夏飛躍

（江西有色建設(shè)集團(tuán)有限公司，南昌 330000）

1 軟土地區(qū)巖土工程項(xiàng)目概述

某綜合管廊項(xiàng)目位于主干道沿線，全長4 215.0 m。整條線路采用雙艙結(jié)構(gòu)，寬度為5 562.2 mm，高度為3 152.2 mm，埋深在地面以下5.8～6.5 m，交叉口埋深12.3～13.8 m。工程選擇明挖施工法，開挖深度最大為13.8 m，最小為5.8 m，綜合管廊頂板覆蓋土層厚度為2.3～3.2 m。室外平整標(biāo)高為3.8 m，擬選擇樁基礎(chǔ)，工程頂板設(shè)計(jì)荷載為72.2～92.5 kPa，交叉口位置設(shè)計(jì)荷載為112.2～203.5 kPa。

該項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域的土層結(jié)構(gòu)包括表層填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、中粗礫砂等，各土層性質(zhì)見表1。

表1 項(xiàng)目各土層性質(zhì)

2 勘察技術(shù)方案

2.1 鉆機(jī)鉆探

鉆探是軟土地區(qū)巖土工程勘察的主要技術(shù)，根據(jù)鉆探目的，可以選擇不同口徑的鉆孔。比如，為采取原狀土樣，可以選擇口徑在91.0 mm 及以上的鉆孔；而為了鑒別地層，可以選擇口徑超過36.00 mm 的鉆孔。根據(jù)鉆孔形狀，選擇不同的垂直度測試標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)鉆孔為垂直孔時(shí)，通常需要間隔50.00 m 進(jìn)行一次垂直度測試，并保證偏差在±2.0°/（100.0 m）以內(nèi)；若為斜孔，則需要每間隔25.00 m 進(jìn)行一次方位角、傾斜角記錄，并根據(jù)巖土工程的勘探設(shè)計(jì)要求進(jìn)行偏差控制。同時(shí)，考慮到粉土、砂土層原狀土樣帶上地面勘探難度較大，勘察技術(shù)人員需要以無巖芯鉆進(jìn)方式或無泵反循環(huán)方式，配合標(biāo)準(zhǔn)貫入器間斷取樣，并控制取樣間距在1.00 m 以內(nèi)。

在鉆機(jī)鉆探取樣后，為定量分析工程明挖深度范圍內(nèi)土層的含水透水性能，需進(jìn)行樣品滲透試驗(yàn)。以工程開挖范圍內(nèi)的填土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂為對象，進(jìn)行土體水平方向、垂直方向滲透系數(shù)的測定[1]。

2.2 靜力觸探

靜力觸探主要是在壓力裝置的幫助下，將帶有觸探頭的觸探桿壓入試驗(yàn)土層。同時(shí)，利用量測系統(tǒng)測量土體貫入阻力，推測土的容許承載力、變形模量。這一方法主要用于粉細(xì)砂、中粗礫砂層勘探。采用數(shù)字化靜力觸探儀，配置圓錐錐底截面積、側(cè)壁面積分別為10.0 cm2、300.0 cm2的雙橋探頭，探頭圓錐尖角傾斜度為60.0°。

2.3 室內(nèi)試驗(yàn)

室內(nèi)試驗(yàn)主要依據(jù)GB/T 50123—2019《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》，對勘察取得的粉質(zhì)黏土原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)測試，測試項(xiàng)目包括天然重度、干密度、含水量、液限、塑性指數(shù)、孔隙比、飽和度等。測試時(shí)，主要利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)準(zhǔn)備的直剪儀或環(huán)剪儀等強(qiáng)度測試儀器，以及側(cè)限壓縮儀（變形參數(shù)測定）、三軸儀（固結(jié)強(qiáng)度）或雙聯(lián)中壓固結(jié)儀等儀器，并依據(jù)儀器使用說明書及現(xiàn)有操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作?；疚锢硇再|(zhì)實(shí)驗(yàn)可以劃分為液塑限試驗(yàn)、固結(jié)壓縮實(shí)驗(yàn)、基本物理指標(biāo)試驗(yàn)（含水量、土粒重）幾個(gè)部分[2]。

3 勘察技術(shù)要點(diǎn)

3.1 勘察點(diǎn)布置

在勘察點(diǎn)布置時(shí)，勘察技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)軟土成因類型，結(jié)合地基復(fù)雜程度，確定勘察點(diǎn)位。一般勘察點(diǎn)位之間的距離應(yīng)在30.0 m 內(nèi)，若土層變化較為復(fù)雜，則應(yīng)適當(dāng)增加勘察點(diǎn)分布密度。

3.2 取樣

在取樣前，勘察技術(shù)人員應(yīng)通過現(xiàn)場踏勘，規(guī)劃勘察儀器的進(jìn)入與退出路線。同時(shí)，掌握場地環(huán)境，明確鉆探用水來源，并劃定器材、遺棄物放置方位，保證勘察工作結(jié)束后現(xiàn)場原樣可恢復(fù)。同時(shí)，勘察技術(shù)人員應(yīng)依據(jù)周正、穩(wěn)固、水平的原則有序安裝勘察機(jī)械。若為鉆機(jī)安裝，應(yīng)保證立軸與測定鉆孔呈90°，避免在高空架線高度低于10.0 m 的區(qū)域內(nèi)鉆探。

