城市橋梁巖土工程勘察探討?yīng)?/h1>
2017-05-05 11:53:35賈黎君??
中華建設(shè)科技 2017年3期
賈黎君??
【摘要】本文根據(jù)城市橋梁巖土工勘察工程實(shí)例，針對橋梁勘察的依據(jù)、工作量的布置、巖土參數(shù)的選取、基礎(chǔ)形式的選擇驗(yàn)算、施工注意事項(xiàng)等設(shè)計(jì)施工關(guān)注的幾個(gè)方面進(jìn)行了深入的分析，探究橋梁巖土工程地質(zhì)勘察中應(yīng)注意的問題，為提高橋梁地質(zhì)勘察的效率和質(zhì)量提供參考。
【關(guān)鍵詞】橋梁 ；地質(zhì)勘察 ；探討
Discussion on Geotechnical Investigation of Urban Bridge
Jia Li-jun
（Zhengzhou Municipal Engineering Survey and Design InstituteZhengzhouHenan450046）
【Abstract】In this paper， according to the example of geotechnical reconnaissance project of urban bridge， this paper analyzes the design and construction of the bridge construction， the layout of the workload， the selection of the geotechnical parameters， the selection and calculation of the basic form， the construction precautions， To explore the bridge geotechnical engineering geological survey should pay attention to the problem， in order to improve the efficiency and quality of bridge geological survey to provide a reference.
【Key words】Bridge；Geological survey；Discussion
某橋梁巖土工程的概況如下：橋梁長240米，寬50米，上部結(jié)構(gòu)采用的是8×30（米）簡支變連續(xù)小箱梁結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用的是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋墩樁徑為1.5米，單樁反力大約是6500KN，樁頂標(biāo)高大約是88米，樁長大約是55米；橋臺樁徑是1.5米，單樁反力大約為4500KN，樁頂標(biāo)高大約是92米，樁長大約是40米。為大橋。
以下是以本項(xiàng)目勘察為例，說明在工作中需要重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)問題：
1. 勘察規(guī)范的選?。核鶇⒄招袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同，勘察工作量布置及勘察要求、評價(jià)等是有區(qū)別的。一般而言，設(shè)計(jì)技術(shù)要求應(yīng)用有明確的界定：城市橋涵或公路橋涵，所參照的主要標(biāo)準(zhǔn)分別是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《市政工程勘察規(guī)范》和《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》。比如土的分類描述和定名同為《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》；場地土的分類、場地類別及地震液化判別參照《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，但在初步勘察階段的工作量、勘察要求等方面差異較大。總體而言，城市橋涵是以“點(diǎn)”的話，公路橋梁是以“線”為關(guān)注對象的。對城市橋涵來說，以我們常用的做法是，《巖土工程勘察規(guī)范》為前提，《市政工程勘察規(guī)范》為主，參照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》。即便《市政工程勘察規(guī)范》對小的橋涵有“不少于2個(gè)鉆孔”的最低要求。仍然建議按照《巖土工程勘察規(guī)范》4～6個(gè)鉆孔，來滿足取樣、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及準(zhǔn)確劃分地層的基本要求。在實(shí)際的項(xiàng)目審查、工地驗(yàn)槽、參數(shù)取值等實(shí)際工程實(shí)踐中證明是非常有必要的。
2. 工作量的布置：工作量布置的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)意圖及規(guī)范的綜合。一個(gè)合格的巖土師不單單是規(guī)范的執(zhí)行者，也是將場位區(qū)的的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)了熟于心，和實(shí)際項(xiàng)目的基礎(chǔ)融合的過程，勘察前期，場地資料的收集是非常必要的。同時(shí)，要有這樣的認(rèn)識：規(guī)范是底線，而非上限。過分計(jì)較經(jīng)濟(jì)利益必會影響到工程的品質(zhì)。一個(gè)負(fù)責(zé)的、合格的巖土工程技術(shù)人員，首先做到的是職業(yè)道德和內(nèi)心的安寧。
