三水區(qū)洲面圍加固工程地質(zhì)勘察分析與建議

吳錫輝

摘 要： 本文主要對(duì)三水區(qū)洲面圍加固工程地質(zhì)勘察進(jìn)行了分析，并提出了針對(duì)性的建議，旨在為工程的設(shè)計(jì)與施工提供參考。

關(guān)鍵詞： 工程地質(zhì)； 水文地質(zhì)； 分析與建議

1. 工程概況

三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)洲面圍加固工程位于佛山市三水區(qū)蘆苞鎮(zhèn)肇花高速公路（G94）北江大橋下，為三角洲沖積平原。地表均為第四系覆蓋，為江心沙洲。洲面圍場(chǎng)地為北江上的沙洲，整治長(zhǎng)度約8.56km，地面不平整，四周為空地，地下無(wú)管線，適宜工程建設(shè)。堤岸擬采用擋墻等護(hù)坡措施，閘、站擬采用水泥土攪拌樁進(jìn)行加固或采用樁基礎(chǔ)。本次鉆孔孔口標(biāo)高0.80m～11.40m，平均9.04m。

本次地質(zhì)勘察的具體目的和要求是：查明堤身及堤基的地層結(jié)構(gòu)、各層深度、厚度、空間分布情況等，重點(diǎn)查明軟土層、粉細(xì)砂及其它影響堤圍穩(wěn)定的性質(zhì)不良土層的情況。查明堤身、堤基巖土層滲透性和滲透變形條件，含水層或透水層和相對(duì)隔水層的厚度變化和空間分布，地下水對(duì)砼的腐蝕性。提出各土層的滲透系數(shù)，允許滲透水力比降和各項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，對(duì)地基的沉陷，抗滑穩(wěn)定，滲透變形，液化等問(wèn)題作出評(píng)價(jià)，并提出地基處理的建議。

2. 場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件

根據(jù)勘察結(jié)果，在鉆探深度范圍內(nèi)，本場(chǎng)地之地基土由人工填土（Qml）、第四系三角洲沉積層（Qal）組成，覆蓋層厚度較大。工程地質(zhì)剖面總體分7層[①～⑦]，再將夾層分1個(gè)亞層[（6-1）]。現(xiàn)將本次勘察過(guò)程中揭示的巖土層按由新到老分述如下：第①層素填土，全部鉆孔有分布（37孔），主要以粉土、粉質(zhì)粘土、粘土、中粗砂、細(xì)砂等回填，含粉細(xì)砂等組成；為堤身的筑填土，回填時(shí)間較長(zhǎng)，稍壓實(shí)，屬舊填土。但在重荷載作用下，可能導(dǎo)致施工后堤面產(chǎn)生不均勻沉降，存在水頭差時(shí)易發(fā)生流土的滲透變形，影響地基的穩(wěn)定性。工程性質(zhì)較差，護(hù)堤施工有不利影響。第②層粉質(zhì)粘土，絕大部分孔有分布（30孔），埋藏淺—較淺，層位不穩(wěn)定，力學(xué)性質(zhì)一般，承載力稍高，厚度大者宜作為護(hù)堤檔墻的基礎(chǔ)持力層。第③、（6-1）層淤泥質(zhì)土呈流塑狀，局部孔有分布（4、4孔），工程力學(xué)性能差，為本場(chǎng)地不良地基土，不宜直接作為護(hù)堤檔墻的基礎(chǔ)持力層。第④、⑥層粉細(xì)砂，少部分孔有分布（9、7孔），層位不穩(wěn)定，埋藏較淺—稍深，力學(xué)性質(zhì)稍好，承載力一般，但滲透性較強(qiáng)，不宜作為護(hù)堤檔墻的基礎(chǔ)持力層。⑤層中粗砂，全部孔有揭露（38孔），層位不穩(wěn)定，埋藏稍深—深，力學(xué)性質(zhì)稍好，承載力一般，但滲透性較強(qiáng)，厚度大者宜作為護(hù)堤檔墻的基礎(chǔ)持力層。第⑦層圓礫，部分孔有揭露（14孔），層位不穩(wěn)定，埋藏稍深—深，力學(xué)性質(zhì)稍好，承載力較大，但滲透性較強(qiáng)，厚度大者宜作為護(hù)堤檔墻的基礎(chǔ)持力層。場(chǎng)地地處三角洲平原區(qū)，受地貌地形和原始沉積環(huán)境等因素的影響，本場(chǎng)地地基局部存在較厚軟弱土層，土層分布不均勻，本場(chǎng)地地基為不均勻地基。

