红坊中桥的岩溶分布特征与评价

摘要：红坊中桥横跨一小溪流，设计为扩大基础或桩基础。场地较为平坦，下部基岩为灰岩，灰岩中岩溶发育，溶洞高度较大，多为半充填或全充填，少量无充填，对场地桥台及桥墩基础的稳定性构成威胁。通过分析评价，建议采用桩基础，嵌岩深度按规范要求进行，可以消除溶洞的影响。

关键词：红坊中桥；岩溶分布；桩基础

中图分类号：X523 文献标识码：A文章编号：1009-2374（2012）01-0147-03

一、概述

红坊中桥位于龙岩市南侧部位，桥梁宽度为60m，长度80m，上部结构采用4×20m预应力砼空心板梁，设计基础形式为扩大基础或桩基础。

本中桥横跨红坊小溪流，场地表层为少量耕植土，上部地层为冲洪积卵石及含砾粉质粘土，厚度变化较大。下伏基岩为灰岩，灰岩中岩溶发育，溶洞高度变化大，多为半充填或全充填，少量无充填，对场地桥台及桥墩基础的稳定性构成威胁。

通这分析评价场地灰岩及岩溶的分布特征，由于灰岩的基岩面差距较大，溶洞多具连通性，不宜采用浅基础。建议采用桩基础，以中风化灰岩为桥梁各墩台的桩基础持力层，桩端进入为岩的深度应加大处理，可以消除溶洞的影响，为红坊中桥的基础选择提供了依据。

二、场地的工程地质条件

（一）场地的地形条件

桥址区位于红坊山间盆地的北侧部位，横跨红坊溪，为冲洪积地形。地表开阔平坦，地面标高在363.4～366.6m，相对高差约1～4m。

中部为红坊溪，呈南北向展布，流向南，河流宽度10-15m，水深0.5～1.0m。溪谷中局部见卵石和漂石。两岸见有高约3～4m的人工浆砌片石陡坎，坡度约60°～80°。岸坡基本稳定。

（二）场地的地质概况

区域上，桥址区位于呈北东向展布的闽西南拗陷带的中部，次级构造为北东向的大田-龙岩拗陷。桥址区也属于漳平-龙岩复式向斜南侧，北东向的次级构造较为发育。

本场地地层简单，上部为第四系冲洪积粉质粘土、卵石，下部为灰岩风化层，岩溶发育。

（三）场地的岩土层特征

本区地层较为简单，上部为沟谷中部为冲洪积层，下部基岩为花岗岩（如图1）。

①卵石(Q4al+pl)：杂色，饱和，中密；卵石次圆状，粒径60～90mm为主，含量占60%～70%，成分为中风化石英砂岩、灰岩、花岗岩、粉砂岩等。圆砾约占10%。其余砂粒及粘粉粒充填。

表部有厚度不一的耕植土。

②含砾粉质粘土(Q4al+pl)：黄褐色、土黄色，稍湿，硬塑；成份以粘粉粒为主，粘性较强，切面较光滑，无摇震反应，干强度较高。角砾及圆砾含量约占10%～20%，粒径2～20mm为主，成分为砂岩及中风化灰岩及花岗。部分地段角砾含量变化较大。

③中风化灰岩（P1q）：灰色、灰黑色，隐晶质结构，中厚层状构造。岩石裂隙较发育，方解石细脉较发育，宽度多为0.1～0.3mm，见较多溶蚀槽及溶蚀痕迹。桥址区溶洞发育，高度变化大，据已有资料，溶洞高度为0.20～23.20m，全充填为主，充填物以可塑状含少量角确粉质粘土为主；部分地段为半充填或无充填。

④溶洞充填物(Q4al+pl)：见于溶洞中，半充填或全充填状态。灰黑色、灰色、灰褐色，饱和，松散，可塑。成分以粉质粘土为主，部分地段为含少量碎石（角砾）粉质粘土。

0号桥台的典型柱状图见图1：

三、场地的水文地质条件

（一）地表水

拟建桥梁横跨红坊溪，施工期间河床宽度10～15m，河水深度0.1～0.5m，流量3～5m3/s。河水位及水流量季节性变化大，经调查水位变幅在1～3m之间，洪水期河水深度可达1.50～2.50m。最高洪水位标高为365.24m（设防水位）。

