公路工程地质勘察布孔原则
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公路工程地质勘察布孔原则
1.桥梁
本线地质条件复杂,岩体受多期地质构造影响,岩体破碎,风化层厚度变化大,基底地质情况复杂多变,非岩溶地区当基岩出露或埋深较浅时,宜采用调查、钻探、挖探相结合的综合勘探手段,岩溶区应采用钻探和物探相结合的勘探方法。
岩溶复杂地段的桥梁应勘探2次,初勘阶段按墩台位置进行控制性勘探,详勘阶段按桥梁基础布置形式结合岩溶发育程度进行勘探。
勘探以钻探为主,根据桥梁结构形式、墩台位置和基础类型,结合地质调绘结果布置,一般布置在墩台基础轮廓线的中心或周边;桥台必须有勘探点。原则上逐墩勘探;地质简单时,隔墩勘探;地层、构造复杂地段、风化层厚度不均地段、斜坡地段,根据地形地质情况,在墩台基础对角勘探;非可溶岩区高墩、大跨2~3个勘探点;可溶岩区详勘分两阶段勘探,第一阶段按1孔勘探,第二阶段根据岩溶发育情况结合基础布置形式2~5孔或逐桩进行勘探。各工点勘探孔数量视工程地质条件及基础类型确定。
针对不同地层类型,制定主要勘探原则如下:
1)厚层第四系地层
桥梁墩台一般采用摩擦桩基础,勘探点布置通常采用逐墩布置机动钻探的原则。当地层层序较简单、层序规律性较强且桥梁孔跨小于32m时,可适当增大勘探间距至隔墩勘探。对第四系细粒土地层较厚的地段适当布置静力触探,测定土的侧壁摩阻力和桩端阻力,完善勘察资料。弃、填土地区桥梁墩台位置填土厚度大且条件复杂时应进行横断面勘探。
勘探深度:应结合地质条件、桥梁结构形式、桥式布置、基础桩长等综合确定。一般情况下,桩端地层为黏性土或粉细砂、中砂及全风化层等地层时,应钻至桩尖以下10m~15m,孔深一般不小于40m;桩端地层为粗砾砂或碎石类土时,摩擦桩应钻至桩尖以下不小于5m,孔深一般不小于30m;遇有大漂(块)石,钻至基础底以下的深度应超过当地漂(块)石或孤石的最大粒径的2倍,且不少于5m。
2)沉积岩地层
逐墩进行勘探,地质复杂的山前斜坡地段应进行横断面勘探。
勘探深度:应结合桥梁结构形式、桥式布置、基础类型及桩长等综合确定。桩端地层为全~强风化层时,应钻至桩尖以下8~10m;对持力层为岩层的柱桩基础应钻至弱风化岩层时(或微风化层),应钻至桩尖以下3~5m;扩大基础应钻至强风化承载力即可满足设计要求即可。
3)花岗岩及其他火山岩区地层
逐墩台进行钻探,当存在风化不均匀或地层起伏较大时,应加密钻孔。
勘探深度:柱桩基础均应钻至弱风化层(或微风化层)3~5m;扩大基础钻至强风化层即可满
足要求。具球状风化或不均匀风化时,钻至基底或桩尖以下深度应超过当地弱风化~微风化球体直径的2倍(由地质测绘和钻探确定),且不小于10m。
花岗岩全~强风化层中的桥孔钻探,应加强标贯(或动探)试验,每次标贯的间距不得大于3m。4)可溶岩区地层
可溶岩地段桥梁:首先各墩台中心布置1孔,根据桥址区揭示岩溶情况及基础类型,溶洞高度1~3m时,应采用梅花形补孔(每墩台增加2~5孔)(施工图勘察阶段结合基础布置形式实施)。
出现下列情况之一时,该墩台原则上应按逐桩进行补孔(施工图勘察阶段实施)。
1) 钻孔揭示溶洞高度大于3m;
2) 梅花形钻孔中一半以上孔均发现洞高大于1m的溶洞;
3) 既有勘探(钻探、物探)揭示,溶洞呈串珠状发育(揭示三处以上(含三处)大于0.5m的溶洞)时。
若附近墩台的岩溶发育时,相邻墩台应根据勘探揭示的岩溶发育程度,考虑逐步适当增加钻孔。钻孔深度至明挖基础基底以下完整基岩10~15m;桩基础至桩尖以下完整基岩10m,当遇串珠状溶洞时,与桥梁专业共同研究钻孔深度。
高墩、特殊结构、大跨桥梁及岩溶强发育区,勘探深度应会同桥梁专业研究确定。
适宜开展物探工作,且开展物探工作,且经试验有效果时,可适当减少钻探。
5)变质岩区地层
