探討巖溶區(qū)高速公路橋梁樁基的地質(zhì)勘察

張麗平

摘 要： 伴隨我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度的提升和惠民工程項目建設數(shù)量的增加，高速公路工程的建設規(guī)模和范圍也在不斷擴大，巖溶地區(qū)也開始成為建設高速公路工程的主要地區(qū)之一。但從實際情況上來看，在巖溶地區(qū)建設高速公路時，橋梁樁基設計和施工建設工作仍舊面臨較多問題。地質(zhì)勘察作為橋梁樁基施工設計中的重要環(huán)節(jié)，本文以高速公路為立足點，通過在巖溶區(qū)修建公路橋梁樁基危害和樁基地質(zhì)勘察技術(shù)的分析，從而就橋梁樁基地質(zhì)勘察的具體工作內(nèi)容展開研究。

關鍵詞： 高速公路； 巖溶區(qū)； 橋梁樁基； 地質(zhì)勘查

前言

由于巖溶地區(qū)的地質(zhì)情況相對來講較為復雜，如果施工單位無法在工程設計階段對該地區(qū)的地質(zhì)情況展開全方位的深入調(diào)查，就會導致公路橋梁樁基嵌巖施工達不到建設標準和規(guī)范要求。因此，進一步了解巖溶區(qū)巖溶的發(fā)育和分布情況，并以此為基礎，正確選擇出樁基的持力層，就成為了當前巖溶地區(qū)公路工程橋梁樁基環(huán)節(jié)重要的施工內(nèi)容。而這些工作的完成，都需要以準確的地質(zhì)勘察結(jié)果為依托，所以，對橋梁樁基地質(zhì)勘察工作的具體情況展開深入研究十分必要。

1. 巖溶區(qū)發(fā)育的危害性

所謂的巖溶，指的是水對于可溶解性的巖石，進行了以化學溶蝕作用作為主要特征的綜合性地質(zhì)作用，以及由此類作用產(chǎn)生的所有地質(zhì)現(xiàn)象的統(tǒng)稱。而巖石本身的透水性、可溶解性，水的流動性和溶蝕性，就是巖溶區(qū)產(chǎn)生與發(fā)育的四大基本條件。在我國境內(nèi)，巖溶地區(qū)經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)土體坍塌事故，對人民群眾的生命健康帶來極大的危害，導致社會經(jīng)濟出現(xiàn)較大的損失。以我國的京廣線為例，在修筑隧道時，往往會穿越一些石灰?guī)r地層，而在穿越這些地層時，就有可能會遇到巖溶地區(qū)，挖出巖溶洞，導致巖溶地區(qū)的泥沙和倒灌水流大量向外涌出，對整個工程的施工進度與施工質(zhì)量的提升、施工工藝的進一步完善等，帶來了極大的困難。此外，在廣東省的某些地區(qū)，在修剪建筑工程時，還會因為巖溶問題的存在，導致該省區(qū)內(nèi)的大部分地面出現(xiàn)了地面坍塌或者是土地塌陷問題，造成建筑物開裂，為國家和政府部門帶來了巨大的經(jīng)濟損失，極大的危害了人民群眾的生命安全。