3. 該橋涵勘察地層情況
擬建場地地貌單元區(qū)域上屬于黃河泛濫沖積平原，根據(jù)地質(zhì)鉆探結(jié)果、現(xiàn)場原位試驗(yàn)和土工試驗(yàn)成果，將勘察深度內(nèi)的土層按其不同的成因、時(shí)代及物理力學(xué)性質(zhì)差異劃分為10個(gè)工程地質(zhì)單元層分別是：
（1）雜填土〔Q4ml〕：
地層呈雜色，黃褐色，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)性質(zhì)不均勻，表層見大量植物根系，局部含大量磚塊、灰渣等建筑垃圾及部分生活垃圾等。層底埋深0.5～5.8m，層底高程85.62～92.10m，層厚0.5～5.8m。
（2）粉質(zhì)黏土夾粉土〔Q4al〕：
地層呈黃褐色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點(diǎn)。局部夾粉土薄層，黃褐色，稍濕-濕，稍密。層底埋深8.0～12.0m，層底高程78.82～84.69m，層厚3.7～10.0m。
（3）粉質(zhì)黏土〔Q4al〕：
地層呈黃褐色，局部為灰黑色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中，切面光滑。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點(diǎn)。層底埋深14.0～18.5m，層底高程73.52～77.23m，層厚5.1～9.5m。
（4）粉砂〔Q4al〕：
地層呈灰褐色，飽和，中密-密實(shí)。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深18.0～21.0m，層底高程68.82～74.60m，層厚2.0～5.4m。
（5）粉砂〔Q4al〕：
地層呈灰褐色，飽和，密實(shí)。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深24.5～30.5m，層底高程61.75～65.73m，層厚4.0～11.3m。
（6）粉質(zhì)黏土夾粉土〔Q3al〕：
地層呈灰褐色、黃褐色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中，切面光滑。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～30mm，約占6%。局部含量較多，呈膠結(jié)狀。 本層局部為粉土薄層，黃褐色，濕，密實(shí)。層底埋深38.0～45.0m，層底高程46.58～52.60m，層厚10.7～16.5m。
（7）粉質(zhì)黏土〔Q3al〕：
地層呈黃褐色、褐黃色，可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應(yīng)無，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～32mm，約占5%，見青灰色條文、黑色斑點(diǎn)。層底埋深50.0～55.0m，層底高程37.58～40.35m，層厚8.5～14.0m。
（8）粉質(zhì)黏土〔Q3al〕：
地層呈褐黃色，可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應(yīng)無。含鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～30mm，約占8%。本層勘探深度內(nèi)未揭穿，最大揭露厚度20.0m。
4. 各巖土參數(shù)的選取
（1）根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）2009版及《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007），結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，綜合提供地基承載力基本容許值及變形指標(biāo)見下表1及樁基參數(shù)表2：
（2）巖土參數(shù)的提取，實(shí)質(zhì)是規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)及區(qū)域資料融會提煉的過程，是對勘察技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)的鮮明體現(xiàn)。規(guī)范不能生搬硬套，照抄照搬，而是靈活運(yùn)用。這也正是規(guī)范的實(shí)際指導(dǎo)意義所在。
5. 樁端持力層選擇及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)：
5.1為進(jìn)一步確定合理的持力層和樁基尺寸，我們對單樁承載力基本容許值進(jìn)行了初步驗(yàn)算：
根據(jù)《JTG D63-2007》規(guī)范公式，鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值：
[Ra]=12μΣni=1qikli+APqr
其中： qr=m0λ[[fa0] +k2 γ2 （h-3） ]
式中m0=0.7，λ=0.72，γ2=19.0KN/m3，k2=2.5，h=40m。
5.2以不同的樁長分別計(jì)算鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值見表3：
