武漢市軌道交通前川車輛段項目工程地質(zhì)評價

徐成斌

（武漢華太巖土工程有限公司，湖北 武漢 430000）

1 工程概況

武漢市軌道交通7 號線北延線（前川線）項目擬建前川車輛段，場地與北車基地鄰近，位于前川新城區(qū)的西側(cè)，東南側(cè)緊鄰北車基地，南側(cè)緊鄰北車基地試車線和武麻鐵路，西北側(cè)緊鄰合武客專和規(guī)劃道路，東北側(cè)緊鄰既有省道310。東西約長1265～1820m，南北寬約125～350m。擬建場地南側(cè)以挖方為主，最大挖方高度約14m；北側(cè)以填方為主，填方高度一般介于3～5m之間，局部最大填高可達(dá)8m，填方外邊界擬采用斜坡。

2 工程地質(zhì)特征

2.1 地形地貌

場地地形有一定起伏，地勢總體上呈南低北高走勢。擬建場地地貌單元屬剝蝕堆積壟崗區(qū)。

2.2 地表水

擬建場地范圍內(nèi)地表水主要分布在場區(qū)溝、塘內(nèi)，水深0.5～2.5m，高程34.68～47.90m。

2.3 地下水

根據(jù)擬建場地地下水主要為上層滯水、層間水及基巖裂隙水。

上層滯水主要賦存于場地上部人工填土中，勘察期間實測場地上層滯水靜止地下水位埋深為0.00～10.2m。根據(jù)擬建場地勘察成果并結(jié)合地區(qū)工程經(jīng)驗，長江三級階地垅崗地區(qū)與基巖接觸的殘坡積土層中存在有層間水或潛水。其水量大小與黏性土含量和碎石含量、結(jié)構(gòu)密實程度和孔隙大小以及補(bǔ)給來源的大小有關(guān)[1,2,3]，低洼處層間水有一定的承壓性。基巖裂隙水主要賦存于下部基巖中，水量一般較小。

2.4 場地地層分布

擬建工程施工區(qū)范圍內(nèi)上覆土層主要是近代人工填土、新近湖積淤泥（魚塘內(nèi)）、第四系沖洪積土層，下部基巖白堊一下第三系泥質(zhì)砂巖、砂礫巖，以及后期噴出的安山巖。

3 場地工程地質(zhì)條件分析與評價

3.1 區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)

本項目總體位于“團(tuán)魚山——青山復(fù)式向斜”以北，緊鄰武漢臺褶束與新洲凹陷分界線－襄－廣深斷裂，該深大斷裂帶自場地東南方向至西北方向穿過，直線距離3.0km 左右，新構(gòu)造運動的影響可以忽略。武漢地區(qū)沒有新的活動斷層，且地震烈度I ≤6 度，因此為地殼穩(wěn)定區(qū)。

3.2 場地穩(wěn)定性及適宜性評價

結(jié)合武漢城區(qū)地質(zhì)調(diào)查和此次勘察，該項目場地?zé)o滑坡、泥石流等動力地質(zhì)作用對場地的破壞，場地?zé)o斷層，按設(shè)計要求，場地處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)調(diào)查，施工現(xiàn)場基本穩(wěn)定，地勢有一定起伏，地下水對施工的影響不大，地面排水狀況良好，符合技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求，施工現(xiàn)場較適宜本項目施工。

4 地基基礎(chǔ)分析與評價

4.1 地基均勻性評價

根據(jù)勘察結(jié)果，場地典型工程地質(zhì)剖面如下圖1所示：

圖1 典型工程地質(zhì)剖面圖

總體而言，由于擬建場地上覆土層空間分布不均勻且厚度差異大，下伏基巖巖性復(fù)雜、風(fēng)化程度差異大且空間分布不均勻，大部分?jǐn)M建建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)持力層需置于不同的巖土層中，工程特性差異顯著；擬選作基礎(chǔ)持力層的底面或相鄰基底標(biāo)高的坡度大于10%；建議擬建建（構(gòu)）筑物地基按不均勻地基設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價，并提出相應(yīng)建議。

4.2 建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)類型及持力層分析

根據(jù)各建筑物荷載特征、基礎(chǔ)埋深以及場地整平標(biāo)高，結(jié)合工程地質(zhì)剖面圖，綜合分析后建議擬建綜合樓、聯(lián)合檢修庫、運用庫、污水處理站、材料棚、蓄電池間采用樁基，以（15a）單元層強(qiáng)～中風(fēng)化泥質(zhì)砂巖或（15c）單元層強(qiáng)～中風(fēng)化安山巖作為樁基持力層，建議擬建綜合維修車間、門衛(wèi)室等其他建筑物采用天然地基，以（15a-1）強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖作為基礎(chǔ)持力層。

當(dāng)天然地基與墩式基礎(chǔ)并用時，其基底的高差必須符合有關(guān)規(guī)定要求，且基礎(chǔ)間尚應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)聯(lián)系梁。單墩承載力特征值計算不考慮墩身側(cè)摩阻力，墩底端阻力特征值采用修正后的持力層承載力特征值。

