張繼寶

（合肥市勘察院有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230000）

任何項(xiàng)目在建設(shè)之前，都需要對場地的穩(wěn)定性、適宜性、抗震性等進(jìn)行全面系統(tǒng)的勘察和評價，以掌握現(xiàn)場施工場地能否滿足工程項(xiàng)目建設(shè)的要求。大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目規(guī)模比較大，對場地穩(wěn)定性、抗震性的要求比極高。為詳細(xì)分析場地的特點(diǎn)和實(shí)際情況，是否能夠滿足大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目建設(shè)的要求，需要結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)條件，開展詳細(xì)的勘察和評價，才能保證基礎(chǔ)施工方案的科學(xué)性和合理性，更好地保障施工質(zhì)量?；诖?，開展大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地的勘察方法及場地評價的分析研究就顯得尤為必要。

1 工程概述

1.1 工程簡介

擬建六安市廣播電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目位于六安市裕安區(qū)河西縱五與河西三環(huán)交叉口，北側(cè)為河西三環(huán)，東側(cè)緊臨河西縱五，南側(cè)毗鄰淠河，總用地面積約23 350 m2，項(xiàng)目總投資約2.6億元。擬建建構(gòu)筑物包括：電視發(fā)射塔、塔座、消防泵房及水池等，設(shè)計(jì)±0.00標(biāo)高為40.80 m。

1.2 地質(zhì)水文條件

根據(jù)野外鉆探揭示，結(jié)合室內(nèi)土工試驗(yàn)綜合分析，該場地（巖）土層自上而下分為：①1層雜填土（Qml）：層厚0.5~3.0 m，層底標(biāo)高36.85~39.88 m；①2層淤泥質(zhì)填土（Qml）：層厚0.3~5.4 m，層底標(biāo)高31.45~37.93 m；②1層粉土、粉細(xì)砂夾粉質(zhì)粘土：層厚0.8~6.5 m，層底標(biāo)高32.05~37.64 m；②2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土、粉細(xì)砂：層厚0.8~5.0 m，層底標(biāo)高30.65~34.91 m；③1層粉細(xì)砂：該層部分鉆孔未鉆穿，最大揭示厚度4.7 m；③2層細(xì)中砂：層厚0.8~4.4 m，層底標(biāo)高28.71~31.12 m；④1層卵礫石夾中粗砂：層厚1.1~4.3 m，層底標(biāo)高25.14~28.08 m，④2層卵礫石：該層部分鉆孔未鉆穿，最大揭示厚度9.7 m；⑤層強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（J）：層厚一般0.3~0.5 m，局部1.0 m（巖芯破碎，不能取樣），層底標(biāo)高16.77~17.31 m；⑥1層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（J）：該層部分鉆孔鉆穿，最大揭示厚度3.9 m；⑥2層微風(fēng)化泥質(zhì)砂巖（J）：該層未鉆穿，最大揭示厚度20.4 m。根據(jù)此次勘探資料揭示，場地勘探深度范圍內(nèi)地下水類型主要為上層滯水和潛水，以潛水為主。

2 項(xiàng)目場地勘察和評價的必要性

大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目屬于大規(guī)模工程項(xiàng)目，對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、適宜性、抗震性等都有嚴(yán)格的要求，為最大限度上保證工程質(zhì)量，需要采取有效的勘察方法和評價標(biāo)準(zhǔn)來保證基礎(chǔ)質(zhì)量，以免發(fā)生不均勻沉降和變形問題。場地勘察和評價的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）有利于查明工程項(xiàng)目所在場地各土層土體的成因時代、巖性、埋藏分布等，為施工方案的編制提供各巖土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，準(zhǔn)確分析和評價地基巖土的穩(wěn)定性和均勻性。（2）有利于查明項(xiàng)目施工現(xiàn)場內(nèi)部是否存在特殊性巖土和不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，以便對場地的穩(wěn)定性、適宜性、抗震性等進(jìn)行準(zhǔn)確的評價。（3）有利于查明工程施工現(xiàn)場地下水類型、埋藏條件、補(bǔ)給和排泄條件、腐蝕性以及地下水位，提供地下水變化幅度，各主要地層的滲透性和抗浮設(shè)計(jì)水位。（4）有利于為大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目地基施工提供各種土層承載力、變形參數(shù)、抗剪強(qiáng)度指標(biāo)等基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、變形計(jì)算以及基坑支護(hù)所需的各項(xiàng)參數(shù)。

3 大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地的勘察方法

案例工程的規(guī)模比較大，場地范圍大，常規(guī)場地勘察方法效率低，且無法對場地進(jìn)行全面有效的勘察，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，采取有針對性的勘察方法，本工程可選擇的勘察方法有以下幾種：

