【文章內(nèi)容簡介】 1）查明淺部是否有② 3層粉性土分布，因穿越段土層性質(zhì)不同，對頂進阻力有較大影響。（2）施工前查明頂進段是否存在地下障礙物對確保工作順利進行十分重要。9 / 51（3）工作井及接收井應(yīng)考慮有可靠的支護措施及良好的排水系統(tǒng)。 定向鉆經(jīng)驗：（1）通常在均質(zhì)粘土地層最容易鉆進；砂土層要難一些，故勘探時應(yīng)重點查明粘性土及砂性土分布情況。（2）定向鉆穿越地下水尤其承壓水及微承壓水對其影響較大，故勘察時應(yīng)查明各承壓含水層的分布。（3）穿越河流的定向鉆應(yīng)查明河床形態(tài)及岸坡情況。（4）對于穿越大型河流，應(yīng)考慮河床沖刷及河道疏浚等因素及河床底土性變化等不確定因素，為定向鉆施工中可及時調(diào)整，勘探孔應(yīng)適當(dāng)留有余地，控制性勘探孔應(yīng)進入管底以下 10m。 場站經(jīng)驗通常場站包含有生產(chǎn)辦公樓、倉庫、門衛(wèi)、儀表間、消防泵站等，與一般工業(yè)民用建筑類似，多采用天然地基，如場地內(nèi)有明浜等淺部缺失較良好的天然地基持力層，則也可采用樁基方案。本工程天然氣輸氣管線采用地埋方式，根據(jù)招標(biāo)文件要求，施工工藝涉及開挖及穿越兩大類，同時本工程還涉及 1 座閥室。因天然氣輸氣管線（含開挖式和穿越式）以及閥室等涉及的施工工藝及巖土工程問題不同，故分別進行預(yù)分析。 開挖段巖土工程問題預(yù)分析（1） 陸域段（直接開挖）1）常用的施工工藝據(jù)招標(biāo)文件要求，本次天然氣管道直徑 Ф500mm，管頂覆蓋層厚度為 ，故管底埋深約 2m，除暗浜及個別段填土較厚外，絕大部分區(qū)段管線砌置于第②層土中，根據(jù)上海同類工程經(jīng)驗：通常采用直接開槽敷設(shè)，管底采用鋪碎石、素混凝土或鋼筋混凝土基礎(chǔ)。2）涉及的巖土工程問題A、地基承載力：因天然氣輸氣管線荷重較輕，對地基強度要求不高，故沿10 / 51線②層承載力一般均能滿足要求（浜中淤泥等除外）。B、沉降及不均勻沉降：根據(jù)上海已有類同工程經(jīng)驗，當(dāng)管道下局部遇浜底淤泥、松散的填土?xí)r，由于土質(zhì)不均，有可能產(chǎn)生較大的不均勻沉降，嚴(yán)重時會引起管道或接頭損壞，影響正常使用。從目前收集沿線淺部土層資料分析，表層土不同地段土性差別較大，存在不均勻沉降問題如下：a）明（暗）浜底部淤泥呈流塑狀，土質(zhì)差，故對沿線遇明（暗）溝、塘、浜等不良地質(zhì)段，應(yīng)挖除浜土用素土回填，并按設(shè)計要求進行分層夯實。b）回填土與第②層粉質(zhì)粘土之間土性壓縮模量存在一定差異，如當(dāng)管線位于土層交界處且土性變化較大時，將產(chǎn)生較大的不均勻沉降，對管線構(gòu)成不利影響。C、溝槽開挖：本工程埋管溝槽開挖深度約 左右，可采用放坡開挖，因上海地區(qū)地下水水位較高，開挖時應(yīng)注意明溝和集水坑排水，并注意局部粉土的流砂現(xiàn)象。D、市政道路下開挖：本工程有 2 處穿越一般市政道路，20 處穿越等外級道路。根據(jù)設(shè)計要求，一般采用大開挖方式。由于道路下路基與周邊土層有一定差異，同時道路運行車輛荷載對管道有一定影響。故該區(qū)域一般采用加套管保護措施。（2）小型河流段（圍堰直埋）A、常用的施工工藝上海地區(qū)小河深度不大，無通航要求，據(jù)已有工程經(jīng)驗一般采用圍堰直埋施工，即先圍堰截流再清淤埋管。B、涉及的巖土工程問題a）根據(jù)類似工程經(jīng)驗，小河中筑圍堰，一般采用止水能力較好的土工編織袋裝素土組成圍堰。堆放時應(yīng)注意圍堰體的穩(wěn)定性。b）圍堰體與岸邊交接處，應(yīng)注意止水，以保證干作業(yè)施工。c）浜底淤泥應(yīng)清除干凈，管道基礎(chǔ)應(yīng)置于原狀土層中或進行換墊處理。d）當(dāng)管道底部位于軟硬不同的土層時，亦應(yīng)注意在軟硬土層分界處的不均勻沉降的控制。e）覆土厚度應(yīng)滿足抗浮穩(wěn)定性要求。11 / 51 穿越段巖土工程問題預(yù)分析根據(jù)招標(biāo)文件，本工程穿越段采用定向鉆和頂管兩種施工工藝。