肖 娟 隆 威 王殿義

1.中南大學

2.中國水電顧問集團中南勘測設(shè)計研究院，湖南 長沙 410083

炎陵縣城污水截污干管改造工程是該縣2013年實施的重點城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施項目之一，也是該縣進一步推進節(jié)能減排工作的民生工程。為使縣城污水截污干管改造工程設(shè)計更合理，施工更科學，需對建設(shè)場地進行工程勘察，并對場地穩(wěn)定性進行評價。

1 工程概況

擬建截污干管改造工程位于株洲市炎陵縣城內(nèi)，長度約為2.8km。擬建管道工程概況見表1。擬建截污干管場地按《市政工程勘察規(guī)范》（CJJ56-94）劃分，其市政工程擬建場地劃分為Ⅱ類。

2 場地巖土工程條件

2.1 地形地貌

擬建場地位于炎陵縣城內(nèi)，屬草坪河漫灘及河流沖積階地，現(xiàn)場地部分地段為縣城道路，部分地段為草坪河河灘，地勢起伏變化較小，勘察期間測得鉆孔孔口標高變化于203.40m～213.10m之間。

2.2 水文地質(zhì)條件

勘察期間，場地內(nèi)各鉆孔均遇見地下水，其類型主要為潛水。潛水主要賦存于礫砂④及圓礫及卵石層⑥中，受大氣降水、沿線河水補給，水量大。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及相關(guān)區(qū)域水文資料，鉆孔單井涌水量8.2m3/d～752.2m3/d，平均單井涌水量64.36m3/d，常見泉流量0.01L/s～0.06L/s。該層地下水與草坪河存在直接水力聯(lián)系，洪水時河水補給地下水，平時地下水流經(jīng)場地向草坪河排泄?？辈炱陂g為枯水季節(jié)，測得潛水穩(wěn)定水位埋深為-0.60m～5.50m，標高介于201.80m～210.30m。此外，石英砂巖節(jié)理裂隙中賦存少量基巖裂隙水，地下水水量大小受節(jié)理裂隙的發(fā)育程度及其連通性控制，水量較小，未形成穩(wěn)定連續(xù)水位面且埋藏較深。

根據(jù)場地巖土條件及地下水補給排泄條件場地地下水變化幅度按2.0m～4.0m考慮。根據(jù)水質(zhì)分析數(shù)據(jù)：場地環(huán)境類型為Ⅱ類，該場地內(nèi)地下水水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

表1 擬建工程概況

2.3 地層巖性

根據(jù)本次鉆探揭露，場地內(nèi)埋藏的地層主要有人工填土層、第四系全新統(tǒng)沖積層，下伏基巖為泥盆系石英砂巖。各地層的野外特征自上而下依次描述如下。

1）人工填土（Q4ml）

素填土①：黃褐色，稍濕，稍密，主要由粉質(zhì)黏土及碎石組成，碎石含量5%/`35%，碎石粒徑一般為5mm～30mm，最大為75mm，為新近填土，未完成自重固結(jié)。主要分布于公路沿線，鉆孔1、2、3、5～13、17～19、22～32中遇見該層，層厚1.20～6.10m。

2）第四系全新統(tǒng)沖積（Q4al）層

（1）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土②：灰褐色，濕，可塑，有腥臭味，含5%～15%的礫砂，無搖震反應，光澤反應稍有光澤，韌性及干強度中等。該層主要為修建公路時，未清淤，在上部荷載作用下緩慢固結(jié)而成。鉆孔3、6-9、24-26中遇見該層，層厚0.50m～1.50m。

（2）粉質(zhì)黏土③：褐黃色，稍濕，硬塑，含少量鐵錳質(zhì)結(jié)核，無搖震反應，光澤反應稍有光澤，韌性及干強度中等，局部含少量礫石。主要分布于神農(nóng)大道沿線，鉆孔13、25-32遇見該層，層厚0.50m～2.50m。

（3）礫砂④：褐黃色，飽和，稍密，石英質(zhì)，含約15%黏性土。場地內(nèi)僅靠近河處有分布，鉆孔7、8、9、14中遇見該層，層厚1.00m～2.60m。

（4）圓礫⑤：黃褐色，飽和，稍密，圓礫含量占50-75%，一般粒徑為10mm～40mm，最大55mm，磨圓度較好，呈渾圓狀，主要礦物成分為石英，長石，充填物多為中粗砂及黏性土。場地內(nèi)分布普遍，除鉆孔3、10、11、12、13、33、34、35未遇見該層外，所有鉆孔均遇見該層，層厚0.80～5.50m。

