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        惠州大亞灣大道響水河立交改造工程地質(zhì)特征風(fēng)險(xiǎn)分析

        2021-12-20 13:38:43龔先鴻
        西部資源 2021年3期
        關(guān)鍵詞:大亞灣風(fēng)險(xiǎn)分析

        龔先鴻

        摘要:大亞灣大道響水河立交改造工程中為了預(yù)防潛在地質(zhì)災(zāi)害,通過(guò)對(duì)預(yù)施工路段沿線的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件,不良地質(zhì)作用、特殊性巖土等野外調(diào)查,開(kāi)展預(yù)施工區(qū)域地質(zhì)特征風(fēng)險(xiǎn)分析,場(chǎng)區(qū)內(nèi)或周邊亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。本場(chǎng)地地基屬于穩(wěn)定類型,適宜進(jìn)行本工程的建設(shè)。

        關(guān)鍵詞:大亞灣;立交改造工程;工程地質(zhì)特征;風(fēng)險(xiǎn)分析

        1.前言

        受惠州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)公用事業(yè)管理局委托,對(duì)擬建大亞灣大道響水河立交改造工程場(chǎng)地開(kāi)展巖土工程勘查。擬建工程位于惠州大亞灣區(qū)大亞灣大道和石化大道交叉點(diǎn)(圖1),主要內(nèi)容為交叉口改造,將原分離式立交形式改造為菱形立交形式,擬建工程為城市次干路8段,城市主干路4段及相應(yīng)擋土墻,跨度不等橋梁3座。

        2.擬建場(chǎng)地現(xiàn)狀

        擬建場(chǎng)地現(xiàn)狀道路沿線地勢(shì)平坦,局部夾山前沖溝地貌,經(jīng)人工改造,加填厚度不一的填土和填石。大亞灣大道南側(cè)/北側(cè)輔道橋河岸兩側(cè)和北側(cè)輔道橋以東擬建擋土墻段目前斜坡較穩(wěn)定;北側(cè)輔道橋和擬建擋土墻至南側(cè)輔道橋橋頭范圍內(nèi)和周邊地表建有架空污水管廊;場(chǎng)地局部地表建有高壓電塔;擬建3座橋梁周邊現(xiàn)狀有已建橋梁。鉆孔孔口標(biāo)高為+0.62m~+24.74m,最大高差約為24.12m。場(chǎng)地沿線地下埋設(shè)通信、電力電線、給水管、華潤(rùn)燃?xì)夤艿?,埋?.20m~3.5m不等,對(duì)工程施工影響較大。

        3.地質(zhì)環(huán)境概況

        場(chǎng)地位于北回歸線以南,屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候,終年高溫潮濕,雨量充沛;受亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候的影響,降雨量具有雨量多、強(qiáng)度大、季節(jié)長(zhǎng)、雨日多及分布不均等特點(diǎn)。降雨多集中于5月~9月,降雨量占全年的83.9%,經(jīng)常暴雨成災(zāi),且在每年的5月~11月有臺(tái)風(fēng)發(fā)生,多集中于7月~9月。潮濕系數(shù)大于1。年均溫度21.6℃,極端最高氣溫38.5°C,最低氣溫0.7°C;年平均降水量1989.4mm,最大降水量2646.2mm,日最大降水量490.3mm;年平均氣壓1011.0hPa;年平均相對(duì)濕度82%。場(chǎng)地年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。擬建場(chǎng)地地形地貌類型原為丘陵及夾河流沖積階地地貌,局部夾山前沖溝地貌,微地貌發(fā)育,后經(jīng)人工改造,加填厚度不一的填土和填石。場(chǎng)地現(xiàn)狀道路沿線和擬建大亞灣大道南側(cè)輔道橋兩端地勢(shì)平坦~平緩,其余地段地勢(shì)起伏變化較大。擬建大亞灣大道南側(cè)/北側(cè)輔道橋河岸兩側(cè)和北側(cè)輔道橋以東擬建擋土墻段目前斜坡較穩(wěn)定,現(xiàn)狀坡度約15°~45°不等,局部大于45°,南側(cè)/北側(cè)輔道橋以東段路堤邊坡坡面大部分已采用砌筑片石進(jìn)行加固處理;擬建龍山十路橋河岸兩側(cè)目前斜坡穩(wěn)定,現(xiàn)狀坡度約35°~45°不等,個(gè)別大于75°,已采用分2~3級(jí)放坡進(jìn)行處理和對(duì)其坡面已采用砌筑片石進(jìn)行加固處理。