其涉及的巖土工程問題分述如下：（1）定向鉆本工程穿越大型河流、水塘及主要市政道路時，有可能采用定向鉆施工，本工程共涉及 6 處，其中穿越市政道路 2 處，總長度約 950m，穿越大型河道及水塘4 處，總長度約 1877m。根據(jù)設(shè)計了解，本工程定向鉆最大深度暫按地面下 10m考慮（定向鉆的鉆探深度一般根據(jù)河床深度、疏浚深度、抓錨深度和設(shè)計預(yù)留深度確定）。根據(jù)收集的沿線地質(zhì)資料分析，定向鉆有可能涉及到本工程沿線 20m以內(nèi)各類地層，設(shè)計施工時應(yīng)注意下列問題：1）本工程第③ 2層為砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土，夾砂較重，其上第③ 1層則以粘性土為主，土質(zhì)相對較軟，當(dāng)定向鉆穿越這兩種土性差異較大地層時，有可能造成定向鉆方向偏離。2）在第③ 2層中鉆進時，應(yīng)注意該層滲透性較強，在潛水作用下易產(chǎn)生流砂和管涌，引起掘進面失穩(wěn)和地面沉降。3）當(dāng)穿越第③ ⑤ 1層飽和粘性土?xí)r，應(yīng)注意該層土透水性較差，滲透系數(shù)一般為 106cm/sec 左右，土層流動易造成開挖面失穩(wěn)，同時土層高塑性易粘著設(shè)備或造成管路堵塞。4）本工程茜浦涇段輸氣管線沿茜浦涇鋪設(shè)，應(yīng)注意河床的沖刷問題和穩(wěn)定問題，評價岸坡穩(wěn)定性，詳勘時需測量河床的形態(tài)、河底的淤積和沖刷情況。 5）了解沿線河流有無圍護樁（如防汛墻下板樁）等地下障礙物及其埋深等。6）同時應(yīng)注意穿越段土層所含貝殼碎屑情況，以了解是否有沼氣層分布。（2）頂管段本工程穿越中小型河流以及鐵路、較大市政道路等多采用頂管施工，本工程共 4 處，其中穿越鐵路 1 處，長度 50m，穿越市政道路 2 處，總長度 105m，穿越河道 1 處，長度 60m。根據(jù)設(shè)計了解，頂管埋深暫統(tǒng)一按 7m 考慮。1）頂管施工根據(jù)沿線地層剖面圖分析，頂管施工主要涉及第③ 1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，該層呈流塑狀態(tài)，土質(zhì)較均勻，在該層中頂進時頂進阻力較小，易于頂進。12 / 512）工作井據(jù)類同工程經(jīng)驗，頂管兩側(cè)均設(shè)有工作井，工作井平面尺寸不大，通常直徑小于 10m，一般采用明挖法或沉井法施工，開挖深度一般比頂管深度深 1m 左右，約為 8m。工作井施工時應(yīng)注意如下巖土工程問題：A、當(dāng)采用明開挖時，由于基坑周邊主要為第③ 1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土質(zhì)軟弱，需注意加強防護；若頂管工作井底部以下有第③ 2層砂質(zhì)粉土夾粉質(zhì)粘土層分布，由于其具有一定的承壓性，當(dāng)工作井底部距離第③ 2層距離較近時，應(yīng)對該層中地下水進行控制，防止坑底突涌B、當(dāng)采用沉井施工時，應(yīng)注意第③ 1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，土質(zhì)軟弱，可能發(fā)生突沉現(xiàn)象，應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施。頂管施工和沉井施工前，尚需查明河岸、道路下是否有影響施工的障礙物。 閥室本工程沿線設(shè) 1 座閥室，建筑面積為 平方米，基礎(chǔ)尺寸暫按（正方形）考慮。閥室基礎(chǔ)埋深約 ，根據(jù)以往類同工程經(jīng)驗，閥室體型小、荷重輕，一般采用天然地基；若遇暗浜或其他不良地質(zhì)現(xiàn)象時，對不均勻性差別較大及不良地質(zhì)現(xiàn)象分布區(qū)應(yīng)進行地基處理，也可采用樁基方案。（1）天然地基方案1)承載力問題根據(jù)收集本工程沿線地質(zhì)資料，本工程沿線表層1m以下通常分布有厚度約②層粉質(zhì)粘土，其下為第③ 1層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。