大型电视发射塔迁建项目场地的勘察方法及场地评价

张继宝

（合肥市勘察院有限责任公司，安徽 合肥 230000）

任何项目在建设之前，都需要对场地的稳定性、适宜性、抗震性等进行全面系统的勘察和评价，以掌握现场施工场地能否满足工程项目建设的要求。大型电视发射塔迁建项目规模比较大，对场地稳定性、抗震性的要求比极高。为详细分析场地的特点和实际情况，是否能够满足大型电视发射塔迁建项目建设的要求，需要结合现场地质条件，开展详细的勘察和评价，才能保证基础施工方案的科学性和合理性，更好地保障施工质量。基于此，开展大型电视发射塔迁建项目场地的勘察方法及场地评价的分析研究就显得尤为必要。

1 工程概述

1.1 工程简介

拟建六安市广播电视发射塔迁建项目位于六安市裕安区河西纵五与河西三环交叉口，北侧为河西三环，东侧紧临河西纵五，南侧毗邻淠河，总用地面积约23 350 m2，项目总投资约2.6亿元。拟建建构筑物包括：电视发射塔、塔座、消防泵房及水池等，设计±0.00标高为40.80 m。

1.2 地质水文条件

根据野外钻探揭示，结合室内土工试验综合分析，该场地（岩）土层自上而下分为：①1层杂填土（Qml）：层厚0.5~3.0 m，层底标高36.85~39.88 m；①2层淤泥质填土（Qml）：层厚0.3~5.4 m，层底标高31.45~37.93 m；②1层粉土、粉细砂夹粉质粘土：层厚0.8~6.5 m，层底标高32.05~37.64 m；②2层淤泥质粉质粘土夹粉土、粉细砂：层厚0.8~5.0 m，层底标高30.65~34.91 m；③1层粉细砂：该层部分钻孔未钻穿，最大揭示厚度4.7 m；③2层细中砂：层厚0.8~4.4 m，层底标高28.71~31.12 m；④1层卵砾石夹中粗砂：层厚1.1~4.3 m，层底标高25.14~28.08 m，④2层卵砾石：该层部分钻孔未钻穿，最大揭示厚度9.7 m；⑤层强风化泥质砂岩（J）：层厚一般0.3~0.5 m，局部1.0 m（岩芯破碎，不能取样），层底标高16.77~17.31 m；⑥1层中风化泥质砂岩（J）：该层部分钻孔钻穿，最大揭示厚度3.9 m；⑥2层微风化泥质砂岩（J）：该层未钻穿，最大揭示厚度20.4 m。根据此次勘探资料揭示，场地勘探深度范围内地下水类型主要为上层滞水和潜水，以潜水为主。

2 项目场地勘察和评价的必要性

大型电视发射塔迁建项目属于大规模工程项目，对基础的稳定性、适宜性、抗震性等都有严格的要求，为最大限度上保证工程质量，需要采取有效的勘察方法和评价标准来保证基础质量，以免发生不均匀沉降和变形问题。场地勘察和评价的必要性主要体现在以下几个方面：

（1）有利于查明工程项目所在场地各土层土体的成因时代、岩性、埋藏分布等，为施工方案的编制提供各岩土层物理力学性质指标，准确分析和评价地基岩土的稳定性和均匀性。（2）有利于查明项目施工现场内部是否存在特殊性岩土和不良工程地质现象，以便对场地的稳定性、适宜性、抗震性等进行准确的评价。（3）有利于查明工程施工现场地下水类型、埋藏条件、补给和排泄条件、腐蚀性以及地下水位，提供地下水变化幅度，各主要地层的渗透性和抗浮设计水位。（4）有利于为大型电视发射塔迁建项目地基施工提供各种土层承载力、变形参数、抗剪强度指标等基础设计、变形计算以及基坑支护所需的各项参数。

3 大型电视发射塔迁建项目场地的勘察方法

案例工程的规模比较大，场地范围大，常规场地勘察方法效率低，且无法对场地进行全面有效的勘察，需要结合工程实际情况，采取有针对性的勘察方法，本工程可选择的勘察方法有以下几种：

