摘要：岩土勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料，勘察者提供合理的基础形式建议对整个设计及工程建设有着引导性的意义。因此，本文主要对电排站扩建项目基础岩土勘察进行分析与探讨，以供类似工程参考。
a关键词：电排站扩建项目；岩土勘察；分析与探讨
一、工程概况
电排站扩建项目设计流量为13m3/s，总装机容量为1350kW，安装3台1200ZLB-85型立式轴流泵，电机配用3台YL-560-12（TH）型立式异步电动机。泵站建筑物依次由内引涌挡墙、内涌清污闸、内涌进水池段、泵房、外江防洪闸、外江出水涵洞、外江消力池、外江护坦段和其他附属建筑物组成。工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，临时建筑物为5级。拟采用天然地基浅基础或软土地基处理形成的复合地基等。本次勘察按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）划分，本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。
二、地质特征
（1）区域地层特征。本场地大地构造处于粤中拗之花县凹断束的南侧，为三水断陷盆地的一部分。场地地区为第四系覆盖，属珠江三角洲冲淤积平原之河流冲淤积阶地。场地及周围隐伏基岩为古近纪宝月组（E2by）风化基岩。根据1：10万区域地质资料及本次工程地质勘察结果，场地为第四系覆盖，隐伏基岩为古近系宝月组（E2by）风化基岩。由老到新分述如下：1）古近系。宝月组（E2by）：砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩、粉砂岩与泥岩不等厚互层。厚度202～509.5m。2）第四系。全新世桂洲组（Qhg）为灰褐色、褐黄色、土黄色淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粘土、细砂、中粗砂等，局部见贝壳，含腐殖质、有机质等，西江、北江两侧厚度较大，其地质年代为中全新世晚期～晚全新世。
（2）水文地质特征。场地地表水主要分布于周边低洼地带，最后汇集于涌。地表水的补给主要为上游河流渗入以及大气降雨等，河流渗入补给，补给区限于河流两侧岸边地带，丰水季节和涨水期河水水位高于地下水水位，河水周期性补给地下水。在雨季，尤其是强降雨时，地表易形成面流、片流，并在低洼处形成较强动态水流，其具有一定的冲刷侵蚀作用。靠蒸发和渗透排泄。地下水类型主要有填土内的上层滞水、第四系松散层的孔隙水和基岩裂隙水。场地内的上层滞水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水的涌水量一般，因此地下水涌水量一般。地下水位的变化幅度约为1.0~2.0m，地下水的补给来源为河涌水的水平和垂直渗透。靠蒸发、渗透和地下水迳流排泄。
三、岩土工程地质条件评价
该扩建工程地质第（1）层为筑填土，主要以粉土或粉质粘土或粘性土混砂及少量碎石、块石、碎砖等回填而成，局部钻孔有木桩基础等，部分经初步压实，固结。土质不均，均匀性较差，力学性质较不稳定，承载力不大，该土层厚度变化大，土质不均，属不均匀性土层。不建议作为基础持力层；第（2）、（4）层淤泥质土，呈流塑状，承载力极低，属高压缩性软土层。该层抗剪强度低，含水量大，灵敏度高，固结时间长，加载荷后变形量大，易产生剪切破坏，易产生滑移破坏，属不良地基土。该土层分布不均，厚度变化大，属不均匀性土层。不得作为基础持力层；第（3）层粉质粘土，埋藏深度浅~较浅，以软塑~可塑状为主，承载力不大，属一般地基土。该层分布不均，软硬不一，属不均匀性土层。可作为搅拌桩基础持力层；第（5）层残积粉质粘土，风化后呈可塑~硬塑状，承载力稍高，力学性质稍好，属一般地基土，具有一定承载力。该土层分布不均，厚度变化大，顶板高程差异大，属不均匀性土层。建议作摩擦型桩基础的持力层；第（6）层强风化岩。埋藏较浅~稍深，半岩半土状或碎块状，厚薄变化较大，承载力较高。该岩层分布不均，顶板高低起伏不平，常夹中风化岩薄层，性质不稳定，属不均匀性岩层。建议作摩擦型桩基础的持力层；第（7）层中风化岩。埋藏稍深，力学性质好，承载力较高。岩层面起伏较大，连续稳定性稍差，属不均匀性岩层。建议可作为嵌岩桩基础的持力层；第（8）层微风化岩。埋藏稍深，力学性质好，承载力高。岩层面起伏较大，连续稳定性稍差，属不均匀性岩层。建议可作为嵌岩桩基础的持力层。
四、电排站地基基础支护方案建议
电排站由内至外依次为内引涌挡墙段、内涌清污闸段、内涌进水池段、泵房、外江防洪闸、外江出水涵洞、外江消力池、外江护坦段和其他附属建筑物。其建基面高程分别为-1.50m、-1.50m、-2.50m~-1.50m、-2.50m、-2.50m、0.40m、-0.80m和-0.80m。
