陈清泉、陈华、张艳
四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610017
摘要：岩溶发育程度对桥梁建设影响极大。选择恰当的工程地质分析方法，判断溶蚀发育带的分布高程，确定岩溶强发育带的范围，这对桥梁地基稳定性评价非常重要，对桥梁墩/台持力层的选择有重要意义。
关键词：岩溶；桥梁；工程地质分析方法；稳定性；持力层
1概 述
文中桥梁位于四川省筠连县巡司镇境内，为跨越巡司河而设，属于岩溶发育区，在获取足够地质信息的基础上，需要选择恰当的工程地质分析方法，评价桥址区地基稳定性，确定桥梁基础持力层。
2工程地质条件
桥址区属四川盆地中亚热带湿润季风气候，具气候温暖、降水充沛、四季分明、冬暖春早、夏长秋短、霜雪较少的特征，常年平均气温17.6℃，年平均降水量1050毫米。桥址区位于巡司河河床及其Ⅰ级阶地上，地形平缓，自然坡度约2～5°，地面绝对高程430～435m，相对高差约5m。
桥址区覆盖层为第四系全新统冲洪积的砾石、粉土和粉质黏土，岩溶堆积红黏土夹未完全溶蚀灰岩，基岩为二叠系下统灰岩，质较纯，属于可溶岩。
桥址区大地构造部位为巡司场背斜的核部，该背斜轴部为巡司-鲁班山-庙坪-黄滇咀北侧一线，长13km，轴线走向由70°向北转至30°，枢纽向北东倾伏，轴面向南东倾斜。核部地层为二叠系下统茅口组，两翼为二叠系峨眉山玄武岩、三叠系宣威组和飞仙关组地层。北西翼倾角20～26°，南东翼倾角15～20°，为一宽缓背斜。
3 桥址区岩溶发育特征
3.1 桥址区岩溶发育宏观规
桥址区位于巡司场背斜核部，其核部地层为二叠系下统灰岩，为可溶岩，受两翼二叠系峨眉山玄武岩、三叠系砂泥岩等不溶岩层的阻隔，岩溶发育严格限制在灰岩分布区域（图1空白区域），岩溶发育形态主要为漏斗、落水洞、溶洞和暗河。
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图1 桥址区岩溶发育特征平面图
同时，该桥位于小鱼洞水文地质单元（Ⅱ-1）和凉风洞水文地质单元（Ⅱ-2）的交汇部位，且均为这两个水文地质单元的排泄区，地下水运动在水平、垂向和倾斜向均强烈，岩溶管道水平向、垂向和倾斜向的均有。通过对桥址区所处的岩溶发育部位和地下水的发育特征综合分析，桥址区岩溶发育型式主要为溶洞和暗河。
3.2 桥址区岩溶发育微观特征
据钻探揭示，桥址区岩溶极其发育，主要型式为溶洞，其次为土洞和溶蚀裂隙，规模大小不等，分布在不同的高程，溶洞大部分为淤泥、黏土、红黏土、砾石等充填，少部分为半充填和无充填（空洞）。据统计，总共揭露溶洞23个，溶洞高度大小不等，一般为0.4～6.2m，其中高度1～3m的8个，约占34.8%，高度大于3m的7个，约占30.4%，由此可见，桥址区规模较大溶洞发育的概率比较高。
影响桥梁地基稳定性的主要因素是溶蚀发育带分布高程，影响桥墩台地基持力层选择的主要因素是岩溶强发育带的范围。根据统计数据，从溶洞底板发育高程和高度两个方面进行综合分析，形成采用散点图和直方图两种方式，详见图2、图3。
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图2 溶洞底板高程和高度分布散点图
从图2可以看出，溶洞底板高程大部分都在381m之上，仅个别在373m左右，说明影响桥梁建设的溶蚀发育带高程分布在373m～414m，岩溶强发育带分布在381～414m高程范围内。
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图3 溶洞底板高程和高度分布直方图
从表3可以看出，高度大于3m的溶洞发育高程主要为390～414m，发育6个，约占溶洞总数26.1%，在370～374m段发育1个，约溶洞总数4.3%。总体而言，规模较大的溶洞主要发育在高程390m以上。
3.3 桥梁地基稳定性评价及基础持力层建议
（1）地基稳定性评价
桥址区溶蚀发育带分布高程为373m～414m，桥梁地基在高程373m之下的基岩是稳定的，具有较高的承载能力。
桥址区岩溶强发育带分布高程为381～414m，结合溶蚀发育带特征进行分析，初步判定桥梁地基高程在373m～381m总体是基本稳定的，具有一定的承载能力。
桥梁地基高程在381m之上，属于岩溶强发育带，地基稳定性总体上较差，承载能力低或基本无承载能力。
（2）基础持力层建议
桥址区岩溶发育，要兼顾建设安全性和经济合理性，桥墩台持力层选择应考虑一下三个因素：
A、对桥墩台持力层影响较大的是规模较大的溶洞，其发育在高程390m～414m，说明桥梁墩台持力层应该全部选择高程在390m之下的地层。
B、岩溶强发育带分布高程为381～414m，说明桥梁墩台持力层应尽量该选择高程在381m之下的地层。
C、个别规模较大溶洞发育高程在370～374m范围，与该溶洞相关的桥梁墩台进行单独设计计算。
综合上述三个因素，建议桥墩台均采用桩基础，以中风化灰岩为持力层，考虑到灰岩中发育多层溶洞，建议将桩基础的桩端伸入到溶洞底板之下的稳定基岩之中，如遇溶洞规模不大、溶洞顶板发育深度特别大的情况，桩基础可考虑不伸入到溶洞之下，但应保证桥梁墩、台桩端与其下溶洞顶板高差不小于6m。
4 结论
(1)在岩溶发育区，对桥梁基础设计影响较大的是溶蚀发育带和岩溶强发育带的分布范围。
(2)通过溶洞的底板高程和高度的综合统计分析，可以基本确定桥址区溶蚀发育带的分布高程，并确定岩溶强发育带的分布范围，为桥梁地基稳定性评价和桥墩台持力层选择提供了有力的技术支撑。
（3）采用溶洞的底板高程和高度的分析方法可以作为其他岩溶发育区桥梁的工程地质分析方法的借鉴。
参考文献：
[1]《工程地质手册编委会》;工程地质手册（第五版）;中国建筑工业出版社;2018年
[2]张有良;最新工程地质手册;中国知识出版社;2006年