季 彥

(天津市市政工程設(shè)計研究院，天津 300201)

0 引言

在工民建工程地質(zhì)勘察常見的勘察方法中，鉆探和靜力觸探是兩種非常重要的手段。鉆探手段為提取一定數(shù)量原狀土樣，進行土工實驗，結(jié)合現(xiàn)場目力觀測，判定地基土物理力學(xué)性質(zhì);靜力觸探手段是一種原位測試，通過探頭采集的端阻、側(cè)摩阻、摩阻比等數(shù)據(jù)來反映地基土層強度變化。將鉆探和靜力觸探兩者相互結(jié)合，進行綜合的土力學(xué)及工程地質(zhì)分析。

本文闡述了在天津市某污水處理廠勘察工作中兩種勘察手段充分應(yīng)用的體會。

1 工程概況

擬建污水處理廠工程，場區(qū)大部分位于抽水后的兩個魚塘內(nèi)。污水處理廠推薦工程總占地5.51 hm2(含遠期)，按功能可劃分為污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)、生產(chǎn)管理區(qū)及遠期處理預(yù)留地，各區(qū)之間以綠化帶隔離。建設(shè)規(guī)模為日處理量近期3萬m3/d，遠期6萬 m3/d。

本工程根據(jù)各構(gòu)筑物的分布情況和設(shè)計具體要求共布置鉆探孔，雙橋靜力觸探孔39個，孔深為15.0 m～30.0 m。

2 土性定名與地層劃分

1)靜力觸探法土的定名。

根據(jù)DB 29-20-2000巖土工程技術(shù)規(guī)范中不同類別地基土靜力觸探試驗曲線特征對現(xiàn)場采集的靜力觸探試驗數(shù)據(jù)進行處理，初步確定地層分層及土性定名如表1所示。

表1 不同地基土靜力觸探試驗曲線特征表

以39號孔為例，根據(jù)靜力觸探曲線的特征、qc，Rf的數(shù)值變化，該孔對地基土定名詳見表2。

表2 靜力觸探成果表

2)鉆探法土的定名。

根據(jù)現(xiàn)場野外描述，采取土樣進行實驗室土工試驗結(jié)果，根據(jù)DB 29-20-2000巖土工程技術(shù)規(guī)范(見表3)綜合確定土名，并進行了地層劃分。

以40號鉆探孔為例，結(jié)合野外鉆探與室內(nèi)土工試驗，地層劃分及定名如表4所示。

表3 土性定名表

在40號鉆探孔4.20 m～5.50 m，根據(jù)土工試驗結(jié)果判斷，該層為粉土，但其Ip=9.6;6.50 m～13.80 m 為粘土層，且含水量小于液限，故土性定名應(yīng)為粘土。最終鉆孔柱狀圖見表4。

由此可見，在天津地區(qū)針對細粒土勘察工作，通過靜力觸探方法，土的地層強度變化界線明顯，但對土性為推測定名，界限上有誤判;而對于鉆探法采用現(xiàn)場鑒別和室內(nèi)試驗綜合定名，土性準確，但在天津地區(qū)沉積土層中，千層餅和透鏡體形式較多，鉆探過程中丟鉆現(xiàn)象明顯，故地層界線劃分有誤，由此可見，兩者相互配合通過分析對比，可以大大增加場區(qū)地層劃分及定名的準確性。

表4 40號孔鉆孔柱狀表

3)現(xiàn)場地層劃分結(jié)果。

綜合整個場地地質(zhì)條件，共分為5個成因?qū)?

①素填土，厚度為0.30 m～2.30 m。黃褐色，潮，含有機質(zhì)、少量植根。局部底部見黑色坑底淤泥，厚約10 cm～30 cm，呈流塑狀態(tài)，含大量有機質(zhì)。

②粉質(zhì)粘土，厚度為2.70 m～4.90 m。灰褐～黃褐色，硬塑～可塑狀態(tài)，含鐵質(zhì)、云母、有機質(zhì)、銹染，土質(zhì)不均，中壓縮性。

③粉土，厚度1.30 m～2.10 m?；疑?，稍密狀態(tài)，土質(zhì)不均，中等壓縮性;該層夾粉質(zhì)粘土透鏡體。

④粘土，厚度為8.80 m～10.50 m?；疑魉軤顟B(tài)，含云母、有機質(zhì)、貝殼，砂粘交互，高壓縮性。

⑤粉質(zhì)粘土，厚度為2.20 m～3.60 m。青灰～淺灰色，軟塑狀態(tài)，含鐵質(zhì)、云母、有機質(zhì)、姜石，中壓縮性，部分鉆孔在埋深13 m以下夾20 cm～50 cm貝殼層。

3 確定承載力

在DB 29-20-2000巖土工程技術(shù)規(guī)范中提出，地基土承載力可由物理指標查表和靜力觸探等方法確定。

靜力觸探法是在土沒有擾動的情況下原位采集的，根據(jù)qc，Rf的數(shù)值通過查表，能夠直觀反映地基土的承載力。

采用物理指標確定地基土承載力，首先應(yīng)對巖土基本變量參數(shù)予以處理，求得統(tǒng)計修正后物理指標μk后查表。粘性土依據(jù)液性指數(shù)Il、孔隙比e判定;粉土依據(jù)含水量w(%)、孔隙比e判定;淤泥質(zhì)土則根據(jù)原狀土天然含水量w(%)給出。

根據(jù)兩種勘察方法給出數(shù)據(jù)統(tǒng)計后進行查表，結(jié)合經(jīng)驗，給出該場區(qū)勘察范圍內(nèi)地基土承載力，見表5。

表5 場區(qū)勘察范圍內(nèi)地基土承載力表 kPa

4 結(jié)語

通過以上比較可看出，兩種勘察手段均有其優(yōu)點和不足，鉆探法可以直觀觀察到地基土的顏色、狀態(tài)、含有物等，例如在該場區(qū)中存在埋深不均、厚度不等的貝殼層，具有土性確定準確等優(yōu)點，但由于施工取樣丟鉆等影響，存在地層分層誤差;靜力觸探法設(shè)備簡單輕便、自動化程度高，對土層強度反應(yīng)明顯，故分層深度確定效果良好，但在天津細粒土地區(qū)容易產(chǎn)生土性誤判。兩者相互結(jié)合，可大大提高勘察質(zhì)量，因此在天津地區(qū)工程勘察工作中，綜合多種方法來全面了解地基土的變化規(guī)律是非常必要的。

［1］ DB 29-20-2000，巖土工程技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］ GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范［S］.

［3］ 天津市××污水處理廠巖土工程勘察報告［R］.2010.