佛山市某物流中心道路工程地面沉降問題淺析

李亞軍

摘要：佛山地區(qū)大部分地段屬海陸交互相沉積區(qū)，屬地面沉降中——高易發(fā)區(qū)，本文佛山某物流中心道路實(shí)例，根據(jù)研究道路沿線的巖土類型及其組合特征，結(jié)合道路沿線地質(zhì)構(gòu)造特征和地質(zhì)作用特點(diǎn)，根據(jù)規(guī)范計(jì)算道路最終沉降量，并提出合理建議，對(duì)類似工程具一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：道路工程；地面沉降

本文受到國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目——硅酸鹽熔體與地幔巖石反應(yīng)的微量元素實(shí)驗(yàn)研究（批準(zhǔn)號(hào)41502057）和宿州區(qū)域發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心全國開放課題重點(diǎn)項(xiàng)目——祁東煤礦水文地球化學(xué)模擬研究（2014SZXTKF02ZD）聯(lián)合資助。

1. 工程概況

佛山市某物流中心道路工程屬舊路改造工程，現(xiàn)狀路面寬約28m，改造后路基寬度40m，公路總長(zhǎng)約2.91km，全路段共需接長(zhǎng)舊涵洞14道。據(jù)野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查結(jié)果，擬建工程可能引發(fā)或可能遭受的主要地質(zhì)災(zāi)害為地面沉降，主要表現(xiàn)為路面產(chǎn)生裂縫、房屋產(chǎn)生裂縫破壞等。

2. 工程地質(zhì)簡(jiǎn)況

根據(jù)勘察報(bào)告結(jié)合野外調(diào)查，工程沿線土層主要由第四系人工填土（Qml）、第四系海陸交互相沉積層（Qmc）和第四系殘積層（Qel）組成，下伏基巖為古近系寶月組基巖（E2by）。人工填土層以素填土為主，第四系主要由粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、粉砂、粘土、殘積土等組成，與下伏基巖呈不整合接觸，基巖主要為粉砂質(zhì)泥巖。

3. 地面沉降分析

產(chǎn)生地面沉降的主要因素有：（1）工程沿線軟土層較發(fā)育，分布厚度不均；（2）原地面高程與工程設(shè)計(jì)標(biāo)高之間的差值決定著人工填筑土的體積和重量，直接影響著地面沉降量；（3）工程各部分不同的基礎(chǔ)類型，對(duì)地面沉降的影響存在著一定的差異。

地面沉降量主要包括人工填筑土的自重固結(jié)和軟土層的壓縮變形兩部分，分析如下：

3.1 人工填筑土的自重固結(jié)

研究場(chǎng)地屬三角洲平原區(qū)，工程沿線地面高程變化較大，局部魚塘發(fā)育，場(chǎng)地在開挖平整過程中，必然有一定厚度的填土，受沿線地形地物和區(qū)域內(nèi)規(guī)劃高程的影響，填土高度多有變化。一般新近填土，未進(jìn)行工程壓密處理，會(huì)產(chǎn)生較大的自重壓密固結(jié)，在未完成自重固結(jié)之前，結(jié)構(gòu)松散，其沉降量一般較高，承載力低，不能作為基礎(chǔ)持力層。此外，填土厚度、密實(shí)度不均勻，導(dǎo)致路基不均沉降，易產(chǎn)生差異沉降。

3.2 軟土層的壓縮變形

研究場(chǎng)地內(nèi)軟土層主要為淤泥質(zhì)土。土層呈深灰色，飽和，流塑，含腐殖質(zhì)、腐葉等，具有天然含水率高，孔隙率大，高壓縮性，工程性質(zhì)差，在荷載作用下易產(chǎn)生沉陷和剪切變形，對(duì)公路路基的穩(wěn)定性影響較大。淤泥質(zhì)土的壓縮變形主要與軟土的厚度、埋深、工程類型及其荷載大小有關(guān)，地面沉降地質(zhì)災(zāi)害的危險(xiǎn)性與軟土分布、災(zāi)害發(fā)育程度和危害對(duì)象有關(guān)。

4. 地面沉降計(jì)算

因此，結(jié)合工程沿線軟土厚度和設(shè)計(jì)填方量，選取若干個(gè)鉆孔，分別計(jì)算沉降量。按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2011）中應(yīng)力面積法計(jì)算路基沉降量，公式為

s=ψs s′=ψs （ziαi-zi-1αi-1）

由于為舊路改造，設(shè)計(jì)標(biāo)高與現(xiàn)狀地面標(biāo)高基本一致，取動(dòng)荷載值作為附加荷載，其中動(dòng)荷載取值于公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本文選取鉆孔ZK19展示計(jì)算過程及簡(jiǎn)圖，詳見表1及圖1。

5. 地面沉降區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度預(yù)測(cè)

按《廣東省地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估實(shí)施細(xì)則》中的區(qū)域面積性及線狀工程的標(biāo)準(zhǔn)來劃定地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性程度（見表2）。根據(jù)路基所處地區(qū)的工程地質(zhì)條件，參考地面沉降量大小確定地基不均勻沉降的危險(xiǎn)程度和危險(xiǎn)性等級(jí)，將沉降量s<300mm劃分為沉降量小區(qū)，300mm≤s≤800mm劃分為沉降量中等區(qū)，s>800mm劃分為沉降量大區(qū)。

6. 防治措施

6.1 本線路中北部軟土較發(fā)育，埋藏較淺，厚度較大，地表水系較發(fā)育，其防治可采用CFG+砂墊層結(jié)合袋裝砂井堆載預(yù)壓方法或水泥攪拌樁等方法進(jìn)行加固處理，提高地基承載力。袋裝砂井法屬排水固結(jié)法中施工速度快、效率高，結(jié)合堆載預(yù)壓，可改善飽和軟土的排水條件，使其加速固結(jié)，達(dá)到提高強(qiáng)度、減少工后沉降的要求。

6.2 對(duì)于無軟土分布地段，對(duì)上部填土進(jìn)行壓實(shí)處理，或換填透水性較好的砂類土進(jìn)行處理。

6.3 對(duì)于涵洞工程，宜采用鉆、沖孔樁基礎(chǔ)，以穩(wěn)定基巖做基礎(chǔ)持力層，對(duì)于涵洞處，應(yīng)和路基同時(shí)處理，采用攪拌樁、袋裝砂井堆載預(yù)壓法結(jié)合CFG樁等進(jìn)行處理，防止出現(xiàn)不均沉降而形成橋頭跳車現(xiàn)象。

6.4建議在工程施工和完工后設(shè)置一定數(shù)量的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)新建路基和附近道路進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)，掌握其沉降規(guī)律。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009版本）.

[2] 《工程地質(zhì)手冊(cè)》（第四版）.

[3] 《地基處理手冊(cè)》編寫委員會(huì)，地基處理手冊(cè)（第二版）[K]，北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2000.