巖土工程勘察之道路和橋梁

第十四章道路和橋梁14.1路(路基)巖土工程勘察一、概述公路與鐵路在結(jié)構(gòu)上相同點：(1)都是線型工程(2)在山區(qū)線路中，崩塌、滑坡、泥石流等不良地質(zhì)現(xiàn)象都是道路的主要威脅，而地形條件又是制約線路的縱向坡度和曲率半徑的重要因素(見表14－1和表14－2)(3)兩種線路的結(jié)構(gòu)都是由三類建筑物所組成：第一類為路基工程，第二類為橋隧工程(如橋梁、隧道、涵洞等)，第三類是防護(hù)建筑物(如明硐、擋土墻、護(hù)坡、排水盲溝等)。公路與鐵路的工程地質(zhì)問題大體相似，但鐵路比公路對地質(zhì)和地形的要求更高。二、主要工程地質(zhì)問題(一)路線選擇工程地質(zhì)論證：一個重要的因素，也是控制性的路線選擇是由多種因素決定的，地質(zhì)條件是其中的因素。路線方案有大方案與小方案之分，大方案是指影響全局的路線方案，一般是屬于選擇路線基本走向的問題；小方案是指局部性的路線方案，一般是屬于線位方案。下面分山嶺區(qū)與平原區(qū)兩種情況進(jìn)行研究1)山嶺區(qū)(1)沿河線是山區(qū)選線優(yōu)先考慮的方案，但在深切的峽谷區(qū)，如兩岸張裂隙發(fā)育，高陡的山坡處于極限平衡狀態(tài)時，采用沿河線則應(yīng)慎重考慮。沿河線路線布局的主要問題是：①路線選擇走河流的哪一岸；②路線放在什么高度；③在什么地點跨河。路線選擇走河流的哪一岸，應(yīng)結(jié)合河谷的地貌、地質(zhì)條件進(jìn)行分析比較；路線宜選擇在有山麓緩坡、較低階地可利用的一岸，盡可能避讓大段的懸崖峭壁；在積雪和嚴(yán)寒地區(qū)，路線宜盡可能選擇在陽坡一岸；在順向谷中，路線應(yīng)注意選擇在基巖山坡較穩(wěn)定、不良地質(zhì)現(xiàn)象較少的一岸；不能避免沿斷裂谷布線時，應(yīng)仔細(xì)比較兩岸出露巖層的巖性、產(chǎn)狀和裂隙情況，選擇相對有利的一岸。在山地河谷中，常常會遇到崩塌、滑坡、泥石流、雪崩等不良地質(zhì)現(xiàn)象。如兩岸皆有，應(yīng)通過詳細(xì)調(diào)查分析，選擇比較有利的一岸。如規(guī)模大、危害重且不易防治時，則應(yīng)考慮避讓?？绾拥綄Π侗茏寱r，還應(yīng)考慮上述不良地質(zhì)現(xiàn)象可能沖擊對岸的范圍;在強(qiáng)震區(qū)的沿河線，更應(yīng)注意避讓懸崖峭壁以及大型不良地質(zhì)現(xiàn)象地段。避免沿斷裂破碎帶布線并努力爭取地質(zhì)地貌條件對抗震有利的河岸;沿河線的線位高低，應(yīng)根據(jù)河岸的地質(zhì)地貌條件以及河流的水流情況來考慮。(2)越嶺線：越嶺線布局的主要問題是：①埡口選擇；②過嶺標(biāo)高選擇；③展線山坡選擇。這三者是相互聯(lián)系、相互影響的，不能孤立的考慮，而應(yīng)當(dāng)綜合考慮。越嶺方案可分路塹與隧道兩種。選擇哪種方案過嶺，應(yīng)結(jié)合山嶺的地形、地質(zhì)和氣候條件考慮。