某下穿鐵路地道工程地質勘察的分析及應用

（廣東省佛山地質局）

【摘要】本文通過對某下穿鐵路地道場地進行了工程地質勘察的分析，闡述了該場地的工程地質特征，重點分析基坑開挖與支護，并分析了基礎型式，提出設計和施工的建議。

【關鍵詞】鐵路地道；工程地質；地下水；基坑；擋土樁；抗拔；描桿

1 工程概況

擬建的地道分為地道箱體和U型槽兩部分，跨鐵路的地道箱體的設計施工由鐵路部門完成，U型槽寬度約12m，最大埋深為9m，初步擬定埋深的U型槽部分設置抗浮錨樁或抗拔錨桿。

2 地道區巖土層工程地質特征

○1素填土：全場區分布，層厚1.80~7.10m，頂界標高2.30~4.99m。灰黃色、灰色，以砂土為主，含碎石、巖塊等。承載力基本容許值fao=120kPa，鉆（沖）孔樁樁側土的摩阻力標準值qik =40kPa，巖、土體與錨桿粘連強度特征值qs=20kPa。

○2粉質粘土：層厚2.60~5.40m，頂界標高-1.21~0.79m。灰黃色、淺灰黃色，可塑。含粉粒，土質均一性差。承載力基本容許值fao=150kPa，鉆（沖）孔樁樁側土的摩阻力標準值qik =40kPa，巖、土體與錨桿粘連強度特征值qs=45kPa，攪拌樁樁周土側阻力特征值的經驗值qsi=12kPa。

○3細砂：局部分布。層厚3.10~4.70m，頂界標高-0.99~-0.47m，灰黃色、淺灰黃色，稍密，飽和。分選性差，多含中砂，含泥質。下部漸變為中砂。fao=140kPa， qik =35kPa， qs=40kPa，qsi=15kPa。

○4淤泥、淤泥質土：厚度變化較大，層厚3.70～15.50m，頂界標高-5.69～0.77m。深灰色、灰色。流塑。粘滑，污手，局部含粉砂，具縮孔現象。fao=60kPa，qik =20kPa， qs=15kPa，qsi=5kPa。

○5粉質粘土：層厚1.00~4.60m，頂界標高-13.00~-9.39m。淺灰色、淺灰白色，可塑，粘性強，局部相變為粉土。fao=200kPa，qik=45kPa，qs=50kPa，qsi=12kPa。

○6粉砂：層厚1.10~2.70m，頂界標高-16.49~-11.63m。灰黃色、淺灰黃色。中密，飽和。分選性差，含細砂，含泥質。fao=140kPa，qik =40kPa，qs=35kPa，qsi=15kPa。

○7殘積粉質粘土：層厚0.90～5.40m，頂界標高-14.56～-0.71m。紫紅色、黃褐色，可塑～硬塑。由泥巖、泥質粉砂巖風化殘積而成。fao=250kPa，qik =55kPa，qs=65kPa，qsi=30kPa。

○8全風化基巖（W4）：層厚2.50～4.10m，頂界標高-9.60～-5.71m。紫紅色、黃褐色。巖性為粉砂質泥巖、泥巖、長石砂巖，巖芯短柱狀、柱狀，呈堅硬土狀或密實砂土狀，巖質軟。巖石堅硬程度屬極軟巖，巖體完整程度較破碎，巖體基本質量等級Ⅴ類。fao=400kPa，qik =80kPa，qs=70kPa。

○9強風化基巖（W3）：層厚1.10~7.20m，頂界標高-22.59~-9.51m。紫紅色、灰黃色。巖性為粉砂質泥巖、泥巖、長石砂巖、凝灰質砂巖等，巖芯短柱狀、碎塊狀，半巖半土狀，下部夾中風化巖塊。巖質軟，巖石堅硬程度屬極軟巖，巖體完整程度較破碎，巖體基本質量等級Ⅴ類。fao=600kPa，qik =100kPa，qs=100kPa。

