公路工程地质勘察实例分析与探讨

邓志雄

广东省佛山地质局 佛山 528000

一、工程概况

本项目为佛山市南九公路复线工程中的一段，全线2.69km，包含佛山市西樵大桥扩建工程，佛山市樵乐路龙津跨线桥工程，佛山市山根简易立交工程，官山立交主要由A、B二条匝道组成。A匝道路线全长1，215.657m，其中桥梁长1，104.73m；B匝道全长912.59m，其中桥梁长723.88m；官山立交采用连续梁方案，下部采用花瓶型桥墩，桩基采用钻孔灌注桩。工程全段桥梁基础拟采用Φ1，200mm、Φ1，600mm、Φ 1，800mm及Φ2，000mm的钻（冲）孔灌注桩基础。

本次详细勘察的钻孔编号采用：龙津跨线桥段钻孔编号为LZK1～LZK33；西樵大桥段钻孔编号为QZK1～QZK40；官山立交段钻孔编号为XKA1～XKA44及XKB1～XKB25；山根简易立交段钻孔编号为XK1～XK64，共211个钻孔。除部分钻孔受施工条件限制未能施钻外，各项工作满足规范要求。

二、地基岩土的分析与评价

根据钻孔揭露，本场地区岩土层按成因可划分为：人工填土层（Qme）；第四系海陆交互相冲淤积层（Qmc）；第四系残积土层（Qel）；第三系（E）基岩四个成因层。各土层主要物理力学指标及容许承载力建议如表1。

场地上覆土层为人工填土层、第四系冲淤积层和第四系残积层，按土性特征及产出层序可划分为9层，各单元层分布局限。第3、5、7层淤泥、淤泥质土工程强度低，力学性能差；第4层粉、细砂在地震烈度7°时会发生砂土液化；该类土均为场地内不良土层。第1层填筑土，全场地均有分布，呈松散状，局部已压实，成分复杂，难以利用。第2层粉质粘土层，埋藏浅，分布范围较小。第6层粉质粘土层，呈可塑状，属中偏高压缩性土层，承载力小。第9层残积土层，呈可塑——硬塑状，具有一定的承载力。

在钻探揭示深度范围内，场地隐伏基岩由第三系砂岩、泥岩及火山碎屑岩组成。按风化程度分为4个风化岩带，即全风化岩带、强风化岩带、中风化岩带及微风化岩带，后三者时常交替出现。由于风化程度深浅不一，同一风化岩层顶面埋深差异较大。第10层全风化岩，呈土状，分布范围较小，承载力较小。第11层强风化岩，呈半岩半土状，承载力较小。第12、13、14、15、16、17层中、微风化岩，均具有较高的承载力，可做桩基础持力层。

表1 各土层主要物理力学指标及容许承载力建议值表

本场地地震抗震设防烈度为7度区，从历史上发生的地震烈度均≦5度。拟建场地属于相对稳定场地，场地适宜拟建工程的建设。

三、成桩的可行性、施工应注意的事项及对周围环境的影响

1.据场地岩土工程地质条件，上部第四系土层中局部存在软弱土层和松散可液化砂土层，松散砂土层塌孔或淤泥、淤泥质土层缩颈影响成孔质量，施工中应采取优质泥浆护壁。桩端基岩裂隙发育，风化基岩中软弱夹层较多，桩孔成孔后停滞时间较长时，有可能会造成岩石软化、崩解或形成较厚的沉渣。在施工前，应选择有代表性的地段进行试成桩，对成桩效应做好记录，以指导工程桩的施工。尽量避免各种不利因素的发生而影响工程质量。

2.本场地溶洞不发育，但在火山碎屑岩分布地段，溶蚀现象较为普遍，仅在XKA18钻孔中发现小溶洞，溶洞规模虽然小，但其存在严重的漏浆现象，对桩基础施工不利。在施工中做好安全措施，准备好袋装砂及粘土球，以备溶洞漏浆造成钻孔垮塌之用。

