橋梁巖土工程的勘察技術(shù)

彭雪震

摘 要： 主要研究橋梁巖土工程勘察技術(shù)，分析了橋址選擇策略，并對橋梁巖土工程勘察技術(shù)進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞： 橋梁； 巖土工程； 勘察

橋梁是一種重要的基礎(chǔ)交通設(shè)施，在連接公路跨越障礙方面發(fā)揮著重要的作用。橋梁巖土工程勘察是橋梁建設(shè)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過橋梁巖土工程勘察工作，能夠發(fā)現(xiàn)并解決橋梁建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的影響橋梁結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的巖土介質(zhì)問題，研究橋梁巖土工程勘察技術(shù)十分必要。

1. 橋址選擇

選擇橋址要綜合考慮橋梁建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)可行性和實用性，要求橋址要能夠協(xié)調(diào)配合公路線路，尤其是鐵路公路橋梁，要考慮水工環(huán)地質(zhì)條件基礎(chǔ)上，兼顧交通特點、線路規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)性，一般情況線路規(guī)劃服從橋址，因此選擇橋址對線路建設(shè)的整體效益至關(guān)重要。

1.1 位置選擇

優(yōu)先選擇窄河床、順直河道、河槽近期沒有較大變遷、水流平穩(wěn)且兩岸地勢較高的位置，提高施工安全性，方便施工，避開有強(qiáng)烈沖刷、淤積作用，河床改道頻繁的河段以及大活動性河灣、支流交匯處。

1.2 巖體條件

選擇覆蓋層厚度較少，河床基底巖體堅硬完整的河段，覆蓋層厚度過大時，可以次而選擇無漫灘相、泥炭地段，避開尖滅層與非均質(zhì)土層。

1.3 地質(zhì)條件

選擇區(qū)域穩(wěn)定性較好，地質(zhì)構(gòu)造簡單、無斷裂發(fā)育區(qū)域，要求橋線和主要構(gòu)造線垂直或者保持大交角，橋墩、橋臺不要設(shè)置在斷裂帶與褶皺軸線上，尤其是高地震烈度區(qū)域，需要避開活動斷裂、主斷裂帶以及可能出現(xiàn)或已經(jīng)出現(xiàn)滑坡、巖溶和可液化等發(fā)育地段。

1.4 峽谷河流

需要穿過峽谷河流，盡量選擇單孔方案，深切河谷寬度較大時，可以選擇低位置通過，保證兩岸堅硬巖體完整，并適當(dāng)控制橋臺高度，降低施工技術(shù)難度，節(jié)省投資。

2. 橋梁巖土工程勘察技術(shù)

2.1 測繪/測試

2.1.1 地質(zhì)測繪。地質(zhì)測繪屬于橋梁巖土工程勘察工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，通過地質(zhì)測繪，能夠詳細(xì)、全面的觀察并描述施工場地內(nèi)地表情況、地質(zhì)構(gòu)造，并根據(jù)施工現(xiàn)場地表規(guī)律，推斷施工現(xiàn)場地下地質(zhì)條件。地質(zhì)測繪是橋梁巖土工程勘察工作的基礎(chǔ)內(nèi)容，通過工程地質(zhì)測繪，能夠了解區(qū)域地貌地形、不良地質(zhì)作用關(guān)系，鑒定巖層風(fēng)化程度，了解巖土性質(zhì)、年代、厚度、成因和分布情況，工程地質(zhì)測繪是了解施工區(qū)域?qū)嶋H情況最準(zhǔn)確最經(jīng)濟(jì)的手段。

2.1.2 試驗測試。通過鉆探等方式對施工現(xiàn)場巖體進(jìn)行取樣，送實驗室進(jìn)行室內(nèi)試驗，分析樣品的各項技術(shù)指標(biāo)，如巖體強(qiáng)度、抗拉性能、抗剪切性能、含水率、風(fēng)化程度、孔隙率、滲透性等，是一種定量評價的橋梁巖土工程勘察技術(shù)，能夠深入了解施工場地地質(zhì)條件。

2.2 勘探

2.2.1 鉆探。常見巖土工程勘察鉆探技術(shù)主要有回轉(zhuǎn)鉆探、振動鉆探和沖擊鉆探，回轉(zhuǎn)鉆探最為常見，鉆探勘察要求鉆孔深度能夠滿足采樣和抽水要求，設(shè)定鉆孔深度要入巖層下3m～5m，控制測量深度精度誤差小于±5cm。巖土采取淤泥率至少80%以上，注意保持巖土和粘土土層完整性，破碎巖石、砂要占到65%以上，取樣重點是滑動帶、軟弱夾層，雙芯管連續(xù)取芯，金剛石鉆頭確定巖石質(zhì)量指標(biāo)，進(jìn)行巖、土、水、應(yīng)力層、土層原始圖樣原位測試。

2.2.2 井探/地探。很多地下情況都無法通過鉆探確定，如隧道、地下洞室群等，可通過井探、槽探以及洞探等方式進(jìn)行勘察。地探是一種新型的原位測試手段，通過地探，能夠獲取巖石波速、動態(tài)彈性模量、電阻率、金屬腐蝕等其他勘探方式不能獲得的巖土參數(shù)。

