橋梁巖土工程地質(zhì)勘察分析

蔡 偉

（中設(shè)設(shè)計集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210014）

新時期背景下，我國公路方面的建設(shè)逐步加快，公路的使用及安全是人們當(dāng)下較為關(guān)注的問題，故建筑企業(yè)開始從以往的工作模式中找不足，并有針對性地改進(jìn)。橋梁巖土工程中的地質(zhì)勘察在相應(yīng)程度上對公路的穩(wěn)定性有著較為直接的影響，也是施工得以順利完成的先決條件[1]。建筑企業(yè)憑借先進(jìn)理念，認(rèn)清未來發(fā)展的趨勢，重視橋梁巖土工程地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)，切實(shí)有效地記錄施工現(xiàn)場周圍的地質(zhì)及水文等諸多方面情況，通過先進(jìn)技術(shù)的分析為橋梁工程的建設(shè)方案提供科學(xué)且全面的數(shù)據(jù)，使設(shè)計工作彰顯出其合理性，也使橋梁的建設(shè)質(zhì)量得到提升[2]。

1 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察概述

我國的橋梁技術(shù)在前期的設(shè)計、施工及速度等眾多方面位居世界的先進(jìn)行列，有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)橋梁的結(jié)構(gòu)，可將其分為鋼架橋、梁橋和旱橋三大類。實(shí)際建設(shè)中，不同的結(jié)構(gòu)有著不同的地質(zhì)需求，其中巖土工程地質(zhì)的勘察工作極為重要，需要對橋梁根部所處的地質(zhì)條件及水文等情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察，嚴(yán)格取樣和分析，確保地質(zhì)條件等與建設(shè)的需求相契合，保證土質(zhì)堅硬，提升建設(shè)的安全性并延長其使用壽命[3]。當(dāng)下的勘察技術(shù)不斷進(jìn)步，在設(shè)備及勘察手段上也有所更新，但部分操作環(huán)節(jié)仍沿用傳統(tǒng)的方式并略顯不足，亟待解決。橋梁巖土工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容較多，包括現(xiàn)場的取樣、測試和實(shí)驗(yàn)等，需遵循相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)并做到在各操作中嚴(yán)格地執(zhí)行，只有這樣才能對巖土性質(zhì)、地層和地形等諸多方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，使橋梁的建設(shè)更為合理和安全。

2 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)

橋梁的設(shè)計與其他建筑有區(qū)別，其只包括初步設(shè)計和技術(shù)使用，且必須是在確定設(shè)計后才能進(jìn)行，大致可分為以下三個階段。

（1）初步設(shè)計階段的要點(diǎn)。即在多個建設(shè)的方案中對各橋線所處的地質(zhì)條件進(jìn)行全面勘察，尤其是復(fù)雜地段應(yīng)做到細(xì)致化，繼而選擇最優(yōu)方案[4]。

（2）技術(shù)設(shè)計階段的要點(diǎn)。需要確定橋梁建設(shè)的方案后，開始進(jìn)一步的試驗(yàn)，通過鉆探、測試等操作對特殊墩基所處地質(zhì)進(jìn)行勘察，同時對周圍有地質(zhì)問題的地段進(jìn)行勘察，選擇其中較佳的位置，使建設(shè)的橋梁更安全。

（3）橋基勘察中的要點(diǎn)。對于橋基所處的地質(zhì)進(jìn)行勘察需獲取梁墩附近的數(shù)據(jù)，進(jìn)而才能做出科學(xué)的設(shè)計[5]。實(shí)際操作中，要在鉆探時配以物探，使各技術(shù)做到優(yōu)勢互補(bǔ)，使測繪更為準(zhǔn)確。鉆孔時的數(shù)量應(yīng)由橋位地質(zhì)情況決定，初期布設(shè)3～5個鉆孔并根據(jù)需要增加，但要比墩臺數(shù)少。鉆孔深度根據(jù)土層確定，但需考慮橋體的規(guī)模，并結(jié)合地基的承載能力、基層埋藏深度和河床結(jié)構(gòu)等，特別是有基巖時，需鉆入1～3m，排除孤石的情況。

