岩溶区公路桥梁桩基地质勘察技术分析

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:吴琳琳
[导读] 摘要:岩溶地区复杂的地质结构增加了公路建设的施工难度,威胁了公路建设的安全性。
        广东省地质物探工程勘察院
        摘要:岩溶地区复杂的地质结构增加了公路建设的施工难度,威胁了公路建设的安全性。因此,本文根据公路桥梁桩基地质勘察问题,简单分析了地质勘察工作的目的和要求,介绍了目前广泛应用的勘察技术,讨论了地质勘察需注意的问题,以提高地质勘察工作的效率,顺利完成岩溶地区项目建设。
        关键词:岩溶地区;公路桥梁桩基;地质勘察技术
        引言
        岩溶地区呈现比较复杂的地质状况,如果施工单位无法在工程设计阶段掌握该地区的地质特点,则容易造成桥梁桩基施工不符合规范要求。因此,综合了解岩溶区的发育和分布,科学选择桩基的持力层,是岩溶地区桥梁桩基施工的关键内容。而地质勘察是做好上述工作的前提,所以,有必要深入研究桥梁桩基地质勘察工作。
        一、岩溶区地质勘察工作的必要性
        (一)岩溶地区发育的危害性
        我国的岩溶区容易出现土体坍塌的安全问题,严重威胁了人民的生命财产安全。比如,我国建设京广线隧道需经过石灰岩地层,这部分地层可能形成了岩溶区,而在本地区挖掘岩洞容易外涌泥沙,挑战了施工的进度和质量。因此,解决岩溶地区的工程建设问题有利于提高施工效率。
        (二)地质勘察工作的目的
        岩溶区开展地质勘察不只帮助施工单位准确把握岩溶区的分布特点,还保证了公路的建设质量。为了准确勘察地质,相关人员系统思考以下问题:①不同类型岩溶区的尺寸、形状、位置、延伸方向,坍塌原因和时间等。②按不同土质层岩溶区分布特点和位置仔细划分,了解不同类型岩溶区的组合方式。③了解岩溶区的发育特征,以及该地区附近地质的情况、地质构造发展的历史和水文特点。④岩溶区溢出溶水的类型与区位,水溢出联系着本地季节性变化和地表水情况。⑤按调查施工岩溶区的结果,根据项目的设计经验,汇总地质勘察数据,得出合理的发展建议。
        (三)地质勘察开展的要求
        要保证公路建设项目的质量和施工现场的安全,在项目建设初期,施工单位必须勘察施工场地的岩溶区,系统评价岩溶区的发育特点、发展历史,精确预测本地区的发展趋向。勘察岩洞时找出其形成的原因,评估坍塌区的危险性。按地质勘察的结果,综合公路建设目的,确定一个施工范围,分析施工图纸的可行性。另外,施工单位提前采取手段解决岩溶洞泥沙和水外涌的问题,持续开展施工作业。
        二、岩溶区桥梁桩基地质勘察技术
        (一)钻探技术
        目前岩溶区公路桥梁桩基地质勘察工作经常采取钻探技术,其优点是摆脱了地质条件的限制,甚至忽略了地质造成的影响,且钻探技术体现出较高的精确度。工作人员应用钻探技术时增加钻探孔数目,合理规划技术方案,全面了解岩溶区使用的材料设备,认真记录钻探过程的变化。
        (二)地球物理勘探技术
        地球物理勘探技术是利用专业勘察设备综合检测各种地质的岩溶区分布特点,获得可客观、精确的勘察数据。一般这项勘探技术使用水平较高,涉及了广泛的勘探范围,操作简单及获取较大的数据信息量。但也存在一些不足,即容易被岩溶区其他因素影响,从而出现很多的勘探结果。故要求勘探人员不断比较勘探数据,从而充分发挥技术自身的辅助作用。
        (三)高密度电法
        通常情况下,工作人员采取先进的勘察方法和设备,如GPS定位技术,综合了解施工现场桩基的分布特点,科学测量剖面。勘察地质时,设备按施工现场地质情况与地势地锚等确定电极间距,在与装置高度配合的前提下完成有效勘察,最大程度彰显高密度电法的优势。
        (四)静力触探与遥感技术
        岩溶区开展桥梁桩基勘察工作时使用静力初探,不仅精确发现土洞的隐藏位置和运行特点,还可以结合现有资料了解该地区是否出现了土洞,科学安排静力初探孔工作,预测可能发生的差异现象。同时,采取电磁辐射对偏远地区数据有效接收,向地表传递地下深层信息,便于工作人员处理数据,制定简便的操作计划。一般在裸露性岩溶区应用该方法,达到监测目的且获得直观的影像。