2.2.3 原位測試。原位測試需要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作，施工過程中也不能為了簡化操作而違規(guī)操作，貫入檢測必須矯正孔深與桿長，孔底發(fā)現(xiàn)縮孔殘留，將難以確定貫標(biāo)器是否達(dá)到預(yù)定位置，影響標(biāo)貫數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗?zāi)軌蛴行Оl(fā)現(xiàn)地層中的軟弱土層，靜力觸探則能夠使用液壓觸探雙橋探頭進(jìn)行探測，并由電腦采集處理信息，繪制觸探曲線，了解風(fēng)化基巖物化性質(zhì)。

2.3 橋基勘察

2.3.1 布置鉆孔。在橋位工程勘察、測繪工作基礎(chǔ)上設(shè)計橋基勘察鉆孔布置方案，消除盲目性。初步設(shè)計3個～5個鉆孔，技術(shù)設(shè)計階段，鉆孔數(shù)量要比墩臺數(shù)量多，沉井基礎(chǔ)、基礎(chǔ)傾斜以及鋸齒狀基巖條件要適當(dāng)增加輔助鉆孔，復(fù)雜工程地質(zhì)條件，相同橋墩位置可以設(shè)置多個鉆孔。

2.3.2 鉆孔深度。綜合考慮河床地質(zhì)條件、基礎(chǔ)地質(zhì)和基底埋深，選擇合適的鉆孔深度。河床地質(zhì)條件受河床結(jié)構(gòu)、基巖埋深、基礎(chǔ)承載力以及沖刷深度的影響，根據(jù)基礎(chǔ)類型確定鉆孔深度、基礎(chǔ)形式，遭遇基巖，至少鉆入風(fēng)化層1m，山區(qū)河流鉆探要格外注意。

2.3.3 采樣。按照操作規(guī)范取樣，并進(jìn)行仔細(xì)鑒別和詳細(xì)記錄，每1m采一次樣，所有變層都要采樣，為了保持樣品原樣，需要根據(jù)土質(zhì)情況選擇對應(yīng)鉆頭、鉆進(jìn)方式，做好鉆進(jìn)使用鉆具、進(jìn)尺、取樣情況記錄，將鉆進(jìn)結(jié)果和勘察測繪結(jié)果進(jìn)行比對，避免出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤。

2.4 橋梁巖土工程勘察新技術(shù)

2.4.1 高密度電阻率技術(shù)。高密度電阻率技術(shù)來自常規(guī)電法，利用巖土介質(zhì)差異，對勘察區(qū)域施加電場，并對地下電流傳導(dǎo)、變化、分布情況進(jìn)行監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上對巖土性質(zhì)進(jìn)行分析判斷。高密度電阻率技術(shù)測量裝置位置、排列可調(diào)，適應(yīng)橋梁巖土工程勘察對復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性的要求，能夠真實反映地下電流分布情況，了解地面電場變化規(guī)律，進(jìn)而獲得更加精確的電阻率計算結(jié)果，通過對底層電阻率變化分析了解巖土性質(zhì)。高密度電阻率技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)，野外數(shù)據(jù)測量計算自動化程度高，掃描測量速度快，在橋梁巖土工程勘察中有較大的應(yīng)用潛力。

2.4.2 淺層分辨反射波技術(shù)。如圖1，不同介質(zhì)波阻抗不同，反射波進(jìn)入地下之后，介質(zhì)變化導(dǎo)致阻抗變化，反射波波幅會出現(xiàn)變化，通過對反射波與現(xiàn)有資料的比對，就能夠了解反射層層次。淺層分辨反射波技術(shù)就利用了這個原理，使用專用勘察儀器采集記錄反射波，分析巖土性質(zhì)，技術(shù)分辨率高，不同介質(zhì)轉(zhuǎn)化幅度小。

2.4.3 大地電場巖性檢測技術(shù)。該技術(shù)無需使用外加電場，利用太陽風(fēng)電磁波，探測儀記錄太陽風(fēng)在地層傳播過程中不同深度地層的反射電磁波信息，對其進(jìn)行分析而了解深層地質(zhì)條件與巖土性質(zhì)。該技術(shù)無須使用外加電場，探測儀器更加輕便小巧便于攜帶，而且野外工作不會影響環(huán)境，測量數(shù)據(jù)精度高，場源穩(wěn)定，地下水、高壓電源造成的干擾小。

結(jié)語：

橋梁是非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是鐵路、公路的重要組成部分，研究橋梁巖土工程勘察技術(shù)，對進(jìn)一步提高橋梁巖土工程地質(zhì)勘察工作質(zhì)量大有裨益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周豐. 淺談橋梁巖土工程地質(zhì)勘察要點[J]. 建材與裝飾， 2015（48）.

[2] 胡贛軍. 淺談巖土工程勘察技術(shù)的發(fā)展趨勢[J]. 山西農(nóng)經(jīng)， 2015（10）：86-86.

[3] 向選德. 橋梁工程巖土工程勘察技術(shù)研究[J]. 黑龍江交通科技， 2015， 38（11）：109-110.

[4] 高瑞濤. 勘察技術(shù)在巖土工程勘察中的應(yīng)用[J]. 科技與企業(yè)， 2016（10）：157-157.

[5] 屈樂禹. 淺析橋梁巖土工程地質(zhì)勘察要點[J]. 化工管理， 2016（15）：60-60.

[6] 王國成. 市政橋梁施工質(zhì)量預(yù)防措施與處理探討[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2015（10）.