務(wù)本河泵站更新改造工程地質(zhì)勘察評價

郝振華

（河北省水利水電勘測設(shè)計研究院，天津300250）

1 工程概況

務(wù)本河泵站位于天津市東麗區(qū)稻地村西側(cè)，為海河左岸外泵站，泵站建于20世紀(jì)70年代，至今已有40多年。泵站目前存在排澇能力不足、河水倒灌、設(shè)備老化等諸多問題，且近幾年來已嚴(yán)重影響泵站的安全運行，因此擬對務(wù)本河泵站進行更新改造。

泵站工程采用原泵站拆除重建方案，主要由排澇進水閘、前池、進水池、檢修閘、泵房、出水池、排澇出水閘、排澇自流閘、灌溉（排澇）自流涵洞、灌溉自流閘、灌溉引水閘、灌溉引水涵洞、灌溉退水閘等建筑物組成。

2 地質(zhì)概況

2.1 地形地貌

建筑物區(qū)地貌單元屬濱海沖積海積平原，場地較平坦，地勢微傾斜，總體西北高東南低。泵站地面高程1.53～3.70m，河底高程-1.40～-2.09m，務(wù)本河堤頂高程2.95～3.64m，海河右大堤堤頂高程4.68～4.86m。

2.2 地層巖性

根據(jù)地質(zhì)測繪及鉆孔揭露，在勘探深度30.0m范圍內(nèi)揭露的地層巖性主要有： 第四系全新統(tǒng)人工堆積（Qml）填土，第四系全新統(tǒng)上組沖積粉質(zhì)黏土，第四系全新統(tǒng)中組海積粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉砂，第四系上更新統(tǒng)下組沖積粉質(zhì)黏土、粉砂，第四系上更新統(tǒng)五組沖積粉質(zhì)黏土、粉土。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

工程區(qū)主要受滄州～大名斷裂、固安～昌黎大斷裂及其次級小斷裂影響，幾條斷裂距場址區(qū)較近。根據(jù)相關(guān)資料分析，斷裂在晚更新世中晚期以來沒有明顯活動跡象，斷裂對場址區(qū)穩(wěn)定性影響較小，場址屬于相對穩(wěn)定區(qū)。

根據(jù)GB 18306—2015 《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，建筑場地類別屬Ⅲ類，地震動參數(shù)需要修正，修正后的基本地震動峰值加速度為0.20g，基本地震動峰值加速度反應(yīng)譜特征周期為0.55s。

2.4 場地類別

根據(jù)地層巖性特征及鉆孔波速測試結(jié)果，依據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 （2016年版）規(guī)定，場地土為中軟土，場地覆蓋層厚度大于50m，建筑場地類別屬Ⅲ類。建筑場地屬建筑抗震不利地段。

2.5 水文地質(zhì)條件

工程區(qū)內(nèi)地表水豐富，存在于河道、溝渠、魚塘中。地下水埋深較淺，一般埋深為1.1～1.6m，地下水位0.71～2.00m，為第四系孔隙潛水，主要含水層為粉土、粉砂層，與地表水聯(lián)系密切，主要由地表水和大氣降水補給，以蒸發(fā)形式排泄，地下水受海河河水、地表水補給，隨季節(jié)影響略有變化。

地表水類型屬于氯鈉型水，中性偏弱堿性；地下水類型屬于氯重碳酸鈉型水，中性偏弱堿性。地表水、地下水對混凝土無腐蝕性；在干濕交替作用的環(huán)境條件下，地表水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有中等腐蝕性，地下水對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具有弱腐蝕性；地表水對鋼結(jié)構(gòu)具有中等腐蝕性、地下水對鋼結(jié)構(gòu)均具有弱腐蝕性。

2.6 土的腐蝕性

根據(jù)土化學(xué)分析，土樣均為非鹽漬土。土對混凝土的腐蝕等級為微腐蝕性。土對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕等級為中等腐蝕性。