方法一：鉆探。這是一種在巖土工程勘察中常用的技術(shù)，具有良好的操作效果，適應(yīng)范圍也比較廣，可以鑒別、描述土層，巖土取樣，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)或波速測試等。鉆孔除了測定地基土層的分布外，另一個重要的作用是采集土樣和進(jìn)行原位測試工作，用以取樣或原位測試的探孔，其數(shù)量應(yīng)視地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級和土層分布的復(fù)雜程度而定，一般可占探孔總數(shù)的1/2，鉆孔取樣孔數(shù)不應(yīng)少于勘探孔總數(shù)的1/3，通過控制性取樣孔并結(jié)合所取土樣的室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析判定地層分布情況，以提升巖土工程勘察的全面性和準(zhǔn)確性，提升勘察效果。在進(jìn)行鉆孔布設(shè)時，要采取交叉布設(shè)方式，以控制整個場地范圍內(nèi)取樣的覆蓋面，從而提升勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，能夠更客觀地反映場地的巖土條件。既能有效提升巖土工程勘察的精度，為后期工程設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)等提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)等。巖樣的采取率淤泥不低于80%，并且是完整的巖石及黏土。如果是破碎的巖石，沙子和礫石土不低于65%；需要把重點(diǎn)放在確定位置（滑動帶，軟弱夾層等），應(yīng)采用雙芯管連續(xù)取心；當(dāng)需要確定巖石質(zhì)量指標(biāo)問題時，應(yīng)采取75 mm口徑雙層芯管和金剛石鉆頭。根據(jù)要求，鉆在巖石，土壤，水和原位測試。應(yīng)力層取樣、原位測試距離為1~2 m；各主要土層的原狀土樣或原位試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不少于6件（套）。

方法二：原位測試。是在工程巖土區(qū)域原位置，采取機(jī)械設(shè)備，進(jìn)行物理力學(xué)形式測試，常用的測試方法有靜力觸探法（CPT）、圓錐動力觸探法（DPT）、旁壓試驗(yàn)法（SBPMT）、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)法（SPT）等。結(jié)合現(xiàn)場水文地質(zhì)條件，采取有針對性的測試方法，可快速獲得巖土工程的物理力學(xué)指標(biāo)，為正式施工提供必要的參考指導(dǎo)。

方法三：室內(nèi)土工試驗(yàn)。對場地土層進(jìn)行取樣，送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，土樣和巖石樣，要采取不同采樣方法和試驗(yàn)方法。在進(jìn)行土樣室內(nèi)土工試驗(yàn)時，需要進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)等；在進(jìn)行巖石樣室內(nèi)土工試驗(yàn)時，主要進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

通過綜合對比分析研究，選擇單一的勘察方法難以滿足工程需求，采取了鉆探取樣+原位測試+室內(nèi)土工試驗(yàn)相互結(jié)合的方法，取得了良好效果。需要用到的儀器設(shè)備包括：2臺DPP-100型工程樁基、2臺GXY-100型工程鉆機(jī)、1套20T履帶式靜力觸探儀、1臺GPS-RTK、1臺S3水準(zhǔn)儀等，具體的勘察方法如下：

第一步，鉆探。采取泥漿護(hù)壁或者是跟管聯(lián)合泥漿護(hù)壁鉆進(jìn)的方法，結(jié)合巖土層的實(shí)際變化情況，取具有代表性的土樣作為勘察的樣品。第二步，取樣。針對不同的土樣，采取靜壓法，選擇原狀土試樣的等級為Ⅰ~Ⅱ級，巖石試驗(yàn)可利用鉆探巖芯來制作。第三步，靜力觸探試驗(yàn)。主要是采取單橋探頭，20T履帶式靜力觸探儀進(jìn)行靜力觸探試驗(yàn)，探頭面積為15 cm2，為保證勘察的準(zhǔn)確性，在具體試驗(yàn)中探頭要允許、垂直地壓入到土中，每壓入10 cm記錄一次試驗(yàn)數(shù)據(jù)。第四步，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。具體的做法為鉆孔的預(yù)設(shè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。選擇63.5 kg錘，落距控制在76 cm左右，讓重錘自由下落。在貫入試驗(yàn)之前，需要先把貫入器打入到土中至少15 cm，此后再每隔10 cm記錄一次錘擊數(shù)，累積到30 cm時作為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的實(shí)際測量值。第五步，圓錐動力觸探試驗(yàn)。當(dāng)鉆孔達(dá)到預(yù)計(jì)設(shè)定的深度之后，采取63.5 kg的重錘進(jìn)行擊實(shí)，控制重錘的落距在76 cm左右，自由下落，每隔10 cm記錄一次相應(yīng)的錘擊數(shù)。第六步，鉆孔剪切波速?？刹扇s-1616k基樁動測儀，按照施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，在鉆孔內(nèi)部完成鉆孔剪切波速的檢測。

在本工程場地勘察中，勘探點(diǎn)的測量定位主要是根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的建筑物平面位置圖，通過GPSRTK進(jìn)行放樣，而孔口高程采取S3水準(zhǔn)儀進(jìn)行測量。具體的場地勘察工作量如表1所示：

表1 大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地現(xiàn)場勘察工作量表

4 大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地評價

4.1 場地評價內(nèi)容

在本工程大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地評價中，為保證工程項(xiàng)目施工的質(zhì)量，主要對場地的穩(wěn)定性、適宜性、抗震效應(yīng)進(jìn)行評價。

