某道路工程地基處理設(shè)計(jì)

蔣義圣

（湖南大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

1 區(qū)域地質(zhì)概況及工程地質(zhì)條件

1.1 工程概況

本項(xiàng)目位于寧德市區(qū)臨海開(kāi)發(fā)片區(qū)，道路等級(jí)為城市主干路，機(jī)動(dòng)車道為雙向六車道，道路紅線寬36.0～50 米。道路總長(zhǎng)3.476 里。設(shè)計(jì)行車速度50km/h，建筑界限：≥5.0 米，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期：P=1 年，防洪標(biāo)準(zhǔn)：30 年一遇，地下結(jié)構(gòu)物荷載等級(jí)：公路Ⅰ級(jí)，地震設(shè)防烈度：6 度。

1.2 線路區(qū)巖土體特征

本路段沿線分布的地層按其成因類型及時(shí)代，劃分為第四系堆積物和侵入巖。根據(jù)鉆探揭露，擬建場(chǎng)地巖土體的分布及特征按埋藏順序分述如下：（1）雜填土①a（Q4ml）：該層主要分布于擬建道路表層；（2）素填土①b（Q4ml）：該層主要分布于擬建道路表層；（3）填石①c（Q4ml）：該層僅部份有揭露；（4）淤泥②（Q4m）：該層僅部分鉆孔有揭露；（5）卵石③a（Q4al+pl）：該層大部分鉆孔有揭露；（6）粉質(zhì)粘土③b（Q4al+pl）：該層僅部分鉆孔有揭露；（7）中砂③c（Q4al+pl）：該層僅部分鉆孔有揭露；（8）殘積砂質(zhì)粘性土④（Qel）：僅部分鉆孔有揭露。

表1 地基承載力容許值

表2 各土層主要性質(zhì)指標(biāo)

1.3 地震效應(yīng)及場(chǎng)地類別

1.3.1 地震效應(yīng)。根據(jù)規(guī)定綜合判定[1]，擬建工程位于抗震設(shè)防6 度區(qū)，設(shè)計(jì)分組為第一組，基本地震加速度值為0.05g。根據(jù)鉆探揭露，擬建場(chǎng)地分布有飽和軟土，淤泥②剪切波速一般＞90m/s，依國(guó)標(biāo)[2]有關(guān)條款判定，在6 度地震作用下，可不考慮其震陷影響。另外場(chǎng)地內(nèi)分布有飽和中砂③c，依國(guó)標(biāo)[3]有關(guān)規(guī)定，可不進(jìn)行判別和處理。擬建道路原始地貌單元為海灘灘涂，軟土厚度較大，屬抗震不利地段。1.3.2 場(chǎng)地類別。根據(jù)擬建道路沿線各土層的分布、厚度及其性質(zhì)，結(jié)合地區(qū)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，依行標(biāo)[3](Page27)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分，沿線雜填土①a、素填土①b、填石①c、淤泥②屬Ⅳ類場(chǎng)地土；粉質(zhì)粘土③b、中砂③c、殘積土④屬Ⅲ類土。另依國(guó)標(biāo)[1](Page14)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分，擬建場(chǎng)地雜填土①a、素填土①b、填石①c、淤泥②為軟弱土；粉質(zhì)粘土③b、中砂③c為中軟土；卵石③c、殘積砂質(zhì)粘性土④屬中硬土。

1.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象及特殊性巖土。

1.4.1 不良地質(zhì)現(xiàn)象。道路沿線大多被第四系地層所覆蓋，基底巖石主要為花崗巖，不存在巖溶作用。場(chǎng)地不具備產(chǎn)生泥石流的地質(zhì)條件，線路影響范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有滑坡、崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象。沿線無(wú)可液化砂土。沿線分布有飽和軟土，飽和軟土剪切波速＞90m/s，可不考慮軟土震陷影響。1.4.2特殊性土。1.4.2.1 素填土。呈松散狀，未完成自重固結(jié)，工程性能較差，建議施工前進(jìn)行碾壓處理。1.4.2.2 淤泥。屬特殊性土，具有含水量高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、抗剪強(qiáng)度低，觸變性及流變性強(qiáng)的特征，工程性能不良。其對(duì)路基沉降和穩(wěn)定不利，不能直接作為路基持力層，需進(jìn)行處理。1.4.2.3 殘積土及風(fēng)化巖。該層屬特殊性土，具有泡水易軟化、崩解，使強(qiáng)度降低的特征，在較長(zhǎng)時(shí)間的地下水作用下易產(chǎn)生“流泥”、”流砂”等的不良地質(zhì)現(xiàn)象。邊坡、路基開(kāi)挖施工時(shí)，若遇上述地層應(yīng)提前做好排、降水措施，并應(yīng)及時(shí)襯砌支護(hù)處理。

