浅析地铁勘察常见特殊岩土

摘要:根据相关调查和勘察资料分析，福州地铁勘察过程中常见的特殊岩土有填土、软土、残积土及风化岩，说明了每种特殊岩土的具体特性及其对工程的不利影响，同时建议在设计和施工期间采用相关措施消除特殊岩土产生的不利影响，从而保证地铁施工和运营期间的安全。

关键词:地铁，勘察，特殊岩土

1概述

福州地处中国华东地区、福建东部、闽江下游及沿海地区，是福建省的政治、文化、科教和交通中心，中国东南沿海重要城市。作为海上丝绸之路的门户城市，福州近几年的发展日新月异，地铁建设作为城市发展的一个重要组成部分，福州地铁的建设也发展十分迅速。福州市城市地铁1号线于2016年5月18日开通试运营，使福州迈入了地铁时代。截至目前，福州地铁运营线路共有2条，即1号线一期、2号线，里程总长约53．40km，共设车站43座。目前福州地铁在建线路共有5条(段)，包括1号线二期、6号线、5号线、4号线、滨海快线，里程总长约157km［1］。

2自然条件

2．1地形地貌

福州市区地貌单元以冲海积—海陆交互相地貌单元为主，局部为剥蚀残丘地貌单元。冲海积—海陆交互相地貌单元地形较平坦，相对高差较小，大部分被辟为城市道路、居民区、村庄和菜地。剥蚀残丘地貌单元地形起伏稍大，高差在10m～100m之间，自然坡度约15°～40°，植被较发育，多被开发为林地、山体公园等。

2．2地层岩性

福州以全新统第四系地层长乐组、上更新统东山组、龙海组、燕山晚期花岗岩(γ35)、侏罗系凝灰岩(J)、燕山期侵入岩岩脉(γ)及喜山期侵入岩岩脉(β)地层为主。第四系地层在冲海积—海陆交互相地貌单元广泛分布，主要包括表层人工填土和近期冲积淤积层，作为硬壳层的表层褐黄色粘土层，淤泥质粘土及淤泥，淤泥夹砂，含泥或泥质中细砂层，细中砂层，粉质黏土，粉土，砂砾卵石层等。侏罗系地层和各种侵入岩主要分布于剥蚀残丘地貌单元，其中燕山期侵入岩以花岗岩、花岗斑岩、闪长岩为主，喜山期以辉绿岩为主，侏罗系地层岩性主要为凝灰岩、熔结凝灰岩、英安质角砾熔岩、安山岩、流纹质凝灰熔岩等。

2．3水文

福州地处闽江流域，降雨丰富，地表水体发育，地表水主要分布于闽江、洪阵河、帝封江和多条市区内河及成片池塘等，福州市区水道密布，主要有晋安河、白马河、光明港、安泰河等多条内河，都与闽江相通。福州地区地下水也较发育，地下水有上层滞水、潜水、承压水三种类型。地下水的主要补给来源为大气降水竖向入渗补给和闽江、帝封江以及各内河地表水体的侧向入渗补给，地下水位受季节和地表水水位的影响明显。

3特殊岩土及对工程的不利影响

根据相关勘察资料，福州地铁在勘察过程中常见的特殊岩土主要有填土、软土、残积土及风化岩。下面详细说明每种特殊岩土的具体特性及其对工程的不利影响。

3．1填土

据相关钻探和调查资料分析，填土层在冲海积—海陆交互相地貌单元表层多有分布，其中主要为素填土、杂填土、填砂和填石。素填土主要为粘性土，结构松散，表层含少量根系，堆填不均匀，地基承载力较低;杂填土中多含碎石、砖块、混凝土块等建筑垃圾，结构松散，地基承载力低，受外力作用时会产生较大变形且不均匀;填砂和填石主要分布于既有道路路基上，层厚0．40m～7．20m，平均厚度2．32m，填石粒径一般为5cm～55cm，最大粒径大于130cm，空隙由填砂及粘土充填，堆填不均匀。素填土、杂填土、填砂和填石主要位于表层，对区间隧道影响较小，主要会对车站基坑的开挖产生较大影响。填土一般具有孔隙率大、透水性强的特点，在基坑开挖过程中若不采取相关措施进行支护，基坑侧壁会产生较大变形，存在基坑坍塌的安全隐患。

3．2软土

福州地区软土层主要为第四系冲海积淤泥、淤泥质土、淤泥夹砂层，局部为冲洪积淤泥、淤泥质土、淤泥夹砂层，淤泥、淤泥质土、淤泥夹砂层具有含水量高，孔隙比大，压缩性高，抗剪强度低，灵敏度高的特点，软土的具体指标详见表1［3］。当原状土受到振动或扰动以后，由于土体结构遭到破坏，强度会大幅度降低，软土地基受振动荷载后，易产生侧向滑动、沉降或基础下土体挤出等现象。软土属高压缩性土，压缩系数大，导致软土地基上的建筑物一般沉降量较大。软土在长期荷载作用下，除产生排水固结引起的变形外，还会发生缓慢而长期的剪切变形，这对建筑物地基沉降有较大影响，同时对边坡和地基稳定性不利。软土的含水量虽然很高，但透水性差，特别是垂直向透水性更差，属微透水或不透水层，对地基排水固结不利，软土地基上建筑物沉降延续时间长，一般达数年以上。软土由于沉积环境的变化，土质均匀性差，福州地区淤泥、淤泥质土层中常夹有厚度不等的粉土或粉砂层等，作为建筑物地基易产生不均匀沉降。另外，由于该类土中富里酸和有机质含量偏高，导致pH值普遍偏低，对地基处理会产生不利影响。

3．3残积土及风化岩

根据区域地质资料和相关勘察成果分析，福州地区花岗岩分布区域也较广。花岗岩残积土以砂质粘性土、粘性土为主，局部为砾质粘性土，土质的均匀性差。由于每个结构面的发育程度不同，导致风化岩存在风化不均匀的特点，具体表现为不同风化程度的岩石在垂直方向往往交错出现，使岩体的力学强度变化和差异较大。残积土和风化岩在天然状态下具有较好的力学性质，压缩性中等偏高，但遇水会软化、崩解，强度急剧降低［5］。基坑开挖时，须采取合理的施工方案，及时进行封底及防渗和支护，避免因水浸泡其强度降低。隧道开挖施工时应采取有效措施，避免裸露时间过长或长时间被水浸泡，防止遇水软化和失水干裂。

4结语

根据相关调查和勘察资料分析，福州地铁在勘察过程中常见的特殊岩土主要有填土、软土、残积土及风化岩。这几种特殊岩土均会对后期的设计和施工产生不利影响，甚至会影响到运营期间的安全。因此，需对这几种特殊岩土产生足够的重视，在设计和施工期间采用相关措施消除其产生的不利影响，从而保证地铁施工和运营期间的安全。

参考文献:

［1］张丹．地铁经济对福州城市发展的影响［J］．合作经济与科技，2020(6):40-41．

［2］程庭．福州地铁勘察过程中若干难点问题探讨［J］．福建建筑，2019(8):98-102．

［3］DBJ13—84—2006，岩土工程勘察规范［S］．

［4］欧阳恒，邱宗新，王启云，等．福州典型软土物理力学性质指标相关性研究［J］．中国科技论文，2009(12):1341-1347．

［5］徐健．福建地区风化岩与残积土的勘察方法和评价要点［J］．江西建材，2016(22):217-219．

作者：张恒阳 单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司