(黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011)
地質(zhì)構(gòu)造對橋涵工程建筑物穩(wěn)定性影響分析
寧 寧
(黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,黑龍江 牡丹江 157011)
橋涵工程建筑物穩(wěn)定性對工程質(zhì)量至關(guān)重要,研究地質(zhì)構(gòu)造對工程建筑物穩(wěn)定性的影響具有重要意義,本文就地質(zhì)構(gòu)造對橋涵工程中的邊坡、隧道、橋基的影響進行具體分析,主要闡述地質(zhì)構(gòu)造對工程建筑物穩(wěn)定性的影響和解決措施等問題。
地質(zhì)構(gòu)造;建筑物;穩(wěn)定性;影響;措施
地質(zhì)構(gòu)造是指組成地殼的巖層和巖體在內(nèi)、外動力地質(zhì)作用下發(fā)生的變形變位,從而形成諸如褶 皺、節(jié)理、斷層、劈理以及其他各種面狀和線狀構(gòu)造等組成地殼的巖層和巖體。橋涵工程建筑物穩(wěn)定性對工程質(zhì)量至關(guān)重要,研究地質(zhì)構(gòu)造對工程建筑物穩(wěn)定性的影響具有重要意義,本文就地質(zhì)構(gòu)造對橋涵工程中的邊坡、隧道、橋基的影響進行具體分析。
1.1 邊坡與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系
邊坡中的各種結(jié)構(gòu)面對斜坡穩(wěn)定性有著重要的影響。特別是軟弱結(jié)構(gòu)面與斜坡臨空面的關(guān)系,對斜坡穩(wěn)定起著很大作用。這種關(guān)系多種多樣,穩(wěn)定性也各不相同,可以分為以下幾種情況:(1)平疊坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面為水平的,這種斜坡一般比較穩(wěn)定。(2)順向坡:主要是指軟弱結(jié)構(gòu)面的走向與邊坡面的走向平行或比較接近,且傾向一致的邊坡。(3)逆向坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的傾向與坡面傾向相反,這種邊坡一般是穩(wěn)定的。(4)斜交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面與坡面走向成斜交關(guān)系,交角越小,穩(wěn)定性越差。(5)橫交坡:主要軟弱結(jié)構(gòu)面的走向與坡面走向近于垂直,這類邊坡穩(wěn)定性好,很少發(fā)生大規(guī)模的滑坡。
1.2 隧道與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系
(1)水平或傾斜不大的巖層。較堅硬的巖層中較為穩(wěn)定, 軟硬相間的巖層中易發(fā)生坍方。(2)直立巖層。堅硬巖層、地下水很少,一般是較穩(wěn)定的,層薄又有軟弱夾層,只要有少量的地下水活動,也會造成較大的地層壓力,將有掉塊和坍塌冒頂?shù)目赡?。?)傾斜巖層對隧道施工的影響。巖層傾斜角度的大小和巖層的性質(zhì)是影響隧道穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。陡立的巖層可能出現(xiàn)局部坍塌,如位于兩側(cè),可能產(chǎn)生坍幫偏壓。(4)褶曲對隧道施工的影響。褶曲有背斜和向斜之分,背斜的產(chǎn)狀呈正拱形,裂隙特征是上部受拉,形成張口上大下小。在褶曲地段修筑隧道,最好選在翼部通過或橫穿褶曲軸,在選線中對于千枚巖以及粘土巖等地層的褶曲層,應(yīng)予避開。(5)斷層對隧道施工的影響。斷層的斷裂面處,有較大的剪應(yīng)力和殘余應(yīng)力,斷層帶的巖體破碎,一般有碎石、角礫等,巖體強度低,圍巖壓力較大。隧道開挖時常常發(fā)生承壓涌水,危害極大。(6)地下水對圍巖穩(wěn)定性和隧道施工的影響。地下水改變了巖石體的強度,從而引起圍巖的變形破壞、失穩(wěn)塌方以及由地下水引起的隧道涌水。
1.3 橋基與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系
