桥塔、高墩对地质环境稳定性较为敏感,对地基地质条件要求较高,除对山体稳定性、边坡稳定性、岩体稳定性进行评价外,应充分考虑岩体中岩溶发育特征,软弱夹层、风化深度等对岩体完整性、均一性的影响。初勘阶段需要对不利条件进行控制。详细勘察评价地基地质条件时,建议采用岩体强度Rc、岩体完整性指数Kv 和岩体基本质量指标BQ 进行多因素综合评价。
①地质条件简单、岩性单一桥位,采用持力层岩体强度、岩体完整性指数、岩体质量指标随深度的变化曲线,评价地基地质条件、选择持力层和确定基础埋置深度。
②地质条件相对复杂的桥位,则采用持力层岩体强度、岩体完整性指数和岩体基本质量指标的展示图(图3.2),评价特大桥、特殊桥桥塔等地基地质条件,选择构筑物基础持力层和基础埋置深度。
图3.2 梁桥墩台地基条件及主要地基参数展示图
1)特大桥桥塔、高墩初步勘察
(1)勘察范围
特大桥桥塔、高墩初步勘察的范围:特大桥桥位桥塔、高墩布设地段及周边不小于20 m。
(2)勘察精度及工作量
①桥塔、高墩布设地段工程地质测绘及工程地质纵断面测量精度为1∶2 000,工程地质横断面测量精度为1∶500。
②桥塔、高墩勘探用二纵二横或二纵三横勘探网控制;勘探工程以钻探为主,钻孔布设于桥塔、高墩角点或勘探线交汇点上,断面上钻孔数量2 ~3 个;揭露深度不低于梁桥桥墩初步勘察深度要求,根据嵌岩深度的要求适当加深;勘探断面长度达高墩、桥塔轮廓线外侧20 m。
③持力层涉及的岩体分层采样试验,不同岩性岩体分层采样试验成果分别不少于3 组。
④50%勘探钻孔布设声波测井和岩块弹性波测试。
⑤土体分布广或厚度大的墩位布设剪切波测试。
⑥结合水环境条件开展3 个落程或大泵量钻孔水文地质抽水试验2 ~3 孔段,并采水样化验。
⑦必要时可布设地面物探工作,探测的断面位置及精度与工程地质纵横断面一致。
(3)技术要求及评价内容
①收集桥位区域地质、地层岩性、地质构造、断裂带发育情况、可溶岩岩溶化程度、岩石风化等前期成果。
②开展1∶500 桥塔、高墩布设地段工程地质测绘及纵横断面工程地质测量:
a.复核桥塔、高墩布设地段微地形地貌条件及水环境条件;
b.复核布设地段岩体的地层层位、岩性、产状及上覆土体稳定性;
c.复核持力层的工程地质性质及稳定性;
d.复核断裂构造、岩石风化、强岩溶化岩体、卸荷带等的分布位置、规模及影响;
e.结合桥型绘制桥塔、高墩的工程地质断面图,准确反映桥塔、高墩布设地段的工程地质条件及问题。
③按勘探网布设钻探工程、物探测试,揭露墩位深部岩体岩性、产状、断裂构造、强岩溶化岩体、岩石风化深槽等斜坡或岸坡的坡体地质结构,评价布设地段地质环境的稳定性和适宜性。
④统计样品试验成果,分析持力层强度、完整性指数、岩体基本质量指标等随深度的变化;初步评价桥塔、高墩布设地段的地基地质条件,拟定地基地质参数。
⑤分析钻孔水文地质抽水试验成果,评价透水岩土体对桥塔、高墩施工地质条件的影响。
⑥分析物探成果,复核桥位区地震效应评估结论。
⑦结合桥塔、高墩布设地段微地形地貌环境、岸坡稳定性,评价桥塔、高墩的地质环境稳定性、适宜性、施工地质条件及布设桥塔、高墩对水环境、地质环境等的影响。
⑧根据桥塔、高墩布设地段工程地质条件的复杂程度,结合建设方案的适宜性,提出优化方案建议和维护桥塔、高墩布设地段环境安全的建议。
(4)主要成果
①桥塔、高墩初步勘察报告。
②1∶2 000 桥位工程地质平面图。
③1∶2 000 桥位工程地质纵断面图。