方法一：钻探。这是一种在岩土工程勘察中常用的技术，具有良好的操作效果，适应范围也比较广，可以鉴别、描述土层，岩土取样，进行标准贯入试验或波速测试等。钻孔除了测定地基土层的分布外，另一个重要的作用是采集土样和进行原位测试工作，用以取样或原位测试的探孔，其数量应视地基基础设计等级和土层分布的复杂程度而定，一般可占探孔总数的1/2，钻孔取样孔数不应少于勘探孔总数的1/3，通过控制性取样孔并结合所取土样的室内试验数据综合分析判定地层分布情况，以提升岩土工程勘察的全面性和准确性，提升勘察效果。在进行钻孔布设时，要采取交叉布设方式，以控制整个场地范围内取样的覆盖面，从而提升勘察数据的准确性，能够更客观地反映场地的岩土条件。既能有效提升岩土工程勘察的精度，为后期工程设计、基坑支护等提供相应的设计参数等。岩样的采取率淤泥不低于80%，并且是完整的岩石及黏土。如果是破碎的岩石，沙子和砾石土不低于65%；需要把重点放在确定位置（滑动带，软弱夹层等），应采用双芯管连续取心；当需要确定岩石质量指标问题时，应采取75 mm口径双层芯管和金刚石钻头。根据要求，钻在岩石，土壤，水和原位测试。应力层取样、原位测试距离为1~2 m；各主要土层的原状土样或原位试验数据的不少于6件（套）。

方法二：原位测试。是在工程岩土区域原位置，采取机械设备，进行物理力学形式测试，常用的测试方法有静力触探法（CPT）、圆锥动力触探法（DPT）、旁压试验法（SBPMT）、标准贯入试验法（SPT）等。结合现场水文地质条件，采取有针对性的测试方法，可快速获得岩土工程的物理力学指标，为正式施工提供必要的参考指导。

方法三：室内土工试验。对场地土层进行取样，送往实验室进行试验，土样和岩石样，要采取不同采样方法和试验方法。在进行土样室内土工试验时，需要进行力学试验、剪切试验等；在进行岩石样室内土工试验时，主要进行单轴抗压强度试验。

通过综合对比分析研究，选择单一的勘察方法难以满足工程需求，采取了钻探取样+原位测试+室内土工试验相互结合的方法，取得了良好效果。需要用到的仪器设备包括：2台DPP-100型工程桩基、2台GXY-100型工程钻机、1套20T履带式静力触探仪、1台GPS-RTK、1台S3水准仪等，具体的勘察方法如下：

第一步，钻探。采取泥浆护壁或者是跟管联合泥浆护壁钻进的方法，结合岩土层的实际变化情况，取具有代表性的土样作为勘察的样品。第二步，取样。针对不同的土样，采取静压法，选择原状土试样的等级为Ⅰ~Ⅱ级，岩石试验可利用钻探岩芯来制作。第三步，静力触探试验。主要是采取单桥探头，20T履带式静力触探仪进行静力触探试验，探头面积为15 cm2，为保证勘察的准确性，在具体试验中探头要允许、垂直地压入到土中，每压入10 cm记录一次试验数据。第四步，标准贯入试验。具体的做法为钻孔的预设进行标准贯入试验。选择63.5 kg锤，落距控制在76 cm左右，让重锤自由下落。在贯入试验之前，需要先把贯入器打入到土中至少15 cm，此后再每隔10 cm记录一次锤击数，累积到30 cm时作为标准贯入试验的实际测量值。第五步，圆锥动力触探试验。当钻孔达到预计设定的深度之后，采取63.5 kg的重锤进行击实，控制重锤的落距在76 cm左右，自由下落，每隔10 cm记录一次相应的锤击数。第六步，钻孔剪切波速。可采取Rs-1616k基桩动测仪，按照施工现场的实际情况，在钻孔内部完成钻孔剪切波速的检测。

在本工程场地勘察中，勘探点的测量定位主要是根据设计单位提供的建筑物平面位置图，通过GPSRTK进行放样，而孔口高程采取S3水准仪进行测量。具体的场地勘察工作量如表1所示：

