岩土工程勘察之道路和桥梁

第十四章道路和桥梁14.1路(路基)岩土工程勘察一、概述公路与铁路在结构上相同点：(1)都是线型工程(2)在山区线路中，崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象都是道路的主要威胁，而地形条件又是制约线路的纵向坡度和曲率半径的重要因素(见表14－1和表14－2)(3)两种线路的结构都是由三类建筑物所组成：第一类为路基工程，第二类为桥隧工程(如桥梁、隧道、涵洞等)，第三类是防护建筑物(如明硐、挡土墙、护坡、排水盲沟等)。公路与铁路的工程地质问题大体相似，但铁路比公路对地质和地形的要求更高。二、主要工程地质问题(一)路线选择工程地质论证：一个重要的因素，也是控制性的路线选择是由多种因素决定的，地质条件是其中的因素。路线方案有大方案与小方案之分，大方案是指影响全局的路线方案，一般是属于选择路线基本走向的问题；小方案是指局部性的路线方案，一般是属于线位方案。下面分山岭区与平原区两种情况进行研究1)山岭区(1)沿河线是山区选线优先考虑的方案，但在深切的峡谷区，如两岸张裂隙发育，高陡的山坡处于极限平衡状态时，采用沿河线则应慎重考虑。沿河线路线布局的主要问题是：①路线选择走河流的哪一岸；②路线放在什么高度；③在什么地点跨河。路线选择走河流的哪一岸，应结合河谷的地貌、地质条件进行分析比较；路线宜选择在有山麓缓坡、较低阶地可利用的一岸，尽可能避让大段的悬崖峭壁；在积雪和严寒地区，路线宜尽可能选择在阳坡一岸；在顺向谷中，路线应注意选择在基岩山坡较稳定、不良地质现象较少的一岸；不能避免沿断裂谷布线时，应仔细比较两岸出露岩层的岩性、产状和裂隙情况，选择相对有利的一岸。在山地河谷中，常常会遇到崩塌、滑坡、泥石流、雪崩等不良地质现象。如两岸皆有，应通过详细调查分析，选择比较有利的一岸。如规模大、危害重且不易防治时，则应考虑避让。跨河到对岸避让时，还应考虑上述不良地质现象可能冲击对岸的范围;在强震区的沿河线，更应注意避让悬崖峭壁以及大型不良地质现象地段。避免沿断裂破碎带布线并努力争取地质地貌条件对抗震有利的河岸;沿河线的线位高低，应根据河岸的地质地貌条件以及河流的水流情况来考虑。(2)越岭线：越岭线布局的主要问题是：①垭口选择；②过岭标高选择；③展线山坡选择。这三者是相互联系、相互影响的，不能孤立的考虑，而应当综合考虑。越岭方案可分路堑与隧道两种。选择哪种方案过岭，应结合山岭的地形、地质和气候条件考虑。下列情况可以考虑隧道方案：①采用较短隧道可以大大缩短路线长度、改善路线标准时；②在高寒山区采用隧道可以避免或大大减轻冰、雪灾害时；③地面崩塌、滑坡等不良地质现象较发育时。对于路堑过岭方案，选择标高最低的垭口和适宜展线的山坡是非常重要的；对于隧道过岭方案，应选择可以用较低标高和较短隧道通过的垭口。路堑方案的一些工程地质问题(1)垭口选择捐垭口是越岭线怒的控制点，在冷符合路线基本耽走向的前提下爆，要全面考虑灵垭口的标高、胶地形地质条件恰和展线条件来猎选择；复通常应选择标监高较低的垭口棵，特别是在积唐雪、结冰地区抢，更应注意选串择低垭口，以世减少冰、雪灾园害；默对宽厚的垭口掉，只宜采用浅形挖低填方案，红过岭标高基本俭上就是垭口标帅高。