多种原位测试技术在南冲电排站软土地基勘察中的应用

韩 涛

(江门市科禹水利规划设计咨询有限公司，广东 江门 529000)

1 工程背景

新建南冲电排站工程位于现有南冲水闸右岸的池塘上，属于江海区城市防洪工程礼西围堤段，地处广东省江门市江海区礼乐镇礼西大围南冲水闸旁。礼西围为3级堤防，防洪标准为50年一遇，电排站工程设计排水流量为35 m3/s，实际装机排水流量为36.66 m3/s，水闸最大过闸流量为62.68 m3/s，装容量为2400 kW。

由于新建电排站站址是选在进闸公路与鱼塘之间，堤外是江门水道的支流河涌，堤内空地原为鱼塘，后回填黏土夹碎石，地势平坦，地面高程多在0.4～1.2 m之间，且地基土层属于软弱土，土层厚度普遍>10 m，场地内岩土条件复杂、地基总体工程地质条件较差。考虑到工程区的设计地震加速度为0.10 g(设计烈度为7度)，区域构造稳定性较差，在强震作用下，软土可能出现“震陷”反应，导致地基出现沉降、变形、失稳等安全问题。为此，查清新建电排站场地内软土分布情况及土质特性工作已刻不容缓。

2 试验方法

本次钻探设备采用三台(套)XY-100型钻机，配备标贯仪、取土器、秒表和水位仪等。在南冲电排站拟定站址区内沿泵房、排水涵线、出口控制闸门布置纵剖面，间距20～40 m、呈网格状布置25个钻孔，每个都钻孔穿淤泥层，进入持力层3 m，再采用薄壁取土器采取原状土样进行试验[1-2]。根据《水闸与泵站工程地质勘察规范》(SL 704—2015)、《土工试验方法标准》(GB/T 50123—2019)相关规范要求，结合南冲电排站新建工程场地内地基软土情况，本次采用了室内岩土试验、标准贯入试验、十字板剪切试验以及双桥静力触探试验等多种试验方法。

3 试验结果分析

3.1 室内试验结果

本次室内试验取原状淤泥、淤泥质土样108份进行室内土工试验，本次试验的软土物理力学性质具体参数，如表1所示，室内试验成果如表2、表3所示。

表1 地基岩土层土工试验物理力学指标统计成果

表2 地基淤泥层土工试验强度指标统计成果

表3 淤泥层土工试验压缩固结指标统计成果

3.2 原位试验结果

3.2.1 标准贯入试验

为了确定南冲电排站新建工程地基承载力，本次利用穿心锤贯入土中231次，各个土层标贯试验具体如表4所示。

表4 南冲电排站各土层地基承载力试验结果

从表4标贯试验结果可以看出，填筑土力学性质不稳定，淤泥力学性质差，两者未经处理不宜作为建筑物基础持力层；中砂、砾砂、卵砾石、残积土，以及强风化粉砂岩虽有一定的承载能力，但埋藏深，只能作为本工程建筑物基础持力层；弱风化粉砂岩：承载能力较好，埋深大，可作为建筑物桩基础持力层。

3.2.2 十字板剪切试验

本工程十字板剪切试验包括填筑土、淤泥、中砂、砾砂、卵砾石，以及残积土层，其中以淤泥层为重点，本次共试验49孔，根据试验孔情况，各土层的试验结果见表5，地基淤泥层抗剪强度见表6。

表5 南冲电排站各土层抗剪强度试验结果

表6 南冲电排站地基淤泥抗剪强度试验结果

从表6试验结果可以看出，站址内淤泥层厚度大、分布广，且都埋藏深，经十字版剪切试验，南冲电排站淤泥层抗剪强度在12.6～38.7 kPa，平均值19.12 kPa。

3.2.3 双桥静力触探试验

本工程静力触探试验采用双桥探头，共在3个孔号进行试验，试验结果如表7所示。

表7 南冲电排站软土层静力触探试验成果

4 软土地质评价及处理建议

根据上述各土层现场试验结果可以看出，南冲电排站地基软土层厚度大，分布广，且呈流塑状态，力学性质差，属高压缩性、低强度土层，承载能力低，未经处理不宜作为建筑物基础持力层，作为下卧层应验算其稳定性。为此，建议泵房区和挡潮闸部位采用刚性桩处理地基，桩端深入到强风化岩内；泵房区外的空地下伏厚层淤泥，建议压力涵管采用箱涵接出，为防止压力涵因不均匀沉降出现弯折，应采取措施平衡各段沉降；连接堤段填土可能沉陷变形，建议打排水板或堆载预压，也可采用水泥土搅拌桩复合地基进行处理；靠近水闸的部位，建议施工开挖，边坡采用双排钢板桩进行支护。通过对软土地基进行加固处理，提高地基承载能力与整体稳定性[3]。

5 结 论

南冲电排站场内地基软土层厚、分布广、孔隙比大，透水性差，若在软土地基上施工，会对工程的施工质量及进度产生严重的影响。为了确保南冲电排站的施工质量及安全，通过对场内地基软土层进行多种原位测试，根据试验结果得知，软土物理力学性质差，地基承载力不足、稳定性差，淤泥层抗剪强度低，建议采取有效的措施处理地基，以消除地基的不良影响，提高地基承载力，确保工程的施工质量。