5 邊坡工程分析與評價

5.1 邊坡工程概括

擬建場地地形有一定起伏，地勢總體上呈南低北高走勢，地面標(biāo)高33.5～55.5m 左右，最大高差約22m。根據(jù)設(shè)計提供的資料，擬建場地場平標(biāo)高為41.5m，軌面標(biāo)高42.15m，擬建場地南側(cè)以挖方為主，擬建場地周邊最大挖方高度約10m；北側(cè)以填方為主，填方高度一般介于3～5m 之間，局部最大填高可達(dá)8m，填方外邊界擬采用斜坡。

5.2 邊坡穩(wěn)定性分析

據(jù)測繪，擬建場地下伏基巖層面的產(chǎn)狀約315°∠32°（P）。基巖中節(jié)理裂隙較發(fā)育，各組結(jié)構(gòu)面的平均間距3～5 條/m，主要分布結(jié)構(gòu)面有三組，其產(chǎn)狀分別為120°～135°∠70°～78°（J1）、175 °～182 ° ∠40 °～52 °（J2）、211°～223°∠55°～62°（J3）等。基巖節(jié)理裂隙張開度以2mm～5mm 為主，延伸長度較好，節(jié)理面較光滑，裂隙間基本無充填或充填少量泥質(zhì)成分。

根據(jù)場區(qū)巖質(zhì)邊坡分布區(qū)位、邊坡形態(tài)、結(jié)構(gòu)面組合情況，將邊坡分為三個區(qū)域。針對各巖質(zhì)邊坡選取典型結(jié)構(gòu)面測繪點作邊坡結(jié)構(gòu)面赤平極射投影圖如圖2所示，

圖2 巖質(zhì)邊坡結(jié)構(gòu)面赤平極射投影圖

1 區(qū)：層面P 傾向于坡內(nèi)，為逆向坡，因此可判定邊坡不會發(fā)生沿層理面剪切破壞的整體滑坡。邊坡中的各組節(jié)理面的交點與邊坡投影弧S 在同一側(cè)，且在邊坡的內(nèi)側(cè)，說明結(jié)構(gòu)面組合交線的傾向與坡面傾向一致，傾角大于坡角，屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于邊坡巖體破碎，當(dāng)邊坡巖土體中的軟弱層經(jīng)差異風(fēng)化、遇水軟化等地質(zhì)作用崩解后形成凹腔時，易出現(xiàn)側(cè)緣受J1、J2 或J3 控制的傾倒型崩塌破壞。

2 區(qū)及3 區(qū)：層面P 傾向于坡外，為順向坡，因此可判定邊坡可能發(fā)生沿層理面剪切破壞的整體滑坡。邊坡中的各組節(jié)理面的交點與邊坡投影弧S 在不同側(cè)，說明結(jié)構(gòu)面組合后與邊坡臨空面呈大傾角反向坡的傾倒型崩塌的不穩(wěn)定組合，易發(fā)生邊坡表層傾倒型崩塌破壞[4]。

綜上所述，1 區(qū)邊坡不會發(fā)生沿層理面剪切破壞的整體滑坡；2 區(qū)及3 區(qū)邊坡存在發(fā)生沿層理面剪切破壞的整體滑坡可能，且易發(fā)生邊坡表層傾倒型崩塌破壞。

6 施工建議

現(xiàn)針對項目特點，就關(guān)鍵問題提出以下幾點相關(guān)建議：

（1）擬選作基礎(chǔ)持力層的底面或相鄰基底標(biāo)高的坡度大于10%，建議擬建建（構(gòu)）筑物地基按不均勻地基設(shè)計，設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行沉降、差異沉降、傾斜等特征分析評價，并提出相應(yīng)建議。

（2）場地局部地段不均勻地具弱膨脹潛勢；在基坑、邊坡及地基基礎(chǔ)設(shè)計與施工過程中應(yīng)考慮膨脹土的影響，擬建場地膨脹土地基的脹縮等級可按Ⅰ級考慮，基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)不小于武漢市大氣影響急劇層深度（1.35m）；當(dāng)需考慮土層膨脹力對車輛段建（構(gòu)）筑物支護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壓力影響時，建議膨脹力取30kPa。

（3）擬建場地內(nèi)現(xiàn)有邊坡穩(wěn)定性較好。平場后，施工場地周遭將會形成高為2—10m 的邊坡，安全等級為二級，建議采用坡率法，坡面宜采取錨噴、漿砌片石、格構(gòu)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)等措施進(jìn)行保護(hù)和美化。坡頂周邊要有截流槽，坡頂、坡面、坡腳和臺階等處要有排水管，并要對坡腳進(jìn)行保護(hù)。在邊坡工程中，應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行施工。

（4）場地附近未見其他合適料場，可考慮本場地自身挖方棄土的合理利用。本場地表層耕植土、軟土均不宜作為填料使用，膨脹土未經(jīng)改良不宜直接作為填筑土；強(qiáng)風(fēng)化巖石遇水易軟化崩解，未經(jīng)改良不宜作為填筑土；泥質(zhì)粉砂巖及砂礫巖基巖作為填料時，應(yīng)考慮其強(qiáng)度低、易軟化等特點。