石磊

（遼寧省阜新水文局，遼寧 阜新 123000）

1 概述

對(duì)于遼寧沈陽洪區(qū)北分干明星二橋下游段水系出口進(jìn)行改造，著重解決于洪區(qū)北分干劉家閘至明星二橋段排水防澇問題，以此緩解城區(qū)排水壓力。工程主要建設(shè)內(nèi)容包括：①新建暗渠650 m，上游進(jìn)口段明渠25 m，下游段護(hù)岸634 m， 閘下渠道封閉段的護(hù)岸48 m；②新建永安支渠777 m，原支渠渠首加高段8 m，過路方涵2座；③新建圍欄長1 982 m；④拆除橋梁1座；⑤新建臺(tái)階3處；⑥太陽能路燈20盞。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

北分干渠地勢(shì)總體上東南高西北低，局部地形微起伏?，F(xiàn)有河道兩側(cè)地面高程37～40 m，河道寬約10～18 m。岸坡坡度一般20°～30°，最大可達(dá)50°，岸坡以上為北分干一級(jí)階地，現(xiàn)狀多為農(nóng)田及房屋。

2.2 地層巖性

本區(qū)在構(gòu)造體系上位于陰山東西復(fù)雜構(gòu)造帶和新華夏系構(gòu)造帶的交接部位，由于受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng)干擾、破壞，特別是新華夏系構(gòu)造對(duì)它的改造作用十分強(qiáng)烈，因此構(gòu)造體系表露不是很明顯。區(qū)域地層出露，主要由受混合巖化作用形成的前震旦系巖石[1]，侏羅系安山巖、安山質(zhì)角礫巖夾砂頁巖、礫巖夾砂巖、粉砂巖、頁巖夾煤線，白堊系的砂礫巖夾砂巖、粉砂巖、頁巖，第四系的砂礫石層、砂質(zhì)粘土、粘質(zhì)沙土以及晚侏羅世侵入巖等組成。

2.3 水文地質(zhì)條件

區(qū)域內(nèi)地下水主要類型為第四系孔隙潛水，局部為基巖裂隙水。前者廣泛分布于整個(gè)工程區(qū)，以填土、粉質(zhì)粘土及砂層為主要含水層，一般較厚，其地下水位埋藏一般較淺， 主要受大氣降水和上游河流補(bǔ)給，并向下游河谷排泄。豐枯水期地下水位變化較大。

3 工程地質(zhì)

3.1 地形地貌

北分干整體上自東向西流，工程區(qū)段河道較曲折，屬倒梯形河道，岸坡及河床部位主要由粘性土及砂礫類土構(gòu)成。按地貌形態(tài)及成因類型劃分為人工地形和沖洪積地形。

人工地形：主要分布于河道堤岸、堤岸附近堆土及河底等區(qū)域。巖性以雜填土①、素填土②為主。沖洪積地形：分布于北分干河道及兩側(cè)，寬度大于200 m。地勢(shì)平坦開闊,大部分為耕地，地層較復(fù)雜。

3.2 地層巖性

根據(jù)本次勘察鉆孔揭露，地層自上而下分為：

①層：雜填土，雜色，主要由粘性土、粉土、粉砂及少量建筑垃圾組成，結(jié)構(gòu)松散，主要分布河道堤岸附近堆土，層厚 0.9～2.7 m。

②層：素填土，黃褐色～灰黑色，主要由粘性土、粉土、粉砂及少量建筑垃圾組成，結(jié)構(gòu)松散，局部有出露，主要分布河道堤岸、河底等區(qū)域，層厚0.3～4.6 m。

③層：粉質(zhì)粘土，黃褐色～灰褐色，軟塑～可塑狀態(tài)，分布均勻，層位穩(wěn)定，層底埋深8.4～17.5 m，層厚7.8～15.0 m。該層局部層間夾有軟塑狀粉質(zhì)粘土及粘土層，多以夾薄層及透鏡體形式出現(xiàn)；細(xì)砂，黃褐色～灰褐色，稍密，主要礦物成份為石英、長石等，均粒結(jié)構(gòu)， 級(jí)配較差。該層為粉質(zhì)粘土的夾層，層底埋深7.8～12.0 m，層厚3.0～3.7 m，工程區(qū)內(nèi)分布范圍較小，僅治理段下游局部可見該層。

④層：細(xì)砂，黃褐色～灰褐色，稍密～中密，，主要礦物成份為石英、長石等，均粒 結(jié)構(gòu)，級(jí)配較差。層底埋深8.4～20.0 m，層厚1.1～5.5 m，河道下游可見該層分布。

⑤層：粗砂，黃褐色～灰褐色，稍密～中密，主要礦物成份為石英、長石等，均粒結(jié)構(gòu)，級(jí)配較差。層位較穩(wěn)定，勘察期間該層未全部揭露，最大揭露厚度12.5 m。該層個(gè)別鉆孔局部夾有中砂及礫砂層，多以層狀及透鏡體形式出現(xiàn)[2]。

