公路工程地質(zhì)勘察實(shí)例分析與探討

鄧志雄

廣東省佛山地質(zhì)局 佛山 528000

一、工程概況

本項(xiàng)目為佛山市南九公路復(fù)線工程中的一段，全線2.69km，包含佛山市西樵大橋擴(kuò)建工程，佛山市樵樂路龍津跨線橋工程，佛山市山根簡易立交工程，官山立交主要由A、B二條匝道組成。A匝道路線全長1，215.657m，其中橋梁長1，104.73m；B匝道全長912.59m，其中橋梁長723.88m；官山立交采用連續(xù)梁方案，下部采用花瓶型橋墩，樁基采用鉆孔灌注樁。工程全段橋梁基礎(chǔ)擬采用Φ1，200mm、Φ1，600mm、Φ 1，800mm及Φ2，000mm的鉆（沖）孔灌注樁基礎(chǔ)。

本次詳細(xì)勘察的鉆孔編號(hào)采用：龍津跨線橋段鉆孔編號(hào)為LZK1～LZK33；西樵大橋段鉆孔編號(hào)為QZK1～QZK40；官山立交段鉆孔編號(hào)為XKA1～XKA44及XKB1～XKB25；山根簡易立交段鉆孔編號(hào)為XK1～XK64，共211個(gè)鉆孔。除部分鉆孔受施工條件限制未能施鉆外，各項(xiàng)工作滿足規(guī)范要求。

二、地基巖土的分析與評價(jià)

根據(jù)鉆孔揭露，本場地區(qū)巖土層按成因可劃分為：人工填土層（Qme）；第四系海陸交互相沖淤積層（Qmc）；第四系殘積土層（Qel）；第三系（E）基巖四個(gè)成因?qū)?。各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)及容許承載力建議如表1。

場地上覆土層為人工填土層、第四系沖淤積層和第四系殘積層，按土性特征及產(chǎn)出層序可劃分為9層，各單元層分布局限。第3、5、7層淤泥、淤泥質(zhì)土工程強(qiáng)度低，力學(xué)性能差；第4層粉、細(xì)砂在地震烈度7°時(shí)會(huì)發(fā)生砂土液化；該類土均為場地內(nèi)不良土層。第1層填筑土，全場地均有分布，呈松散狀，局部已壓實(shí)，成分復(fù)雜，難以利用。第2層粉質(zhì)粘土層，埋藏淺，分布范圍較小。第6層粉質(zhì)粘土層，呈可塑狀，屬中偏高壓縮性土層，承載力小。第9層殘積土層，呈可塑——硬塑狀，具有一定的承載力。

在鉆探揭示深度范圍內(nèi)，場地隱伏基巖由第三系砂巖、泥巖及火山碎屑巖組成。按風(fēng)化程度分為4個(gè)風(fēng)化巖帶，即全風(fēng)化巖帶、強(qiáng)風(fēng)化巖帶、中風(fēng)化巖帶及微風(fēng)化巖帶，后三者時(shí)常交替出現(xiàn)。由于風(fēng)化程度深淺不一，同一風(fēng)化巖層頂面埋深差異較大。第10層全風(fēng)化巖，呈土狀，分布范圍較小，承載力較小。第11層強(qiáng)風(fēng)化巖，呈半巖半土狀，承載力較小。第12、13、14、15、16、17層中、微風(fēng)化巖，均具有較高的承載力，可做樁基礎(chǔ)持力層。

表1 各土層主要物理力學(xué)指標(biāo)及容許承載力建議值表

本場地地震抗震設(shè)防烈度為7度區(qū)，從歷史上發(fā)生的地震烈度均≦5度。擬建場地屬于相對穩(wěn)定場地，場地適宜擬建工程的建設(shè)。

三、成樁的可行性、施工應(yīng)注意的事項(xiàng)及對周圍環(huán)境的影響

1.據(jù)場地巖土工程地質(zhì)條件，上部第四系土層中局部存在軟弱土層和松散可液化砂土層，松散砂土層塌孔或淤泥、淤泥質(zhì)土層縮頸影響成孔質(zhì)量，施工中應(yīng)采取優(yōu)質(zhì)泥漿護(hù)壁。樁端基巖裂隙發(fā)育，風(fēng)化基巖中軟弱夾層較多，樁孔成孔后停滯時(shí)間較長時(shí)，有可能會(huì)造成巖石軟化、崩解或形成較厚的沉渣。在施工前，應(yīng)選擇有代表性的地段進(jìn)行試成樁，對成樁效應(yīng)做好記錄，以指導(dǎo)工程樁的施工。盡量避免各種不利因素的發(fā)生而影響工程質(zhì)量。

2.本場地溶洞不發(fā)育，但在火山碎屑巖分布地段，溶蝕現(xiàn)象較為普遍，僅在XKA18鉆孔中發(fā)現(xiàn)小溶洞，溶洞規(guī)模雖然小，但其存在嚴(yán)重的漏漿現(xiàn)象，對樁基礎(chǔ)施工不利。在施工中做好安全措施，準(zhǔn)備好袋裝砂及粘土球，以備溶洞漏漿造成鉆孔垮塌之用。

3.為了保證施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按照國家及地區(qū)施工規(guī)程與規(guī)范進(jìn)行施工，確保樁基施工質(zhì)量。注意事項(xiàng)如下：精確按照設(shè)計(jì)圖紙對樁中點(diǎn)進(jìn)行放點(diǎn)；保證樁徑滿足設(shè)計(jì)要求，樁徑偏差應(yīng)小于50mm，垂直度偏差應(yīng)控制在1%，樁底沉渣厚度應(yīng)小于50mm。

