某工程项目地质勘察实例分析

李 超

（上海同集勘察设计有限公司，上海 201899）

城市化进程的加快促进了轨道交通的高效发展，轨道交通线路往往会穿越地质复杂地区，地层含水量高、水压大、管线多等不良情况会给施工带来隐性风险。地质勘察是轨道交通建设的探路者，通过开展城市轨道前期地质勘探，可有效降低，甚至解决城轨交通建设线路规划中复杂地质条件所带来的施工风险。在项目建设之初结合拟建工程性质对场地地质及岩土情况进行详细勘察，在勘察作业时，对地下结构、地下水分布、施工技术与方法选择进行全面考虑，并确保勘察成果及深度达到国家、行业及地方相关标准的要求，从而为施工建设提出相关建议，以满足工程施工实际需要，为工程顺利开展提供有效数据支撑与技术支撑。

1 项目概况

本项目为某地拟建的轨道交通市域线机场联络线工程，线路全长68.66 km。其中隧道长56.659 km，桥梁长6.57 km，桥隧比92.1%；全线设车站9座，地面站3座，其余为地下站，并新设动车运用所1处。文章依托该项目某一地下车站工点进行详细勘察工作，进行相应的分析与总结。根据设计方案，该站点采用明挖施工，长约691.2 m，宽度17.0～39.2 m，主体地下两层结构，主体埋深23.2～25.3 m，西端头井埋深29.68 m，东端头井埋深28.30 m；附属出入口、风亭等，为地下一层，埋深约为14.6 m。采用明挖法施工，围护结构初定为地下连续墙，基坑下设钻孔灌注桩（立柱桩兼抗拔桩），初拟桩长30 m。

2 工程地质勘察目标

本次勘察以项目设计方案及工程特点为依据，采用综合勘探的手段，按照相关规范要求对勘察方案进行合理布置，对场地的工程地质、水文地质条件详细查明，主要包括：场地地形地貌、岩土类型及分布、岩土物理力学性质，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力；场地特殊性岩土的类型、成因、分布、规模、工程性质，分析其对工程的危害程度；地下水类型、补给、径流、排泄条件、历史最高水位、地下水动态和变化规律；工程场地不良地质的类型、成因、分布、规模、工程性质，分析其对工程的危害程度，从而对拟建场地的岩土工程及水文条件做出定性或定量评价，如：评价地表水与地下水的水力联系，判断水、土腐蚀性；评价场地和地基的地震效应，判断拟建场区的场地类别、场地土类型，提供抗震设防烈度、设计基本地震加速度值、设计地震分组等；对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价等，所提交的勘探成果应与施工图设计相符，并通过工程沿线环境条件勘探成果对可能影响工程建设的环境因素进行分析评价，并分析可能出现的工程问题，提出预防措施的建议。

3 地质勘探工作要点

3.1 勘探平面与深度确定

本次勘探主要采用钻探与原位测试结合的综合勘察方法，对所取土样全部送至试验室进行土工试验。由于本次勘察为详细勘察阶段，按照规范要求，勘察点布置于车站主体及周边、角点，兼顾考虑出入口、风亭，如距离较远，则对勘探孔应单独布置，并进行严格控制；车站中部宽度较宽，在其中间部位布置一排勘探孔，其间距应保证在35 m范围内。其次，对一般性勘探孔深度与控制性勘探孔深度在满足抗拔桩、中柱桩设计深度要求的情况下，勘探孔的深度分别满足2.5倍和3倍基坑开挖深度要求，并分别确定为65～70 m和70～84 m深度。

3.2 原位测试孔布置

（1）原位测试孔应根据工程特点、场地地质条件、规范规定、勘察技术要求等进行布置。本次原位测试试验主要包括：标准贯入试验、静力触探试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、电阻率测试、波速试验、地温观测试验等。钻探过程中遇到粉土、砂土层时均进行标准贯入试验，钻孔中标准贯入试验过程如图1所示。车站中部宽度较宽处中间区域勘探孔布置时以静力触探孔为主，水上区域采用钻探孔。本工点选择代表性地段布置3个孔深为25 m的十字板剪切试验孔，以穿过软黏性土为控制原则。

图1 标准贯入试验

（2）本工点选择部分具有代表性地段布置3个孔深为50 m的扁铲侧胀试验孔，其实际深度以地层和试验能力进行确定；部分代表性位置还布置了2个深度为63～65 m的电阻率测试孔，其试验点间距1.0 m；布置4个试验深度为66～80 m波速试验孔，其测试点间距为1.0 m（如图2）。此外，本工点实施1个测试深度为50.0 m的地温孔，测试点间距为1.0 m。

图2 剪切波速测试

（3）对浅层部位进行勘探，沿车站周边布置间距为15 m的小螺纹孔，对明浜和暗浜边界布置间距为2.0～3.0 m小螺纹孔，为了可正常进入土层应不小于0.5 m，小螺纹孔深应为4.0 m。

3.3 周边环境勘察

本工点位于当地生态园内，地表水较发达，生态园绿地内含多条明浜。根据现场踏勘，现状河道为人工岸坡，河流冲刷平稳，岸坡处于稳定状态（如图3）；车站西段北侧为现状变电站，车站主体距离变电站约50 m，场地内有较多电缆。另根据物探成果，本工程车站距离现状南干线最近处约14.7 m，现场条件复杂。因此，工程明挖施工时，对基坑开挖有一定影响，一方面要注意地下管线的影响，一方面要采取防止施工造成河岸边坡失稳的有效措施。

