李 偉

（盤(pán)山縣水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 盤(pán)山 124000）

1 概況

竇家排水站位于遼寧省臺(tái)安縣黃沙坨鎮(zhèn)劉家村，站址在遼臺(tái)排干右岸。該站始建于1965年，安裝28ZLB-70軸流泵3臺(tái)，JSL-127-8電機(jī)3臺(tái)，裝機(jī)總?cè)萘?90kW，安裝1臺(tái)SJ－560型變壓器，容量560kVA，設(shè)計(jì)流量5.1m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程3.88m，流域控制面積12.18km2，排澇受益耕地面積600hm2。

由于年久失修，目前采用砂漿和磚石結(jié)構(gòu)的靜水池墻壁傾斜、開(kāi)裂且磚塊脫落，極有可能發(fā)生傾覆。為了繼續(xù)發(fā)揮排水站的作用，排除安全風(fēng)險(xiǎn)，急需對(duì)靜水池進(jìn)行拆除后重建。

2 水文地質(zhì)及物理力學(xué)試驗(yàn)

2.1 水文地質(zhì)

根據(jù)勘測(cè)及調(diào)查可知，在一定的勘探深度內(nèi)，擬選址建筑物的地基分為4層，從上至下，各地層分別為：雜填土層、粉質(zhì)黏土層［1］、粉砂層、細(xì)砂層。各土壤層描述如下：

2.1.1 雜填土層

分布較為廣泛，土質(zhì)顏色混雜，疏松且含水率高。主要以黏土質(zhì)和砂土為主，同時(shí)兼有一些零星的生活和建筑垃圾，厚度一般為2.7～3.7m，層底的標(biāo)高為-3.1～-2.3m。

2.1.2 粉質(zhì)黏土層

分布較為廣泛，色澤誒灰褐色。土內(nèi)含有一些鐵錳結(jié)核和灰色土塊［2］，中等韌性，無(wú)搖振反應(yīng)，處于可塑狀態(tài)。具有中～高可壓縮性［3］。厚度為3.3～4.7m，層底標(biāo)高為-7.3～-5.8m。

2.1.3 粉砂層

廣泛分布，為黃褐色，密度中等，近乎飽和［4］。土質(zhì)主要由石英、長(zhǎng)石及少量云母組成，占總質(zhì)量的50%以上，粒徑范圍在0.075～0.1mm之間［5］，其中黏粒含量ρc＜3%。厚度為10.5～13m，層底標(biāo)高為-19.0～-17.5m。

2.1.4 細(xì)砂

一般分布，為淺棕色，密度為中等，近乎接近飽和，其成分主要由石英、長(zhǎng)石及少量云母構(gòu)成，一般的顆粒大小是為0.075～0.25mm，其含量超過(guò)總重量的85%，黏土粒含量ρc低于3%。層底標(biāo)高為-34.8～-29.6m。

2.2 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件

調(diào)查過(guò)程中，在勘探深度范圍內(nèi)的所有孔洞均有地下水［6］，地下水主要供應(yīng)來(lái)源為大氣降水，調(diào)查期為枯水期，地水位埋深在2.0～2.4m之間，地下水位隨季節(jié)的變化而變化［7］，年變化范圍約為1～1.5m。每年6—9月為汛期，此期間地下水位相較最高。如在枯水期施工，由于地下水位較低，對(duì)基礎(chǔ)開(kāi)挖影響較?。?］。

2.3 物理力學(xué)試驗(yàn)

在觀(guān)測(cè)期內(nèi)，從粉質(zhì)黏土層中采集了6個(gè)原狀土壤樣品，并按常規(guī)對(duì)每種土壤樣品進(jìn)行了物理和力學(xué)性能測(cè)試。從粉砂層和細(xì)砂層中采集了12個(gè)擾動(dòng)土壤樣品并進(jìn)行了篩選。對(duì)粉質(zhì)黏土層、粉砂層和細(xì)砂層的土樣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)滲透試驗(yàn)［9］，結(jié)果如表1～表3。

銷(xiāo)蝕侵徹階段,彈體的u～v關(guān)系與Yp

表3 細(xì)砂層標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)

