【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)于特殊地質(zhì)條件及專門性工程，根據(jù)各自的特殊需要，繪制相應(yīng)的專門圖件等。 公路路基工程地質(zhì)勘察 公路路基包括路塹、路堤等，路基的主要工程地質(zhì)問題是：路基邊坡穩(wěn)定性問題；路基基底穩(wěn)定性問題；公路凍害問題以及天然建筑材料問題等。 一、公路選線的工程地質(zhì)論證 公路是線性建筑 物，在數(shù)百甚至數(shù)千公里的路線上常遇到各式各樣的工程地質(zhì)問題。如公路沿線山高谷深，地質(zhì)復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，或道路要穿過大溶洞和暗河等，這些均說明了在選線中重視工程地質(zhì)條件的必要性，只有根據(jù)地質(zhì)環(huán)境的具體條件才能選出技術(shù)可靠而又經(jīng)濟(jì)合理的路線。 在選線中，工程地質(zhì)工作的主要任務(wù)是查明各比較路線方案沿線的工程地質(zhì)條件。在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求的前提下，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選出最優(yōu)方案。路線一經(jīng)選定，對(duì)今后的運(yùn)營(yíng)則帶來長(zhǎng)期而深遠(yuǎn)的影響，一旦發(fā)現(xiàn)問題而改線，即使局部改線，都會(huì)造成很大的浪費(fèi)。因此，選線的任務(wù)是繁重的，技術(shù) 上 是復(fù)雜的，必須全面而慎重地考慮。 路線的基本類型及其特點(diǎn)如 下 ： （ 1）沿河線 其優(yōu)點(diǎn)是坡度緩，路線順直，工程簡(jiǎn)易，挖方少，施工方便。但在平原河谷選線常遇有低地沼澤、洪水危害；而丘陵河谷的坡度大，階地常不連續(xù)，河流沖刷路基，泥石流淹埋路線，遇支流時(shí)需修較大橋梁。山區(qū)河谷，彎曲陡峭，階地不發(fā)育，開挖方量大，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，橋隧工程 量 大 。 （ 2） 山 脊線 其優(yōu)點(diǎn)是地形平坦，挖方量少，無洪水，橋隧工程量少。但山脊寬度小，不便于工程布置和施工 。 有時(shí)地形不平，地質(zhì)條件復(fù)雜。若山脊全為土體組成，則需外運(yùn)道渣，更嚴(yán)重的是 取水困難 。 （ 3） 山坡線 其最大優(yōu)點(diǎn)是可以選任意路線坡度，路基多采用半填半挖，但路線曲折，土石方量大，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，橋隧工程多 。 （ 4） 越嶺線 其最大優(yōu)點(diǎn)是能通過巨大山脈，降低坡度和縮短距離，但地形崎嶇，展線復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，要選擇適宜的 埡 口通過。 如圖 102 所示，為工程地質(zhì)選線的實(shí)例。其路線 A、 B 兩點(diǎn)間共有三個(gè)基本選線方案， I方案需修兩座橋梁和一座長(zhǎng)隧洞，路線雖短，但隧洞施工困難，不經(jīng)濟(jì)； II 方案需修一座短隧洞，但西段為不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地區(qū)，整治困難，維修費(fèi)用大，也不經(jīng)濟(jì)； III 方案為跨河 走對(duì)岸線，需修兩座橋梁，比修一座隧洞容易，但也不經(jīng)濟(jì)。綜合上述三個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，從工程地質(zhì)觀點(diǎn)提出較優(yōu)的第 IV 方案：把河灣過于彎曲地段取直，改移河道，取消西段兩座橋梁而改用路堤通過，使路線既平直，又避開物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段，而東段則聯(lián)接 II 方案的沿河路線。