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云南某桥梁的工程地质安全评估

2020-01-03李欢黄金

中国水运 2020年12期
关键词:安全评价工程地质桥梁工程

李欢 黄金

摘 要:桥梁工程的安全评估利用工程原理和系统的土工试验,对拟建或已存在的桥梁及其系统可能存在的安全风险以及可能产生的后果进行全面的评估和预测,并且得出相应的安全防范措施,以期在后期施工过程中规避可能出现的地质问题。本文对昆明地区某桥梁工程进行实地调研后,并在此基础上进行室内试验,全面对该拟建场地的工程地质与地质环境,对该桥梁的基础工程的现状进行安全评估,并给出相应的工程建议。

关键词:桥梁工程;工程地质;安全评价;工程建议

桥梁的修建极大地促进河流两岸交通的便利性,推动我国经济的快速发展[1-2]。由于我国疆域辽阔,地质环境复杂,其中很多桥梁工程存在极大的安全风险,严重威胁了公众安全和制约国民经济发展[3]。所以对桥梁工程进行工程地质安全综合评估变得极其重要。

桥梁工程安全评估就是利用系统的工程原理和相应的土工试验对拟建或已有的桥梁工程可能存在的地质风险以及其可能產生的后果进行综合评估和安全风险预测,并且提出相应的规避风险的措施,以达到桥梁工程及其附属工程可以安全运营[4]。

该桥梁工程地处昆明地区的区域性断裂带之间,其地质环境相对复杂。因此,对该工程进行安全评估是非常重要的。本文在进行现场调研的基础上,进行一系列的室内试验,从工程地质的角度对该桥梁工程进行安全评价,以期为桥梁的安全运营提出合理建议。

1 地质及其水文条件

1.1  地形与地貌

拟建建筑场地位于西坝河河岸,地形总体上北高南低,东高西低,地势较为平缓,地面标高介于1887.40~1888.96m之间,高差1.56m,总体上场地地形较为平坦。场地在区域上位于昆明湖积盆地中部,地貌上属昆明冲积、湖积盆地沉积地貌形态。

1.2  地层岩性

经野外钻探揭露概桥梁工程所修建地层为第四系人工填土(Q4ml)层、第四系冲洪积(Q4al+pl)层、第四系冲积(Q4al)层、第四系冲湖积(Q4al+l)层。按其成因、土层的力学性质共划分为3个工程地质单元层,4个工程地质单元亚层。

1.3  地质构造

该桥梁工程位于两条区域性断裂带之间,东为小江断裂带,西为普渡河断裂带(图1)。小江断裂带北起巧家,向南经东川、嵩明、宜良、建水、开远、个旧,交于NW向的红河断裂上,走向近南北,全长500km以上,发育历史长,经历多期构造活动。新构造时期以来,断裂活动表现为强烈左旋走滑运动及两侧断块垂直差异活动。普渡河断裂带北端交于四川麻塘断裂,向南过金沙江后顺普渡河河谷过三江口、铁索桥至沙坪后偏离普渡河向南经款庄、散旦、沙朗、滇池西、玉溪盆地西缘,止于峨山小街附近,全长250 km,总体走向南北向,场地位于普渡河断裂中段,主干断裂为西山断裂,为昆明盆地与西部低中山分界线,第四纪以来强烈活动时间距今约15万年前,为中更新世时期,为非全新世活动断裂。

1.4  水文地质条件

1.4.1  地表水

勘察场地位于西坝河流域,紧邻滇池,场地范围内地表水较为丰富,分布有一条河流,为西坝河。西坝河由东北向西南流经,最终汇集于滇池。水位涨落主要受大气降水的影响。

1.4.2  地下水

根据测绘及钻探,其桥梁工程建设场地按地下水的赋存条件、埋藏特征及水力性质可分为两类:上层滞水、孔隙潜水。调研期间适逢雨季初期,各钻孔内均可见稳定地下水,地下水埋深1.5~1.8m,标高介于1886.48~1887.45m之间,具统一地下水面,旱季时,地下水位可能会有所降低。

