江西省崇仁縣鎢產(chǎn)品深加工區(qū)建設(shè)適宜性評價

沙 珉，張 成

（1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院,江西 南昌 330030；2.江西省地質(zhì)局物化探大隊,江西 南昌 330030）

工程地質(zhì)評價是指根據(jù)工程建設(shè)的要求和勘查成果，通過分析和計算對研究區(qū)工程地質(zhì)條件和問題進(jìn)行的定量和定性的評價[1]，其主要包括工程地質(zhì)條件評價、工程建設(shè)適宜性評價和工程地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評價[2]。雷燚[3]等（2006）運用遞階模糊數(shù)學(xué)模型,以重慶10個工業(yè)園區(qū)為例，對其用地的適宜性進(jìn)行了定性與定量相結(jié)合的評價分析。董永智[4]等（2021）對城市建設(shè)用地適宜性評價時采用了自然地理條件、水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件、環(huán)境地質(zhì)條件和社會影響條件5大評價因子進(jìn)行綜合分析和評判。夏雨波[5]等（2022）將水文地質(zhì)實體內(nèi)地下水化學(xué)引入城市建設(shè)用地適宜性評價中，得出規(guī)劃區(qū)工程建設(shè)適宜程度。本文將從工程地質(zhì)特征、水文地質(zhì)特征（包括地下水腐蝕性）、場地穩(wěn)定性以及自然條件等方面采用多因子分級加權(quán)指數(shù)和法定量評價江西省崇仁縣鎢產(chǎn)品深加工區(qū)的工程建設(shè)適宜性。

1 工程地質(zhì)特征

1.1 基本特征

江西省崇仁縣鎢產(chǎn)品深加工區(qū)屬崗丘地貌，場地較平坦。區(qū)內(nèi)土層屬第四系全新統(tǒng)（Q4），下伏基巖為白堊系（K2）泥巖。從上至下劃分為素填土層、耕土層、粉質(zhì)粘土層、含礫粉質(zhì)粘土層、圓礫層和全風(fēng)化泥巖等6個巖土層位。素填土層以粘性土為主，偶含少量卵礫石，土質(zhì)不均，結(jié)構(gòu)松散，為場地平整時人工填土，局部分布，層厚0.60～2.50m。耕土層主要成分為粉粘粒，稍濕，土質(zhì)較軟，局部分布，層厚0.70～2.10m。粉質(zhì)粘土層塑性為硬塑—可塑，干強度高，中等韌性，主要為粉粘粒，土質(zhì)稍軟，層厚2.80～7.40m。含礫粉質(zhì)粘土層塑性為可塑—硬塑，干強度中等—高，中等韌性，主要為粉粘粒，礫石含量10%～30%，層厚0.60～4.30m。圓礫層密實度為稍密—中密，濕度為稍濕—濕，顆粒級配良好，呈亞圓形，顆粒粒徑一般在2～20mm 之間，由10%～30%的中粗砂及少量的粘粒細(xì)砂充填。揭露層厚0.60～5.70m。全風(fēng)化泥巖層原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造已完全破壞，巖芯風(fēng)化呈粘土狀，殘余結(jié)構(gòu)尚能辨認(rèn)，韌性較好，遇水易軟化，揭露層厚0.40～.50m。粉質(zhì)粘土、含礫粉質(zhì)粘土、圓礫和泥巖層在該地完整性較好，詳見圖1。

圖1 巖土層剖面及穩(wěn)定地下水位圖

1.2 主要土層力學(xué)特征

粉質(zhì)粘土層，液性指數(shù)（IL）標(biāo)準(zhǔn)值為0.28，屬硬塑—可塑之間。塑性指數(shù)（Ip）標(biāo)準(zhǔn)值為12.35，屬粉質(zhì)粘土，詳見表1。通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，結(jié)果為：最大錘擊數(shù)12.8，最小6.4，修正錘擊數(shù)（N）為9，小于10，其密實度為松散。

表1 粉質(zhì)粘土和含礫粉質(zhì)粘土主要力學(xué)性質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值

礫粉質(zhì)粘土層，液性指數(shù)（IL）標(biāo)準(zhǔn)值為0.31，屬硬塑至可塑之間。塑性指數(shù)（Ip）標(biāo)準(zhǔn)值為13.24，屬粉質(zhì)粘土，詳見表1。通過標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，結(jié)果為：最大錘擊數(shù)12.7，最小6.5，修正錘擊數(shù)（N）為8，小于10，其密實度為松散。

