巫山县寨子崖大桥桥址工程地质勘察及稳定性评价--中国期刊网

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巫山县寨子崖大桥桥址工程地质勘察及稳定性评价

发表时间：2020/11/17 来源：《基层建设》2020年第22期作者：唐兰

[导读] 摘要：对巫山县寨子崖大桥桥址工程地质条件和水文地质条件进行了调查，获取了桥址区的地形地貌、地层岩性、水文地质及场地地震效应等；对桥址区的岩土测试获取了主要岩土层的物理力学性质指标；在此基础上，对桥址区场地及地基的稳定性、水文地质条件和工程地质条件进行了评价，为后期桥基设计及施工提供了依据。

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        摘要：对巫山县寨子崖大桥桥址工程地质条件和水文地质条件进行了调查，获取了桥址区的地形地貌、地层岩性、水文地质及场地地震效应等；对桥址区的岩土测试获取了主要岩土层的物理力学性质指标；在此基础上，对桥址区场地及地基的稳定性、水文地质条件和工程地质条件进行了评价，为后期桥基设计及施工提供了依据。
        关键词：桥址；地质勘察；工程地质评价
        1概述
        寨子崖大桥位于巫山县双龙镇万家村行家坪。左幅桥长722m，右幅桥长长730m，全桥共4联：3×(4×40)+(60+110+60)；上部结构右幅第4联采用预应力砼(后张)连续箱梁，其余联采用预应力砼(后张)T梁，先简支后连续；下部结构0、15号墩台采用U台，12、13、14号桥墩采用空心墩，其余桥墩采用柱式墩，桥台采用扩大基础，其余桥墩采用桩基础。本次勘察按照《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011[1]进行，目的是查明桥址区工程地质条件、水文地质条件及场地地震效应等；探明墩桩基础覆盖层特征及岩体风化特征；获取墩桩基础的岩土工程特性及物理力学指标；分析评价场地的工程地质、水文地质条件及地基基础的稳定性。
        2桥址区工程地质条件
        2.1地形地貌条件
        桥址区位于构造侵蚀中低山黑龙沟沟谷及两侧斜坡、陡崖上，桥址区附近河流由西向东流。桥址区平面为V型沟谷，南侧临河段斜坡倾角25-35°，斜坡顶部为较宽缓平台。巫山岸桥台位于斜坡中部，沿桥梁轴线地形较为平缓，倾角约5°-10°，横坡较陡，倾角约25-35°，崩坡积覆盖，厚约10m。大昌岸桥台位于黑龙沟北侧陡崖顶部，地形倾角约75°-85°，多为崩坡积块石土覆盖。
        2.2地层岩性条件
        三叠系中统巴东组二段钙质泥岩：棕红色、灰绿色，主要由粘土矿物组成。强风化带厚0.8-2.0m，最大强风化层厚度达6.1m。分布于黑龙沟底部及南岸斜坡。
        三叠系中统巴东组三段泥质灰岩：灰色、灰黄色，主要由碳酸盐矿物组成。强风化带厚2.5-3.1m。分布于沟谷北侧陡崖。
        第四系全新统崩坡积层块石土：杂色，主要由灰岩质块石组成，最大块径4.5m，碎石、粘性土充填，块石占约65%，局部有架空现象，桥址区块石土厚约9.0-59.8m。广泛分布于沟谷北侧陡崖以外区域。
        2.3水文地质条件
        桥址区内主要地表水为黑龙沟及周边分支溪流，该河沟发育于双龙镇黑龙村张家坡及阴坡一带。枯水期桥址区流量为30L/s，暴雨季节瞬时流量约4-5m³/s。区内中风化钙质泥岩及泥质灰岩较完整，为相对隔水层，基岩裂隙水主要受岩土界面第四系松散岩类孔隙水竖向补给，地下水总体较贫乏。
        2.4场地地震效应
        勘察区位于四川盆地东部，新构造运动表现为大面积间歇性抬升，其特点是自新生代以来，四川盆地东部地壳总体处于间歇性上升阶段，抬升速度缓慢。桥址区属于相对稳定的弱震环境，区域地壳稳定，断裂不发育，地震活动较弱，属于相对稳定的弱震环境。
        3岩土体物理力学性质
        桥址区分布的覆盖层主要有第四系全新统崩坡积层块石土、三叠系中统巴东组三段泥质灰岩及三叠系中统巴东组二段钙质泥岩。桥梁墩台布设于黑龙沟两侧岸坡、陡崖上，大部分区域崩坡积块石土覆盖，覆盖层厚度较大，地势起伏较大，仅沟谷底部及北侧陡崖基岩出露。