3. 場(chǎng)地水文地質(zhì)特征

擬建場(chǎng)地的地表水主要為北江水，其來(lái)源主要受北江水補(bǔ)給，受上述河水的潮汐影響，漲退潮、暴雨時(shí)水流較急，對(duì)地基土有軟化及潛蝕、淘蝕、沖刷作用，易造成堤岸坍塌的不良地質(zhì)作用，但若河堤采用了漿砌石墻或混凝土檔墻護(hù)堤，河水對(duì)本場(chǎng)地堤基影響較小。地下水多屬孔隙潛水。當(dāng)樁體穿越局部承壓水含水層，在施工期會(huì)引起臨近區(qū)域地下水位下降，而樁身處及附近地下水位上升（沿樁周滲水），最終不會(huì)穩(wěn)定到施工前的穩(wěn)定地下水狀態(tài)。但會(huì)形成一種新的地下水平衡狀態(tài)，對(duì)樁周土層產(chǎn)生擾動(dòng)作用，影響樁周土的抗剪強(qiáng)度，從而降低側(cè)摩阻力。由于局部承壓水力作用，地下水會(huì)沿樁周滲水，使附近地下水位上升，在沿樁周滲水的過(guò)程中常會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，降低樁基承載力。因此，地下潛水對(duì)鉆灌注樁承載力影響不大，但局部承壓水對(duì)成樁質(zhì)量有一定影響。

4. 建議

4.1 對(duì)堤身加固建議

4.1.1 對(duì)堤身土進(jìn)行高壓灌漿處理。漿液可用水泥加黃泥漿，灌漿處理的深度應(yīng)進(jìn)入第（2）層粉質(zhì)粘土、第（4）層粉砂或第（5）層中粗砂中，深度參照就近鉆孔資料。并根據(jù)地形修筑截水、排水溝等防滲漏措施。在灌漿施工時(shí)建議采用先成孔后灌漿，成孔宜用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔，不宜用錘擊成孔，以免堵塞孔壁土層孔隙，影響灌漿效果，同時(shí)注意灌漿壓力，確保灌漿質(zhì)量。灌漿時(shí)部分填土?xí)霈F(xiàn)漏漿，灌漿施工時(shí)應(yīng)引起足夠重視，采取有效措施。

4.1.2 高壓灌漿處理后對(duì)堤身進(jìn)行培土加厚，并分層碾壓、夯實(shí)?；靥钅雺?、夯實(shí)處理須達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度，即達(dá)到設(shè)計(jì)擊實(shí)性指標(biāo)（最優(yōu)含水量及最大干密度）。

4.2 對(duì)堤基護(hù)腳、護(hù)坡、閘、站基礎(chǔ)建議

4.2.1 對(duì)于堤基護(hù)腳工程，建議在擋墻底部采用鋼板樁護(hù)腳或拋石壓腳，在堤段迎水坡建議采用漿砌石墻，必要時(shí)采用懸臂鋼筋砼擋土墻，以第（2）層粉質(zhì)粘土或采用軟基處理（水泥攪拌樁）后的復(fù)合地基為持力層。

4.2.2 對(duì)背水坡建議采用生態(tài)多功能擋土墻、水生植物護(hù)坡、自然堆石護(hù)坡、植草護(hù)坡等。

4.2.3 閘、站建議采用水泥土攪拌樁處理加固形成復(fù)合地基作為基礎(chǔ)持力層。穿堤建筑物亦可采用樁基礎(chǔ)，以第（5）層中粗砂作基礎(chǔ)持力層，可采用預(yù)制樁或旋挖灌注樁、鉆孔灌注樁，可根據(jù)具體情況選用。樁徑、樁長(zhǎng)應(yīng)足以滿足設(shè)計(jì)單樁豎向承載力的要求，復(fù)合地基單樁承載力特征值應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)靜荷載試驗(yàn)確定。

