橋梁工程地質(zhì)勘查注意事項及方法研究

【關(guān)鍵詞】跨江通道橋梁工程；地質(zhì)勘查

最近幾年來，由于我國交通體系的不斷完善，道路橋梁工程的建設(shè)規(guī)模逐年擴大，特別是一些跨江通道橋梁工程項目越來越多。為了保證跨江通道項目橋梁工程設(shè)計工作的有序開展，加強地質(zhì)勘查至關(guān)重要，橋梁工程中的各項地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。鑒于此，本文重點研究跨江通道項目橋梁工程地質(zhì)勘查要點。

擬建大橋跨越嘉陵江河流，嘉陵江河道蜿蜒曲折，線路經(jīng)過處江水在自南東流向北西、江面寬約400m，河床平均坡降0.28‰，最大流量44800m3/s，最小流量242m3/s，多年平均流量2160m3/s，平均含沙量2.372kg/m3，調(diào)查期間水位約177.00m（2014年8月14日）。與線路區(qū)臨近的重慶市嘉陵江童家溪斷面處常年洪水位188.43m（黃海高程、下同）、十年一遇水位192.43m、二十年一遇水位194.43m、五十年一遇水位196.63m、一百年一遇洪水位198.43m（資料來源于重慶市規(guī)劃局重規(guī)總[1996]30號）。

2.1明確勘察任務(wù)

（1）基本查明道路沿線地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條；（2）基本查明不良地質(zhì)和特殊性巖土的成因、類型、性質(zhì)和分布范圍；（3）基本查明區(qū)域性斷裂、活動性斷層、區(qū)域性儲水構(gòu)造、水庫及河流等地表水體、可供開采和利用的礦體的發(fā)育情況；（4）基本查明斜坡和挖方路段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有誤控制邊坡穩(wěn)定的外傾結(jié)構(gòu)面，工程項目實施有無誘發(fā)或加劇不良地質(zhì)的可能性；（5）基本查明陡坡路堤、高填路段的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，有無影響基地穩(wěn)定的軟弱地層；（6）基本查明大橋及特大橋等控制性工程通過地段的工程地質(zhì)條件和主要工程地質(zhì)問題。

2.2選擇合理的地質(zhì)勘查技術(shù)

對于跨江通道項目橋梁工程地質(zhì)勘查工作，勘查人員在開展具體的工作之前，需要做好勘查準(zhǔn)備工作，明確重點的勘查位置，收集大量的勘查資料與數(shù)據(jù)等，并根據(jù)該地區(qū)的地形地貌特點，選擇合理的地質(zhì)勘查技術(shù)。在選擇勘查設(shè)備時，盡可能選擇精度高的設(shè)備，有效提升橋梁工程地質(zhì)勘查效率[1]。

2.3加強對橋梁施工場地周圍環(huán)境的監(jiān)測

由于不同地區(qū)的地質(zhì)條件不同，所以，地質(zhì)勘查人員要結(jié)合該跨江通道項目橋梁地質(zhì)勘查現(xiàn)狀，加強對橋梁施工場地表2橋梁地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)分析周圍環(huán)境的監(jiān)測，為設(shè)計人員提供準(zhǔn)確的勘查數(shù)據(jù)，保證橋梁架設(shè)方案更為合理。橋梁工程項目地質(zhì)勘查人員還要認(rèn)真遵守有關(guān)規(guī)定，認(rèn)真核算橋梁中各個墩臺坐標(biāo)與樁號，保證橋梁墩臺坐標(biāo)與樁號準(zhǔn)確，方可進行測量[2]。由于橋梁工程項目建設(shè)施工對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定影響，所以，在進行橋梁工程地質(zhì)勘查工作時，勘查人員要加強對周圍生態(tài)環(huán)境的保護，有效減少隨意損壞現(xiàn)象的發(fā)生。

3.1加強勘探點定位

在跨江通道項目橋梁工程地質(zhì)勘查當(dāng)中，勘查人員需要選擇合理的測量平面與高程控制體系，平面坐標(biāo)使用深中通道獨立坐標(biāo)，高程則運用1985年國家高程基準(zhǔn)。針對水域孔口位置的高程測量，勘查人員可以運用水位傳遞法進行勘查。在具體的鉆進環(huán)節(jié)，勘查人員要時刻觀察水位的具體變化情況，并調(diào)整鉆進深度，精準(zhǔn)算出各個土層的實際標(biāo)高，保證取樣與原位測試高程精度符合有關(guān)規(guī)定[3]。工程區(qū)出露地層自上而下分別為第四系全新統(tǒng)（Q4ml）人工填土、殘坡積（Q4el+dl）粉質(zhì)粘土、沖積（Q4al）卵石和細沙層，下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組（J2s）砂巖和泥巖。（1）雜填土（Q4ml）：雜色，主要由粘性土、砂土夾砂泥巖塊石組成，表層多有建筑垃圾、生活垃圾等覆蓋，松散結(jié)構(gòu)為主、干～稍濕。根據(jù)工程經(jīng)驗以及《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTGC20—2011附錄J，該素填土的土石等級為I級；土石類別為松土。（2）素填土（Q4ml）：紅褐色，主要由粘性土、強風(fēng)化碎塊石夾砂巖塊石組成，表層有建筑垃圾、生活垃圾零星分布，松散結(jié)構(gòu)為主、干～稍濕。該層主要分布在禮仁街道路外側(cè)重力式擋墻附近斜坡以及軌道6#線南橋頭隧道明挖施工段地表回填區(qū)。其中，禮仁街道路外側(cè)重力式擋墻沿線土層厚度一般小于3.0m，軌道6#線南橋頭隧道明挖施工段地表回填區(qū)人工填土厚度大于10.0m。

