摘要:隨著近年來我國市場經濟的進一步完善,工程勘察的市場競爭也隨之愈來愈激烈。本文針對當前我國工程勘察技術中存在的問題,嘗試分析和探討了特大公路橋梁工程勘察技術的進步趨勢及其技術措施的要點。
關鍵詞:松散地基, 特大公路橋梁, 工程勘察, 巖溶地區
Abstract: in recent years, with the further improvement of market economy in China, the engineering survey of market competition has more and more fierce. This article in view of the current engineering survey technology in our country, the problems in trying to analysis and discusses the super highway bridge engineering survey technology progress trend and the technical measures are presented.
Keywords: loose foundation, an extra large highway Bridges, engineering survey, the karst area
中圖分類號:TU447 文獻標識碼:A 文章編號:
前 言
隨著近年來我國公路橋梁行業掀起的一波又一波高潮 ,各種各樣別具特色的現代化特大公路橋梁工程的不斷涌現 ,工程對地質勘察深度的要求也愈來愈高 ,同時各種特大公路橋梁往往具有獨特的建筑風格 ,因而其立面的變化都較大 ,為工程勘察專業也提出了很多相應的新研究課題 ,因此單純死抱著傳統的工程勘察技術及其設備和措施已經無法再滿足時代的需求 ,而工程勘察技術的進步也是不可阻擋的時代趨勢。
一、當前我國工程勘察技術中存在的問題
隨著近年來我國公路工程尤其是公路橋梁工程的跨越式發展,公路橋梁的勘察與橋基處理技術也隨之產生了翻天覆地的變化。因此為了能夠在當今的新形勢下對公路橋梁工程的勘察與橋基處理質量進行更科學的控制,就必須解放思想、實事求是地摸索出一套有針對性的勘察與橋基處理管理體系和方法,以此來適應公路橋梁工程的勘察與橋基處理中材料、工藝的不斷發展。尤其是通過對巖溶地區公路橋梁地基的復雜情況進行分析,從而在其勘察過程中有針對性地予以重視,并通過科學合理的橋基處理措施的實施,在提高施工工藝技術和工程質量的同時,還可以起到提高公路橋梁工程的使用壽命、保障人民生命財產安全的目標。
二、松散地基與火成巖地區公路橋梁工程的勘察技術措施
勘察技術措施的主要內容就是工程勘察的技術人員通過其自身的知識深度和廣度 ,及其對于工程勘察各個專業之間技術交流、內部溝通的熟悉情況 ,以及對于自身的技術發展趨勢和技術服務目標的了解程度 ,從而在火成巖地區遭遇到重大或復雜的公路橋梁工程勘察項目時能夠判斷出應當通過什么勘察技術方法及措施來解決其所遭遇的技術難題。可以說巖溶地區公路橋梁工程勘察為工程勘察專業也提出了很多相應的新研究課題 ,因此單純死抱著傳統的工程勘察技術及其設備和措施已經無法再滿足時代的需求 ,而工程勘察技術的進步也是不可阻擋的時代趨勢。
1、松散地基上特大公路橋梁工程的勘察要點
1.1 選址 ( 可行性研究 ) 階段的工程勘察
其主要任務是初步查清幾個可能作為工程場地的主要工程地質條件 ,配合其他專業人員選定場址。其勘察要點為 :1)初步了解場地的主要地層、構造、巖土性質、不良地質現象及地下水情況 ;2)對擬建場址的穩定性和工程適宜性作出評價。其勘察工作主要是搜集和分析已有的有關資料 ,并進行現場踏勘。當工程地質條件較復雜 ,已有資料及踏勘尚不能滿足要求的場地 ,應進行工程地質測繪及必要的勘探工作。