3 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察中存在的問題

3.1 技術(shù)方面

橋梁巖土工程地質(zhì)勘察需結(jié)合環(huán)境、工程地質(zhì)和巖土力學(xué)等，勘察的技術(shù)可分為勘察的手段、工作質(zhì)量及后續(xù)所出示的報告。部分勘察手段因設(shè)備的老舊而略顯單一，整體的勘察效率不高，不能滿足橋梁建設(shè)的真實(shí)需求。大部分勘察人員在鉆探時所用的多為立軸式巖心鉆機(jī)，該設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在新時期下已略顯落后，無法滿足取樣的需求，同時勘察人員的專業(yè)能力也突顯出不足。

3.2 環(huán)境方面

環(huán)境的人為破壞和自然災(zāi)害等方面是橋梁巖土工程的外部環(huán)境，其中不可抗力會使巖土工程勘察工作的難度增加，例如泥石流、地震等自然方面的災(zāi)害，使勘察工作無法如期完成[6]。與此同時，人為因素使周圍的環(huán)境出現(xiàn)一些問題，同樣會影響到勘察工作，例如大量的對資源進(jìn)行挖掘而出現(xiàn)不同程度的塌方，又或者對地下水進(jìn)行抽取后使地面呈現(xiàn)出沉降的情況等。

3.3 規(guī)范方面

清晰的工作流程或條例，以及帶有具體要求的勘察綱要均是規(guī)范橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作的前提，必須最大程度地明確勘察的內(nèi)容及工作的目標(biāo)。實(shí)際工作中，橋梁巖土工程的勘察工作需橋梁設(shè)計者、技術(shù)顧問、投資者等共同參與并配合，各方從自身的角度進(jìn)行考慮較為片面，故在權(quán)責(zé)的明確方面突顯不足，勘察的制度有失全面性[7]。除此之外，勘察技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)因工作的需求而存在多樣性，呈現(xiàn)出一定的差異性，使橋梁巖土工程地質(zhì)勘察的規(guī)范化不足。

4 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察環(huán)節(jié)

4.1 地質(zhì)測繪

橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)即地質(zhì)測繪，做好該環(huán)節(jié)才能進(jìn)行進(jìn)一步的勘察。該環(huán)節(jié)的工作需要對橋梁工程施工范圍內(nèi)的地面所具有的地質(zhì)構(gòu)造，以及附近的地表情況等進(jìn)行細(xì)致的觀察并記錄，通過多種不同方式描繪出地表的特征，憑借工作的經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)設(shè)備對地下的地質(zhì)情況做出科學(xué)且合理的推斷。

4.2 鉆探取樣

基于地質(zhì)的測繪，橋梁巖土工程地質(zhì)勘察應(yīng)通過鉆探等一系列的操作來完成對施工現(xiàn)場的取樣，以進(jìn)一步地掌握橋梁建設(shè)范圍內(nèi)的地質(zhì)條件及水文的真實(shí)情況。實(shí)際工作中，需對各巖土層進(jìn)行取樣，通過試驗(yàn)得出所需的數(shù)據(jù)?？辈斐Ｓ玫氖俏锾胶豌@探，用于檢查地下土壤的真實(shí)情況，配以原位測試。工作人員根據(jù)巖土的具體情況選用勘察取樣的方式，其中物探的裝置簡便，出結(jié)果的速度快且成本不高，可以解決難以揣測的巖土，使地質(zhì)問題及時解決，但通常只作為輔助手段[8]。因?yàn)槲锾剿俣瓤斓珳?zhǔn)確率不高，因此主要還是依托鉆探這種直接進(jìn)行勘測的手段來探明地質(zhì)的真實(shí)情況。在遇到鉆探無法展現(xiàn)效用的情況時，可選用坑探手段，但因其需要動力設(shè)備及相應(yīng)的機(jī)械，故成本較高，有時操作周期也較長，為此在使用時需考慮經(jīng)濟(jì)能力。

4.3 試驗(yàn)分析

工作人員在橋梁工程所在地面進(jìn)行巖土的取樣，然后在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行科學(xué)試驗(yàn)，得出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，利用先進(jìn)的設(shè)備和相關(guān)技術(shù)對其進(jìn)行分析，了解地質(zhì)的構(gòu)造征，取得精準(zhǔn)的技術(shù)參數(shù)等資料。通過試驗(yàn)分析可以最大程度地明確橋梁工程所處位置的土壤指標(biāo)，了解巖土的透水能力、固結(jié)變形等特性，并獲得相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)等多種不同的數(shù)據(jù)。工作人員根據(jù)測試結(jié)果確定勘察范圍內(nèi)的巖土性質(zhì)及其宏觀的結(jié)構(gòu)，可使工作彰顯精準(zhǔn)性，提升執(zhí)行的效率。