        4.工程地質(zhì)特征分析

        4.1區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定性分析

        勘查場(chǎng)地(包括大亞灣區(qū))斷裂構(gòu)造不發(fā)育,區(qū)域主干斷裂構(gòu)造以北西向和東西向發(fā)育為主,離擬建場(chǎng)地較遠(yuǎn),對(duì)路基和擋土墻、橋墩臺(tái)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性影響不大。場(chǎng)地附近未見(jiàn)有區(qū)域性斷裂構(gòu)造/全新活動(dòng)斷裂構(gòu)造通過(guò)的跡象,場(chǎng)區(qū)內(nèi)或周邊亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象,場(chǎng)地地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單,不良地質(zhì)作用不發(fā)育,且下伏基巖較穩(wěn)定,第四系覆蓋層層序正常,場(chǎng)地區(qū)域穩(wěn)定性尚好。

        4.2地基均勻性及穩(wěn)定性分析

        場(chǎng)地主要地貌類型為丘陵及夾河流沖積階地地貌。根據(jù)鉆孔資料,基底地層為風(fēng)化砂礫巖,性質(zhì)變化不大,地基均勻,對(duì)擋土墻地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性有利;其余地段路基和擋土墻基底地層基本為素填土/填石層及部分路段需繼續(xù)進(jìn)行路基填土,地基不均勻,對(duì)路基、擋土墻地基、橋墩臺(tái)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性不利。

        4.3巖土體分析與評(píng)價(jià)

        擬建場(chǎng)地揭露的巖土層中,各巖土層的承載力高低及是否適宜作為持力層分別分析如下:

        素填土:分布廣泛,為人工堆填而成,加填厚度不一,結(jié)構(gòu)松散—稍密狀,未完成自重固結(jié),工程力學(xué)性質(zhì)差,承載力低及工程力學(xué)性質(zhì)變化大、不穩(wěn)定,未經(jīng)處理不應(yīng)直接作為路基持力層和擋土墻、橋梁基礎(chǔ)持力層。

        填石:局部分布,為人工堆填而成,加填厚度不一,粒徑大小懸殊不均,結(jié)構(gòu)松散,工程力學(xué)性質(zhì)差,承載力低及工程力學(xué)性質(zhì)變化大、不穩(wěn)定,未經(jīng)處理不應(yīng)直接作為路基持力層和擋土墻、橋梁基礎(chǔ)持力層。

        淤泥質(zhì)土:僅大亞灣大道南側(cè)/北側(cè)輔道橋2孔見(jiàn),其他地段未見(jiàn)有揭露,流塑狀,工程力學(xué)性質(zhì)差,承載力低,不應(yīng)選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        粉砂:僅大亞灣大道南側(cè)輔道橋1孔見(jiàn),似呈層狀或透鏡狀分布,其他地段未見(jiàn)有揭露,松散狀,工程力學(xué)性質(zhì)差,承載力低,不應(yīng)選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        粉質(zhì)黏土:僅大亞灣大道南側(cè)/北側(cè)輔道橋4孔見(jiàn),其他地段未見(jiàn)有揭露,軟塑狀,工程力學(xué)性質(zhì)差,承載力低,不應(yīng)選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        粉質(zhì)黏土:局部分布,可塑狀,工程力學(xué)性質(zhì)較差,承載力較低,不宜直接作為路基持力層和不應(yīng)直接作為擋土墻、橋梁基礎(chǔ)持力層。

