南京某道路工程地質(zhì)災(zāi)害評估分析與防治

鄭金秀+李曉曉

摘 要：南京市位于軟土和砂土地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)，工程建設(shè)中易引發(fā)或遭受地質(zhì)災(zāi)害，在項目建設(shè)前進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估非常必要。本文以南京某道路工程為例，對沿線進(jìn)行軟土和砂土地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查和分析，并做出地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估和預(yù)測評估，確定其危險性大小，最后提出相應(yīng)的防治措施。

關(guān)鍵詞：軟土；砂土；地質(zhì)災(zāi)害；現(xiàn)狀評估；預(yù)測評估；防治措施

1 引言

軟土一般指含水率大、壓縮性高、承載能力低的一種軟塑到流塑狀態(tài)的粘性土。其包括淤泥、淤泥質(zhì)土、泥炭、泥炭質(zhì)土等。軟土地質(zhì)災(zāi)害的表現(xiàn)形式主要有地基不均勻沉降、基坑開挖時的邊坡坍塌等。

砂土為粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的土。砂土液化是與砂土的埋深、地層時代、地下水水位和地震活動的大小等因素密切相關(guān)的。在基坑開挖及地震和動荷載作用下易引發(fā)砂土液化災(zāi)害，引發(fā)基坑坍塌。

2 工程概述

該道路工程全長6.80km，道路設(shè)計等級為一級公路，設(shè)計速度采用80km/h，采用雙向6車道標(biāo)準(zhǔn)。道路沿線共設(shè)置3座跨線橋梁，分別為公路橋、鐵路橋和地面橋。該項目位于軟土和砂土地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)內(nèi)。

3 地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 地形地貌

評估區(qū)地貌類型為長江漫灘，屬沖積平原區(qū)，線路區(qū)內(nèi)地勢總體較為平坦，地面高程為9m左右。擬建線路通過區(qū)兩側(cè)均為荒地、農(nóng)田、民宅及魚塘，場地原始地貌基本未改變。

3.2 巖土體工程地質(zhì)條件

評估區(qū)普遍分布有軟土層和砂土層，淺部分布為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚9.50～18.40m，層頂埋深2.30～5.90m，含水率W：61.4%，孔隙比e0：1.756，液性指數(shù)IL：1.52，壓縮模量ES：1.55MPa。

評估區(qū)20.0m以淺范圍內(nèi)K4+490～K5+750m、K6+480～K7+880m、K8+060～K10+900m路段底部分布有粉砂，鉆孔最大揭露厚度為8.10m，層頂埋深14.90～21.00m，經(jīng)液化判別為可液化土層，場地具有輕微液化性。

4 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀評估

經(jīng)實地調(diào)查、走訪，工程尚未進(jìn)行建設(shè)，土體處于相對穩(wěn)定狀態(tài)，未在項目區(qū)附近發(fā)現(xiàn)因軟土和砂土引起的地質(zhì)災(zāi)害。現(xiàn)狀評估認(rèn)為：評估區(qū)內(nèi)軟土河砂土液化地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

5 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評估

5.1 工程建設(shè)引發(fā)軟土和砂土災(zāi)害危險性預(yù)測

5.1.1工程建設(shè)引發(fā)軟土地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

工程建設(shè)中需進(jìn)行路基土石方回填，由于回填荷載和路面動荷載作用，會對軟土地基產(chǎn)生擠壓擾動，嚴(yán)重時產(chǎn)生側(cè)向滑移及擠出，從而引發(fā)地面形變和不均勻沉降災(zāi)害。工程建成后，車輛在軟土路基上運行，使軟土層承受不規(guī)則、周期性加、卸荷作用，從而引發(fā)地面形變和不均勻沉降災(zāi)害。 道路工程可能引發(fā)軟土地質(zhì)災(zāi)害危險性中等。

在進(jìn)行橋墩承臺基礎(chǔ)施工時需進(jìn)行基坑開挖，開挖深度約3.0m，開挖過程中揭露了部分軟土層，對底部軟土層產(chǎn)生擾動，若不及時支護(hù)可能產(chǎn)生基坑側(cè)壁失穩(wěn)、坍塌等不良地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象；擬建橋梁部分路段長年積水，水深較深，不利于基坑開挖，開挖過程中如果降水、排水措施不當(dāng)，坑內(nèi)積水侵蝕側(cè)壁，側(cè)壁底部被掏空，可能引發(fā)側(cè)壁坍塌災(zāi)害。橋梁工程可能引發(fā)軟土地質(zhì)災(zāi)害危險性中等。

