韩金福

（福州城建设计研究院有限公司， 福建 福州 350001）

0 前言

在水厂建设工程项目地质勘察中，根据工程场地的地质环境及条件的不同性质,选用不同的、合适的勘察方法和测试手段，这样可以提高勘察结果的准确性，与此同时，利用岩土工程测量技术可以为施工项目的枯竭和施工提供科学的指导性数据，及时规避和修复自然环境中的不利条件，以确保施工项目的安全质量和生产进度。因此，岩土工程勘察工作对水厂建设项目的作用和意义却是非常重要的。

1 工程概况

本工程位于X市Y镇，工程建设总规模为5.0万m3/d，近期建设规模为2.5万m3/d。本工程等级为小型给水工程，本次勘察内容包括自来水水厂厂区部分，附属边坡部分及746m原水管道部分，管道长约746m，管径DN800mm，采用明挖工艺进行施工。具体施工方法、管道材料、敷设方式分类等内容见下表1管道特征一览表。

表1 管道特征一览表

2 勘察目的、任务要求

本次勘察主要为拟建工程选择技术可行、经济合理、安全可靠的基础持力层及基础方案，提供设计计算指标。依据以上技术规范本次勘察应重点分析评价下列内容：

（1）查明拟建场地内岩土层的结构、性质、分布情况，分析评价地基土均匀性，并提供各岩土层物理力学性质指标。

（2）查明不良地质作用的类型、成因、分布范围和危害程度。

（3）查明场地地下水类型及埋藏条件，评价地下水对基础方案设计及施工和基槽开挖的影响。

3 勘察方案

本次勘察过程中勘探点的测量根据建设单位提供的1：1000拟建物平面位置图采用极坐标放样法进行施放。

3.1 布孔原则

配套管道部分沿管道中心线布孔，钻孔间距按100～150m进行控制，本次勘察共完成钻孔9个。

本次勘察共布设钻孔9个，实际完成钻孔9个。已完成钻孔当中，控制性钻孔5个，一般性钻孔3个，均为取样孔，原位测试钻孔4个【1】，根据国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版），控制性勘探孔不少于总钻孔数1/3，取样及原位测试钻孔不少于总钻孔数1/2，满足规范要求。

3.2 钻孔深度控制

配套管道部分：勘探孔深度在满足管道施工管底标高、地下水控制、支护设计的前提下，应达到管底设计高程以下不少于5～8m；当基底下存在松软土层、厚层填土和可液化土层时，勘探孔深度应适当加深。

4 工区地层结构

经钻探揭露，拟建工程场地在揭露深度内，其岩土层从上往下可分为3层，分别为新近人工堆填土层；第四系冲洪积层：淤泥、坡积粘性土层；下伏侏罗系上统南园组（J3n）凝灰岩及其风化层。

本次勘察共进行了7组56件室内岩石点荷载强度试验，对单轴极限抗压强度换算值进行统计，范围值7.67～12.87MPa，平均值=9.39MPa，标准差=1.14，变异系数δ=0.121，标准值=9.13MPa，统计样本数n=56，根据现场钻孔揭示，基岩中未发现明显孔穴、洞穴及临空面，但存在破碎带【2】。

4.1 场地水文地质条件

4.1.1 地表水

本勘场地未见明显地表水。

4.2.2 地下水埋藏条件与性质

拟建场地地下水主要赋存和运移于深部基岩风化带或构造带中的基岩孔隙-裂隙水，含水性不均，带状分布，局部可能具微承压性，富水性较差，透水性一般较弱，对该边坡工程治理基本无影响主要呈。本次勘察外业期间，初见水位埋藏深度约在0.70～3.30m（标高2.86～33.54m）之间，稳定水位埋藏深度约在1.10～5.40m（标高2.46～31.44m）之间。地下水位主要受降水量影响，年变化幅度较大，约在1.50～3.00m间，场地近3～5年最高地下水位为3.50～32.50m。据调查历史最高水位4.10～33.30m。场地附近未见较大的污染源[3]。

4.2 场地土剪切波速测试

4.2.1 测试原理及方法

波速测井是利用放置到钻孔中的传感器接收到震源传来的S波信号到达时间（初至），来确定钻孔所在处地层波速的一种方法。

4.3 测试成果

4.3.1 土层的剪切波速测试成果

本勘采用单孔检层法在钻孔ZK13及ZK67进行剪切波波速测试，所测得的土层剪切波速值详见表2，测试钻孔的测试成果详见后附《波速测试成果图》[4]。

表2 各岩土层剪切波速实测值（m/s）一览表

4.3.2 土层的等效剪切波速计算

通过对场地土层的剪切波速测试，取地面下20米且不深于场地覆盖层厚度范围内各土层剪切波速值计算土层的等效剪切波速，其中波速测试孔根据该孔土层剪切波速实测值进行计算，其他钻孔根据各土层实测剪切波速的平均值及经验值进行估算。计算土层的等效剪切波速按下列公式：

式中：vse——土层等效剪切波速（m/s）；

d0——计算深度（m），取覆盖层厚度和20 m二者的较小值；

t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间（s）；

di——计算深度范围内第i土层的厚度（m）；

vsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）；

n——计算深度范围内土层的分层数。

按上述公式计算场地波速测试孔在覆盖层厚度内土层的等效剪切波速值vse，详见表3。

表3 土层等效剪切波速vse、场地覆盖层厚度及场地类别

5 基础方案选择

配套管道部分长约746m，拟采用明挖浅埋法施工，管径DN800mm，管材采用钢板卷管。管道基础主要坐落于①杂填土、②淤泥、③坡积粘性土、④全风化凝灰岩、⑤砂土状强风化凝灰岩及⑥碎块状强风化凝灰岩上。对于①杂填土层建议采用换填处理，将①杂填土开挖到一定深度后用中粗砂分层压实回填至管底开挖面，以经检验合格的中粗砂作为管道持力层， 对于②淤泥可采用换填砂垫层或抛石挤淤处理后方可作为管道基础持力层使用，并在坑底铺设砂石垫层。③坡积粘性土、④全风化凝灰岩、⑤砂土状强风化凝灰岩及⑥碎块状强风化凝灰岩上天然状态下可以满足管道承载力要求，可直接作为管道持力层。

根据设计方案，管道工程拟采用明挖浅埋法施工，基槽开挖深度在5m以内，基槽侧壁安全等级属三级。管槽开挖建议采用放坡开挖，在离现有建筑物较近或邻近地下埋设有重要的管线施工场地，开挖方式可采用支护开挖，支护方式可采用钢板桩等形式【5】。基槽开挖时如果存在地下水，需做好相应的排水措施，可采用集水井（坑）明排处理。基槽开挖范围内于①杂填土开挖后自稳能力较差，尤其是雨天，易发生坍塌，应尽量避开雨季施工。开挖时土方应及时运走，不得超载或超挖。

6 结术语

本文根据该水厂的实际情况，对管道场地土剪切波速测试及计算，根据分段评价结果进行综合判定，本勘场地场地土类别为软弱土中硬土，建筑场地类别为Ⅱ-Ⅲ类。建议按照不利因素考虑，该场地建筑场地类别为Ⅲ类，③坡积粘性土、④全风化凝灰岩、⑤砂土状强风化凝灰岩及⑥碎块状强风化凝灰岩上天然状态下可以满足管道承载力要求，可直接作为管道持力层。由此可见，岩土勘察工作在水厂建设中的重要性，岩土勘察工作就是水厂建设前的根基，不可缺一，只有做好了基础工作，才能保障水厂建设有质有量的完成。