对瘠薄的动垭口，常常采排用深挖方式，陡以降低过岭标绕高，缩短展线指长度，这时就对要特别注意垭答口的地质条件柱；盘断层破碎带型要垭口，对深挖森特别不利。由蜜单斜岩层构成袍的垭口，如为拴页岩、砂页岩罢互层、片岩、披千枚岩等易风傲化、易滑动的锦岩层组成时，猎对深挖也常常菠是很不利的腰。禾题(2欺)愚展线山坡顷山坡线是越岭卡线的主要组成旦部分，选择垭酷口的同时，必交须注意两侧山蕉坡展线条件的辫好坏。评价山众坡的展线条件党，主要看山坡筑的坡度、断面寿形式和地质构双造，山坡的切艇割情况，以及薪有无不良地质北现象等。激坡度平缓而又肚少切割的山坡腾有利于展线；滩山坡岩层的岩摧性和地质构造送对于路基稳定咐有极大影响。2)平原区巷地面水特征是委首先应考虑的携因素会；森男地下水特征也稻是应该仔细考们虑的重要因素董；律新在有风沙流、骄风吹雪的地区令，要注意路线占走向与风向的锯关系，确定适聚宜的路基高度楚，选择适宜的辰路基横断面，芒以避免或减轻祖道路的沙埋、陆雪阻灾害；安在大河河口、腿河网湖区、沿顾海平原、凹陷唇平原等地区，凯常常会遇到淤据泥、泥炭等软吸弱地基的问题碗；多在广阔的大平仍原内，砂、石听等筑路材料往饶往是很缺乏的兽。形对于强震区还涂应特别注意以守下几点：蒸(1小)会路线应尽量避习开地势低洼、模地基软弱的地川带，选择地势齿较高、排水较细好、地下水位忘较深、地基内冬无软弱明层友(永粉细砂和软粘横土洽)透的地带通过，膏同时注意路基燥排水、路基压煌实等工作，以饰避免严重的喷丛水冒砂，并减帖轻路基开裂、溉下沉等震害；野(2戒)仓不应沿河岸、震水渠布线，不俊得已时，应远方离河岸、水渠庸，以防强震时扮河岸滑移危害滚路基，并避免鼠严重的喷水冒摧砂；凉(3尊)厉对于铁路和重赤要公路，应尽蛾量避免沿发震躁断层两侧危险会地带布线；无三法绕避时则应笼垂直于发震断今裂通过。菊(奥二杆)部路基主要工程温地质问想题哪侵道路路基包括粪路堤、路堑和什半路堤、半路浆堑式等岛。后耀路基的主要工逃程地质问题是并：牛1么)羊路基边坡稳定组性问捞题六消；番2双)嚼路基基底稳定比性问络题收裁；厨3稀)更道路冻害问待题换扔扎；姑投4冰)用天然建筑材料赌问题。赤三、道路岩土袜工程勘哲察斯充道路岩土工程片勘察的任务是录运用工程地质畜学的理论和方跑法，去认识道狱路通过地带的习工程地质条件它，为道路的设三计和施工提供容依据和指集导找.弹道路岩土工程忘勘察，包括新海建道路与改建撑道路的勘察工港作，均应按照丽规定的设计程先序分阶段进行胖。常用的设计肥阶段与步骤是朗：踏勘、初察辱与详察。坑(招一梢)孙道路岩土工程膊勘察的工作内哗容味1愤)穗路线岩土工程邮勘沟察坛蹈2催)鞠特殊地质、不万良地质地恐区往(株地棉段膏)丸的岩土工程勘施察秘淋3恒)皱路基路面岩土忌工程勘嫂察窝左4产)允桥渡岩土工程裹勘艳察偷而5驻)壶隧道岩土工程灯勘拉察撇谋6那)暑筑路材料勘察帖(公二附)贞道路岩土工程穗勘察的主要方揉法纱携道路岩土工程抚勘察方法，主化要有研究既有修资料、调查与惨测绘、勘探、啦试验与监测等岛几方面。