核工业西南勘察设计研究院有限公司 四川成都 610061
摘要：在生活中，地质学的运用随处可见。比如建筑在地面上的物体在建筑之前，都要搞清楚地下的情况，要了解是否是水的源头或者土壤是否疏松等问题。地质勘探主要用来寻查地表或岩层是否有矿产资源，并对勘测到的资源进行开采，为工业的发展提供矿产能源。地质勘探人员利用勘探技术对特定环境的地质进行勘探研究，提供地质资料。而勘探技术通过采用不同的物理方法和物探仪器，对一些特殊的地球物理地质进行勘测，并对多勘测的结果进行研究，由此得出地势变化的推测。本文主要针对地质条件复杂，在桥梁施工阶段有时难以搞清桥址区地质情况，介绍了桥桩基施工时的地质勘查方法，对复杂地质条件下，桥梁基础设计、施工积累了经验。
关键词：地质条件；桥梁基础施工；地质勘探；
一 工程实例分析
本工程区位于甘孜州康定县舍联乡野坝村，舍联乡位于康定县东北部，周边有姑咱镇和三合乡。距康定县城约80km，距姑咱镇约30km，有县道、乡道通达，交通较不便利。工程区地貌上表现为高山、极高山、峡谷地貌，工程区危岩岩性主要为太古界第四系花岗岩。地表偶见基岩出露。危岩（危石）多以危岩带形式发育，岩体较完整，裂隙较发育，共分布危石2处，危岩带4处；危岩（危石）分布带与坡脚居民区相对高差约100～160m，危岩（危石）所在斜坡中下部坡度约30°～45°，中上部坡度约50°～70°，局部近直立。
二 地质条件复杂地区桥梁基础施工阶段灾害体分布
野坝危岩位于甘孜州康定县舍联乡野坝村后山斜坡体上，斜坡前缘至坡脚居民区，分布高程约1450-1520m，后缘至分水岭，高程约1900～1950m。相对高度约380～470m，微地貌上表现为上陡下缓，坡体上部平均坡度为于50°～70°，局部局部近直立；下部平均坡度约为30°～45°，斜坡沿南北走向方向长约690m。
根据勘查，危岩区主要分布于高程1628～1684m之间的基岩出露处，同时根据危岩分布特征，由北向南，将危岩区划分为2个危石和4个危岩带，编号WS1、WS2和1～4#危岩带。同时区内岩体受岩性、结构面、微地貌的控制，根据危岩体形态规模，崩塌方向等的不同，危岩带共有8个具有一定规模的危岩单体，编号WY1-1～WY4-1，危岩单体形态上呈块状和不规则状。在斜坡的中下部零星分布着少量危石。
三 灾害体区域地质环境条件及地层条件勘探
3.1 区域地质条件
工程区位于舍联乡野坝村，斜坡中上部多基岩出露，且地形较陡，出露元古界第四期花岗岩，为岩浆岩，矿物成分主要为长石、石英、云母等。岩体节理裂隙发育，多呈块状-碎块状结构，易发生崩塌和掉块；下部斜坡为第四系崩坡积松散堆积层，主要由碎、块石土组成，多为1～10cm，底部堆积为大块石，粒径一般为20～50cm。
3.2 地层岩性
勘查区地层主要由填土层(Q4ml)、崩坡积层(Q4col+dl)及冲洪积层(Q4al+pl)和元古界第四期花岗岩地层组成(照片2.3-1、2.2-2)。
（1）第四系人工填土层(Q4ml)
主要分布于坡脚居民区，为修建房屋和道路时填筑，成分以碎石土为主，表层多含建筑垃圾和植物根系，土层厚度还有待进一步查明。
（2）第四系更新统崩坡积层(Q4col+dl)
主要分布于斜坡表层，以碎石为主，物质松散，其中坡体中部和坡脚分布较多落石，落石块径主要为50～100cm，少数大于200cm。
（3）第四系上更新统冲洪积(Q3al+pl)
上部为粉质粘土、砂土，厚0.5～1.5m，下部为砂砾石层，厚3～12m。主要位于二级阶地缓坡平台上。
（4）元古界第四期花岗岩(δ)
为场地内主要地层，花岗结构，块状构造，受构造及卸荷影响，节理、裂隙发育。如下图。
3.3灾害体规模勘探
野坝村危岩主要发育2处单体危石，危石特征详见表2.5-1。
表2.5-1 危石特征及稳定性表
危石编号危石尺寸（长×宽×高）危石体积（m3）危石所在位置高程（m）危石所在位置斜坡坡向、坡度现状基本特征危石典型照片
WS18.0m×6.0m×2.0m961654.0～1656.072°∠39°危石下部垫有碎石，架空现象明显，岩体完整，在上部危石挤压和雨水冲刷作用下，碎石易向坡外滑落，从而导致危石发生整体失稳滚落，主要威胁山坡上的民房
WS23m×2m×5m301648.0～153.069°∠47°危石后部紧靠一陡岩，危石搁置在碎石上，架空现象明显，底部生长有树木，可能在地震和雨水冲刷作用下，块石失稳后发生整体滚落，主要威胁山下公路
四 勘察方法与工作量?
