斷層及破碎帶。場地附近山體可見基巖裸露，發育兩組裂隙，裂隙L1為214°∠47°，裂面較平整，未見充填物，間距0.5m～1.1m，延伸長度0.6m～1.8m，結合程度差，屬硬性結構面；L2為113°∠56°，裂面較平直，局部張開1mm～3mm，無充填物，間距0.5m～1.8m，延伸長度1.7m～2.6m，結合程度差，屬硬性結構面。

1.3地層巖性

據地面調查及鉆探揭露，勘察深度范圍內揭露的地層有第四系全新統素填土（Q4ml）、中侏羅統沙溪廟組（J2s）泥巖、砂巖。

（1）人工素填土（Q4ml）：雜色，干燥—稍濕，整體呈稍密狀。主要由泥巖、砂巖碎塊、粉質粘土等組成，巖石碎塊粒徑1cm～25cm，土石比7∶3～6∶4，大部分區域表層有10cm～ 20cm厚的混凝土層。素填土層在整個場地均有分布，鉆探揭露素填土層的厚度為0.3m～18.6m。

（2）中侏羅統沙溪廟組（J2s）在場地內泥巖、砂巖層大體上呈互層狀產出，由于沉積環境變化導致局部存在泥砂巖透鏡體和泥砂巖層分界線的不規則性。

泥巖（J2sms）：紫紅色，泥質結構，中厚層狀構造，主要由粘土礦物組成，局部含砂質成分較重。強風化泥巖巖體較破碎，呈碎塊狀或粒狀；中等風化泥巖總體較完整，巖芯多呈柱狀。廣泛分布于整個場地，該層為場地的主要基巖地層之一，鉆探揭露厚度為0.7m～23.02m（ZC84），未揭穿。

砂巖（J2sss）：黃灰色、灰色、灰白色，細粒結構，中厚層狀構造，主要礦物成分為長石、石英、巖屑及暗色礦物，泥、鈣質膠結。強風化段巖體破碎，巖芯呈粉砂狀、碎塊狀，巖質較軟，為強風化。中風化段巖體較完整，巖芯多呈柱狀，巖質較硬。鉆孔揭露厚度0.9m～19.18m（ZX31），為場地內主要巖層之一。其中，黃色的砂巖膠結程度較差，巖質相對較軟，極易風化。

綜上所述，擬建區巖土性質條件較復雜。

1.4基巖頂面及基巖風化帶特征

場地處于淺丘剝蝕地帶，第四系覆蓋土層與下伏中侏羅統沙溪廟組的泥巖、砂巖呈不整合接觸。第四系覆蓋層厚度0.3m～18.6m，基巖面起伏不平，傾角約1°～45°；基巖面高程范圍214.56m～232.36m。根據相鄰建設區勘查信息，將場地基巖劃分為強風化帶和中等風化帶，強風帶起伏與基巖面基本一致，強風化帶底面隨基巖面起伏而變化，基巖強風化帶一般厚為0.6m～4.2m，中風化基巖面標高212.76m～230.66m，傾角跟基巖面傾角基本一致。整個場地內強風化層風化較強烈，巖體完整性較差，風化裂隙較發育，巖芯破碎，呈薄片狀、顆粒狀、碎塊狀，巖體強度低[1]。中風化帶巖芯較完整，呈餅狀—柱狀，巖質較軟—較硬。

2.水文地質條件

2.1地表水

擬建區地勢整體呈斜坡—緩坡形態，勘察期間未見地表水體。場地內第四系覆蓋土層較薄，松散，利于地表水的補給與排泄，地表水補給來源為降雨。場地內排水管網完善，降雨時擬建場地內地表水多以地面徑流形式向排水管網內排泄。

2.2地下水

根據地下水的賦存條件、水動力特征，結合含水介質的組合狀況，將區內地下水類型主要劃分為松散巖類孔隙水、基巖類裂隙水兩種類型。

松散巖類孔隙水：勘察區內松散巖類孔隙水主要賦存于人工填土中。該層水主要接受大氣降雨、地表水體滲漏、基巖裂隙水等補給，以蒸發、側向逕流等方式排泄。

基巖裂隙水：勘察區的基巖裂隙水為賦存于侏羅系中統沙溪廟巖層中的裂隙水及淺層風化帶網狀裂隙水，裂隙水的埋藏條件受基巖面形態、巖性、節理裂隙發育程度及風化等因素的控制，因此富水性不均一。

