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煤矿道路岩土工程的探测

2013/03/21 阅读:

水文地质条件

矿区内地表水主要为葫芦河水系,在本地区为东西流向。党家河从南向北汇入葫芦河,葫芦河在张村驿镇汇入洛河。受大陆性季风气侯影响,党家河属典型的季节性河流,流量随季节变化,夏秋雨季,猛涨暴落,冬春旱季则淙淙细流、清澈蜿蜒。勘探期间,区内地表水系发育,自然排泄较畅通。据调查,党家河河内及沿线支沟沟内常年均有小量的流水,葫芦河流水较大。根据现场收集资料,葫芦河最高洪水位标高为930.66m。

地震效应分析

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)中附录A.0.3条,本公路所在地区陕西省富县的抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第二组,拟建建筑场地为对建筑抗震不利地段。场地土的类型为中软土,建筑的场地类别为Ⅱ类。一般情况下可不进行饱和砂土或饱和粉土的液化判别和处理,故可不考虑液化影响。根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-1989)规定:抗震基本烈度为6度地区的公路工程,可采用简易设防。

工程地质条件评价

1线路的适应性及岸坡稳定性评价

公路沿线地形属中~低山区,为剥蚀地貌。场区内无崩塌、滑坡、泥石流、采空区等不良地质作用,无活动性断裂。本线路沿河谷展布,存在沿河路基防护问题;由于线路沿线地形起伏较大,部分路段挖填方较大,存在高边坡路堑及路堤稳定的问题。本线路在K1+060~K1+260、1+480-1+600段为半挖半填,在右侧路肩设有两处挡土墙。

2黄土的湿陷性

根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)中附录A《中国湿陷性黄土工程地质分区略图》,将陕北富县地区划分为II区。根据野外现场测绘及探井取样进行土工试验:②3黄土状粉质粘土为非自重湿陷性黄土,湿陷性黄土地基的湿陷等级为I~II级。③1层黄土状粉质粘土湿陷系数介于0.023~0.075之间,具湿陷性,湿陷性轻微~强烈,自重湿陷系数介于0.001~0.006之间,为非自重湿陷性黄土。④1层黄土湿陷系数介于0.025~0.075之间,具湿陷性,湿陷性轻微~强烈,自重湿陷系数介于0.001~0.015之间,为非自重湿陷性黄土。考虑到公路沿线路基及涵洞基底黄土状粉质粘土及黄土较薄,③1层黄土状粉质粘土及④1层黄土湿陷性黄土地基的湿陷等级为I~II级。

3地基的不均匀性

本场地浅部土层为粉质粘土及黄土状粉质粘土,且线路大部分沿河岸展布,地形起伏变化较大,部分为第四系地层覆盖,部分地段基岩出露,地层变化大,岩土层空间分布很不均匀,为不均匀地基。

4场地内各土层工程地质评价

①素填土系乡间道路路基,经压实处理,属中等压缩性土。该层主要分布于拟建公路与乡间道路重合处,但层厚薄,一般不宜选作涵洞天然地基的基础持力层;②1粉土分布于拟建公路沿线冲沟发育处,逐年冲积而成,属高压缩性土。不宜选作路基及涵洞天然地基的基础持力层,建议公路施工时进行清除;②2粉质粘土分布于河谷低洼地段,以软塑状态为主,局部呈流塑状态,属高压缩性土,公路施工时必须进行清淤处理,不得选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;②3层黄土状粉质粘土为非自重湿陷性黄土,浸水后强度急剧降低。属高压缩性土。可选作一般路基及管涵天然地基的基础持力层;②4层粉质粘土夹卵砾石,属中等压缩性土。可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;③1层黄土状粉质粘土多呈稍密状态,为非自重湿陷性黄土,浸水后强度急剧降低,属高压缩性土。可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;③2层卵砾石多呈松散~稍密状态,属中等偏低压缩性土,可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;④1层黄土呈稍密~中密状态,具湿陷性,为非自重湿陷性黄土,浸水后强度急剧降低,属中等压缩性土。可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;④2层卵砾石多呈中密状态,属低压缩性土,可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层;⑤1层强风化砂泥岩互层及⑤2层中风化砂泥岩互层,可选作路基及涵洞天然地基的基础持力层。

5地基土的遇水软化

黄土状粉质粘土及黄土在天然状态下土质干、硬,用锹挖掘较为困难。浸水后强度急剧降低。当地基为湿陷性黄土时,路基设计时应特别注意加强排水,采取拦截和地表排水及防水等措施。⑤1层强风化砂泥岩互层及⑤2层中风化砂泥岩互层的泥岩遇水易崩解和软化,基础施工过程中应加强地下水的抽排,严禁地下水浸泡。