        中砂:僅石化大道拓寬道路段3孔見(jiàn),其他地段未見(jiàn)有揭露,稍密狀,工程力學(xué)性質(zhì)較好,承載力稍高,可選作路基持力層。

        粗砂:局部分布,稍密狀,工程力學(xué)性質(zhì)較好,承載力稍高,可選作路基持力層和擋土墻基礎(chǔ)持力層,不應(yīng)選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        粉質(zhì)黏土:局部分布,硬塑狀,為下伏砂礫巖未經(jīng)搬運(yùn)風(fēng)化形成的殘積物,工程力學(xué)性質(zhì)較好,承載力稍高,可選作路基持力層和擋土墻基礎(chǔ)持力層,不應(yīng)選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        全風(fēng)化砂礫巖:僅大亞灣大道拓寬道路段1孔見(jiàn),其他地段未見(jiàn)有揭露,工程力學(xué)性質(zhì)較好,承載力較高,可選作路基持力層。

        強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖:分布廣泛,部分未穿透本層,工程力學(xué)性質(zhì)較好,承載力較高,可選作路基持力層和擋土墻基礎(chǔ)持力層,不宜選作橋梁基礎(chǔ)持力層。

        中風(fēng)化砂礫巖:分布較廣(其中擬建橋梁全場(chǎng)分布),工程力學(xué)性質(zhì)好,承載力高,可選作路基持力層和擋土墻、橋梁持力層。

        4.4水體對(duì)路基穩(wěn)定性分析

        土體受水的沖刷或侵蝕等破壞作用以使土體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性降低,致使路基或地下構(gòu)筑物周圍土體軟化,并可能產(chǎn)生沉陷、潛蝕、翻漿等事故,使路基強(qiáng)度急劇下降,嚴(yán)重影響路面結(jié)構(gòu)的安全。

        場(chǎng)地地表水系以從擬建龍山十路橋、大亞灣大道南側(cè)/北側(cè)輔道橋下穿過(guò)的響水河河水和大亞灣大道輔道南側(cè)魚(yú)塘水為主,場(chǎng)內(nèi)陸地地表水系不發(fā)育。適逢降雨時(shí)見(jiàn)局部低洼處有積水現(xiàn)象。勘察期間實(shí)測(cè)路基鉆孔混合水位(靜止水位)最淺處在現(xiàn)地面以下1.20m。由于響水河河水位于橋梁處,距離設(shè)計(jì)道路路基較遠(yuǎn),河流地表水對(duì)路基穩(wěn)定性不具影響;而魚(yú)塘地表水距離設(shè)計(jì)道路路基較近,魚(yú)塘地表水和適逢降雨時(shí)形成的地表水及場(chǎng)內(nèi)地下水對(duì)路基穩(wěn)定性具有一定影響。

        4.5工程地質(zhì)適宜性分析

        場(chǎng)地地貌類型簡(jiǎn)單,地勢(shì)平坦,地質(zhì)構(gòu)造及第四系覆蓋層層序正常,且下伏基巖較穩(wěn)定。根據(jù)勘察區(qū)區(qū)域調(diào)查及勘探孔揭露深度范圍內(nèi),未發(fā)現(xiàn)影響場(chǎng)地穩(wěn)定性的斷裂構(gòu)造裂隙痕跡及全新活動(dòng)斷裂活動(dòng)跡象、不良地質(zhì)作用不發(fā)育,僅表現(xiàn)為場(chǎng)地內(nèi)巖石風(fēng)化裂隙發(fā)育和巖體完整程度為極破碎—較完整。因此,綜合評(píng)定本次勘察場(chǎng)地地基是穩(wěn)定的,適宜工程建設(shè)。場(chǎng)地工程建設(shè)適宜性的定性分級(jí)為適宜性差。