图3 场地环境

3.4 区域地质条件勘察

（1）基于对当地水文地质条件相关资料的查阅及实际查探，该区域土性差异较大，地层自中更新世至全新世均有发育，成因类型以海相、河湖相沉积为主。同时，现代构造运动研究表明，现代地壳运动仍表现为继承性下沉，由于属于长江三角洲徐缓沉降区之内，地壳沉降较缓慢且稳定，年沉降速率平均为0.06～0.15 mm。其次，拟建工程场地内未发育在全新世以来有活动迹象的断裂，因而对本工程建设无影响；由于本工程处于华北地震区的长江—黄海地震带，根据以往资料表明，建筑场地附近虽然有感地震不少，但总体上历史地震影响强度不高，且本区覆盖层较厚，故不会造成地表破坏。但经过场地抗震地段类别划分，综合判别场地属抗震不利地段。

（2）对厂区内不良地质进行调查分析，根据本次勘察和地区经验，场区主要不良地质为明暗浜、浅层沼气等，沼气一般呈不连续分布，拟建场地局部景观堆土导致填土厚度较厚，最厚处达5.3 m。此外，场地内主要特殊性岩土表现为软土，③1、④、⑤1层土灵敏度高，故对本工程建筑结构变形控制、基坑边坡稳定性具有很大影响。拟建场地揭露的地下水分为赋存于浅部土层中的潜水以及中下部⑤32、⑦2层（局部同⑧2层连通）中的承压水。

5 地质环境评价与建议

5.1 地质环境评价

（1）本次勘察作业完成后对拟建场地地质情况进行总体评价，拟建场地为稳定场地，适宜本工程建设。拟建场地地形较为平坦，并无大型活动性断裂、显著的地面沉降而影响路线稳定性，虽然场地内浅部软土、沼气等不良地质情况会对施工设计造成一定影响，但采取相应对策处理后即可开启项目建设。

（2）根据勘探揭示的土层分布、土工试验及原位测试结果，对地基土进行分析总结与评价：①1层填土成份较杂，以杂填土为主，含碎砖石等建筑垃圾、植物根茎等杂物，工程性质较差，需要经过处理才可作为一般建构筑物天然地基持力层；①3层浜填土含大量有机质，生活垃圾等，工程性质差。②1层褐黄～灰黄色黏土局部缺失，具备上硬下软的性质，选择该层作为天然地基持力层时，基础宜尽量浅埋。③1层灰色淤泥质粉质黏土分布稳定，土质很不均匀，局部夹薄层粉性土，流塑状，高压缩性，为拟建场地软弱层之一；③1-1层灰色砂质粉土，为③1层中的夹层，开挖揭露时，在一定动水压力下易产生流砂现象。④层灰色淤泥质黏土分布稳定，厚度较大，为本场地主要软弱层之一。⑤1层灰色黏土，分布较为稳定，厚度一般为5.9～7.8 m，工程性质一般；但第⑤32层灰色粉质黏土与粉砂互层土质较好，可比选作为本工程的桩基持力层。该层赋含承压水，渗透性较好，并与⑦层连通，对基坑开挖施工不利，故在设计施工中应引起重视。此外，⑦2层灰黄～灰色粉细砂是本工程良好的中柱桩桩基持力层及抗拔桩桩端土层，但该层含承压水，需考虑对工程的影响。⑧12层灰色粉质黏土可比选作为本工程中柱桩桩基持力层及抗拔桩桩端土层。

5.2 施工建议

（1）基坑工程对地质勘察的依赖性较大，故应根据地质勘察结果，对本工程施工实施提出相关建议，以降低施工中存在的风险。本工点车站主体基坑围护建议采用地下连续墙措施，围护结构可采用钻孔灌注桩+止水帷幕或SMW工法；但实际开挖深度应基于周边环境与地层情况确定，基坑开挖必须做好支护、排水和止水措施。由于场地局部周边环境复杂，建议适度降水并采取坑外回灌措施，以减少对周边环境的影响。其次，基于⑤32、⑦2层承压水含水层（局部同⑧2层连通）勘察结果，可考虑结合围护结构采取降压井抽水减压，并对承压水头值进行适度控制，在施工中加强观测和评估强承压水头。此外，由于拟建场地浅部明、暗浜众多，③1、④、⑤1层具高灵敏度、高压缩性，成槽时易缩径，③1-1、⑤32、⑦2粉（砂）性土易产生流砂、坍塌，故需重视围护结构施工，注意调整泥浆性能，以防塌孔，并对垂直度严格控制，根据实际情况可采取适当加固措施。

（2）本工点建议主体结构抗浮采用抗拔桩措施，可于⑤32、⑤33、⑦2、⑧12作为桩端土层。附属出入口应根据基坑埋深、基础尺寸等采用覆土+自重或抗拔桩进行抗浮处理。其次，该工点可比选⑤32、⑤33、⑦2作为桩基持力层，桩型建议采用灌注桩；灌注桩施工时应对软土缩颈、砂土塌孔的影响予以重视，并对泥浆合理调配，对泥浆和化学浆液妥善处理，以避免污染环境。

6 结束语

综合上述，城市轨道交通缓解了城市道路交通压力，城市轨道交通全线需要穿越多种不同地质条件，城轨项目施工活动开展前需要严格的地质勘探，充分掌握该地区的地质情况，在地质勘探设计中要求选择合理的地质勘察技术，确保勘察工作顺利完成，从而为轨道交通工程实施提供基础支撑，以促进施工质量目标。本次地质勘察方案合理，采取有效的现场质量控制，所采用的水泥浆封孔钻孔效果良好，且对后续施工无影响；其次，原位测试实际操作按照规范标准严格执行，确保数据齐全、准确；室内土工试验设备精良，并保证操作规范，质量优良，从而促进了工程地质勘察任务总体完成质量的提升。