某填海區(qū)市政公路工程地質(zhì)特征及地基處理措施

張金平

（廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司,廣東廣州510507）

·石油與鉆掘工程·

某填海區(qū)市政公路工程地質(zhì)特征及地基處理措施

張金平*

（廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司,廣東廣州510507）

針對填海區(qū)特殊場地條件，采用綜合勘察方法查明了場地工程地質(zhì)特征，根據(jù)表層人工填土性質(zhì)的不同進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū)。根據(jù)工程地質(zhì)分區(qū)，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)荷載，采用不同的地基處理方法。經(jīng)施工工藝性驗證了地基處理的合理性、可行性，為后續(xù)施工質(zhì)量提供了保證。

填海；公路；工程地質(zhì)；地基處理

1　概述

本市政道路工程，位于珠海高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)中部，為海陸交互相濱海地貌，后填海成為平地和道路。平地表層為淤泥質(zhì)填土、人工填土、人工填石，人工填土或填石區(qū)局部存在淤泥包；填土下為淤泥質(zhì)土夾粉砂或粉砂夾淤泥質(zhì)土，全場地均有分布；下部為沖積粉質(zhì)粘土層或砂層；基底為燕山期花崗巖及風(fēng)化層。項目工點主要為一般路基及小橋，針對項目特點，采用資料收集、鉆探、原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗及動力觸探試驗）、室內(nèi)試驗等綜合勘察手段查明了場地工程地質(zhì)特征。根據(jù)場地填土類型分為3個工程地質(zhì)分區(qū)，針對不同工程地質(zhì)分區(qū)建議采用不同的地基處理方法。根據(jù)施工工藝性試驗，說明分區(qū)地基處理方法的可行性，為后續(xù)施工質(zhì)量提供了保證。

2　自然建設(shè)條件

本市政道路工程，位于珠海高欄港經(jīng)濟(jì)區(qū)中部，呈西南—東北走向，起點于平灣二路，與平灣三路形成90°的平面交叉，下穿規(guī)劃鐵路，終點與平灣四路相接，起止樁號K0+000～K1+108，路線全長1108m，如圖1所示。

圖1　項目地理位置圖

項目區(qū)地貌為海陸交互相濱海地貌，后填海成為平地和道路，項目區(qū)地面高程一般1.49～4.7m。場區(qū)覆蓋層由第四系淤泥質(zhì)填土、人工填土、人工填石、海陸交互相軟土層、砂土層及沖積粉質(zhì)粘土層等組成，基地為燕山期花崗巖及其風(fēng)化層。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造總體上屬北東、北西2個走向構(gòu)造體系。區(qū)域斷裂與本線路相距甚遠(yuǎn)，對本項目無影響。

項目區(qū)為填海區(qū)，地下水主要含水層為素填土、填石層，富水性較強(qiáng)；其次為海陸交互相淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂及粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，富水性一般，其他土層為相對隔水層或弱含水層；基巖裂隙水主要賦存于基底強(qiáng)風(fēng)化—微風(fēng)化花崗巖節(jié)理裂隙中，富水性較弱，本次勘察未揭示?？辈炱陂g測得地下水位埋深0.2～2.2m，平均1.61m。

3　工程地質(zhì)特征

針對本項目特點，本次勘察采用資料收集利用、鉆探、原位測試（標(biāo)準(zhǔn)貫入、動力觸探）、取樣試驗及內(nèi)業(yè)綜合對比分析等綜合勘察方法查明了場地工程地質(zhì)特征。

（1）根據(jù)鉆孔揭露的巖土層，平地表層為淤泥質(zhì)填土、人工填土、人工填石，人工填土或填石區(qū)局部存在淤泥包；填土下為淤泥質(zhì)土夾粉砂或粉砂夾淤泥質(zhì)土，全場地均有分布；下部為沖積粉質(zhì)粘土層；基底為燕山期花崗巖及風(fēng)化層。軟土分布情況見表1。

表1　填土分布情況一覽表

（2）根據(jù)上覆素填土的成分將項目區(qū)分為3個工程地質(zhì)分區(qū)（圖2）：沿海灘涂區(qū)（Ⅰ區(qū)），軟土上覆土層為沿海淤泥曬干失水而成；人工填土區(qū)（Ⅱ區(qū)），軟土上覆土層主要為粉質(zhì)粘土夾碎石組成，根據(jù)動力觸探成果，修正后的為6擊，屬稍密狀；人工填石區(qū)（Ⅲ區(qū)），軟土上覆土層主要為碎塊石組成。

圖2　工程地質(zhì)分區(qū)示意圖

（3）項目區(qū)軟土主要由淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土夾粉砂、粉砂夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土組成，層號分別為4_1、4_1j、4_3j，其分布與賦存規(guī)律詳見表2，軟土物理力學(xué)指標(biāo)見表3。本項目軟土全場地分布，厚度較大，軟土含水量高、靈敏度高、壓縮性高、孔隙比較大、抗剪強(qiáng)度低、地基承載力基本允許值低，若不處理將產(chǎn)生嚴(yán)重不良病害。

