烏干達(dá)某工程地質(zhì)勘察實(shí)踐簡(jiǎn)介

孟慶林

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市300051）

0　引言

隨著國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，作為“一帶一路”西端第一大洲的非洲，對(duì)中國(guó)全球戰(zhàn)略的布局、地位舉足輕重。天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，積極參與援外項(xiàng)目的實(shí)施。作為一名地質(zhì)工作者，筆者有幸參與了援烏干達(dá)某工程的建設(shè)。通過(guò)對(duì)該工程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，結(jié)合在當(dāng)?shù)氐墓ぷ鹘?jīng)歷，淺談該工程開(kāi)展地質(zhì)勘察工作的體會(huì)。

1　工程概況

該場(chǎng)地位于烏干達(dá)首都坎帕拉的Old Kampala區(qū)，擬利用現(xiàn)狀New Taxi Park場(chǎng)址建設(shè)四層立體停車(chē)場(chǎng)一座，包括地面層、第一層、第二層及第三層（屋面露天停車(chē)場(chǎng)）。

1.1　自然地理概況

項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)儆跓釒駶?rùn)氣候，白天平均溫度為28℃，夜晚平均溫度為20℃。年平均氣溫為22.3℃。10月份氣溫最高，平均23.55℃；6月份氣溫最低，平均21.4℃。大部分地區(qū)年降雨量在1 000～1 500 mm之間，3至5月、9至11月為雨季，其余為2個(gè)旱季。氣候溫和、潮濕，且濕度相對(duì)較高。

1.2　地質(zhì)概況

項(xiàng)目所在地屬于維多利亞湖狹窄且向下彎曲的北部流域的一部分。巖石暴露甚少，由較厚的沉積黏土和黏土質(zhì)礫石覆蓋。下伏巖石包括：太古界未風(fēng)化的片狀花崗巖、花崗片麻巖，以及前寒武紀(jì)時(shí)代的基底雜巖。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鉆孔深度40 m范圍內(nèi)鉆探揭露，場(chǎng)地地層主要由第四系人工填土層（Qml）、第四系湖沼相沉積層黏性土及沖洪積層粉質(zhì)黏土夾黏土、沖洪積層粉細(xì)砂組成。

1.3　地震活動(dòng)和抗震設(shè)計(jì)參數(shù)

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約，烏干達(dá)對(duì)于地震并未有較為詳細(xì)的記錄，通過(guò)收集到的資料和研究論文，在大約50 a內(nèi)，在坎帕拉市內(nèi)和周?chē)貐^(qū)發(fā)生過(guò)多次有觀(guān)察記錄的地震。在過(guò)去50 a內(nèi)發(fā)生在靠近烏干達(dá)西部板塊邊緣的地震未在坎帕拉市發(fā)生嚴(yán)重破壞。

根據(jù)地震活動(dòng)的分布，TW ESIGOM W E（1997）[1]把烏干達(dá)分為13個(gè)地震活動(dòng)區(qū)，該工程位于7區(qū)（Rwenzori褶皺帶Kat onga斷裂），如圖1所示。

2　前期準(zhǔn)備工作

2.1　依據(jù)規(guī)范適用性

非洲國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較為缺乏，一般均采用美國(guó)、歐洲或英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。由于該項(xiàng)目為中國(guó)援建項(xiàng)目，故采用國(guó)標(biāo)進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)，然而國(guó)內(nèi)相關(guān)勘察標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)參數(shù)等是否適用于非洲地質(zhì)情況，還需現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)。

此外，對(duì)于土工試驗(yàn)，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)與中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試方法、儀器、操作、數(shù)據(jù)處理等方面存在不同，需提前安排好土工試驗(yàn)方法、儀器，提供合理準(zhǔn)確的土層物理力學(xué)指標(biāo)。

圖1　TWESIGOMWE（1997）的地震活動(dòng)分區(qū)圖

2.2　人員和設(shè)備調(diào)配

相關(guān)地質(zhì)勘察人員應(yīng)具備一定的語(yǔ)言基礎(chǔ)，以及相應(yīng)的協(xié)調(diào)管理能力，需克服非洲交通聯(lián)系不便利的特點(diǎn)。勘察設(shè)備和操作者可能會(huì)是較難解決的問(wèn)題，非洲許多國(guó)家勘察能力欠缺，從國(guó)內(nèi)調(diào)運(yùn)勘察設(shè)備，報(bào)關(guān)運(yùn)輸繁瑣費(fèi)時(shí)，若有條件可采用當(dāng)?shù)乜辈旃荆捎卯?dāng)?shù)卦O(shè)備。

2.3　當(dāng)?shù)刭Y料的收集

非洲國(guó)家普遍缺乏基礎(chǔ)性資料。有關(guān)氣象、區(qū)域地質(zhì)、地震等資料，對(duì)于勘察設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)又相當(dāng)重要。因此，應(yīng)通過(guò)多方面的方法手段收集整理有關(guān)資料，為勘察設(shè)計(jì)工作提供支持。

3　勘察方案和成果簡(jiǎn)介

3.1　勘察方案

該項(xiàng)目勘察在前期地形測(cè)量的基礎(chǔ)上，根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）（2009年版）[2]進(jìn)行勘察方案的編寫(xiě)。考慮了鉆探與其他勘察方法相結(jié)合的綜合勘察手段。該工程勘探點(diǎn)間距控制在30 m，勘探點(diǎn)網(wǎng)格形布置。控制性勘探點(diǎn)數(shù)量不少于勘探點(diǎn)總數(shù)的1/2。勘探深度為20～40 m。靜力觸探孔2個(gè)，電阻率測(cè)試孔2個(gè)。

