工程地質(zhì)信息在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

肖　鵬，楊　萌

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng)　550081)

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工程地質(zhì)信息在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

肖鵬，楊萌

(貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院股份有限公司，貴州 貴陽(yáng)550081)

摘要：首先介紹了工程地質(zhì)信息的基本內(nèi)容，然后分析了橋梁設(shè)計(jì)對(duì)工程地質(zhì)信息的需求，最后具體闡述了工程地質(zhì)信息在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，以期促進(jìn)橋梁設(shè)計(jì)的發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：工程地質(zhì)信息；橋梁設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1項(xiàng)目概況

石清大道起于石巖街道羅租社區(qū)南部，與寶石路連接，沿機(jī)荷高速由西向東布線，終于五和大道，終點(diǎn)與布瀾路對(duì)接，沿線經(jīng)過石巖、大浪、觀瀾、龍華4個(gè)接到，道路全場(chǎng)14.971 km。

鑒于石清大道石巖、龍華段建設(shè)條件已成熟，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)分二期進(jìn)行，其中一期工程石巖段起于寶石路，終于光僑布龍連接線，道路長(zhǎng)度為4.468 km；龍華段其與龍觀東路，終于布瀾路，道路長(zhǎng)度為2.817 km。一期工程道路總長(zhǎng)度為7.285 km。本次施工規(guī)模如表1所示。

表1　石清大道一期道路工程施工規(guī)模

2橋梁設(shè)計(jì)對(duì)工程地質(zhì)信息的需求

2.1工程地質(zhì)信息的重要性

通常情況下，在橋梁設(shè)計(jì)工作中，需要將橋梁設(shè)計(jì)分為上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。其中，橋梁上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是對(duì)于橋梁的梁以及上部構(gòu)件進(jìn)行外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力分析；橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指的是對(duì)于橋梁的基礎(chǔ)和墩臺(tái)進(jìn)行外形設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)受力分析。一般橋梁下部結(jié)構(gòu)受力會(huì)直接影響橋梁上部結(jié)構(gòu)受力，由此可見橋梁下部基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的科學(xué)性對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)具有十分重要的作用。橋梁基礎(chǔ)屬于地面以下結(jié)構(gòu)，因此，基礎(chǔ)受力很容易受到地基巖性的影響，而地基巖性在工程地質(zhì)信息資源中十分重要，由此可見工程地質(zhì)信息與整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)密切相關(guān)。

2.2工程地質(zhì)信息主要類型

(1)試驗(yàn)獲得

采集橋梁施工地區(qū)的土壤樣本，并通過實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和化學(xué)試劑進(jìn)行檢測(cè)，準(zhǔn)確獲得巖土的強(qiáng)度、含水量等數(shù)據(jù)。

(2)勘探獲得

在橋梁設(shè)計(jì)工作開始前，首先應(yīng)該查閱橋梁建設(shè)周邊的地質(zhì)情況和水文情況，如果資料不全，則需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)勘探，獲得所有的與工程建設(shè)相關(guān)的信息數(shù)據(jù)。

(3)人為總結(jié)

通過經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員以及地質(zhì)勘測(cè)人員，對(duì)橋梁建設(shè)區(qū)域地質(zhì)情況進(jìn)行科學(xué)分析總結(jié)。

3工程地質(zhì)信息在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1工程設(shè)計(jì)中所涉及的工程地質(zhì)信息

在橋梁設(shè)計(jì)工作中所涉及的工程地質(zhì)信息屬于描述性，是對(duì)橋梁建設(shè)區(qū)域地質(zhì)勘探所得信息的總結(jié)。這些工程地質(zhì)信息對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)不會(huì)產(chǎn)生直接的影響，但是其具有一定的參考價(jià)值，所以橋梁設(shè)計(jì)人員可以以這些數(shù)據(jù)作為參考，并將其融入橋梁設(shè)計(jì)理念。

3.2工程設(shè)計(jì)中對(duì)于工程地質(zhì)信息資源的應(yīng)用

(1)工程地質(zhì)總體信息

對(duì)于橋梁建設(shè)所在地的地質(zhì)情況的綜述即工程地質(zhì)總體信息，通過這些信息可以明確橋梁的位置、鉆孔深度和數(shù)量、地層巖性、地震參數(shù)以及水文特征等等。