原则上按逐墩进行钻探。岩层差异风化严重、岩性变化大等地质条件复杂地段的墩台应适当加密钻孔。
勘探深度:柱桩基础均应钻至弱风化层(或微风化层)内3~5m。
每个工点均需布置控制性钻孔,控制性钻孔勘探深度较一般钻孔深5~10m,或钻入弱风化层不小于5m,控制性勘探孔的数量应不少于勘探孔总数的1/3,且每个工点不宜少于2个。
2.涵洞
涵洞勘探点的布置应结合路基工程综合考虑,做到一孔多用,每个涵洞应有勘探点,长轴涵洞(包括人行地道)应沿轴向布置至少2个勘探点,地层情况复杂时适当加密,勘探深度应满足沉降变形计算要求或钻至硬层不少于5m。一般第四系黏性土地层的孔深满足路基沉降检算要求。基岩埋深浅时,可采用挖探,基岩埋深大时钻探。
对于跨沟渠的涵洞,应查明沟渠中软弱层及其厚度。
3.路基工程
1)路堤
平原区地层简单,以黏性土及砂类土为主,勘探孔间距50~100m左右,勘探点的深度应满足沉降计算和工程处理措施的要求,钻探孔深一般不小于15m。
松软及软土地基勘探孔间距50m左右,以钻探为主,地层适宜地段可用触探进行辅助勘探,孔深应根据填土高度确定,满足地基沉降计算要求,细粒土勘探孔深可参照表6-1确定。
填土高度与勘探孔深参考值表6-1
填土高度(m) 2 3 4 5 6 7
勘探孔深(m) 15 18 22 27 31 35 对低填浅挖地段,查明基床底层的地基是否存在静力触探总贯入阻力Ps<1.5MPa或承载力小于180kPa的土层(半填半挖断面更要重视上述问题)。
软土、松软土路基地段,地质横断面间距一般不超过100m左右,而且各个每个工点应确保有地质横断面;当软土、松软土地基连续地段较长,且地层层位变化不大时,可适当加大横断面间距,每个代表性地质横断面上应布置2~3个勘探测试孔。选择代表性的松软及软土地基工点布置钻(探)触(探)对比孔,以综合确定合理的地基计算和设计参数。
高路堤、陡坡路堤应按地质横断面布置勘探,且每个工点至少应布置1个地质横断面。地质横断面的间距不应大于100m,地质条件复杂时应适当加密。地质横断面宜垂直线路布置,必要时可按基底稳定最不利方向布置,每个地质横断面上的地质勘探点不应少于2~3个。
在设置各类过渡段的地段应布置勘探点,查明基底的地质条件,
路桥及路隧过渡段上的软土及松软土地基应布置1个代表性地质横断面,勘探深度不应小于一般路基的勘探深度。
岩溶发育地区以物探测试贯通,重点异常地段采用钻探进行验证,孔深应钻至路基基底以下10~15m,在此范围内遇溶洞时钻探深度另行研究。
2)路堑
路堑勘探应在地质调绘的基础上采用综合勘探,勘探点间距根据堑坡高度和地质复杂程度确定,一般50~100m左右,应查明路堑范围地层结构、土石分界面、地质构造、风化程度、节理裂隙发育情况、是否顺层及地下水情况,并布置横断面勘探,横断面间距100~200m,每个路堑宜有横断面,每个代表性地质横断面上应布置2~3个勘探测试孔。钻孔深度根据地层岩性的不同,深度宜至路基面以下不小于5m,当基底为硬质岩时可至路基面以下2~3m,遇软弱结构层时应穿过软弱结构面而进入稳定地层3~5m。可溶岩地区钻孔应达到路肩设计高程以下至少10m,在此范围内遇溶洞时钻探深度另行研究,土质路堑的孔深还应满足土质地基的要求。当存在地下水时,孔深适当加深,并根据地下水含水层及埋藏情况等布置水文地质试验。
3)路基支挡工程
支挡建筑物的两端应布置勘探孔,中间视地质情况及地质复杂程度增加,一般情况下勘探孔间距50~70m,地质情况复杂时每30~50m布置一个勘探点,必要时布置代表性横断面勘探,每个代表性地质横断面上勘探测试点应不少于2个,代表性地质横断面的宽度应满足工程地质分析、路基稳定性分析和设计需要。勘探孔深度不小于建筑基底以下5m或满足查明基底地质条件的要求,地层软弱时,穿透软弱层至硬层以下5m。桩基应至桩底以下5~20m5~10m。