摘要：本文對金山污水排海管道工程巖土工程條件進行分析，通過采用鉆探與原位測試相結合的勘察手段來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性質，并分析其對施工可能產生的不良影響及采取的預防措施。
　　關鍵字：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，進入海域采用頂管方式施工，本次勘察有關的管道長0.8354km。其中在G1、G5、G6號孔處為設海上警戒標志建混凝土平臺，擬采用樁基礎。（參見鉆孔平面布置圖）
　　
　　圖1鉆孔平面位置圖
　　2場地工程地質條件
　　（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，本標段內由陸域向海域延伸，地勢總體上呈西高東低的趨勢，工程沿線地貌形態較單一，屬潮坪相地貌類型。
　　（二）、地基土的構成與特征
　　根據本次勘察資料，場地地基25m深度范圍內均為第四系沉積物，主要由飽和粘性土及粉性土組成。根據地基土的成因、成分、結構及物理力學性質的差異，將土層分為5個工程地質層：
　　1、第四系全新統上段（Q43）：本場地鉆及②1層、②2層
　　（1）第②1層：河口～濱海相沉積，砂質粉土，灰黃色，稍密，中壓縮性，夾少量粘性土，搖振反應：迅速，無光澤，干強度低，韌性低，層厚1.10～1.50m，平均厚度1.30m，層底標高-0.70～-2.10m，平均層底標高-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，含有機質，夾少量粉性土，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高，層厚2.70～7.90m，平均厚度5.27m，層底標高-5.20～-10.70m，平均層底標高-8.64m，本層在場地內遍布。
　　2、第四系全新統中段（Q42）：本場地鉆及第④層
　　第④層根據土性可分為第④1、④2、④3三個亞層
　　A、第④1層：淺海～濱海相沉積，淤泥質粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機質，夾薄層粉性土，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高，層厚1.80～7.20m，平均厚度3.89m，層底標高-8.70～-17.20m，平均層底標高-12.53m，本層在場地中遍布。
　　B、第④2層：淺海～濱海相沉積，淤泥質粉質粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機質、云母，夾粉性土，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，層厚2.00～6.80m，平均厚度4.26m，層底標高-14.00～-16.40m，平均層底標高-15.49m，本層除在局部孔中缺失外其余在場地中遍布。
　　C、第④3層：淺海～濱海相沉積，砂質粉土，灰色，稍密，中壓縮性，含云母，夾粘性土、粉砂，搖振反應：迅速，無光澤，干強度低，韌性低，層厚1.50～3.00m，平均厚度2.33m，層底標高-17.90～-18.60m，平均層底標高-18.07m，本層在場地內遍布。
　　3、第四系全新統下段（Q41）：本場地鉆及第⑤層
　　第⑤層：濱海、沼澤相沉積，粘土，灰色，流塑，高壓縮性，含有機質、云母，夾粉性土，無搖振反應，有光澤，干強度高，韌性高，層厚3.00～3.40m，平均厚度3.18m，層底標高-20.90～-22.20m，平均層底標高-21.25m，在場地內遍布。
　　4、第四系上更新統上段（Q32）：本場地鉆及第⑥、⑦1層
　　（1）第⑥層：河口～湖沼相沉積，粉質粘土，暗綠色，可～硬塑，中壓縮性，含氧化鐵斑點，無搖振反應，稍有光澤，干強度中等，韌性中等，層厚1.80～2.40m，平均厚度2.05m，層底標高-22.80～-24.40m，平均層底標高-23.30m，本層場地內遍布。
　　（2）第⑦1層：河口～濱海相沉積，砂質粉土，灰綠～草黃色，上部灰綠、下部草黃色，中密，中壓縮性，含氧化鐵斑點及云母、局部夾粘性土，搖振反應：迅速，無光澤，干強度低，韌性低。鉆至25.30m未穿，揭露最小層底標高為-28.50m。
　　（參見代表性剖面示意圖）
　　
　　圖2代表性剖面示意圖
　　（三）、地下水
　　水上作業，地下水樣在鉆探取土完成后從套管內采取。
　　上海地區淺部地下水為潛水，隨著季節、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。