5.3根據(jù)擬建橋梁結(jié)構(gòu)荷載特征，結(jié)合本場地工程地質(zhì)條，及工程經(jīng)驗(yàn)，建議橋墩臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，建議橋墩臺采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。具體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)墩臺實(shí)際荷載選擇適宜的樁長、樁經(jīng)，建議第⑹層及第⑹層以下土層，作為樁端持力層。
6. 成樁分析及施工優(yōu)化建議
（1）從成樁分析看，本場地地層第④、⑤粉砂厚度較大，成孔泥漿控制不好時(shí)易造成塌孔、縮徑等問題，而成孔過程中形成的泥皮對單樁承載力有不利影響，因此需特別注意控制好泥漿比重。
（2）特別應(yīng)該注意的是，由于本場地25.0m以下含較多鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～32mm，約占8%，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)充分考慮施工困難，采用適宜的鉆進(jìn)工藝及技術(shù)。場地施工條件較好，樁基施工不會對周圍環(huán)境造成不利影響，但需做好泥漿的清運(yùn)處理。
（3）鉆孔灌注樁單樁承載力與成樁工藝、土質(zhì)條件和施工人員素質(zhì)及質(zhì)量控制密切相關(guān)，因此施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程，做好施工監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)測，確保施工質(zhì)量。
（4）根據(jù)本地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，建議采用旋挖成孔工藝，可提高單樁承載力5～10%左右，因此樁基施工時(shí)應(yīng)優(yōu)化成孔工藝參數(shù)，充分發(fā)揮地基土承載能力。單樁承載力應(yīng)以靜載荷試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。
7. 后記：
（1）勘測設(shè)計(jì)的每一個(gè)工程項(xiàng)目，都有其個(gè)體的特點(diǎn)和獨(dú)特的位置、環(huán)境，況且勘察、施工過程中物性指標(biāo)及環(huán)境也是在變化的，因此，每一勘測成果，都是規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)融合的結(jié)晶。
（2）勘察與設(shè)計(jì)技術(shù)上要進(jìn)一步溝通融合。從設(shè)計(jì)的角度考慮巖土參數(shù)的提取，從地質(zhì)的觀點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的運(yùn)用，這是巖土勘察人員應(yīng)該具備的基本技術(shù)工作思路和業(yè)務(wù)素質(zhì)要求的趨勢。
以上是對城市橋梁勘察的一些工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和體會，希望類似項(xiàng)目有所借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1]《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009版）.
[2]《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20-2011）.
[3]《市政工程勘察規(guī)范》（CJJ 56-2012）.
[4]《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004-89）.
[5]《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007）.
[6]張?jiān)诿? 巖土工程的工作方法[C]// 全國巖土與工程學(xué)術(shù)大會. 2006.
[文章編號]1619-2737（2017）03-18-107
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【關(guān)鍵詞】橋梁 ；地質(zhì)勘察 ；探討
Discussion on Geotechnical Investigation of Urban Bridge
Jia Li-jun
（Zhengzhou Municipal Engineering Survey and Design InstituteZhengzhouHenan450046）
【Abstract】In this paper， according to the example of geotechnical reconnaissance project of urban bridge， this paper analyzes the design and construction of the bridge construction， the layout of the workload， the selection of the geotechnical parameters， the selection and calculation of the basic form， the construction precautions， To explore the bridge geotechnical engineering geological survey should pay attention to the problem， in order to improve the efficiency and quality of bridge geological survey to provide a reference.
