紅坊中橋的巖溶分布特征與評價

摘要：紅坊中橋橫跨一小溪流，設計為擴大基礎或樁基礎。場地較為平坦，下部基巖為灰巖，灰巖中巖溶發育，溶洞高度較大，多為半充填或全充填，少量無充填，對場地橋臺及橋墩基礎的穩定性構成威脅。通過分析評價，建議采用樁基礎，嵌巖深度按規范要求進行，可以消除溶洞的影響。

關鍵詞：紅坊中橋；巖溶分布；樁基礎

中圖分類號：X523 文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2012）01-0147-03

一、概述

紅坊中橋位于龍巖市南側部位，橋梁寬度為60m，長度80m，上部結構采用4×20m預應力砼空心板梁，設計基礎形式為擴大基礎或樁基礎。

本中橋橫跨紅坊小溪流，場地表層為少量耕植土，上部地層為沖洪積卵石及含礫粉質粘土，厚度變化較大。下伏基巖為灰巖，灰巖中巖溶發育，溶洞高度變化大，多為半充填或全充填，少量無充填，對場地橋臺及橋墩基礎的穩定性構成威脅。

通這分析評價場地灰巖及巖溶的分布特征，由于灰巖的基巖面差距較大，溶洞多具連通性，不宜采用淺基礎。建議采用樁基礎，以中風化灰巖為橋梁各墩臺的樁基礎持力層，樁端進入為巖的深度應加大處理，可以消除溶洞的影響，為紅坊中橋的基礎選擇提供了依據。

二、場地的工程地質條件

（一）場地的地形條件

橋址區位于紅坊山間盆地的北側部位，橫跨紅坊溪，為沖洪積地形。地表開闊平坦，地面標高在363.4～366.6m，相對高差約1～4m。

中部為紅坊溪，呈南北向展布，流向南，河流寬度10-15m，水深0.5～1.0m。溪谷中局部見卵石和漂石。兩岸見有高約3～4m的人工漿砌片石陡坎，坡度約60°～80°。岸坡基本穩定。

（二）場地的地質概況

區域上，橋址區位于呈北東向展布的閩西南拗陷帶的中部，次級構造為北東向的大田-龍巖拗陷。橋址區也屬于漳平-龍巖復式向斜南側，北東向的次級構造較為發育。

本場地地層簡單，上部為第四系沖洪積粉質粘土、卵石，下部為灰巖風化層，巖溶發育。

（三）場地的巖土層特征

本區地層較為簡單，上部為溝谷中部為沖洪積層，下部基巖為花崗巖（如圖1）。

①卵石(Q4al+pl)：雜色，飽和，中密；卵石次圓狀，粒徑60～90mm為主，含量占60%～70%，成分為中風化石英砂巖、灰巖、花崗巖、粉砂巖等。圓礫約占10%。其余砂粒及粘粉粒充填。

表部有厚度不一的耕植土。

②含礫粉質粘土(Q4al+pl)：黃褐色、土黃色，稍濕，硬塑；成份以粘粉粒為主，粘性較強，切面較光滑，無搖震反應，干強度較高。角礫及圓礫含量約占10%～20%，粒徑2～20mm為主，成分為砂巖及中風化灰巖及花崗。部分地段角礫含量變化較大。

③中風化灰巖（P1q）：灰色、灰黑色，隱晶質結構，中厚層狀構造。巖石裂隙較發育，方解石細脈較發育，寬度多為0.1～0.3mm，見較多溶蝕槽及溶蝕痕跡。橋址區溶洞發育，高度變化大，據已有資料，溶洞高度為0.20～23.20m，全充填為主，充填物以可塑狀含少量角確粉質粘土為主；部分地段為半充填或無充填。

④溶洞充填物(Q4al+pl)：見于溶洞中，半充填或全充填狀態。灰黑色、灰色、灰褐色，飽和，松散，可塑。成分以粉質粘土為主，部分地段為含少量碎石（角礫）粉質粘土。