路基和桥涵地基与基础方案分析评价

1路堤

(1)当采用黄土状粉质粘土填筑路堤时,填筑高度H≤10m时,路堤边坡坡率可采用1∶1.5;填筑高度10m<H≤20m时,路堤边坡坡率可采用1∶1.75。断面形式可选用阶梯形,在高边坡中部设宽为2.0~2.5m的边坡平台,边坡平台宜设截水沟,并作防渗加固处理。

(2)当地基为湿陷性黄土时,应采取拦截和地表排水及防水等措施。

(3)路堤坡脚外一般应设置不小于1.5m宽的天然坡道。黄土状粉质粘土分布的地段,路堤坡脚不得受水浸泡、冲刷。否则,应采取排水或防冲刷的加固措施。

(4)线路部分沿河展布,应进行沿河路基防护设计。

浸水路堤在设计水位以下的边坡坡率不宜陡于1∶1.75。

(5)路堤应分层铺筑,均匀压实。

(6)当填方高度较大时,必须考虑下部土层承载力是否满足填土荷载及路面车辆荷载的要求。当不满足时,必须对下部土层进行压密或其它有效的方式进行处理。如果采用分级放坡,每级台阶不大于6m,中间设置小平台,每级放坡坡率为1∶0.3~1∶0.4。

2.10+450~10+600,④1层黄土高6~12m左右。坡高6~12m,路堑边坡坡率采用1∶0.4~1∶0.5。坡高小于6m,路堑边坡坡率采用1∶0.3~1∶0.4。如果采用分级放坡,每级台阶不大于6m,中间设置小平台,每级放坡坡率为1∶0.3~1∶0.4。3.10+450~10+600,④1层黄土状粉质粘土高10m左右。坡高6~12m,路堑边坡坡率采用1∶0.4~1∶0.5。下部为⑤层强~中风化砂泥岩互层,建议对下部⑤层强~中风化砂泥岩互层采用1∶0.75~1∶1放坡,坡面应进行防护,特别是其间泥岩部分进行防护,防止风化。可以采用锚杆挂网喷浆及浆砌片石护坡。

4.10+980~11+160,④1层黄土高10m左右。坡高6~12m,路堑边坡坡率采用1∶0.4~1∶0.5。下部为⑤层强~中风化砂泥岩互层,建议对下部⑤层强~中风化砂泥岩互层采用1∶0.75~1∶1.0放坡,坡面应进行防护,特别是其间泥岩部分进行防护,防止风化。可以采用锚杆挂网喷浆及浆砌片石护坡。

如果采用分级放坡,每级台阶不大于6m,中间设置小平台,每级放坡坡率为1∶0.3~1∶0.4。5.11+180~11+300,11+350~11+450,11+350~11+450,④1层黄土状粉质粘土高4~12m左右。坡高小于6m,路堑边坡坡率采用1∶0.3~1∶0.4。坡高6~12m,路堑边坡坡率采用1∶0.4~1∶0.5。下部为⑤层强~中风化砂泥岩互层,建议对下部⑤层强~中风化砂泥岩互层采用1∶0.75~1∶1放坡,坡面应进行防护,特别是其间泥岩部分进行防护,防止风化。可以采用锚杆挂网喷浆及浆砌片石护坡。

2半挖半填

在斜坡地带填方时,应清除地表土后挖成内倾的台阶,分层分级填筑。两级边坡之间设边坡平台。填挖交界面设过渡段,段内挖方区超挖回填,建议填方时设置土工格栅,逐层压实。坡面可采取拱形骨架+植被防护。

3路基防护

对路基为湿陷性黄土地段应加强路基排水,对于边坡为黄土的路段建议采取一定的保护措施。对于植物容易生长的边坡,可采取植物防护或骨架植物防护;对于植物不易生长的边坡,可根据不同的土质选用诸如抹面、喷浆、干砌或浆砌片石护坡护墙等坡面防护措施进行防护。在采用抹面或喷浆等坡面防护措施的地段,宜在坡脚处设置高度为1.0m的浆砌片石护坡或护墙,做好边坡排水措施。

4涵洞沿线

51个涵洞基础的持力层根据地质资料在工程地质剖面图中均作出了评价。涵洞基槽施工时,地层必须达到建议的稳定持力层。

5挡土墙公路

沿线共布设有挡土墙两处,挡土墙基础的持力层根据地质资料在挡土墙工程地质剖面图中均作出了评价。挡土墙基槽施工时,地层必须达到建议的稳定持力层,同时应注意做好防、排水工作,并应采取有效的坑壁支护措施。

作者:王茂松单位:陕西富源煤业有限责任公司

煤矿道路岩土工程的探测

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