圓礫層，通過69 次重型（N63.5）圓錐動力觸探試驗，其圓錐動力觸探試驗修正錘擊數(shù)（N63.5）為7，其密實度為稍密。

全風(fēng)化泥巖層，通過10次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，其標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗修正錘擊數(shù)（N）為19，其密實度為中密。

1.3 主要土層地基承載力的確定

粉質(zhì)粘土層和含礫粉質(zhì)粘土層采用下式[6]計算其地基承載力：

式中：Mb、Md、Mc——承載力系數(shù)，根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定；

b——基礎(chǔ)底面寬度，取3m；

d——基礎(chǔ)埋深，取2m；

γ——基礎(chǔ)底面以下土的重度，kN/m3；

γm——基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度，kN/m3；

ck——基底下一倍短邊深度范圍內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa，取各土層的凝聚力值，kPa。

通過計算，粉質(zhì)粘土層和含礫粉質(zhì)粘土層fa分別為226kPa和260kPa。另外采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗擊數(shù)確定承載力[7]，粉質(zhì)粘土和含礫粉質(zhì)粘土承載力（fa）分別為220kPa和205kPa。

圓礫層和全風(fēng)化泥巖層采用查表法確定地基承載力[7]，經(jīng)查表圓礫地基承載力（fa）為200～300kPa，全風(fēng)化泥巖地基承載力（fa）為150～500kPa。

結(jié)合本地區(qū)行業(yè)經(jīng)驗，推薦各主要巖土層的主要參數(shù)建議值見表2。

表2 各巖土層的地基承載力及主要參數(shù)建議值

2 水文地質(zhì)特征

2.1 地表水特征

區(qū)內(nèi)基本地勢為北高南低，標(biāo)高均在62m以上，區(qū)內(nèi)95%以上范圍標(biāo)高在67.5m 以上。區(qū)內(nèi)東西兩側(cè)各有一條山間溪流，且由北向南流向南面的水庫。南面水庫為一小型山間農(nóng)田灌溉用水庫，水庫壩頂標(biāo)高為67.2m。水庫蓄水面積和蓄水量隨季節(jié)變化，正常情況下水面標(biāo)高一般在61m 以下，一般水面在0.49km2左右。詳見圖2。

圖2 地表水分布及地下水位等值線圖

2.2 地下水特征

園區(qū)內(nèi)地下水類型主要為潛水、孔隙水及基巖裂隙水。孔隙水主要賦存于素填土、耕土、粉質(zhì)粘土，潛水主要賦存于含礫粉質(zhì)粘土、圓礫，透水性較好，水量較大，主要補給來源為大氣降水及側(cè)向滲流，水量及水位主要受季節(jié)性控制；基巖裂隙水主要賦存于風(fēng)化泥巖層風(fēng)化裂隙中，透水性一般，水量一般，水量、水位及主要補給來源與潛水一致。由于裂隙的各向異性和發(fā)育程度的不同，基巖裂隙水在局部地段水量可能增大，且呈微承壓性。穩(wěn)定地下水位詳見圖1。

根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料，場地地下水位年變化幅度為1.00～2.50m之間，通過鉆孔的穩(wěn)定水位監(jiān)測，水位埋深1.10～3.25m之間，水位高程73.15～69.98m之間，詳見圖1。地下水位等值線整體形態(tài)與地表等高線整體形態(tài)基本一致，表現(xiàn)為北高南低，地下水同樣向水庫排泄，詳見圖2。

2.3 地下水腐蝕性

粉質(zhì)粘土和含礫粉質(zhì)粘土含水率分別為29.59%和31.34%，屬弱含透水層，其環(huán)境類型為Ⅲ類。根據(jù)地下水水質(zhì)分析，對其腐蝕性進(jìn)行判定[8]，地下水主要偏弱酸性（pH 值小于5.5），對砼結(jié)構(gòu)具有中腐蝕性，對砼結(jié)構(gòu)中的筋呈微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性，詳見表3。

表3 地下水腐蝕性判定結(jié)果表

2.4 粉質(zhì)粘土腐蝕性

區(qū)內(nèi)擬建物基礎(chǔ)埋深約1.5m，建筑結(jié)構(gòu)擬采用框架結(jié)構(gòu)或門式鋼架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)形式擬采用淺基礎(chǔ)。考查粉質(zhì)粘土的腐蝕性有一定的代表性。根據(jù)粉質(zhì)粘土易溶鹽分析結(jié)果，對其腐蝕性進(jìn)行判定[8]，粉質(zhì)粘土易溶鹽對砼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對砼結(jié)構(gòu)中的筋呈微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性。判定結(jié)果詳見表4。