對(duì)于水泥土攪拌樁——干法（即粉噴樁）和濕法：（1）建議采用樁徑φ500㎜；以第（5）層中粗砂作樁端持力層，預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)現(xiàn)地面下約15m。（2）單樁豎向承載力特征值按下式估算：；。在滿足承載力的條件下，應(yīng)按規(guī)范驗(yàn)算樁身水泥土強(qiáng)度，以兩者的小值為單樁承載力。復(fù)合地基承載力按設(shè)計(jì)需要并檢驗(yàn)。

對(duì)于預(yù)制樁基礎(chǔ)：

（1）建議采用樁徑φ400㎜或φ300㎜；以第（5）層中粗砂作樁端持力層，預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)差別較大，現(xiàn)地面下約15m～25m。

（2）成樁可能性評(píng)價(jià)及對(duì)環(huán)境的影響：

對(duì)于預(yù)應(yīng)力管樁：據(jù)場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件，對(duì)成樁不利因素有：①填土層較薄，承載力低，適宜預(yù)應(yīng)力管樁施工，管樁能順利穿過(guò)上部的土層進(jìn)入持力層。當(dāng)采用錘擊法沉樁時(shí)，沉樁前應(yīng)做好沉樁試驗(yàn)，用于了解樁底的貫入度、持力層強(qiáng)度，從而確定最終貫入度，并確定打樁順序；對(duì)于靜壓式預(yù)制樁，應(yīng)根據(jù)上部荷載的大小，建議滿載復(fù)壓多次。嚴(yán)格按預(yù)應(yīng)力混凝土樁施工的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行施工。②預(yù)制樁施工中的擠土效應(yīng)明顯，應(yīng)保證有足夠的樁間中心距離，同時(shí)開(kāi)挖推土離樁基礎(chǔ)應(yīng)有一定距離。③場(chǎng)地位于河堤，場(chǎng)地相對(duì)較狹小，預(yù)制樁擠土效應(yīng)明顯，應(yīng)注意擠土效應(yīng)對(duì)堤圍穩(wěn)定性的影響。

對(duì)于旋挖灌注樁或鉆孔灌注樁基礎(chǔ)：（1）建議采用樁徑φ800㎜～φ1200㎜，采用摩擦樁；以第（5）層中粗砂作樁端持力層，預(yù)計(jì)樁長(zhǎng)現(xiàn)地面下約20m～25m。（2）單樁豎向承載力特征值可按省標(biāo)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ15-31-2003）第10.2.3條提供的公式進(jìn)行估算：。式中：qsia-第ⅰ層土樁側(cè)摩阻力特征值；qpa-樁端持力層端阻力特征值；u—樁身截面周長(zhǎng)；li—第ⅰ層土厚度；Ap—樁截面面積；

（3）據(jù)場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件，對(duì)成樁不利因素有：A.填土分布區(qū)：施工中應(yīng)采取套管護(hù)壁，確保樁孔壁不垮塌。B.淤泥分布區(qū)：施工中應(yīng)采取泥漿或套管護(hù)壁，確保樁身不夾泥或縮頸。C.砂土分布區(qū)：施工中應(yīng)采取泥漿護(hù)壁，確保樁孔壁不垮塌，以免造成成樁困難。

5. 結(jié)論

綜上所述，本場(chǎng)地處于地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定區(qū)，巖土工程地質(zhì)條件一般，但屬穩(wěn)定地基，在充分考慮不良地質(zhì)因素前提下，并采取相應(yīng)的措施后，基礎(chǔ)選擇適當(dāng)，適宜擬建物興建。建議對(duì)已有堤身進(jìn)行培土加厚，對(duì)已有堤身為人工填筑土處進(jìn)行高壓灌漿處理。建議在擋墻底部采用鋼板樁護(hù)腳或拋石壓腳，在堤段迎水坡建議采用漿砌石墻，必要時(shí)采用懸臂鋼筋砼擋土墻，以第（2）層粉質(zhì)粘土或采用軟基處理（水泥攪拌樁）后的復(fù)合地基為持力層。對(duì)背水坡建議采用生態(tài)多功能擋土墻、水生植物護(hù)坡、自然堆石護(hù)坡、植草護(hù)坡等。對(duì)閘、站建議采用水泥攪拌樁或噴粉樁處理加固形成復(fù)合地基作為基礎(chǔ)持力層。穿堤建筑物亦可采用樁基礎(chǔ)，以第（5）層中粗砂作基礎(chǔ)持力層，可采用預(yù)制樁或旋挖灌注樁、鉆孔灌注樁。

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