2 室内实验分析

2.1 水质分析结果

在场地内不同钻孔共采取4件水样及4件土样进行水、土的腐蚀性分析。分析结果详见表1和表2。

场地环境类型按Ⅱ类,地层渗透性按B类,室内水质分析结果判定:勘察场地内的地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。

场地环境类型按Ⅱ类,地层渗透性按B类,根据钻孔土试样进行土的腐蚀性试验结果表明,综合判定地基土对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中钢筋具弱腐蚀性,对外露钢结构具微腐蚀性。

2.2  桥梁工程地质评价

2.2.1  场地稳定性及建筑适宜性评价

拟建场地所处构造带相对稳定,无断层通过,无地裂缝、暗浜、土洞、岩溶等地质灾害及不良地质作用,地形平坦,场地稳定,适宜建筑。

2.2.2  地基土工程性质评价

根据钻探揭露地层结构,室内试验结果,对场地地基土评价如下:

(1)素填土:主要由红褐,褐色粘性土组成,局部含植物根茎,碎石,结构松散。该土层组成成分差异大,且具有明显压实不均匀等特点,不能作为浅基础持力层使用。

(2)粉质粘土:天然孔隙比e平均值为1.03,液性指数IL平均值为0.33,压缩模量Es1-2平均值为5.90 MPa,压缩系数a100~200平均值为0.50 MPa-1,属高压缩性土层。该层标准贯入试验锤击数平均值为4.3击/30cm,强度较差,不能作为基础持力层使用。

(3)粘土:天然孔隙比e平均值为1.03,液性指数IL平均值为0.55,压缩模量Es1-2平均值为3.3 MPa,压缩系数a100~200平均值为0.74 MPa-1,属高压缩性土层。该层标准贯入试验锤击数平均值为6.4击/30cm,强度较差,不建议作为基础持力层使用。

(4)粉土:天然孔隙比e平均值为0.77,压缩模量Es1-2平均值为7.0MPa,压缩系数a100~200平均值为0.29 MPa-1,属中等压缩性土层。该层标准贯入试验锤击数平均值为10.3击/30cm,强度较好,可作为基础持力层使用。

3工程地质稳定性评价

该桥梁工程位于昆明湖积盆地中部,地貌上属昆明冲积、湖积盆地沉积地貌形态。据所搜集的地质资料分析,昆明地区主要位于两条区域性断裂带之间,东为小江断裂带,西为普渡河断裂带。两条断层距勘察场地均大于10km。

(1)场地内除分布有一定厚度的泥炭质土外,无其它不良地质作用。拟建场地稳定,适宜建筑。波速测试结果表明,场地类别为III类。

(2)场地属对建筑抗震不利地段。该桥梁工程建设场地20.0 m深度范围存在可能引起液化的粉土层,根据液化判别结果,判别场地内粉土层为不液化土层。

(3)场地可不考虑软土震陷问题。场地环境类型按Ⅱ类,地层渗透性按B类,综合判定勘察场地内的地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性;地基土对混凝土结构具弱腐蚀性,对钢筋混凝土中钢筋具弱腐蚀性,对外露钢结构具微腐蚀性。

4建议与结论

(1)该桥梁所处场地内地下水位埋藏浅、水量较大,需考虑地下水对基础承台的浮托力影响。

(2)为减少钻孔桩孔底沉渣对单桩承载力较大影响的因素,钻孔压灌桩宜作桩底后压浆,以提高单桩承载力,减少沉降。

(3)对施工时产生的“三废”须进行及时有效的处置,以免对施工场地及周边环境造成污染。

(4)根据地基土条件及构筑物荷载特点,进行变形验算,并采取有效措施对变形进行控制或调整。

(5)针对该区域水土对钢筋及其他建筑材料的微腐蚀性,应做好相应防腐工作。

参考文献:

[1]王水江. 我国桥梁建设中存在的问题及对策[J]. 企业文化旬刊, 2013, 000(009):181-182.

[2]李颖欣. 桥梁施工安全风险评估与控制研究[D].

[3]刘文涛. 桥梁施工安全风险评估与应用研究[D]. 2015.

[4]南宇宏, 刘新, 赵颂, 羊正茂. 既有桥梁评估方法探究[J]. 甘肃科技,2013,29(06):106-109.

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