惠州大亚湾大道响水河立交改造工程地质特征风险分析

龚先鸿

摘要：大亚湾大道响水河立交改造工程中为了预防潜在地质灾害，通过对预施工路段沿线的工程地质条件、水文地质条件，不良地质作用、特殊性岩土等野外调查，开展预施工区域地质特征风险分析，场区内或周边亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地质现象。本场地地基属于稳定类型，适宜进行本工程的建设。

关键词：大亚湾；立交改造工程；工程地质特征；风险分析

1.前言

受惠州经济技术开发区公用事业管理局委托，对拟建大亚湾大道响水河立交改造工程场地开展岩土工程勘查。拟建工程位于惠州大亚湾区大亚湾大道和石化大道交叉点（图1），主要内容为交叉口改造，将原分离式立交形式改造为菱形立交形式，拟建工程为城市次干路8段，城市主干路4段及相应挡土墙，跨度不等桥梁3座。

2.拟建场地现状

拟建场地现状道路沿线地势平坦，局部夹山前冲沟地貌，经人工改造，加填厚度不一的填土和填石。大亚湾大道南侧/北侧辅道桥河岸两侧和北侧辅道桥以东拟建挡土墙段目前斜坡较稳定；北侧辅道桥和拟建挡土墙至南侧辅道桥桥头范围内和周边地表建有架空污水管廊；场地局部地表建有高压电塔；拟建3座桥梁周边现状有已建桥梁。钻孔孔口标高为+0.62m～+24.74m，最大高差约为24.12m。场地沿线地下埋设通信、电力电线、给水管、华润燃气管等，埋深0.20m～3.5m不等，对工程施工影响较大。

3.地质环境概况

场地位于北回归线以南，属南亚热带海洋性季风气候，终年高温潮湿，雨量充沛；受亚热带海洋性季风气候的影响，降雨量具有雨量多、强度大、季节长、雨日多及分布不均等特点。降雨多集中于5月～9月，降雨量占全年的83.9%，经常暴雨成灾，且在每年的5月～11月有台风发生，多集中于7月～9月。潮湿系数大于1。年均温度21.6℃，极端最高气温38.5°C，最低气温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；年平均气压1011.0hPa；年平均相对湿度82%。场地年主导风向为东南风。拟建场地地形地貌类型原为丘陵及夹河流冲积阶地地貌，局部夹山前冲沟地貌，微地貌发育，后经人工改造，加填厚度不一的填土和填石。场地现状道路沿线和拟建大亚湾大道南侧辅道桥两端地势平坦～平缓，其余地段地势起伏变化较大。拟建大亚湾大道南侧/北侧辅道桥河岸两侧和北侧辅道桥以东拟建挡土墙段目前斜坡较稳定，现状坡度约15°～45°不等，局部大于45°，南侧/北侧辅道桥以东段路堤边坡坡面大部分已采用砌筑片石进行加固处理；拟建龙山十路桥河岸两侧目前斜坡稳定，现状坡度约35°～45°不等，个别大于75°，已采用分2～3级放坡进行处理和对其坡面已采用砌筑片石进行加固处理。

4.工程地质特征分析

4.1区域地质稳定性分析

勘查场地（包括大亚湾区）断裂构造不发育，区域主干断裂构造以北西向和东西向发育为主，离拟建场地较远，对路基和挡土墙、桥墩台基础的稳定性影响不大。场地附近未见有区域性断裂构造/全新活动断裂构造通过的迹象，场区内或周边亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地质现象，场地地质构造较简单，不良地质作用不发育，且下伏基岩较稳定，第四系覆盖层层序正常，场地区域稳定性尚好。

4.2地基均匀性及稳定性分析

场地主要地貌类型为丘陵及夹河流冲积阶地地貌。根据钻孔资料，基底地层为风化砂砾岩，性质变化不大，地基均匀，对挡土墙地基基础的稳定性有利；其余地段路基和挡土墙基底地层基本为素填土/填石层及部分路段需继续进行路基填土，地基不均匀，对路基、挡土墙地基、桥墩台地基基础的稳定性不利。

4.3岩土体分析与评价

拟建场地揭露的岩土层中，各岩土层的承载力高低及是否适宜作为持力层分别分析如下：

素填土：分布广泛，为人工堆填而成，加填厚度不一，结构松散—稍密状，未完成自重固结，工程力学性质差，承载力低及工程力学性质变化大、不稳定，未经处理不应直接作为路基持力层和挡土墙、桥梁基础持力层。