4.1勘察工作布置原则?
a、本次勘探钻孔为逐桩钻孔?b、在地层岩性、地质构造复杂、不良地质现象发育地段延伸勘探范围，加布原位测试点?
4.2勘察方法?
本次勘探采用工程地质调绘，钻探现场原位测试和室内试验相结合的综合方法。勘探手段以钻探为主，原位测试手段主要为动力触探试验。?勘探点坐标由设计文件提供，使用索佳SET510全站仪进行放样，使用黄海高程系统。钻孔定位测差，陆地小于0.1m，地面孔口高程陆地不超过0.01m。?
4.3室内试验?
a、室内土工试验按《公路土工试验规程》（JTGE40-2007）?b、岩芯代表性试样进行天然饱和单轴抗压强度试验?c、采取地下水进行对建筑材料的腐蚀性试验。
五 不良地质现象
区内岩体受层面和结构面的组合切割，岩体破碎-较破碎，呈大块状，局部呈碎块状结构。具有一定规模的危岩单体按其剖面形态特征可划分为悬柱型、帽沿型。受地层岩性、结构面、微地貌的控制，危岩失稳方式主要有三种：滑移式崩落、坠落式崩落、倾倒式崩落。本项目区中，危石的破坏模式主要为倾倒式崩落，危岩单体的破坏模式主要为滑移式崩落、倾倒式崩落。
5.1滑移式
此类危岩的危岩体后部存在与边坡倾斜一致的、贯通或断续贯通的破裂面，倾角较缓，破裂面的剪出部位多出现在陡崖，也可能出现在危岩体基座岩土体中，危岩体沿着滑移面破坏失稳。此类破坏方式的危岩单体为WY1-1、WY1-2。
5.2倾倒式
此类危岩单体在风化作用下形成近直立陡壁，危岩体后部形成张拉裂缝，裂缝未贯通，岩体稳定主要依靠底部支撑。在结构裂隙组合切割下，顺坡向裂隙不断发展，岩体重心逐渐外倾，在重力、降雨作用下危岩体沿基座一定的支点向临空方向倾倒，形成倾倒破坏，破坏时顶部先脱离母岩。此类破坏方式的危岩单体为WY2-1、WY2-2、WY2-3、WY3-1、WY3-2。
六 工程总体补充地质处理依据
在充分补充勘探掌握危岩带体形成条件、活动规律、危害特点及影响因素的基础上，利用科学的手段，因地制宜、因势利导，实事求是、经济、合理、有效的布设防治工程。经对各剖面的验算，确定了本次设计主要治理方式为主动拦挡，本着实事求是的原则对本工程进行安全有效的治理。
对WS1危石采用水泥砂浆砌块石进行嵌补支顶，面坡坡率为1：0.2，嵌补浆砌块石顶部与危岩接触处充填膨胀混凝土。针对WS2危石，采用人机配合的方法进行清除作业。主要是通过机械钻孔、钢契挤压分层破碎。布孔应选好自由面，钻孔孔径φ40mm，用YN-30型凿岩机，一字型合金钻头，钻孔孔距40cm×40cm，呈线性或梅花状布孔，孔深为0.5m。破碎时应通过至上而下、台阶式逐层破碎。每层破碎厚度为0.3～0.5m，每破碎一层后，将碎石清除干净，再进行下一层破碎，直至全部清除。对1#危岩带松动岩体进行搜索清除。针对WY1-1及WY1-2危岩单体采取钢轨插别加固，防止崩落引发灾害。插别采用40kg/m钢轨，钢轨长7m，嵌固段不小于3m。危岩单体后缘裂缝采用MU7.5水泥砂浆灌缝勾缝。