3.3 地下水情況

地下水主要為第四系松散層孔隙潛水，潛藏于填土、粉質(zhì)粘土及砂中，勘察期間河底存在地表徑流[3-5]。各主要巖土層注水試驗(yàn)成果詳見表1。

表 1 鉆孔注水試驗(yàn)成果一覽表

由表1可知，北分干主要地層中，細(xì)砂④1滲透系數(shù)多在3.15×10-3～3.66×10-3cm/s之間，屬中等透水性；細(xì)砂④2滲透系數(shù)多在2.14×10-3～3.68×10-3cm/s之間，屬中等透水性；粗砂⑤滲透系數(shù)多在1.06×10-2～2.65×10-2cm/s之間，屬強(qiáng)透水性。

3.4 地基土凍脹性

本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍土深度1.1 m。根據(jù)GB50324-2014《凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范》季節(jié)凍土的凍脹性分級(jí)表2。

由表2可知，小渾河河道粉質(zhì)粘土③均呈強(qiáng)凍脹性（Ⅳ），在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地基土的凍脹性。

3.5 地基土的承載力

對(duì)于本工程區(qū)地基土承載力的確定根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)）， 通過室內(nèi)試驗(yàn)、標(biāo)貫試驗(yàn)結(jié)合計(jì)算、查表法綜合分析而得出的。各土層承載力特征值參數(shù)詳見表3：

表2 地基各主要巖土層凍脹性分級(jí)

表3 工程場(chǎng)地地基土承載力特征值參數(shù)Φak（kPa）

4 地基土地震液化判別與評(píng)價(jià)

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，本工程擬建場(chǎng)區(qū)抗震基本設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為7度，特征周期值為0.35 s。

根據(jù)北分干工程區(qū)勘察資料，該場(chǎng)地20 m深度范圍內(nèi)，覆蓋層主要為粉質(zhì)粘土③、細(xì)砂④1、細(xì)砂④2、粗砂⑤，其中粉質(zhì)粘土③為粘性土，可判斷為不液化土。

依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，對(duì)淺埋天然地基的建筑物，當(dāng)上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液化 影響：

式中：dw——地下水位深度（m），由于本次勘察期間為豐水期，可采用勘察水位深度作為地下水深度；du——上覆蓋非液化土層厚度（m）；db——基礎(chǔ)埋置深度（m），不超過2 m時(shí)應(yīng)采用2 m；d0——液化土特征深度（m），7度時(shí)砂土取7 m。

結(jié)合本治理段所處場(chǎng)地及其附近地質(zhì)勘察資料根據(jù)上式計(jì)算，本工程場(chǎng)地內(nèi)各點(diǎn)砂層計(jì)算成果不符合初判為不液化的條件，需進(jìn)一步進(jìn)行液化判別。

依據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中相關(guān)規(guī)定進(jìn)行液化判別，液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值N0=7。液化判別結(jié)果見表4。

砂的地震液化判別采用《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法，符合下式要求的土應(yīng)判為液化土：

式中：

N——工程運(yùn)用時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)在當(dāng)時(shí)地面以下ds（m）深度處的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)（未經(jīng)桿長修正）；

Ncr——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值； 液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值根據(jù)下式計(jì)算：

Ncr——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值；

NO——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值（動(dòng)峰值加速度0.10 g取7）；

ds—飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度（m）；

dw——地下水位埋深（m），勘察期間為豐水期，取孔內(nèi)觀察水位；

ρc——黏粒含量百分率，當(dāng)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r，應(yīng)采用3；

β——調(diào)整系數(shù)；（設(shè)計(jì)抗震第一組取0.80）

由表4可知，砂的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N＞Ncr，復(fù)判為不液化。

表4 各液化判別孔液化判別計(jì)算表

因此，根據(jù)本次勘察取得的地層資料、土層的原位測(cè)試數(shù)據(jù)及室內(nèi)顆粒分析試驗(yàn)成果，依據(jù)規(guī)范規(guī)定綜合判別，在地震烈度達(dá)到7度時(shí)，北分干工程區(qū)不會(huì)發(fā)生地震液化[6-7]。

本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍土深度1.1 m。根據(jù)《凍土工程地質(zhì)勘察規(guī)范》季節(jié)凍土的凍脹性分級(jí)表，各層土凍脹分級(jí)見表5。

表5 橋址區(qū)內(nèi)各主要巖土層凍脹性分級(jí)

從表中可以看出，本次勘察范圍內(nèi)粉質(zhì)粘土③層具有強(qiáng)凍脹性，凍脹等級(jí)為Ⅳ級(jí)。由于上述各層存在凍脹性問題，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮地基土的凍脹性。

5 結(jié)語

通過以上分析可知，為解決沈陽市排水防澇問題，通過對(duì)北分干劉家閘至明星二橋河道進(jìn)行綜合整治，對(duì)該區(qū)域地基土液化的分析及評(píng)價(jià)，根據(jù)工程區(qū)地形條件和工程分布特點(diǎn)，便于施工，工程竣工后可有效提高北分干劉家閘下游段排澇能力，緩解城市內(nèi)澇。本次設(shè)計(jì)擬對(duì)北分干明星二橋下游段959 m河道進(jìn)行綜合治理。