关于公路工程地质条件的评估分析

2012-08-15邓淮斌

淮北职业技术学院学报 2012年3期

关键词：亳州市层位工程地质

邓淮斌

（亳州市公路管理局，安徽亳州 236800）

关于公路工程地质条件的评估分析

邓淮斌

（亳州市公路管理局，安徽亳州 236800）

公路工程地貌分区及区域工程地质条件的评估，有可能与气候分区一样，成为公路规划、设计、施工的重要课题。对亳州市域公路工程地貌分区提出初步意见，对相应工程地质特点和常用工程对策进行了归纳、分析。

公路工程；地貌分区；工程地质

公路工程地基处理和桥涵基础的设计、施工，必须对所在地区的地貌分区、分类和工程地质特点有比较明晰的认识，使分析勘测、钻探资料时有针对性和预见性，避免粗糙肤浅、减少失误［1］。根据收集到的地质资料和路桥施工实践，就亳州市域有关情况进行归纳、简析，以供业内同行参考。

1 亳州市域公路工程地质地貌分区初步意见

依据本地区地形地貌状况和地质剖面内容，结合路桥工程特定要求，亳州市域可划分为第四纪全新世和现代地貌。

1.1 第四纪全新世区

1.1.1 岩石丘陵山区

（1）岩石地基类型：具明显石灰岩区地貌，保留古剥蚀面。岩石裸露或有少量残积、坡积和较薄的现代耕作土层，裂隙、坑洞较发育。丘陵间洼地主要为淤积土［2］。

（2）洪积台地类型：属于丘陵间较大面积低平坡台。以洪积、淤积土层为主，下部砂砾、砾石较多。古洪积扇结合部沉积层较厚，且土质变化比较复杂。

（3）剥蚀平台、微丘区

典型片麻岩区剥蚀地貌。裸露风化岩石或较厚的风化土层，残积层厚薄不一。土壤分层主要决定于不同阶段风化深度，其靠下部基本保存原岩构造特征。土质多具有一定的膨胀性。

（4）平原淤积区

广泛分布河流、湖沼、淤积土层，间隔夹有多层冲积砂土，分层厚度较大，相对稳定。多为较均匀的细粒土和砂质土。

（5）河流冲积区

分布于故黄河和沂河、沭河流域，呈条带状，以较厚的冲积砂、砂土层为典型特征。地表以下多富水比较软弱。

（6）西部黄河故道冲积区

总的属于鲁西南一淮北平原的一个部分，由古汴水、黄河等冲积而成。标准剖面为较稳定的砂层和砂质、粉质土层交替，间夹多层较薄粘质土，粘质土层并不连续但层位较明确。

（7）东南部河流冲积区

本小区是夹于亳州和皖北丘陵之间的一个条带，地史、地貌和河流变迁比较复杂，冲积区形成较晚。标准剖面为砂质土、粉质土和较厚的砂层，粘质土时见于偏上部和偏下部层位。主要的特点是沉积层经常变化，纵横向延续均不甚稳定。地下水位偏高，部分砂层处于流砂状态［3］。

1.1.2 现代地貌分区——近代煤矿塌陷区：

由于地下较大范围煤矿开采，因不同层位采空、塌陷而造成非常特殊的工程地质条件。地表不均匀沉陷使大面积平地、农田变为洼地、池沼，有的已稳定，有的还在陆续沉陷，特别深层采空的自然沉陷会相当长。地下水体泄流重组，地表水富集，土层状态失稳［4］。

2 亳州市域公路工程地质的主要特点和工程评估

2.1 从总体上看，亳州市域公路工程基础地质条件优于苏南和连云港等沿海地区，软土地基较少，也没有海淤土层，对工程较为有利。减少了软基处理工程量。

亳州的高塑性粘土层原始成分多为石灰岩的风化残积物，片麻岩也常不是酸性的，含胶高岭石等次生矿物较少，活性稍弱，土壤较易板结。工程地基承载力较好，但应查明溶洞，路线与构造及时避让［5］35－37。

