天水市国际陆港葫芦河大桥建设用地地质灾害危险性评估与防治

马先峰

(甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020)

葫芦河大桥拟建场地地处葫芦河河谷，场地内岩土条件复杂。拟建大桥主体结构采用梁拱组合体系，桥梁孔跨180 m，桥宽30 m，桥台采用一字墙桥台，基础形式采用承台+钻孔灌注桩基础。根据钻探勘察和原位测试结果，分析其地层岩性、空间分布规律及地下水分布情况，认为该工程勘察等级为甲级。

1 地质概况

1.1 自然地理条件

拟建桥址地处葫芦河河谷地段，阶地宽200～1 200 m，河沟谷切割深度约1～3 m，桥址区现状葫芦河河谷宽100～120 m，河漫滩宽25～30 m。桥址区地下水位埋深0.20～6.90 m，流向自北向南。补排关系复杂，补给方式主要由上游断面地下水径流补给、河水入渗补给、沟谷潜流侧向补给、大气降水及灌溉等方式入渗补给；排泄方式主要有人工开采、地面蒸发及地下径流等。

1.2 地质条件

区域上属祁吕贺兰山字型构造体系前弧与秦岭纬向构造体系的复合部位，同时受陇西旋卷构造体系和渭河谷地隐伏断裂带的影响，区内褶皱、断裂发育。断裂距拟建桥址较远，对拟建物影响较小。钻孔揭露深度75.00 m，以杂填土、粉质黏土、中砂、粗砂、圆砾、泥岩为主。

2 地质灾害危险性评估

2.1 场地与地基的地震效应评估

桥址区地貌单元属侵蚀堆积河谷区，地形起伏较小，仅在河岸处变化较大；地层岩性主要由中硬土—岩石土组成，岩土体较稳定。地层20 m厚度内的等效剪切波速平均值为349.8 m/s，建筑场地覆盖层厚度为30 m，建筑场地类别为中硬场地土，属抗震一般地段[1]。

2.2 不良地质与特殊岩土评估

拟建桥梁东侧桥台处发育2～3 m陡坎，现状陡坎稳定，不发育滑塌体，桥台施工时会开挖陡坎，应自上而下开挖，设置合理的坡率，必要时采取临时支护措施；葫芦河两岸岸坡高约3～5 m，河岸一侧已修筑护堤，另一侧已放坡平整，桥岸坡稳定。桥址区分布的特殊性岩土主要为第四系全新统杂填土，固结差易受扰动而发生滑塌，桩基应穿透[2]。

2.3 桥台岸坡及河床稳定性评估

根据勘察成果，葫芦河两岸岸坡高约3～5 m，考虑到河岸一侧已修筑护堤，另一侧已放坡平整，综合评定桥址区岸坡稳定，对拟建桥梁危害小。

葫芦河河道顺直，河床平缓，河床主要由圆砾组成，两侧河岸主要由黄土状粉质黏土和圆砾组成，现状河床平整未发现砂坑，河床内未有采砂现象，亦无淤积情况。综合分析认为，现阶段河床整体稳定性较好，发生变迁游荡可能性较小。

2.4 地下水腐蚀性评估

本次勘察在葫芦河大桥GZ02、GZ09钻孔内采取地下水水样2组，在GS03、GS06钻孔附近采取地表水水样2组，其主要离子含量如表1。为环境Ⅱ类型强透水层中的地下水。在干湿交替条件下或长期浸水条件下，地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性；在干湿交替条件下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性，在长期浸水条件下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。地表水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性[3]。

表1 地下水化学成分主要指标

2.5 地基土的冻胀性评估

拟建桥址区标准冻结深度以上地基土主要为杂填土、粉质黏土、圆砾。其中圆砾为不冻胀性土，地基土的冻胀等级为Ⅰ级；粉质黏土天然含水率W平均值为23.2%，塑限Wp平均值约为17.6%，冻前地下水位距设计冻深的最小距离Z<2 m，所以粉质黏土的冻胀等级为Ⅴ级，冻胀类别为特强冻胀[4]。

2.6 地基土的工程性能评估

根据区域地质资料及钻孔揭露的土层岩性特征，对拟建桥址区岩土层进行评估。杂填土分布不连续，成分不均，工程力学性能差，为近代人工堆积，桩基应穿透该层；粉质黏土分布不连续，厚度小，可塑—软塑，承载力低，工程力学性能差，桩基应穿透该层；圆砾分布连续，工程力学性能较好，层面起伏较大，厚度变化较大，不宜作为拟建桥梁的基础持力层；泥岩分布连续，厚度大，变化小，工程力学性能好，层位稳定，是拟建桥梁良好的基础持力层。

3 地质灾害防治

3.1 岩土特征参数

本次勘察根据室内试验结果，结合外业钻孔资料及地区经验，综合确定地基承载力基本容许值fa0、桩端极限端阻力标准值qpk及桩的极限侧阻力标准值qsik等岩土参数(表2)。

为防止流水对桥两端桥台的冲刷以及洪水的掏蚀，需对两端桥台做必要的防护措施，防护措施可采用护脚防护。根据地区经验值，防护所需的岩土计算参数按表3选取。

表2 岩土工程设计参数值表

表3 岩土计算参数一览表

3.2 基础工程防治

根据工程特点、地层情况及地区经验，以泥岩为拟建桥梁基础持力层，拟建葫芦河大桥桥墩采用摩擦桩。桩基施工时应采取相应的防护措施，可采用泥浆或护筒护壁，防止塌孔现象发生。桥址区局部分布可塑—软塑状粉质黏土，应加强防护，基础应严格按规范、规程施工，加强沉渣等因素控制，并做好桩质量检测，保证桩基施工安全。同时应做好桩基周边防排水措施，防止水进入到泥岩层中软化泥岩，对桥墩造成危害。

拟建桥梁为跨葫芦河大桥，河道桥墩施工时需对地表水进行隔离。葫芦河地表水建议采用围堰、混凝土挡水墙及钢结构挡水墙措施进行隔离后分段施工，桩基施工后需对河道进行原地貌恢复。

4 结论

拟建大桥区地层主要为杂填土、粉质黏土、圆砾、泥岩等。通过调查评价认为泥岩是拟建桥梁良好的基础持力层，大桥桥墩采用摩擦桩，桩基施工时采取防护措施，防止塌孔现象发生；水体对混凝土结构具有弱腐蚀性，做好防腐措施；做好排水措施，防止泥岩层软化对桥墩造成危害；桩基施工后需对河道进行原地貌恢复。