○10、中風化基巖（W2）：層厚0.90~8.60m，頂界標高-28.73~-13.91m。巖性以粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、長石砂巖為主。紫紅色、灰黃色，巖芯短柱狀、塊狀，巖石風化均一性差，軟硬互層現象較普遍。巖石單軸抗壓強度fr=1.5～10.8MPa，平均值6.84MPa，標準值5.747MPa，巖石堅硬程度屬極軟巖~軟巖，巖體完整程度較破碎，巖體基本質量等級Ⅴ類。fao=2000kPa，qik =150kPa，qs=180kPa。

○11微風化基巖（W1）：揭露厚度0.70～6.80m，頂界標高-28.05～-19.81m。巖性以粉砂質泥巖、粉砂巖、長石砂巖為主，紫紅色、灰黃色，巖芯短柱狀為主，巖層中層狀。巖石單軸抗壓強度fr=13.4～38.0MPa，平均22.12MPa，以較軟巖為主，基本質量等級屬Ⅳ類。fao=5600kPa，qik =250kPa，qs=380kPa。

3 地道基坑開挖、支護、降水對擬建物及周邊環境的影響

3.1 基坑開挖支護結構型式：場地內U型槽最大埋深為9m，寬度為12m，基坑安全等級為一級。基坑開挖規模較大，據本次勘察地質資料，基坑開挖土層為素填土、粉質粘土、淤泥質土、細砂，基坑建議采取以下措施：

3.1.1 .建議基坑四周采用φ1.2m鉆孔樁做為擋土樁，樁長設計深度以確保基坑施工安全為宜。在擋土樁的外圍采用水泥攪拌樁做為截水樁，樁長參考柱狀圖，必須進入微透水層一定的深度，水泥攪拌樁必須搭接良好，截水嚴密，力求基坑降水、開挖時不漏水，不漏砂。

3.1.2. 場地內軟土層發育，第4層淤泥、淤泥質土為高縮性軟弱土層，場地南側為佛山水道，場地西北兩側均為民宅，場地周邊還有道路以及鐵路通過，基坑支護也可考慮采用連續墻，連續墻的設計深度以確保基坑施工安全為宜。并采用內支撐支護措施。

3.1.3. 建議基坑支護應結合多層錨桿進行支護。基坑應分段開挖，嚴禁超挖，上層支撐或錨索達到設計強度后或完成張拉鎖定后才能進行下一層土方開挖。

3.1.4場地內發育含水砂層，第四系中地下水較豐富，場地內之粉質粘土層和淤泥、淤泥質土層均為微透水層，第四系粉質粘土雖然橫向上分布不連續，但它還是良好的隔水層。基坑開挖時可在基坑內挖出排水溝，進行抽水排放。

3.2 水浮力的設計水位

場地地下水位標高為1.20~2.10m。為保障地下室建成后的安全運行，抗浮設計水位標高取2.50m，并設置有效的抗拔樁。

3.3 基坑施工、降水易引發淤泥、淤泥質土產生排水固結，引發場地周邊地面產生不均勻沉降，危及周圍道路及民房的安全，開挖前必須對周邊環境調查了解，開挖過程中必須隨時進行現場監測。

3.4 場地內之淤泥、淤泥質土對抗拔樁的抗拔力甚小，基坑設計時應慎重選用抗拔樁樁型。

4 評價和建議

4.1場地內第四系土層主要為海陸交互相沖淤積土層，土質主要為粉質粘土、砂土及淤泥質土，根據國家行業標準《公路橋梁抗震設計細則》（JTG/TB02-01-2008）第4.1節條文，場地土類型為軟弱土，場地類別屬Ⅲ類。

4.2場地內鉆孔揭露的基巖巖芯，未見有明顯的構造形跡，但中風化基巖中往往發育有微風化巖夾層，微風化巖層中夾強風化巖層，基巖穩定性良好。

4.3第4層淤泥、淤泥質土層在場地內分布范圍廣，埋藏淺，厚度變化快，屬高壓縮性軟弱土層，為不良地質現象。場地處于抗震不利地段。建筑物應按抗震標準設防類設防。

4.4依據本場地的地質特征，建議采用深層攪拌樁進行軟基處理，可選用第6層粉砂（缺失地段采用第5層粉質粘土層）做為樁基礎的樁端持力層。