针对WY3-1危岩单体采取水泥砂浆砌片石进行嵌补支顶，墙高2.2m，顶宽0.8m，底宽0.8m，面坡坡率为1：0.1，背坡坡率为1：0.1，顶部与危岩接触处充填膨胀混凝土。针对WY3-2危岩单体采取锚杆+钢绞线拦挡加固，防止崩落引发灾害。锚杆采用1根φ32HRB400钢筋制作，锚杆孔孔径φ110mm,锚杆入射角为20°，长4m。危岩单体后缘裂缝采用MU7.5水泥砂浆灌缝勾缝。针对WY4-1危岩单体采取锚杆加固，同时采用GPS2型主动防护网进行封闭，防止崩落引发灾害。WY4-1锚杆采用1根φ32HRB400钢筋制作，锚杆孔孔径φ110mm，入射角20°。该区GPS2型主动防护网面积81m2^，主动网锚杆间距4.5×4.5m，锚杆长度3m，每根锚杆提供的抗拔力为50KN。危岩单体后缘裂缝采用MU7.5水泥砂浆灌缝勾缝。
本次设计充分考虑危岩带分布高度，破坏为受构造作用，在层面、节理裂隙的共同切割下，岩体表面被切割为较小的岩石块体。因此主要采用主动治理的措施。对危岩单体及考虑节理。施工期间以人工巡视为主的监测手段为主。
七 补充勘探效果
针对1#危岩带，康定县国土局于2012年5月利用水泥砂浆对危岩带前缘和后缘部分裂缝进行了简易的修补，对危岩起了一定的镶补支撑作用，但对裂缝封堵不够彻底，且由于变形裂缝已部分开裂，需要对危岩进行进一步的加固。
图3.5-1 封堵出现裂缝 图3.5-2 后缘未封堵裂缝
如图3.5-3所示，当地居民在1#危岩带下部40-50m处的缓坡地带修建有一座简易拦石墙，墙高约0.5m，长约3m，厚约0.3m，由石块和水泥砂浆砌成，强度较低，只能对崩落块石起到有限的缓冲作用。根据野坝村危岩现状及其发展趋势，对危岩带现状及其发展趋势，对各岩质崩塌、支护措施计进行勘探。
及时评价危岩体治理施工及其使用过程中的稳定程度，并作出有关预报，为业主、施工及监理提供预报数据，跟踪和控制施工进程，对原有的设计和施工改进提供最直接的依据，对可能出现的险情及时提供警戒值，合理采用和调整有关施工工艺和步骤，做到信息化施工和取得最佳经济效益。为防止稳定区域演变成可能的滑动和蠕动变形提供技术依据。预测和预报今后危岩体的位移、变形的发展趋势，通过监测可对岩土体的时效特性进行相关的监测。
对已经加固处理后的区域，监测其变形趋势、检验治理工程效果。监测边坡在治理过程中及其治理后，在各种工况条件下的稳定性及工程效果，及时发现问题并采取工程措施，防治灾害情况的发生，确保人民生命财产安全。
结束语：
在复杂地质条件下，深切勘察，在人员、设备，各设计阶段设计意图的把握，勘察方法的选用与结合，各项工作的安排及计划，有详细的大纲规划，并具有针对性、可操作性。使各阶段勘察工作质量和工期得到了很好的保障。通过勘探找出工程的一些病害处给予治理，对于当地的工程质量也给予了较高的稳定保证。
参考文献：
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[2]李仙虎, 闫峰. 浅谈地质条件复杂区域桥梁基础施工阶段补充地质勘探[J]. 山西交通科技, 2010(2):30-32.
[3]蔡子阳, 沈庆军. 浅析地质条件复杂地区物理勘探的应用[J]. 环球人文地理, 2014(18).
论文作者:霍从顺
论文发表刊物:《防护工程》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/20
标签：地质论文; 崩落论文; 斜坡论文; 裂缝论文; 后缘论文; 地层论文; 砂浆论文; 《防护工程》2017年第16期论文;