(1)橋址的選擇:選擇橋址時,應(yīng)首先搞清楚地質(zhì)構(gòu)造,特別是在山區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜地段,更是重要。對大的構(gòu)造線及斷層破碎帶、巖層軟弱帶等一定要調(diào)查分析,研究其與橋址的關(guān)系;(2)橋墩位置的布置:橋墩一般不宜放置在斷層破碎帶上。(3)橋基的穩(wěn)定性:巖層的產(chǎn)狀、偏力、斷層破碎帶、軟弱帶對橋基的穩(wěn)定性有很大的影響。若巖層產(chǎn)狀傾向下游,其中又有軟弱夾層時會因水的沖蝕影響到基礎(chǔ)的穩(wěn)定性,會使基礎(chǔ)受力不均,產(chǎn)生不均勻沉陷以致發(fā)生破裂現(xiàn)象;若地基位于斷層破碎帶,一般是不穩(wěn)定的,應(yīng)加以特別處理。
2.1 強化邊坡治理的工程措施
因地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系到巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)育程度、規(guī)模、連通性、充填程度和充填物成分、以及結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)出狀態(tài)對邊坡穩(wěn)定性的影響,對于邊坡治理的工程措施主要有:(1)削坡壓腳:將較陡的邊坡減緩或?qū)⒒麦w的巖土體削去一部分,達到削坡減載的目的。(2)防排水措施:包括排除地表水和地下水,在變形破壞區(qū)外設(shè)置環(huán)形截水溝和排水渠,將水流引走,在變形破壞區(qū)內(nèi)利用地形和自然溝谷,布置成樹枝狀排水系統(tǒng)。(3)支撐工程:是防治邊坡變形與破壞的常用的有效措施,并與排水等措施聯(lián)合使用。借助于自身的重量以支撐滑體的下滑力,主要用來防治陡峭邊坡頂部的危巖體,制止崩落。施工時,將支撐的基礎(chǔ)埋置于新鮮基巖中,且在危巖中打入錨桿,將危巖與支撐連接起來。(4)錨固工程:利用錨桿或錨索上所施加的預(yù)應(yīng)力,以提高滑動面上的正應(yīng)力,進而提高該面的抗滑力。方向和設(shè)置深度應(yīng)視邊坡的結(jié)構(gòu)特征而定。(5)抗滑樁:用以支撐滑體下滑力的樁柱,一般集中設(shè)置在滑坡的前緣附近,施工簡單,可灌注,也可以錘擊貫入。(6)防御繞避:嚴重不穩(wěn)定的邊坡,處理困難可采用此法,主要措施是修建明硐和御塌棚,內(nèi)移做隧、外移做橋等。
2.2 橋墩位置布置應(yīng)注意事項
橋墩的位置和橋梁上部結(jié)構(gòu)的分跨布置密切相關(guān),應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較決定。如跨河橋的橋墩應(yīng)考慮到深水或不良地基會對橋墩基礎(chǔ)施工帶來的各種困難,冰凌、漂木或泥石流,會增加橋墩額外的負荷,布置橋墩時,應(yīng)特別慎重;地形陡峻的V形深谷,宜以較大跨度跨越,避免在溝底設(shè)置高橋墩;若橋下凈空無特殊要求,河床及地基情況允許采用淺基礎(chǔ)橋墩,或為了美化環(huán)境,避免高路堤占地太多而修建的旱橋,則以低墩短跨的橋孔布置為好。
2.3 加強橋基施工質(zhì)量的控制
橋梁基礎(chǔ)的施工方法主要是根據(jù)基礎(chǔ)類型、地質(zhì)情況、具備的施工機具以及工期要求和成本造價等相關(guān)條件來決定的。設(shè)計為鉆孔灌注樁基的這類基礎(chǔ)主要有回旋鉆進法、沖孔鉆進法、人工挖孔法以及旋挖鉆進法,還有擴大基礎(chǔ)、管樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、鋼管樁基礎(chǔ)等施工方法。
綜上所述,地質(zhì)構(gòu)造對橋涵工程建筑物穩(wěn)定性的影響很大,在工程的設(shè)計和施工中,一定要注意地質(zhì)構(gòu)造的因素,保證設(shè)計和施工的質(zhì)量,這樣才能保證橋涵工程建筑物的質(zhì)量達到要求。
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