在整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中，工程地質(zhì)總體信息不可以直接應(yīng)用于橋梁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員通過這些信息可以得到對(duì)于橋梁地層巖性的總體概念，在設(shè)計(jì)過程中也可以充分參考這些信息數(shù)據(jù)，然后制定出科學(xué)合理的橋梁設(shè)計(jì)方案。

(2)鉆孔信息

在整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中，鉆孔信息至關(guān)重要。通過地質(zhì)鉆孔，可以總結(jié)得到鉆孔信息，在橋墩設(shè)計(jì)處進(jìn)行鉆孔可以明確橋梁基礎(chǔ)的巖層分布、土質(zhì)情況以及其他巖性特征，而這些對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)至關(guān)重要。對(duì)于鉆孔信息，首先要在工作中總結(jié)獲得，其次通過地質(zhì)柱狀圖形式，標(biāo)注鉆孔的位置、深度、編號(hào)、水深等信息，然后再與鉆孔的巖性一一對(duì)應(yīng)，最后通過數(shù)據(jù)的形式描述出來。在橋梁設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)巖性特征計(jì)算出橋梁設(shè)計(jì)所需的參數(shù)信息。另外，通過鉆孔，還可以獲得基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段所需要的承載力要求。在對(duì)橋梁基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)該充分考慮到水浮力的作用，對(duì)此必須都會(huì)水位深度進(jìn)行精確勘測(cè)。通過上文分析可以發(fā)現(xiàn)，鉆孔數(shù)據(jù)至關(guān)重要，對(duì)于橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生直接或間接的影響。但是，由于鉆孔數(shù)量較多，獲得的信息量較大，因此對(duì)于信息的管理難度也比較大，對(duì)此，可以采用先進(jìn)的信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行匯總和管理，有利于橋梁設(shè)計(jì)人員隨時(shí)使用。

(3)水質(zhì)信息

水質(zhì)信息可以反映出地下水的成分信息，通過水質(zhì)信息，可以判斷出地下水對(duì)于混凝土是否會(huì)產(chǎn)生侵蝕作用。

(4)土工試驗(yàn)信息

通過土工試驗(yàn)可以對(duì)鉆孔進(jìn)行理論分析，最終得出橋梁建設(shè)地層的巖性信息，土工試驗(yàn)信息主要以報(bào)告的形式進(jìn)行記錄。土工試驗(yàn)信息內(nèi)容很多，包括橋梁地層巖性特征、含水量、壓縮模量、液性指數(shù)、黏聚力等等，通過對(duì)土壤進(jìn)行壓縮模量測(cè)試，可以得出壓縮曲線圖表信息。但是土工試驗(yàn)信息的收集工作量巨大，因此可以采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行分析處理。由于土工試驗(yàn)信息會(huì)直接影響橋梁設(shè)計(jì)中的參數(shù)的合理選定，因此，土工試驗(yàn)必須確保科學(xué)合理，這樣才能保證所獲得的信息具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。

(5)工程地質(zhì)斷面圖

通過地質(zhì)斷面圖，橋梁設(shè)計(jì)人員可以更加全面的、深入的掌握地下巖層的具體分布情況，有利于準(zhǔn)確判斷橋梁基礎(chǔ)形式特征以及所在位置。工程地質(zhì)斷面的信息量較大，包括鉆孔位置、承載力等等，而且所有的信息都屬于只管信息。工程地質(zhì)斷面中的地層連線至關(guān)重要，通過地層連線，可以準(zhǔn)確判斷地層的走向和范圍。因此，對(duì)于這些價(jià)值較高的信息，可以采用先進(jìn)的信息技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用，提高橋梁設(shè)計(jì)的高效性和準(zhǔn)確性。

4信息化、智能化的應(yīng)用

橋梁設(shè)計(jì)工作量巨大，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，復(fù)雜程度高、綜合性較強(qiáng)，因此，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的智能化和自動(dòng)化至關(guān)重要。對(duì)此，應(yīng)該積極開發(fā)相關(guān)軟件，簡(jiǎn)化各個(gè)工序，爭(zhēng)取在錄入工程地質(zhì)信息的同時(shí)自動(dòng)處理好所有的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)參數(shù)的快速確認(rèn)。與此同時(shí)，還應(yīng)該保證接口良好，有利于數(shù)據(jù)維護(hù)和軟件升級(jí)。

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收稿日期：2016-01-21

作者簡(jiǎn)介：肖鵬(1988-)，男，貴州人，助理工程師，主要從事橋梁設(shè)計(jì)研究。

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)06-0141-02