此方案的路線雖稍長(zhǎng)，但工程條件較好，維修費(fèi)用少，施工方便，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看還是經(jīng)濟(jì)的，故為最優(yōu)方案。 圖 102 工程地質(zhì)選線實(shí)例略圖 1 滑坡群； 2 崩塌區(qū)； 3 泥石流堆積區(qū)； 4 沼澤帶； 5 路線方案 二、公路路基 的主要工程地質(zhì)問題 1．路基邊坡穩(wěn)定性問題 路基邊坡包括天然邊坡，傍山路線的半填半挖路基邊坡以及深路塹的人工邊坡等。具有一定的坡度和高度的邊坡在重力作用下，其內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)也不斷變化。當(dāng)剪應(yīng)力大于巖土體的強(qiáng)度時(shí)，邊坡即發(fā)生不同形式的變化和破壞。其破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡、崩塌和錯(cuò)落。土質(zhì)邊坡的變形主要決定于土的礦物成分，特別是親水性強(qiáng)的粘土礦物及其含量，除受地質(zhì)、水文地質(zhì)和自然因素影響外，施工方法是否正確也有很大關(guān)系。巖質(zhì)邊坡的變形主要決定于巖體中各種軟弱結(jié)構(gòu)面的性狀及其組合關(guān)系，它們對(duì)邊坡的變形起著控制作用。 只有同時(shí)具備臨空面、滑動(dòng)面和切割面三個(gè)基本條件，巖質(zhì)邊坡的變形才有發(fā)生的可能。 由于開挖路塹形成的人工邊坡，加大 了 邊坡的陡度和高度，使邊坡的邊界條件發(fā)生變化，破壞了自然邊坡原有應(yīng)力狀態(tài)，進(jìn)一步影響邊坡巖土體的穩(wěn)定性。另一方面路塹邊坡不僅可能產(chǎn)生工程滑坡，而且在一定條件下，還能引起 古 滑坡復(fù)活。由于古滑坡發(fā)生時(shí)間長(zhǎng)，在各種外營(yíng)力的長(zhǎng)期作用下，其外表形跡早已被改造成平緩的邊坡地形，很難被發(fā)現(xiàn)，若不注意觀測(cè)，當(dāng)施工開挖形成滑動(dòng)的臨空面時(shí)，就可能造成邊坡失穩(wěn)。 2．路基基底穩(wěn)定性問題 一般路堤和高填路堤對(duì)路基基底要求 要有足夠的承載力，基底土的變形性質(zhì)和變形量的大小主要取決于基底土的力學(xué)性質(zhì)、基底面的傾斜程度、軟土層或軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與產(chǎn)狀等，它往往使基底發(fā)生巨大的塑性變形而造成路基的破壞。此外，水文地質(zhì)條件也是促使基底不穩(wěn)定的因素。如路基底下有軟弱的泥質(zhì)夾層，當(dāng)其傾向與坡向一致時(shí)，或在其下方開挖取土或在其上方填土加重，都會(huì)引起路堤整個(gè)滑移；當(dāng)高填路堤通過河漫灘或階地時(shí)，若基底下分布有飽水厚層淤泥，在高填路堤的壓力下，往往使基底產(chǎn)生擠出變形；也有因基底下巖溶洞穴的塌陷而引起路堤嚴(yán)重變形。 路基基底若為軟粘土、淤泥、泥炭、 粉砂、風(fēng)化泥巖或軟弱夾層所組成，應(yīng)結(jié)合巖土體的地質(zhì)特征和水文地質(zhì)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。若不穩(wěn)定時(shí)，可選用下列措施進(jìn)行處理：放緩路堤邊坡，擴(kuò)大基底面積，使基底壓力小于巖土體的容許承載力；在通過淤泥軟土地區(qū)時(shí)路堤兩側(cè)修筑反壓護(hù)道；把基底軟弱土層部分換填或在其上加墊層；采用砂井（樁）排除軟土中的水分，提高其強(qiáng)度；架橋通過或改線繞避等。 3．公路凍害問題 它包括冬季路基土體因凍結(jié)作用而引起路面凍脹和春季因融化作用而使路基翻漿，結(jié)果都會(huì)使路基產(chǎn)生變形破壞，甚至形成顯著的不均勻凍脹，使路基土強(qiáng)度發(fā)生極大改變，危害道路的安全和 正常使用。 根據(jù)地下水的補(bǔ)給情況，公路凍脹的類型可分為表面凍脹和深源凍脹。前者是在地下水埋深較大地區(qū)，其凍脹量一般為 30 一 40mm，最大達(dá) 60mm。