郭海濤
(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊,廣州510800)
某地玻璃吊橋設(shè)計長約335m,寬約2.80m,采用懸索結(jié)構(gòu),最大跨度約200m,根據(jù)場地情況和巖土工程勘察情況,橋墩樁基礎(chǔ)方案經(jīng)過多階段多方案的反復論證比較,最終確定采用鉆(沖)孔灌注樁基礎(chǔ)方案。本文概略介紹基礎(chǔ)方案的選擇情況[1]。
本項目位于巖性界面出露部位,根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料,場區(qū)附近無深大斷裂通過,新構(gòu)造運動微弱,區(qū)域地層為上覆地層三疊系上統(tǒng)小坪組砂巖,下伏地層石炭系下統(tǒng)石蹬子組灰?guī)r。
勘察表明,在鉆探所達深度范圍內(nèi),場地地層從上至下按成因類型可分為:(1)第四系人工填土層(Qml);(2)第四系坡殘積層(Qdl+el);(3)三疊系上統(tǒng)小坪組(T3x)基巖組成。
根據(jù)本次巖石抗壓強度試驗值,中風化砂巖層的巖石堅硬程度屬較軟巖,巖體完整程度為較完整,巖體基本質(zhì)量等級屬Ⅳ類[2]。
2.2.1 室內(nèi)土工及巖石試驗
勘察原狀土樣4件,巖樣1件,水樣1件,根據(jù)試驗結(jié)果,巖石單軸天然抗壓強度統(tǒng)計如表1所示。
表1 巖石天然抗壓強度統(tǒng)計表
2.2.2 原位測試
為了解場地內(nèi)各地層的力學強度及均勻性,勘察鉆孔共進行了標準貫入試驗(SPT)45次。本場地內(nèi)各地層的標準貫入試驗結(jié)果統(tǒng)計如表2所示。
表2 標準貫入試驗(SPT)結(jié)果統(tǒng)計
擬建場地附近除了中間湖泊存在的地表水源,其他區(qū)域未發(fā)現(xiàn)地表水源,場地地表水量較為豐富,受季節(jié)性控制明顯,水位受季節(jié)影響漲落起伏較大。
場地地下水類型可分為第四系松散人工填土層上層滯水、孔隙潛水和基巖裂隙作用承壓水。第四系含水層為松散土層分布面積甚廣,厚度較大。其中殘積粉質(zhì)黏土含水微弱。初見水位1.00~5.60m,穩(wěn)定水位埋深為1.20~4.90m,受地形條件影響,局部地段具有承壓性??傮w上勘察揭露場地地基土以坡殘積層為主,地層整體上屬弱透水層,透水性差,水量較小,據(jù)調(diào)查該地區(qū)年水位變化幅度為2.00~3.00m。
大氣降水是該區(qū)地下水的主要補給來源。基巖含有較為少量的裂隙水,基巖中含水呈極不均勻狀態(tài),強風化碎塊狀、中風化段一般,總體上基巖的地下水量微弱。上部第四系松散的覆蓋土層含水量小,透水性小。本場地以弱透水性地層為主,地下水的排泄主要通過滲入河流、潛流、蒸發(fā)3種形式排泄.大氣降水、地表水、第四系孔隙水通過膠結(jié)松散的人工填土層直接補給地下水,形成地下水局部富集地帶,為地下水的主要導水、排泄通道。
勘察取鉆孔地下水水樣1組(代表鉆孔ZK1),試驗結(jié)果按有關(guān)標準進行水質(zhì)對混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性判定[2],勘察場地屬Ⅱ類環(huán)境,地層滲透性為B類,綜合評價如表3所示。
表3 地下水水質(zhì)腐蝕性分析結(jié)果及腐蝕性評價表
根據(jù)水質(zhì)分析試驗報告結(jié)果,按有關(guān)標準進行水質(zhì)對混凝土的腐蝕性判定,結(jié)合表3,綜合評價如下:鉆孔水和地表水對混凝土結(jié)構(gòu)腐蝕性在弱透水性地層均為弱腐蝕;對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋腐蝕性為微腐蝕。
