城市橋梁巖土工程勘察探討

賈黎君

城市橋梁巖土工程勘察探討

賈黎君

Cheng shi qiao liang yan tu gong cheng kan cha tan tao

本文根據城市橋梁巖土工勘察工程實例，針對橋梁勘察的依據、工作量的布置、巖土參數的選取、基礎形式的選擇驗算、施工注意事項等設計施工關注的幾個方面進行了深入的分析，探究橋梁巖土工程地質勘察中應注意的問題，為提高橋梁地質勘察的效率和質量提供參考。

某橋梁巖土工程的概況如下：橋梁長240米，寬50米，上部結構采用的是8×30（米）簡支變連續小箱梁結構，基礎采用的是鉆孔灌注樁基礎。橋墩樁徑為1.5米，單樁反力大約是6500kN，樁頂標高大約是88米，樁長大約是55米；橋臺樁徑是1.5米，單樁反力大約為4500kN，樁頂標高大約是92米，樁長大約是40米。為大橋。

一、該橋涵勘察地層情況

擬建場地地貌單元區域上屬于黃河泛濫沖積平原，根據地質鉆探結果、現場原位試驗和土工試驗成果，將勘察深度內的土層按其不同的成因、時代及物理力學性質差異劃分為10個工程地質單元層，分別是：

1.雜填土〔Q4ml〕：

地層呈雜色，黃褐色，結構松散，力學性質不均勻，表層見大量植物根系，局部含大量磚塊、灰渣等建筑垃圾及部分生活垃圾等。層底埋深0.5～5.8m，層底高程85.62～92.10m，層厚0.5～5.8m。

2.粉質黏土夾粉土〔Q4al〕：

地層呈黃褐色，可塑。干強度中，韌性中。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點。局部夾粉土薄層，黃褐色，稍濕～濕，稍密。層底埋深8.0～12.0m，層底高程78.82～84.69m，層厚3.7～10.0m。

3.粉質黏土〔Q4al〕：

地層呈黃褐色，局部為灰黑色，可塑。干強度中，韌性中，切面光滑。偶見蝸牛殼碎片，較多白色斑點。層底埋深14.0～18.5m，層底高程73.52～77.23m，層厚5.1～9.5m。

4.粉砂〔Q4al〕：

地層呈灰褐色，飽和，中密～密實。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深18.0～21.0m，層底高程68.82～74.60m，層厚2.0～5.4m。

5.粉砂〔Q4al〕：

地層呈灰褐色，飽和，密實。主要礦物成分為石英、長石及少量暗色礦物等。層底埋深24.5～30.5m，層底高程61.75～65.73m，層厚4.0～11.3m。

6.粉質黏土夾粉土〔Q3al〕：

地層呈灰褐色、黃褐色，可塑。干強度中，韌性中，切面光滑。含少量鈣質結核，粒徑約10～30mm，約占6%。局部含量較多，呈膠結狀。 本層局部為粉土薄層，黃褐色，濕，密實。層底埋深38.0～45.0m，層底高程46.58～52.60m，層厚10.7～16.5m。

7.粉質黏土〔Q3al〕：

地層呈黃褐色、褐黃色，可塑。干強度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應無，含大量鈣質結核，粒徑約10～32mm，約占5%，見青灰色條紋、黑色斑點。層底埋深50.0～55.0m，層底高程37.58～40.35m，層厚8.5～14.0m。

8.粉質黏土〔Q3al〕：地層呈褐黃色，可塑。干強度中等，韌性中等，切面稍有光澤，搖振反應無。含鈣質結核，粒徑約10～30mm，約占8%。本層勘探深度內未揭穿，最大揭露厚度20.0m。

二、各巖土參數的選取

根據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）2009版及《公路橋涵地基與基礎設計規范》（JTG D63-2007），結合工程經驗，綜合提供地基承載力基本容許值及變形指標見下表3.1及樁基參數表3.2：

表3.1 地基承載力基本容許值、及變形指標建議值

表3.2 樁基參數

巖土參數的提取，實質是規范和工程經驗及區域資料融會提煉的過程，是對勘察技術人員的經驗的鮮明體現。規范不能生搬硬套，照抄照搬，而是靈活運用。這也正是規范的實際指導意義所在。

三、樁端持力層選擇及樁基設計參數：

式中m0=0.7，λ=0.72，γ2=19.0kN/m3，k2=2.5，h=40m。

以不同的樁長分別計算鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值見表4.1：

表4.1 鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值計算

為進一步確定合理的持力層和樁基尺寸，我們對單樁承載力基本容許值進行了初步驗算：

根據《JTG D63-2007》規范公式，鉆孔灌注樁單樁承載力基本容許值：

根據擬建橋梁結構荷載特征，結合本場地工程地質條，及工程經驗，建議橋墩臺基礎采用鉆孔灌注樁，建議橋墩臺采用鉆孔灌注樁基礎。具體設計時根據墩臺實際荷載選擇適宜的樁長、樁經，建議第⑹層及第⑹層以下土層,作為樁端持力層。

四、成樁分析及施工優化建議

從成樁分析看，本場地地層第④、⑤粉砂厚度較大，成孔泥漿控制不好時易造成塌孔、縮徑等問題，而成孔過程中形成的泥皮對單樁承載力有不利影響，因此需特別注意控制好泥漿比重。

特別應該注意的是，由于本場地25.0m以下含較多鈣質結核，粒徑約10～32mm，約占8%，設計施工時應充分考慮施工困難，采用適宜的鉆進工藝及技術。場地施工條件較好，樁基施工不會對周圍環境造成不利影響，但需做好泥漿的清運處理。鉆孔灌注樁單樁承載力與成樁工藝、土質條件和施工人員素質及質量控制密切相關，因此施工時應嚴格執行有關規范、規程，做好施工監理和質量監測，確保施工質量。以本地區施工經驗，可采用旋挖成孔工藝，提高單樁承載力5～10%左右，因此樁基施工時應優化成孔工藝參數，充分發揮地基土承載能力。單樁承載力應以靜載荷試驗結果為準。

五、結語

1.勘測設計的每一個工程項目，都有其個體的特點和獨特的位置、環境，況且勘察、施工過程中物性指標及環境也是在變化的，因此，每一勘測成果，都是規范和經驗融合的結晶。

2.勘察與設計技術上要進一步溝通融合。從設計的角度考慮巖土參數的提取，從地質的觀點考慮設計參數的運用，這是巖土勘察人員應該具備的基本技術工作思路和業務素質要求的趨勢。

（作者單位：鄭州市市政工程勘測設計研究院）