填石：局部分布，为人工堆填而成，加填厚度不一，粒径大小悬殊不均，结构松散，工程力学性质差，承载力低及工程力学性质变化大、不稳定，未经处理不应直接作为路基持力层和挡土墙、桥梁基础持力层。

淤泥质土：仅大亚湾大道南侧/北侧辅道桥2孔见，其他地段未见有揭露，流塑状，工程力学性质差，承载力低，不应选作桥梁基础持力层。

粉砂：仅大亚湾大道南侧辅道桥1孔见，似呈层状或透镜状分布，其他地段未见有揭露，松散状，工程力学性质差，承载力低，不应选作桥梁基础持力层。

粉质黏土：仅大亚湾大道南侧/北侧辅道桥4孔见，其他地段未见有揭露，软塑状，工程力学性质差，承载力低，不应选作桥梁基础持力层。

粉质黏土：局部分布，可塑状，工程力学性质较差，承载力较低，不宜直接作为路基持力层和不应直接作为挡土墙、桥梁基础持力层。

中砂：仅石化大道拓宽道路段3孔见，其他地段未见有揭露，稍密状，工程力学性质较好，承载力稍高，可选作路基持力层。

粗砂：局部分布，稍密状，工程力学性质较好，承载力稍高，可选作路基持力层和挡土墙基础持力层，不应选作桥梁基础持力层。

粉质黏土：局部分布，硬塑状，为下伏砂砾岩未经搬运风化形成的残积物，工程力学性质较好，承载力稍高，可选作路基持力层和挡土墙基础持力层，不应选作桥梁基础持力层。

全风化砂砾岩：仅大亚湾大道拓宽道路段1孔见，其他地段未见有揭露，工程力学性质较好，承载力较高，可选作路基持力层。

强风化砂砾岩：分布广泛，部分未穿透本層，工程力学性质较好，承载力较高，可选作路基持力层和挡土墙基础持力层，不宜选作桥梁基础持力层。

中风化砂砾岩：分布较广（其中拟建桥梁全场分布），工程力学性质好，承载力高，可选作路基持力层和挡土墙、桥梁持力层。

4.4水体对路基稳定性分析

土体受水的冲刷或侵蚀等破坏作用以使土体的强度和稳定性降低，致使路基或地下构筑物周围土体软化，并可能产生沉陷、潜蚀、翻浆等事故，使路基强度急剧下降，严重影响路面结构的安全。

场地地表水系以从拟建龙山十路桥、大亚湾大道南侧/北侧辅道桥下穿过的响水河河水和大亚湾大道辅道南侧鱼塘水为主，场内陆地地表水系不发育。适逢降雨时见局部低洼处有积水现象。勘察期间实测路基钻孔混合水位（静止水位）最浅处在现地面以下1.20m。由于响水河河水位于桥梁处，距离设计道路路基较远，河流地表水对路基稳定性不具影响；而鱼塘地表水距离设计道路路基较近，鱼塘地表水和适逢降雨时形成的地表水及场内地下水对路基稳定性具有一定影响。

4.5工程地质适宜性分析

场地地貌类型简单，地势平坦，地质构造及第四系覆盖层层序正常，且下伏基岩较稳定。根据勘察区区域调查及勘探孔揭露深度范围内，未发现影响场地稳定性的断裂构造裂隙痕迹及全新活动断裂活动迹象、不良地质作用不发育，仅表现为场地内岩石风化裂隙发育和岩体完整程度为极破碎—较完整。因此，综合评定本次勘察场地地基是稳定的，适宜工程建设。场地工程建设适宜性的定性分级为适宜性差。

5.工程地质灾害风险防控

5.1特殊性岩土处理方案

场区沿线特殊性岩土主要为素填土、填石、淤泥质土。填石局部分布，结构松散；均为人工堆填而成，埋深及厚度变化均较大。素填土未完成自重固结，土性为软弱土，工程力学性质变化大、不稳定，并具有不均匀性、湿陷性、自重压密性和低强度、高压缩性、低承载力等，在其自重固结过程中或在上部荷载及地震等作用下易产生地面沉陷，导致地基或基础沉降变形破坏等，对工程造成危害及损失，而填石粒径大小悬殊不均，须进行密实处理。

