韓金福

（福州城建設計研究院有限公司， 福建 福州 350001）

0 前言

在水廠建設工程項目地質勘察中，根據(jù)工程場地的地質環(huán)境及條件的不同性質,選用不同的、合適的勘察方法和測試手段，這樣可以提高勘察結果的準確性，與此同時，利用巖土工程測量技術可以為施工項目的枯竭和施工提供科學的指導性數(shù)據(jù)，及時規(guī)避和修復自然環(huán)境中的不利條件，以確保施工項目的安全質量和生產(chǎn)進度。因此，巖土工程勘察工作對水廠建設項目的作用和意義卻是非常重要的。

1 工程概況

本工程位于X市Y鎮(zhèn)，工程建設總規(guī)模為5.0萬m3/d，近期建設規(guī)模為2.5萬m3/d。本工程等級為小型給水工程，本次勘察內容包括自來水水廠廠區(qū)部分，附屬邊坡部分及746m原水管道部分，管道長約746m，管徑DN800mm，采用明挖工藝進行施工。具體施工方法、管道材料、敷設方式分類等內容見下表1管道特征一覽表。

表1 管道特征一覽表

2 勘察目的、任務要求

本次勘察主要為擬建工程選擇技術可行、經(jīng)濟合理、安全可靠的基礎持力層及基礎方案，提供設計計算指標。依據(jù)以上技術規(guī)范本次勘察應重點分析評價下列內容：

（1）查明擬建場地內巖土層的結構、性質、分布情況，分析評價地基土均勻性，并提供各巖土層物理力學性質指標。

（2）查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍和危害程度。

（3）查明場地地下水類型及埋藏條件，評價地下水對基礎方案設計及施工和基槽開挖的影響。

3 勘察方案

本次勘察過程中勘探點的測量根據(jù)建設單位提供的1：1000擬建物平面位置圖采用極坐標放樣法進行施放。

3.1 布孔原則

配套管道部分沿管道中心線布孔，鉆孔間距按100～150m進行控制，本次勘察共完成鉆孔9個。

本次勘察共布設鉆孔9個，實際完成鉆孔9個。已完成鉆孔當中，控制性鉆孔5個，一般性鉆孔3個，均為取樣孔，原位測試鉆孔4個【1】，根據(jù)國家標準《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版），控制性勘探孔不少于總鉆孔數(shù)1/3，取樣及原位測試鉆孔不少于總鉆孔數(shù)1/2，滿足規(guī)范要求。

3.2 鉆孔深度控制

配套管道部分：勘探孔深度在滿足管道施工管底標高、地下水控制、支護設計的前提下，應達到管底設計高程以下不少于5～8m；當基底下存在松軟土層、厚層填土和可液化土層時，勘探孔深度應適當加深。

4 工區(qū)地層結構

經(jīng)鉆探揭露，擬建工程場地在揭露深度內，其巖土層從上往下可分為3層，分別為新近人工堆填土層；第四系沖洪積層：淤泥、坡積粘性土層；下伏侏羅系上統(tǒng)南園組（J3n）凝灰?guī)r及其風化層。

本次勘察共進行了7組56件室內巖石點荷載強度試驗，對單軸極限抗壓強度換算值進行統(tǒng)計，范圍值7.67～12.87MPa，平均值=9.39MPa，標準差=1.14，變異系數(shù)δ=0.121，標準值=9.13MPa，統(tǒng)計樣本數(shù)n=56，根據(jù)現(xiàn)場鉆孔揭示，基巖中未發(fā)現(xiàn)明顯孔穴、洞穴及臨空面，但存在破碎帶【2】。

4.1 場地水文地質條件

4.1.1 地表水

本勘場地未見明顯地表水。

4.2.2 地下水埋藏條件與性質

擬建場地地下水主要賦存和運移于深部基巖風化帶或構造帶中的基巖孔隙-裂隙水，含水性不均，帶狀分布，局部可能具微承壓性，富水性較差，透水性一般較弱，對該邊坡工程治理基本無影響主要呈。本次勘察外業(yè)期間，初見水位埋藏深度約在0.70～3.30m（標高2.86～33.54m）之間，穩(wěn)定水位埋藏深度約在1.10～5.40m（標高2.46～31.44m）之間。地下水位主要受降水量影響，年變化幅度較大，約在1.50～3.00m間，場地近3～5年最高地下水位為3.50～32.50m。據(jù)調查歷史最高水位4.10～33.30m。場地附近未見較大的污染源[3]。

