郭萬得

（廣東明源勘測設計有限公司，廣東 河源 517000）

1 概述

（1）工程概況。根據(jù)市政工程設計研究院設計方案，工程擬建長為1.293km。工程等級為一級，防洪標準按100 年一遇6600m3/s 洪水流量設計。結構形式為漿砌石縫護岸，基底持力層為卵石層或風化基巖。

（2）施工場地分類與勘察。擬施工項目為修建堤防工程，以保護城市?？紤]到現(xiàn)有場地的條件，并且地基的特征，勘察場地定為II 類。在施工設計中，堤壩類型分為重力式砌體結構II 型天然地基路堤。根據(jù)市政工程設計研究院提供的設計方案和《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)，擬建堤岸的設計等級為I 級，可靠等級為II 級，場地條件復雜程度中等。而基礎設計等級為Ⅲ級地基。依據(jù)工程的重要性，結合場地和地基的特點，該工程的巖土勘察設定為乙級。

2 地質條件分析

（1）場地地形地貌。工程施工地選擇在河流左岸，為I級階地，主要施工地點位于中心灘漫灘的過渡區(qū)域。整體地勢較為平緩，地表特點是西高東低。地面高程范圍處于3.1m～3.9m 之間，20 世紀80 年代至90 年代，南北兩岸先后占領漫灘，修建堤防和道路。新的河岸向南移動到河岸中部，發(fā)展為當前的地形特征。

（2）地層及巖性的分布特征。依據(jù)鉆孔結果，施工場地內的地層條件較為簡單?？碧椒秶鷥龋鶐r為砂質泥巖③-2，局部范圍存在沉積薄層泥質砂巖③-1。

鉆探結果表明，場地巖性結構簡單，自上而下分別為雜填土、細砂、卵石以及基巖?？碧椒秶鷥?，基巖主要為砂質泥巖，局部范圍存在薄層泥質砂巖，巖性物質的分布特征為：雜填土①：外觀為雜色，稍含水，質地稍密至密實，存在較大的壓實程度。細砂②-1：外觀黃褐色，整體稍密，稍濕。礦物成分主要為云母、石英等。不同砂粒分布均勻，偶有礫石顆粒存在。卵石②：外觀雜色，形狀為亞圓形，主要成分為花崗巖、石英巖碎屑，外表磨圓度好，大小不一，分選性差。粒徑范圍經(jīng)為20mm～60mm，占總重量的約34%，大于60mm 的粒徑占總重量的20%以上。充填砂土，中密至密實。泥質砂巖③-1：棕紅色，板狀結構，強風化，泥質膠結。砂質泥巖③-2：棕紅色～褐紅色，強～中風，泥質膠結，密實，粒狀結構，厚層。

3 場地水文地質條件

勘察表明，擬建施工場地鉆孔均存在地下水。穩(wěn)定區(qū)域的地下水位深度范圍1.3m～2.3m，對應的高程約1.00m。施工區(qū)域地下水集中于卵石層，整體為孔隙潛水類。水文方面，鉆探施工區(qū)域范圍的地下水一般由北向南排泄，汛期，鄰近河段地下水位上升快速，地下水與地表水交替存在，共同實現(xiàn)補給與排泄。地下水動態(tài)主要受水位影響，水力交替性較強。水位波動幅度約為1.4m，隨季節(jié)發(fā)生明顯變化。區(qū)域地質經(jīng)驗表明，通常條件下，發(fā)生的最大變化范圍可考慮為1.4m，在100 年一遇的最大流量6600m3/s 的情況下，地下水位將在短時間內進一步上升。

4 勘察場地主要工程地質評價

4.1 河床顆粒分析

取粗粒土擾動樣分析顆粒度，試驗結果如表1 所示。

4.2 物理試驗

鉆探施工場地的底部區(qū)域多分布第三系極厚風化基巖，主要類型為巖性以砂質泥巖，伴有少許泥質砂巖，為了掌握風化基巖層的物理性質，在鉆孔中取巖樣進行了不同條件下的物理力學性能試驗和力學性能試驗。根據(jù)試驗結果，③-1層的泥質砂力學性能類別于③-2 層砂質泥巖。數(shù)學分析可歸為相同樣本加以分析與計數(shù)，結果見表2。

表1 粗顆粒土平均顆粒組成百分比

表2 礦石物理力學性質指標統(tǒng)計

4.3 場地地震效應

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306-2015)的相關規(guī)定，并參考《建筑抗震設計規(guī)范》（GB 50011-2001）的相關內容，本區(qū)域的抗震等級為8 度，設計加速度0.20g，設計中地震待續(xù)分為兩組。鉆探施工區(qū)域內無不良地質，無地震災害隱患，整體為抗震有利?，F(xiàn)場地質無不良斷層。地基土組成為密礫石和風化基巖層，厚度分布均勻。依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（(GB 50011-2001)）的規(guī)定，也是抗震有利地段。

