摘要：本文對(duì)金山污水排海管道工程巖土工程條件進(jìn)行分析，通過(guò)采用鉆探與原位測(cè)試相結(jié)合的勘察手段來(lái)查明開槽埋管路線段、架空管道橋路線段及頂管穿越路線段的土層分布情況及其物理力學(xué)性質(zhì)，并分析其對(duì)施工可能產(chǎn)生的不良影響及采取的預(yù)防措施。
　　關(guān)鍵字：管道工程；巖土勘察；分析
　　1工程概況
　　金山污水（總管）排海管道工程位于杭州灣金山亭衛(wèi)南路近岸海域，管道直徑為1650mm。陸域一般擬采用開槽埋管方式施工，進(jìn)入海域采用頂管方式施工，本次勘察有關(guān)的管道長(zhǎng)0.8354km。其中在G1、G5、G6號(hào)孔處為設(shè)海上警戒標(biāo)志建混凝土平臺(tái)，擬采用樁基礎(chǔ)。（參見鉆孔平面布置圖）
　　
　　圖1鉆孔平面位置圖
　　2場(chǎng)地工程地質(zhì)條件
　　（一）、地形地貌
　　擬建的金山污水排海管道工程為線狀延伸工程，本標(biāo)段內(nèi)由陸域向海域延伸，地勢(shì)總體上呈西高東低的趨勢(shì)，工程沿線地貌形態(tài)較單一，屬潮坪相地貌類型。
　�。ǘ�）、地基土的構(gòu)成與特征
　　根據(jù)本次勘察資料，場(chǎng)地地基25m深度范圍內(nèi)均為第四系沉積物，主要由飽和粘性土及粉性土組成。根據(jù)地基土的成因、成分、結(jié)構(gòu)及物理力學(xué)性質(zhì)的差異，將土層分為5個(gè)工程地質(zhì)層：
　　1、第四系全新統(tǒng)上段（Q43）：本場(chǎng)地鉆及②1層、②2層
　�。�1）第②1層：河口～濱海相沉積，砂質(zhì)粉土，灰黃色，稍密，中壓縮性，夾少量粘性土，搖振反應(yīng)：迅速，無(wú)光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚1.10～1.50m，平均厚度1.30m，層底標(biāo)高-0.70～-2.10m，平均層底標(biāo)高-1.50m，分布在陸域附近。
　�。�2）第②2層：河口～濱海相沉積，粘土，灰色，軟塑，高壓縮性，含有機(jī)質(zhì)，夾少量粉性土，無(wú)搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，層厚2.70～7.90m，平均厚度5.27m，層底標(biāo)高-5.20～-10.70m，平均層底標(biāo)高-8.64m，本層在場(chǎng)地內(nèi)遍布。
　　2、第四系全新統(tǒng)中段（Q42）：本場(chǎng)地鉆及第④層
　　第④層根據(jù)土性可分為第④1、④2、④3三個(gè)亞層
　　A、第④1層：淺�！珵I海相沉積，淤泥質(zhì)粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機(jī)質(zhì)，夾薄層粉性土，無(wú)搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，層厚1.80～7.20m，平均厚度3.89m，層底標(biāo)高-8.70～-17.20m，平均層底標(biāo)高-12.53m，本層在場(chǎng)地中遍布。
　　B、第④2層：淺�！珵I海相沉積，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機(jī)質(zhì)、云母，夾粉性土，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層厚2.00～6.80m，平均厚度4.26m，層底標(biāo)高-14.00～-16.40m，平均層底標(biāo)高-15.49m，本層除在局部孔中缺失外其余在場(chǎng)地中遍布。
　　C、第④3層：淺�！珵I海相沉積，砂質(zhì)粉土，灰色，稍密，中壓縮性，含云母，夾粘性土、粉砂，搖振反應(yīng)：迅速，無(wú)光澤，干強(qiáng)度低，韌性低，層厚1.50～3.00m，平均厚度2.33m，層底標(biāo)高-17.90～-18.60m，平均層底標(biāo)高-18.07m，本層在場(chǎng)地內(nèi)遍布。
　　3、第四系全新統(tǒng)下段（Q41）：本場(chǎng)地鉆及第⑤層
