特大型桥梁工程地质勘察特点研究

邰昌智

摘要：特大桥梁工程整体体量较大，施工工艺应用较为复杂，对于工程地质条件的要求较为严格。桥梁工程地质勘察工作主要针对桥梁施工区域的水文地质条件进行详细的勘测，获取目标地区相应的岩层特性、土体特征、水文条件等要素的相关信息，以此为桥梁工程项目可行性论证、项目设计以及施工组织编制等提供详细的参考。本文在分析特大型桥梁工程地质勘察的主要内容与特点的基础上，阐述了相应的勘察技术应用，同时提出了地质勘察工作中的相应关键性问题，旨在提供一定的参考与借鉴。

关键词：特大桥梁工程；地质；勘察

1 特大型桥梁工程地质勘察的主要内容与特点

在实际工作中，特大型桥梁工程地质勘察主要分为三个阶段：可行性研究勘察阶段、初步设计勘察阶段以及详细工程地质勘察阶段，这三个阶段在工程地质勘察内容与目标上存在一定差别，同时在方法与手段上存在一定的联系。

1.1 可行性研究勘察阶段

特大型桥梁工程地质可行性研究勘察阶段，主要是在前期对工程相关勘测资料进行全面收集整理的基础上，结合分析结果对特大型桥梁工程建设桥址选择中影响较为明显的要素如：不良地质、特殊性岩层等指标要素进行勘察。其实施目的是通过对特大型桥梁工程桥址区域地质条件的勘察，为桥址方案选择与确定提供详细全面的依据，从而帮助决策人员完成桥址区域地层稳定性评价与基础型式选取工作。

1.2 初步设计勘察阶段

特大型桥梁工程地质初步設计勘察阶段，主要是对前一阶段拟建桥址区进一步的工程地质比选。起实施目的是通过对拟建桥址区域地质条件的深入勘测研究获取准确的地质条件信息资料，对桥址选择的合理性进行二次验证，对桥址选择方案进行比选优化，同时通过资料的详细核对与整理形成初步设计勘察文件，为初定桥梁工程场地与方案设计提供有效的工程地质参考数据。

1.3 详细工程地质勘察阶段

特大型桥梁工程详细工程地质勘察阶段，是整体工程地质勘察工作的细化，其勘察目标通常为桥梁工程施工区域具体区段地质条件的勘察。其实施目的是在初定桥梁工程场地的前提下，通过针对性的勘察计划与技术获得准确完整的区段工程地质数据，以此为桥梁工程基础方案、地基方案以及施工设计等要点工作提供数据支持。

2 特大型桥梁工程地质勘察技术应用

特大型桥梁工程地质勘察技术的合理选择与应用是决定勘察结果准确性与实效性的关键要素，同时也是设计环节获取准确数据参照的重要手段。当前特大型桥梁工程地质勘察工作中主要应用的技术包括岩土水测试、原位测试试验、物理勘探等手段，其具体应用特征如下：

2.1 岩土水测试

岩土水测试的针对性较强，其主要测试目标为桥梁工程基础结构部分的地质应力条件。其中，桥梁桩基础持力层结构中的相应地质参数的获取是检测重点，主要包括基岩埋层深度、地质浮度水平等。其主要检测目标为基础结构应力载荷前度指标与沉降形变性能等，相应的岩土变形参数与剪切参数是测试的关键指标。岩土水测试是围绕特大型桥梁工程基础结构形变与稳定性进行的测试，相应的测试内容包括土体膨胀性、渗透性参数等，在桥梁工程区域地质渗透性较强的情况下，需要辅助抽水试验确定含水层条件，如渗透系数、涌水量、影响半径等主要参数。此测试环节应重点关注土体的固结历史，同时采取必要高压测试项目。

2.2 原位测试试验

特大型桥梁工程地质勘察原位测试实验的形势与手段较为丰富，当前应用较多的是贯入试验与动力触探试验。原位测试中的标准贯入试验其主要适用于地质密实度参数的测定，能够有效获取桥梁工程地质承载力与桩基摩擦水平参数；而动力触探试验则主要应用于碎石土类型土层的勘察，获取桥梁承栽力指标。在实际勘察过程中，原味测试实验通常会结合多种测量技术进行复合性的勘察，如地质软弱地区桥梁工程施工区通常会设置静力触探试验、十字板试验、旁压试验等内容。随着工程地质勘测技术水平的不断提升，静力触探试验技术在勘察准确度与效率等方面有了进一步的提升，能够有效测量获取桥梁开挖土层物理学指标。