4.2 場地土剪切波速測試

4.2.1 測試原理及方法

波速測井是利用放置到鉆孔中的傳感器接收到震源傳來的S波信號到達時間（初至），來確定鉆孔所在處地層波速的一種方法。

4.3 測試成果

4.3.1 土層的剪切波速測試成果

本勘采用單孔檢層法在鉆孔ZK13及ZK67進行剪切波波速測試，所測得的土層剪切波速值詳見表2，測試鉆孔的測試成果詳見后附《波速測試成果圖》[4]。

表2 各巖土層剪切波速實測值（m/s）一覽表

4.3.2 土層的等效剪切波速計算

通過對場地土層的剪切波速測試，取地面下20米且不深于場地覆蓋層厚度范圍內各土層剪切波速值計算土層的等效剪切波速，其中波速測試孔根據(jù)該孔土層剪切波速實測值進行計算，其他鉆孔根據(jù)各土層實測剪切波速的平均值及經(jīng)驗值進行估算。計算土層的等效剪切波速按下列公式：

式中：vse——土層等效剪切波速（m/s）；

d0——計算深度（m），取覆蓋層厚度和20 m二者的較小值；

t——剪切波在地面至計算深度之間的傳播時間（s）；

di——計算深度范圍內第i土層的厚度（m）；

vsi——計算深度范圍內第i土層的剪切波速（m/s）；

n——計算深度范圍內土層的分層數(shù)。

按上述公式計算場地波速測試孔在覆蓋層厚度內土層的等效剪切波速值vse，詳見表3。

表3 土層等效剪切波速vse、場地覆蓋層厚度及場地類別

5 基礎方案選擇

配套管道部分長約746m，擬采用明挖淺埋法施工，管徑DN800mm，管材采用鋼板卷管。管道基礎主要坐落于①雜填土、②淤泥、③坡積粘性土、④全風化凝灰?guī)r、⑤砂土狀強風化凝灰?guī)r及⑥碎塊狀強風化凝灰?guī)r上。對于①雜填土層建議采用換填處理，將①雜填土開挖到一定深度后用中粗砂分層壓實回填至管底開挖面，以經(jīng)檢驗合格的中粗砂作為管道持力層， 對于②淤泥可采用換填砂墊層或拋石擠淤處理后方可作為管道基礎持力層使用，并在坑底鋪設砂石墊層。③坡積粘性土、④全風化凝灰?guī)r、⑤砂土狀強風化凝灰?guī)r及⑥碎塊狀強風化凝灰?guī)r上天然狀態(tài)下可以滿足管道承載力要求，可直接作為管道持力層。

根據(jù)設計方案，管道工程擬采用明挖淺埋法施工，基槽開挖深度在5m以內，基槽側壁安全等級屬三級。管槽開挖建議采用放坡開挖，在離現(xiàn)有建筑物較近或鄰近地下埋設有重要的管線施工場地，開挖方式可采用支護開挖，支護方式可采用鋼板樁等形式【5】?；坶_挖時如果存在地下水，需做好相應的排水措施，可采用集水井（坑）明排處理。基槽開挖范圍內于①雜填土開挖后自穩(wěn)能力較差，尤其是雨天，易發(fā)生坍塌，應盡量避開雨季施工。開挖時土方應及時運走，不得超載或超挖。

6 結術語

本文根據(jù)該水廠的實際情況，對管道場地土剪切波速測試及計算，根據(jù)分段評價結果進行綜合判定，本勘場地場地土類別為軟弱土中硬土，建筑場地類別為Ⅱ-Ⅲ類。建議按照不利因素考慮，該場地建筑場地類別為Ⅲ類，③坡積粘性土、④全風化凝灰?guī)r、⑤砂土狀強風化凝灰?guī)r及⑥碎塊狀強風化凝灰?guī)r上天然狀態(tài)下可以滿足管道承載力要求，可直接作為管道持力層。由此可見，巖土勘察工作在水廠建設中的重要性，巖土勘察工作就是水廠建設前的根基，不可缺一，只有做好了基礎工作，才能保障水廠建設有質有量的完成。