5.2挡土墙方案

根据场地原始地貌特征，场区内揭示的各岩土层埋深、厚度差异及拟建工程特点、场地地基岩土条件拟建挡土墙。

龙山十路段拟建桥梁北侧桥头两侧各设置一段设计长约57.20m、高约4.50m～5.28m的挡土墙，设计类型为悬臂式钢筋混凝土挡土墙，基础形式拟采用天然地基浅基础，挡土墙擋土土层主要为素填土；

大亚湾大道拟建南侧辅道（A匝道）设置一段设计长约44.30m、高约4.20m～5.10m不等的挡土墙，设计类型为仰斜式重力式混凝土挡土墙，基础形式拟采用天然地基浅基础，挡土墙挡土土层主要为素填土。

大亚湾大道拟建北侧辅道（B匝道）设计一段长约135.11m、高约1.40m～10.27m（平均高度约7.52m）不等挡土墙，设计类型为扶壁式钢筋混凝土挡土墙，基础形式拟采用桩基础，挡土墙挡土土层主要为素填土、填石。

5.3路基基础方案

地表水和地下水可对路基土体造成浸湿和冲刷或侵蚀等破坏，从而对路基稳定性造成影响，为保证路基的稳定性和提高路基抗变形能力，使路基能经常处于干燥和中湿状态或潮湿状态，必须采取相应的排水措施或隔水措施，以消除或减轻水对路基稳定的危害，在施工时应加强路基的防渗处理，以防止地表水和地下水的渗流造成对路基的破坏。

对潮湿或过湿路基，应采取换填砂、砂砾、碎石渗水性材料处理地基，或采取掺入消石灰，固化材料处理，设置土工合成材料，加强路基排水（如设置渗沟）等，进行综合处治，防止地面水和地下水浸入路面、路基，改善其湿度状况或适当提高路基回弹模量，以保证路基的强度和稳定性。

5.4桥梁基础方案

根据拟建工程特点、场地地基岩土工程地质条件，场内天然地基浅基础难以满足拟建桥梁对天然地基承载力和变形的要求，采用桩基础方案。

桥址区场地内钻孔揭露深度范围内大亚湾大道北侧辅道桥有1孔存在强/中风化岩软硬夹层现象或中风化岩在强风化岩中似呈球状风化体分布；广泛分布厚度不一的素填土和局部分布厚度较大的填石层；基岩埋藏深浅不一；第四系岩土层整体透水性较好；桥址区场地地势起伏变化较大，呈两头高中间低；场地交通便利—不便；拟建大亚湾大道南侧辅道桥北侧、北侧辅道桥南侧和龙山十路桥钻孔3QL6～3QL9东西两侧周边现状有已建桥梁，大亚湾大道北侧辅道桥至南侧辅道桥西桥头范围内建有架空污水管廊，大亚湾大道北侧辅道桥部分设计桥墩附近建有暂弃用的旧桥墩台；场地地下水和地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性；场地土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性；拟建桥址区内局部分布厚0.80m～6.20m不等的填石层，场内部分基岩埋藏浅和第四系覆盖层下卧直接为强风化岩或中风化岩，预应力混凝土管桩难矛穿越成桩，部分地段易存在有效桩长和部分桩端进入持力层深度难以满足设计要求，对桩端进入稳定持力层质量有较大影响，易出现偏桩、断桩等现象，预应力混凝土管桩机械设备吊运到及进退场麻烦、费用高，场地施工条件也受限制。因此，拟建桥梁若采用桩基础方案，建议采用钻（冲）孔灌注桩桩基础方案。

5.5危险性较大的分部分项工程

拟建工程内不存在有基坑工程或暗挖工程、人工挖孔桩类的危险性较大的分部分项工程。场内部分燃气管和地表架空污水管廊紧临拟建桥墩台，施工时应对其采取相应的管道和构筑物保护措施。场内存在边坡工程安全等级为一—二级的土质路堑或路堤边坡，对属于危大工程路堑边坡工程应进行专项设计和第三方监测。

6.结论

（1）本次岩土工程勘察以钻探为主，结合工程地质野外调查，未发现有断裂构造/全新活动性断裂通过的迹象和岩溶、土洞等其他有关明显不良地质现象，场区内或周边亦不存在滑坡、崩塌、液化和震陷等不良地质现象。本场地地基属于稳定类型，适宜进行本工程的建设。

（2）对工程沿线各类地质条件进行了风险性分析，评价了对工程的影响程度。

（3）文章提出对路基和拟建挡土墙、桥梁的地基基础方案提出了相关建议，以及对特殊性岩土做出了评价和提出治理对策及预防措施，以供参考。

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