        5.工程地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)防控

        5.1特殊性巖土處理方案

        場(chǎng)區(qū)沿線特殊性巖土主要為素填土、填石、淤泥質(zhì)土。填石局部分布,結(jié)構(gòu)松散;均為人工堆填而成,埋深及厚度變化均較大。素填土未完成自重固結(jié),土性為軟弱土,工程力學(xué)性質(zhì)變化大、不穩(wěn)定,并具有不均勻性、濕陷性、自重壓密性和低強(qiáng)度、高壓縮性、低承載力等,在其自重固結(jié)過(guò)程中或在上部荷載及地震等作用下易產(chǎn)生地面沉陷,導(dǎo)致地基或基礎(chǔ)沉降變形破壞等,對(duì)工程造成危害及損失,而填石粒徑大小懸殊不均,須進(jìn)行密實(shí)處理。

        5.2擋土墻方案

        根據(jù)場(chǎng)地原始地貌特征,場(chǎng)區(qū)內(nèi)揭示的各巖土層埋深、厚度差異及擬建工程特點(diǎn)、場(chǎng)地地基巖土條件擬建擋土墻。

        龍山十路段擬建橋梁北側(cè)橋頭兩側(cè)各設(shè)置一段設(shè)計(jì)長(zhǎng)約57.20m、高約4.50m~5.28m的擋土墻,設(shè)計(jì)類型為懸臂式鋼筋混凝土擋土墻,基礎(chǔ)形式擬采用天然地基淺基礎(chǔ),擋土墻擋土土層主要為素填土;

        大亞灣大道擬建南側(cè)輔道(A匝道)設(shè)置一段設(shè)計(jì)長(zhǎng)約44.30m、高約4.20m~5.10m不等的擋土墻,設(shè)計(jì)類型為仰斜式重力式混凝土擋土墻,基礎(chǔ)形式擬采用天然地基淺基礎(chǔ),擋土墻擋土土層主要為素填土。

        大亞灣大道擬建北側(cè)輔道(B匝道)設(shè)計(jì)一段長(zhǎng)約135.11m、高約1.40m~10.27m(平均高度約7.52m)不等擋土墻,設(shè)計(jì)類型為扶壁式鋼筋混凝土擋土墻,基礎(chǔ)形式擬采用樁基礎(chǔ),擋土墻擋土土層主要為素填土、填石。

        5.3路基基礎(chǔ)方案

        地表水和地下水可對(duì)路基土體造成浸濕和沖刷或侵蝕等破壞,從而對(duì)路基穩(wěn)定性造成影響,為保證路基的穩(wěn)定性和提高路基抗變形能力,使路基能經(jīng)常處于干燥和中濕狀態(tài)或潮濕狀態(tài),必須采取相應(yīng)的排水措施或隔水措施,以消除或減輕水對(duì)路基穩(wěn)定的危害,在施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)路基的防滲處理,以防止地表水和地下水的滲流造成對(duì)路基的破壞。

        對(duì)潮濕或過(guò)濕路基,應(yīng)采取換填砂、砂礫、碎石滲水性材料處理地基,或采取摻入消石灰,固化材料處理,設(shè)置土工合成材料,加強(qiáng)路基排水(如設(shè)置滲溝)等,進(jìn)行綜合處治,防止地面水和地下水浸入路面、路基,改善其濕度狀況或適當(dāng)提高路基回彈模量,以保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

        5.4橋梁基礎(chǔ)方案

        根據(jù)擬建工程特點(diǎn)、場(chǎng)地地基巖土工程地質(zhì)條件,場(chǎng)內(nèi)天然地基淺基礎(chǔ)難以滿足擬建橋梁對(duì)天然地基承載力和變形的要求,采用樁基礎(chǔ)方案。

