關于公路工程地質(zhì)條件的評估分析

鄧淮斌

（亳州市公路管理局，安徽亳州 236800）

關于公路工程地質(zhì)條件的評估分析

鄧淮斌

（亳州市公路管理局，安徽亳州 236800）

公路工程地貌分區(qū)及區(qū)域工程地質(zhì)條件的評估，有可能與氣候分區(qū)一樣，成為公路規(guī)劃、設計、施工的重要課題。對亳州市域公路工程地貌分區(qū)提出初步意見，對相應工程地質(zhì)特點和常用工程對策進行了歸納、分析。

公路工程；地貌分區(qū)；工程地質(zhì)

公路工程地基處理和橋涵基礎的設計、施工，必須對所在地區(qū)的地貌分區(qū)、分類和工程地質(zhì)特點有比較明晰的認識，使分析勘測、鉆探資料時有針對性和預見性，避免粗糙膚淺、減少失誤［1］。根據(jù)收集到的地質(zhì)資料和路橋施工實踐，就亳州市域有關情況進行歸納、簡析，以供業(yè)內(nèi)同行參考。

1 亳州市域公路工程地質(zhì)地貌分區(qū)初步意見

依據(jù)本地區(qū)地形地貌狀況和地質(zhì)剖面內(nèi)容，結(jié)合路橋工程特定要求，亳州市域可劃分為第四紀全新世和現(xiàn)代地貌。

1.1 第四紀全新世區(qū)

1.1.1 巖石丘陵山區(qū)

（1）巖石地基類型：具明顯石灰?guī)r區(qū)地貌，保留古剝蝕面。巖石裸露或有少量殘積、坡積和較薄的現(xiàn)代耕作土層，裂隙、坑洞較發(fā)育。丘陵間洼地主要為淤積土［2］。

（2）洪積臺地類型：屬于丘陵間較大面積低平坡臺。以洪積、淤積土層為主，下部砂礫、礫石較多。古洪積扇結(jié)合部沉積層較厚，且土質(zhì)變化比較復雜。

（3）剝蝕平臺、微丘區(qū)

典型片麻巖區(qū)剝蝕地貌。裸露風化巖石或較厚的風化土層，殘積層厚薄不一。土壤分層主要決定于不同階段風化深度，其靠下部基本保存原巖構造特征。土質(zhì)多具有一定的膨脹性。

（4）平原淤積區(qū)

廣泛分布河流、湖沼、淤積土層，間隔夾有多層沖積砂土，分層厚度較大，相對穩(wěn)定。多為較均勻的細粒土和砂質(zhì)土。

（5）河流沖積區(qū)

分布于故黃河和沂河、沭河流域，呈條帶狀，以較厚的沖積砂、砂土層為典型特征。地表以下多富水比較軟弱。

（6）西部黃河故道沖積區(qū)

總的屬于魯西南一淮北平原的一個部分，由古汴水、黃河等沖積而成。標準剖面為較穩(wěn)定的砂層和砂質(zhì)、粉質(zhì)土層交替，間夾多層較薄粘質(zhì)土，粘質(zhì)土層并不連續(xù)但層位較明確。

（7）東南部河流沖積區(qū)

本小區(qū)是夾于亳州和皖北丘陵之間的一個條帶，地史、地貌和河流變遷比較復雜，沖積區(qū)形成較晚。標準剖面為砂質(zhì)土、粉質(zhì)土和較厚的砂層，粘質(zhì)土時見于偏上部和偏下部層位。主要的特點是沉積層經(jīng)常變化，縱橫向延續(xù)均不甚穩(wěn)定。地下水位偏高，部分砂層處于流砂狀態(tài)［3］。

1.1.2 現(xiàn)代地貌分區(qū)——近代煤礦塌陷區(qū)：

由于地下較大范圍煤礦開采，因不同層位采空、塌陷而造成非常特殊的工程地質(zhì)條件。地表不均勻沉陷使大面積平地、農(nóng)田變?yōu)橥莸?、池沼，有的已穩(wěn)定，有的還在陸續(xù)沉陷，特別深層采空的自然沉陷會相當長。地下水體泄流重組，地表水富集，土層狀態(tài)失穩(wěn)［4］。

2 亳州市域公路工程地質(zhì)的主要特點和工程評估

2.1 從總體上看，亳州市域公路工程基礎地質(zhì)條件優(yōu)于蘇南和連云港等沿海地區(qū)，軟土地基較少，也沒有海淤土層，對工程較為有利。減少了軟基處理工程量。

亳州的高塑性粘土層原始成分多為石灰?guī)r的風化殘積物，片麻巖也常不是酸性的，含膠高嶺石等次生礦物較少，活性稍弱，土壤較易板結(jié)。工程地基承載力較好，但應查明溶洞，路線與構造及時避讓［5］35－37。

2.2 亳州市域總的屬于丘陵、平丘地貌，因而大部分地區(qū)工程基礎的平面剖面變化較快而復雜。工程地質(zhì)承載力較高，均可作樁基持力層。也可做重力或擴大基礎。

2.3 丘陵、平臺區(qū)一般有較明確的強風化、弱風化或剝蝕基準面，樁基可穿過強風化，持力于弱風化層。

2.4 平原區(qū)淤積土層和河流沖積層的層位雖然相對穩(wěn)定，但在剖面上較薄的夾層往往在一定距離內(nèi)呈扁平透鏡狀，尖滅過渡。在繪制鉆孔綜合地質(zhì)剖面時，應充分考慮此一特點，認真分析沉積期和沉積物變化規(guī)律，特別是對較長橋梁地基，要搞準層位關系，切忌簡單同類連線，造成施工依據(jù)錯誤。一般只宜做摩擦樁基礎，不宜用重力或擴大基礎［6］。