下列情況可以考慮隧道方案：①采用較短隧道可以大大縮短路線長度、改善路線標(biāo)準(zhǔn)時；②在高寒山區(qū)采用隧道可以避免或大大減輕冰、雪災(zāi)害時；③地面崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象較發(fā)育時。對于路塹過嶺方案，選擇標(biāo)高最低的埡口和適宜展線的山坡是非常重要的；對于隧道過嶺方案，應(yīng)選擇可以用較低標(biāo)高和較短隧道通過的埡口。路塹方案的一些工程地質(zhì)問題(1)埡口選擇捐埡口是越嶺線怒的控制點，在冷符合路線基本耽走向的前提下爆，要全面考慮靈埡口的標(biāo)高、膠地形地質(zhì)條件恰和展線條件來獵選擇；復(fù)通常應(yīng)選擇標(biāo)監(jiān)高較低的埡口棵，特別是在積唐雪、結(jié)冰地區(qū)搶，更應(yīng)注意選串擇低埡口，以世減少冰、雪災(zāi)園害；默對寬厚的埡口掉，只宜采用淺形挖低填方案，紅過嶺標(biāo)高基本儉上就是埡口標(biāo)帥高。對瘠薄的動埡口，常常采排用深挖方式，陡以降低過嶺標(biāo)繞高，縮短展線指長度，這時就對要特別注意埡答口的地質(zhì)條件柱；盤斷層破碎帶型要埡口，對深挖森特別不利。由蜜單斜巖層構(gòu)成袍的埡口，如為拴頁巖、砂頁巖罷互層、片巖、披千枚巖等易風(fēng)傲化、易滑動的錦巖層組成時，獵對深挖也常常菠是很不利的腰。禾題(2欺)愚展線山坡頃山坡線是越嶺卡線的主要組成旦部分，選擇埡酷口的同時，必交須注意兩側(cè)山蕉坡展線條件的辮好壞。評價山眾坡的展線條件黨，主要看山坡筑的坡度、斷面壽形式和地質(zhì)構(gòu)雙造，山坡的切艇割情況，以及薪有無不良地質(zhì)北現(xiàn)象等。激坡度平緩而又肚少切割的山坡騰有利于展線；灘山坡巖層的巖摧性和地質(zhì)構(gòu)造送對于路基穩(wěn)定咐有極大影響。2)平原區(qū)巷地面水特征是委首先應(yīng)考慮的攜因素會；森男地下水特征也稻是應(yīng)該仔細(xì)考們慮的重要因素董；律新在有風(fēng)沙流、驕風(fēng)吹雪的地區(qū)令，要注意路線占走向與風(fēng)向的鋸關(guān)系，確定適聚宜的路基高度楚，選擇適宜的辰路基橫斷面，芒以避免或減輕祖道路的沙埋、陸雪阻災(zāi)害；安在大河河口、腿河網(wǎng)湖區(qū)、沿顧海平原、凹陷唇平原等地區(qū)，凱常常會遇到淤據(jù)泥、泥炭等軟吸弱地基的問題碗；多在廣闊的大平仍原內(nèi)，砂、石聽等筑路材料往饒往是很缺乏的獸。形對于強(qiáng)震區(qū)還涂應(yīng)特別注意以守下幾點：蒸(1小)會路線應(yīng)盡量避習(xí)開地勢低洼、模地基軟弱的地川帶，選擇地勢齒較高、排水較細(xì)好、地下水位忘較深、地基內(nèi)冬無軟弱明層友(永粉細(xì)砂和軟粘橫土洽)透的地帶通過，膏同時注意路基燥排水、路基壓煌實等工作，以飾避免嚴(yán)重的噴叢水冒砂，并減帖輕路基開裂、溉下沉等震害；野(2戒)倉不應(yīng)沿河岸、震水渠布線，不俊得已時，應(yīng)遠(yuǎn)方離河岸、水渠庸，以防強(qiáng)震時扮河岸滑移危害滾路基，并避免鼠嚴(yán)重的噴水冒摧砂；涼(3尊)厲對于鐵路和重赤要公路，應(yīng)盡蛾量避免沿發(fā)震躁斷層兩側(cè)危險會地帶布線；無三法繞避時則應(yīng)籠垂直于發(fā)震斷今裂通過。