根據(jù)鄰近場地資料，估算第②層及第③ 估算地基承載力設(shè)計值 fd及特征值 fak值表（供參考） 表 靜探 Ps 值 直剪固快峰值強度層序Ps (MPa) C(KPa) φ(o)地基承載力設(shè)計值 fd(KPa)② 19 100③ 1 14 65注：表中 fd計算假定條件為：基礎(chǔ)寬度為 ，基礎(chǔ)埋深 D=，地下水位深度為 。根據(jù)上述估算，本工程閥室體型小、荷重輕，且基礎(chǔ)砌置深度較大，約，基本處于第②層底部，第③ 1層頂部，如采用條形基礎(chǔ)（柱下條基）天然地基承載力均可滿足要求?？紤]軟弱下臥層影響，建議加強基礎(chǔ)剛度。13 / 512）沉降量問題天然地基方案能否成立，尤其對于連接天然氣管道構(gòu)筑物關(guān)鍵是沉降量的估算能否滿足規(guī)范與設(shè)計要求。按上海市工程建設(shè)規(guī)范《巖土工程勘察規(guī)范》（DGJ08372022），對本工程閥室進行天然地基沉降量估算如下表。 天然地基沉降估算表 表 構(gòu)筑物 平面尺寸（mm）埋深（m）預(yù)估基底附加壓力（kPa）中心沉降量（cm）閥室 20 根據(jù)招標(biāo)文件要求，閥室要求容許大沉降量 80mm，上表估算中心沉降量通常為最大沉降量，故一般可滿足要求。3）采用天然地基需注意的問題A、本工程閥室與天然氣輸氣管線連接，一般對沉降敏感性較高，具體的設(shè)計要求情況目前暫不明確，不排除設(shè)計有采用樁基方案的可能，因此標(biāo)書編制應(yīng)考慮對于樁基方案的比選留有一定余地。B 、第②層厚度較薄，且明（暗）浜區(qū)域該層缺失，需采取必要的地基處理措施。C、本工程擬建場地位于各類構(gòu)筑物主要構(gòu)（建）筑物抗震設(shè)防類別應(yīng)為乙類，按 7 度采取抗震措施，總之對抗震要求較高。第③ 2層根據(jù)收集沿線工程資料，液化判別成果為輕微液化土層，作為天然地基下臥層或持力層，需進行適當(dāng)?shù)目挂夯幚怼?（2）樁基方案根據(jù)上述分析，本工程閥室如采用柱下條形基礎(chǔ)，基本上能滿足承載力和沉降的要求，根據(jù)與設(shè)計溝通獲悉，具體基礎(chǔ)形勢根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況確定，亦有可能采用樁基礎(chǔ)或其它地基加固處理措施。因此并不排除采用樁基方案的可能。1）樁型選擇根據(jù)上海地區(qū)的工程經(jīng)驗，預(yù)制樁的質(zhì)量容易控制、施工周期短，基礎(chǔ)造價較便宜，通常該類場地四周較為空曠，周邊環(huán)境條件較為簡單，具備預(yù)制樁沉樁的環(huán)境條件要求，宜首先采用預(yù)制樁，因此以下關(guān)于樁基工程預(yù)分析，主要針對14 / 51預(yù)制樁進行。2）樁基持力層選擇根據(jù)地基土的構(gòu)成與特征，第③層及以上土層埋深較淺，土質(zhì)較軟，一般不宜作為樁基持力層。擬建場地第⑤ ，軟塑狀態(tài)，土性尚可，可考慮選擇作為擬建構(gòu)筑物的樁基樁基持力層，樁端入土深度可為15～18m左右。3）單樁豎向承載力的估算。 預(yù)估單樁豎向承載力一覽表 表 樁型規(guī)格（mm）樁端入土深度(m)樁頂入土深度(m)樁長(m)樁基持力層單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk(kN)單樁抗拔承載力設(shè)計值Rd(kN)250250方 樁 15 ⑤ 1 310 155φ300PHC 樁 15 ⑤ 1 300 150250250方 樁 18 ⑤ 1 420 240φ300PHC 樁 18 ⑤ 1 400 2004）采用預(yù)制樁應(yīng)注意以下幾個問題本工程采用樁基時，樁周土體以飽和軟粘性土為主，其 滲 透 系 數(shù) 小 ， 不 利 于沉 樁 過 程 中 超 孔 隙 水 壓 力 消 散 ，沉樁時應(yīng)注意采取措施，避免對已埋設(shè)好的天然氣輸氣管線或鄰近已有建筑、道路及地下管線等產(chǎn)生不利影響。