须1惊)耽研究既有资磁料虽察收集的资料一刺般应包括以下娃几个方面的内承容犹：妥罪(1绝)显区域地质资料艘；配(2忘)妈地形、地貌资粉料坑；筹(3哗)僚区域水文地质怀资料念；搬(4悦)啦物理地质作用尝和现象袭；车(5掀)驳地震资料把；忧(6畅)梅气象资料极；选(7现)石其他有关资浊料村(菠如气候、水文讲、植被、土壤睬等当)喉。盲(8栏)夫工程经验抵上述资料，应撇包括政府和生悔产、科研、教助学等部门所出如的一切有参考缴价值的地质图誓、文献、调查稍报告等。当勘亮察地区面积较叹大以及地形、啊地质条件比较河复杂时，应特拥别注意收集利磨用既有的航空软照片和卫星照劲片。钥2怀)劣调查与测营绘糟搏调查与测绘是烘工程地质勘察惯的主要方法趁。滨橡(1快)剥工程地质调查排工程地质调查依主要是采用野细外观察和访问请群众的方法，集需要时可配合饲适量的勘探和讨试验工作。层(2吸)假工程地质测绘尸虽碌工程地质测绘提基本内容如下忆：顽①景地形、地貌辣；姨②能地层、岩性芹；档③泄地质构造狗；删④苦第四纪地质龟；晌⑤黎地表水及地下宏水繁；磨⑥掠特殊地质、不侮良地质。3)勘探哨勘探是岩土工芳程勘察的重要忘方法，是获取等深部地质资料浓必不可少的手后段疮。睁寇道路岩土工程隶勘探的方法有倦坑探、钻探、帝地球物理勘探禾等几类变。窜4)试验鱼试验是岩土工钢程勘察的重要托环节，是对岩剑土工程性质进覆行定量评价的灌必不可少的方堆法，是解决某跨些复杂的工程躺地质问题的主岗要途径；重工程地质试验鸟可分为室内试薯验与野外试验仁两种。5)监测薄14.考2液桥梁岩土工程哑勘察散迟概述底桥梁是由正桥阶、引桥和导流换等工程组成，跑正桥是主体，呜位于河两岸桥捧台之间，桥墩银均位于河中。默引桥是连接正焰桥与原线的建鞠筑物，常位于搜河漫滩或阶地寇之上，它可以呈是高路堤或桥蛾梁；导流建筑骑包括护岸、护昂坡、导流堤和玉丁坝等，是保野护桥梁等各种后建筑物的稳定吸，不受河流冲直刷破坏的附属贷工程。糊按桥梁结构可烦分为梁桥、拱制桥和钢架桥等训，而跨越间歇权性水流、无水纺的山涧或干谷搁等地段的桥梁同，均称为旱桥理。弊地质条件是选我择桥梁结构的益主要依据拖。费桨熄桥梁建筑工程雕地质研唱究答岔(疲一呀)园桥墩台主要工淘程地质问题耻桥墩台主要工彩程地质问题包旨括桥墩台地基睛稳定性、桥台正的偏心受压及绳桥墩台地基的疤冲刷问题妥等螺竭1变)变桥墩台地基稳士定性问浮题饥戏桥墩台地基稳饭定性主要取决劳于墩台地基中享岩土体的允许吩承载力薯2源)忆桥台的偏心受热压问构题巷薪产生原因：桥弓台除了承受垂肯直压力外，还贪承受到岸坡的工侧向主动土压桥力，在有滑坡现的情况下，还筑受到滑坡的水返平推力，使桥舌台基底总是处甘在偏心荷载状毙态下；桥墩的质偏心荷载，主印要是由于列车框在桥梁上行驶贼突然中断而产逗生楚的拦.盾工程实践中常胖采用材料力学驼中的偏心受力肉公式来计算矩荣形平面的桥基翠，尤其是桥台槐基底的总压力条。菊3烟)惩桥墩台地基的毒冲刷问题棵桥墩台基础的纷埋深，除决定紧于持力层的埋乐深与性质外，榆还应满足下列耐要求：筑(1正)促在无冲刷处，贴除坚硬岩石地淋基外，应埋置圾在地面以下不众小于桑1m授处可。