表1 大型电视发射塔迁建项目场地现场勘察工作量表

4 大型电视发射塔迁建项目场地评价

4.1 场地评价内容

在本工程大型电视发射塔迁建项目场地评价中，为保证工程项目施工的质量，主要对场地的稳定性、适宜性、抗震效应进行评价。

在场地稳定性和适宜性评价中，在大型电视发射塔迁建项目场地现场布设了2条高密度电法测线，通过这2条测线的实测视电阻率等值线图和反演结果可知，其对应的断面电线变化具有相似规律，具体表现为垂向电信分层特征明显，分层的轮廓清晰可见。所谓高密度电法就是人工向地下加载直流电流时，在地表利用相应的观测仪器，来分析场地的电场分布情况。在通过数据慈爱嘉系统，电场分布情况进行全面采集，采集到的数据可自动存入到计算机主机上，再通过专用的软件就能得视电阻率等值线图，在等值线图上可根据视电阻率的变化特征结合钻头、地质调查进行地质解释，并绘制出物体成果解释图，具体的工作框架图如图1所示：

图1 高密度电法工作框架图

在场地抗震效应评价中，项目所在的区域抗震设防烈度为7°，地震加速值为0.10 g，按照3次钻孔内波速试验结果，场地地下20 m的范围中土层等效剪切波速平均值在146.8~222.0 m/s，从勘察结果来看，属于是软弱到中中软场地土。覆盖层的厚度为23 m，属于是Ⅱ内场地类比，场地特征周期Tg为0.35 s。根据此次钻探揭示及室内颗粒分析（筛分）资料，②1层粉土、粉细砂夹粉质粘土、②2层淤泥质粉质粘土夹粉土、粉细砂黏粒含量较高（大于10%），③2层细中砂、④1层卵砾石夹中粗砂、④2层卵砾石，中密～密实状态，在地震烈度为7度时可初判为非液化地层。从地形地貌的角度来看，本工程所在的场地属于是河漫滩地貌单元，局部为老河道，因此，软弱土层的厚度比较大，并且存在液化土层，综合判定属于是对建筑抗震不利的地段。

5 大型电视发射塔迁建项目场地存在的问题和解决措施

通过对本工程场地进行常规的钻探取样、原位测试、室内土工试验与物探相互结合的综合勘察手段，发现本工程施工场地中虽然为稳定场地，适宜建设大型电视发射塔迁建项目，但所在区域的地震设防烈度为7°，地震加速度值为0.10 g，属于对建筑抗震不利地段。而场地水下以下③1-1层粉细砂属轻微液化，50年一遇历史最高洪水位下③1层粉细砂属轻微液化，③1-1层粉细砂属中度液化，应针对建筑物性质、重要性等采取抗液化措施，全部或部分消除液化沉陷。通过本次勘探所取地下水进行水质分析，结合六安地区勘探经验综合判定，该场地地下水对钢筋混凝土构筑物有微腐蚀性，需要进行防腐处理。

解决措施：根据大型电视发射塔迁建项目场地的特点，为保证施工质量和稳定性，可采取如下措施：

（1）大型电视发射塔的高度达到308 m，对基础的稳定性、承载力要求比较好，原有的基础难以满足施工要求，建议采用钻孔灌注桩基础方案，以⑥1层中风化泥质砂岩和⑥2层微风化泥质砂岩为桩端持力层，并保证桩端入持力层的深度不小于1.0 m。（2）针对2层塔座，也要采取桩基础，桩端持力层为④1层卵砾石夹中粗砂或④2层卵砾石。但需要保证桩端进入持力层的深度不低于1.5d（d为桩径），如因钻孔灌注桩在施工时孔底沉渣厚度不满足设计要求时，可采用后注浆施工技术。（3）大型电视发射塔迁建项目场地现场条件复杂，软弱土和砂土的厚度比较大，钻孔灌注桩在正式施工前，需要采取具有代表性的场地进行成桩试验，以确定最佳的施工参数，提升基础施工质量，必要时需进行后注浆工艺，为发射塔打造一个稳定性高、强度大的桩基础，更好地保证大型电视发射塔迁建项目施工质量与安全。

6 结束语

综上所述，结合工程实例，分析了大型电视发射塔迁建项目场地的勘察方法及场地评价，分析结果表明，场地勘察和评价是工程项目施工的前提条件，科学合理的场地勘察和评价，可为编制施工方案，制定施工工艺提供科学有效的数据支撑，更好地提升工程质量，并有效控制或减小不均匀沉降及基础变形等问题，为大型电视发射塔迁建项目施工建设营造良好的条件。