根據(jù)GB 18036—2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(1∶4 000 000),擬建場地的抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計基本地震加速度值為0.05g,地震設(shè)計特征周期為0.35s,設(shè)計地震分組為第一組。根據(jù)相關(guān)規(guī)范規(guī)定,結(jié)合場地揭露地層厚度及估算剪切波速測試結(jié)果情況,場地土的類型為中軟土—中硬土場地,綜合評價場地類別屬Ⅱ類[3]??傮w而言,場地的地段類別為抗震一般地段。
場地內(nèi)現(xiàn)狀未發(fā)現(xiàn)巖溶、滑坡、危巖和崩塌、泥石流、采空區(qū)、活動斷裂等不良地質(zhì)作用,亦無地面塌陷等地質(zhì)災害。
根據(jù)地層揭露情況,本場地特殊性土層為素填土、軟土、風化巖及殘積土。(1)素填土:場地表層存在素填土層,素填土層土質(zhì)具有明顯的不均勻性,工程特性差異大,主要以黏性土為主,局部夾石塊等,工程性能差;(2)風化巖和殘積土:強風化巖和殘積土有浸水軟化、力學性質(zhì)變差的特性,設(shè)計、施工應予以注意;(3)特殊性巖土對樁基施工均存在不利影響,設(shè)計、施工應予以注意。
近場區(qū)地震活動微弱,地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性較好,場地地層基本穩(wěn)定,場地未揭露不良地質(zhì)作用發(fā)育,雖分布有人工填土及風化巖、殘積土等特殊性巖土存在,但可采取工程措施加固處理獲得改良,場地基本穩(wěn)定,適宜本工程建設(shè)。
項目施工范圍屬農(nóng)場內(nèi)部范圍,各類管線埋藏較為簡單,工程起點處為居民區(qū)和公園,基礎(chǔ)施工時要防止噪聲擾民及廢水、廢渣等對周圍環(huán)境的影響,充分做好支擋、防護、監(jiān)測措施和救急搶險方案,避免因基坑(槽)開挖、降(排)水對周邊和附近路面、管線、建(構(gòu))筑物、人員的安全造成不良影響。
巖土工程性能評價:(1)素填土:部分新近堆填而成,其密實程度很不均勻,不能作為樁基礎(chǔ)的持力層;(2)第四系坡殘積層:粉質(zhì)黏土:呈硬可塑狀態(tài),埋深較淺,層厚變化一般,承載力一般,不能作為樁基礎(chǔ)的持力層;(3)強風化砂巖:具一定承載力,埋深較深,厚度大,可作為摩擦樁的樁端持力層 ;(4)中風化砂巖:承載力稍高,埋深較深,厚度變化較大,具一定的承載力,可作為摩擦樁的樁端持力層。
通過本次勘察,查明了場地巖土層序、巖性、分布、埋深、厚度及其物理力學性質(zhì)和承載力,在鉆孔揭露深度范圍內(nèi),未見斷裂痕跡,場地穩(wěn)定性較好。場地為6度區(qū),特殊巖土主要是填土、殘積土及風化基巖泡水軟化等特性,該特性對工程中地基施工影響較大,應及時驗收和封底,防止長期泡水暴露,防止軟化、崩解,場地的人工填土厚度變化大,巖土層分布不均,同一標高巖土力學性質(zhì)差異大,為不均勻地基。
本工程擬建為斜拉式的玻璃吊橋,根據(jù)其工程結(jié)構(gòu)特點及荷載要求,橋主墩建議采用樁基礎(chǔ)[4]。由于勘探深度范圍內(nèi)未揭露到作為端承樁的樁端持力層,且揭露強風化砂巖層的最大層厚39.60m,本場地的填土厚度不均勻,有較厚的風化殘積土和強風化層,具有較好的摩阻力,鑒于上述地質(zhì)條件,考慮建筑物的荷載要求及經(jīng)濟效益等,故建議采用鉆(沖)孔的灌注樁基礎(chǔ)較理想,勘察未揭露到巖性界面,樁基礎(chǔ)可不考慮巖性差別影響,灌注樁的類型應考慮摩擦型樁[5],若采用預制樁的PHC高強預應力管樁、旋挖孔深度太深,勘察揭露發(fā)現(xiàn)強風化巖中夾中風化巖塊,預制樁無法擊穿。綜合以上分析,本工程采用鉆孔、沖孔的灌注樁基礎(chǔ)是可行、合理的基礎(chǔ)方案。