2. 開展地質(zhì)勘察工作的目的

在巖溶地區(qū)開展地質(zhì)勘察工作的主要目的，就是為了探明巖溶區(qū)的存在可能會對高速公路施工安全與橋梁樁基施工穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響、巖溶區(qū)分布規(guī)律、不同類型的巖溶形態(tài)具體分布情況、巖溶地區(qū)頂部的土層厚度、巖溶區(qū)在空間范圍的分布規(guī)律、高速公路工程的概況等。為了確保巖溶區(qū)地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量，在展開勘察工作時，相關人員應當要做好以下幾方面工作：一是不同類型巖溶區(qū)的位置、尺度、延伸方向、形狀、導致塌落問題產(chǎn)生的因素、產(chǎn)生地面塌落的時間等。二是結(jié)合不同層位上，巖溶區(qū)的數(shù)量和具體分布狀態(tài)，通過對巖溶區(qū)進行分類的方式，總結(jié)出不同類型的巖溶組合。三是巖溶區(qū)實際發(fā)育情況，以及其所處區(qū)域地形地貌發(fā)展歷史、水文網(wǎng)絡關系、部位、巖溶發(fā)育情況等。四是巖溶區(qū)的發(fā)育程度同其所處位置地層褶皺的樣式、地質(zhì)和斷裂形狀等其他結(jié)構(gòu)面之間的關系。五是分析土洞與發(fā)生各種形態(tài)地面變形問題的主要原因、下浮巖基本巖溶性質(zhì)、地表水同地下水之間的動態(tài)關系。六是巖溶地區(qū)出現(xiàn)巖溶水溢出的位置和類型，以及其溢出情況同季節(jié)動態(tài)變化和地面水系間的關系。七是對巖溶區(qū)的發(fā)展歷史展開調(diào)查訪問，在結(jié)合建筑物設計經(jīng)驗、使用和地基處理情況的基礎上，通過總結(jié)和借鑒相關經(jīng)驗的方式完成巖溶區(qū)地質(zhì)勘察工作。

3. 工程項目研究案例

以某省巖溶區(qū)準備修建的一個高速公路項目為案例。該高速公路工程作為我國三大重要城市中主要連接道路之一，該設計路線的全長大約在163.98km，同時包含了二十四座橋梁工程和橋梁樁基。本文只是以該高速公路項目中的一座橋梁樁基的地質(zhì)勘察工作為主要研究點，展開了細致的分析與介紹。在此橋梁工程中，橋梁樁基的上部結(jié)構(gòu)是按照15.8m×20.2m的標準，完成預應力混凝土的連續(xù)小箱梁環(huán)節(jié)設計工作。該橋梁樁基的全長為315.2m，中心環(huán)節(jié)樁基型號為K81+546[1]。

4. 橋梁樁基環(huán)節(jié)的地質(zhì)勘察技術(shù)

4.1 鉆探技術(shù)

作為現(xiàn)階段我國建筑工程項目在地質(zhì)勘察領域中使用規(guī)模最廣泛的一種地質(zhì)勘察技術(shù)，具有勘查效率和精確度高、勘查深度較大的優(yōu)勢，對巖溶區(qū)域地質(zhì)的實際情況展開全方位的調(diào)查[2]。

4.2 地球物理勘探技術(shù)

物探技術(shù)主要通過專門的勘查儀器設備來完成各種地質(zhì)構(gòu)成的巖溶區(qū)物理場實際分布情況，并細致的分析地質(zhì)勘察工作所得的信息數(shù)據(jù)。這種勘查技術(shù)，具有使用的設備較為輕便、勘探效率較高、勘察范圍相對較大、適用范圍相對較廣、勘察到的數(shù)據(jù)量相對較大等優(yōu)勢。但同時，這一地質(zhì)勘察技術(shù)在進行地質(zhì)勘探的過程中極容易受到巖溶區(qū)內(nèi)多方面因素的干擾，從而產(chǎn)生較多的分析結(jié)果。因此，在使用物探技術(shù)的過程中，相關工作人員需要將勘查到的多個數(shù)據(jù)反復的進行對比和分析，并牢牢結(jié)合地質(zhì)條件，以此來確保最終能夠得到更加準確的地質(zhì)勘查結(jié)論。物探技術(shù)包括直流電法、地震勘探法、高密度電法、交流電法、放射性勘探法、聲波測量法、磁法勘探法等作為輔助勘察手段，以此來完成巖溶區(qū)的地質(zhì)勘察工作[3]。