2.7 物理地質(zhì)現(xiàn)象

本區(qū)標(biāo)準(zhǔn)凍土深度0.60m，無其他不良物理地質(zhì)現(xiàn)象。

3 工程地質(zhì)條件及評價

3.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)地質(zhì)測繪及勘察資料，泵站的地層巖性主要為第四系黏性土、粉土、砂土，地質(zhì)結(jié)構(gòu)多為黏砂多層結(jié)構(gòu)。

3.2 土體物理力學(xué)性質(zhì)

廠區(qū)淺層土體均為軟弱土，黏性土具中等～高壓縮性，局部差異較大，砂性土具有中等壓縮性。地基土體的滲透系數(shù)大多在10-7～10-4cm/s之間，屬極微～中等透水性。

3.3 主要工程地質(zhì)問題

工程區(qū)的主要工程地質(zhì)問題為地基土的強度及變形問題、滲漏及滲透穩(wěn)定性問題、砂土地震液化問題。

3.3.1 地基土的強度及變形

地基土多為粉質(zhì)黏土及粉砂，土體多為中等壓縮性土，第四系全新統(tǒng)上組沖積的粉質(zhì)黏土和第四系全新統(tǒng)中組淺海相沉積的粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土多為高壓縮性。因此，可能會產(chǎn)生較大沉降，局部可能產(chǎn)生不均勻沉降。

3.3.2 滲漏及滲透穩(wěn)定性

地基土體的滲透系數(shù)建議值大多在10-7～10-4cm/s之間，屬極微～中等透水性。透水性較強的粉砂厚度不大，分布較連續(xù)，埋深較深，產(chǎn)生滲漏及滲透破壞的可能性不大。地基土發(fā)生滲透破壞時黏土允許水力比降建議值為0.45； 粉質(zhì)黏土允許水力比降建議值為0.40；粉砂允許水力比降建議值0.25。

3.3.3 飽和砂土地震液化

根據(jù)GB50487—2008 《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》，經(jīng)初判，第一海相層的粉砂具有液化可能，需進行復(fù)判。復(fù)判采用標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)法，判別結(jié)果表明：該層粉砂具地震液化的潛勢。

3.4 工程地質(zhì)評價

（1）廠區(qū)淺層土體均為軟弱土，黏性土具中等～高壓縮性，局部差異較大，砂性土具有中等壓縮性。地基土的高壓縮性及差異性，易使淺基礎(chǔ)產(chǎn)生較大沉降及不均勻沉降。

（2）淺層地基不經(jīng)處理一般不宜作為建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)持力層，僅可作為低荷載建筑物淺基礎(chǔ)持力層。

（3）低荷載建筑物基礎(chǔ)可考慮采用筏板式，或?qū)Φ鼗敛扇∵m當(dāng)補強處理，亦可采用復(fù)合地基，采用淺基礎(chǔ)時應(yīng)考慮軟弱下臥層的不利影響。

4 結(jié)語

通過本階段工程地質(zhì)勘察，基本查明了廠區(qū)地基的水文地質(zhì)與工程地質(zhì)條件并作了評價。

（1）廠區(qū)地表水豐富，地下水埋深較淺，一般埋深1.1～1.6m，地下水位0.71～2.00m，施工期間宜復(fù)核地下水位，根據(jù)實際情況確定基坑排水措施。

（2）環(huán)境水對混凝土中的鋼筋、鋼結(jié)構(gòu)具有腐蝕性；廠區(qū)土對混凝土、混凝土中的鋼筋具有腐蝕性，應(yīng)做好相應(yīng)防腐處理。

（3）經(jīng)初判和復(fù)判，第一海相層中的粉砂具有地震液化潛勢，應(yīng)做好相應(yīng)抗液化措施。

（4）淺層土體均為軟弱土，可作為低荷載建筑物淺基礎(chǔ)持力層，若淺基礎(chǔ)不能滿足設(shè)計載荷要求時，可采用樁基礎(chǔ)，樁型可選用鉆孔灌注樁或預(yù)制樁。