淺談工程建設中的地質問題

鄭韶鵬　付萍

摘要：在進行較大規(guī)模道路工程建設時會經(jīng)常遇到很多不良的地質現(xiàn)象和地質構造現(xiàn)象，這些問題給工程建筑的使用性和穩(wěn)定度造成嚴重威脅。有時不良地質現(xiàn)象多發(fā)地段與構造不利部位恰恰是道路工程必經(jīng)地段，經(jīng)常會造成道路工程損害的發(fā)生。文章介紹了主要工程地質問題，并重點論述了解決地質問題的相關措施。

關鍵詞：工程建設；地質問題；路基邊坡

中圖分類號：TU42 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）30-0115-02

1 概述

工程建設中的地質問題是指與人類工程活動有關的地質問題它影響建筑物修建的技術可能性、經(jīng)濟合理性和安全可靠性。如建筑物所處地質環(huán)境的區(qū)域構造穩(wěn)定問題、地基巖體穩(wěn)定問題、地下硐室圍巖穩(wěn)定問題和邊坡巖體穩(wěn)定問題、水庫滲漏問題、淤積問題、浸沒問題、邊岸再造及壩下游沖刷問題以及與上述問題相聯(lián)系的建筑場地的規(guī)劃、設計和施工條件等方面的問題。工程地質工作的基本任務在于對人類工程活動可能遇到或引起的各種工程地質問題做出預測和確切評價，從地質方面保證工程建設的技術可行性、經(jīng)濟合理性和安全可

靠性。

2 主要工程地質問題

道路路基包括路堤、路塹和半路堤、半路塹式等。在平原地區(qū)修建道路路基比較簡單，工程地質問題較少，但在丘陵區(qū)，尤其是在地形起伏較大的山區(qū)修建鐵路時，路基工程量較大，往往需要通過高填或深挖才能滿足線路最大縱向坡度的要求。因此，路基的主要工程地質問題是：路基邊坡穩(wěn)定性問題、路基基底穩(wěn)定性問題、道路凍害問題以及天然建筑材料等問題。

3 解決地質問題的措施

道路經(jīng)過巖石密集地帶，巖層和巖石的路塹邊坡其產(chǎn)狀關系對邊坡穩(wěn)定性有直接影響。通常當邊坡坡向和巖層傾向相同時，且?guī)r層的傾角等于或大于邊坡的坡角，邊坡的穩(wěn)定性較好。如果坡角比巖層的傾角大，巖層則因缺少支撐而出現(xiàn)滑動傾向；如果巖層的層間結合較松或夾層較軟，則容易產(chǎn)生滑動。當邊坡方向和巖層傾向相反，如層間結合緊密、邊坡穩(wěn)定以及巖層完整；但假如巖層向內(nèi)傾向的坡外出現(xiàn)節(jié)理發(fā)育、層間結合較差，則易于出現(xiàn)傾倒破壞。直立和水平巖層的邊坡通常穩(wěn)定性

較高。

3.1 對滑坡、泥石流、崩塌、風砂以及巖溶的處理措施

3.1.1 滑坡是許多巖土通過重力作用順著特定滑動面全部向下滑動的過程，是一種較常見的山區(qū)土質災害。針對滑坡現(xiàn)象應當以預防與整治相結合。對于規(guī)模及形式各異的滑坡通常可采用相配套的力學平衡、排水設計以及對滑動面土石的性質進行改善等方法。

3.1.2 泥石流主要發(fā)生于地形陡峻、地質不良的山區(qū)與山前區(qū)，它和人類活動、水文氣象相關，是由突然爆發(fā)、泥砂石塊等組成的特殊洪流。防治泥石流通常采取水土保持、排導、滯流攔截及跨越等方法。

3.1.3 崩塌是巖石從陡峭的邊坡往下掉落的現(xiàn)象。它勢如破竹，對道路及交通造成的危害直接且嚴重。在工程設計時應盡量避免對山體大挖大切和科學的高陡邊坡的使用。施工時應當采取坡面緊固、調(diào)節(jié)水流以及清理坡面的危石等方法。

3.1.4 對于風砂區(qū)的道路建設應著重于路基防護以及預防沙埋，其中植物固砂為最根本的防砂措施。

3.1.5 巖溶區(qū)在修路時要考慮到當?shù)貛r溶的形態(tài)、分布規(guī)律以及發(fā)育情況，要發(fā)揮可利用巖溶形態(tài)的優(yōu)勢，盡量防止和避免巖溶疾病給路基穩(wěn)定性帶來的不良影響。