該分區(qū)地質(zhì)對路橋工程建設極為不利。尤其是對公路地基穩(wěn)定和橋梁基礎安全帶來的威脅和甚大風險，施工擾動的后果也較難預計，總的來講可稱為“工程難區(qū)”。多年來，這些地方的舊路經(jīng)常大面積變形，“屢填不平”，危險橋梁也較多，就是工程地質(zhì)不良的實施［6］。常常投入了論證、調(diào)查、勘測、設計、施工處理的工作量，包括專項設置研究課題攻關，投資也有明顯增加，才得以保證工程目標和質(zhì)量，使我們更加深了對公路工程地質(zhì)研究重要性的理解。

3 亳州市域公路工程常見地質(zhì)條件和問題的工程對策

3.1 基巖淺埋或接近裸露地段，地表狀況變化較大

（1）認真勘測，調(diào)查判定基巖剝蝕面標高和古地形變化、土層基本厚度及地下水位情況。

（2）根據(jù)道路設計標準要求，結(jié)合剝蝕面位置，確定地基處理深度，并設置石灰穩(wěn)定類底板，以減輕基巖凹凸不平造成的不穩(wěn)定因素。

（3）參照剝蝕面基準，綜合確定橋梁鉆孔樁、挖孔樁的基本樁長和嵌巖深度。

在嵌巖挖孔樁施工時，嵌巖深度變化甚大，不易分辨是基巖還是浮石，難以掌握設計要求，工程停滯。我們通過排比鉆探和已施工孔資料，判斷出基本剝蝕面標高，然后確定終孔標準，較好地解決了施工難點。在橋梁施工中，鉆孔樁漏水跑漿，我們通過石灰?guī)r剝蝕面一般地貌特點分析，判斷為淺裂隙、凹槽漏水，排除溶洞、斷裂，采用簡單拋填堵漏成功，節(jié)約了處理經(jīng)費。

3.2 Ⅱ區(qū)片麻巖風化、殘積地段，土壤有膨脹性，含水量高時不穩(wěn)定，但土層層序較簡單

（1）摻石灰改善地基、控制膨脹性質(zhì)，是常用有效的方法，含砂礫較多的殘積土，對于路基土石灰摻量可以少一些。

（2）一般橋涵可用擴大基礎。鉆、挖孔樁樁長較短，穿過強風化層進入弱風化層即可，宜用磨擦樁加支承樁綜合方法計算。由于弱風化層明顯保留原巖構造形狀，鉆孔嵌巖深度不必過分拘泥。

3.3 亳州市域大部分淤積軟弱粘土層，往往呈一定范圍、厚度較薄的夾層出現(xiàn)，只在現(xiàn)代地表部分有時較厚，并不構成太大威脅。對表層軟土地基，一般用石灰或水泥穩(wěn)定方法即可解決。

3.4 厚度較大的沖積疏松粉砂層和流砂層，是亳州市域公路工程地質(zhì)的要害，對橋梁基礎施工的影響尤為明顯。

（1）在地下水位較高、而粉砂或流砂層位偏低的地段，為了控制重交通道路地基持續(xù)、不均勻沉降，應采用強夯處置或用磚石擠密樁；粉砂或流砂層位較高，且有明確粘土夾層時，可以用水泥干粉噴樁加固。

（2）重視做好路基邊坡防護和橋涵構筑物附屬護砌工程。

3.5 在地震預警帶區(qū)域，深部基巖多斷裂破碎

設計大型橋梁樁基必須謹慎，樁距宜密，樁徑宜大，樁長宜深，嵌巖應確保穩(wěn)定，灌注混凝土的強度等級要適當提高。邳州大運河一線，基巖為石灰?guī)r，破碎角礫巖多已重新固結(jié)，工程地質(zhì)條件已經(jīng)接近正常，只是需要加密勘察，使橋位避開活動斷層、樁位盡量避開破碎巖帶，設計保證達到抗震要求［7］。

3.6 煤礦塌陷區(qū)

需要專題研究有關工程地質(zhì)問題。最基本的工作是調(diào)查清楚地下采空區(qū)和保安礦柱的分布、采空層位及深度、沉陷穩(wěn)定時間和狀況、地下及地表水文狀況等。

4 結(jié)語

公路工程地貌分區(qū)工程地質(zhì)評估及防治，對于規(guī)劃、設計、施工常有重要價值。但由于路、橋工程涉及的地貌、地質(zhì)層位相當表淺，以及工程地質(zhì)隱患反映的滯后性，近來隨著高等級公路建設的快速發(fā)展，工程安全、工程壽命，與工程地質(zhì)環(huán)境的關系已越來越被重視，因此本文介紹的這些收集資料和初步研究或許有一定的參考價值。

［1］李斌.公路工程地質(zhì)［M］.北京：人民交通出版社，1987.

［2］孫家齊.工程地質(zhì)［M］.武漢：武漢工業(yè)大學出版社，2001.

［3］李烈榮.地質(zhì)災害防治知識［M］.國土資源部環(huán)境司編印，1998.

［4］交通部第二公路勘察設計研究院.路基：公路設計手冊［M］.北京：人民交通出版社，1996.

［5］龍正聰，廖斷勇.地質(zhì)勘探在高速公路建設中的地位與作用［J］.湖南交通科技，2003，29（3）.

［6］JTJ064—98.公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.北京：人民交通出版社，1998.

［7］JTGB01—2003.公路工程技術標準［S］.北京：人民交通出版社，2004.

U412.22

A

1671-8275（2012）03-0117-02

2011-12-20

鄧淮斌（1977-），男，安徽亳州人，亳州市公路管理局工程師。研究方向：工程技術管理。

文 月