④1∶500 桥塔、高墩拟建场地工程地质平面图。(www.xing528.com)
⑤1∶500 桥塔、高墩拟建场地工程地质纵横断面图。
⑥钻探工程地质柱状图,轻型勘探工程展示图,岩、土、水试验报告。
⑦钻孔水文地质抽(提)水试验综合成果表及各种统计表、汇总表。
⑧地面物探报告及附图。
2)特大桥桥塔、高墩详细勘察
(1)勘察范围
特大桥桥塔、高墩详细勘察的范围:桥塔、高墩拟建场地范围及周边不小于20 m。
(2)勘察精度及工作量
①桥塔、高墩拟建场地工程地质测绘精度为1∶500,工程地质纵横断面测量精度为1∶200。
②勘探线网根据桥塔、高墩结构形式和拟建场地的工程地质条件的复杂程度布设。勘探线间距:工程地质条件简单墩位8 ~12 m,较复杂墩位5 ~8 m,复杂墩位小于5 m;桥塔、高墩等纵横断面密度及钻孔数量见表3.21;钻孔深度不低于梁桥桥墩详细勘察深度要求,根据嵌岩深度的要求适当加深(揭露到断裂构造、软弱夹层、岩溶洞穴层、夹层风化现象时,应揭穿其以下5 m)。
表3.21 桥塔、高墩工程地质详细勘察勘探线间距及钻孔数量表
③持力层涉及的岩体分层采样试验,不同岩性样品试验成果数量分别不少于6 组(含初步勘察试验成果),并增加部分三轴试验。
④50%以上钻孔进行声波测井和岩块弹性波测试;地质条件复杂地段布设物探综合测井,孔内电视、摄像等。
⑤土体厚度大时,应进行剪切波测试。
⑥布设3 个落程或最大泵量钻孔水文地质分层抽水试验2 ~3 孔段,并采集水样化验。
(3)技术要求及评价内容
①结合桥塔、高墩拟建场地的地质环境稳定性和地基条件,开展1∶500 工程地质测绘和1∶200 工程地质断面测绘,定点复核初步勘察成果及结论。
②复核断裂构造、强岩溶化岩体、夹层风化现象、风化深槽、软弱夹层等对桥塔、高墩拟建场地地质环境稳定性和适宜性的影响。
③增加纵横断面勘探密度、钻孔数量、钻孔声波测井和综合测井数量,提高勘察对桥塔、高墩持力层岩性、岩相变化等深部地质现象的控制程度和准确性。
④统计、分析持力层强度指标、完整性指标、岩体基本质量指标等随深度(高程)的变化,编制各项指标随深度变化的趋势线,评价桥塔、高墩的地基地质条件;拟定桥塔、高墩的基础形式、基础埋置深度、地基容许承载力、基底摩擦系数等地基地质参数。
⑤统计、分析钻孔水文地质抽(提)水试验成果,分析强渗透岩土体或导水断裂构造等影响,评价基坑排水的水文地质条件。
⑥统计、分析剪切波测试成果,复核地震效应评价结论。
⑦复核江、河、湖、冲沟等水体水文资料,收集该地区施工经验,建议适宜的施工季节和环境。
⑧根据拟建场地坡体地质结构的特点,评价施工基坑边坡的稳定性,提出施工方法、施工工艺、施工顺序及保障安全施工的措施建议。
⑨结合桥塔、高墩拟建场地工程地质条件的适宜性、地基地质条件、施工地质条件,桥塔、高墩建设等对环境的影响,并提出安全和施工建议。
(4)主要成果
①桥塔、高墩详细勘察报告。
②1∶2 000 桥位工程地质平面图。
③1∶2 000 桥位工程地质纵断面图。
④1∶500 桥塔、高墩拟建场地工程地质图。
⑤1∶200 桥塔、高墩工程地质纵横断面图。
⑥钻探工程地质柱状图,轻型勘探工程展示图,岩、土、水试验报告,钻孔水文地质抽(提)水试验综合成果表。
⑧物探报告及附件、附图,钻孔孔壁摄像相片等。
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