桥梁岩土工程地质勘查技术解析

发表时间:2020/9/8   来源:《建筑实践》2020年第10期   作者:余永艳
[导读] 本文就桥梁岩土工程的地质勘查技术展开分析,由桥梁的选址、勘查的基本操作程序、操作要点、

         摘要:本文就桥梁岩土工程的地质勘查技术展开分析,由桥梁的选址、勘查的基本操作程序、操作要点、不良问题的防治等方面对于桥梁岩土工程地质勘查技术做深入的解析,以及为桥梁工程与岩土工程的合理搭配提供技术支撑,为桥梁的合理建设提供科学依据,以此拉伸经济效益,为人们的生产生活提供建设基础。
         关键词:桥梁工程;岩土工程;地质勘察
         引言:岩土工程的项目勘察是一项实用建设得以有效施行的基础,可以通过对于关键点位土壤、土质的结构与实际情况的有效分析与勘查,为整个施工建设提供技术支撑。在进行桥梁建设的过程中,由于桥梁的实际情况与功用较为复杂,需要对于在使用前配之以岩土工程的现场勘查来为施工操作的执行提供依据。
1.桥址选择工程地质论证
         桥址的选择应从经济性、实用性、技术性等方面进行考量,最大化提升桥址与线路之间的协调性,其中主要的是城市中铁路运输与公路运输两用大桥的桥址,除要对于河谷水文、工程地质条件进行充分的设计外,还要对于市区内的交通特点、市民出行规律等方面进行考量,线路要服从于桥址,而桥址的选择一般要考虑下面几个问题:(1)桥址应选在河床较窄、河道顺直、河槽变迁不大、水流平稳、两岸地势较高而稳定、施工方便的地方。避免由于迁移性(如强烈冲刷、淤积、变道频繁等)河床、活动性大河湾、大砂洲或大支流汇合处等对于施工造成的影响;(2)选择覆盖层薄、河床基底为坚硬完整的岩体。若覆盖层太厚,应选在无漫滩相和牛轭湖相淤泥或泥炭的地段,避免选在尖灭层发育和非均质土层的地区;(3)选择在区域稳定性条件较好、地质构造简单、断裂不发育的地段,桥线方向应与主要构造线垂直或大交角通过。桥墩和桥台尽量不置于断层破碎带和褶皱轴线上,特别在高地震基本烈度区,必须远离活动断裂和主断裂带;(4)尽可能避开滑坡、岩溶、可液化土层等发育的地段;(5)在山区峡谷河流选择桥址时,要采用单孔跨越,在较宽的深切河谷,应选择两岸较低的地方通过,要求两岸岩质坚硬完整,地形稍宽一些,适当降低桥台的高度,降低造价,减少施工的困难。
2.平面测量与高程测量
         测量时勘查的基础,在桥梁岩土工程地质勘查中,其主要的技术落实方法有地质测绘、试验测试、勘探取样、现场监测等操作技术。对于桥梁岩土工程的勘查技术中主要有初步设计和技术设计两阶段的勘查要点,在进行现场全面勘查的基础上,需要通过施工项目的初步设点,采取有效的技术措施进行施工技术的应用,为保证设计方案的有效落实,需要对于施工现场的实际情况进行测量,以此选择最佳点位与线路距离,为施工提供基础性的数据支撑。
         对于勘查中的测量需要注意以下几方面的要点:(1)平面测量,平面测量要选取具有针对性的平面坐标,高程测量方面,要依据国家对此的控制基准进行测量,其中对于水域孔口的高程可以选用水位传递法进行测量;(2)实时关注水位变化,若水位出现变化则要及时调整钻进深度,此外,要通过计算得出精确的土层标高,一般高程的精度要在10cm以下;(3)合理选择探测工具,在测量前要对于工具的实际情况做好记录,将平面、高程、水深等测量同步进行,在完成每天的既定工作后,测量人员需要对于每天的工作进程做好记录,并及时对于各项记录下的数据进行比对与分析。
3.地质钻探
         钻孔操作是桥基岩土工程勘察中的中的中的重要技术要点,在勘查过程中需要就以下方面进行考量:(1)钻孔的布设,要依据设计的阶段、桥位的地址条件、拟采用的基础类型等进行钻孔数量的考量,一般在初步设计阶段要设计3到5个左右,技术设计阶段,要保证钻孔的数量在墩台的数量以上,一般要布设钻孔在桥梁中心线以上,并且要依据桥面的倾斜情况在桥梁的下游适当的加设辅助性钻孔;(2)钻孔的深度,在设计前要与参与设计的专业人员进行沟通,依据桥梁的综合荷载能力进行施工方案的敲定,如需要考虑河床地层结构、地基承载力、基岩深度、冲刷深度等河床地质条件。