2 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

2.1 場(chǎng)地、地基適宜性與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及現(xiàn)場(chǎng)踏勘，擬建道路無(wú)活動(dòng)性斷裂通過(guò)，無(wú)活動(dòng)性斷裂的影響。場(chǎng)地內(nèi)及其周邊未見(jiàn)有不良地質(zhì)現(xiàn)象；場(chǎng)地基底巖石為侵入巖，不存在巖溶現(xiàn)象；場(chǎng)地內(nèi)及其附近無(wú)人為地下工程及大面積開(kāi)采地下水的活動(dòng)，不存在地面塌陷、地裂縫的地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)路面設(shè)計(jì)標(biāo)高及現(xiàn)地面標(biāo)高的關(guān)系，擬建道路沿線按設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行整平后路基兩側(cè)將形成高約1～7m 的路堤邊坡，對(duì)路基穩(wěn)定存在不利影響。建議對(duì)道路施工時(shí)形成的路堤或路塹邊坡進(jìn)行適當(dāng)擋護(hù)或放坡處理，以確保路基邊坡的穩(wěn)定性。

2.2 地基巖土體分析與評(píng)價(jià)

雜填土①a、素填土①b、填石①c:其密實(shí)度及均勻性較差，力學(xué)強(qiáng)度較低，未經(jīng)處理不宜直接作為路基持力層。

淤泥②：該層屬高壓縮性土，具有高觸變、流變等不良特性，力學(xué)強(qiáng)度低，為擬建工程場(chǎng)區(qū)的軟弱層，未經(jīng)處理不能直接作為路基持力層。路基工程應(yīng)視其埋深、厚度等情況不同，進(jìn)行軟弱下臥層驗(yàn)算或?qū)ζ溥M(jìn)行軟基加固處理。其余各巖土層天然狀態(tài)下力學(xué)強(qiáng)度較高，工程性能較好，可直接作為路基使用和作為涵洞及擋土墻墻基持力層。

2.3 地基土的均勻性評(píng)價(jià)

在其道路影響范圍內(nèi)的路基土主要由雜填土①a、素填土①b、填石①c、淤泥②構(gòu)成，構(gòu)成路基的土層工程性能較差，且存在一定差異。故擬建道路路基在海灣灘涂路基均勻性整體較差。

2.4 設(shè)計(jì)分析與建議

（1）K0+000～K3+055 段：根據(jù)擬建道路工程方案及所處地段的工程地質(zhì)條件，場(chǎng)地原始地貌屬海灣灘涂，該段路基土主要由雜填土①a、素填土①b、淤泥②、卵石③a、粉質(zhì)粘土③b 構(gòu)成，現(xiàn)地面標(biāo)高比路面設(shè)計(jì)標(biāo)高低，屬填方路段，填方厚度為1.0～7.0m，由于該段淤泥厚度大，建議該段對(duì)表層填土和淤泥②采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，以處理后符合設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基作為擬建道路的路基（圖1）。（2）K3+055～K3+075 段：根據(jù)擬建道路工程方案及所處地段的工程地質(zhì)條件，場(chǎng)地原始地貌屬海灣灘涂，該段路基土主要由雜填土①a、淤泥②、卵石③a 構(gòu)成，現(xiàn)地面標(biāo)高比路面設(shè)計(jì)標(biāo)高高，屬挖方路段，填方厚度為0.5～2.0m，建議對(duì)淤泥②進(jìn)行挖除或采用拋石擠淤法進(jìn)行處理后，再按路面設(shè)計(jì)標(biāo)高分層回填素土，按設(shè)計(jì)要求壓實(shí)，作為擬建道路的路基（圖2）。（3）K3+075～K3+210 段：根據(jù)擬建道路工程方案及所處地段的工程地質(zhì)條件，場(chǎng)地原始地貌屬海灣灘涂，該段路基土主要由雜填土①a、填石①c、卵石③a、中砂③c 構(gòu)成，現(xiàn)地面標(biāo)高比路面設(shè)計(jì)標(biāo)高低，屬填方路段，填方厚度為0.5～4.0m，建議對(duì)上部雜填土①a、填石①c 進(jìn)行清除或壓實(shí)處理后，再按路面設(shè)計(jì)標(biāo)高分層回填素土，按設(shè)計(jì)要求壓實(shí)，作為擬建道路的路基。（4）K3+210～K3+230 段：根據(jù)擬建道路工程方案及所處地段的工程地質(zhì)條件，場(chǎng)地原始地貌屬海灣灘涂，該段路基土主要由雜填土①a、淤泥②、卵石③a 構(gòu)成，現(xiàn)地面標(biāo)高比路面設(shè)計(jì)標(biāo)高高，屬挖方路段，填方厚度為0.5～2.5m，建議開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，建議對(duì)雜填土①a、填石①c 進(jìn)行清除或壓實(shí)處理后，再按路面設(shè)計(jì)標(biāo)高分層回填素土，按設(shè)計(jì)要求壓實(shí)，作為擬建道路的路基。（5）K3+230～K3+476 段：根據(jù)擬建道路工程方案及所處地段的工程地質(zhì)條件，場(chǎng)地原始地貌屬海灣灘涂，該段路基土主要由雜填土①a、填石①c、卵石③a、中砂③c 構(gòu)成，現(xiàn)地面標(biāo)高比路面設(shè)計(jì)標(biāo)高低，屬填方路段，填方厚度為0.5～2.2m，建議對(duì)上部雜填土①a、填石①c 進(jìn)行清除或壓實(shí)處理后，再按路面設(shè)計(jì)標(biāo)高分層回填素土，按設(shè)計(jì)要求壓實(shí)，作為擬建道路的路基（圖3）。