（二）地下水

拟建桥址区位于河床及阶地部位，地势开阔平坦。地下水类型为松散岩类孔隙水，地下水水量较丰富，地下水埋深0.60～2.60m。主要接受大气降水，河水和地下水侧向径流的补给。排泄以地下水开采和侧向径流为主，地下水位随季节变化，水位变幅1～3m。

下部灰岩区岩溶发育，赋存岩溶水。由于溶洞与上部连通，为潜水。

四、场地的岩溶分布特征

（一）桥址区典型剖面

岩溶又称喀斯特，根据相关资料，桥址区的灰岩面的剖面图见图2：

图 2红坊中桥K4+245.0桥墩横断面图

1．第四系冲洪积层；2．二叠系童子岩组灰岩；3．岩土层层序号；4．岩土层分界线；5．钻孔号及孔口标高(m)；6．含砾粉质粘土层代号；7．灰岩代号；8．溶洞位置；9．地下水水位线

（二）岩溶及岩溶率的概念

岩溶又称喀斯特，是可溶性岩土工程在水的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。可溶性岩石包括碳酸盐类岩石（石灰岩、白云岩等）、硫酸盐类岩石（石膏、芒硝等）和卤素类岩石（岩盐等）。

线岩溶率KL，用于评价岩溶的发育强度，由下式表示：KL=(H/L)×100%；

式中：KL——线岩溶率（%）；

H——测量线上的溶洞、溶隙累计长度（m）；

L——测量线上的长度（m）。

（三）岩溶分布特征

根据钻孔相关资料，对本区线岩溶率进行统计。主要结果有：

1．本区灰岩分布特点是灰岩面埋藏深度变化大，北侧及其南侧附近灰岩面埋藏较浅，中风化灰岩顶面标高为352.18～362.30m，埋藏深度分别为12.10～4.50m。中部及东部的灰岩面埋藏较深，中风化灰岩顶面标高为318.59～320.54m，埋藏深度分别为46.23～43.70m。

桥址区的中风化灰岩顶面标高的最大高差为43.71m。

2．本区灰岩岩面形状为漏斗状，中部为低洼区，其余地段较高。具体为0号桥台、4号桥台附近的灰岩面埋藏较浅；1号、2号、3号桥墩中部的灰岩面埋藏深度较大。

3．本区岩溶较为发育，在已有的钻孔资料中，13个钻孔见有溶洞，占总钻孔数量的54.17%。

4．本区溶洞高度为化较大，现有资料表明，溶洞最大高度位于北东侧桥墩部位，高度为23.20m，全充填可塑状粉质粘土；西侧桥台附近溶洞高度较小，高度为0.20～0.60m，无充填。

5．岩溶分布的钻孔统计资料，线岩溶率最大为55.30%～58.30%，最小为7.0%～8.3%。

五、结论和建议

1．拟建红坊中桥下部为石灰岩分布区，灰岩中岩溶发育。

2．场地岩溶多为半充填或全充填，少量无

充填。

3．灰岩中溶洞高度变化较大，且多具连通性，对上部桥梁各墩台基础的稳定性构成威胁。

4．上部土层不能满足强度要求，岩溶发育，建议采用嵌岩桩基础，以中风化灰岩为桩基础持力层，桩端嵌岩深度按规范要求进行。

5．中风化灰岩顶面在平面上高差变化大，桩基础埋藏深度应加大处理。

6．桩基础施工时，应采用冲钻孔桩工艺。

7．桩基础施工后，应按规范要求进行检验。

参考文献

[1]中华人民共和国建设部．岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）[S]．北京：中国建筑工业出版社，2009．

[2]中交公路规划设计院有限公司．公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）[S]．北京：人民交通出版社，2007．

[3]福建省建筑设计研究院．福建省工程建设地方标准《岩土工程勘察规范》（DBJ13-84-2006）[S]．福州：福建科学技术出版社，2006．

[4]福建省建筑设计研究院．福建省工程建设地方标准《建筑地基基础技术规范》（DBJ 13-07-2006）[S]．福州：福建科学技术出版社，2006．

作者简介：廖光平（1966-），男，福建龙岩人，福建省核工业二九五大队高级工程师，中国地质大学（武汉）在职工程硕士，研究方向：岩土工程。

（责任编辑：叶小坚）