5.1.2工程建設(shè)引發(fā)砂土地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

在道路施工過程中，將會產(chǎn)生土石方回填、碾壓、重型運載汽車等機(jī)械振動，會對底部的可液化飽和砂土層產(chǎn)生擾動，造成一定范圍的砂土液化。但評估區(qū)內(nèi)砂土埋深大，引發(fā)砂土液化災(zāi)害的可能性小，道路工程建設(shè)引發(fā)砂土地質(zhì)災(zāi)害的危險性小。

工程建設(shè)過程中，產(chǎn)生的機(jī)械振動，有可能對底部可液化砂土層產(chǎn)生擾動，引發(fā)砂土液化災(zāi)害。但評估區(qū)砂土埋深大，引發(fā)砂土液化災(zāi)害的可能性小。橋梁工程建設(shè)引發(fā)砂土地質(zhì)災(zāi)害的危險性小。

5.2 工程建設(shè)遭受軟土和砂土災(zāi)害危險性預(yù)測

5.2.1工程建設(shè)遭受軟土地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

在進(jìn)行路基土石方回填過程中，會對底部軟土造成擠壓，產(chǎn)生側(cè)向滑移及擠出等現(xiàn)象，造成地面形變和不均勻沉降災(zāi)害，導(dǎo)致路基路面開裂變形；工程建成后，由于軟土排水固結(jié)沉降需要較長時間，上部車輛運行對路基的不均勻荷載，使路基產(chǎn)生不均勻沉降和開裂變形。各路段可能遭受特殊類巖土（軟土）地質(zhì)災(zāi)害危險性中等。

工程建設(shè)過程中及建成后，由于軟土層的排水固結(jié)時間較長，排水固結(jié)沉降過程有可能對橋梁樁基產(chǎn)生不利影響，影響橋梁的穩(wěn)定性。橋涵工程可能遭受軟土地質(zhì)災(zāi)害危險性小

5.2.2工程建設(shè)遭受砂土地質(zhì)災(zāi)害危險性預(yù)測

評估區(qū)K4+490～K5+750m、K6+480～K7+880m、K8+060～K10+900m段底部分布有粉砂。道路施工過程中，土石方回填、碾壓、重型運載汽車等產(chǎn)生的機(jī)械震動，會對底部的可液化飽和砂土層產(chǎn)生擾動，造成砂土液化；工程建成后，路面車輛動荷載，也有可能對底部的液化砂土層產(chǎn)生擾動，造成砂土液化災(zāi)害。但評估區(qū)砂土埋藏大，工程建設(shè)對砂土擾動小，砂土液化災(zāi)害可能性小，道路工程可能遭受砂土地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

工程建設(shè)過程中，橋梁基礎(chǔ)施工需進(jìn)行基坑開挖，開挖深度約3m，未揭露砂土層，不會引起涌水涌砂災(zāi)害，另外橋梁基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ)，對砂土層擾動小。橋涵工程可能遭受砂土地質(zhì)災(zāi)害危險性小。

6 防治措施

1.評估區(qū)軟土埋深淺、厚度大，需采取適當(dāng)?shù)拇胧浲谅坊M(jìn)行加固處理。橋梁樁基施工時應(yīng)選擇合適的土層作為樁端持力層。

2. 橋梁基礎(chǔ)開挖時，需進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)，并做好基坑內(nèi)排水工作，以免基坑側(cè)壁產(chǎn)生滑塌。

3.路路與路橋交接部位，要采取適當(dāng)?shù)拇胧A(yù)防不均勻沉降對路基造成危害，并在建設(shè)中及建成后加強(qiáng)路基穩(wěn)定性監(jiān)測。

4.對于河、塘處的路基，應(yīng)對河底、塘底的浮淤進(jìn)行清理，在老路基與新路基交接處，路基土方回填、碾壓過程中要保證新填土與原有老土的密實度相匹配，避免路基不均勻沉降。

7 結(jié)論

軟土和砂土均為特殊工程性質(zhì)的巖土，其物理力學(xué)性質(zhì)和成因類型的微變都對道路工程產(chǎn)生較大不良影響，通過對其進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作，并提出有針對性的防治措施，可有效地避免軟土和砂土地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

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作者簡介

鄭金秀（1987-），女，山東省泰安市，工程師，碩士，研究方向：地質(zhì)災(zāi)害治理。