圖1 攪拌樁處理剖面圖

圖2 拋石擠淤處理剖面圖

圖3 一般段換填剖面圖

2.5 工程設(shè)計(jì)、施工應(yīng)注意的巖土工程問(wèn)題、防治措施及監(jiān)測(cè)建議

2.5.1 擬建工程路基部分路段跨越池塘、取土坑，路基施工時(shí)應(yīng)考慮地表水的影響，采取圍堰截水和排水措施。另外當(dāng)局部路段換填深度較大或地下水位較淺時(shí)，基槽開(kāi)挖需考慮側(cè)壁土層的穩(wěn)定性和地下水的不利影響，采取臨時(shí)支撐和排、降水措施。

2.5.2 填方區(qū)路基填筑時(shí)，其分層鋪填厚度、每層壓實(shí)遍數(shù)等宜通過(guò)試驗(yàn)確定。換填施工時(shí)應(yīng)注意基坑排水（當(dāng)在施工有地下水滲出時(shí)），并防止對(duì)坑底土質(zhì)的擾動(dòng)。施工時(shí)應(yīng)控制機(jī)械碾壓速度，保證分層壓實(shí)質(zhì)量，并應(yīng)按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收。應(yīng)在每層的壓實(shí)系數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后鋪填上層土。當(dāng)?shù)撞客临|(zhì)軟弱且不易全部挖除處理時(shí)，宜在其上部先鋪設(shè)一層砂礫墊層，以改善其排水條件和提高土質(zhì)的強(qiáng)度。

2.5.3 擬建道路設(shè)置的涵洞等構(gòu)筑物以及加固工程應(yīng)于預(yù)壓期沉降完成后再進(jìn)行修建。在相應(yīng)涵洞位置應(yīng)設(shè)置臨時(shí)排水涵管；對(duì)路堤工程亦應(yīng)做好臨時(shí)排水設(shè)施，以防地表積水浸泡造成路堤軟化，影響路堤穩(wěn)定。

2.5.4 擬建道路路堤填筑過(guò)程應(yīng)加強(qiáng)路堤自身的沉降和穩(wěn)定性的觀測(cè)與監(jiān)測(cè)工作，以便出現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)處理。當(dāng)接近或達(dá)到極限填土高度時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制填土速率，以免由于加載過(guò)快而造成地基破壞。

2.5.5 擬建工程沿線分布有方量較大的粉質(zhì)粘土和殘積土層，部分路段為挖方區(qū)，當(dāng)要利用挖方區(qū)土料及既有的粉質(zhì)粘土和殘積土作為填料時(shí)，應(yīng)事先檢測(cè)其作為填料的物理指標(biāo)。如部分指標(biāo)不能滿足時(shí)，應(yīng)作棄土處理或另作它用。

2.5.6 由于擬建工程部分路段地表水及地下水較豐富，路基工程基礎(chǔ)開(kāi)挖后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)驗(yàn)槽并及時(shí)進(jìn)行基礎(chǔ)施工或封底，以免積水浸泡，降低持力層承載力。施工中嚴(yán)禁泡水作業(yè)。

3 結(jié)論與建議

3.1 擬建道路位于抗震設(shè)防烈度6 度區(qū)，建筑場(chǎng)地類別屬Ⅲ類，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震設(shè)防措施。

3.2 建場(chǎng)地地表水和地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性防護(hù)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。

3.3 道路工程對(duì)淤泥采用水泥攪拌樁進(jìn)行處理，處理后密實(shí)度及均勻性符合設(shè)計(jì)要求的人工地基為路基持力層。

3.4 擬建工程的防、排水設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)等級(jí)、沿線地形、地貌、地區(qū)氣象及區(qū)域總體規(guī)劃方案等因素綜合考慮、合理布置。

3.5 擬建工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，工程施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)驗(yàn)槽工作，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)處理。