淺談地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)橋梁基礎(chǔ)施工階段補(bǔ)充地質(zhì)勘探
2016-11-21
我國幅員遼闊，工程、水文地質(zhì)情況復(fù)雜多變，尤其灰?guī)r地區(qū)地質(zhì)極其復(fù)雜，如溶洞、斷層、裂隙、地下水等。如對其認(rèn)識不足可能嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)階段橋梁基礎(chǔ)形式選型，施工階段橋梁基礎(chǔ)安全隱患以及施工質(zhì)量，乃至通車后的運(yùn)營安全，造成嚴(yán)重的質(zhì)量、安全、隱患和經(jīng)濟(jì)損失。對于地質(zhì)條件復(fù)雜區(qū)域，橋梁基礎(chǔ)施工階段很難全面、深入的進(jìn)行地質(zhì)勘探，所以施工階段對橋址區(qū)的補(bǔ)充勘探，甚至逐樁鉆探是很有必要的。
一、工程概況
山西省太原至古交高速公路全長23.404km，主線雙向四車道，設(shè)計(jì)速度采用80km/h，整體路基寬24.5m，分離式路基寬2×12.25m，建有目前全國第二長的公路隧道西山隧道一座（13.63km）。太古高速公路全線地質(zhì)復(fù)雜多變，安全風(fēng)險大。路線東端位于汾河沖積平原，中部屬呂梁山余脈石千峰山中低山區(qū)，西端為汾河河谷。最大相對高差達(dá)546米，路線自東向西均位于呂梁～太行斷塊之次級地質(zhì)構(gòu)造單元，五臺山塊隆中的古交傾斜地塊。
橋址區(qū)位于五臺山塊隆古交傾斜地塊的中部，出露巖性以奧陶系峰峰組（O2f）地層為主，主要為強(qiáng)～中風(fēng)化灰?guī)r。物探解釋、鉆孔揭露及地質(zhì)調(diào)查得知，奧陶系峰峰組（O2f）巖溶發(fā)育，陷落體較多，斷裂構(gòu)造發(fā)育較多，對該橋的橋梁基礎(chǔ)施工影響很大。
三岔口汾河大橋是太古高速公路古交連接線為跨越汾河而設(shè)，上部結(jié)構(gòu)采用13-30米裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)橋臺采用U型臺、柱式臺；橋墩采用等截面柱式墩，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)和鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。
二、存在問題
在三岔口汾河大橋樁基礎(chǔ)施工初期，通過鉆渣的取樣分析，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)文件中的地質(zhì)說明差別較大，7-1#樁孔在鉆至樁頂標(biāo)高下5米時入巖，巖質(zhì)為弱風(fēng)化灰?guī)r，該樁在施工過程中出現(xiàn)泥漿流失現(xiàn)象，而原設(shè)計(jì)該樁為摩擦樁，應(yīng)在13米左右入巖，就此情況設(shè)計(jì)單位又在該橋2#、4#、7#、8#墩進(jìn)行了補(bǔ)充鉆探，在鉆探過程中多次出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，各孔相同深度的芯樣差別很大，且均為泥灰?guī)r、灰?guī)r互層交錯。根據(jù)補(bǔ)充鉆探結(jié)果分析，該橋橋址區(qū)可能存在多次溶洞與裂隙、甚至斷層。為了探明橋梁基礎(chǔ)地質(zhì)情況，準(zhǔn)確確定樁基長度，嵌巖深度，決定對該橋進(jìn)行逐樁鉆探。
三、勘察方法與工作量
1、勘察工作布置原則
a、本次勘探鉆孔為逐樁鉆孔
b、在地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段延伸勘探范圍，加布原位測試點(diǎn)
2、勘察方法
本次勘探采用工程地質(zhì)調(diào)繪，鉆探現(xiàn)場原位測試和室內(nèi)試驗(yàn)相結(jié)合的綜合方法?？碧绞侄我糟@探為主，原位測試手段主要為動力觸探試驗(yàn)。
