橋梁工程樁基礎(chǔ)設(shè)計常見的巖土工程勘察問題分析與建議

鐘建敏

江西有色建設(shè)集團有限公司 江西 南昌 330000

1 邊坡支護巖土工程勘察概述

目前，國內(nèi)外對深部回填體的研究還沒有系統(tǒng)的展開。調(diào)查方法主要有物探方法和鉆探方法。利用高密度地震填圖技術(shù)，采用盾構(gòu)驅(qū)動的方法對回填矸石坑進行探測，該方法能準確反映和區(qū)分不良地下地質(zhì)體的形態(tài)，并能與探孔資料相結(jié)合，對不良地質(zhì)體進行定量分析[1]。利用地質(zhì)雷達技術(shù)確定了填石場地中巖石的具體位置、埋深和分布范圍。在對G322安?？h橫龍至嚴田公路工程D標段工程江口大橋煤炭地質(zhì)回填和易家大橋河床深層砂卵石取心鉆進技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，研究人員提出了一種氣動潛孔錘鉆進技術(shù)，該技術(shù)可實現(xiàn)同步取心鉆進，適用于橋梁工程的砂卵石覆蓋層，該技術(shù)采用一種植物膠強護壁沖洗液。

2 工程案例分析

2.1 工程概況

G322安福縣橫龍至嚴田公路改建工程D標段。本標段工程位安福縣境內(nèi)，起點樁號K28+000，終點樁號K39+959.273，路線全長11.959km。所屬的江口大橋為煤礦礦區(qū)，兩側(cè)地勢較高，人工挖掘嚴重，屬于水系比較豐富，底部有煤層，上部為煤矸石覆蓋回填區(qū)，強度差異較大，巖芯呈渣狀，碎塊狀，地質(zhì)極不穩(wěn)定，巖溶發(fā)育，易家大橋橋位地處沖洗積平原，地形起伏平緩，區(qū)內(nèi)覆蓋層厚度較厚，橋位巖石屬于易軟化巖石，巖溶尤為發(fā)育，樁基勘探采取一樁一孔進行勘探。

2.2 勘探鉆孔布置原則與鉆進方法

對于深厚回填巖溶地區(qū)的土木工程調(diào)查，鉆孔的布置是很重要的。目前，國家、行業(yè)和地方都有相應(yīng)的法規(guī)、規(guī)范和要求，具有普遍性，但針對性不強。在完成鉆孔的布置時，考慮以下問題：

（1）根據(jù)野外地質(zhì)填圖資料，綜合確定場地回填層和原生土層的分布范圍、性質(zhì)特征、巖溶發(fā)育特征和水文地質(zhì)條件。在復(fù)雜的剖面上鉆孔是加密的。

（2）對于現(xiàn)場的工程地質(zhì)學(xué)和水文地質(zhì)問題，需要通過調(diào)查和鉆探確定的問題應(yīng)該是有針對性的。

（3）確定擬采用的樁基礎(chǔ)形式（端承樁或摩擦樁），在這兩座橋中均有體現(xiàn)。

（4）對疑似大型溶洞鉆探進行地球物理檢驗時，應(yīng)遵循識別開發(fā)位置、規(guī)模和方向的原則。

（5）鉆孔深度控制：在鉆探初期，應(yīng)考慮基巖表面以下40m范圍內(nèi)發(fā)生大規(guī)模巖溶塌陷的可能性（江口大橋最大樁基深度達48m）。詳細測量階段的鉆孔深度應(yīng)根據(jù)所采用的基礎(chǔ)形式確定。設(shè)有回填層和未擾動土層作為承載層的基礎(chǔ)鉆孔深度不得低于基巖表面以下5.0m。樁基鉆孔應(yīng)穿過溶蝕破碎帶和溶洞，進入相對完整穩(wěn)定的巖體承載層。考慮到強巖溶發(fā)育及后期施工控制的影響，鉆孔控制深度應(yīng)不小于7.0 m。

2.3 現(xiàn)場測試

對于深部充填區(qū)，由于充填時間長，充填體成分變化大，造成充填體在壓實度、顆粒級配、不均勻性等方面存在較大差異。適當?shù)默F(xiàn)場試驗可以確定填埋場的物理力學(xué)性質(zhì)，為結(jié)構(gòu)布置設(shè)計、選型和地基處理提供合理的地質(zhì)參數(shù)。但在貴州山區(qū)不適合長期開挖回填。因此，必須采用針對性強、有效的檢測方法。多年的實踐證明，以下方法是最適用的。

（1）動態(tài)壓力滲透測試(DPT)：DPT是一種廣泛應(yīng)用且有效的測試回填區(qū)回填層壓實度和性質(zhì)劃分的方法。其壓實度、材料組成和顆粒級配也有很大差別。應(yīng)充分考慮DPT的類型。設(shè)備選型一般可采用三種方法：①對0～8.0m的松散層、-10cm的回填層、碎石含量小于40%的回填層均可采用光動力觸探；②重型動力觸探可用于8.0～20m的微密回填層；③超重型動力觸探可用于20m以上回填層，回填時間長，壓實度好，碎石和黏土含量10～50cm。該方法可以測定大多數(shù)回填層的致密度和變形特性，但不適用于粒徑大于50cm、含量大于60%的回填場地。

（2）標準貫入法：對于初生和次生紅黏土層的分布區(qū)域，可采用標準貫入法測試土層的物理力學(xué)性質(zhì)和狀態(tài)特征。它還可以用來分析地基的不均勻沉降變形和山坡土基的穩(wěn)定性。它是獲取土層物理力學(xué)參數(shù)的重要手段之一。

（3）平板載荷試驗方法：該方法是研究淺層回填區(qū)、表層物理力學(xué)性質(zhì)及變形特征的最有效方法。測點可以設(shè)置在回填標高的表層和5.0m以下的兩部分。

（4）密度檢測方法：通過密度檢測，可以確定回填層的密度指數(shù)，了解場地的主要材料組成，為計算回填區(qū)的沉降和負摩擦提供參數(shù)指標。

（5）顆粒測試方法：該方法可直接測定材料成分、顆粒尺寸變化及回填層百分比。為基本選型和施工提供地質(zhì)參數(shù)，是回填區(qū)現(xiàn)場試驗的重要手段。

2.4 室內(nèi)測試

主要通過現(xiàn)場取樣巖石、土壤、水的物理力學(xué)性質(zhì)和腐蝕性的常規(guī)試驗，沒有特殊要求，按照相關(guān)規(guī)定可以實施。重點應(yīng)放在回填層的腐蝕試驗上。由于不同時期和地區(qū)垃圾填埋材料的組成發(fā)生了很大的變化，腐蝕問題的嚴重程度可能不同。因此，在調(diào)查過程中，應(yīng)根據(jù)回填層中材料的變化，采用分區(qū)和分深度取樣的方法來確定各種材料的腐蝕性。

3 結(jié)束語

本文目的是通過一個合適的和有針對性的土木工程調(diào)查方法，來解決深部回填層的沉降和變形以及下伏強巖溶地層的巖溶塌陷問題。這種方法應(yīng)作為確定所有工程地質(zhì)問題和水文地質(zhì)條件的基礎(chǔ)。在對以往調(diào)查分析和總結(jié)的基礎(chǔ)上，本文形成了一套有力的土木工程調(diào)查方法，以指導(dǎo)今后的工作，提高調(diào)查產(chǎn)品的質(zhì)量。