在山区河流的设计施工中,为保证基岩认定的准确性,需要在规范规定的深度内进行钻探;(3)钻孔的基本操作程序,为保证钻探的综合质量,需要对于钻井深度从取样、鉴别、记录等环节进行规范性的操作,如以一米为间距进行取样,并且每次变层要对其进行取样,要科学的选择钻头以及钻井的方式,以保证提取的样品的提取不受其他因素的干扰。
4.样品采集
         采样是为保证数据检测结果的准确性而采用的勘查步骤,一般是进行原状土、扰动土等土样及岩石试样、水样的采集,对于样品要保证其对于施工现场情况的覆盖率与概括性,在实际的施工过程中,可以用于采样的技术较多,如槽探与钻探等方式都可以用于地质样品的获取,但相较而言,钻探的工作量相对较少,并且效率较高,是一种现阶段应用较为广泛的取样技术。在取样的操作过程中,首先选用选取具有一定代表性的取样点,选取具有一定代表性的样本,采取有效的取样方式进行取样。
         不同地层岩性各采取中风化岩样,进行强度力学参数测试,不同地层岩性不得少于9 件。土样按不同场地采集,为了评价地基强度与边坡岩土物理力学参数,在不同土质类别的土样中采样不得少于9 件。另采集土样进行土的腐蚀性试验。地下水埋藏较浅或有地下水露头地段,采集基岩中地下水露头(井、泉点)及钻孔水样进行水质分析,评价其对建筑材料的腐蚀性。
         在拟建场地地层中存在有人工填筑土体和煤系地层,存在有机质分解聚集形成有害易燃爆气体(沼气)以及瓦斯的可能地段,则通过该类地层时安排专业人员采用专业设备密切监测,若有气象显示应进行样品采集、分析。
         软土路段的钻探以干钻为宜。取样采用薄壁原状取土器,以压入法取土。尽量减少对原状土样的扰动,按每1~2m一组取样。并要提升取样的及时性,以避免在土层出现变化后,对于取样结果的影响。每中土样的采集方式一般不同,例如:对于软土层土样的采集可以利用敞口直径在75毫米提上的薄壁取土器进行土样的采集;普通粘土或者粉土,一般要利用开口直径在100毫米左右的活塞式厚壁取土器进行土样采集。
5.地质试验
          地质试样是验证勘查结果的重要方面,其主要有:(1)标注贯入试验,是针对于砂土、粉土、风化岩等执行的标贯实验,一般要1.75米为间距进行贯入,在深入15厘米时,每深入10厘米要进行一次记录,以打入30厘米的锤击数作为贯穿击打数的标准,若已经击打50次却并未达到30厘米深度,应停止贯穿,并将深度记录下来;(2)圆锥动力触探试验,是一种验证碎石土以及风化岩层密实度的试验,可以用于验证碎石土以及岩石土承载力的力学指标,可以利用回转钻进的方式,借助泥浆或套管护壁进行钻探;(3)旁压试验,可以对于土体的压力以及径向变形情况进行合理的测定,以此为土体的变形模量提供参考,进而为土体的承载力的测定提供依据;(4)十字板剪切试验,一般应用于土体上层覆盖层的软土,以此开展不排水抗剪强度的测试;(5)抽水、注水试验,依据水文情况,测定有关水文地质参数,查明地层的渗透性和富水性,采用止水以及抽水的方式在各水层进行降深操作;(6)波速测试试验,以间距一米,利用单孔检测层法进行测试。
6.不良地质防治
   为保证勘测的稳定性及可靠性,可以依据土层情况采用有针对性的方式进行桩孔等的加固。此外,要依据岩土工程的特点选取持力层,例如:灰岩层风化层与中风化层均具有较大的厚度,其一般具有较强的承载力,因此,可以将其作为桥梁地基的持力层,以此为桥梁提供足够的支持。对于勘查过程中的不良地质情况的处理,如可以提升埋于土层的顶板厚度。为保证桩孔设计的合理性,一般要经过精确的计算与分析后,才可进行下基操作。
结论:综上所述,为保证在桥梁施工建设的过程中,相关技术的合理性与实用性,需要对于工程的实际情况进行有效的勘察,通过测量与分析,制定有针对性的施工方案,进而为施工的程序的有效推进提供技术支撑,在明确勘查程序的基础上,为桥梁的施工建设提供精准的数据支撑,进而保证施工的科学性与可靠性。
参考文献:
[1]杜巍.实例探析桥梁工程地质勘察方法[J].四川水泥,2019(05):22.
[2]黄昊.基础地质勘查技术在岩土工程勘查过程中的应用研究[J].智能城市,2020,6(10):53-54.
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