复杂地质条件对桥梁建设的影响分析

复杂地质条件对桥梁建设的影响分析

桥梁建设是道路工程建设中的重要部分，其质量好坏直接影响着道路的运行，关系着人民的生命财产。桥梁建设场地的地质条件比较复杂，会影响桥梁建设的工程进度，加大建设的难度。本文以某大桥为案例，深入分析了地质条件对桥梁建设的影响，提出了一些处理影响桥梁建设质量问题的措施。

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在桥梁建设中，复杂的地质条件普遍存在，给桥梁的建设造成了极大的困难。某大桥岩土层结构比较复杂，桥址区地层包括人工素填土、粘性土、碎石、砂、卵石、及砂岩、粉砂岩强风化层组成，局部有岩脉侵入，地表凹凸不平，因受到气候的影响，岩石风化比较严重，地表的植被覆盖率比较低。复杂的地质结构使施工前期的勘察难度增高，增加了工作量。由于地质条件复杂，岩土结构表现为地层的多样性及地层分布的不规律性等特点，在目前的勘探手段及资金有限情况下，给勘探设计与施工带来很大的不确定因素。本文以某大桥作为案例，分析复杂地质条件对桥梁建设的影响，并提出一些措施。

1工程概况

某大桥大桥起止桩号为K138+901.5～K138+688.5，長777m，最大高度为39m，设计为公路Ⅰ级，桥面净宽2×11m，上部结构为4×30+4×30+4×30+4×30+3×30+3×30+3×30PC连续T梁，下部结构为桥台分别采用肋式台、柱式台、桥墩采用柱式墩，基础形式采用桩基础。根据设计布置和要求，本次勘察以钻探为主，共布置26孔。桥台左侧SQ001位于存煤场棚内，将其移至桥台右侧施工；SQ002因位于省道开挖边坡边缘，出于安全考虑，沿轴线移孔至安全地带施工；SQ019因位于电线杆下，出于安全考虑，移孔3m左右。

2地质条件对大桥建设的影响

2.1地形地貌条件对桥梁建设的影响

该场区属冲洪积河谷及残坡积坡地地貌，河谷地势较平坦开阔，一般高程介于156.0～164.0m之间；两侧桥台位于山坡上，自然山坡坡度25°～140°，地势较陡，山坡植被发育。左幅因存煤场工棚修建开挖成斜坡，地面高程约195～200m，沙县台高程约195m；右幅也处于堆煤区，经开挖后高程约205m～208m，沙县台地面高程约185m；K138+930～K138+965左右安溪台附近为省道及两侧边坡区域，边坡高度最高约25m。桥址区的高边坡使大桥在修建的过程中机械设备很难施工，延长了施工的工期。该大桥近西北走向，跨越一冲～洪积沟谷，中间有条小河，河面宽度约20～30m，桥址区河道弯曲，暴雨季节河水骤涨，桥址区易因排水不畅形成洪水泛滥区，近年最高水位标高约157.828m。季节性的暴雨使大桥桥墩受到水流冲刷，影响桥墩的寿命。

2.2地质构造对桥梁建设的影响

经地质测绘，桥址区受北东向大埔～政和断裂带影响，F07、F08断层从桥址区及附近经过；另据SQ021及SQ059号钻孔揭示，该处岩芯风化强烈，且基岩面明显下凹，并伴随有岩脉入侵，其中含少量粗粒石英，故推测有断层F08A 从该处经过，产状140°∠80°左右。由于受到构造影响，桥址区内SQ015处发育有节理密集带，且在SQ010、SQ018、SQ055等处亦引起不均匀风化夹层。区域抗震设防烈度皆为Ⅵ度，地震动峰值加速度为0.05g。地震动反应谱特征周期皆为0.35s。根据现场测试的SQ007、SQ013号孔内的剪切波速分别为385m/s、435m/s，覆盖层厚度约5～45米，左幅沙县台46米多未见基岩，结合覆盖层厚度，该场区为Ⅱ类场地。大桥区域岩土的承载力比较低，容易导致地基的不稳定，最终影响桥梁建设的质量。