根據(jù)土層情況及工程特點(diǎn)，主要進(jìn)行土的物理性試驗(yàn)、土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、水化學(xué)試驗(yàn)等。包括含水量試驗(yàn)（烘干法）、密度試驗(yàn)（環(huán)刀法）、界限含水量試驗(yàn)（液塑限聯(lián)合測(cè)定法）、顆粒分析試驗(yàn)（篩分與比重計(jì)法）、剪力試驗(yàn)（直接剪切）、壓縮（固結(jié)試驗(yàn)）、水的腐蝕性試驗(yàn)等。

3.2　地層情況

場(chǎng)地地基土主要為填土、黏土、粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏性土、粉土、粉細(xì)砂、中砂等，層位較穩(wěn)定，各土層的狀態(tài)、埋深和厚度在水平方向變化較大，土層力學(xué)性質(zhì)較離散，地基的均勻性差。地層情況如圖2所示。

圖2　場(chǎng)地地層斷面圖

3.3　其他主要結(jié)論

3.3.1水土腐蝕性

該項(xiàng)工程場(chǎng)地環(huán)境類(lèi)型為Ⅱ類(lèi)。工程場(chǎng)地第四系孔隙潛水主要賦存于黏性土等弱透水層中。場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)按環(huán)境類(lèi)型評(píng)價(jià)，地下水在干濕交替條件下具有弱腐蝕性，在長(zhǎng)期浸水條件下具有弱腐蝕性；按地層滲透性評(píng)價(jià)地下水具有微腐蝕性，綜合評(píng)價(jià)具有弱腐蝕性。場(chǎng)地地下水對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋的長(zhǎng)期浸水部位具有微腐蝕性，干濕交替部位具有微腐蝕性。場(chǎng)地地下水位較淺，地下水毛細(xì)作用明顯，場(chǎng)地周?chē)窗l(fā)現(xiàn)污染源，地基土的腐蝕性可按水的腐蝕性考慮。

3.3.2場(chǎng)地類(lèi)別和抗震設(shè)計(jì)參數(shù)

場(chǎng)地覆蓋層厚度大于50 m，等效剪切波速Vse在194～206 m/s之間，場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi)，場(chǎng)地土類(lèi)型為中軟土。抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.15 g。無(wú)地震液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象，為可進(jìn)行建設(shè)的一般地段。

3.3.3膨脹土問(wèn)題

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和野外性狀特征判定，場(chǎng)地內(nèi)的第四系全新統(tǒng)沖洪積層粉質(zhì)黏土含大量白色膨潤(rùn)土。對(duì)于膨脹土地基，根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》（GB 50112-2013）第 5.1.2 條[3]，因場(chǎng)地常年地下水位較高，可按一般地基設(shè)計(jì)。

3.3.4靜力觸探和工程物探

在勘察方案中，場(chǎng)地布置了若干靜力觸探孔，然而因地表有瀝青層、地面下普遍填墊有近2 m的人工碎石層，且勘察深度內(nèi)地層多為含砂可塑至硬塑黏土，靜壓反力不足，靜力觸探孔僅完成2個(gè)，分別為3 m和3.5 m深（含路基路面結(jié)構(gòu)層厚度）。

該項(xiàng)工程的物探手段主要為電阻率測(cè)試。采用16GL-N數(shù)字電阻率儀進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試時(shí)，每2.5 m一個(gè)測(cè)點(diǎn)，自下而上按照預(yù)定深度進(jìn)行測(cè)試。土層的視電阻率采用對(duì)稱(chēng)四級(jí)電測(cè)深方法。通過(guò)測(cè)試采集到的視電阻率數(shù)值較為離散，例如粉質(zhì)黏土層為20.3～254.6 Ω·m。分析原因可能為粉質(zhì)黏土中夾含量不均的白色膨潤(rùn)土，土質(zhì)極為不均勻。該項(xiàng)工程應(yīng)用的工程物探效果不理想，還應(yīng)進(jìn)一步探索可靠的物探方法。

4　結(jié)論

（1）非洲國(guó)家進(jìn)行地質(zhì)勘察工作，需要對(duì)工程有較高的總體把控能力，對(duì)相關(guān)管理、協(xié)調(diào)、業(yè)務(wù)水平均需較高要求。

（2）在國(guó)外開(kāi)展地質(zhì)勘察工作，需要加強(qiáng)資料的收集整理。應(yīng)高度重視規(guī)范的適用性和土工試驗(yàn)方法和結(jié)果的運(yùn)用。還可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等手段修正地基承載力等參數(shù)，提供合理的指標(biāo)。

（3）通過(guò)該項(xiàng)工程的勘察實(shí)踐，可以看出，在非洲進(jìn)行地質(zhì)勘察工作受多種條件限制。盡管如此，代表中國(guó)工程師進(jìn)行國(guó)外勘察的地質(zhì)工作者必須以過(guò)硬的技術(shù)能力完成勘察任務(wù)。本文所述內(nèi)容期望為同類(lèi)工程地質(zhì)勘察提供參考，若有不妥之處望指正。