        橋址區(qū)場(chǎng)地內(nèi)鉆孔揭露深度范圍內(nèi)大亞灣大道北側(cè)輔道橋有1孔存在強(qiáng)/中風(fēng)化巖軟硬夾層現(xiàn)象或中風(fēng)化巖在強(qiáng)風(fēng)化巖中似呈球狀風(fēng)化體分布;廣泛分布厚度不一的素填土和局部分布厚度較大的填石層;基巖埋藏深淺不一;第四系巖土層整體透水性較好;橋址區(qū)場(chǎng)地地勢(shì)起伏變化較大,呈兩頭高中間低;場(chǎng)地交通便利—不便;擬建大亞灣大道南側(cè)輔道橋北側(cè)、北側(cè)輔道橋南側(cè)和龍山十路橋鉆孔3QL6~3QL9東西兩側(cè)周邊現(xiàn)狀有已建橋梁,大亞灣大道北側(cè)輔道橋至南側(cè)輔道橋西橋頭范圍內(nèi)建有架空污水管廊,大亞灣大道北側(cè)輔道橋部分設(shè)計(jì)橋墩附近建有暫棄用的舊橋墩臺(tái);場(chǎng)地地下水和地表水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性;場(chǎng)地土對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性,對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性;擬建橋址區(qū)內(nèi)局部分布厚0.80m~6.20m不等的填石層,場(chǎng)內(nèi)部分基巖埋藏淺和第四系覆蓋層下臥直接為強(qiáng)風(fēng)化巖或中風(fēng)化巖,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁難矛穿越成樁,部分地段易存在有效樁長(zhǎng)和部分樁端進(jìn)入持力層深度難以滿足設(shè)計(jì)要求,對(duì)樁端進(jìn)入穩(wěn)定持力層質(zhì)量有較大影響,易出現(xiàn)偏樁、斷樁等現(xiàn)象,預(yù)應(yīng)力混凝土管樁機(jī)械設(shè)備吊運(yùn)到及進(jìn)退場(chǎng)麻煩、費(fèi)用高,場(chǎng)地施工條件也受限制。因此,擬建橋梁若采用樁基礎(chǔ)方案,建議采用鉆(沖)孔灌注樁樁基礎(chǔ)方案。

        5.5危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程

        擬建工程內(nèi)不存在有基坑工程或暗挖工程、人工挖孔樁類的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程。場(chǎng)內(nèi)部分燃?xì)夤芎偷乇砑芸瘴鬯芾染o臨擬建橋墩臺(tái),施工時(shí)應(yīng)對(duì)其采取相應(yīng)的管道和構(gòu)筑物保護(hù)措施。場(chǎng)內(nèi)存在邊坡工程安全等級(jí)為一—二級(jí)的土質(zhì)路塹或路堤邊坡,對(duì)屬于危大工程路塹邊坡工程應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)和第三方監(jiān)測(cè)。

        6.結(jié)論

        (1)本次巖土工程勘察以鉆探為主,結(jié)合工程地質(zhì)野外調(diào)查,未發(fā)現(xiàn)有斷裂構(gòu)造/全新活動(dòng)性斷裂通過(guò)的跡象和巖溶、土洞等其他有關(guān)明顯不良地質(zhì)現(xiàn)象,場(chǎng)區(qū)內(nèi)或周邊亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地質(zhì)現(xiàn)象。本場(chǎng)地地基屬于穩(wěn)定類型,適宜進(jìn)行本工程的建設(shè)。

        (2)對(duì)工程沿線各類地質(zhì)條件進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)性分析,評(píng)價(jià)了對(duì)工程的影響程度。

        (3)文章提出對(duì)路基和擬建擋土墻、橋梁的地基基礎(chǔ)方案提出了相關(guān)建議,以及對(duì)特殊性巖土做出了評(píng)價(jià)和提出治理對(duì)策及預(yù)防措施,以供參考。

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