勘察，不妨來點概念化——巖土感悟（12）

勘察，不妨來點概念化——巖土感悟（12）

彭柏興

市政工程建設幾乎是以“千里江陵一日還”的速度推進，并成為典型的“中國特色”。常常，勘察、設計人員的腳步難以跟上決策者們的思緒，如何在狹窄的時間空隙中騰挪，滿足決策者們的要求，是需要煞費苦心、甚至殫精竭慮的。

借論壇一角，介紹了長沙市萬家麗路快速化改造工程勘察進程以及采用“概念勘察”的嘗試情況，供同行參考。

引子

萬家麗路快速化改造工程是今年長沙啟動的又一重大項目。建設單位為長沙市市政設施建設管理局，設計單位為上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，咨詢單位為湖南省交通規劃勘察設計院，勘察單位長沙市規劃勘測設計研究院。

該工程北起福元路，南接湘府路，長16.5km ，全線高架，與十數條東西要道平交或上跨（圖1）。建成后，將形成上層雙向六車道高架、中間雙向八車道地面輔道、地下是城市軌道交通5號線的立體三層交通格局（圖2）。

圖1 萬家麗路快速化改造示意圖（據上海市政院）

該項目位于長沙市南北交通干道上，可謂車水馬龍。市政府要求在20天內完成16.5km的外業勘察（2013年10月20日），5天內提交完整的詳細勘察報告（10月25日）。省、市領導現場督查，職能部門極積配合，一時間，16.5km的萬家麗路上214臺鉆機爭先恐后，其勢也猛、其情也迫，在長沙工程建設史上，不敢說絕后，絕對是空間！

圖2 立體三層的交通格局示意（據長沙市市政設施建設管理局）

如何完成政府對我院的重托？如何在如此狹窄的時空間隙中騰挪，滿足設計單位對巖土成果的需求？筆者煞費苦心、殫精竭慮，受“概念設計”啟發，在主持勘察時采用“概念勘察”，利用對沿線區域地質的掌控，內、外業同步進行，與設計實時溝通，幸不辱使命（事實上外業結束后純粹的內業工作只有3天）。

地層標準化——內業整理的基礎

（一）第四系松散層

橘子洲組：填筑土、雜填土、素填土、淤泥質土、粉質粘土、粉土、粉細砂、中粗砂、圓礫、卵石。分布于瀏陽河河谷及圭塘河I級階地。

白水江組：粉質粘土、粉土、粉質粘土、粉細砂、中粗砂、圓礫、卵石。分布于瀏陽河II級階地。

馬王堆組：粉質粘土、粉土、粉細砂、中粗砂、圓礫、卵石。砂礫層不連續，瀏陽河II級階地。

殘積層：粉質黏土、含礫粉質黏土

（二）基巖

古近系泥質粉砂巖：全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖；

白堊系泥質粉砂巖及礫巖：全風化泥質粉砂巖、強風化泥質粉砂巖、中風化泥質粉砂巖、全風化礫巖、強風化礫巖、中風化礫巖、中風化鈣質礫巖；

震旦系板巖：全風化板巖、強風化板巖、中風化板巖。

工程地質分區——外業控制的核心

考慮地質條件與基礎選型，分為6個工程地質分區（圖3） 。

    圖3 萬家麗路快速化改造工程地質分區表

吃透兩頭，抓住中間——概念勘察的不二法門

勘察目的在于查明場地的巖土工程條件，滿足工程設計、施工、特殊性巖土和不良地質處治的需要。吃透兩頭—一頭是工程地質條件，一頭的設計需求，是十分必要的。

中間環節便是勘察工作的部署與安排了。諸君看了圖3的分區情況，或許會問，依據何在？不妨看看不同區段的截圖（圖4-圖9），答案自在其中。

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8

圖9

經驗+試驗——方能兩翼齊飛

在勘察過程中，設計單位也沒閑著。

勘察任務雖然是一次性下達，勘察工作需滿足不同設計階段需要?？辈爝M程中與設計聯系是不間斷的。非常感謝上海市政院的設計師們，在設計橋位調整的同時及時知會作相應調整，他們不完全囿于規范、尊重地區經驗的態度很值得我們學習。

結合全線地質條件，本工程采用大直徑樁來承受上部結構荷載，結合不同區段分別采用摩擦型樁（摩擦樁、端承摩擦樁）與端承型樁(端承樁及摩擦端承樁)。)成樁工藝考慮人工挖孔灌注樁、旋挖灌注樁與鉆/挖/沖孔灌注樁。

同時，通過勘察中采用有原位試驗（波速、水文、旁壓等），針對大部分地段礫巖、泥質粉砂巖埋藏淺，完整性較好，厚度大且穩定，但巖石天然抗壓強度試驗值低（飽和抗壓強度更低）的特點以及未來軌道交通5號線盾構施工對橋位影響等因素，在如何確定設計參數與樁長進行了系列分析：

(1)JTG D63-2007之公式(5.3.4)，采用人工挖孔樁（清底干凈）時，C1、C2的取值；

(2)JGJ 94-2008之公式(5.3.9-1～3)，嵌巖深徑比=5.0～8.0時綜合系數的取值；

(3)DB 43/T010-1999，按巖石天然抗壓強度之0.67-0.8取設計值；

(4)JGJ72-2004及旁壓試驗結果，結合地區經驗，軟巖樁基極限端阻力標準值的確定；

(5)瀏陽河以南，充分利用巖體強度，宜短不宜深；瀏陽河以北，考慮劇風化地層及超厚第四系地層，宜深不宜淺；對瀏陽河主橋（工程地質3區）在9樁承臺變更為13樁承臺后，須逐樁鉆探；

(6)對超長樁及砂礫層（含全風化或強風化礫巖）建議采用后壓漿技術以保證樁體質量與穩定性、提高基樁承載力。

如何進行概念勘察？

前文述及，我偷用了“概念設計”的概念。

概念設計是一種設計理念。在建筑領域、抗震設計方面已是習以為常的做法。對于大多數注巖土木工程師來說，最早的接觸恐怕要歸功于顧寶和大師等為注冊師繼續教育編著必修教材——《巖土工程設計安全度》（2008年）。顧大師在書中較為系統地、從狹義與廣義兩個層面進行了闡述。核心內容是：概念設計的根本的目的是在可能條件下盡量復雜問題簡單化，絕不是簡單問題復雜化。

我想，概念勘察也同此理。概念勘察時，宜從以下方面著手：

（1）大處著眼，抓難點，重點，關鍵環節；

（2）理性勘察，避免盲目性；

（3）熟悉地區地質條件及工程環境；

（4）具備同類工程的相關經驗；

（5）與設計的無縫對接，靈活的應對能力，總攬全局的大局觀；

（6）必要的試驗、計算和驗證。