2.3岩土的特性对桥梁建设的影响

根据钻孔揭示，桥区地层由新到老依次为：新近人工填土（Q4me）：素填土；全新统冲洪积层（Q4al+pl）：粘土、粉质粘土、卵石、粗砂；第四系坡积土层（Qdl）：粘土、粉质粘土、碎石；下伏基岩为侏罗系梨山组（J1l1、J1l2）砂岩、砂岩夹粉砂岩、粉砂岩、粉砂岩夹砂岩及其风化层，局部见岩脉及风化层，且个别钻孔中见粉砂岩中含有碳质成分，J1l1岩层产状为80°∠30°，J1l2岩层产状为351°∠40°。由于局部地基为砂层，在地震作用下，地下水位浅的地方易产生液化，失去承载能力而导致工程失事。桥梁地基承受的压力比较大，在软弱土地区，往往会产生较大的地基变形，若不进行处理，将导致建筑物整体倾斜，该大桥场地虽有填土、砂、卵砾石及粘性土等地层分布，但厚度叫薄，且设计时，桥台及所有桥墩的基础均选择以基岩风化层为持力层，地基承载力良好，不会产生地基变形而导致大桥倾斜。

2.4水文地质条件对桥梁建设的影响

地表水：为河沟水，桥址区河床较平坦开阔，河面宽度约25m～35m，正常水位高程约为155m～156m，雨季水位高程约157m～188m，设计水位高程约162.38m。桥址区河道弯曲，暴雨季节河水骤涨，桥址区因排水不畅易形成洪水泛滥区。地下水：桥位区河谷地段主要为第四系冲洪积砂、卵砾石层中孔隙潜水及下伏基岩裂隙水，勘察期间地下水埋深0～3.0m，水位埋深较浅，受地表水体、大气降水及地下水侧向补给，向低洼处迳流，富水性强，水位随季节变化较大；坡地地下水以残坡积土层、基岩风化岩层孔隙潜水及基岩裂隙水为主，水位埋深17m～26m，随季节变化较大，水量受降雨影响大，此类水降雨后地下水垂直径流速度较大，对桥台的边坡稳定性影响大。地下水如果酸度过大，地下水与混凝土发生反应生成水化硫铝酸钙或二水石膏，体积膨胀，破坏混凝土结构，或是造成钢筋锈蚀，根据水质分析结果，结合《公路工程地质勘察规范》判断，桥址区地表水及地下水对混凝土无腐蚀性。

3建议分析

（1）对于各类不良地质的危害，工程选址时应采取避让为主的原则，避开对工程建设不利的地段，如活动断裂、地震危害地段、发震断裂地带及地震基本烈度为9度以上的强震区；岩溶发育程度高的地区、滑坡发育程度高的地区、危岩滚石和泥石流发育地段；严重沉降地区、矿藏采空区、顺层边坡地段、地形起伏及相对高度过大的山区斜坡地段；并应避让重点保护的自然区和人文选址，也不宜将场址选在有重要开采价值的矿藏上，当无法避让时，必须采取有效的工程处理措施。

（2）应选择岩土工程条件较优的区域或地段作为工程建设场地，对于主要建筑物宜布置在土质均匀、地基承载力较高的地区。在有条件的工程场地，应优先采用基岩或坚硬、密实土层作天然地基，并应注意避开各类特殊性岩土对工程建设的影响。设计应根据地形地质条件，因地制宜地利用地质体资源。当难以整体利用场地时，应采取建筑物平面分散式布置，达到合理利用地基岩土及降低工程处理费用的目的。

4总结

该场区属冲～洪积河谷及残～坡积坡地地貌，河谷地势较平坦开阔，两侧桥台位于山坡上，两条断层从区内经过，对局部桩长及持力层选择产生影响，总体情况适于桥梁建设。大桥址区工程场地地震动峰值加速度为0.05g，场区抗震设防烈度为Ⅵ度，中硬土场地特征周期为0.35s。根据现场测试的SQ007、SQ013号孔内剪切波速，Vse=385、435m/s，结合覆盖层厚度约5～45米，左幅沙县台46米多未见基岩，综合判别桥址区场地类别为Ⅱ类，建议抗震设计按《公路公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02～01～2008）执行。桥址区内基岩埋深变化较大，建议采用桩基，以中～微风化岩层为桩尖持力层，基岩埋深较大处可采用摩擦桩，桩长由计算确定。本桥岩性复杂，构造发育，根据所施工的钻孔情况看，桥区存在由于不同岩性及构造影响，其强度及风化程度不同，造成软硬岩夹层问题，采用端承桩时，施工中应注意软岩夹层问题。SQ021、SQ023、SQ059等孔位处发育岩脉风化程度高于周围地层；另外，CK031、SQ001等孔位处基岩含粉砂岩，抗压强度小于10MPa，基础设计及施工时应注意穿过此类软弱夹层。

参考文献

[1]张树明.桥梁岩土工程地质勘察探讨[J].科技传播，2013（13）：165～166.

[2]李少庭，董承全.复杂地质条件下桥梁基桩施工技术综述[J].科技创新导报，2013（22）163～164.