公路工程地质勘察有关问题

公路工程地质勘察有关问题探讨

摘要：公路桥梁工程在建设施工中占有越来越重要的比例，在地质勘查中必须查明场地的工程地质条件、分析存在的工程地质问题、对工程场地做出工程地质评价。本文将针对公路桥梁工程结合笔者工程实践经验，提出各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理，同时提出新建公路、改建公路、桥梁工程与隧道工程地质勘察要点，为同类工程提供参考借鉴。

关键词：公路桥梁；地质勘察；勘察方法；勘察操作

中图分类号：x734 文献标识码：a 文章编号：

1. 引言

建筑场地勘查应广泛研究整个工程在建设施工和使用期间，场地内可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地质及工程地质灾害等问题。其通过各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为工程设计和施工提供所需的工程地质资料，以保证工程的技术可能、经济合理和安全可靠，从而提高设计和施工的质量。在中外建筑史中，由于没有进行地质勘察而盲目设计和施工，已经造成很多的工程事故。而本文将针对公路桥梁工程，提出各种勘察方法的适用范围、操作方法、成果整理，同时提出新建公路、改建公路、桥梁工程与隧道工程地质勘察要点。

2. 工程地质勘察内容

查明并分析工程场地的工程地质条件；分析存在的工程地质问题，进行定性和定量分析；选择能满足要求的较优越的工程场地和

环境；对选择的场地进一步勘察后，对照建筑物的适宜性对场地进行分区，提出各区段所适宜的建筑物类型、结构、规模、基础及地基处理的合理意见；预测工程建成后对地质环境的影响；提出工程地质条件的分析评价及改善不良地质条件的措施和建议。对于公路路基勘察来说，主要是勘察路基边坡稳定性问题；路基基底稳定性问题；公路冻害问题以及天然建筑材料问题等、

2.1新建公路工程地质勘察内容

对于新建公路来说，应对路线工程地质勘察、路基、路面工程地质勘察、桥涵工程地质勘察、隧道工程地质勘察、天然筑路材料工程地质勘察。

2.2改建公路工程地质勘察内容

改建公路工程来说，应采取以下勘察内容。（1）收集沿线的地形、地貌、工程地质、水文地质、气象、地震等资料。（2）收集有关桥梁、隧道和防护、排水等构造物的新建、改建或加固工程所需的地质资料。（3）收集原有公路路况资料。（4）调查原有公路的路基、路面、小桥涵等人工构造物的状况及病害，研究病因及防治的效果。对原有公路的工程地质、不良地质地段的道路病害应力求根治。（5）当路线因提高等级或绕避病害而另选新线的路段，应按新建公路的要求进行工程地质勘察工作

3. 公路工程地质勘察方法

3.1工程地质测绘

一般采用沿程测绘的方法，其测绘宽度一般包括中线两侧各200

m、300m。对于专门目的或地质条件的重点工程地段，应进行大面积工程地质测绘，这时的测绘线布置常采用路线穿越法和顺层追索法。而观测点的布置必须选在具有代表性的地质现象的天然露头工人工露头处。目前在公路桥梁测绘中应用最多的测绘技术是应用航片和卫片测绘。航片的应用主要是运用室内光学仪器编制地形图，或者通过地质专业判译编绘工程地质图。而测绘技术中效果比较好应是卫片测绘技术，其优点主要是卫片拍摄地面范围大；反映宏观形态特征较清楚、解释效果比较好；卫片中包含的信息量大，可根据色调和形态特征，能够解决工程地质测绘中的很多问题。

目前公路勘察中可利用卫星遥感影像信息资料对项目区的地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质与特殊性岩土等进行圈定、判释，为路方案选择、线位展布提供宏观资料。在此基础上利用1:5 万和1:1 万线位地形图为底图，进行实地工程地质调绘、验证，对路线通过地带及重点构造物场地进行全面的工程地质分析研究，编绘 1:5 万和 1:1 万综合工程地质图。

3.2工程地质勘探

根据工程实践经验，工程地质勘探主要采用以下几种形式：山地勘探、钻探、物探、工程地质坑探。

（1）山地勘探主要是应用于公路建于山地中，其勘探方式主要为剥土、探坑、探槽、探井（分竖井、斜井）、平洞。

（2）钻探。采用钻探机具对深部的工程地质条件进行揭露的一种工作方法，它分为轻便钻探和钻探两种。轻便钻探利用洛阳铲、

锥探和小螺纹钻等进行钻探的方法；钻探一般是利用大型钻机进行钻探的方法，常用的钻机是机械回转钻机。

根据实践经验，钻探过程主要包括三个基本程序：1）破碎岩土采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯，破碎一般是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。2）采取岩土用冲洗液（或压缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。3）保全孔壁一般采用套管或泥浆来护壁。

目前主要采用的钻进方法有以下三种：1）冲击钻进采用底部圆环状的钻头，将钻具提升到一定高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎。2）回转钻进采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进中施加钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。3）振动钻进采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。4）综合式钻进综合冲击回转两种钻进方法；在钻进过程中，钻头克取岩石时，施加一定的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加快，同时由于冲击力的作用使硬质合金刻人岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉。

图1钻探施工图图2电法勘探

（3）物探。公路物探主要是在遥感判释与工程地质调绘的基础上，对控制路线方案的特长、长大隧道隧址采用浅层地震（反射、

折射）、特大桥与地质条件复杂的大桥桥址采用地震面波进行控制性勘探，以了解隧址、桥址区的地层岩性、岩土界线、岩层完整性及风化破碎程度、构造及发育性与水文地质条件，了解隧道洞身围岩级别与洞口稳定性及其对环境的影响等，对隧址、桥址区进行工程地质评价，提出其比选意见。

3.3公路工程地质试验及长期观测

（1）为了进一步验证工程地质情况，有时候需要在现场取有代表性的试样，送到试验室进行相关项目的试验。或者直接进行原位测试，就是直接在野外现场进行测试。两种试验方法相比来说，原位测试由于不用花费人力、物力搬迁土样，因此原位测试在工程地质试验中采用最多。目前原位测试中采用最多的有静力载荷试验(cpt) 、静力触探试验、圆锥动力触探、标准贯入试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场大型直剪试验、块体基础振动试验等。

静力载荷试验指在拟建场地上，在挖至设计的基础置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。静力载何试验分为平板载何试验、螺旋板载荷试验、深层平板载荷试验等。用以确定地基土的临塑荷载、极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据；估算地基土的变形模量、不排水抗剪强度和基床反力系数。其试验装置为承压板、加荷与传压装置及沉降观测装置等。根据实