上海地区晚更新世古河道区域勘察经验总结魏诚寅

摘 要：上海地区晚更新世古河道区域的土层对于桩基工程及地下工程有较大的影响。根据多个勘察工程的经验总结，提出在勘察方案布置阶段、野外勘察阶段、勘察报告整理阶段以及最后的设计施工配合阶段这四个阶段对古河道区域的勘察工作进行把握。

关键词：古河道；勘察；上海地区

中图分类号：P624 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）14-0044-03

Abstract： The soil layer of Pleistocene paleochannel （ancient river course） area in Shanghai has great influence on pile foundation engineering and underground engineering. According to the experience of many exploration projects， the paper puts forward the proposal that the survey work of paleochannel area should be dealt with in the four stages， i.e.， plan launching stage， field survey stage， survey report collation stage， and final design and construction cooperation stage.

Keywords： paleochannel （ancient river course）； survey； Shanghai

1 概述

岩土工程勘察是整个工程各个环节中的最基础部分，也是最关键的部分。勘察成果的准确性和合理性为后续工作奠定了坚实的基础。上海地区总的来说土层较为平缓，成层分布明显。上海地区的勘察经验已经非常成熟，也建立了相当成熟的一套规范和体系。

对于上海地区的地层，一个明显不可控的因素就是古河道区域的土层。上海地区陆域古河道主要分为三期，分别为晚更新世末期古河道，即通常所说的⑤2、⑤3、⑤4层；全新世晚期吴淞江古河道，即通常所说的②3层；以及近代古河道，俗称暗浜[1]。其中全新世晚期的吴淞江古河道和近代古河道对浅基础工程影响较大。而上海地区为典型的软土地基，随着城市建设的发展，高层建筑物越来越多，桩基成为了普遍的基础形式，同时地下空间的开发利用也越来越频繁，晚更新世末期古河道的存在对其造成了极大的影响。

因此从勘察阶段就对古河道引起足够的重视，对整个工程的顺利开展有着非常重要的意义。

2 勘察各阶段需要注意问题

笔者总结了上海地区勘察工作的经验，对于晚更新世古河道问题，在勘察过程中主要宜从以下各阶段进行把握。

2.1 勘察方案布置阶段

2.1.1 勘探孔孔深的确定

上海地区一般建筑物多考虑以埋藏在25.0～30.0m的第⑥层硬土层作为桩基持力层，而中高层建筑、荷重较大的桥梁、高架等一般都首先考虑以埋深在30.0～50.0m的⑦层粉土或砂土作为桩基持力层。⑥、⑦层土土性较好，埋藏适中，对于后续设计施工来说都是较为经济的。同时该两层土压缩性较小，有利于桩基沉降控制，是一般拟建物理想的桩基持力层。

但是，晚更新世溺谷相沉积的古河道区域的存在直接导致了⑥、⑦层土的层面落深或局部缺失，对桩基设计和施工造成了极大的影响。如果勘探孔孔深不够深将直接导致设计无法选择到合适的桩基持力层，需进行补充勘察，不仅增加了成本，更是浪费了宝贵的时间。但如果前期勘察方案盲目地采用深孔，也会造成极大的浪费，并且在经济上很难获得甲方单位的认同。

首先，在方案确定前一定要与设计仔细沟通确认拟建物的基本性质，包括建筑物结构形式、荷载情况等，这些因素对于桩基持力层的确定以及勘探孔孔深的确定来说是最关键的。

其次，要认真搜集周边资料，并翻阅上海市勘察规范附图C《上海市区第⑤2层粉性土、砂土层分布图》和附图D《上海市区第⑥层暗绿色硬土层分布图》[2]。

有的区域有稳定的古河道分布层，但相邻场地却很不稳定，切割较深，勘察布孔阶段要充分考虑到该因素，考虑到古河道分布的不规律性和不确定性。适当增加孔深，以节省后续工作量。

浦东新区保税区内某物流项目，2013年就进场进行了勘察，但由于设计一开始未告知具体荷载情况，而场地又受到古河道切割影响，进行了多次补勘工作，设计方案也一再变更，至今未能动工。

建筑物桩基若进入不同持力层，由于持力层性质的差异，容易引起不均匀沉降。勘探孔应保证一定的深度，给设计留有选择的余地。

2.1.2 勘探孔的平面布置

对于已知有古河道区域的场地，宜尽量采用“方格网”方式布置勘探孔。由于古河道切割深度不一，常常造成設计所选定的持力层层面起伏较大。这种情况下，设计一般会要求进行加孔，以进一步探明持力层的分布，为后续桩基设计提供依据。勘察方案采用“方格网”布置可最大程度划清古河道的边界线。如图1所示，同样一栋建筑物采用“方格网”和“梅花形”方式布置勘探孔，表面上看“梅花形”布置虽然比“方格网”布置节省了一个勘探孔，但对于古河道的边界线却无从确定，如图1B中根据勘探孔揭露的土层情况，可推得的地质分界线不单只有实际情况的边线，推测1、推测2和推测3这三条虚线都是对古河道边界线的合理推测。这时，就必须增加更多的勘探孔来进一步探明具体的古河道边界，反而增加了工作量。