（5）卵石：黃褐色，飽和，稍密，主要成分以石英砂巖為主，一般粒徑50mm～100mm，最大直徑180mm，磨圓度好，渾圓狀，充填物多為中粗砂、礫砂及黏性土。場地內(nèi)分布較普遍，鉆孔1～5、11、12、14～23、31～35中遇見該層，揭露層厚0.90m～6.20m。

3）泥盆系（D2t）石英砂巖：

主要礦物成分為石英、長石及黏土礦物，塊狀構(gòu)造，中厚層狀構(gòu)造，巖石堅硬。風化后呈褐黃色，按其風化程度不同分為強風化、中風化兩層，其野外特征分述如下。

（1）強風化石英砂巖⑦：褐黃色，塊狀構(gòu)造，中厚層狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，斷面可見鐵錳質(zhì)侵染，巖芯呈塊狀，一般塊徑20mm～55mm，最大為75mm，錘擊聲脆，不易碎，巖石基本質(zhì)量等級V級。管線沿線附近山腳多可見基巖出露，僅鉆孔29揭露該層，揭露厚度3.30m。

（2）中風化石英砂巖⑧：褐黃色，塊狀構(gòu)造，中厚層狀，節(jié)理裂隙稍發(fā)育，斷面可見鐵錳質(zhì)侵染，巖芯多呈短柱狀，一般柱長50mm～100mm，最大為185mm，錘擊聲脆，不易碎，巖石基本質(zhì)量等級IV級。該層在場地內(nèi)埋藏較深，僅鉆孔11、13中遇見該層，揭露厚度3.50mm～4.40m。

表2 各土層主要物理力學性質(zhì)指標表

表3 巖石主要物理力學性質(zhì)指標表

2.4 巖土物理力學性質(zhì)

1）室內(nèi)試驗

根據(jù)室內(nèi)土工試驗結(jié)果，場地內(nèi)各地層的主要物理力學性質(zhì)指標統(tǒng)計如下表。

2）原位測試

2.5 地質(zhì)構(gòu)造

炎陵縣位于新華夏系第11巨型隆起帶和第Ⅱ沉降帶過渡區(qū)。西部茶水紅層盆地屬第11沉降帶東緣，東部萬洋山隆起為第11隆起帶西緣，構(gòu)造類型有東西向構(gòu)造、南北向構(gòu)造、北西向構(gòu)造、華夏系構(gòu)造、新華夏系構(gòu)造、旋鈕構(gòu)造（S狀構(gòu)造）。場地位于炎陵縣城內(nèi)，為洣水Ⅱ級階地，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育。

2.6 新構(gòu)造運動與地震

區(qū)內(nèi)總體上新構(gòu)造運動欠發(fā)育，屬于相對穩(wěn)定區(qū)。從地貌景觀來看，表現(xiàn)為構(gòu)造剝蝕低山地貌，第四系形成多級階地，表明第四紀以來為相對穩(wěn)定抬升的構(gòu)造特征。據(jù)歷史和近期資料記載，區(qū)內(nèi)沒有發(fā)生過損害特別大的地震。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）和《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），擬建場地抗震設(shè)防烈度＜6度，設(shè)計基本地震加速度值＜0.05g，地震動反應普特周期為0.35s，設(shè)計地震分組為第一組。

表4 標準貫入試驗結(jié)果統(tǒng)計表

表5 重型圓錐動力觸探試驗結(jié)果統(tǒng)計表

3 巖土工程分析與評價

3.1 場地穩(wěn)定性評價

本次勘察結(jié)果表明，在勘探深度和平面范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造、泥石流、巖溶等影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，場地處于抗震設(shè)防小于6度區(qū)，可不考慮飽和砂土的液化。場地是穩(wěn)定的，適宜建設(shè)擬建項目。

3.2 巖土層工程性能評價

1）素填土①：場地內(nèi)普遍分布，稍密，局部為松散，主要為修建公路時填筑而成，密實程度不均勻，自穩(wěn)性較差，未經(jīng)處理不能作為擬建截污干管的持力層。

2）淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土②：場地內(nèi)零星分布，且厚度較小，可塑狀態(tài)，主要由于修建公路時未清淤，后在地表荷載的作用下，緩慢固結(jié)而成，具較低強度及較高壓縮性。為場地內(nèi)軟弱地層，不宜作為擬建截污干管的持力層。

