金 東

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽(yáng)市 110166)

1 工程概況

該路段地貌屬鄞奉海積平原地貌,地勢(shì)較平坦。其中K0+700～K1+800路基段為軟土路基,長(zhǎng)約1000m。該段路基跨清水河,水位季節(jié)性變化較為明顯。年平均降水量1310～1740mm,平均降水日數(shù)150～171d。路基區(qū)淺部孔隙潛水含水層出露地表,直接接受大氣降水補(bǔ)給,也接受河網(wǎng)地表水及農(nóng)田灌溉水補(bǔ)給。地下徑流以垂向?yàn)橹?僅在河網(wǎng)及民井附近出現(xiàn)水平徑流,徑流短,速度緩慢,以蒸發(fā)和植物吸收為主要排泄方式,水量小,水質(zhì)較差。

2 地表水與地下水

2.1 地表水

地表水主要以大氣降水形成的地表徑流為主。地表水流量受季節(jié)性降雨控制,平時(shí)水量一般,雨季水量較大。

2.2 地下水

根據(jù)地下水賦存條件、含水層性質(zhì),該路基區(qū)地下水可分為第四系孔隙水和基巖裂隙水兩大類(lèi)。通過(guò)鉆孔顯示地下水埋深在0.9～2.0m。

(1)第四系孔隙水

主要分布于海積平原、沖洪積平原,含水層巖性為粉土、粉質(zhì)黏土、中細(xì)砂等,地下水位埋深一般在0.2～2.5m,海積地層中出水量稍大,單井涌水量在100t/d左右,水質(zhì)微咸-淡。此類(lèi)水主要由大氣降水補(bǔ)給,雨季部分由地表水補(bǔ)給,水質(zhì)為HCO3—Ca·Mg型微礦化水,一般對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。

(2)基巖裂隙水

分布于平原區(qū)底部,巖性為礫巖,基巖裂隙水主要賦存于強(qiáng)—中風(fēng)化基巖節(jié)理裂隙發(fā)育帶中,含水性極不均勻,無(wú)統(tǒng)一地下水位。水量較貧乏,常見(jiàn)泉流量0.1～0.2L/s,單井涌水量≤ 50t/d。在斷層帶內(nèi),地下水相對(duì)富集,水量較大。基巖裂隙水主要接受大氣降水及上部第四紀(jì)松散層地下水補(bǔ)給,水質(zhì)為低礦化淡水,水化學(xué)類(lèi)型以HCO3—Ca·Na型為主,對(duì)混凝土有微腐蝕性。

3 完成工作量

該段路基布置鉆孔12個(gè),靜力觸探7個(gè),十字板剪切5個(gè),剪切波速測(cè)試3個(gè)。具體勘察工作量見(jiàn)表1。

表1 完成勘察工作量一覽表

4 地層巖性

4.1 巖體工程地質(zhì)類(lèi)型及分布

沉積巖:該類(lèi)巖體在軟土路基區(qū)內(nèi)埋深40m以下。地層巖性主要為白堊紀(jì)下統(tǒng)方巖組(K1f)礫巖,巖質(zhì)較軟,易風(fēng)化、軟化,工程地質(zhì)條件較為復(fù)雜。

4.2 土體工程地質(zhì)類(lèi)型及分布

區(qū)內(nèi)土體主要分布于海積平原區(qū),根據(jù)其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特點(diǎn)可劃分為:流塑淤泥、淤泥質(zhì)土;軟塑粉質(zhì)黏土、黏土;可塑粉質(zhì)黏土、黏土;硬塑粉質(zhì)黏土、黏土;中密粉土、細(xì)砂,密實(shí)粗砂;中密—密實(shí)礫砂、圓礫。

5 工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

5.1 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

鉆探結(jié)果顯示,場(chǎng)地內(nèi)覆蓋層主要以黏土、圓礫為主。第四系覆蓋層埋深較大,地下水埋深0.9～2.0m,工程地質(zhì)條件較復(fù)雜,整個(gè)場(chǎng)區(qū)現(xiàn)狀穩(wěn)定,整體適宜建設(shè)[1]。

5.2 場(chǎng)地地震效應(yīng)

5.2.1場(chǎng)地地震

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)附表C.11和G.1,得出如下結(jié)論:該段基本地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g(地震基本烈度Ⅶ度),基本地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期值為0.35s。

該段落場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi),根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306-2015)表1和表E.1,調(diào)整地震動(dòng)參數(shù)如下:該段地震動(dòng)峰值加速度值為0.125g(地震基本烈度為Ⅶ度),地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期值為0.45s。

應(yīng)按《公路工程抗震規(guī)范》(JTG B02—2013)及《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T 2231-01—2020)有關(guān)規(guī)定采取抗震措施。