勘探點(diǎn)坐標(biāo)由設(shè)計(jì)文件提供，使用索佳SET510全站儀進(jìn)行放樣，使用黃海高程系統(tǒng)。鉆孔定位測差，陸地小于0.1m，地面孔口高程陸地不超過0.01m。
3、室內(nèi)試驗(yàn)
a、室內(nèi)土工試驗(yàn)按《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE40-2007）
b、巖芯代表性試樣進(jìn)行天然飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)
c、采取地下水進(jìn)行對建筑材料的腐蝕性試驗(yàn)
按照設(shè)計(jì)橋位圖并結(jié)合國家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程及場地地形地貌特點(diǎn)，勘探共完成了勘探點(diǎn)29個，其中：取土試樣鉆孔8個，深度均為33.0m，取土標(biāo)貫鉆孔21個，深度為33.0～35.0m。
四、勘探結(jié)果
1、橋基巖土體工程地質(zhì)分層
橋址區(qū)地層在這次勘探深度范圍內(nèi)，根據(jù)巖土體的分布特征、成因類型及區(qū)域地質(zhì)資料，這次勘探深度內(nèi)所揭露的地層有如下幾個工程地質(zhì)層：
第一層：填土（Q42ml），第二層：卵石（Q4al+pl），第三層：卵石（Q3al+pl）
沖洪積層下為本區(qū)域奧陶系中統(tǒng)峰峰組（O2f）地層
該組地層為勘察深度范圍內(nèi)主要地層（角礫狀白云質(zhì)泥灰?guī)r、泥灰?guī)r灰?guī)r互層）
2、不良地質(zhì)現(xiàn)象
根據(jù)勘察，揭露地層情況結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，橋址區(qū)鉆孔5#-1（18.0～21.0m）、6#-1（15.5～22.0m）、8#-1北側(cè)5米（10.5～13m）、8#-1南側(cè)5米（19.0～22.2m）、12#-1（27.0m～）、13#-2（30.0m～）、2#-0（24.0～29.0m）、9#-0（15.5～19.0m）（22.5～25.0m）、10#-0（11.8～13.00m）、11#-0（19.0～23.5m）、12#-0（29.0m～）處均揭露溶洞，巖芯破碎，局部溶洞填充物為粗砂礫，大部分溶洞區(qū)存在漏漿及掉鉆現(xiàn)象。
3、分析評價
本次橋梁樁基逐樁鉆探，基本探明了該橋橋址區(qū)地質(zhì)情況，準(zhǔn)確判定了橋梁基礎(chǔ)持力層的巖性狀況和不良地質(zhì)現(xiàn)象，對原設(shè)計(jì)橋梁基礎(chǔ)中不符合持力層承載力要求的樁基長度進(jìn)行了調(diào)整，確保橋梁基礎(chǔ)的承載力，同時也為橋梁基礎(chǔ)施工方案的確定，提供了寶貴地質(zhì)資料。
五、結(jié)論
太古高速公路在工程施工階段進(jìn)行橋梁樁基礎(chǔ)的逐樁鉆探，詳細(xì)、準(zhǔn)確的探明了橋址區(qū)的地質(zhì)情況尤其是不良地質(zhì)情況，是對大型工程設(shè)計(jì)階段地質(zhì)勘探的有效補(bǔ)充，確保了橋梁樁基地基承載力滿足橋梁荷載的要求，避免了施工過程中的重大方案變更，大大縮短了工期。太古高速公路施工階段由項(xiàng)目業(yè)主組織、施工單位實(shí)施的橋梁樁基的逐樁鉆探，改變了地質(zhì)探察從來都是設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)的常規(guī)。經(jīng)過項(xiàng)目業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位的互相配合、勘測、綜合分析，全面細(xì)致的地質(zhì)勘探、精心的設(shè)計(jì)與施工，確保地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)橋梁的安全，對同類高速公路建設(shè)具有一定參考價值。
參考文獻(xiàn)
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