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本次勘察在三叠系中统巴东组三段泥质灰岩地层中取样3组，在三叠系中统巴东组二段钙质泥岩地层中取样7组，进行室内天然密度，天然、饱和单轴抗压、天然抗拉强度及三轴压缩试验[2,3]。钙质泥岩天然单轴抗压强度标准值12.6MPa；饱和单轴抗压强度标准值7.6MPa，软化系数0.60，属遇水易软化的软岩。泥质灰岩天然单轴抗压强度标准值17.4MPa；饱和单轴抗压强度标准值12.1MPa，软化系数0.69，属遇水易软化的软岩。结合地区经验，泥质灰岩岩体抗拉强度按0.4倍岩块强度折减，取天然单轴抗压强度标准值0.4MPa，粘聚力按0.3倍岩块强度折减，取三轴压缩粘聚力标准值1.52MPa，内摩擦角按0.85倍岩块强度折减，取三轴压缩内摩擦角标准值33.9°。
        4桥址区工程地质条件评价
        4.1场地稳定性评价
        桥址位于黑龙沟及两侧岸坡，桥址区除危岩孤石及崩坡积斜坡外无活动断裂及影响路线方案的地质灾害。沟谷南侧斜坡（ZK9+930～ZK10+330）崩坡积层未发生变形破坏，现阶段其前缘及后缘无变形迹象；场地崩坡积体前缘底部平缓，阻滑段范围较大，ZK9+930～ZK10+330段崩坡积体整体稳定。ZK9+710～ZK9+930段崩坡积体后缘岩土界面陡，根据场地调查和稳定性验算，该段崩坡积体属于稳定状态。桥址区岩层呈单斜构造，下伏基岩为三叠系中统巴东组三段泥质灰岩及三叠系中统巴东组二段钙质泥岩，强风化岩体破碎，中风化岩体较完整，桥址区整体地质环境稳定。
        4.2场地适宜性评价
        桥址位于黑龙沟沟谷及周边岸坡，大部分区域崩坡积块石土覆盖，覆盖层厚度较大，地势起伏较大，仅沟谷底部及北侧陡崖基岩出露。下伏基岩中风化岩体较完整，附近无断层通过，桥址区地震动峰值加速度为0.05g，对应的地震基本烈度为Ⅵ度。对桥址区危岩、孤石及ZK9+710～ZK9+930段崩坡积体斜坡进行处置后适宜该桥梁的修建。地表水、地下水和土对混凝土有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀。
        4.3桥墩（台）工程地质评价
        桥址区位于重庆市巫山县双龙镇行家坪，沟谷南侧斜坡桥位距村道较近，交通方便，沟谷北侧距村道约700m。桥址位于黑龙沟沟谷及周边岸坡，地势起伏较大，大部分区域崩坡积块石土覆盖，覆盖层厚在9.0-59.8.0m之间。仅沟谷底部及北侧陡崖基岩出露。由于场区内第四系崩坡积块石土承载力低，局部有架空现象，不宜作桥梁墩台基础持力层；强风化岩体承载力稍高，但岩体破碎，厚薄不均，不宜作基础持力层；中风化岩体承载力高，完整较性好，厚度较大，是桥梁墩台基础理想持力层。设计方案除两岸桥台采用明挖扩大基础外，其余墩台均采用机械钻孔桩基础，以中风化基岩作持力层。嵌岩深度宜3-5倍桩径，并应考虑到相邻桩底坡度不大于45°及净边距要求。
        5结论
        通过勘察查明了桥址区的工程地质条件、水文地质条件和主要工程地质问题，对桥梁墩台处工程地质条件进行了评价，提出了设计所需的岩土物理力学参数，评价了主要工程地质问题，并提出了相应的工程措施方案。
        桥址区属构造侵蚀中低山河谷地貌区，桥址位于黑龙沟沟谷及两岸斜坡地带，ZK9+930～ZK10+330段崩坡积体厚度大，整体稳定。ZK9+710～ZK9+930段崩坡积体岩土界面较陡，基本稳定；黑龙沟北侧陡崖存在危岩，南侧斜坡存在较大体积孤石。桥址区黑龙沟上游滑坡对桥址区影响小，下伏中风化岩体较完整，地质构造较简单，对桥址区危岩、孤石及ZK9+710～ZK9+930段崩坡积体进行处置后适宜该桥梁的修建。
        参考文献
        [1]JTGC20-2011.公路工程地质勘察规范[S].北京:人民交通出版社, 2011.
        [2]姚建新,汤江平,尹高应.某桥址工程地质条件评价[J].科协论坛,2012, (2):115-116.
        [3]王刚.湖南某大桥桥址工程地质勘察与评价[J].中国水运,2017,17(4): 199-200.