（1）内引涌挡墙段。邻近设4个钻孔（DZK10、DZK11、DZK12、DZK13），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、强风化岩（6）和微风化岩（8）等。建基面高程-1.50m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约8.0~9.5m。
水泥深层搅拌桩单桩竖向承载力特征值按下式估算：Ra= upΣqsili+aqpAp；Ra= fcuAp
在满足承载力的条件下，应按规范验算桩身水泥土强度，以两者的小值为单桩承载力。复合地基承载力按设计需要并检验。
（2）内涌清污闸段。邻近设2个钻孔（DZK9、DZK10），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、强风化岩（6）和微风化岩（8）等。建基面高程-1.50m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约8.0m。
（3）内涌进水池段。邻近设1个钻孔（DZK6、DZK7、DZK8、DZK9），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、强风化岩（6）、中风化岩（7）和微风化岩（8）等。建基面高程-2.50~-1.50m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约6.5~8.5m。
（4）泵房段。邻近设5个钻孔（DZK2、DZK3、DZK5、DZK6、DZK7），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、残积土（5）、强风化岩（6）、中风化岩（7）和微风化岩（8）等。建基面高程-2.50m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约6.0~8.5m。若不能满足设计要求时，建议建议采用钻（冲）孔桩，桩径Φ800~1000mm，以第（7）层强风化为持力层，采用摩擦型桩，设计桩长约为11.5~14.5m。
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采用摩擦型桩：单桩竖向承载力特征值可按省标《建筑地基基础设计规范》（DBJ 15-31-2016）第10.2.3条提供的公式进行估算：Ra = u∑qsiali + qpa Ap
式中：qsia－第i层桩侧的摩阻力特征值；qpa－桩端持力层端阻力特征值；
li－桩身截面周长；hr－第i土层的厚度；Ap—桩截面面积。
1）场地地表分布有大面积的人工填土，地基内分布有高压缩性淤泥质土软土层，应考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响。负摩阻力系数建议：筑填土取0.25，淤泥质土取0.20、粉质粘土取0.30，残积粉质粘土取0.30。
2）建议采取减少负摩阻力的措施，如：（1）施工前进行挤密处理；（2）在确定单桩承载力时，若桩周有人工填土时或淤泥类土，则不计算上述土层的桩周摩擦力；（3）对于各桩基周围受到不均匀堆载、不均匀降水或土层自身不均匀时，将出现不均匀沉降，各桩基因负摩阻力产生的下拉荷载和沉降也会是不均匀的，因此，需考虑负摩阻力验算桩基沉降。
（5）外江防洪闸。邻近设2个钻孔（DZK3、DZK4），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、残积粉质粘土（5）、强风化岩（6）和微风化岩（8）等。建基面高程-2.50m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约4.5m。若不能满足设计要求时，建议建议采用钻（冲）孔桩，桩径Φ800~1000mm，以第（7）层强风化为持力层，采用摩擦型桩，设计桩长约为12.0~18.0m。
（6）外江出水涵洞。邻近设1个钻孔（DZK1、DZK2、DZK3、DZK4），由上往下揭露地层分别为：人工填土（1）、淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、残积粉质粘土（5）、强风化岩（6）、中风化岩（7）和微风化岩（8）等。建基面高程0.40m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约5.5~8.0m。