3.2 對凍土、軟土、膨脹土以及濕陷性黃土的處理措施

3.2.1 凍土包括常年凍土與季節(jié)凍土兩個類型。土壤在凍結的狀態(tài)下其壓縮性能低且強度較高，在解凍后其土壤的承載能力大幅下滑，壓縮性能顯著提高，容易造成地基的融沉。土壤出現(xiàn)凍脹情況對地基穩(wěn)定非常不利。平常的土壤其顆粒越細含水量就越大，土壤發(fā)生凍脹與融沉的幾率就越小。就一般城市的道路而言，其土地的凍脹量和凍土層的厚度為比例關系。土壤質量和壓實不勻情況也會引起地基的沉降。為了預防由于季節(jié)凍土而引發(fā)路基變形的現(xiàn)象，應注意從以下方面進行防治：首先，應防止和減少地表或者地下水源中水在凍結之前或者凍結中滲到路基的上面，將路基抬高進而滿足其最小填土的標準高度。其次，盡量選擇那些不易出現(xiàn)凍脹情況的路表結構層的材料，掌握各種路面材料與土基以及路面之下冰凍的溫度和深度的關系，將土基凍層的厚度控制在一定限度之下，將土基凍脹量也限制在允許值以下。最后，針對無法達到凍脹標準要求的土質要求，可通過對結構層厚度進行調(diào)整或者選擇隔溫性較好的建筑材料來滿足地基的防凍脹的標準。

3.2.2 軟土主要是以淤泥以及水下積沉的軟黏土壤為主，大多分布在我國南方地區(qū)。軟土具有含水量高、孔隙比大、壓縮性能高、透水性能差以及強度弱等特征。軟土路基其破壞的主要表現(xiàn)是由于路基沉降幅度大而造成了路基的開裂。在荷載輕度過大時，地基就容易出現(xiàn)局部剪切、整體剪切以及刺入破壞等導致路基的失穩(wěn)和路面的沉陷。由于孔隙水的壓力超載引起剪切的過度變形，進而導致路基的邊坡失穩(wěn)。較普遍的解決方法包括：排水固結、換填法以及擠密法等。對于解決方法的選擇不僅要考慮安全有效性，同時還要對施工技術、工程造價以及工期等問題進行綜合比較。

3.2.3 膨脹土即為具有失水收縮與吸水膨脹特點的礦物粘土所組成，這種土質的可塑性較強。這種土質處于堅硬狀態(tài)時，其工程的性質最佳。但是其自身明顯的脹縮特點會造成路基出現(xiàn)變形、開裂、移位以及隆起等危險情況。解決和減緩路基的脹縮性是保護路基的重點，可利用水泥樁、石灰樁等無機結合材料改良和加固膨脹土質的路基，也可通過堆載預壓以及開挖換填等來加固路基。此外還要完善路基的保濕與防水措施。比如建設排溝；設計不透水的路面結構，路集中設置不透水層；將路基的裸露邊坡上種植含水木與草等，對路基內(nèi)部的干濕環(huán)境進行調(diào)節(jié)；減低坡面的徑流，提高坡面防止變形、沖刷以及溜塌的能力。

3.2.4 濕陷性黃土具有結構松散、土質均勻的特點。土壤未受到水分浸濕情況下，強度較高且可壓縮性能弱。在一定的壓力環(huán)境下，水浸濕之后就會對其土質結構產(chǎn)生破壞，造成大附加的下沉，土質的強度也急速削弱。因為存在大量的裂隙與節(jié)理，黃土其抗剪能力也各不相同。其主要的病害就是路面路基出現(xiàn)開裂、凹陷以及變形，邊坡出現(xiàn)剝落、崩塌，道路的內(nèi)部遭水沖蝕形成了暗河與土洞。為確保路基穩(wěn)定性能，濕陷黃土的地區(qū)在施工過程中應注意加固預防，防止和減緩該土質的濕陷性。一般可利用灰土擠密樁、灰土墊層以及強夯法等造價低、便于施工且效果明顯的措施進行防治。此外還有對路基進行防滲、防沖及截排工作。

（責任編輯：劉晶）