關(guān)于地質(zhì)勘察104國道至甌海大道連接線道路施工質(zhì)量的意義

黃弼華

摘要：在道路工程建設(shè)初期，需要對(duì)路基分布區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)水文勘察工作，掌握路基分布區(qū)域的地質(zhì)狀況，為道路設(shè)計(jì)、施工提供數(shù)據(jù)支撐。本文主要針對(duì)104國道至甌海大道連接線道路工程建設(shè)過程中的地質(zhì)勘察工作做簡要闡述。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)勘察；地質(zhì)水文；道路建設(shè)

中圖分類號(hào)：TUl95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）01-115-02

前言

道路工程地質(zhì)勘察主要是根據(jù)建設(shè)單位提供的平面圖和線路縱斷面圖進(jìn)行工程地質(zhì)測繪，測繪范圍為擬建路線中心線兩側(cè)各200m，以查明線路地基土的構(gòu)成、特性、分布規(guī)律，提供地基土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)建議值，并查明主要不良地質(zhì)作用及范圍，為道路工程設(shè)計(jì)、施工提供數(shù)據(jù)支撐，并可有效地確保工程施工質(zhì)量，減少不良地質(zhì)對(duì)路基產(chǎn)生的危害。

1.工程概況

擬建104國道至甌海大道連接線道路工程北起甌海大道，南至下沈線一路，途經(jīng)梧白片和仙麗片。道路總長5.5千米，寬度50米，總占地面積約444畝。本次勘察范圍起于南村里程樁號(hào)K2+290m，終于南村里程樁號(hào)K3+160m，長度約870m，且根據(jù)道路平面圖狀況，勘察工作共布置鉆孔29個(gè)。

2.地質(zhì)勘探工作流程

2.1測量工作

根據(jù)建設(shè)單位提供的建筑物平面圖確定各個(gè)孔位的坐標(biāo)，采用中海達(dá)GPS（RTK）放樣，儀器放樣誤差小于勘察規(guī)范要求，孔位用木樁標(biāo)識(shí)，施工時(shí)有移位的勘探孔，均在施工后復(fù)測其實(shí)際孔位的坐標(biāo)和高程。地下水位在鉆孔施工結(jié)束24小時(shí)后統(tǒng)一量測。

2.2勘探孔施工

鉆孔采用XY-1型回轉(zhuǎn)鉆機(jī)。土層采用單套鉆具鉆進(jìn)取芯，采用泥漿護(hù)壁或跟管鉆進(jìn)方式避免塌孔，鉆孔孔徑為φ110mm：基巖采用金剛石鉆頭鉆進(jìn)，孔徑為φ75mm、φ110mm，在鉆探結(jié)束后，均進(jìn)行孔深測量，確保誤差小于0.2%，符合規(guī)范要求。

2.3取樣

采用取土器壓入法進(jìn)行原狀土取樣，取樣間距一般2.0-3.0m左右：對(duì)于厚度較大層位，取樣間距可適當(dāng)放寬。原狀土樣采用薄壁取土器或回轉(zhuǎn)型取土器靜壓法采取，土樣規(guī)格φ110mm、L=300mm；擾動(dòng)土樣，在保持原狀結(jié)構(gòu)的巖芯中采取，采用專用土樣袋包裝、并用標(biāo)簽區(qū)分。土樣取出后及時(shí)貼標(biāo)簽、蠟封、裝入防震箱。

2.4原位測試

根據(jù)土質(zhì)風(fēng)化程度不同，采取不同的測試方法。對(duì)于全風(fēng)化基巖做標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；遇碎石土、強(qiáng)風(fēng)化基巖作重型圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)，動(dòng)探試驗(yàn)錘重與落距與標(biāo)貫試驗(yàn)相同。

2.5工程地質(zhì)測繪

采用資料搜集、路線觀察的方法，對(duì)道路兩側(cè)各200m進(jìn)行地面調(diào)繪。基本查明了沿線地形地貌、水文地質(zhì)工程地質(zhì)概況、不良地質(zhì)現(xiàn)象等特征。

2.6室內(nèi)試驗(yàn)

對(duì)采取的樣品及時(shí)試驗(yàn)，原狀土樣除進(jìn)行常規(guī)測試外，還選作三軸UU、滲透試驗(yàn)（水平、垂直）、固結(jié)試驗(yàn)（水平、垂直）、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)等，擾動(dòng)土樣做顆粒分析試驗(yàn)。巖石試樣主要進(jìn)行飽和、天然、干燥抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、抗剪斷強(qiáng)度試驗(yàn)、塊體密度及巖礦鑒定等，水樣進(jìn)行簡分析和侵蝕性C02測試。

3.軟土路基不良病害及處理措施

根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、巖性特征及對(duì)路基穩(wěn)定性和沉降變形的影響程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，可將路段劃分為軟土路段、正常路段、基巖路段）。由于軟土路段路基土質(zhì)含水量大，路基穩(wěn)定性較差，給道路工程設(shè)計(jì)、施工增加了工作量。本節(jié)主要對(duì)軟土路基的不良病害及處理措施做簡要闡述。

3.1軟土路基不良病害

道路沿線分布軟土、沿河流地段路基存在不穩(wěn)定隱患是區(qū)內(nèi)主要不良工程地質(zhì)作用，對(duì)路基穩(wěn)定性的影響主要有以下幾方面：