5.2.2場(chǎng)地類(lèi)別及場(chǎng)地土類(lèi)型

鉆探成果顯示,上覆第四系地層最厚處50.2m,軟弱土厚度大于15m,根據(jù)《公路工程抗震規(guī)范》(JTG B02—2013)判斷,判定建筑場(chǎng)地類(lèi)別為Ⅲ類(lèi),屬抗震不利地段。場(chǎng)地土類(lèi)型詳見(jiàn)表2。

表2 場(chǎng)地土類(lèi)型

5.3 場(chǎng)地水、土對(duì)建筑材料的腐蝕性

在場(chǎng)地附近取2組水樣和1組土樣,分別進(jìn)行室內(nèi)水、土腐蝕性試驗(yàn),參照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG C20-2011)附錄K進(jìn)行數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)。

5.3.1水腐蝕性評(píng)價(jià)

5.3.2土腐蝕性評(píng)價(jià)

5.4 特殊性巖土工程地質(zhì)評(píng)價(jià)

通過(guò)勘察,揭露的特殊巖土為軟土和填土。軟土包括淤泥質(zhì)土和淤泥。根據(jù)地表調(diào)查和勘探資料顯示,該段范圍內(nèi)軟土分布較廣,埋深較淺,厚度約14.2～32.7m,工程地質(zhì)條件較復(fù)雜。由于軟土尚未固結(jié)完全,可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮負(fù)摩阻力影響。該層物理力學(xué)性質(zhì)差,具有孔隙比大、壓縮性高、承載能力低等特點(diǎn),工程地質(zhì)條件較差[2],其物理力學(xué)指標(biāo)詳見(jiàn)表3。

表3 軟土試驗(yàn)數(shù)據(jù)一覽表

根據(jù) 《巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)》(GB 50021—2001)5.7.11條,該區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度。根據(jù)項(xiàng)目9個(gè)鉆孔波速測(cè)試結(jié)果,9個(gè)鉆孔的等效剪切波速均大于140m/s。因此,即使遭遇Ⅶ度烈度的地震作用,也無(wú)需考慮軟土震陷影響。

填土結(jié)構(gòu)較松散,主要成分為粘性土和回填碎石,分布于鄉(xiāng)間土路,局部有架空現(xiàn)象,均一性較差,滲透性較高,富水性較好。該區(qū)范圍內(nèi)填土分布較廣但厚度不深,約0.20～2.80m。由于填土尚未固結(jié)完全,可能產(chǎn)生負(fù)摩阻力,設(shè)計(jì)時(shí)需考慮此影響。

5.5 巖土設(shè)計(jì)參數(shù)

推薦工程地質(zhì)層巖土設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表4。

表4 推薦工程地質(zhì)層巖土設(shè)計(jì)參數(shù)表

5.6 總體評(píng)價(jià)

該路段普遍分布有第四系全新統(tǒng)濱海相沉積的淤泥質(zhì)土。該土呈灰色,流塑,飽和,韌性及干強(qiáng)度低,土層中存在較多高嶺石等無(wú)機(jī)質(zhì)物質(zhì)。一般層厚14.2～32.7m,該軟土層的天然含水量一般在38%～59%,土層的液性指數(shù)一般在1.05～1.45。自然狀態(tài)下,大多數(shù)會(huì)呈現(xiàn)半流塑狀態(tài)。通過(guò)地質(zhì)調(diào)繪發(fā)現(xiàn),該地區(qū)軟土層還具有易觸變、土質(zhì)不均等特征。相對(duì)而言,軟土路基在載荷作用下,固結(jié)速度較慢,在自然狀態(tài)下雖然能夠呈現(xiàn)出一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,但一經(jīng)擾動(dòng),結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)迅速下降,并呈現(xiàn)出不均勻沉降現(xiàn)象,建議對(duì)該段路基進(jìn)行地基處理。

6 工程措施

該段軟土層埋深較深,范圍較廣,厚度不均勻。

針對(duì)工程特點(diǎn),建議采用預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工工藝。預(yù)應(yīng)力管樁作為一種預(yù)制樁,與其他樁型相比,具有樁身質(zhì)量可靠、強(qiáng)度高、穿透能力強(qiáng)、施工便捷等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于軟土的固結(jié)及性能提升效果顯著。同時(shí),預(yù)應(yīng)力管樁對(duì)周?chē)h(huán)境污染較小,效費(fèi)比高。

7 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)工程特點(diǎn),建議該段軟土路基采用管樁處理,穿透軟土,以下部穩(wěn)定的圓礫(角礫)、礫巖為持力層,可有效改善路基軟土性能,減少不均勻沉降。