場地地下水主要以第四系土層孔隙水和基巖網狀風化裂隙水，接受大氣降雨補給。場地內覆蓋土層為廣泛分布于斜坡上的粉質粘土層，粉質粘土透水性差，為相對隔水層；場區填土層均有分布，填土層結構松散～稍密，不利于地下水儲存；場地下伏基巖為侏羅系中統沙溪廟組砂巖及泥巖，泥巖為相對隔水層，砂巖為透水層。據地面調查，整個場地未見有地下水露頭，根據對場地內各鉆孔中施工之殘余水進行抽干后，延續4小時觀測，未見明顯地下水，表明基巖裂隙水貧乏[2]。故勘察期間場地在勘探孔深度范圍內地下水貧乏，在雨季填土層內可能存在短時間的孔隙水，施工時宜配備抽水設備以備使用。

2.3場地水土腐蝕性評價

擬建場地水文地質條件簡單，場地內及周邊無污染性腐蝕源分布，根據區域地質資料及地區經驗，場地土層對混凝土結構有微腐蝕；按地層滲透性，對混凝土結構有微腐蝕；對鋼筋混凝土結構中鋼筋有微腐蝕；對鋼結構有微腐蝕。

3.場地穩定性評價

3.1地震效應評價

根據《建筑抗震設計規范》GB50011-2010（2016版），擬建區所在地抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震分組為第一組?？拐鹪O防類別為丙類，抗震設防標準為標準設防。經鉆探揭示，擬建場地上覆第四系素填土，下伏中侏羅統沙溪廟組砂、泥巖，覆蓋層厚度0.3m～18.6m。根據初勘時對場地所作波速測試報告：場地素填土層剪切波速為122m/s～127m/s，平均剪切波速為124m/s，為軟弱土；粉質粘土層剪切波速為136m/s～152m/s，平均剪切波速為143m/s，為軟弱土；場地土層等效剪切波速為132m/s，為軟弱土；場地強風化基巖剪切波速大于500m/s，中風化基巖剪切波速大于800m/s，為堅硬巖石。若擬建地下車庫與建筑主體結構不脫開，各擬建建筑場地類別均為Ⅱ類，屬抗震一般地段，設計特征周期值Ⅱ類場地取0.35s。

3.2特殊性土評價

場地內第四系土層為人工素填土，為特殊性土，場地內人工素填土主要由粉質粘土、泥砂巖碎石塊組成，土石比一般6∶4～7∶3，人工素填土呈稍密狀，均勻性差，素填土基本完成自重固結，自身穩定性一般。邊坡開挖臨空后土體可能發生垮塌及沿基巖面滑動的現象，地震時更易失穩，但不會發生土體液化?；鶐r面陡峻區的填方，若密實度不足，不均勻沉降可能造成對基礎的水平向推力以及土體剩余下滑力對支擋結構產生水平推力，因此對基巖面陡峻區的基礎及支護結構應加強抗拔、抗彎剪性能。

3.3基坑邊坡穩定性評價

擬建區基坑邊坡分布見圖1。

（1）J1J2段巖質基坑邊坡

J1J2段巖質基坑邊坡位于擬建區北側邊墻線，長約80m，高8.9m，坡向157°，坡角90°，僅局部坡頂存在0m～ 0.4m的薄層填土，清除不計。J1J2段巖質基坑邊坡為切向邊坡，邊坡外傾結構面為裂隙面1和裂隙面2的組合面，邊坡穩定性受結構組合面（裂隙面1為214°∠47°，裂隙面2為113°∠56°）的控制，傾角46°。經過平面滑動法計算認為[3]：J1J2段巖質基坑邊坡天然狀態下穩定，暴雨狀態下處于欠穩定，安全余度不足；J1J2段巖質基坑邊坡有放坡條件，開挖時沿外傾結構面（傾角46°）放坡，基坑邊坡的永久性支擋可采用加強的地下室剪力墻，地下室邊墻修建好后再回填壓實填土；邊坡安全等級為二級，巖體類別為Ⅳ類，等效內摩擦角取45°，破裂角取46°。

（2）J2J3段巖質基坑邊坡

J2J3段巖質邊坡為擬建區東側邊墻線，長約22.5m，高8.9m，坡向247°，坡角90°。J2J3段巖質基坑邊坡為切向邊坡，邊坡外傾結構面為巖層面（292°∠53°）與裂隙1（214°∠47°）的組合面（傾角50°），邊坡穩定性受其控制。計算結果表明：此段邊坡天然狀態下穩定，暴雨狀態下不穩定；有放坡條件段（空曠地段），可順外傾結構面（傾角50°）臨時放坡，無放坡條件段（靠近已有邊坡段），建議采用錨桿擋墻支擋，逆作法施工；邊坡安全等級為二級，巖體類別為Ⅳ類，等效內摩擦角取45°，破裂角取50°。