　　第⑤層：濱海、沼澤相沉積，粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機(jī)質(zhì)、云母，夾粉性土，無(wú)搖振反應(yīng)，有光澤，干強(qiáng)度高，韌性高，層厚3.00～3.40m，平均厚度3.18m，層底標(biāo)高-20.90～-22.20m，平均層底標(biāo)高-21.25m，在場(chǎng)地內(nèi)遍布。
　　4、第四系上更新統(tǒng)上段（Q32）：本場(chǎng)地鉆及第⑥、⑦1層
　　（1）第⑥層：河口～湖沼相沉積，粉質(zhì)粘土，暗綠色，可～硬塑，中壓縮性，含氧化鐵斑點(diǎn)，無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，層厚1.80～2.40m，平均厚度2.05m，層底標(biāo)高-22.80～-24.40m，平均層底標(biāo)高-23.30m，本層場(chǎng)地內(nèi)遍布。
　　（2）第⑦1層：河口～濱海相沉積，砂質(zhì)粉土，灰綠～草黃色，上部灰綠、下部草黃色，中密，中壓縮性，含氧化鐵斑點(diǎn)及云母、局部夾粘性土，搖振反應(yīng)：迅速，無(wú)光澤，干強(qiáng)度低，韌性低。鉆至25.30m未穿，揭露最小層底標(biāo)高為-28.50m。
　　（參見代表性剖面示意圖）
　　
　　圖2代表性剖面示意圖
　�。ㄈ�）、地下水
　　水上作業(yè)，地下水樣在鉆探取土完成后從套管內(nèi)采取。
　　上海地區(qū)淺部地下水為潛水，隨著季節(jié)、氣候等影響而變化，年平均高水位為0.5～0.7m，低水位為1.5m。
　　上海地區(qū)為弱透水土層，為Ⅲ環(huán)境。地下水和地基土對(duì)混凝土有弱腐蝕性；對(duì)鋼筋混凝土中的鋼筋有弱腐蝕。
　　擬建管道線路大部分位于濱海區(qū)，勘探期間測(cè)定海水標(biāo)高為±0.0m，海水深度為0～8.50m（相當(dāng)于標(biāo)高0～-8.50m）。
　�。ㄋ模�、不良地質(zhì)現(xiàn)象
　　本工程沿線未發(fā)現(xiàn)暗浜等不良地質(zhì)現(xiàn)象。
　　（五）、場(chǎng)地地震效應(yīng)
　　根據(jù)本次勘察地層資料，按上海市工程建設(shè)規(guī)范《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)程》DGJ08-9-2003和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）的有關(guān)條文判別：本場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.05g，所屬的設(shè)計(jì)地震分組為第一組，地基土屬軟弱土，場(chǎng)地類別為Ⅳ類。由于本場(chǎng)地設(shè)防烈度為6度，因此可不考慮地震震動(dòng)液化影響。
　�。�六）抗震有利、不利地段劃分
　　由于場(chǎng)地內(nèi)存在淤泥質(zhì)土層，因此本場(chǎng)地屬于抗震不利地段。
　　3管線基槽開挖與圍護(hù)
　�。ㄒ唬┗�槽圍護(hù)設(shè)計(jì)分析
　　擬建管線陸域?yàn)殚_槽埋管段，管徑為Φ1650mm，基槽開挖深度為3.15m，屬于三級(jí)基坑。根據(jù)勘察資料，管底將主要落在②2層上。基槽開挖深度范圍內(nèi)主要涉及到土層為②1、②2層�；�槽開挖時(shí)由于土體原有平衡被破壞，土體易產(chǎn)生側(cè)向位移。同時(shí)擬建管線有可能與老管線較近，所以開挖過(guò)程中要進(jìn)行信息化施工監(jiān)測(cè)，隨時(shí)掌握基槽底部土體隆起和周圍土體的位移和應(yīng)力變化情況，以確保基槽和老管線的安全。根據(jù)場(chǎng)地地質(zhì)條件和上海市現(xiàn)有的施工狀況及經(jīng)驗(yàn)，該工程基槽可采用放坡開挖施工及支護(hù)開挖，主要取決于管道斷面尺寸、埋深大小、地質(zhì)條件及沿線建筑物、管線等情況。另②1層內(nèi)有較豐富的地下水，在水動(dòng)力作用下，易產(chǎn)生流砂、管涌等現(xiàn)象，在其分布范圍要注意圍護(hù)和采取降水措施。
　　（二）基槽開挖注意的問(wèn)題
　　1、基槽開挖范圍的②1層砂質(zhì)粉土有較大的滲透性，開挖時(shí)采取有效的圍護(hù)和降水措施，以防止產(chǎn)生流砂、管涌等破壞作用。
　　2、基槽底部不得積水，以免產(chǎn)生附加沉降量。
　　3、槽底不得長(zhǎng)期暴露，以免對(duì)地基土產(chǎn)生擾動(dòng)破壞。