厚(2达)兰在有冲刷处，绑应埋置在墩台蒸附近最大冲刷黄线以下不小于润表叨14-雄3隶规定的数值邻。搬(3猴)交基础建于抗冲烦刷较差的岩石雄上容(厉如页岩、泥岩扔、千枚岩和泥腾砾岩科等抗)蕉，应适当加深扫。父巡桥梁岩土工程撕勘察要点惹难肚桥梁是道路建所筑的附属建筑膛物，除特大型秧或重要桥梁外辉，一般不单独牧编制设计任务络书，而桥梁的衔设计仅包括初疑步设计和技术哀设计两个阶孟段坦.等(夫一报)带初步设计阶段静工程地质勘察政要点识初步设计阶段偷工程地质勘察柱任务是在几条剧桥线比较方案喜范围内，全面宪查明各桥线方愤案的一般工程敲地质条件，并负着重对桥线方克案起控制作用提的重大复杂地渐段进行详细勘贡察，特别是对拉其中关键性工币程地质问题与隐不良地质现象掩的深部情况加华以深入剖析，分从技术可能性恰和经济合理性誉进行综合对比备，为选择一条麦最优的桥线方居案提供重要的隐工程地质依借(夏二反)毅技术设计阶段挪工程地质勘察滔要点庸技术设计阶段技工程地质勘察川任务是在已选膏的最优方案基为础上，进一步订大量进行钻探蝇、试验和原位摇测试工作，着尼重查明个别墩纪基特殊的工程饼地质条件和局羊部地段存在的不严重工程地质扩问题，为桥线扮选择基础类型慈及其最佳位置沟以及施工方法享等提供必要的蝇工程地质资料哥。叹币桥址选择工程骂地质论胁证疤寸桥址的选择一印般要考虑下列卸几个方面的问膝题：锣(1井)间桥址应选在河慢床较窄、河道利顺直、河槽变竖迁不大、水流箭平稳、两岸地每势较高而稳定父、施工方便的求地方判。巩(2逝)伍选择覆盖层薄搞、河床基底为菊坚硬完整的岩鸣体。若覆盖层迷太厚，应选在蚁无漫滩相和牛故轭湖相淤泥或章泥炭的地段，债避免选在尖灭掠层发育和非均防质土层的地区死。畏(3村)海选择在区域稳轻定性条件较好梨、地质构造简丰单、断裂不发失育的地段，桥绍线方向应与主斥要构造线垂直元或大交角通过区。桥墩和桥台猫尽量不置于断腐层破碎带和褶她皱轴线上，特虎别在高地震基赵本烈度区，必阴须远离活动断句裂和主断裂带摊。渴(4蝴)哀尽可能避开滑粥坡、岩溶、可坚液化土层等发景育的地段唉。绘(5艳)不在山区峡谷河涂流选择桥址时福，力争采用单欠孔跨越。在较么宽的深切河谷睡，应选择两岸栋较低的地方通释过，要求两岸炊岩质坚硬完整枯，地形稍宽一师些，适当降低仙桥台的高度，母降低造价，减甲少施工的困难们。胃殊桥基勘察中应绘注意的问题铸桥基工程地质纷勘察的任务是庭为桥梁墩台设碑计提供地质资旨料。方法是在手调查与测绘的捉基础上进行勘娘探工作。勘察歇的结果应提出赢：厘①骂桥位处的河床肌地质断面图衰；御②什钻孔柱状断面秧图与钻探记录速；若③腾水、土的化验觉与试验资料。绿桥基工程地质菊勘察应注意的违主要问题调有逼:1)钻孔布设阿钻孔布设应在派桥位工程地质祖调查与测绘的谷基础上进。钻岸孔数量取决于竖：螺①工设计阶段蒸；色②章桥位地质条件诸；榜③防拟采用的基础坟类型。2)钻孔深度桌钻孔深度取决嘴于河床地质条量件、基础类型珠与基底埋玉深烟:3)操作规程主要参考书巾1藏、中华人民共拖和国国家标准障《岩土工程勘桑察规