2.2 野外勘察阶段

有许多工程场地，在搜集周边资料时并没有发现古河道，但实际进场作业时，揭露有古河道的土层，与勘察纲要的土层不一致。这时，就需要现场负责人及时向工程负责人汇报，及时根据拟建物的性质和最新的土层情况进行孔深的调整。对于持力层受到古河道切割的情况，设计很可能会采用较深的稳定的土层作为持力层，如果仍然按照浅孔实施，很有可能造成大批勘探孔孔深不够，不能满足设计要求，从而进行补勘。

另外，对于遇到古河道的情况，现场取土间距也要适当加密，作为后期场地分层依据，更好地查明持力层层面。

2.3 勘察报告整理阶段

勘察报告文字的整理也是较为重要的工作，需要根据现场揭露土层情况及土试结果给出准确的场地地层资料，并提出合理的意见和建议。有时，一个土层的定名不准确就会引发设计的误解，造成严重的后果。

上海地区土层因其独特的成层分布的特点，大多数粉质粘土土层中均夹有较多量的粉性土或砂性土，且一般呈多层薄层分布，故形成水平渗透系数远大于垂直渗透系数的特点。

当其粉土或砂土夹层厚度及夹层数量较大时，则很可能形成较大的水平渗透系数，并具有一定的承压性。尤其是上海地区的⑤2及⑤3亚层一般夹有较多量的粉土及砂土，根据笔者多年的工作經验，常具有较大的渗透性并赋存微承压含水层。

这种土层及其赋存的地下水很可能于基坑工程施工过程中产生不利影响，应加以重视，必要时应进行原位抽水试验评判其水文地质特性。

比如上海前滩地区便是这种特殊夹砂粘性土层的典型，以前滩地区某地块为例。该地块处于古河道沉积区域，该地块地基土第⑤层共分为7个亚层，从上至下分别为⑤1层灰色粘土、⑤2a层灰色砂质粉土、⑤2b层灰色粉质粘土夹砂质粉土、⑤2c层灰色粉砂、⑤3a层灰色粉质粘土、⑤3b层灰色粉质粘土夹砂质粉土、⑤4层灰绿色粉质粘土。

其中⑤2a层灰色砂质粉土及⑤2c层灰色粉砂为典型的上海地区微承压含水层，中间的⑤2b层灰色粉质粘土夹砂质粉土为相对隔水层。

如果仅根据现场取土记录和室内土工试验结果，⑤2b层中均为粉质黏土土样，而将⑤2b层单纯定名为粉质黏土，则可能会让设计误认为该层土为简单的隔水层，从而导致止水帷幕设计或基坑降水设计出现偏差，造成严重的后果，如止水帷幕因没有进入预想的隔水层而失效、降水不到位等。

但如果将⑤2b层定名为粉质黏土夹砂质粉土，就会引起甲方、设计和施工的重视。根据静力触探曲线线型分析，⑤2b层含粉土量较多，其隔水性能不易确定，故甲方要求该工程针对⑤2a层、⑤2b层及⑤2c层进行原位抽水试验，以确定各层的水文地质特性及相互间的联系。

根据试验结果，当⑤2a层抽水时，⑤2c层观测井水位有一定的下降；而当⑤2c层抽水时，⑤2a层观测井水位有较大的下降，通过分析计算⑤2b层水平向渗透系数达到9.26×10-5cm/s，垂向渗透系数约为1.74×10-5cm/s。可见⑤2b层的渗透系数是非常大的，相当于粘质粉土的渗透系数。

试验表明⑤2a层与⑤2c层存在较大的水力联系，故可将⑤2a层，⑤2b层及⑤2c层视为同一个微承压含水层。此试验结果为基坑围护及基坑降水设计及施工提供了宝贵的依据，帮助工程顺利实施。

2.4 设计施工阶段

如果将受到古河道切割的土层作为持力层，若持力层层面起伏过大，一般需要进行加孔，以提供更多的设计依据。但如果桩基考虑穿过受古河道切割影响的不稳定土层，而进入下部土层，则不必增加勘察工作量。勘察人员需要与设计沟通，了解设计意图，明确设计考虑采用的持力层，避免不必要的补勘。

3 结束语

勘察虽然已经是一个比较成熟的专业，但是，仍然会有许多不确定的因素，上海地区晚更新世古河道区域的工程勘察就是一个例子。随着信息技术的发展，勘察工作也越来越现代化，技术手段逐渐从人工方式一步步走向自动化，勘察过程各个阶段信息的采集也越来越方便智能。但是，作为勘察项目负责人也不能过分依赖自动化的信息，而应当用扎实的理论基础及丰富的经验对实际工况作出自己的判断，这样才能提交出一份合格的勘察报告，保证后续工作的顺利进展。

参考文献：

[1]史玉金.上海陆域古河道分布及对工程建设影响研究[J].工程地质学报，2011，19（2），277-283.

[2]DGJ08-37-2012.上海市工程建设规范岩土工程勘察规范[S].

[3]蒋宗权.浅谈岩土工程勘察中常见问题及改进措施[J].科技创新与应用，2012，26：232.

[4]王勇智.浅谈岩土工程勘察设计[J].科技创新与应用，2017（28）：119-120.

[5]张晓东.岩土工程勘察中常见问题分析[J].建筑知识，2017（09）.

[6]高大铭，陈振荣，等.上海陆域地区古河道溺谷相沉积层工程地质特征研究[J].上海地质，1998（4）：11-21.

[7]孙永福.上海及长江口第四纪沉积层中埋盖的古河道[J].上海地质，1988（4）：9-16.