岩土勘察技术在托什坎塔合塔桥桥位勘察中的综合应用

邵 铖

（新疆新纪元公路设计有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

0 引言

拟建桥梁所处地貌单元是西北部冲积沙漠平原地貌，于田县英巴格乡境内，G315线K2260+100向北17km处，大地构造属塔里木地台的一部分，盆地由第四系沉积物覆盖，地表没有新构造活动迹象，为工程地质较稳定区。桥位处属于沙漠和戈壁交接过度区，也是英巴格乡农田耕种区，西北部冲积沙漠平原。该公路工程修建于2010年，路基宽度为6.5m，油面为5.0m，两侧为0.25m土路肩。目前，桥涵构造和路基已基本完工，路基冲毁处原设计中设有1～1m钢筋混凝土圆管涵一道（已冲毁）。现在路基完全冲毁2处：一处44m（主河槽），一处23m，共计67m。本勘察工程旨在通过工程地质钻探、野外原位测试了解该桥位区域地质条件，并提出可行的工程建议。

1 桥位勘察的目的与内容

1.1 桥位勘察目的

本次勘察工作的主要目的包括：①对项目区域地质、水文、气象及地震等资料进行收集；②对桥位处的覆盖层厚度、较弱夹层情况和地下水状态进行勘察；③对项目区域和桥位区域中的地层岩性、地质水文条件及不良地质情况进行了解；④对桥位区域岩土的物理力学、化学特性进行测试，从而提供地基的允许承载力、桩壁摩阻力参数，作为工程设计施工的重要依据；⑤对地基的稳定性进行分析评价，对不良地质的危害程度和地下水对地基的影响程度进行分析评价。

1.2 桥位勘察内容

本工程勘察工作主要包括设置2个钻探孔，进行标准灌入试验，水质化学分析等，具体工作内容如表1所示。

表1 勘察工作量一览表

2 岩土勘察技术的综合应用

本工程勘察中，采用的主要勘察技术及其应用方法包括以下几点。

2.1 钻孔布置

钻探应沿桥轴线或在其两侧布置，原则上应布置在与工程地质有关的地点，并考虑地貌和构造单元。在桥位附近，如有工程地质勘察资料可以参考、且工程地质条件简单时，则可减少钻探工作量，桥位的钻孔数量取决于桥梁的类别及工程地质条件。当工程地质条件简单时的孔数应满足中桥一般不应少于2～3个。钻孔深度应符合：工程地质条件简单时中桥钻孔深为8～20m；工程地质条件复杂的中桥钻孔深为20～35m；软弱黏土层为35～120m。

为鉴别和划分地层，钻孔孔径不小于75mm。为采取供做室内物理力学试验的原状土样，钻孔孔径不宜小于110mm。

2.2 钻孔取样要求

在黏性土或砂类土层中，一般1～1.5m应取原状土样一件；如土层厚度不大于等于5m，可视具体情况，每层分别在上、中、下部位各取代表性原状土样一件；遇有土层变化，应立即取样。

在一般性钻孔中，除按需要采取一定数量的原状土样品外，还应分层采取扰动鉴别样品。

为满足冲刷计算的要求，除对河床表面的巨粒土、粗粒土进行颗粒分析试验外，还要在河槽中一定深度内用探坑和钻孔中干钻取样进行颗粒分析试验。根据相应规范要求，本次勘察布置钻探孔2个，钻孔孔深40m左右，样品测试及重型标准贯入若干。

2.3 水质分析

水的腐蚀性对公路桥涵结构物有一定的影响，对水的腐蚀等级进行测定评价，对于确定防腐蚀防护策略有着重要的意义。为了对水的腐蚀性进行检验，本次桥位勘察工程中，分别在江河及钻孔中取样，并进行了试验分析。

在河道中取水样检测pH值=7.2，Cl-含量为173.3mg/L，含量为222mg/L，根据《公路工程地质勘察规范》（JTJ 064—98）附录D中表D.0.7的规定，酸性腐蚀的等级为无腐蚀，结晶类腐蚀评价为无腐蚀。根据《公路工程地质勘察规范》（JTJ 064—98）附录D中表D.0.10的规定，土层取样土工试验中含量为0.0413～0.22g，含量为0.096～0.032g，结晶类腐蚀评价为无腐蚀，结晶分解复合类腐蚀评价为无腐蚀。

2.4 原位测试

原位测试是指在保持土的原有结构、含水率和原有应力状态下，对土的基本性质，尤其是物理力学性质进行测试，从而得到真实可靠、能够反映工程实际地质条件的信息，相对于室内试验，原味测试更为可靠，且更经济性，目前普遍应用在岩土勘察工程中。

原位测试的方法较多，包括声波测试法、膨胀土测试法、原位浸水试验、动力触探测试、十字板剪切试验、横压试验、标准灌入试验，等等。实际岩土勘察工程中，应根据土质特性、工程要求和使用经验，合理选用，在原位测试时，每一土层试验数据一般要求为1～3个。本工程地质勘察条件可采用标准贯入方法。

标准贯入试验范围、技术要求及成果分析的内容如下。

（1）试验范围标准贯入适用于第四系覆盖层中的砂土、粉砂及一般黏性土。

（2）标准贯入的类型和规格：标准贯入试验：锤质量为63.5kg；落距为76cm；钻杆外径为42mm；触探器为管式贯入器外径为51mm，内径为35mm，刃口角度为19°47′，长度为700mm。贯入指标为贯入30cm的锤击数N63.5。

（3）技术要求。应采用自动脱钩的自由落锤法。试验孔应采用回转钻进，钻至标高以上15cm处，清除孔底残土。锤击时应避免偏心及侧向晃动。贯入器打入土层15cm后，开始记录打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入击数N63.5值。

（4）成果分析。试验数据离散性大时，不应依据单孔击数值对土的工程性能作出评价。应根据标准贯入程度和粉砂土、黏性土状态，土的强度参数变形参数、变形参数，地基容许承载力，砂土、粉砂土的液化势，单桩极限承载力及沉桩的可能性和液化态势等，作出评价。

根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2001）及《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B20—01—2008）对场地土的划分，拟建场地内地基土属中硬场地土，平均等效剪切波速250m/s＜Vs≤500m/s，为Ⅱ类建筑场地，属地震基本稳定区，工程建设条件为中等，该场地内土层为细砂和粉质黏土，土质不均匀，有互层及夹薄层现象，钻孔现场观察细砂与中砂互层不清晰。细砂的容许承载力标准值为130kPa，松散—稍密—中密相互过渡，当采用钻孔或人工成孔灌注桩时，其桩侧极限摩阻力为50kPa；粉质黏土的容许承载力标准值为112kPa，属稍密，当采用钻孔或人工成孔灌注桩时，其桩侧极限摩阻力为30kPa。总体物理力学性质一般，粉质黏土可作为桥基持力层。

3 结语

综上所述，随着岩土勘察技术的不断改进和岩土勘察仪器设备的不断推陈出新，现今在工程地质勘察中可供选择的勘察技术与方法逐渐增多，而每种勘察技术的适用条件不同，带来的结果也有所差别。因而在实际岩土勘察工程中，应充分结合工程实际情况、勘察需要和土质特性，选择最经济适用的勘察方法，并进行灵活组合和综合应用。本次勘察结果较为准确、全面，对工程建设提供了可靠的依据，该勘察方案值得同类工程参考。

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