上海地區晚更新世古河道區域勘察經驗總結魏誠寅

摘 要：上海地區晚更新世古河道區域的土層對于樁基工程及地下工程有較大的影響。根據多個勘察工程的經驗總結，提出在勘察方案布置階段、野外勘察階段、勘察報告整理階段以及最后的設計施工配合階段這四個階段對古河道區域的勘察工作進行把握。

關鍵詞：古河道；勘察；上海地區

中圖分類號：P624 文獻標志碼：A 文章編號：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

巖土工程勘察是整個工程各個環節中的最基礎部分，也是最關鍵的部分。勘察成果的準確性和合理性為后續工作奠定了堅實的基礎。上海地區總的來說土層較為平緩，成層分布明顯。上海地區的勘察經驗已經非常成熟，也建立了相當成熟的一套規范和體系。

對于上海地區的地層，一個明顯不可控的因素就是古河道區域的土層。上海地區陸域古河道主要分為三期，分別為晚更新世末期古河道，即通常所說的⑤2、⑤3、⑤4層；全新世晚期吳淞江古河道，即通常所說的②3層；以及近代古河道，俗稱暗浜[1]。其中全新世晚期的吳淞江古河道和近代古河道對淺基礎工程影響較大。而上海地區為典型的軟土地基，隨著城市建設的發展，高層建筑物越來越多，樁基成為了普遍的基礎形式，同時地下空間的開發利用也越來越頻繁，晚更新世末期古河道的存在對其造成了極大的影響。

因此從勘察階段就對古河道引起足夠的重視，對整個工程的順利開展有著非常重要的意義。

2 勘察各階段需要注意問題

筆者總結了上海地區勘察工作的經驗，對于晚更新世古河道問題，在勘察過程中主要宜從以下各階段進行把握。

2.1 勘察方案布置階段

2.1.1 勘探孔孔深的確定

上海地區一般建筑物多考慮以埋藏在25.0～30.0m的第⑥層硬土層作為樁基持力層，而中高層建筑、荷重較大的橋梁、高架等一般都首先考慮以埋深在30.0～50.0m的⑦層粉土或砂土作為樁基持力層。⑥、⑦層土土性較好，埋藏適中，對于后續設計施工來說都是較為經濟的。同時該兩層土壓縮性較小，有利于樁基沉降控制，是一般擬建物理想的樁基持力層。

但是，晚更新世溺谷相沉積的古河道區域的存在直接導致了⑥、⑦層土的層面落深或局部缺失，對樁基設計和施工造成了極大的影響。如果勘探孔孔深不夠深將直接導致設計無法選擇到合適的樁基持力層，需進行補充勘察，不僅增加了成本，更是浪費了寶貴的時間。但如果前期勘察方案盲目地采用深孔，也會造成極大的浪費，并且在經濟上很難獲得甲方單位的認同。

首先，在方案確定前一定要與設計仔細溝通確認擬建物的基本性質，包括建筑物結構形式、荷載情況等，這些因素對于樁基持力層的確定以及勘探孔孔深的確定來說是最關鍵的。

其次，要認真搜集周邊資料，并翻閱上海市勘察規范附圖C《上海市區第⑤2層粉性土、砂土層分布圖》和附圖D《上海市區第⑥層暗綠色硬土層分布圖》[2]。

有的區域有穩定的古河道分布層，但相鄰場地卻很不穩定，切割較深，勘察布孔階段要充分考慮到該因素，考慮到古河道分布的不規律性和不確定性。適當增加孔深，以節省后續工作量。

浦東新區保稅區內某物流項目，2013年就進場進行了勘察，但由于設計一開始未告知具體荷載情況，而場地又受到古河道切割影響，進行了多次補勘工作，設計方案也一再變更，至今未能動工。

建筑物樁基若進入不同持力層，由于持力層性質的差異，容易引起不均勻沉降。勘探孔應保證一定的深度，給設計留有選擇的余地。

2.1.2 勘探孔的平面布置

對于已知有古河道區域的場地，宜盡量采用“方格網”方式布置勘探孔。由于古河道切割深度不一，常常造成設計所選定的持力層層面起伏較大。這種情況下，設計一般會要求進行加孔，以進一步探明持力層的分布，為后續樁基設計提供依據。勘察方案采用“方格網”布置可最大程度劃清古河道的邊界線。如圖1所示，同樣一棟建筑物采用“方格網”和“梅花形”方式布置勘探孔，表面上看“梅花形”布置雖然比“方格網”布置節省了一個勘探孔，但對于古河道的邊界線卻無從確定，如圖1B中根據勘探孔揭露的土層情況，可推得的地質分界線不單只有實際情況的邊線，推測1、推測2和推測3這三條虛線都是對古河道邊界線的合理推測。這時，就必須增加更多的勘探孔來進一步探明具體的古河道邊界，反而增加了工作量。