3.2地質(zhì)鉆探

在跨江通道項目橋梁工程地質(zhì)勘查環(huán)節(jié)，勘查人員要特別注意以下兩個問題，具體見表1。

3.3取樣處理

在跨江通道項目橋梁工程地質(zhì)勘查時，勘查人員做好相應(yīng)的取樣工作至關(guān)重要。項目當(dāng)中的施工鉆孔，均屬于技術(shù)性控制鉆孔，在技術(shù)性控制孔當(dāng)中，利用原狀土樣與巖石試樣作為擾動土樣。通常來講，技術(shù)性控制孔的軟土層與黏性土層，包括粉土層當(dāng)中需要每隔2.0m進行一次取樣，取樣的間隔不宜超過3.0m。在取樣的過程當(dāng)中，如果發(fā)現(xiàn)土層出現(xiàn)變化，勘查人員需要立即進行取樣，若是砂性土層，則需要在粉細砂層當(dāng)中進行取樣，剩余的全部采用標(biāo)貫擾動取樣。針對橋梁地質(zhì)中的軟土層，勘查人員可以采用直徑大于75.00mm的敞口薄壁取土器進行取樣。對于黏土層，則可以在91.00~108.00mm的開口活塞后壁取土器進行取樣。該跨江通道項目橋梁地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)見表2。

3.3.1標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗要點針對項目當(dāng)中各個控制孔內(nèi)部的黏性土與粉土，包括強風(fēng)化巖等，開展標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗，有關(guān)人員要明確標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的間距，一般來講，標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的間距在1.5~2.0m之間，間隔不宜超過3.0m。將貫入器打入到土壤內(nèi)部15.0m之后，準(zhǔn)確記錄下每次打入的錘擊數(shù)量，當(dāng)錘擊數(shù)達到50擊時，其貫入深度如果沒有達到30.0cm，則需要停止試驗。

3.3.2圓錐動力觸探試驗要點該試驗需要在碎石土或者強風(fēng)化巖層當(dāng)中進行，能夠幫助地質(zhì)勘查人員更好地判斷碎石土密度，包括碎石塊的風(fēng)化程度等，進一步估算出碎石塊的承載能力。在具體的試驗之前，勘查人員可以使用回轉(zhuǎn)進行鉆進。

3.3.3波速試驗要點結(jié)合橫波波速，準(zhǔn)確判斷場地的類別，并選擇合理的巖層段系數(shù)，確定圍巖類別。

3.3.4旁壓試驗要點勘查人員可以將旁壓設(shè)備豎直放入到土層之中，利用旁壓設(shè)備的擴張，對四周的土體施加一定的應(yīng)力，讓土體變形，準(zhǔn)確測定土體壓力與變形量，保證土體承載力計算更為精確。

3.3.5十字板剪切試驗要點針對該橋梁上部覆蓋層當(dāng)中的軟土進行合理定位，開展相應(yīng)的抗剪強度測試。

3.3.6室內(nèi)試驗要點對于橋梁地質(zhì)勘查人員來講，接收到現(xiàn)場的土樣之后，需要將土樣按照一定順序進行保存，將土樣放在陰涼處。各孔土樣試驗結(jié)束后，要做好土樣復(fù)核工作，并做好試驗成果表匯總工作，經(jīng)過試驗校核人員的審核之后，遞交給設(shè)計單位。3.4勘查結(jié)果分析在該跨江通道項目橋梁工程當(dāng)中，勘查人員通過采用上述勘查方法，能夠更好地判斷該地區(qū)的地質(zhì)情況，保證各項地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確。受項目建設(shè)地點地形地貌的影響，一些勘查方法不適應(yīng)于其他橋梁工程地質(zhì)勘查，勘查人員在具體工作當(dāng)中，要明確各項勘查方法的優(yōu)勢與劣勢，選擇合理的勘查方法進行地質(zhì)勘查工作。

綜上所述，通過對跨江通道項目橋梁工程的地質(zhì)勘查方法進行有效分析，例如加強勘探點定位、地質(zhì)鉆探、取樣處理等，并提出不同的地質(zhì)勘查方法，能夠保證橋梁工程地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)更為精確，有效減少錯誤勘查數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。對于勘查人員來講，要明確自身的勘查職責(zé)，對原有的地質(zhì)勘查方法進行改進，保證橋梁工程地質(zhì)勘查工作的有序進行。