2.3 物理勘探

物理勘探技术主要包括电法勘探、磁法勘探、地震波勘探等手段，其基本原理是通过相应物理勘探设备的应用获取桥梁工程地质条件物理信息，以此形成地质勘察结果。物理勘探技术通常应用与大型桥梁工程的可行性研究与初步设计阶段，主要勘测内容为桥址区域地层地质、水下障碍物、管线等内容，其中水下部分的物探技术通常为地层地震方法，地层地质部分的勘探则为井下CT或高密度电法。在特大型桥梁勘察环节，孔内波速测试是勘察的重点部分，剪切波的应用能够获取桥址区域地震综合效应与地震动参数情况，压缩波则能有效区分地层岩石完整性和划分风化岩界线。

3 特大型桥梁工程地质勘察的关键性问题探讨

3.1 地震与断裂构造的勘察

特大型桥梁工程整体体量较大，对于结构抗震性能的要求较高，因此，在工程地质勘察工作中，应对地震裂度进行复核，对同时桥梁的地震危险性进行有效的评价。其中，断裂构造情况与桥址、桥墩结构、基础结构有着显著的稳定性影响，需要通过勘察获取断层走向、倾向、倾角、破碎带宽度、充填物等方敏的详细信息。根据上述勘察结果，对特大型桥梁工程的桥址选择方案进行比选优化，有效规避强震震中区以及活动断裂和发震断裂等地质构造对于桥梁稳定性与安全性的不利影响。

3.2 不良地质的勘察

在桥基岩体中存在一些厚度比相邻岩层的小的软弱夹层，力学强度和变形模量较低，易造成桥基础沉陷变形和滑移。选择桩端位置时在可能的情况下尽量对基岩软弱夹层应予避让，一般桩穿越软弱夹层达到下部完整基岩。

岩溶桥基的勘察应首先运用地球物理勘探对桥位区岩溶发育的总体规律有总体认识，如岩溶发育程度和发育特点；通过钻探进一步查明岩溶的基本形态、规模大小、洞穴顶板岩层厚度及性状、充填物的特点等。

砂性土地震液化是建筑中最常见的一种不良地质现象，桥基勘察中除了依据《建筑抗震设计规范》进行评价，还要遵循《公路工程抗震设计规范》进行评价。

3.3 地下水的勘察

通过水文地质试验能查明含水层的性质、含水量以及渗透系数等，以及地下水类型、地下水水位、流向、流速、补给来源、变幅大小、与地表水的水力联系等。深基坑开挖、沉井、地下连续强等施工时，勘察时需要查明各含水层的渗透性能以及涌水量的大小，尤其是重视砂类土的地下水勘察。抽水试验是获取参数的主要技术形式，对于砂层较浅较薄的场地，可进行简易抽水；若含水层厚度大，地下水量丰富，应进行分段抽水试验，在抽水试验的同时，进行地面沉降观测，沉降观测点应该布设在锚旋抽水试验可能影响的区域内，以抽水井为中心，按十字法布置。

4 结语

综上所述，特大型桥梁工程地质勘察是一项科学而系统的工作，其实施目的在于通过多种地质勘测技术的应用获得详细全面的桥梁施工区域地质水文条件，为项目决策、初步设计与详细设计提供有效的地质参考资料，确保桥梁项目整体设计的合理性与科学性。在实际工作过程中，行业工作者们应充分把握工程地质勘察工作的要点环节，合理选择勘测技术，准确实施各项勘察活动，保证勘察结果的全面性与真实性，为特大型桥梁工程的顺利设计施工提供有力支持。

参考文献：

[1]李洪亮.桥梁桩基溶洞勘测及处理技术研究[D].天津大学，2010.

[2]王荣华.岩溶区桥梁桩基勘察与设计要点分析[J].铁道工程学报，2012，09：53-58.

[3]王桃云.山区公路桥梁工程地质勘察中存在的问题及对策[J].岩土工程界，2009，02：33-34.

[4]余波，苏生瑞.桥梁工程各阶段工程地质勘察的深度、内容及方法[J].公路，2015，02：139-144.