菊(奧二桿)部路基主要工程溫地質(zhì)問想題哪侵道路路基包括糞路堤、路塹和什半路堤、半路漿塹式等島。后耀路基的主要工逃程地質(zhì)問題是并：牛1么)羊路基邊坡穩(wěn)定組性問撈題六消；番2雙)嚼路基基底穩(wěn)定比性問絡(luò)題收裁；廚3稀)更道路凍害問待題換扔扎；姑投4冰)用天然建筑材料賭問題。赤三、道路巖土襪工程勘哲察斯充道路巖土工程片勘察的任務(wù)是錄運(yùn)用工程地質(zhì)畜學(xué)的理論和方跑法，去認(rèn)識道獄路通過地帶的習(xí)工程地質(zhì)條件它，為道路的設(shè)三計和施工提供容依據(jù)和指集導(dǎo)找.彈道路巖土工程忘勘察，包括新海建道路與改建撐道路的勘察工港作，均應(yīng)按照麗規(guī)定的設(shè)計程先序分階段進(jìn)行胖。常用的設(shè)計肥階段與步驟是朗：踏勘、初察辱與詳察?？?招一梢)孫道路巖土工程膊勘察的工作內(nèi)嘩容味1憤)穗路線巖土工程郵勘溝察壇蹈2催)鞠特殊地質(zhì)、不萬良地質(zhì)地恐區(qū)往(株地棉段膏)丸的巖土工程勘施察秘淋3恒)皺路基路面巖土忌工程勘嫂察窩左4產(chǎn))允橋渡巖土工程裹勘艷察偷而5駐)壺隧道巖土工程燈勘拉察撇謀6那)暑筑路材料勘察帖(公二附)貞道路巖土工程穗勘察的主要方揉法紗攜道路巖土工程撫勘察方法，主化要有研究既有修資料、調(diào)查與慘測繪、勘探、啦試驗與監(jiān)測等島幾方面。須1驚)耽研究既有資磁料雖察收集的資料一刺般應(yīng)包括以下娃幾個方面的內(nèi)承容猶：妥罪(1絕)顯區(qū)域地質(zhì)資料艘；配(2忘)媽地形、地貌資粉料坑；籌(3嘩)僚區(qū)域水文地質(zhì)懷資料念；搬(4悅)啦物理地質(zhì)作用嘗和現(xiàn)象襲；車(5掀)駁地震資料把；憂(6暢)梅氣象資料極；選(7現(xiàn))石其他有關(guān)資濁料村(菠如氣候、水文講、植被、土壤睬等當(dāng))喉。盲(8欄)夫工程經(jīng)驗抵上述資料，應(yīng)撇包括政府和生悔產(chǎn)、科研、教助學(xué)等部門所出如的一切有參考繳價值的地質(zhì)圖誓、文獻(xiàn)、調(diào)查稍報告等。當(dāng)勘亮察地區(qū)面積較嘆大以及地形、啊地質(zhì)條件比較河復(fù)雜時，應(yīng)特?fù)韯e注意收集利磨用既有的航空軟照片和衛(wèi)星照勁片。鑰2懷)劣調(diào)查與測營繪糟搏調(diào)查與測繪是烘工程地質(zhì)勘察慣的主要方法趁。濱橡(1快)剝工程地質(zhì)調(diào)查排工程地質(zhì)調(diào)查依主要是采用野細(xì)外觀察和訪問請群眾的方法，集需要時可配合飼適量的勘探和討試驗工作。層(2吸)假工程地質(zhì)測繪尸雖碌工程地質(zhì)測繪提基本內(nèi)容如下憶：頑①景地形、地貌辣；姨②能地層、巖性芹；檔③泄地質(zhì)構(gòu)造狗；刪④苦第四紀(jì)地質(zhì)龜；晌⑤黎地表水及地下宏水繁；磨⑥掠特殊地質(zhì)、不侮良地質(zhì)。3)勘探哨勘探是巖土工芳程勘察的重要忘方法，是獲取等深部地質(zhì)資料濃必不可少的手后段瘡。睜寇道路巖土工程隸勘探的方法有倦坑探、鉆探、帝地球物理勘探禾等幾類變。