（4）據(jù)勘察成果，ZK21孔段填石區(qū)存在厚1m，埋深6.3m的淤泥包。

4　地基處理

表2　軟土分布情況一覽表

表3　軟土物理力學(xué)指標(biāo)表

（1）本項目特殊性巖土為素填土及軟土，根據(jù)工程地質(zhì)分區(qū)，結(jié)合上部結(jié)構(gòu)荷載，對于一般路基段Ⅰ區(qū)直接采用采用塑料排水板+超載預(yù)壓。具體先在土層中加設(shè)豎向塑料排水板和砂墊層，塑料排水板按正三角形布置，間距1.5m，砂墊層60cm，構(gòu)成一個排水系統(tǒng)。再根據(jù)路基的地質(zhì)條件和填土高度進(jìn)行堆載預(yù)壓，使地基在荷載的作用下增加土體的總應(yīng)力，促使孔隙水能夠迅速地從排水通道逸出，從而縮短沉降固結(jié)的時間，本項目采用超載、等載預(yù)壓，預(yù)壓高度為2.4m，預(yù)壓時間不少于8個月。

（2）Ⅱ區(qū)軟土采用塑料排水板+超載預(yù)壓，并結(jié)合強(qiáng)夯對人工填土進(jìn)行處理。塑料排水板+超載預(yù)壓設(shè)計參數(shù)與Ⅰ區(qū)相同，根據(jù)相關(guān)規(guī)范及本項目的實際地質(zhì)情況，建議本項目采用單擊夯擊能范圍為3000～4000kN·m，對應(yīng)的有效加固深度為6.0～10m。施工前應(yīng)選擇有代表性的路段進(jìn)行試夯，以具體和最終確定最佳夯擊重量、距離、間歇時間、夯間距等參數(shù)。

（3）Ⅲ區(qū)軟土采用塑料排水板+超載預(yù)壓，并結(jié)合強(qiáng)夯對人工填石進(jìn)行處理，具體設(shè)計參數(shù)與Ⅱ區(qū)相同。不同之處在于該區(qū)表層以填石為主，無法直接打設(shè)塑料排水板，打設(shè)塑料排水板之前，需使用鉆機(jī)進(jìn)行特殊工藝的引孔。

（4）對于小橋橋臺路基段，采用CFG樁+等載預(yù)壓的方案進(jìn)行處理。CFG樁是公路市政行業(yè)的復(fù)合地基處理的常用方法，施工工藝成熟。CFG樁與樁頂褥墊層、土工格柵結(jié)合形成強(qiáng)大的樁板支撐體。樁體強(qiáng)度高，并能夠提高地基承載力，可以很好地控制臺后工后沉降。

（5）對于存在淤泥包的路段，塑料排水板應(yīng)穿越淤泥包，便于淤泥包的排水固結(jié)。

（6）建議軟土處理或復(fù)合地基施工前選取有鉆孔控制代表性路段先進(jìn)行工藝性試驗，試驗進(jìn)行后再進(jìn)行全線施工。

5　工藝性試驗

為驗證地基處理措施的合理性、方案的可行性，施工階段在3個不同的工程地質(zhì)分區(qū)選取了代表性路段（K0+120右30m、K0+100軸線、K0+900軸線），進(jìn)行了預(yù)壓前后的取樣室內(nèi)試驗及沉降觀測。

（1）經(jīng)過室內(nèi)試驗對比分析，預(yù)壓后壓縮性得以減小，抗剪強(qiáng)度得以提高，預(yù)壓后滿足設(shè)計要求，試驗結(jié)果見表4。

表4　預(yù)壓前后室內(nèi)試驗物理力學(xué)指標(biāo)表

圖3?、駞^(qū)(K0+120右30m)沉降曲線

圖4?、騾^(qū)(K0+100軸線)沉降曲線

圖5?、髤^(qū)(K0+900)軸線沉降曲線

（2）經(jīng)沉降觀測，各周沉降速率最大值、累計沉降最大值、平均沉降速率等各分項監(jiān)測數(shù)據(jù)沒有超過設(shè)計報警值，工程安全可控。沉降曲線見圖3、圖4、圖5。

6　結(jié)論

（1）本次勘察采用綜合勘察方法，清楚地查明了場地的巖土分布及工程地質(zhì)特征，并進(jìn)行了工程地質(zhì)分區(qū)。

（2）根據(jù)工程地質(zhì)分區(qū)，結(jié)合軟基加固對不同工程地質(zhì)分區(qū)采用了不同的地基處理方法，達(dá)到對特殊性巖土地基處理的目的。

（3）經(jīng)工藝性試驗，驗證了3個不同分區(qū)地基處理的合理性、可行性，為后續(xù)施工質(zhì)量提供了保證。

[1]珠海市石化六路中段市政道路工程施工圖設(shè)計階段工程地質(zhì)勘察報告[R].

[2]珠海市石化六路中段市政道路工程施工圖設(shè)計階段軟基處理說明[R].

[3]梁晨.地基處理在填海造地工程中的研究與應(yīng)用[J].特種結(jié)構(gòu)，2010,27(2).

TU44

B

1004-5716(2015)07-0017-04

2014-12-03

2014-12-10

張金平（1983-），男（漢族），江西廣昌人，工程師，現(xiàn)從事巖土工程勘察及巖土體穩(wěn)定技術(shù)工作。