1.2 初勘階段的工程勘察
這一階段是在已選定的場址上進行 ,其主要任務是通過勘察 ,對工程場地的穩定性作出評價 ,為工程總平面布置、確定地基基礎工程方案以及對不良地質現象的防治處理提供可靠的工程地質資料。
其勘察要點為 :1)查明場地的地層、構造、巖土性質、地下水埋藏條件、凍結深度等 ;2)查明場地不良地質現象的成因、分布范圍、危害程度及發展趨勢 ;3)對抗震設防烈度大于或等于7 度的場地 ,應初步判定場地和地基的地震效應。其勘察工作是在收集、分析已有資料的基礎上進行工程地質測繪 ,并可借助物探了解地下地層、地質構造等。如果地下水位埋藏較淺 ,還需取水樣分析鑒定地下水對混凝土的侵蝕性。
1.3 詳勘階段的工程勘察
其主要任務是為地基及基礎設計、地基處理與加固、不良地質現象的防治提供可靠的工程地質依據。必要時 ,應進行載荷、十字板剪力或觸探等原位測試工作及抽水試驗。
1.4 施工階段的工程勘察
施工勘察主要是與設計、施工單位相結合進行地基驗槽、地基處理加固效果檢驗、施工中的工程地質監測和必要的補充勘察工作 ,解決與施工有關的工程地質問題 ,并為施工階段地基基礎的設計變更提出相應的地質資料。
工程實例(松散地基)
某公路立交橋工程為獨塔單索面預應力混凝土斜拉橋 ,全長613m,主橋長 151m,采用二跨連續、為跨越鐵路的重要立交 ,設計荷載為汽車 -20 級 ,人群荷載 3.43kPa,主墩采用樁基礎。通過上述勘察技術措施 ,該工程的地層結構經過勘察如下圖所示。其中 ,⑥層及其以上地層為粉質粘土 ,而 30m~42m 左右為⑦層粉砂及細砂 ,42m~80m 則為⑧層粘性土夾砂 ,埋深 54m 以上的⑧層土質相對較差 ,孔隙比大于 1,其下為可塑狀粘性土 ,80m 以下為⑨層含礫中粗砂。由于該工程勘察科學細致 ,給整個工程施工方案的選擇提供了堅實的基礎,經過比選論證,選定⑨層作樁基持力層,為使樁能順利穿越⑦層 ,采用了鋼管樁方案 ,并采取了在樁端部設置加強箍 ,選擇合理的打樁順序等措施。
2、松散地基上特大公路橋梁工程的勘察技術進步趨勢
松散地基包括了除巖基以外的粘性土、粉性土、砂土及砂卵礫石地基。其中 ,砂卵礫石地基強度相對較大 ,其下依次為砂土、粉性土、粘性土地基。墩臺基礎是橋梁的重要組成部分 ,基礎與基底持力層必須有足夠的強度和穩定性 ,基礎持力層的選擇 ,應根據場區地層結構、土層性質、埋深、層厚等因素綜合考慮。松散地基上的特大橋梁工程勘察技術中 ,對于巖土的取樣技術以及工程地質的鉆探技術等方面 ,都正在逐步走向標準化和產業化 ,同時其對混凝土鉆孔灌注樁基的取芯技術也必將進入新一輪的發展和完善過程 ;而對于原位測試的技術等方面 ,通過原位測試來確定工程的土工參數以及進行非破損的探測技術都必將在目前飛速發展的基礎之上產生質的變化 ,更上一層樓 ;對于地基處理的新技術等方面 ,必將出現傳統技術不斷完善和翻新、同時新技術也層出不窮、百花齊放的情況。相信在可預見的未來 ,我國的特大公路橋梁工程勘察市場也將會得到逐步的完善 ,而且國內和國際上的兩大市場也將逐漸地融合為一體。而我國的工程勘察技術也將在大量松散地基上的特大公路橋梁工程的實踐和研究的基礎上 ,形成自身的優勢和特色 ,而且我國的工程勘察技術及其業務制度也將逐步走遍世界。
3、火成巖地基上特大公路橋梁工程的勘察要點
1、火成巖的概念
火成巖是地下的巖漿或火山噴溢的熔巖冷凝結晶而成的巖石。
2、火成巖的分類