4.4 地基滲透情況

勘探結果表明，鉆探施工區(qū)域的巖土的組成為沖洪積成的礫石，下部主要為第三系泥巖、砂巖，整體厚度較大。結合碎石顆粒分析結果及實際試驗結果，該區(qū)域的土級配連續(xù)性差異，細顆粒含量多低于25.1%，PC=7.49%～24.13%。根據(jù)規(guī)范，該土層的滲流變形破壞類型為管涌型。

磁層礫石中的細顆粒含量和層的滲透系數(shù)（考慮為k=80m/d），礫石層區(qū)域的臨界水力梯度JCR0.23（中位數(shù)）。

因基巖土具有較強的滲透性，堤內的地表水位近似于堤外地下水位，沒有形成較大的水位差。堤基下水力坡度較小，低于礫石層臨界坡降。在鉆探施工中管涌滲透變形不會發(fā)生，在施工前設計時，不用考慮發(fā)生滲漏變形存在的破壞作用。

4.5 確定地基承載力與變形

室內進行了土工試驗，現(xiàn)場也進行了試驗，依據(jù)《建筑地基設計規(guī)范》（GB50007-2011）的相關規(guī)定，并依據(jù)相關區(qū)域的施工經(jīng)驗，綜合場地條件的評價結果，地基承載力與變形指數(shù)取值如下：

人工填土層：FAK=160kPa ES=6.0Mpa；

卵石層：FAK=650kPa E0=45.0mpa；

風化砂巖層：FAK=5000kpa E0=45.0mpa。

4.6 持力層與穩(wěn)定性驗算

依據(jù)地基條件分析結果，上部地基土組成為①雜填土，此層作為近年來承接填筑物?；靥畈牧铣煞謴碗s多變，密實度不一，工程性能差，埋深淺，厚度變化大，壓縮性高，承載力低，應加以清除。

鉆探施工場地下部區(qū)域的地基包括2 層卵石、另有部分③-1 泥質砂巖與③-2 砂質泥巖。體現(xiàn)出整體強度高、不易壓縮、地基均勻。施工區(qū)域地基承載層可以保證穩(wěn)定可靠。

結合區(qū)域的特性，除了要保證地基的均勻性、強度、變形，還要保證地基的沖刷深度。沖刷深度計算結果較小時，要使用2 層卵石可作為堤壩的基礎承重層?；A埋深要大于局部沖刷線下部1.5 米；沖刷深度計算結果較大時，要選擇③-1 層泥質砂巖與③-2 層為基礎持力層，埋深要大于淺基巖層，深度要大于0.5m。

在鉆探施工過程中，應清除松散填料層和沖刷線上方的礫石層，將堤壩地基放在基巖土層上，并具有良好的力學性能。承重層被選為②層礫石層時，堤壩與礫石層界面之間的摩擦系數(shù)f 的范圍是0.45～0.50，礫石的飽和抗剪系數(shù)C=0，取Φ40°；堤壩基礎部分的持力層采用③-1 層泥質砂巖，部分層土中存在③-2 層砂質泥巖。鉆探施工中計算抗滑穩(wěn)定性，堤壩基層與風化巖層不同界面的摩擦系數(shù)f 范圍是0.30～0.35。

5 結論與建議

（1）明確了場地的地層結構，地層中自上而下分別為雜填土①、卵石②、細砂②-1 以及泥質砂巖③-1、砂質泥巖③-2。由于淺埋深度和工程性能差，①層雜填土強度不足，考慮到堤壩地基承重的需要，要予以拆除。②層卵石、③-1泥質砂巖、③-2 層地基均勻性好，強度可以保證，并且壓縮性低，可以作為地基承載層。

（2）鉆探施工前要先考慮到沿線地下情況，受水位的影響存在交替性。水位變化幅度依據(jù)1.4m 考慮；在最大流量6600m3/s 的情況下，地下水位將在短時間內進一步上升。

（3）地基土的承載力能力與變形特征可使用4.5 節(jié)提出的建議值；針對穩(wěn)定性，參數(shù)可依據(jù)4.6 節(jié)提出的建議值。

（4）本區(qū)的抗震級別為8 度，地震為第二組，地震加速度0.20g，屬于地震有利地段，抗震類別為二類。

（5）除了要滿足地基的均勻性、強度和變形的影響外，還分析地基的沖刷深度。如果沖刷深度較小時，可以將②層卵石作為堤體的基礎承重層。地基的埋深在高于局部沖刷線以下1.5 米處；計算沖刷深度如果較大時，可以采用③-1層泥質砂巖，必要時采用③-2 層砂質泥巖，基底埋深建議高于強風化軟化的淺基巖埋深0.5m 以上。