竄4)試驗魚試驗是巖土工鋼程勘察的重要托環(huán)節(jié)，是對巖劍土工程性質(zhì)進(jìn)覆行定量評價的灌必不可少的方堆法，是解決某跨些復(fù)雜的工程躺地質(zhì)問題的主崗要途徑；重工程地質(zhì)試驗鳥可分為室內(nèi)試薯驗與野外試驗仁兩種。5)監(jiān)測薄14.考2液橋梁巖土工程啞勘察散遲概述底橋梁是由正橋階、引橋和導(dǎo)流換等工程組成，跑正橋是主體，嗚位于河兩岸橋捧臺之間，橋墩銀均位于河中。默引橋是連接正焰橋與原線的建鞠筑物，常位于搜河漫灘或階地寇之上，它可以呈是高路堤或橋蛾梁；導(dǎo)流建筑騎包括護(hù)岸、護(hù)昂坡、導(dǎo)流堤和玉丁壩等，是保野護(hù)橋梁等各種后建筑物的穩(wěn)定吸，不受河流沖直刷破壞的附屬貸工程。糊按橋梁結(jié)構(gòu)可煩分為梁橋、拱制橋和鋼架橋等訓(xùn)，而跨越間歇權(quán)性水流、無水紡的山澗或干谷擱等地段的橋梁同，均稱為旱橋理。弊地質(zhì)條件是選我擇橋梁結(jié)構(gòu)的益主要依據(jù)拖。費(fèi)槳熄橋梁建筑工程雕地質(zhì)研唱究答岔(疲一呀)園橋墩臺主要工淘程地質(zhì)問題恥橋墩臺主要工彩程地質(zhì)問題包旨括橋墩臺地基睛穩(wěn)定性、橋臺正的偏心受壓及繩橋墩臺地基的疤沖刷問題妥等螺竭1變)變橋墩臺地基穩(wěn)士定性問浮題饑戲橋墩臺地基穩(wěn)飯定性主要取決勞于墩臺地基中享巖土體的允許吩承載力薯2源)憶橋臺的偏心受熱壓問構(gòu)題巷薪產(chǎn)生原因：橋弓臺除了承受垂肯直壓力外，還貪承受到岸坡的工側(cè)向主動土壓橋力，在有滑坡現(xiàn)的情況下，還筑受到滑坡的水返平推力，使橋舌臺基底總是處甘在偏心荷載狀斃態(tài)下；橋墩的質(zhì)偏心荷載，主印要是由于列車框在橋梁上行駛賊突然中斷而產(chǎn)逗生楚的攔.盾工程實踐中常胖采用材料力學(xué)駝中的偏心受力肉公式來計算矩榮形平面的橋基翠，尤其是橋臺槐基底的總壓力條。菊3煙)懲橋墩臺地基的毒沖刷問題棵橋墩臺基礎(chǔ)的紛埋深，除決定緊于持力層的埋樂深與性質(zhì)外，榆還應(yīng)滿足下列耐要求：筑(1正)促在無沖刷處，貼除堅硬巖石地淋基外，應(yīng)埋置圾在地面以下不眾小于桑1m授處可。厚(2達(dá))蘭在有沖刷處，綁應(yīng)埋置在墩臺蒸附近最大沖刷黃線以下不小于潤表叨14-雄3隸規(guī)定的數(shù)值鄰。搬(3猴)交基礎(chǔ)建于抗沖煩刷較差的巖石雄上容(厲如頁巖、泥巖扔、千枚巖和泥騰礫巖科等抗)蕉，應(yīng)適當(dāng)加深掃。父巡橋梁巖土工程撕勘察要點惹難肚橋梁是道路建所筑的附屬建筑膛物，除特大型秧或重要橋梁外輝，一般不單獨(dú)牧編制設(shè)計任務(wù)絡(luò)書，而橋梁的銜設(shè)計僅包括初疑步設(shè)計和技術(shù)哀設(shè)計兩個階孟段坦.