　　4、基槽開挖深度較大時(shí)，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)宜采取適當(dāng)?shù)闹�撐措施�?br /> 　�。�3）基槽圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表1
　　基槽圍護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)表表：1

　　
　　4樁基分析與評(píng)價(jià)
　�。ㄒ唬�樁基持力層的選擇
　　本工程G1、G5、G6孔處建用以警戒標(biāo)志的素混凝土平臺(tái)，擬采用樁基礎(chǔ)，根據(jù)擬建物性質(zhì)及場(chǎng)地地層情況，場(chǎng)地內(nèi)第⑤層及以上土層由于埋藏淺或含水量較大、承載力較低，不適宜作為本工程樁基持力層；第⑥層暗綠色粉質(zhì)粘土，埋深較適宜，具有一定的厚度，含水量一般值為25.1%，重度一般值為19.4KN/m3,孔隙比eo為0.73，該層可考慮作為本工程的樁基持力層；第⑦1層灰綠-草黃色砂質(zhì)粉土，厚度較大，其標(biāo)貫擊數(shù)一般值為28.6擊，土質(zhì)較好，因此，該層亦可考慮作為本工程的樁基持力層。
　�。ǘ�）樁型的選擇
　　根據(jù)上海地區(qū)的樁基施工經(jīng)驗(yàn)及本工程性質(zhì)，本工程宜采用樁長(zhǎng)為17.0～19.0m左右、樁徑為0.25～0.30m的預(yù)制方樁。
　　（三）單樁豎向承載力估算
　　1、樁基承載力計(jì)算參數(shù)選用
　　樁基承載力參數(shù)fs、fp是根據(jù)土層埋藏深度及土的物理力學(xué)性質(zhì)確定，如表2所示：
　　
　　2、單樁豎向承載力估算：
　　按上海市工程建設(shè)規(guī)范《巖土工程勘察規(guī)范》（DGJ08-37-2002）第13.3.10-1條有關(guān)公式計(jì)算，估算結(jié)果如表3
　　
　　3、樁基沉降計(jì)算參數(shù)
　　根據(jù)室內(nèi)壓縮試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)與壓縮模量Es的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，綜合確定沉降計(jì)算壓縮模量Es值如表4
　　表：4

　　注：上表標(biāo)貫估算壓縮模量參照上海市《巖土工程勘察規(guī)范》表13.4.6估算：標(biāo)貫估算壓縮模量公式Es=（1～1.2）N（N為標(biāo)貫擊數(shù)）
　　
　　5沉樁可能性分析及對(duì)周圍環(huán)境的影響
　　本工程當(dāng)采用預(yù)制樁時(shí)，若以第⑥層作為樁基持力層，樁身范圍內(nèi)土層除分布有厚1.5～3.0m的④3層砂質(zhì)粉土外，其余以粘性土為主，由于建警戒標(biāo)志處的④3層埋藏較淺，沉樁難度不大；若以第⑦1層作為持力層，除穿過(guò)④3層砂質(zhì)粉土外，還需穿越第⑥層硬土層，并進(jìn)入第⑦1層一定深度，估計(jì)沉樁具有一定的難度，需采用相匹配的沉樁設(shè)備及樁身強(qiáng)度。
　　由于擬建警戒標(biāo)志處位于海域，樁基施工一般不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響
　　結(jié)束語(yǔ)
　　本工程勘察實(shí)踐表明，場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件穩(wěn)定，適宜本工程的建造。管道基槽開挖時(shí)應(yīng)采取有效的降水措施，在②1層分布范圍應(yīng)采用適當(dāng)?shù)膰�護(hù)措施，以防止產(chǎn)生流砂、管涌等破壞作用，在開挖深度較大區(qū)域應(yīng)采取支撐措施，基槽底部不得積水，以免產(chǎn)生附加沉降量。采用科學(xué)的組織施工，保證基槽開挖后，支護(hù)體系處于良好工作狀態(tài)，施工期坑底始終保持干燥，保證周邊環(huán)境和圍護(hù)體的安全、穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工情況的跟蹤，除線路走向局部微調(diào)外，基本上采用了本文有關(guān)的結(jié)論和建議。