（3）J3J4段巖質基坑邊坡

J3J4段巖質基坑邊坡位于擬建區南東側邊墻線，長約40m，高8.9m～9.9m，坡向296°，坡角90°。J3J4段巖質基坑邊坡為順向邊坡，邊坡外傾結構面為巖層面（292°∠53°），邊坡穩定性受其的控制，傾角53°。計算結果表明：此段邊坡天然狀態下不穩定，暴雨狀態下不穩定；基坑邊坡外側為現狀順向巖質邊，坡頂有重要建筑，無放坡條件，建議采用預應力錨桿擋墻或排樁式錨桿擋墻支護，逆作法施工，跳槽開挖；邊坡安全等級為二級，巖體類別為Ⅳ類，等效內摩擦角取45°，破裂角取53°。

（4）J4J5段巖土混合基坑邊坡

J4J5段巖土混合基坑邊坡位于擬建區南東側邊墻線，長約30m，高9.9m，坡向296°，坡角90°。邊坡上部土層厚4.4m～8.1m，下部巖質部分厚1.8m～5.5m，上部填土結構稍密狀，基坑邊坡若直立開挖，可能沿基巖面滑塌。由計算結果可知：若直立開挖基坑，上部土體天然狀態、飽和狀態均處于不穩定狀態，土方量不大，建議基坑開挖時清除土體，地下車庫邊墻修建好后再回填壓實的填土；下部巖質部分基坑邊坡與J3J4段傾向一致，為順向巖質邊坡，直立開挖巖質邊坡不穩，建議有放坡條件時（靠近南端空曠地段），可沿巖層面放坡，無放坡條件時，建議采用預應力錨桿擋墻或排樁式錨桿擋墻支護，逆作法施工，邊坡安全等級為二級，巖體類別為Ⅳ類，等效內摩擦角取45°，破裂角取53°。

（5）J5J6段巖土混合基坑邊坡

J5J6段巖土混合基坑邊坡位于擬建區南側邊墻線，長約10m，高9.9m，坡向337°，坡角90°。上部填土層厚約8.0m，下部巖質部分厚約1.9m。上部填土結構稍密狀，基巖面傾角小于15°，依經驗計算填土不會沿基巖面滑塌，但開挖臨空后，前緣填土可能發生局部垮塌。建議開挖時按1∶1.5放坡。J5J6段巖土混合基坑邊坡下部巖質部分為切向邊坡，邊坡無外傾結構面，邊坡處于穩定狀態。但邊坡直立開挖，可能發生掉塊現象，建議按1∶0.75放坡。J5J6段巖土混合基坑邊坡的永久性支擋可采用加強的地下室剪力墻。地下室邊墻修建好之后，再回填壓實的填土。邊坡安全等級為二級，巖體類別為Ⅲ類，等效內摩擦角取55°，破裂角取61°。

（6）J1J6段填土基坑邊坡

J1J6段填土基坑邊坡填土結構稍密、均勻性差，可能發生土體內部的圓弧形剪切破壞，場地目前看來有放坡條件，建議按1∶1.5放坡。永久性支擋采用加強的地下室剪力墻，在地下車庫邊墻修建好之后再回填土，并分層壓實。做好地下車庫的防水、防滲措施。

4.結論

綜上所述，擬建區巖土性質條件較復雜，場地及周邊無滑坡、崩塌、泥石流等不良地質現象，場區內巖層呈單斜產出，裂隙較發育，巖體較完整，場地適宜本工程建設。擬建區基坑邊坡在降雨等自然因素或人工無序開挖等人為因素影響后對地質環境改變較大，應及時采取相應的治理措施。

參考文獻：

[1]黃鵬飛.巖土工程勘察場地和地基穩定性綜合評價的分析[J].西部資源， 2018（03）：80-81.

[2]蔣正，倪化勇，宋志.重慶豐都縣城區紅層邊坡變形破壞模式與穩定性評價[J].中國地質災害與防治學報， 2018， 29（06）：23-32.

[3]文和鵬，趙建林.重慶奉溪高速邱家大橋滑坡基本特征及穩定性分析[J].長春工程學院學報（自然科學版）， 2015， 16（03）：89-93.