城市橋梁巖土工程勘察探討

賈黎君

城市橋梁巖土工程勘察探討

賈黎君

Cheng shi qiao liang yan tu gong cheng kan cha tan tao

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。

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。

一、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%，見青灰色條紋、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。

二、各巖土參數(shù)的選取

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3.1及樁基參數(shù)表3.2：

表3.1 地基承載力基本容許值、及變形指標(biāo)建議值

表3.2 樁基參數(shù)

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(huì)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。

三、樁端持力層選擇及樁基設(shè)計(jì)參數(shù)：

式中m0=0.7，λ=0.72，γ2=19.0kN/m3，k2=2.5，h=40m。

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4.1：

表4.1 鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值計(jì)算

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：

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。

四、成樁分析及施工優(yōu)化建議

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。

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(huì)對周圍環(huán)境造成不利影響，但需做好泥漿的清運(yùn)處理。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。以本地區(qū)施工經(jīng)驗(yàn)，可采用旋挖成孔工藝，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)。

五、結(jié)語

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。

（作者單位：鄭州市市政工程勘測設(shè)計(jì)研究院）