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烏干達某工程地質(zhì)勘察實踐簡介

2018-06-11 10:39孟慶林
城市道橋與防洪 2018年5期
關鍵詞:烏干達腐蝕性粉質(zhì)

孟慶林

(天津市市政工程設計研究院,天津市300051)

0 引言

隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的提出與實施,作為“一帶一路”西端第一大洲的非洲,對中國全球戰(zhàn)略的布局、地位舉足輕重。天津市市政工程設計研究院響應國家號召,積極參與援外項目的實施。作為一名地質(zhì)工作者,筆者有幸參與了援烏干達某工程的建設。通過對該工程的學習和實踐,結(jié)合在當?shù)氐墓ぷ鹘?jīng)歷,淺談該工程開展地質(zhì)勘察工作的體會。

1 工程概況

該場地位于烏干達首都坎帕拉的Old Kampala區(qū),擬利用現(xiàn)狀New Taxi Park場址建設四層立體停車場一座,包括地面層、第一層、第二層及第三層(屋面露天停車場)。

1.1 自然地理概況

項目所在區(qū)域?qū)儆跓釒駶櫄夂?,白天平均溫度?8℃,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個旱季。氣候溫和、潮濕,且濕度相對較高。

1.2 地質(zhì)概況

項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:太古界未風化的片狀花崗巖、花崗片麻巖,以及前寒武紀時代的基底雜巖。

根據(jù)現(xiàn)場鉆孔深度40 m范圍內(nèi)鉆探揭露,場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、沖洪積層粉細砂組成。

1.3 地震活動和抗震設計參數(shù)

由于經(jīng)濟發(fā)展的制約,烏干達對于地震并未有較為詳細的記錄,通過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)和周圍地區(qū)發(fā)生過多次有觀察記錄的地震。在過去50 a內(nèi)發(fā)生在靠近烏干達西部板塊邊緣的地震未在坎帕拉市發(fā)生嚴重破壞。

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

2 前期準備工作

2.1 依據(jù)規(guī)范適用性

非洲國家相關技術標準較為缺乏,一般均采用美國、歐洲或英國標準。由于該項目為中國援建項目,故采用國標進行勘察設計,然而國內(nèi)相關勘察標準、技術參數(shù)等是否適用于非洲地質(zhì)情況,還需現(xiàn)場檢測等實踐來檢驗。

此外,對于土工試驗,國外標準與中國標準在測試方法、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方法、儀器,提供合理準確的土層物理力學指標。

圖1 TWESIGOMWE(1997)的地震活動分區(qū)圖

2.2 人員和設備調(diào)配

相關地質(zhì)勘察人員應具備一定的語言基礎,以及相應的協(xié)調(diào)管理能力,需克服非洲交通聯(lián)系不便利的特點。勘察設備和操作者可能會是較難解決的問題,非洲許多國家勘察能力欠缺,從國內(nèi)調(diào)運勘察設備,報關運輸繁瑣費時,若有條件可采用當?shù)乜辈旃荆捎卯數(shù)卦O備。

2.3 當?shù)刭Y料的收集

非洲國家普遍缺乏基礎性資料。有關氣象、區(qū)域地質(zhì)、地震等資料,對于勘察設計來說又相當重要。因此,應通過多方面的方法手段收集整理有關資料,為勘察設計工作提供支持。

3 勘察方案和成果簡介

3.1 勘察方案

該項目勘察在前期地形測量的基礎上,根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)(2009年版)[2]進行勘察方案的編寫。考慮了鉆探與其他勘察方法相結(jié)合的綜合勘察手段。該工程勘探點間距控制在30 m,勘探點網(wǎng)格形布置??刂菩钥碧近c數(shù)量不少于勘探點總數(shù)的1/2??碧缴疃葹?0~40 m。靜力觸探孔2個,電阻率測試孔2個。

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

3.2 地層情況

場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

該項工程場地環(huán)境類型為Ⅱ類。工程場地第四系孔隙潛水主要賦存于黏性土等弱透水層中。場地地下水對混凝土結(jié)構按環(huán)境類型評價,地下水在干濕交替條件下具有弱腐蝕性,在長期浸水條件下具有弱腐蝕性;按地層滲透性評價地下水具有微腐蝕性,綜合評價具有弱腐蝕性。場地地下水對鋼筋混凝土結(jié)構中的鋼筋的長期浸水部位具有微腐蝕性,干濕交替部位具有微腐蝕性。場地地下水位較淺,地下水毛細作用明顯,場地周圍未發(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場地類別和抗震設計參數(shù)

場地覆蓋層厚度大于50 m,等效剪切波速Vse在194~206 m/s之間,場地類別為Ⅲ類,場地土類型為中軟土??拐鹪O防烈度為Ⅶ度,地震動峰值加速度為0.15 g。無地震液化等不良地質(zhì)現(xiàn)象,為可進行建設的一般地段。

3.3.3膨脹土問題

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和野外性狀特征判定,場地內(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土。對于膨脹土地基,根據(jù)《膨脹土地區(qū)建筑技術規(guī)范》(GB 50112-2013)第 5.1.2 條[3],因場地常年地下水位較高,可按一般地基設計。

3.3.4靜力觸探和工程物探

在勘察方案中,場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,分別為3 m和3.5 m深(含路基路面結(jié)構層厚度)。

該項工程的物探手段主要為電阻率測試。采用16GL-N數(shù)字電阻率儀進行測試。測試時,每2.5 m一個測點,自下而上按照預定深度進行測試。土層的視電阻率采用對稱四級電測深方法。通過測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土,土質(zhì)極為不均勻。該項工程應用的工程物探效果不理想,還應進一步探索可靠的物探方法。

4 結(jié)論

(1)非洲國家進行地質(zhì)勘察工作,需要對工程有較高的總體把控能力,對相關管理、協(xié)調(diào)、業(yè)務水平均需較高要求。

(2)在國外開展地質(zhì)勘察工作,需要加強資料的收集整理。應高度重視規(guī)范的適用性和土工試驗方法和結(jié)果的運用。還可以通過現(xiàn)場測試等手段修正地基承載力等參數(shù),提供合理的指標。

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

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