　　上海地區為弱透水土層，為Ⅲ環境。地下水和地基土對混凝土有弱腐蝕性；對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，勘探期間測定海水標高為±0.0m，海水深度為0～8.50m（相當于標高0～-8.50m）。
　　（四）、不良地質現象
　　本工程沿線未發現暗浜等不良地質現象。
　　（五）、場地地震效應
　　根據本次勘察地層資料，按上海市工程建設規范《建筑抗震設計規程》DGJ08-9-2003和國家標準《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）的有關條文判別：本場地的抗震設防烈度為6度，設計基本地震加速度為0.05g，所屬的設計地震分組為第一組，地基土屬軟弱土，場地類別為Ⅳ類。由于本場地設防烈度為6度，因此可不考慮地震震動液化影響。
　　（六）抗震有利、不利地段劃分
　　由于場地內存在淤泥質土層，因此本場地屬于抗震不利地段。
　　3管線基槽開挖與圍護
　　（一）基槽圍護設計分析
　　擬建管線陸域為開槽埋管段，管徑為Φ1650mm，基槽開挖深度為3.15m，屬于三級基坑。根據勘察資料，管底將主要落在②2層上。基槽開挖深度范圍內主要涉及到土層為②1、②2層。基槽開挖時由于土體原有平衡被破壞，土體易產生側向位移。同時擬建管線有可能與老管線較近，所以開挖過程中要進行信息化施工監測，隨時掌握基槽底部土體隆起和周圍土體的位移和應力變化情況，以確保基槽和老管線的安全。根據場地地質條件和上海市現有的施工狀況及經驗，該工程基槽可采用放坡開挖施工及支護開挖，主要取決于管道斷面尺寸、埋深大小、地質條件及沿線建筑物、管線等情況。另②1層內有較豐富的地下水，在水動力作用下，易產生流砂、管涌等現象，在其分布范圍要注意圍護和采取降水措施。
　　（二）基槽開挖注意的問題
　　1、基槽開挖范圍的②1層砂質粉土有較大的滲透性，開挖時采取有效的圍護和降水措施，以防止產生流砂、管涌等破壞作用。
　　2、基槽底部不得積水，以免產生附加沉降量。
　　3、槽底不得長期暴露，以免對地基土產生擾動破壞。
　　4、基槽開挖深度較大時，根據工程經驗宜采取適當的支撐措施。
　　（3）基槽圍護設計參數表1
　　基槽圍護設計參數表表：1

　　
　　4樁基分析與評價
　　（一）樁基持力層的選擇
　　本工程G1、G5、G6孔處建用以警戒標志的素混凝土平臺，擬采用樁基礎，根據擬建物性質及場地地層情況，場地內第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-草黃色砂質粉土，厚度較大，其標貫擊數一般值為28.6擊，土質較好，因此，該層亦可考慮作為本工程的樁基持力層。
　　（二）樁型的選擇
　　根據上海地區的樁基施工經驗及本工程性質，本工程宜采用樁長為17.0～19.0m左右、樁徑為0.25～0.30m的預制方樁。
　　（三）單樁豎向承載力估算
　　1、樁基承載力計算參數選用
　　樁基承載力參數fs、fp是根據土層埋藏深度及土的物理力學性質確定，如表2所示：
　　
　　2、單樁豎向承載力估算：
　　按上海市工程建設規范《巖土工程勘察規范》（DGJ08-37-2002）第13.3.10-1條有關公式計算，估算結果如表3
　　
　　3、樁基沉降計算參數
　　根據室內壓縮試驗、現場標準貫入擊數與壓縮模量Es的經驗關系，綜合確定沉降計算壓縮模量Es值如表4
　　表：4

　　注：上表標貫估算壓縮模量參照上海市《巖土工程勘察規范》表13.4.6估算：標貫估算壓縮模量公式Es=（1～1.2）N（N為標貫擊數）
　　
　　5沉樁可能性分析及對周圍環境的影響
　　本工程當采用預制樁時，若以第⑥層作為樁基持力層，樁身范圍內土層除分布有厚1.5～3.0m的④3層砂質粉土外，其余以粘性土為主，由于建警戒標志處的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④3層砂質粉土外，還需穿越第⑥層硬土層，并進入第⑦1層一定深度，估計沉樁具有一定的難度，需采用相匹配的沉樁設備及樁身強度。
　　由于擬建警戒標志處位于海域，樁基施工一般不會對周圍環境產生明顯的影響
　　結束語
　　本工程勘察實踐表明，場地的工程地質條件穩定，適宜本工程的建造。管道基槽開挖時應采取有效的降水措施，在②1層分布范圍應采用適當的圍護措施，以防止產生流砂、管涌等破壞作用，在開挖深度較大區域應采取支撐措施，基槽底部不得積水，以免產生附加沉降量。采用科學的組織施工，保證基槽開挖后，支護體系處于良好工作狀態，施工期坑底始終保持干燥，保證周邊環境和圍護體的安全、穩定。經過該項目設計、施工情況的跟蹤，除線路走向局部微調外，基本上采用了本文有關的結論和建議。