3）粉質(zhì)黏土③：場地內(nèi)主要分布于大道沿線，呈可塑～硬塑狀態(tài)，該層強度中等，壓縮性中等?？勺鳛閿M建截污干管的持力層。

4）礫砂④：場地內(nèi)零星分布，呈飽和、稍密狀態(tài)，具中等壓縮性及中等強度?？勺鳛閿M建截污干管的持力層。該層賦水量大，在地下水水頭的作用下，易產(chǎn)生流砂或管涌，擬建截污干管基礎(chǔ)施工時，必須有效控制地下水產(chǎn)生的不利影響。

5）圓礫⑤：場地內(nèi)普遍分布，呈飽和，稍密狀態(tài)。強度中等，變形性較小。為良好的地基土。但該層賦水量大，在地下水水頭的作用下，易產(chǎn)生流砂或管涌，擬建截污干管基礎(chǔ)施工時，必須有效控制地下水產(chǎn)生的不利影響。

6）卵石⑥：場地內(nèi)普遍分布，層位穩(wěn)定，厚度大，呈飽和，稍密狀態(tài)，強度中等，變形性較小。為良好的地基土。但該層賦水量大，在地下水水頭的作用下，易產(chǎn)生流砂或管涌，擬建截污干管基礎(chǔ)施工時，必須有效控制地下水產(chǎn)生的不利影響。

7）強風化石英砂巖⑦：為硬質(zhì)巖石，具有較高強度及較小變形的特點，自穩(wěn)性好。

8）中風化石英砂巖⑧：為硬質(zhì)巖石，強度高，變形性小，工程性能好，層厚大，場地內(nèi)埋藏相對較深。

4 結(jié)論及建議

1）根據(jù)本次勘察結(jié)果，擬建場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)影響場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用，場地是穩(wěn)定的，宜于建筑擬建項目。

2）擬建場地抗震設(shè)防烈度為小于6度，設(shè)計基本地震加速度值小于0.05g，設(shè)計地震分組為第一組，擬建場地建筑場地類別為Ⅱ類，設(shè)計地震特征周期值為0.35s，屬可進行建設(shè)的一般場地。場地處于抗震設(shè)防小于6度區(qū)，可不考慮飽和砂土的液化。

3）根據(jù)本次勘察結(jié)果，場地環(huán)境類型為Ⅱ類，該場地內(nèi)地下水水質(zhì)對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性，對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

4）截污干管穿越地段局部素填土厚度較大，若以素填土作為干管持力層，應對素填土進行相應地基處理，以處理后的人工地基作為擬建干管基礎(chǔ)持力層。

5）擬建截污干管施工時應加強驗槽工作，以便及時解決所遇到的巖土工程問題。

6）根據(jù)本次勘察結(jié)果，參照國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007-2011）及其它有關(guān)規(guī)范，場地內(nèi)各地層的工程特性指標建議采用下表數(shù)值。

滲透系數(shù)K（cm/sec）素填土① 80 3.5 / 5.0×10-4淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土② 80 3.5 / 6.3×10-7粉質(zhì)黏土③ 180 7.0 / 5.8×10-6礫砂④ 220 / 30 2.0×10-2圓礫⑤ 300 / 40 2.5×10-2卵石⑥ 400 / 50 3.8×10-2強風化石英砂巖⑦ 1000 / 80 /中風化石英砂巖⑧ 1500 / / /指標地層 承載力特征值fak（kPa）壓縮模量Es（MPa）變形模量E0（MPa）

7、場地內(nèi)基坑開挖時用于坑壁穩(wěn)定設(shè)計及支護設(shè)計的巖土技術(shù)參數(shù)參照下表數(shù)值采用：

粘聚力C（KPa）素填土① 19.1 12 15 20 1:1.50淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土② 19.5 14 15 20 1:1.50粉質(zhì)黏土③ 19.8 16 25 65 1:1.25礫砂④ 20.0 28.0 / 130 1:1.25圓礫⑤ 21.0 32.0 / 200 1:1.00卵石⑥ 21.5 35.0 / 300 1:1.00強風化石英砂巖⑦ 22.5 45（似內(nèi)摩擦角） 380 1:0.75中風化石英砂巖⑧ 26.4 55（似內(nèi)摩擦角） 800 1:0.50指標地層 天然重度r（KN/m3） 內(nèi)摩擦角φ（度）固結(jié)快剪抗剪強度 巖土體與錨固體極限摩阻力標準值qsik（KPa）基坑開挖臨時放坡坡比（高：寬）

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