（7）外江消力池和外江护底及防冲槽。邻近设1个钻孔（DZK1），由上往下揭露地层分别为：淤泥质土（2）、粉质粘土（3）、淤泥质土（4）、残积粉质粘土（5）、强风化岩（6）和微风化岩（8）等。建基面高程-0.80m，置于淤泥质土（2）之中，淤泥质土属软土层，承载力极低，压缩性变形大，不得直接作为天然地基浅基础的持力层，建议对软土进行软基处理后采用复合地基基础，如采用水泥深层搅拌桩，可选用Φ500mm，以第（3）层粉质粘土为持力层，设计桩长约6.0m。
五、电排站泵室基坑开挖建议
（1）泵室及防洪闸基坑的周边环境。基坑的东则20m开外为高层住宅楼，西则近行靠旧排灌站。设计建基面最低高程-2.50m，相对现有地面高程（+3.00m）开挖深度约5.50m。按《建筑边坡工程技术规范》（DB50330-2013），破坏后果为不严重，其安全等级为二级。
（2）泵室基坑工程地质、水文地质条件。基坑开挖后，坑壁主要土层依次为筑填土（1）和淤泥质土（2），基坑底土层为淤泥质土。属高压缩性的软土层，不可直接作为基坑的持力层，需进行处理，可采用换填粗砂、砾砂。基坑涌水量一般。基坑排水可采用明排方式。
（3）泵室基坑工程设计方案。泵室基坑开挖深度约5.50m，周边环境条件一般，基坑影响范围内土质条件较差。综合上述因素分析，本基坑支护设计方案推荐采用密排钻孔灌注桩支护，钻孔桩以第（7）层强风化岩为持力层，采用嵌岩桩，设计桩长约为12.0~18.5m，排水可采用集中式明排方式。
（4）抗浮设防水位及监测。地下水的设防水位高程应相对高于现河涌最高水位，抗浮设防水位可取最高洪水位超高0.50m。按相关规范要求，尚应进行抗浮验算。按相应规范要求，基坑施工过程中应进行全天候的监测，对坡顶水平和垂直位移，支撑内力、轴力等，地表裂缝、坡顶建筑物变形和降雨、洪水与时间关系等项目进行监测，发现问题及时处理，确保基坑稳定、安全。
六、结论与建议
本场地两岸的筑填土主要以粉土或粉质粘土或粘性土混砂、碎砖、石块等回填而成，粘性弱，而填土之下有流塑状淤泥质土、软塑~可塑状粉质粘土和可塑~硬塑状残积粉质粘土等，下伏为古近纪宝月组（E2by）风化基岩。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001，2009年版）的划分，本工程重要性等级为二级工程，场地等级和地基等级均为二级（中等复杂）。工程勘察等级为乙级。场地地下水对钢结构具有弱腐蚀性，对混凝土结构和对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。必要时请按现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）作防腐处理。经钻孔揭露显示本场地不存在有可能会产生液化的砂土层。场地属相对稳定地基，岩土工程地质条件差、复杂，在充分考虑不良地质因素前提下，并采用相应的措施后，适宜建筑物的兴建。建议制定施工前、施工过程中、施工后和运营期间的监测计划，监测内容应包括结构的应力、应变和位移；地下水位；周边环境重要及敏感的建（构）筑物（高层住宅楼、低矮平房）、地下管线的变形；有害气体；施工噪声等。
参考文献：
[1]《水闸与泵站工程地质勘察规范》（SL704-2015）；
[2]《中小型水利水电工程地质勘察规范》（SL55-2005）；
[3]《水利水电工程地质勘察规范》（GB50487-2008）；
[4]《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2016）；
[5]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
[6]《岩土工程勘察安全规范》（GB50585-2010）；
[7]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010，2016年版）；
[8]《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）；
[9]《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T87-2012）；
[10]《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）；
[11]《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定》（2010年版）等。
论文作者:叶永全
论文发表刊物:《基层建设》2018年第8期
论文发表时间:2018/5/25
标签：淤泥论文; 粘土论文; 承载力论文; 土层论文; 基坑论文; 地基论文; 建议论文; 《基层建设》2018年第8期论文;