淤泥層液化判別（標(biāo)準(zhǔn)貫入法）埋深ds=6.15m。依據(jù)水利水電工程地質(zhì)勘查規(guī)范的相關(guān)規(guī)定，在地下標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)15m以?xún)?nèi)。

式中 Ncr為液化判據(jù)的貫入錘數(shù)臨界值；ρc為土的黏粒含量質(zhì)量百分率（%），當(dāng)ρc＜3%時(shí)，ρc取3%；N0為液化判據(jù)的貫入錘數(shù)基準(zhǔn)值；ds為當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度，小于5m時(shí)，采用5m；dw為在項(xiàng)目的正常運(yùn)行，當(dāng)?shù)叵滤唬╩）在地表以下或地表被淹沒(méi)時(shí)，dw取0；ρc=3%，N0=6，Ncr=10.7～14.3，小于實(shí)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘數(shù)N=20～16［4］，則判定粉砂層不會(huì)發(fā)生液化。

根據(jù)建筑抗震技術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，在地下20m的深度內(nèi)。

式中 β為調(diào)整系數(shù)，取0.80。其他公式中的字母含義同上。

其中N0=7，β=0.8，ρc=3，計(jì)算的所得Ncr為9.8～11.4擊，比標(biāo)準(zhǔn)N=20～16擊小，所以判定粉砂層不液化。

細(xì)砂層液化判別（標(biāo)貫法）埋深ds=17.1～20m。根據(jù)建筑抗震技術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，在15～20m深度之間。

其中N0=7，β=0.8，ρc=3，代入數(shù)值，計(jì)算Ncr為12.8～15.9擊，它小于實(shí)測(cè)錘頭錘頭數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)貫入N=26～31，因此可以確定細(xì)砂層沒(méi)有液化。

物理力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，粉質(zhì)黏土層屬于中等至高壓縮率。粉砂層和細(xì)砂層屬于低壓縮性土壤。

3 巖土工程性質(zhì)評(píng)價(jià)

3.1 地層

3.1.1 雜填土

一般分布，稍致密，組成不均，不能用作建筑物的天然基礎(chǔ)。

3.1.2 粉質(zhì)黏土

一般分布，在垂直方向上的厚度和深度變化很小，灰褐色，可塑。 它具有中等至高壓縮性。

3.1.3 粉砂

地層分布較為均勻，水平方向較為連續(xù)，厚度變化相對(duì)較小，密度為稍密狀態(tài)。

3.1.4 細(xì)砂

水平方向相對(duì)連續(xù)，垂直方向的厚度有較小變化，密度為中密狀態(tài)，屬于低壓縮性土。

3.2 天然地基方案

根據(jù)每一層土壤的物理性質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)指標(biāo)和當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，對(duì)每層土天然地基的設(shè)計(jì)參數(shù)確定，如表4。

表4 各層土壤天然地基的設(shè)計(jì)參數(shù)

3.3 樁基方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)條件，可以采用鉆孔樁基礎(chǔ)類(lèi)型，建議使用細(xì)砂作為樁端承重層，在正式施工前，現(xiàn)場(chǎng)樁試驗(yàn)，確定樁的可行性，以及單樁靜載荷試驗(yàn)，確定設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)如表5。

表5 各土層鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)參數(shù) 單位：kPa

3.4 地下水的評(píng)價(jià)

地下水地層的主要類(lèi)型有：雜填土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)砂、細(xì)砂層孔隙水。其主要來(lái)源為大氣降水補(bǔ)給。調(diào)查期是旱季，穩(wěn)定的水位埋在2.0～2.4m的深度，受降水的影響，年變化范圍為約1～1.5m。 雨季是每年的7~9月，最高地下水位出現(xiàn)在8月、9月。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)以上分析，該場(chǎng)地?zé)o不良地質(zhì)影響，砂層不液化，場(chǎng)地穩(wěn)定，適合施工，其土壤為中軟土類(lèi)型，覆蓋層的厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50m，建筑場(chǎng)地類(lèi)別為III類(lèi)，使用鉆孔樁時(shí)，建議使用細(xì)砂層作為樁端承重層，在施工之前，現(xiàn)場(chǎng)試鉆確定樁的可行性，通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)，確定單樁承載力特征值的設(shè)計(jì)參數(shù)。