三水區洲面圍加固工程地質勘察分析與建議

吳錫輝

摘 要： 本文主要對三水區洲面圍加固工程地質勘察進行了分析，并提出了針對性的建議，旨在為工程的設計與施工提供參考。

關鍵詞： 工程地質； 水文地質； 分析與建議

1. 工程概況

三水區蘆苞鎮洲面圍加固工程位于佛山市三水區蘆苞鎮肇花高速公路（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。洲面圍場地為北江上的沙洲，整治長度約8.56km，地面不平整，四周為空地，地下無管線，適宜工程建設。堤岸擬采用擋墻等護坡措施，閘、站擬采用水泥土攪拌樁進行加固或采用樁基礎。本次鉆孔孔口標高0.80m～11.40m，平均9.04m。

本次地質勘察的具體目的和要求是：查明堤身及堤基的地層結構、各層深度、厚度、空間分布情況等，重點查明軟土層、粉細砂及其它影響堤圍穩定的性質不良土層的情況。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隔水層的厚度變化和空間分布，地下水對砼的腐蝕性。提出各土層的滲透系數，允許滲透水力比降和各項物理力學性質參數，對地基的沉陷，抗滑穩定，滲透變形，液化等問題作出評價，并提出地基處理的建議。

2. 場地巖土工程地質條件

根據勘察結果，在鉆探深度范圍內，本場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。工程地質剖面總體分7層[①～⑦]，再將夾層分1個亞層[（6-1）]。現將本次勘察過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、粉質粘土、粘土、中粗砂、細砂等回填，含粉細砂等組成；為堤身的筑填土，回填時間較長，稍壓實，屬舊填土。但在重荷載作用下，可能導致施工后堤面產生不均勻沉降，存在水頭差時易發生流土的滲透變形，影響地基的穩定性。工程性質較差，護堤施工有不利影響。第②層粉質粘土，絕大部分孔有分布（30孔），埋藏淺—較淺，層位不穩定，力學性質一般，承載力稍高，厚度大者宜作為護堤檔墻的基礎持力層。第③、（6-1）層淤泥質土呈流塑狀，局部孔有分布（4、4孔），工程力學性能差，為本場地不良地基土，不宜直接作為護堤檔墻的基礎持力層。第④、⑥層粉細砂，少部分孔有分布（9、7孔），層位不穩定，埋藏較淺—稍深，力學性質稍好，承載力一般，但滲透性較強，不宜作為護堤檔墻的基礎持力層。⑤層中粗砂，全部孔有揭露（38孔），層位不穩定，埋藏稍深—深，力學性質稍好，承載力一般，但滲透性較強，厚度大者宜作為護堤檔墻的基礎持力層。第⑦層圓礫，部分孔有揭露（14孔），層位不穩定，埋藏稍深—深，力學性質稍好，承載力較大，但滲透性較強，厚度大者宜作為護堤檔墻的基礎持力層。場地地處三角洲平原區，受地貌地形和原始沉積環境等因素的影響，本場地地基局部存在較厚軟弱土層，土層分布不均勻，本場地地基為不均勻地基。

3. 場地水文地質特征

擬建場地的地表水主要為北江水，其來源主要受北江水補給，受上述河水的潮汐影響，漲退潮、暴雨時水流較急，對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作用，但若河堤采用了漿砌石墻或混凝土檔墻護堤，河水對本場地堤基影響較小。地下水多屬孔隙潛水。當樁體穿越局部承壓水含水層，在施工期會引起臨近區域地下水位下降，而樁身處及附近地下水位上升（沿樁周滲水），最終不會穩定到施工前的穩定地下水狀態。但會形成一種新的地下水平衡狀態，對樁周土層產生擾動作用，影響樁周土的抗剪強度，從而降低側摩阻力。由于局部承壓水力作用，地下水會沿樁周滲水，使附近地下水位上升，在沿樁周滲水的過程中常會導致混凝土出現離析現象，降低樁基承載力。因此，地下潛水對鉆灌注樁承載力影響不大，但局部承壓水對成樁質量有一定影響。

4. 建議

4.1 對堤身加固建議

4.1.1 對堤身土進行高壓灌漿處理。漿液可用水泥加黃泥漿，灌漿處理的深度應進入第（2）層粉質粘土、第（4）層粉砂或第（5）層中粗砂中，深度參照就近鉆孔資料。并根據地形修筑截水、排水溝等防滲漏措施。在灌漿施工時建議采用先成孔后灌漿，成孔宜用鉆機回轉鉆進成孔，不宜用錘擊成孔，以免堵塞孔壁土層孔隙，影響灌漿效果，同時注意灌漿壓力，確保灌漿質量。灌漿時部分填土會出現漏漿，灌漿施工時應引起足夠重視，采取有效措施。

4.1.2 高壓灌漿處理后對堤身進行培土加厚，并分層碾壓、夯實。回填碾壓、夯實處理須達到設計壓實度，即達到設計擊實性指標（最優含水量及最大干密度）。

4.2 對堤基護腳、護坡、閘、站基礎建議

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

4.2.2 對背水坡建議采用生態多功能擋土墻、水生植物護坡、自然堆石護坡、植草護坡等。

4.2.3 閘、站建議采用水泥土攪拌樁處理加固形成復合地基作為基礎持力層。穿堤建筑物亦可采用樁基礎，以第（5）層中粗砂作基礎持力層，可采用預制樁或旋挖灌注樁、鉆孔灌注樁，可根據具體情況選用。樁徑、樁長應足以滿足設計單樁豎向承載力的要求，復合地基單樁承載力特征值應通過現場靜荷載試驗確定。

對于水泥土攪拌樁——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，預計樁長現地面下約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，應按規范驗算樁身水泥土強度，以兩者的小值為單樁承載力。復合地基承載力按設計需要并檢驗。

對于預制樁基礎：

（1）建議采用樁徑φ400㎜或φ300㎜；以第（5）層中粗砂作樁端持力層，預計樁長差別較大，現地面下約15m～25m。

（2）成樁可能性評價及對環境的影響：

對于預應力管樁：據場地巖土工程地質條件，對成樁不利因素有：①填土層較薄，承載力低，適宜預應力管樁施工，管樁能順利穿過上部的土層進入持力層。當采用錘擊法沉樁時，沉樁前應做好沉樁試驗，用于了解樁底的貫入度、持力層強度，從而確定最終貫入度，并確定打樁順序；對于靜壓式預制樁，應根據上部荷載的大小，建議滿載復壓多次。嚴格按預應力混凝土樁施工的有關規定進行施工。②預制樁施工中的擠土效應明顯，應保證有足夠的樁間中心距離，同時開挖推土離樁基礎應有一定距離。③場地位于河堤，場地相對較狹小，預制樁擠土效應明顯，應注意擠土效應對堤圍穩定性的影響。

對于旋挖灌注樁或鉆孔灌注樁基礎：（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，預計樁長現地面下約20m～25m。（2）單樁豎向承載力特征值可按省標《建筑地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）第10.2.3條提供的公式進行估算：。式中：qsia-第ⅰ層土樁側摩阻力特征值；qpa-樁端持力層端阻力特征值；u—樁身截面周長；li—第ⅰ層土厚度；Ap—樁截面面積；

（3）據場地巖土工程地質條件，對成樁不利因素有：A.填土分布區：施工中應采取套管護壁，確保樁孔壁不垮塌。B.淤泥分布區：施工中應采取泥漿或套管護壁，確保樁身不夾泥或縮頸。C.砂土分布區：施工中應采取泥漿護壁，確保樁孔壁不垮塌，以免造成成樁困難。

5. 結論

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

參考文獻

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