4.鉆孔樁施工時(shí)，會(huì)造成大量的泥漿，施工時(shí)要嚴(yán)格對泥漿進(jìn)行及時(shí)清理，同時(shí)應(yīng)注意施工機(jī)械的燥音對周邊居民的干擾，保證場地的文明施工。

四、樁基持力層及樁型的選擇

1.橋梁工程

場地上覆土層厚度較小，工程力學(xué)性質(zhì)較差，承載力低，均不考慮作為橋梁基礎(chǔ)持力層。第13、14、15、16、17層中、微風(fēng)化巖，力學(xué)性質(zhì)較好，層位分布相對穩(wěn)定，承載力較高，可作為橋梁的樁基持力層。綜合分析場地工程地質(zhì)條件，橋梁工程樁型宜選用鉆（沖）孔灌注樁，持力層考慮選擇微風(fēng)化巖帶，若微風(fēng)化巖帶巖面埋藏較深時(shí)，在中風(fēng)化巖帶厚度較大的地段可以考慮利用中風(fēng)化巖帶作樁基持力層。在滿足承載力的前提下，嵌巖深度不宜小于0.50m。

2.路基工程

對于場地東部龍津跨線橋路基地段，依據(jù)初勘ZK21～ZK23鉆孔及詳勘BZK1鉆孔等4個(gè)揭示資料，上覆土層為第1層填筑土和第9殘積土層，厚度較小，對第1層填筑土采用換填處理，對第10層殘積土層可直接做路基持力層；對于場地西部官山立交及山根簡易立交路基地段，根據(jù)初勘ZK8鉆孔及XK63、XK64、BK2、BZK3及BZK4～BZK6等7個(gè)鉆孔揭示資料，該段上覆土層主要為第2、6層粉質(zhì)粘土層、第4層粉砂層和第5層淤泥、淤泥質(zhì)土層以及第9層殘積土層組成。第5層淤泥、淤泥質(zhì)土層呈流塑狀，承載力小，易發(fā)生剪切破壞，屬不良地基土，第4層粉砂層，呈松散狀，在地震烈度7°時(shí)會(huì)發(fā)生砂土液化現(xiàn)象，亦屬于不良地基土，第2層粉質(zhì)粘土埋藏淺，厚度較小，第6層粉質(zhì)粘土及第9層殘積土層均具有一定承載力，但埋藏較深，不好利用。建議該段路基部分采用攪拌樁處理，形成復(fù)合地基做基礎(chǔ)持力層。

五、路基、橋梁連接段地基處理建議

從鉆探資料分析，路基、橋位連接段存在一定厚度的第四系松散層，天然地基承載力偏低，可能會(huì)造成橋位與路面的沉降差，從而引起橋臺(tái)跳車現(xiàn)象。因此建議路基與橋梁連接段采用水泥土攪拌樁復(fù)合地基進(jìn)行地基處理。單樁豎向承載力特征值按下式估算：

式中符號(hào)及取值詳見廣東省標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（DBJ15-38-2005）。在滿足承載力的條件下，應(yīng)按規(guī)范驗(yàn)算樁身水泥土強(qiáng)度，以兩者的小值為單樁承載力。復(fù)合地基承載力按設(shè)計(jì)需要并檢驗(yàn)。

六、結(jié)論與建議

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及本次勘察成果，場地東部（西樵大橋東端）已揭露到斷裂構(gòu)造跡象，且發(fā)現(xiàn)基巖節(jié)理裂隙較發(fā)育，但該斷裂屬古老斷裂。擬建場地屬于相對穩(wěn)定場地，場地適宜擬建工程的建設(shè)。

建議根據(jù)本場地的巖土工程地質(zhì)條件，橋梁基礎(chǔ)型式采用鉆（沖）孔灌注樁，利用較完整的微風(fēng)化巖帶或中風(fēng)化巖帶作樁端持力層。路基段及路基與橋梁連接段采用攪拌樁處理，形成復(fù)合地基作基礎(chǔ)持力層。局部地段中風(fēng)化巖與微風(fēng)化巖巖石抗壓強(qiáng)度基本相同，差異很小，只是中風(fēng)化巖層中裂隙相對于微風(fēng)化巖較發(fā)育，當(dāng)利用微風(fēng)化巖帶作樁端持力層時(shí)，上部中風(fēng)化巖必須要穿過，進(jìn)入連續(xù)完整的微風(fēng)化巖，并保證樁端下巖石無軟弱夾層；當(dāng)利用中風(fēng)化巖作樁端持力層時(shí)，應(yīng)保證下臥基巖在應(yīng)力擴(kuò)散影響范圍內(nèi)無軟弱夾層，當(dāng)無法避免時(shí)，應(yīng)對下臥的軟弱層的強(qiáng)度和變形應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算，必須滿足設(shè)計(jì)要求；樁基的底部要保證在3倍樁徑范圍內(nèi)無全風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化巖夾層，確保樁基進(jìn)入穩(wěn)定的持力層。部分地段基巖漏水嚴(yán)重，施工時(shí)應(yīng)注意，防止發(fā)生垮孔或發(fā)生工程事故。

[1]《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）.

[2]《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DBJ15-31-2003）.

[3]《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01-2008）.