【Key words】Bridge；Geological survey；Discussion
某橋梁巖土工程的概況如下：橋梁長240米，寬50米，上部結(jié)構(gòu)采用的是8×30（米）簡支變連續(xù)小箱梁結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用的是鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋墩樁徑為1.5米，單樁反力大約是6500KN，樁頂標(biāo)高大約是88米，樁長大約是55米；橋臺樁徑是1.5米，單樁反力大約為4500KN，樁頂標(biāo)高大約是92米，樁長大約是40米。為大橋。
以下是以本項(xiàng)目勘察為例，說明在工作中需要重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)問題：
1. 勘察規(guī)范的選?。核鶇⒄招袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)不同，勘察工作量布置及勘察要求、評價(jià)等是有區(qū)別的。一般而言，設(shè)計(jì)技術(shù)要求應(yīng)用有明確的界定：城市橋涵或公路橋涵，所參照的主要標(biāo)準(zhǔn)分別是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《市政工程勘察規(guī)范》和《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》。比如土的分類描述和定名同為《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》；場地土的分類、場地類別及地震液化判別參照《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，但在初步勘察階段的工作量、勘察要求等方面差異較大。總體而言，城市橋涵是以“點(diǎn)”的話，公路橋梁是以“線”為關(guān)注對象的。對城市橋涵來說，以我們常用的做法是，《巖土工程勘察規(guī)范》為前提，《市政工程勘察規(guī)范》為主，參照《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》。即便《市政工程勘察規(guī)范》對小的橋涵有“不少于2個(gè)鉆孔”的最低要求。仍然建議按照《巖土工程勘察規(guī)范》4～6個(gè)鉆孔，來滿足取樣、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及準(zhǔn)確劃分地層的基本要求。在實(shí)際的項(xiàng)目審查、工地驗(yàn)槽、參數(shù)取值等實(shí)際工程實(shí)踐中證明是非常有必要的。
2. 工作量的布置：工作量布置的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)意圖及規(guī)范的綜合。一個(gè)合格的巖土師不單單是規(guī)范的執(zhí)行者，也是將場位區(qū)的的地形地貌、地層結(jié)構(gòu)了熟于心，和實(shí)際項(xiàng)目的基礎(chǔ)融合的過程，勘察前期，場地資料的收集是非常必要的。同時(shí)，要有這樣的認(rèn)識：規(guī)范是底線，而非上限。過分計(jì)較經(jīng)濟(jì)利益必會影響到工程的品質(zhì)。一個(gè)負(fù)責(zé)的、合格的巖土工程技術(shù)人員，首先做到的是職業(yè)道德和內(nèi)心的安寧。
3. 該橋涵勘察地層情況
擬建場地地貌單元區(qū)域上屬于黃河泛濫沖積平原，根據(jù)地質(zhì)鉆探結(jié)果、現(xiàn)場原位試驗(yàn)和土工試驗(yàn)成果，將勘察深度內(nèi)的土層按其不同的成因、時(shí)代及物理力學(xué)性質(zhì)差異劃分為10個(gè)工程地質(zhì)單元層分別是：
（1）雜填土〔Q4ml〕：
地層呈雜色，黃褐色，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)性質(zhì)不均勻，表層見大量植物根系，局部含大量磚塊、灰渣等建筑垃圾及部分生活垃圾等。層底埋深0.5～5.8m，層底高程85.62～92.10m，層厚0.5～5.8m。
（2）粉質(zhì)黏土夾粉土〔Q4al〕：
地層呈黃褐色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點(diǎn)。局部夾粉土薄層，黃褐色，稍濕-濕，稍密。層底埋深8.0～12.0m，層底高程78.82～84.69m，層厚3.7～10.0m。
（3）粉質(zhì)黏土〔Q4al〕：
地層呈黃褐色，局部為灰黑色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中，切面光滑。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點(diǎn)。層底埋深14.0～18.5m，層底高程73.52～77.23m，層厚5.1～9.5m。
（4）粉砂〔Q4al〕：
地層呈灰褐色，飽和，中密-密實(shí)。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深18.0～21.0m，層底高程68.82～74.60m，層厚2.0～5.4m。
（5）粉砂〔Q4al〕：
地層呈灰褐色，飽和，密實(shí)。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深24.5～30.5m，層底高程61.75～65.73m，層厚4.0～11.3m。
（6）粉質(zhì)黏土夾粉土〔Q3al〕：
地層呈灰褐色、黃褐色，可塑。干強(qiáng)度中，韌性中，切面光滑。含少量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～30mm，約占6%。局部含量較多，呈膠結(jié)狀。 本層局部為粉土薄層，黃褐色，濕，密實(shí)。層底埋深38.0～45.0m，層底高程46.58～52.60m，層厚10.7～16.5m。
（7）粉質(zhì)黏土〔Q3al〕：