2.2 亳州市域总的属于丘陵、平丘地貌，因而大部分地区工程基础的平面剖面变化较快而复杂。工程地质承载力较高，均可作桩基持力层。也可做重力或扩大基础。

2.3 丘陵、平台区一般有较明确的强风化、弱风化或剥蚀基准面，桩基可穿过强风化，持力于弱风化层。

2.4 平原区淤积土层和河流冲积层的层位虽然相对稳定，但在剖面上较薄的夹层往往在一定距离内呈扁平透镜状，尖灭过渡。在绘制钻孔综合地质剖面时，应充分考虑此一特点，认真分析沉积期和沉积物变化规律，特别是对较长桥梁地基，要搞准层位关系，切忌简单同类连线，造成施工依据错误。一般只宜做摩擦桩基础，不宜用重力或扩大基础［6］。

该分区地质对路桥工程建设极为不利。尤其是对公路地基稳定和桥梁基础安全带来的威胁和甚大风险，施工扰动的后果也较难预计，总的来讲可称为“工程难区”。多年来，这些地方的旧路经常大面积变形，“屡填不平”，危险桥梁也较多，就是工程地质不良的实施［6］。常常投入了论证、调查、勘测、设计、施工处理的工作量，包括专项设置研究课题攻关，投资也有明显增加，才得以保证工程目标和质量，使我们更加深了对公路工程地质研究重要性的理解。

3 亳州市域公路工程常见地质条件和问题的工程对策

3.1 基岩浅埋或接近裸露地段，地表状况变化较大

（1）认真勘测，调查判定基岩剥蚀面标高和古地形变化、土层基本厚度及地下水位情况。

（2）根据道路设计标准要求，结合剥蚀面位置，确定地基处理深度，并设置石灰稳定类底板，以减轻基岩凹凸不平造成的不稳定因素。

（3）参照剥蚀面基准，综合确定桥梁钻孔桩、挖孔桩的基本桩长和嵌岩深度。

在嵌岩挖孔桩施工时，嵌岩深度变化甚大，不易分辨是基岩还是浮石，难以掌握设计要求，工程停滞。我们通过排比钻探和已施工孔资料，判断出基本剥蚀面标高，然后确定终孔标准，较好地解决了施工难点。在桥梁施工中，钻孔桩漏水跑浆，我们通过石灰岩剥蚀面一般地貌特点分析，判断为浅裂隙、凹槽漏水，排除溶洞、断裂，采用简单抛填堵漏成功，节约了处理经费。

3.2 Ⅱ区片麻岩风化、残积地段，土壤有膨胀性，含水量高时不稳定，但土层层序较简单

（1）掺石灰改善地基、控制膨胀性质，是常用有效的方法，含砂砾较多的残积土，对于路基土石灰掺量可以少一些。

（2）一般桥涵可用扩大基础。钻、挖孔桩桩长较短，穿过强风化层进入弱风化层即可，宜用磨擦桩加支承桩综合方法计算。由于弱风化层明显保留原岩构造形状，钻孔嵌岩深度不必过分拘泥。

3.3 亳州市域大部分淤积软弱粘土层，往往呈一定范围、厚度较薄的夹层出现，只在现代地表部分有时较厚，并不构成太大威胁。对表层软土地基，一般用石灰或水泥稳定方法即可解决。

3.4 厚度较大的冲积疏松粉砂层和流砂层，是亳州市域公路工程地质的要害，对桥梁基础施工的影响尤为明显。

（1）在地下水位较高、而粉砂或流砂层位偏低的地段，为了控制重交通道路地基持续、不均匀沉降，应采用强夯处置或用砖石挤密桩；粉砂或流砂层位较高，且有明确粘土夹层时，可以用水泥干粉喷桩加固。

（2）重视做好路基边坡防护和桥涵构筑物附属护砌工程。

3.5 在地震预警带区域，深部基岩多断裂破碎

设计大型桥梁桩基必须谨慎，桩距宜密，桩径宜大，桩长宜深，嵌岩应确保稳定，灌注混凝土的强度等级要适当提高。邳州大运河一线，基岩为石灰岩，破碎角砾岩多已重新固结，工程地质条件已经接近正常，只是需要加密勘察，使桥位避开活动断层、桩位尽量避开破碎岩带，设计保证达到抗震要求［7］。

3.6 煤矿塌陷区

需要专题研究有关工程地质问题。最基本的工作是调查清楚地下采空区和保安矿柱的分布、采空层位及深度、沉陷稳定时间和状况、地下及地表水文状况等。