0號橋臺的典型柱狀圖見圖1：

三、場地的水文地質條件

（一）地表水

擬建橋梁橫跨紅坊溪，施工期間河床寬度10～15m，河水深度0.1～0.5m，流量3～5m3/s。河水位及水流量季節性變化大，經調查水位變幅在1～3m之間，洪水期河水深度可達1.50～2.50m。最高洪水位標高為365.24m（設防水位）。

（二）地下水

擬建橋址區位于河床及階地部位，地勢開闊平坦。地下水類型為松散巖類孔隙水，地下水水量較豐富，地下水埋深0.60～2.60m。主要接受大氣降水，河水和地下水側向徑流的補給。排泄以地下水開采和側向徑流為主，地下水位隨季節變化，水位變幅1～3m。

下部灰巖區巖溶發育，賦存巖溶水。由于溶洞與上部連通，為潛水。

四、場地的巖溶分布特征

（一）橋址區典型剖面

巖溶又稱喀斯特，根據相關資料，橋址區的灰巖面的剖面圖見圖2：

圖 2紅坊中橋K4+245.0橋墩橫斷面圖

1．第四系沖洪積層；2．二疊系童子巖組灰巖；3．巖土層層序號；4．巖土層分界線；5．鉆孔號及孔口標高(m)；6．含礫粉質粘土層代號；7．灰巖代號；8．溶洞位置；9．地下水水位線

（二）巖溶及巖溶率的概念

巖溶又稱喀斯特，是可溶性巖土工程在水的溶蝕作用下，產生的各種地質作用、形態和現象的總稱。可溶性巖石包括碳酸鹽類巖石（石灰巖、白云巖等）、硫酸鹽類巖石（石膏、芒硝等）和鹵素類巖石（巖鹽等）。

線巖溶率KL，用于評價巖溶的發育強度，由下式表示：KL=(H/L)×100%；

式中：KL——線巖溶率（%）；

H——測量線上的溶洞、溶隙累計長度（m）；

L——測量線上的長度（m）。

（三）巖溶分布特征

根據鉆孔相關資料，對本區線巖溶率進行統計。主要結果有：

1．本區灰巖分布特點是灰巖面埋藏深度變化大，北側及其南側附近灰巖面埋藏較淺，中風化灰巖頂面標高為352.18～362.30m，埋藏深度分別為12.10～4.50m。中部及東部的灰巖面埋藏較深，中風化灰巖頂面標高為318.59～320.54m，埋藏深度分別為46.23～43.70m。

橋址區的中風化灰巖頂面標高的最大高差為43.71m。

2．本區灰巖巖面形狀為漏斗狀，中部為低洼區，其余地段較高。具體為0號橋臺、4號橋臺附近的灰巖面埋藏較淺；1號、2號、3號橋墩中部的灰巖面埋藏深度較大。

3．本區巖溶較為發育，在已有的鉆孔資料中，13個鉆孔見有溶洞，占總鉆孔數量的54.17%。

4．本區溶洞高度為化較大，現有資料表明，溶洞最大高度位于北東側橋墩部位，高度為23.20m，全充填可塑狀粉質粘土；西側橋臺附近溶洞高度較小，高度為0.20～0.60m，無充填。

5．巖溶分布的鉆孔統計資料，線巖溶率最大為55.30%～58.30%，最小為7.0%～8.3%。

五、結論和建議

1．擬建紅坊中橋下部為石灰巖分布區，灰巖中巖溶發育。

2．場地巖溶多為半充填或全充填，少量無

充填。

3．灰巖中溶洞高度變化較大，且多具連通性，對上部橋梁各墩臺基礎的穩定性構成威脅。

4．上部土層不能滿足強度要求，巖溶發育，建議采用嵌巖樁基礎，以中風化灰巖為樁基礎持力層，樁端嵌巖深度按規范要求進行。

5．中風化灰巖頂面在平面上高差變化大，樁基礎埋藏深度應加大處理。

6．樁基礎施工時，應采用沖鉆孔樁工藝。

7．樁基礎施工后，應按規范要求進行檢驗。

參考文獻

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作者簡介：廖光平（1966-），男，福建龍巖人，福建省核工業二九五大隊高級工程師，中國地質大學（武漢）在職工程碩士，研究方向：巖土工程。

（責任編輯：葉小堅）