3.为了保证施工质量，应严格按照国家及地区施工规程与规范进行施工，确保桩基施工质量。注意事项如下：精确按照设计图纸对桩中点进行放点；保证桩径满足设计要求，桩径偏差应小于50mm，垂直度偏差应控制在1%，桩底沉渣厚度应小于50mm。

4.钻孔桩施工时，会造成大量的泥浆，施工时要严格对泥浆进行及时清理，同时应注意施工机械的燥音对周边居民的干扰，保证场地的文明施工。

四、桩基持力层及桩型的选择

1.桥梁工程

场地上覆土层厚度较小，工程力学性质较差，承载力低，均不考虑作为桥梁基础持力层。第13、14、15、16、17层中、微风化岩，力学性质较好，层位分布相对稳定，承载力较高，可作为桥梁的桩基持力层。综合分析场地工程地质条件，桥梁工程桩型宜选用钻（冲）孔灌注桩，持力层考虑选择微风化岩带，若微风化岩带岩面埋藏较深时，在中风化岩带厚度较大的地段可以考虑利用中风化岩带作桩基持力层。在满足承载力的前提下，嵌岩深度不宜小于0.50m。

2.路基工程

对于场地东部龙津跨线桥路基地段，依据初勘ZK21～ZK23钻孔及详勘BZK1钻孔等4个揭示资料，上覆土层为第1层填筑土和第9残积土层，厚度较小，对第1层填筑土采用换填处理，对第10层残积土层可直接做路基持力层；对于场地西部官山立交及山根简易立交路基地段，根据初勘ZK8钻孔及XK63、XK64、BK2、BZK3及BZK4～BZK6等7个钻孔揭示资料，该段上覆土层主要为第2、6层粉质粘土层、第4层粉砂层和第5层淤泥、淤泥质土层以及第9层残积土层组成。第5层淤泥、淤泥质土层呈流塑状，承载力小，易发生剪切破坏，属不良地基土，第4层粉砂层，呈松散状，在地震烈度7°时会发生砂土液化现象，亦属于不良地基土，第2层粉质粘土埋藏浅，厚度较小，第6层粉质粘土及第9层残积土层均具有一定承载力，但埋藏较深，不好利用。建议该段路基部分采用搅拌桩处理，形成复合地基做基础持力层。

五、路基、桥梁连接段地基处理建议

从钻探资料分析，路基、桥位连接段存在一定厚度的第四系松散层，天然地基承载力偏低，可能会造成桥位与路面的沉降差，从而引起桥台跳车现象。因此建议路基与桥梁连接段采用水泥土搅拌桩复合地基进行地基处理。单桩竖向承载力特征值按下式估算：

式中符号及取值详见广东省标准《建筑地基处理技术规范》（DBJ15-38-2005）。在满足承载力的条件下，应按规范验算桩身水泥土强度，以两者的小值为单桩承载力。复合地基承载力按设计需要并检验。

六、结论与建议

据区域地质资料及本次勘察成果，场地东部（西樵大桥东端）已揭露到断裂构造迹象，且发现基岩节理裂隙较发育，但该断裂属古老断裂。拟建场地属于相对稳定场地，场地适宜拟建工程的建设。

建议根据本场地的岩土工程地质条件，桥梁基础型式采用钻（冲）孔灌注桩，利用较完整的微风化岩带或中风化岩带作桩端持力层。路基段及路基与桥梁连接段采用搅拌桩处理，形成复合地基作基础持力层。局部地段中风化岩与微风化岩岩石抗压强度基本相同，差异很小，只是中风化岩层中裂隙相对于微风化岩较发育，当利用微风化岩带作桩端持力层时，上部中风化岩必须要穿过，进入连续完整的微风化岩，并保证桩端下岩石无软弱夹层；当利用中风化岩作桩端持力层时，应保证下卧基岩在应力扩散影响范围内无软弱夹层，当无法避免时，应对下卧的软弱层的强度和变形应进行验算，必须满足设计要求；桩基的底部要保证在3倍桩径范围内无全风化或强风化岩夹层，确保桩基进入稳定的持力层。部分地段基岩漏水严重，施工时应注意，防止发生垮孔或发生工程事故。

[1]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）.

[2]《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）.

[3]《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）.