        三、岩溶区桥梁桩基地质勘察技术的应用
        (一)桥梁桩基的地质特点
        1.地形地貌
        桥梁工程建设在丘陵间的平原地区,地形起伏大,丘陵地区主要是林木和灌木,而平原地区的农作物包括花生和水稻等。
        2.地层结构与岩石特点
        调查地质情况搜集整理有关的资料,桥梁从下至上依次地层结构:二叠系下栖霞组灰岩、第四系中更新统残破积层、第四系全新统冲洪积层。
        (二)物探技术─高密度电法
        1.测线测量与仪器设备
        现场桩点结合GPS定位法布置测量线路。设计1-2条高密度测线。结合上述地质特点可知,本工程决定选择高密度电法测量系统,根据被测地区的地质目标和地形地貌确定基本电极间距5m。此外联合使用温钠装备,设计供电极最大距离为152。
        2.高密度电法的有效性
        为了对高密度电方法的有效性科学检验,勘测之前结合高密度电法掌握岩溶的电阻率。
        3.高密度电法的地球物理条件
        第四系残坡积层较松散,含水量高,与灰岩相比增高了电阻率值。基岩发育构造断裂时,体现出低阻异常特点。通过设计高密度测线,对桥梁桩基路段测量,以砂砾、植被等覆盖表面。
        4.岩溶区桥梁桩基的地质勘察
        设计检验性探孔7个,进尺243.9m。根据检测桥区现场的状况,按有关的规定,综合分析现场的钻探状况、岩层颗粒大小、物质含量等。
        表1 岩样饱和的单轴抗压强度标准值
       
        施工区未出现断裂岩溶现象,地下形成尺寸较大的溶洞且水位没有较大改变。由此可知其作为桥基的持力层存在不少安全问题。但与风化层、覆盖层对比其强度高,可作为桥梁桩基持力层。
        四、岩溶区桥梁桩基地质勘察的注意事项
        (一)严格控制质量
        岩溶区建设公路桥梁,要对其开展地质勘察,为了获得最佳的效果,应引导勘察人员控制施工质量,对勘察设备定期检查,保证设备的工作状态,预防设备发生故障,从而影响施工效率。此外,施工单位对勘察人员组织专业的知识和技术培训活动,确保勘察和施工人员提高专业化水平,使公路桥梁长期保持一个良好的运行状态,还应注意引入优秀的综合素质人才。
        (二)明确勘察的要求和目的
        开始地质勘察之前,勘察人员明确工作的要求与目的。勘察过程中,详细登记勘察进展及理论和数据,为制定勘察方案创造基础。需要注意的,勘察的要求与目的较规范,但也不是一成不变,因此,勘察人员根据现实状况,改进方案,合理安排勘察进度。此外,相关人员注意发挥监管工作的重要作用。综合分析,即提升监管的效率,找出地质勘察存在的问题,科学制定方案。实际说明,这样不仅避免出现失误,还细化了勘察工作流程。
        (三)整理岩溶特点与有关资料
        岩溶区和公路桥梁有一定的特殊性,有关人员在岩溶区建设公路桥梁项目,应严格控制项目的规模与分布特点。在这个前提下,遵守相关的规章制度,增强监管地质勘察工作的力度,提高施工队伍的综合素质。由于不同的岩溶区会产生明显的分布差异,因此,有必要系统掌握岩溶区的特征,全面搜集数据,为开展后续施工提供支持。
        结束语
        综合分析,公路工程项目的建设数量在持续增多,人们更关注项目的施工质量。作为高速公路主要施工环节的桥梁桩基,其地质勘察的效果,一定程度影响了施工方案的可行性。因此,岩溶区实施地质勘察具有一定的现实意义。故综合各种技术勘察桥梁桩基,根据工程现实情况制定勘察方案,是有关部门需要思考的问题。
        参考文献:
        [1]徐智勇,王俊,王时平.井间电磁波CT在昆明地铁岩溶区地质勘察中的应用[J].Ct理论与应用研究,2018,27(05):69-78.
        [2]吴金贵,王运林.关于对岩溶地区工程地质勘察策略研究[J].数码设计:下,2018,000(008):233.
        [3]杨志鹏.高密度电法物探技术在岩溶地区地质勘察中的应用[J].西部资源,2019,000(003):163,166.
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