其主要原因是路基結(jié)構(gòu)不合理或養(yǎng)護(hù)不周，致使道 路 排水不良造成。深源凍脹多發(fā)生在凍結(jié)深度大于地下水埋深或毛細(xì)管水帶接近地表水的地區(qū)，地下水補(bǔ)給豐富，水分遷移強(qiáng)烈，其凍脹量較大，一般為 200 一 400mm，最大達(dá) 600mm。公路的凍害具有季節(jié)性，冬季在負(fù)氣溫長(zhǎng)期作用下，使土中水分重新分布，形成平行于凍結(jié)界面的數(shù)層凍層，局部尚有凍透鏡體，因而使土體積增大（約 9%）而產(chǎn)生路 基隆起現(xiàn)象；春季地表面冰層融化較早，下層尚未解凍，融化層的水分難以下滲，致使上層土的含水量增大而軟化，在外荷作用下，路基出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。 防止公路凍害的措施有：鋪設(shè)毛細(xì)割斷層，以斷絕水源；把粉粘粒含量較高的凍脹性土換為粒粗、分散的砂礫石抗凍脹性土；采用縱橫盲溝和豎井，排除地表水，降低地下水位，減小路基土的含水量；提高路基標(biāo)高；修筑隔熱層，防止凍結(jié)路基深處發(fā)展等。 4．建筑材料問題 路基 工 程需要的天然建筑材料不僅種類較多，而且數(shù)量較大， 同 時(shí)要求各種材料產(chǎn)地沿線兩側(cè)零散分布。這些材料品質(zhì)的好壞和運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近，直 接影響工程的質(zhì)量和造價(jià)，有時(shí)還會(huì)影響路線的布局 。 三、公路路基工程地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容 與路線、橋梁和隧道專業(yè)人員密切配合，查清路線上的地質(zhì)、地貌條件以及動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象，闡明其演變規(guī)律，明確各條路線方案的主要工程地質(zhì)條件，為各方案的比較提供依據(jù)。在地形、地質(zhì)條件復(fù)雜的地段，確定路線的合理布設(shè)，以減少失誤。 ，諸如鹽漬土、多年凍土 、 巖溶、沼澤、積雪、滑坡、崩塌、泥石流等，往往影響路線方案的選擇、路線的布設(shè)和構(gòu)造物的設(shè)計(jì)。因此應(yīng)重點(diǎn)查明其類型、規(guī)模、性質(zhì)、發(fā)生原因、發(fā)展趨勢(shì)和危害程 度。對(duì)嚴(yán)重影響路線安全而數(shù)量多、整治困難的各種工程地質(zhì)問題，如發(fā)展中的暗河巖溶區(qū)、深層滑坡地段、深層沼澤、有沉陷的深源凍脹地段等，一般均以繞避為原則 ,但對(duì)技術(shù)切實(shí) 可 行，可徹底整治而費(fèi)用不高，對(duì)今后運(yùn)營(yíng)無后患的地段，應(yīng)合理通過，絕不盲目避繞。 3．充分發(fā)掘、改造和利用沿線的一切就地材料，滿足就地取材的要求。當(dāng)就近材料不能滿足要求時(shí)，則應(yīng)由近及遠(yuǎn)擴(kuò)大調(diào)查范圍，以求得足夠數(shù)量的品質(zhì)優(yōu)良、適宜開采和運(yùn)輸方便的筑路材料產(chǎn)地。 四、公路路基工程地質(zhì)勘察的要點(diǎn) 在可行性研究階段的工程地質(zhì)勘察工作是收集資料、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)和概略 了解地質(zhì)條件，為此著重介紹初步勘察階段和詳細(xì)勘察階段的工作內(nèi) 容。 （一）初步勘察階段 本勘察階段的基本任務(wù)主要是對(duì)已確定的路線范圍內(nèi)所有路線擺動(dòng)方案進(jìn)行勘察對(duì)比。 確定路線在不同地段的基本走向，并以比選和穩(wěn)定路線為中心，全面查明路線最優(yōu)方案沿線的工程地質(zhì)條件。工程地質(zhì)測(cè)繪是這一階段中的一項(xiàng)重要手段，勘察范圍沿路線兩側(cè)各寬 150 ~200m。