地層呈黃褐色、褐黃色，可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應(yīng)無，含大量鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～32mm，約占5%，見青灰色條文、黑色斑點(diǎn)。層底埋深50.0～55.0m，層底高程37.58～40.35m，層厚8.5～14.0m。
（8）粉質(zhì)黏土〔Q3al〕：
地層呈褐黃色，可塑。干強(qiáng)度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應(yīng)無。含鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～30mm，約占8%。本層勘探深度內(nèi)未揭穿，最大揭露厚度20.0m。
4. 各巖土參數(shù)的選取
（1）根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）2009版及《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D63-2007），結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，綜合提供地基承載力基本容許值及變形指標(biāo)見下表1及樁基參數(shù)表2：
（2）巖土參數(shù)的提取，實(shí)質(zhì)是規(guī)范和工程經(jīng)驗(yàn)及區(qū)域資料融會提煉的過程，是對勘察技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)的鮮明體現(xiàn)。規(guī)范不能生搬硬套，照抄照搬，而是靈活運(yùn)用。這也正是規(guī)范的實(shí)際指導(dǎo)意義所在。
5. 樁端持力層選擇及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)：
5.1為進(jìn)一步確定合理的持力層和樁基尺寸，我們對單樁承載力基本容許值進(jìn)行了初步驗(yàn)算：
根據(jù)《JTG D63-2007》規(guī)范公式，鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值：
[Ra]=12μΣni=1qikli+APqr
其中： qr=m0λ[[fa0] +k2 γ2 （h-3） ]
式中m0=0.7，λ=0.72，γ2=19.0KN/m3，k2=2.5，h=40m。
5.2以不同的樁長分別計(jì)算鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值見表3：
5.3根據(jù)擬建橋梁結(jié)構(gòu)荷載特征，結(jié)合本場地工程地質(zhì)條，及工程經(jīng)驗(yàn)，建議橋墩臺基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，建議橋墩臺采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。具體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)墩臺實(shí)際荷載選擇適宜的樁長、樁經(jīng)，建議第⑹層及第⑹層以下土層，作為樁端持力層。
6. 成樁分析及施工優(yōu)化建議
（1）從成樁分析看，本場地地層第④、⑤粉砂厚度較大，成孔泥漿控制不好時(shí)易造成塌孔、縮徑等問題，而成孔過程中形成的泥皮對單樁承載力有不利影響，因此需特別注意控制好泥漿比重。
（2）特別應(yīng)該注意的是，由于本場地25.0m以下含較多鈣質(zhì)結(jié)核，粒徑約10～32mm，約占8%，設(shè)計(jì)施工時(shí)應(yīng)充分考慮施工困難，采用適宜的鉆進(jìn)工藝及技術(shù)。場地施工條件較好，樁基施工不會對周圍環(huán)境造成不利影響，但需做好泥漿的清運(yùn)處理。
（3）鉆孔灌注樁單樁承載力與成樁工藝、土質(zhì)條件和施工人員素質(zhì)及質(zhì)量控制密切相關(guān)，因此施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范、規(guī)程，做好施工監(jiān)理和質(zhì)量監(jiān)測，確保施工質(zhì)量。
（4）根據(jù)本地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，建議采用旋挖成孔工藝，可提高單樁承載力5～10%左右，因此樁基施工時(shí)應(yīng)優(yōu)化成孔工藝參數(shù)，充分發(fā)揮地基土承載能力。單樁承載力應(yīng)以靜載荷試驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。
7. 后記：
（1）勘測設(shè)計(jì)的每一個(gè)工程項(xiàng)目，都有其個(gè)體的特點(diǎn)和獨(dú)特的位置、環(huán)境，況且勘察、施工過程中物性指標(biāo)及環(huán)境也是在變化的，因此，每一勘測成果，都是規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)融合的結(jié)晶。
（2）勘察與設(shè)計(jì)技術(shù)上要進(jìn)一步溝通融合。從設(shè)計(jì)的角度考慮巖土參數(shù)的提取，從地質(zhì)的觀點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)參數(shù)的運(yùn)用，這是巖土勘察人員應(yīng)該具備的基本技術(shù)工作思路和業(yè)務(wù)素質(zhì)要求的趨勢。
以上是對城市橋梁勘察的一些工程經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和體會，希望類似項(xiàng)目有所借鑒。
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[文章編號]1619-2737（2017）03-18-107
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