2.2 野外勘察階段

有許多工程場地，在搜集周邊資料時并沒有發現古河道，但實際進場作業時，揭露有古河道的土層，與勘察綱要的土層不一致。這時，就需要現場負責人及時向工程負責人匯報，及時根據擬建物的性質和最新的土層情況進行孔深的調整。對于持力層受到古河道切割的情況，設計很可能會采用較深的穩定的土層作為持力層，如果仍然按照淺孔實施，很有可能造成大批勘探孔孔深不夠，不能滿足設計要求，從而進行補勘。

另外，對于遇到古河道的情況，現場取土間距也要適當加密，作為后期場地分層依據，更好地查明持力層層面。

2.3 勘察報告整理階段

勘察報告文字的整理也是較為重要的工作，需要根據現場揭露土層情況及土試結果給出準確的場地地層資料，并提出合理的意見和建議。有時，一個土層的定名不準確就會引發設計的誤解，造成嚴重的后果。

上海地區土層因其獨特的成層分布的特點，大多數粉質粘土土層中均夾有較多量的粉性土或砂性土，且一般呈多層薄層分布，故形成水平滲透系數遠大于垂直滲透系數的特點。

當其粉土或砂土夾層厚度及夾層數量較大時，則很可能形成較大的水平滲透系數，并具有一定的承壓性。尤其是上海地區的⑤2及⑤3亞層一般夾有較多量的粉土及砂土，根據筆者多年的工作經驗，常具有較大的滲透性并賦存微承壓含水層。

這種土層及其賦存的地下水很可能于基坑工程施工過程中產生不利影響，應加以重視，必要時應進行原位抽水試驗評判其水文地質特性。

比如上海前灘地區便是這種特殊夾砂粘性土層的典型，以前灘地區某地塊為例。該地塊處于古河道沉積區域，該地塊地基土第⑤層共分為7個亞層，從上至下分別為⑤1層灰色粘土、⑤2a層灰色砂質粉土、⑤2b層灰色粉質粘土夾砂質粉土、⑤2c層灰色粉砂、⑤3a層灰色粉質粘土、⑤3b層灰色粉質粘土夾砂質粉土、⑤4層灰綠色粉質粘土。

其中⑤2a層灰色砂質粉土及⑤2c層灰色粉砂為典型的上海地區微承壓含水層，中間的⑤2b層灰色粉質粘土夾砂質粉土為相對隔水層。

如果僅根據現場取土記錄和室內土工試驗結果，⑤2b層中均為粉質黏土土樣，而將⑤2b層單純定名為粉質黏土，則可能會讓設計誤認為該層土為簡單的隔水層，從而導致止水帷幕設計或基坑降水設計出現偏差，造成嚴重的后果，如止水帷幕因沒有進入預想的隔水層而失效、降水不到位等。

但如果將⑤2b層定名為粉質黏土夾砂質粉土，就會引起甲方、設計和施工的重視。根據靜力觸探曲線線型分析，⑤2b層含粉土量較多，其隔水性能不易確定，故甲方要求該工程針對⑤2a層、⑤2b層及⑤2c層進行原位抽水試驗，以確定各層的水文地質特性及相互間的聯系。

根據試驗結果，當⑤2a層抽水時，⑤2c層觀測井水位有一定的下降；而當⑤2c層抽水時，⑤2a層觀測井水位有較大的下降，通過分析計算⑤2b層水平向滲透系數達到9.26×10-5cm/s，垂向滲透系數約為1.74×10-5cm/s。可見⑤2b層的滲透系數是非常大的，相當于粘質粉土的滲透系數。

試驗表明⑤2a層與⑤2c層存在較大的水力聯系，故可將⑤2a層，⑤2b層及⑤2c層視為同一個微承壓含水層。此試驗結果為基坑圍護及基坑降水設計及施工提供了寶貴的依據，幫助工程順利實施。

2.4 設計施工階段

如果將受到古河道切割的土層作為持力層，若持力層層面起伏過大，一般需要進行加孔，以提供更多的設計依據。但如果樁基考慮穿過受古河道切割影響的不穩定土層，而進入下部土層，則不必增加勘察工作量。勘察人員需要與設計溝通，了解設計意圖，明確設計考慮采用的持力層，避免不必要的補勘。

3 結束語

勘察雖然已經是一個比較成熟的專業，但是，仍然會有許多不確定的因素，上海地區晚更新世古河道區域的工程勘察就是一個例子。隨著信息技術的發展，勘察工作也越來越現代化，技術手段逐漸從人工方式一步步走向自動化，勘察過程各個階段信息的采集也越來越方便智能。但是，作為勘察項目負責人也不能過分依賴自動化的信息，而應當用扎實的理論基礎及豐富的經驗對實際工況作出自己的判斷，這樣才能提交出一份合格的勘察報告，保證后續工作的順利進展。

參考文獻：

[1]史玉金.上海陸域古河道分布及對工程建設影響研究[J].工程地質學報，2011，19（2），277-283.

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