公路工程地質勘察實例分析與探討

鄧志雄

廣東省佛山地質局 佛山 528000

一、工程概況

本項目為佛山市南九公路復線工程中的一段，全線2.69km，包含佛山市西樵大橋擴建工程，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。工程全段橋梁基礎擬采用Φ1，200mm、Φ1，600mm、Φ 1，800mm及Φ2，000mm的鉆（沖）孔灌注樁基礎。

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

二、地基巖土的分析與評價

根據鉆孔揭露，本場地區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）基巖四個成因層。各土層主要物理力學指標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、淤泥質土工程強度低，力學性能差；第4層粉、細砂在地震烈度7°時會發生砂土液化；該類土均為場地內不良土層。第1層填筑土，全場地均有分布，呈松散狀，局部已壓實，成分復雜，難以利用。第2層粉質粘土層，埋藏淺，分布范圍較小。第6層粉質粘土層，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，場地隱伏基巖由第三系砂巖、泥巖及火山碎屑巖組成。按風化程度分為4個風化巖帶，即全風化巖帶、強風化巖帶、中風化巖帶及微風化巖帶，后三者時常交替出現。由于風化程度深淺不一，同一風化巖層頂面埋深差異較大。第10層全風化巖，呈土狀，分布范圍較小，承載力較小。第11層強風化巖，呈半巖半土狀，承載力較小。第12、13、14、15、16、17層中、微風化巖，均具有較高的承載力，可做樁基礎持力層。

表1 各土層主要物理力學指標及容許承載力建議值表

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

三、成樁的可行性、施工應注意的事項及對周圍環境的影響

1.據場地巖土工程地質條件，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、淤泥質土層縮頸影響成孔質量，施工中應采取優質泥漿護壁。樁端基巖裂隙發育，風化基巖中軟弱夾層較多，樁孔成孔后停滯時間較長時，有可能會造成巖石軟化、崩解或形成較厚的沉渣。在施工前，應選擇有代表性的地段進行試成樁，對成樁效應做好記錄，以指導工程樁的施工。盡量避免各種不利因素的發生而影響工程質量。

2.本場地溶洞不發育，但在火山碎屑巖分布地段，溶蝕現象較為普遍，僅在XKA18鉆孔中發現小溶洞，溶洞規模雖然小，但其存在嚴重的漏漿現象，對樁基礎施工不利。在施工中做好安全措施，準備好袋裝砂及粘土球，以備溶洞漏漿造成鉆孔垮塌之用。

3.為了保證施工質量，應嚴格按照國家及地區施工規程與規范進行施工，確保樁基施工質量。注意事項如下：精確按照設計圖紙對樁中點進行放點；保證樁徑滿足設計要求，樁徑偏差應小于50mm，垂直度偏差應控制在1%，樁底沉渣厚度應小于50mm。

4.鉆孔樁施工時，會造成大量的泥漿，施工時要嚴格對泥漿進行及時清理，同時應注意施工機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，工程力學性質較差，承載力低，均不考慮作為橋梁基礎持力層。第13、14、15、16、17層中、微風化巖，力學性質較好，層位分布相對穩定，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化巖帶，若微風化巖帶巖面埋藏較深時，在中風化巖帶厚度較大的地段可以考慮利用中風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，依據初勘ZK21～ZK23鉆孔及詳勘BZK1鉆孔等4個揭示資料，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，根據初勘ZK8鉆孔及XK63、XK64、BK2、BZK3及BZK4～BZK6等7個鉆孔揭示資料，該段上覆土層主要為第2、6層粉質粘土層、第4層粉砂層和第5層淤泥、淤泥質土層以及第9層殘積土層組成。第5層淤泥、淤泥質土層呈流塑狀，承載力小，易發生剪切破壞，屬不良地基土，第4層粉砂層，呈松散狀，在地震烈度7°時會發生砂土液化現象，亦屬于不良地基土，第2層粉質粘土埋藏淺，厚度較小，第6層粉質粘土及第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，形成復合地基做基礎持力層。

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，可能會造成橋位與路面的沉降差，從而引起橋臺跳車現象。因此建議路基與橋梁連接段采用水泥土攪拌樁復合地基進行地基處理。單樁豎向承載力特征值按下式估算：

式中符號及取值詳見廣東省標準《建筑地基處理技術規范》（DBJ15-38-2005）。在滿足承載力的條件下，應按規范驗算樁身水泥土強度，以兩者的小值為單樁承載力。復合地基承載力按設計需要并檢驗。

六、結論與建議

據區域地質資料及本次勘察成果，場地東部（西樵大橋東端）已揭露到斷裂構造跡象，且發現基巖節理裂隙較發育，但該斷裂屬古老斷裂。擬建場地屬于相對穩定場地，場地適宜擬建工程的建設。

建議根據本場地的巖土工程地質條件，橋梁基礎型式采用鉆（沖）孔灌注樁，利用較完整的微風化巖帶或中風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，形成復合地基作基礎持力層。局部地段中風化巖與微風化巖巖石抗壓強度基本相同，差異很小，只是中風化巖層中裂隙相對于微風化巖較發育，當利用微風化巖帶作樁端持力層時，上部中風化巖必須要穿過，進入連續完整的微風化巖，并保證樁端下巖石無軟弱夾層；當利用中風化巖作樁端持力層時，應保證下臥基巖在應力擴散影響范圍內無軟弱夾層，當無法避免時，應對下臥的軟弱層的強度和變形應進行驗算，必須滿足設計要求；樁基的底部要保證在3倍樁徑范圍內無全風化或強風化巖夾層，確保樁基進入穩定的持力層。部分地段基巖漏水嚴重，施工時應注意，防止發生垮孔或發生工程事故。

[1]《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）.

[2]《建筑地基基礎設計規范》（DBJ15-31-2003）.

[3]《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/T B02-01-2008）.