（1）路基強(qiáng)度低、沉降量大

場區(qū)內(nèi)局部地質(zhì)存在淤泥，其容許承載力為40kPa左右，土質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)差，抗壓強(qiáng)度低，且分布厚度大、范圍廣。因此，軟土受上部荷載作用后將出現(xiàn)較明顯的不均勻沉降，且沉降歷時(shí)長。

（2）路基不均勻沉降

由于路堤受上部車輛荷載、路堤自重等多重作用，造成軸線下部應(yīng)力集中，路堤邊緣應(yīng)力相對(duì)擴(kuò)散，路堤軸線下路基土體的沉降量較大，從而導(dǎo)致柔性路面產(chǎn)生不均勻沉陷，尤其是分布有河流的場地，再河流與陸地交接處容易產(chǎn)生較大的不均勻沉降。

（3）沿河流地段軟土路基不穩(wěn)定

擬建道路沿線分布有規(guī)劃河道，表部為②1層淤泥，性質(zhì)較差，若不經(jīng)土質(zhì)改良處理，加荷后將發(fā)生淺部軟土滑動(dòng)，導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。

（4）橋梁路基連接段的差異沉降

橋梁采用樁基，完工后其沉降量較小。而與之相連的路基段，一般需要堆筑一定厚度的路堤，其下部軟土地基路堤等受各種荷載長期作用下，固結(jié)、次固結(jié)沉降量相對(duì)較大，兩者之間的變形明顯不協(xié)調(diào)，若對(duì)路橋銜接部位陸地處理不當(dāng)，在道路通車后將產(chǎn)生“橋頭跳車”等問題，影響行車舒適度。

3.2軟土路基的處理措施

（1）置換法

是將地基地面以下一定深度范圍內(nèi)的軟弱土挖除，然后置換強(qiáng)度較大的砂礫、碎石土、素土等透水性較好的材料，并分層填筑、壓實(shí)。置換法是常用的一種軟土路基處理方法，該方法一方面可提高地基承載力，避免地基失穩(wěn)：另一方面，地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占的比例較大，土層換填后，可減少這部分的沉降量。由于塘碴墊層的應(yīng)力擴(kuò)散作用，使作用在下臥層上的壓力減少，相應(yīng)地也減少了下臥土層的沉降量：其次，該方法的施工工藝簡單，施工工期短，工程直接投資成本較低。但其加固處理的有效深度有限，路基將會(huì)發(fā)生一定的工后沉降。

（2）堆載預(yù)壓排水固結(jié)法

其原理是地基在上部荷載作用下，在軟弱土層中布置豎向排水體和水平排水層，將土中的孔隙水排出，一般是由加壓和排水兩個(gè)系統(tǒng)組成，排水系統(tǒng)主要在于改變地基原有的排水邊界條件，增加孔隙水排出的通路，縮短排水距離。加壓系統(tǒng)是用路基填土堆載預(yù)壓施加起固結(jié)作用的荷載，使土中的孔隙水產(chǎn)生壓差而流向排水系統(tǒng)最終固結(jié)。該方法的施工工藝成熟，是處理深厚軟土路基的常用方法，能一定程度上縮短土體固結(jié)時(shí)間，處理后路基強(qiáng)度提高大、工后沉降小，但施工工期長，工程直接投資較大。

（3）復(fù)合地基法

其原理是在天然地基的土體內(nèi)增加人工增強(qiáng)樁構(gòu)成人工地基，使地基中應(yīng)力按材料模量重新進(jìn)行分布，大部分荷載由樁體承擔(dān)，樁間土的應(yīng)力相應(yīng)減小，但土體仍與樁體共同承擔(dān)荷載。該方法的施工工藝成熟，是處理深厚軟土路基的常用方法；能大大縮短固結(jié)時(shí)間，處理后路基強(qiáng)度提高大、工后沉降小，但施工工期長，工程直接投資較大。

（4）高壓噴射注漿技術(shù)

其原理是利用鉆機(jī)在軟基中鉆到預(yù)定深度，然后采用高壓噴槍注射水泥漿，水泥漿與土體有效結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)軟基與水泥漿有效結(jié)合凝固，形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的固結(jié)體，提高軟土路基的地基加固。該方法固結(jié)試件短，處理后軟基可有效改良，但施工成本較高。

通過上述方案比較并結(jié)合場地工程地質(zhì)條件，建議道路施工時(shí)采用粘土作填方路基持力層，并采用堆載預(yù)壓法對(duì)路基進(jìn)行加固處理，基底鋪設(shè)土工織布。對(duì)于道路表層分布的雜填土應(yīng)采取相應(yīng)的工程處理措施，清除其中大顆粒塊石，然后分層碾壓密實(shí)，再采用相同填料分層回填至道路設(shè)計(jì)標(biāo)高，以提高地基承載力。路基設(shè)計(jì)與施工時(shí)應(yīng)注意本場地的軟土分布特點(diǎn)及回填程度合理控制堆載厚度與速率，避免因堆載加荷速率過快造成軟土路基的破壞失穩(wěn)：并應(yīng)注意不均勻沉降問題，采取必要的工程措施。

4.結(jié)論

綜上所述，在道路工程施工建設(shè)前期，需要對(duì)沿線地質(zhì)水文進(jìn)行詳細(xì)的勘察，明確地質(zhì)水文的基本狀況，然后針對(duì)不良地基采取相應(yīng)的解決措施。例如針對(duì)軟土路基，可采取置換法、堆載預(yù)壓排水法、復(fù)合地基法、高壓噴射注漿法等，并根據(jù)工程施工周期、施工成本、地基處理質(zhì)量等選擇合適的土質(zhì)改良方法。