5） 天然地基和樁基方案的技術(shù)經(jīng)濟比較按前述分析，本工程閥室可比選采用天然地基或樁基方案，但各有優(yōu)缺點，從巖土工程的角度看，技術(shù)和經(jīng)濟的簡要比較如下表 ：天然地基和樁基方案的技術(shù)經(jīng)濟比較 表 內(nèi)容 樁基 天然地基沉降 總沉降量和差異沉降更容易控制有一定沉降量和差異沉降，如采用整體底板，可降低基礎(chǔ)的不均勻沉降，滿足工藝要求，但沉降穩(wěn)定時間較長。抗浮 抗浮要求容易滿足，且較安全。 可增加結(jié)構(gòu)自重或設(shè)置倒濾層，其中設(shè)置倒濾層施工工藝要求較高。工期 施工周期容易控制。 施工周期較短且容易控制，但如遇暗浜時需進行地基處理，則施工周期較長。造價 基礎(chǔ)造價較高 基礎(chǔ)造價相對較低，如遇暗浜，地基處理造價也較高。15 / 51從上表的技術(shù)經(jīng)濟比較看，本工程若采用樁基則其沉降、抗浮等問題均比較容易解決，但缺點是基礎(chǔ)造價較高。而采用天然地基雖然造價比較便宜，缺點是沉降穩(wěn)定時間較長，并需采取措施解決抗浮，如選擇設(shè)置倒濾層，需要制定專門的操作規(guī)程，會給施工管理和維修帶來許多困難。同時遇暗浜需進行地基處理，造價也較高。一般在初步設(shè)計階段將對這兩種方案作進一步的比較后，最終確定采用何種方案。本方案布置時要考慮到多方案比選的可能，故對閥室勘探孔暫按樁基方案考慮，對淺部土層的室內(nèi)試驗工作量考慮天然地基和地基處理方案的要求。（3）基坑開挖本工程閥室基坑開挖深度約 ，屬三級基坑，一般可采用放坡或鋼板樁圍護方案。基坑開挖應(yīng)注意如下因素：A．采用上述圍護方案需采取必要的坑內(nèi)降水措施，尤其要做好止水、隔水措施，確?；邮┕ぐ踩椭車h(huán)境的安全。B．基坑開挖時坑底不得長期暴露，更不得積水，以保護基底土不受擾動。C．加強監(jiān)測，做到信息化施工，以確保周圍建筑及圍護結(jié)構(gòu)本身的安全和施工的順利進行。 勘察目的和應(yīng)解決的主要工程技術(shù)問題根據(jù)招標(biāo)文件要求，本工程為詳細(xì)勘察階段，詳勘階段對于直埋管道應(yīng)查明沿線管線埋藏影響范圍工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，對場地的穩(wěn)定性和適宜性作出評價，對不良地質(zhì)作用等提出治理措施，為設(shè)計提供設(shè)計依據(jù)。對于采用頂管與定向鉆施工穿越段應(yīng)詳細(xì)查明各穿越段的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，對穿越段的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件作出分析和評價，對不良地質(zhì)和特殊地質(zhì)提出治理措施，為施工圖設(shè)計和施工提供準(zhǔn)確、詳實的地質(zhì)依據(jù)。對于閥室則結(jié)合擬建物的特點，采用綜合勘探手段，詳細(xì)查明閥室區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件，并作出定性或定量評價，對不良地質(zhì)作用等提出治理措施，為施工圖設(shè)計提供充分的地質(zhì)依據(jù)。詳細(xì)勘察需解決的主要技術(shù)問題：（1）查明管道沿線、各穿越點及閥室區(qū)的地形、地貌，如涉及河道，則提供16 / 51河道寬度、深度、是否有沖刷岸以及河道護坡等情況，如涉及道路，則提供道路的寬度、高程等。（2）查明管道沿線、各穿越點及場站區(qū)的地層構(gòu)成與特征，提供各土層的物理力學(xué)參數(shù)。（3）調(diào)查河道的水文情況，地下水和地表水的水力聯(lián)系，查明河道的斷面形態(tài)和淤積情況（主要涉及穿越河道的地段）。（4）查明管道沿線、各穿越點及場站區(qū)的地下水類型、水質(zhì)、埋藏條件、相關(guān)土層的滲透性。（5）查明管道沿線、各穿越點及場站區(qū)的不良地質(zhì)的分布特征、成因，現(xiàn)象，并分析對工程可能產(chǎn)生的不利影響，為設(shè)計、施工提供所需的計算參數(shù)和資料