在場地穩(wěn)定性和適宜性評價中，在大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地現(xiàn)場布設(shè)了2條高密度電法測線，通過這2條測線的實(shí)測視電阻率等值線圖和反演結(jié)果可知，其對應(yīng)的斷面電線變化具有相似規(guī)律，具體表現(xiàn)為垂向電信分層特征明顯，分層的輪廓清晰可見。所謂高密度電法就是人工向地下加載直流電流時，在地表利用相應(yīng)的觀測儀器，來分析場地的電場分布情況。在通過數(shù)據(jù)慈愛嘉系統(tǒng)，電場分布情況進(jìn)行全面采集，采集到的數(shù)據(jù)可自動存入到計(jì)算機(jī)主機(jī)上，再通過專用的軟件就能得視電阻率等值線圖，在等值線圖上可根據(jù)視電阻率的變化特征結(jié)合鉆頭、地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行地質(zhì)解釋，并繪制出物體成果解釋圖，具體的工作框架圖如圖1所示：

圖1 高密度電法工作框架圖

在場地抗震效應(yīng)評價中，項(xiàng)目所在的區(qū)域抗震設(shè)防烈度為7°，地震加速值為0.10 g，按照3次鉆孔內(nèi)波速試驗(yàn)結(jié)果，場地地下20 m的范圍中土層等效剪切波速平均值在146.8~222.0 m/s，從勘察結(jié)果來看，屬于是軟弱到中中軟場地土。覆蓋層的厚度為23 m，屬于是Ⅱ內(nèi)場地類比，場地特征周期Tg為0.35 s。根據(jù)此次鉆探揭示及室內(nèi)顆粒分析（篩分）資料，②1層粉土、粉細(xì)砂夾粉質(zhì)粘土、②2層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉土、粉細(xì)砂黏粒含量較高（大于10%），③2層細(xì)中砂、④1層卵礫石夾中粗砂、④2層卵礫石，中密～密實(shí)狀態(tài)，在地震烈度為7度時可初判為非液化地層。從地形地貌的角度來看，本工程所在的場地屬于是河漫灘地貌單元，局部為老河道，因此，軟弱土層的厚度比較大，并且存在液化土層，綜合判定屬于是對建筑抗震不利的地段。

5 大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地存在的問題和解決措施

通過對本工程場地進(jìn)行常規(guī)的鉆探取樣、原位測試、室內(nèi)土工試驗(yàn)與物探相互結(jié)合的綜合勘察手段，發(fā)現(xiàn)本工程施工場地中雖然為穩(wěn)定場地，適宜建設(shè)大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目，但所在區(qū)域的地震設(shè)防烈度為7°，地震加速度值為0.10 g，屬于對建筑抗震不利地段。而場地水下以下③1-1層粉細(xì)砂屬輕微液化，50年一遇歷史最高洪水位下③1層粉細(xì)砂屬輕微液化，③1-1層粉細(xì)砂屬中度液化，應(yīng)針對建筑物性質(zhì)、重要性等采取抗液化措施，全部或部分消除液化沉陷。通過本次勘探所取地下水進(jìn)行水質(zhì)分析，結(jié)合六安地區(qū)勘探經(jīng)驗(yàn)綜合判定，該場地地下水對鋼筋混凝土構(gòu)筑物有微腐蝕性，需要進(jìn)行防腐處理。

解決措施：根據(jù)大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地的特點(diǎn)，為保證施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，可采取如下措施：

（1）大型電視發(fā)射塔的高度達(dá)到308 m，對基礎(chǔ)的穩(wěn)定性、承載力要求比較好，原有的基礎(chǔ)難以滿足施工要求，建議采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)方案，以⑥1層中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖和⑥2層微風(fēng)化泥質(zhì)砂巖為樁端持力層，并保證樁端入持力層的深度不小于1.0 m。（2）針對2層塔座，也要采取樁基礎(chǔ)，樁端持力層為④1層卵礫石夾中粗砂或④2層卵礫石。但需要保證樁端進(jìn)入持力層的深度不低于1.5d（d為樁徑），如因鉆孔灌注樁在施工時孔底沉渣厚度不滿足設(shè)計(jì)要求時，可采用后注漿施工技術(shù)。（3）大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地現(xiàn)場條件復(fù)雜，軟弱土和砂土的厚度比較大，鉆孔灌注樁在正式施工前，需要采取具有代表性的場地進(jìn)行成樁試驗(yàn)，以確定最佳的施工參數(shù)，提升基礎(chǔ)施工質(zhì)量，必要時需進(jìn)行后注漿工藝，為發(fā)射塔打造一個穩(wěn)定性高、強(qiáng)度大的樁基礎(chǔ)，更好地保證大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目施工質(zhì)量與安全。

6 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合工程實(shí)例，分析了大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目場地的勘察方法及場地評價，分析結(jié)果表明，場地勘察和評價是工程項(xiàng)目施工的前提條件，科學(xué)合理的場地勘察和評價，可為編制施工方案，制定施工工藝提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)支撐，更好地提升工程質(zhì)量，并有效控制或減小不均勻沉降及基礎(chǔ)變形等問題，為大型電視發(fā)射塔遷建項(xiàng)目施工建設(shè)營造良好的條件。