等(夫一報)帶初步設(shè)計階段靜工程地質(zhì)勘察政要點識初步設(shè)計階段偷工程地質(zhì)勘察柱任務(wù)是在幾條劇橋線比較方案喜范圍內(nèi)，全面憲查明各橋線方憤案的一般工程敲地質(zhì)條件，并負(fù)著重對橋線方克案起控制作用提的重大復(fù)雜地漸段進(jìn)行詳細(xì)勘貢察，特別是對拉其中關(guān)鍵性工幣程地質(zhì)問題與隱不良地質(zhì)現(xiàn)象掩的深部情況加華以深入剖析，分從技術(shù)可能性恰和經(jīng)濟(jì)合理性譽(yù)進(jìn)行綜合對比備，為選擇一條麥最優(yōu)的橋線方居案提供重要的隱工程地質(zhì)依借(夏二反)毅技術(shù)設(shè)計階段挪工程地質(zhì)勘察滔要點庸技術(shù)設(shè)計階段技工程地質(zhì)勘察川任務(wù)是在已選膏的最優(yōu)方案基為礎(chǔ)上，進(jìn)一步訂大量進(jìn)行鉆探蠅、試驗和原位搖測試工作，著尼重查明個別墩紀(jì)基特殊的工程餅地質(zhì)條件和局羊部地段存在的不嚴(yán)重工程地質(zhì)擴(kuò)問題，為橋線扮選擇基礎(chǔ)類型慈及其最佳位置溝以及施工方法享等提供必要的蠅工程地質(zhì)資料哥。嘆幣橋址選擇工程罵地質(zhì)論脅證疤寸橋址的選擇一印般要考慮下列卸幾個方面的問膝題：鑼(1井)間橋址應(yīng)選在河慢床較窄、河道利順直、河槽變豎遷不大、水流箭平穩(wěn)、兩岸地每勢較高而穩(wěn)定父、施工方便的求地方判。鞏(2逝)伍選擇覆蓋層薄搞、河床基底為菊堅硬完整的巖鳴體。若覆蓋層迷太厚，應(yīng)選在蟻無漫灘相和牛故軛湖相淤泥或章泥炭的地段，債避免選在尖滅掠層發(fā)育和非均防質(zhì)土層的地區(qū)死。畏(3村)海選擇在區(qū)域穩(wěn)輕定性條件較好梨、地質(zhì)構(gòu)造簡豐單、斷裂不發(fā)失育的地段，橋紹線方向應(yīng)與主斥要構(gòu)造線垂直元或大交角通過區(qū)。橋墩和橋臺貓盡量不置于斷腐層破碎帶和褶她皺軸線上，特虎別在高地震基趙本烈度區(qū)，必陰須遠(yuǎn)離活動斷句裂和主斷裂帶攤?？?4蝴)哀盡可能避開滑粥坡、巖溶、可堅液化土層等發(fā)景育的地段唉。繪(5艷)不在山區(qū)峽谷河涂流選擇橋址時福，力爭采用單欠孔跨越。在較么寬的深切河谷睡，應(yīng)選擇兩岸棟較低的地方通釋過，要求兩岸炊巖質(zhì)堅硬完整枯，地形稍寬一師些，適當(dāng)降低仙橋臺的高度，母降低造價，減甲少施工的困難們。胃殊橋基勘察中應(yīng)繪注意的問題鑄橋基工程地質(zhì)紛勘察的任務(wù)是庭為橋梁墩臺設(shè)碑計提供地質(zhì)資旨料。方法是在手調(diào)查與測繪的捉基礎(chǔ)上進(jìn)行勘娘探工作?？辈煨慕Y(jié)果應(yīng)提出贏：厘①罵橋位處的河床肌地質(zhì)斷面圖衰；御②什鉆孔柱狀斷面秧圖與鉆探記錄速；若③騰水、土的化驗覺與試驗資料。綠橋基工程地質(zhì)菊勘察應(yīng)注意的違主要問題調(diào)有逼:1)鉆孔布設(shè)阿鉆孔布設(shè)應(yīng)在派橋位工程地質(zhì)祖調(diào)查與測繪的谷基礎(chǔ)上進(jìn)。鉆岸孔數(shù)量取決于豎：螺①工設(shè)計階段蒸；色②章橋位地質(zhì)條件諸；榜③防擬采用的基礎(chǔ)墳類型。2)鉆孔深度桌鉆孔深度取決嘴于河床地質(zhì)條量件、基礎(chǔ)類型珠與基底埋玉深煙:3)操作規(guī)程主要參考書巾1藏、中華人民共拖和國國家標(biāo)準(zhǔn)障《巖土工程勘桑察規(guī)