4.3 高密度電法

在利用高密度電法展開地質(zhì)勘察工作時，工作人員還需要借助相應的儀器設備和測線測量技術(shù)。在巖溶區(qū)展開地質(zhì)勘察工作時，勘察人員可以使用GPS定位方法，在結(jié)合施工現(xiàn)場樁點分布情況的基礎上，完成施工現(xiàn)場的實地測量剖面的布置情況。正常情況下，現(xiàn)場布置的測量剖面中需要包含一到兩條沿著線位方向布設的高密度測量線路。現(xiàn)階段我國大部分施工單位在巖溶區(qū)展開地質(zhì)勘察工作時，使用的基本都是國內(nèi)知名生產(chǎn)地質(zhì)勘查儀器廠生產(chǎn)出的型號為DUK-2A，屬于高密度類別的電法測量與分析系統(tǒng)。在地質(zhì)勘察工作中，該儀器設備可以根據(jù)被測量區(qū)域的地質(zhì)目標與地形地貌等情況，確定基本電極距離，并在溫納裝置配合的情況下，完成地質(zhì)勘查工作[4]。與此同時，為了確保高密度電法的功能可以被充分發(fā)揮出來，在正式對巖溶區(qū)展開地質(zhì)勘察工作前，相關人員還需要針對高密度的有效性展開深入的探究，在充分了解巖溶區(qū)電阻率特征的基礎上，確保相關工作順利完成。

4.4 采用高密度電法勘察技術(shù)的物理條件

在本文選取的工程案例中，第四系殘坡積層的土質(zhì)相對來講較為疏松，含水量比較到，電阻值大約是n乘十歐姆。同該基層相對比，灰?guī)r電阻率值相對較高，一般能夠達到n乘以十的二次方到三次方歐姆。因此，當灰?guī)r內(nèi)部出現(xiàn)巖溶區(qū)發(fā)育時，該地區(qū)的土質(zhì)就會因為充填物、水等因素的影響，出現(xiàn)低阻異常的表現(xiàn)；當基巖產(chǎn)生了斷裂構(gòu)造發(fā)育時，該巖層就會表現(xiàn)出相對低阻異常的情況。本文中選擇的橋梁樁基施工建設區(qū)還未出現(xiàn)大型活動與斷裂的巖溶通過，但地下卻存在相對大尺度的巖溶洞，水位變化程度相對也比較大。這些因素的存在，也會在一定程度上對橋梁樁基的地質(zhì)勘查工作質(zhì)量產(chǎn)生極大的影響[5]。此外，因為橋梁樁基工程所在位置巖溶區(qū)的覆蓋層厚度相對較薄、穩(wěn)定性較弱、厚度變化也不是很均勻、埋深程度也比較淺，所以，橋梁樁基工程的持力層施工工作相對來講還存在著較多的安全隱患。

5. 結(jié)束語

總而言之，在社會經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，城市化建設進程逐步加快的今天，高速公路工程項目的建設數(shù)量和類型也在不斷增多，這使得人們對該類型工程項目施工質(zhì)量的關注度也在逐年提高。橋梁樁基作為高速公路工程重要的施工建設環(huán)節(jié)，其地質(zhì)勘察結(jié)果的高低，將會對該環(huán)節(jié)施工設計方案的制定產(chǎn)生極大的影響。因此，分析在巖溶區(qū)展開的地質(zhì)勘察的重要性和主要目的，確定在巖溶區(qū)做好地質(zhì)勘察工作的必要性，以及在橋梁樁基勘察中適用的各項技術(shù)，結(jié)合工程實際情況制定具體的地質(zhì)勘察方案等，便成為當前相關部門和企業(yè)必須要重視的問題。

參考文獻：

[1] 劉艷靈.基于巖溶復雜地質(zhì)的高速公路橋梁樁基施工技術(shù)研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2014，35：21-22.

[2] 林波.高速公路巖溶區(qū)橋梁樁基的地質(zhì)勘察[J].地質(zhì)裝備，2015，05：39-42.

[3] 劉艷靈.基于巖溶復雜地質(zhì)的高速公路橋梁樁基施工技術(shù)研究[J].四川水泥，2016，01：228.

[4] 張琳.針對高速公路巖溶區(qū)橋梁樁基的地質(zhì)勘察研究[J].交通世界，2016，19：80-81.

[5] 林韜，王俊華.洞新高速公路巖溶地區(qū)橋梁樁基勘察設計方法探討[J].公路交通技術(shù)，2013，03：79-81.