測(cè)繪比例尺是 1:50000~1:202000，勘探工作主要用于查明重大而復(fù)雜的關(guān)鍵性工程地質(zhì)問題與不良地質(zhì)現(xiàn)象。 （二）詳細(xì)勘察階段 是根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件中所確定的 修建原則、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求等資料，對(duì)各種類型的工程建筑物（橋、隧、站場(chǎng)等）位置有針對(duì)性地進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察。最終確定公路路線和構(gòu)造物的布設(shè)位置，查明構(gòu)造物地基的地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，準(zhǔn)確提供工程和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施 工 必須的地質(zhì)參數(shù)。 橋梁工程地質(zhì)勘察 大、中橋橋位多是路線布設(shè)的控制點(diǎn)，橋位變動(dòng)會(huì)使一定范圍內(nèi)的路線也隨之變動(dòng)。因此橋梁工程地質(zhì)勘察一般應(yīng)包括兩項(xiàng)內(nèi)容：首先應(yīng)對(duì)各比較方案進(jìn)行調(diào)查，配合路線、橋梁專業(yè)人員，選擇地質(zhì)條件比較好的橋位；然后再對(duì)選定的橋位進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，為橋梁 及其附屬工程的設(shè)計(jì)和施工提供所需要的地質(zhì)資料。影響橋位的選擇的因素有路線方向、水文地質(zhì)條件與工程地質(zhì)條件等。工程地質(zhì)條件是評(píng)價(jià)橋位好壞的重要指標(biāo)之一。 一、橋梁工程地質(zhì)問題 橋梁是公路建筑工程中的重要組成部分，由正橋、引橋和導(dǎo)流等工程組成。正橋是主體，位于河岸橋臺(tái)之間，橋墩均位于河中。引橋是連接正橋與路線的建筑物，常位于河漫灘或階地之 上 ，它可以是高路堤或橋梁。導(dǎo)流建筑物，包括護(hù)岸、護(hù)坡、導(dǎo)流堤和丁壩等，是保護(hù)橋梁等各種建筑物的穩(wěn)定，不受河流沖刷破壞的附屬工程。橋梁按結(jié)構(gòu)可分為梁橋、拱橋和鋼架橋等。不同類型的 橋梁，對(duì)地基有不同的要求，所以工程地質(zhì)條件是選擇橋梁結(jié)構(gòu)的主要依據(jù)，包括以下兩方面的主要工程地質(zhì)問題。 1．橋墩臺(tái)地基穩(wěn)定性問題 橋墩臺(tái)地基穩(wěn)定性主要取決于墩臺(tái)地基中巖土體承載力的大小。它對(duì)選擇橋梁的基礎(chǔ)和確定橋梁的結(jié)構(gòu)形式起決定作用。當(dāng)橋梁為靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，由于各橋孔是獨(dú)立的，相互之間沒有聯(lián)系，對(duì)工程地質(zhì)條件的適應(yīng)范圍較廣。但對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的橋梁，對(duì)各橋墩臺(tái)之間的不均勻沉降特別敏感，故取用其地基容許承載力時(shí)應(yīng)予慎重考慮。巖質(zhì)地基容許承載力的確定取決于巖體的力學(xué)性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等，應(yīng)通過室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試等綜合 判定。 2．橋墩臺(tái)地基的沖刷問題 橋墩和橋臺(tái)的修建，使原來的河槽過水?dāng)嗝鏈p少，局部增大了河水流速，改變了流態(tài)，對(duì)橋基產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷，威脅橋墩臺(tái)的安全。因此，橋墩臺(tái)基礎(chǔ)的埋深，除決定于持力層的部位外還應(yīng)滿足以下要求。 (1)橋位應(yīng)盡可能選在河道順直，水流集中，河床穩(wěn)定的地段。以保護(hù)橋梁在使用期間不受河流強(qiáng)烈沖刷的破壞或由于河流改道而失去作用。 (2)橋位應(yīng)選擇在岸坡穩(wěn)定，地基條件良好，無嚴(yán)重不良地質(zhì)現(xiàn)象的地段，以保證橋梁和引道的穩(wěn)定，減低工程造價(jià)。 (3)橋位應(yīng)盡可能避開順河方向及平行橋梁軸線方向的大斷裂帶，尤 其不可在未膠結(jié)的斷裂破碎帶和具有活動(dòng)可能的斷裂帶上建橋。 (4)在無沖刷處，除了堅(jiān)硬巖石地基外，應(yīng)埋置在地面以下不小于 lm。在有沖刷處，應(yīng)埋置在墩臺(tái)附近最大沖刷線以下（埋深不小于表 102 中規(guī)定的數(shù)值）；基礎(chǔ)建于抗沖刷較差的巖石（如頁(yè)巖、泥巖、千枚巖等），應(yīng)適當(dāng)加深。 表 102 墩臺(tái)基礎(chǔ)在最大沖刷線 以下的最小埋深 凈沖刷深度（ m） 〈 3 》 3 》 8 》 15 》 20 在最大沖刷線以下的最小埋深 一般橋梁 特大橋及其他重要橋梁 設(shè)計(jì)流量 驗(yàn)算流量 按設(shè)計(jì)流量所列值再增加 1/2 二、橋梁工程地質(zhì)勘察要點(diǎn) （一）初步勘察 在 工 程地質(zhì)勘察資料可行性研究的基礎(chǔ) 上 ，初步查明場(chǎng)地地基的地質(zhì)條件，即對(duì)橋位處進(jìn)行工程地質(zhì)調(diào) 查 或測(cè)繪、物探、鉆探、原位測(cè)試，進(jìn)一步查明工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣。特別應(yīng)查明與橋位方案或橋型方案比選有關(guān)的主要工程地質(zhì)問題。 對(duì)一般地區(qū)的橋位選擇應(yīng)查明兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是地形、地貌、地物等方面對(duì)橋位選擇的制約內(nèi)容；二是工程地質(zhì)條件對(duì)橋位選擇的制約對(duì)特殊地質(zhì)地區(qū)的橋位選擇，應(yīng)針對(duì)泥石流、巖溶、滑坡、沼澤、黃土等特殊地 區(qū)的特點(diǎn)認(rèn)真研究比選，而不要盲目避繞。工程地質(zhì)測(cè)繪比例尺用 1:500~1： 10000，調(diào)查范圍包括橋軸線縱向的河床和兩岸谷坡或階地（約500~1000m），以及橫向河流上、下游各 200~500m 在此階段中，應(yīng)對(duì)各橋位方案進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，并對(duì)與建橋的適宜性和穩(wěn)定性有關(guān)的工程地質(zhì)條件作出結(jié)論性評(píng)價(jià)，對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜的特大橋和中橋，必要時(shí)增加技術(shù)設(shè)計(jì)階段勘察，還應(yīng)包括環(huán)境介質(zhì)對(duì)混凝土腐蝕的評(píng)價(jià)。 鉆孔一般沿橋軸線或其兩側(cè)布置，原則 上 應(yīng)布置在與工程地質(zhì)有關(guān)的地點(diǎn)，并考慮到地貌和構(gòu)造單元。其鉆孔數(shù)量與深度參照 表 103 確定。 表 103 初勘橋位鉆孔數(shù)量與深度表 橋梁按跨徑分類 工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單 工程地質(zhì)條件復(fù)雜 孔數(shù)（個(gè)） 孔深（ m） 孔數(shù)（個(gè)） 孔深（ m） 中橋 2~3 8~12 3~4 20~35 大橋 3~5 10~35 5~7 35~50 特大橋 5~7 20~40 7~10 40~120 注 ：①表 中 所列數(shù)值是參考值，工作中應(yīng)根據(jù)實(shí) 際情況 確定； ②河床中鉆孔深度是以河床面高程控制，河岸處孔深應(yīng)按地面確定； ③ 表中孔深，地基承載力小時(shí)取大值，大時(shí)取小值 （二）詳細(xì)勘察階段 在