4.4 現(xiàn)場監(jiān)測

橋梁巖土工程地質(zhì)勘察必須與施工的實(shí)際需求相契合，故單憑各項技術(shù)參數(shù)等并不能保證施工方案的合理性，需將測繪數(shù)據(jù)、試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場進(jìn)行切實(shí)有效的結(jié)合。工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)考慮橋梁巖土工程可能出現(xiàn)的問題并究其根源，然后制訂一系列應(yīng)對措施。與此同時，需考慮現(xiàn)場巖土的環(huán)境、性狀等，并進(jìn)行現(xiàn)場的監(jiān)測，這樣才能對巖土可能給施工帶來的影響有所把握。

5 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作的改進(jìn)措施

5.1 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察技術(shù)的優(yōu)化

橋梁巖土工程地質(zhì)勘察的前期準(zhǔn)備工作是整個工作中的重點(diǎn)，故需切實(shí)加大現(xiàn)場勘察力度，使數(shù)據(jù)的記錄及收集更具全面性，進(jìn)而對地質(zhì)條件和地貌等情況有深入了解，同時還需與建設(shè)的實(shí)際需求進(jìn)行對比與參照。對于勘察設(shè)備的選擇應(yīng)優(yōu)先高精度的設(shè)備，因?yàn)檫@樣可以最大程度地保障勘察的效果，也可以使樣本具有較強(qiáng)的代表性。實(shí)際工作中，應(yīng)靈活地調(diào)整勘察技術(shù)，將現(xiàn)場情況與理論相結(jié)合，避免固定式思維，同時對工作人員進(jìn)行專業(yè)技能和思想道德方向的培訓(xùn)，提升其從業(yè)的素質(zhì)，使其在面對工作時不會因利益的驅(qū)使而縮短勘察時間，確保勘察工作的質(zhì)量。

5.2 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察體制的完善

相關(guān)部門在進(jìn)行橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作前，應(yīng)結(jié)合相關(guān)的法律及當(dāng)時的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等，考慮橋梁工程的需求及其特征，構(gòu)建出橋梁巖土工程地質(zhì)勘察的體制，突顯工作的嚴(yán)謹(jǐn)性。不僅要明確勘察的內(nèi)容及各工作環(huán)節(jié)的目標(biāo)等，還要明確橋梁巖土工程地質(zhì)勘察所用的技術(shù)及方法。對于違反相關(guān)規(guī)定及制度的情況進(jìn)行嚴(yán)懲，列出相應(yīng)的條例，加大執(zhí)行的力度，使橋梁巖土工程地質(zhì)勘察的體制得到相應(yīng)的完善。除此之外，還應(yīng)健全監(jiān)督機(jī)制，使監(jiān)管工作更具針對性，制訂出應(yīng)對不同問題的策略，使橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作更為規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)與精準(zhǔn)性。

5.3 橋梁巖土工程地質(zhì)勘察中環(huán)保的融入

橋梁的建設(shè)常常會遇到多樣化的地質(zhì)條件，所采用的巖土工程勘察手段也有所不同，同時也可能會給周圍的環(huán)境帶來一定程度的影響，故需將環(huán)保理念融入其中，憑借長遠(yuǎn)的目光進(jìn)行勘察。具體而言，在實(shí)際工作中，應(yīng)加強(qiáng)具有區(qū)域性特點(diǎn)的地質(zhì)研究，制訂出與實(shí)際情況相契合的勘察方案，注重在橋梁工程施工中結(jié)合環(huán)保理念，減少對土壤環(huán)境的破壞，保護(hù)水資源和植被等，進(jìn)行綠色勘察與施工。

6 結(jié)束語

經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步前行促使我國各項工程的建設(shè)步伐開始加快，而建設(shè)工程的質(zhì)量取決于建筑的設(shè)計方案和各施工環(huán)節(jié)，同時方案的確定和各環(huán)節(jié)的具體實(shí)施又離不開前期的橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作，這也是整個工程的重中之重，被視為一切建設(shè)活動的基礎(chǔ)部分。實(shí)際工作中，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)目睖y手段并做到及時總結(jié)，積累工作經(jīng)驗(yàn)。在遇到多種不同的地質(zhì)及水文情況時也能保證搜集到最為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，確保橋梁建設(shè)的效率和質(zhì)量，提升橋梁巖土工程地質(zhì)勘察水平。