其基本條件,無非是考慮巖石中所含的礦物成分、化學成分、結構和構造、產出的形式等幾個方面。其中最關鍵的指標是巖石中二氧化硅的含量、長石的性 質及其含量。
3、火成巖的結構和構造
具體地怎樣認識火成巖的結構與構造呢,主要應從以 VA]ZR+m 下幾方面去認識:
?、賻r石的結晶程度。我們把巖石中的礦物形成晶體的,稱為結晶物質,簡稱晶質; 5K(n3?1z) 把另一種未能形成晶體的物質,稱為玻璃質,簡稱非晶質。所謂巖石的結晶程度,即指 g@(30{ 晶質與非晶質之間的比例關系。 Fi{mr*}[xS5z1;
②礦物顆粒的形狀。這是由于礦物的習性和結晶空間約束的變化,使晶體形成不同 y84XoDQ 形態的顆粒。i~AJ.@ #
③礦物顆粒的大小。指肉眼能分辨得出來的顯晶質顆粒的體積而言,按其直徑分為: '!j(u@&!粗粒>5毫米 中粒5~1毫米 pqd4iR Wv、細粒1~0.1毫米 微粒<0.1毫米 h&'J+b。 gv` h-b 12r` )
工程實例(火成巖)
南京雙橋門互通立交橋位于南京市主城東南部,是我市重點工程——賽虹橋交通樞紐工程的東半段,處于《南京市主城路網規劃》“兩縱兩橫快速路”的“東縱”與“南橫”的交叉點,既是南京快速內環線重要的交通樞紐,也是南京市主城區“外環加井字”型快速道路網布局中的重要組成部分。
南京雙橋門互通立交橋(主體)北起龍蟠路秦虹大橋南端,南接機場高速路連接線,西接緯七路中段高架(江寧路),東連大明路。東西段(東端WK3+540.05~西端WK4+472.65)路線全長932.600m;南北段(北端CDK0+584.911~南端CDK1+095.980)路線全長511.069km。主線地面道路路幅寬50~66m;主線高架橋為雙向六車道,橋寬26.0m;匝道雙車道橋寬9.0~18.5 m、三車道橋寬12.5m,橋梁設計載荷為—A級,擬采用鉆孔嵌巖灌注樁基礎。
4、勘察方法
4.1鉆探方法
野外勘探采用北京探礦機械廠生產的XY-1型百米巖芯鉆機,開孔孔徑146mm,終孔孔徑100mm,上部采用鋼護筒護壁,護孔管管徑146mm,長度4.0~6.0m,全井泥漿護壁鉆進。
土層采用螺紋鉆頭鉆進或巖芯管鉆進,回次進尺控制在1.5~2m,提土率不少于80%。
巖層采用單管回轉鉆進方法,巖芯采取率完整及較完整巖石不應低于80%,強風化及較破碎及破碎巖石不應低于65%。
4.2取樣方法
(1)、土樣采取
(2)、巖樣采取
(3)、水樣采取
4.3原位測試
(1)、標準貫入試驗
(2)、重型動探試驗
(3)、波速測試
(4)、地下水位觀測
(5)、鉆孔回填
5、樁基設計參數的確定
根據風化程度火成巖的軟硬不均。嵌入巖層中的鉆孔灌注樁,可按《公路橋涵地基與基礎設計規范》JTJ024-85,采用巖塊單軸極限抗壓強度確定嵌巖單樁軸向容許承載力[P],計算公式為:
[P]=(c1A+ c2Uh)Ra
式中:
Ra——天然濕度的巖石單軸極限抗壓強度(kPa)。巖石單軸極限抗壓強度Ra可按表7.3.3-2采用。
c1 、c2——分別為樁嵌巖段端阻力及側阻力修正系數,根據清孔、巖石破碎程度等因素而定的系數:
條件 |
c1 |
c2 |
良好的 |
0.6 |
0.05 |
一般的 |
0.5 |
0.04 |
較差的 |
0.4 |
0.03 |
注:對于鉆孔樁,表中數值可降低20%采用
U——樁嵌入基巖部分橫截面周長(m),對于鉆孔樁按設計直徑采用;
h—— 嵌巖長度(m);
A——樁底橫截面面積(m2),對于鉆孔樁按設計直徑采用。
三、結束語
本文以南京雙橋門互通立交橋巖土工程勘察為例,綜合闡述了特大橋工程勘察的相關情況,從不同的方面有依據的來分析。希望能為同行提供借鑒,從而服務于我國的城市建設。