表4 粉質(zhì)粘土腐蝕性判定結(jié)果表

3 場地穩(wěn)定性

區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)背景為白堊系紅泥巖地層分布區(qū)，無活動斷裂區(qū)。區(qū)內(nèi)無斷裂、褶皺、滑坡、巖溶等不良地質(zhì)作用，下伏巖層穩(wěn)定。通過勘察，區(qū)內(nèi)地下無埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞等對工程不利的埋藏物。加工區(qū)東西兩側(cè)溪流寬闊平緩，非泥石流溝谷。通過現(xiàn)場調(diào)查和查閱資料，場地范圍內(nèi)無崩塌、滑坡、塌陷和泥石泥等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生記錄。依據(jù)《全國地震動峰值加速度區(qū)劃圖》(GB18306-2001)和《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》，該場地屬于抗震設(shè)防烈度小于Ⅵ度區(qū)，地震動峰值加速度小于0.05g，區(qū)域穩(wěn)定性好，因此，加工區(qū)穩(wěn)定。

4 工程建設(shè)適宜性評價

5.1 定性評價

該園區(qū)無不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定；地貌簡單，地面坡度一般小于6%；巖土分布均勻、單一，工程性質(zhì)良好；地表排水條件良好，地下水和土層易溶鹽具有輕微—弱腐蝕性，對工程建設(shè)影響較小。綜述，該園區(qū)工程建設(shè)適宜性為適宜。

5.2 定量評價

工程建設(shè)適宜性定量評價多采用多因子分級加權(quán)指數(shù)和法[9]，其計算公式為：

式中：Is——適宜性指數(shù)；

n——一級因子總數(shù)；

m——隸屬于某項一級因子的二級因子總數(shù)；

ω′i——第i項一級因子權(quán)重；

ω″ij——隸屬第i項一級因子下第j項二級因子的權(quán)重；

Xj——二級因子的具體分值，Xj依據(jù)根據(jù)《城鄉(xiāng)規(guī)劃工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（CJJ 57-2012）[9]附表D取值。

根據(jù)此方法，首先根據(jù)該園區(qū)各具體條件確定評價的一級、二級因子層，二級因子層為反映各一級因子主要特征的具體指標(biāo)。根據(jù)各級因子對工程建設(shè)適宜性影響程度劃分為主控因素、次要因素和一般因素并確定相應(yīng)權(quán)重。各因子賦予權(quán)重原則為：①主控因素權(quán)重不小于50%，一般因素權(quán)重小于20%，次要因素權(quán)重介于兩者之間；②一級因子層權(quán)重和為1.0，二級因子層權(quán)重和為10。

各級因子權(quán)重以及各二級因子的分值確定詳見表5。

表5 該場地工程建設(shè)適宜性量化指數(shù)計算表

通過計算，該園區(qū)工程建設(shè)適宜性指數(shù)IS=75.60，大于70，該園區(qū)工程建設(shè)適宜性定量評價為適宜，與定性評價結(jié)論一致。因此，該園區(qū)工程建設(shè)適宜性評價為適宜。

6 結(jié)論

通過工程勘察，該園區(qū)主要巖土層為粉質(zhì)粘土、含礫粉質(zhì)粘土、圓礫和全風(fēng)化泥巖，各巖土層完整，但密實度從松散—中密實不等。粉質(zhì)粘土、含礫粉質(zhì)粘土、圓礫和全風(fēng)化泥巖的建議地基承載力特征值為180～240kPa。

地下水位埋深1.10～3.25m 之間，水位年變化幅度為1.00～2.50m 之間，水位高程73.15～69.98m 之間。地下水對不同結(jié)構(gòu)具有微—中等腐蝕性，粉質(zhì)粘土對不同建筑結(jié)構(gòu)只有微腐蝕性。

該園區(qū)屬抗震設(shè)防烈度小于Ⅵ度區(qū)，地震動峰值加速度小于0.05g，不是崩塌、滑坡、塌陷易發(fā)區(qū)，歷史無發(fā)生記錄，穩(wěn)定性良好。

通過對該園區(qū)工程建設(shè)適宜性定性和定量評價，其工程建設(shè)適宜性指數(shù)Is=75.6，大于70，工程建設(shè)適宜性評價為適宜。