3.3 勘察操作

在室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)壓縮試驗(yàn)開展前24 h，勘察技術(shù)人員應(yīng)選擇真空抽氣飽和容器進(jìn)行抽氣飽和操作，以保證原狀土體飽和度超過95.0%。在試驗(yàn)操作過程中，為了避免土樣被大量擾動(dòng)，操作人員應(yīng)在確定試驗(yàn)土樣面積（20.0 m2）之后，依據(jù)25.0 kPa、50.0 kPa、100.0 kPa、200.0 kPa、300.0 kPa、400.0 kPa、600.0 kPa、800.0 kPa 的荷載施加等級進(jìn)行荷載施加，控制土體壓縮變形幅度小于0.01 mm/h。同時(shí)，利用TSW-3 土工試驗(yàn)微機(jī)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，自動(dòng)采集參數(shù)，以規(guī)避因人工采集數(shù)據(jù)而引發(fā)的結(jié)果誤差。

4 勘察結(jié)果分析

4.1 鉆探滲透試驗(yàn)結(jié)果

在鉆探取樣后，準(zhǔn)備TST-70 型滲透儀以及秒表、天平、木槌等附屬設(shè)備，裝好儀器并確定儀器不漏水后，放入濾紙并關(guān)閉止水夾，精確稱定原狀土樣（1.0 g）分層裝入儀器內(nèi)，每層裝填完畢后從調(diào)節(jié)管位置進(jìn)水到土樣頂面，致使最后一層土樣高出上測壓管孔3.5 cm±0.5 cm。量測土樣頂面、筒頂剩余高度后，由供水管繼續(xù)向圓筒頂面供應(yīng)水源，促使水面自始至終保持與滲透儀器頂面在同一水平線上，此時(shí)調(diào)低調(diào)節(jié)管高度，獲得自下向上的滲流。穩(wěn)定后記錄測壓管水位并計(jì)算水位系數(shù)。通過對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出結(jié)果見表2。

表2 各土層滲透性試驗(yàn)結(jié)果

由表2 可知，工程淺部原狀土層透水性能較差，需要選擇級配較好的砂石墊層進(jìn)行淺層原狀土的換填處理。進(jìn)而分層壓實(shí)，為后續(xù)樁基施工提供良好條件。

4.2 靜力觸探結(jié)果

通過靜力觸探，得出各土層靜力觸探力學(xué)指標(biāo)范圍見表3。

表3 各土層靜力觸探力學(xué)性能指標(biāo)范圍

如表3 所示，結(jié)合工程土質(zhì)特點(diǎn)以及擬建樁基礎(chǔ)形式，可以依據(jù)TBJ 37—1993《靜力觸探技術(shù)規(guī)則》中提出的雙橋探頭的探頭錐尖阻力和側(cè)壁摩擦阻力估算方法，確定混凝土鉆孔樁單樁容許承載力P。P 的計(jì)算公式為：

式中，α 為樁端阻力綜合修正系數(shù)，樁直徑小于650.0 mm 時(shí)，α=570.70Ps-0.93，樁直徑大于650.0 mm 時(shí)，α=20.46Ps-0.55；Ps為探頭錐尖阻力，N；A 為樁徑，mm；U 為樁周長，mm；βi為樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù)，樁直徑小于650.0 mm 時(shí)，βi=21.22fsi-0.75，樁直徑大于650.0 mm 時(shí)，βi=3.49fsi-0.40；fsi為樁周分層土探頭側(cè)摩擦阻力；hi為分層土厚度；k 為安全系數(shù)，若選擇樁承載力為主，k=2，若選擇摩擦阻力為主，k=2.5?；谝阎獏?shù)，可以選擇長度為58.0 m 的樁，將其嵌入第三層粉細(xì)砂或第四層中粗礫砂中。

4.3 室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果

通過室內(nèi)試驗(yàn)，得出結(jié)果見表4。

表4 土工試驗(yàn)結(jié)果

通過對表4 進(jìn)行分析可知，軟土地區(qū)在天然狀態(tài)下孔隙較大、含水量較高、干密度較小，處于飽和狀態(tài)。結(jié)合其塑性指數(shù)可知，土樣處于流塑狀態(tài)，在壓力作用下體積變化較為顯著，沉降變形幅度較大。

5 結(jié)語

綜上所述，工程埋深較大、荷載較小，應(yīng)根據(jù)靜力觸探結(jié)果進(jìn)行分段施工。并在室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值較高點(diǎn)位鋪設(shè)降水管路，設(shè)置支護(hù)措施，以規(guī)避基槽長時(shí)間雨水浸泡問題，保證土層穩(wěn)定性。同時(shí)，根據(jù)鉆探結(jié)果，應(yīng)選擇超過0.94 的壓實(shí)系數(shù)進(jìn)行分層換填壓實(shí)，進(jìn)而澆筑鋼筋混凝土剛性墊層，再配合道路交叉口復(fù)雜基坑的深層水泥攪拌處理，以保證基層穩(wěn)固性。