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潜火山岩地层桥梁基础的勘察

时间:2022-05-20 18:30:05 浏览次数:

摘 要:以某桥甲墩、乙墩所处的潜火山岩地层为例,介绍了位于该地层的桥梁基础的勘察过程,查清了桥墩处潜火山岩地层的分布及其工程特性,提出了切实可行的工程措施建议。

关键词:潜火山岩;桥梁基础;勘察

1 概况

某铁路位于胶东半岛,所处地貌为剥蚀残丘、冲洪积平原及滨海平原,地形起伏不大。该铁路DK135+300~DK136+500段地貌以剥蚀残丘为主,地形有起伏,相对高差35m左右,地表大部基岩出露,地层以白垩系青山群(Kq)潜英安玢岩及白垩系莱阳群(Kl)页岩为主,铁路以桥梁及路基形式穿越。现结合该铁路某桥甲墩、乙墩的地层岩性,介绍一下潜火山岩地层桥梁工程基础的勘察。

2 区域地质

测区位于胶东半岛腹地,属华北地台(Ⅰ)鲁东地盾(Ⅱ)胶北隆起和胶莱坳陷这两个三级构造单元的结合部位,出露有岩浆岩、沉积岩、变质岩及第四系松散堆积物。桃村断裂带是一条长期、多次活动的断裂构造,具有非常重要的地质意义,经过吕梁运动时期及晋宁运动时期,在晚燕山运动时期形成莱阳盆地,接受莱阳群沉积,青山群火山岩沿断裂喷发、侵入。

青山群潜火山岩:潜火山岩属于侵入岩的一种,也叫次火山岩,形成深度一般小于1.5km,沿断裂以岩株、小岩株、脉状发育在基底岩系和盖层中。桥址区的潜火山岩以潜英安玢岩为主,呈岩株及岩脉发育在白垩系莱阳群(Kl)页岩地层内。

3 地层岩性

桥址区表覆第四系全新统坡洪积层(Q4al+pl)粉质黏土及粗角砾土,下伏白垩系下统莱阳群(K1l)页岩及白垩系下统青山群(K1q)潜英安玢岩。

(1)第四系堆积物:包括粉质黏土及含粉质黏土粗角砾土。粉质黏土位于地表,硬塑,厚0.8~4.2m,基本承载力σ0=160kPa;含粉质黏土粗角砾土位于粉质黏土层以下,稍密,基本承载力σ0=300kPa。

(2)白垩系下统青山群(K1q)潜英安玢岩:黄白色,灰白色,强风化~弱风化,粒状结构为主,少量呈斑状结构,块状构造,呈岩脉状出露于地表及侵入莱阳群页岩内,强、弱风化岩层承载力分别为800kPa、1200kPa。

(3)白垩系下统莱阳群(Kl)页岩:青灰色,灰黑色,强风化~弱风化,被潜英安玢岩侵入,页理结构,层状构造,强、弱风化基本承载力分别为500kPa、800kPa。

具体地层情况详见图1及图2。

4 勘察过程及工程措施建议

4.1 详细勘察

通过地质调汇、钻探等手段,基本查明了某桥甲墩、乙墩的地层情况,在工程地质报告里面给出了合理的工程措施建议。地层情况详见图1。

图1

(1)甲墩处进行了钻探,揭示潜英安玢岩呈岩脉状侵入页岩,厚度约为10.2m。岩脉一般沿裂隙侵入,其有分布不规则、厚度不均、风化不均的特性,且与页岩接触面易形成软弱层。建议采用摩擦桩基础,桩尖置于强风化页岩内。

(2)乙墩以调查为主,强风化潜英安玢岩出露于地表,岩层厚度超过20m。从调查看,岩性稳定,未见软弱层等不良地质体,建议采用明挖基础,以强风化潜英安玢岩为持力层。

4.2 施工图补勘

桥墩施工前,现场地勘工程师对施工图及现场地质情况进行了核对。依据核对情况对甲墩、乙墩进行了钻探,其地层情况见图2。

图2

(1)甲墩施工图采用了端承桩基础,持力层选取了潜英安玢岩岩脉作为持力层,与工程地质报告里工程措施建议不一致。与工程设计人员沟通后,现场地勘工程师认为若采用端承桩且以潜英安玢岩岩脉作为持力层,甲墩一个钻孔的勘探精度不满足要求。现场地勘工程师结合该墩的桩位布置组织了钻探工作,做出了甲墩的工程地质墩台展布图,见图2。钻探揭示该墩处潜英安玢岩岩脉厚度不均、风化程度不均,基本承载力不一致。若采用端承桩,不同桩的桩尖处基岩强度不一致,造成群桩基础软硬不均。后来设计人员依据新的勘探资料进行了设计,采用了摩擦桩,桩尖置于强风化页岩内。

(2)乙墩采用明挖基础,以强风化潜英安玢岩为持力层,与工程地质报告里的工程措施建议一致。施工单位在修建施工便道时开挖了陡壁,在陡壁A处发现呈碎石聚集状的包裹体,碎石间未见胶结,大致呈椭圆状,长轴长约2.5m,短轴长约0.6m。碎石原岩为页岩,推测此处位于潜英安玢岩侵入页岩的接触带,火山爆发潜英安玢岩侵入时捕获了页岩碎块,生成了碎石聚集状的包裹体软弱层。该软弱层对乙墩所处陡坡的稳定性产生了不利影响,若该墩仍然设置明挖基础,受上部荷载影响,陡壁可能会坍塌或滑移,进而影响桥梁基础的安全。遂对该墩进行了钻探,并建议采用摩擦桩基础,桩尖置于强风化页岩内。

5 结束语

5.1 以潜英安玢岩为代表的潜火山岩是一种特殊的侵入岩,形成深度浅,具有分布不规则、厚度不均、风化不均、侵入接触带易生成软弱层等特性,正确认识其特性才能开展相应的勘探,并提出适宜的工程措施建议。

5.2 对于潜火山岩地层,应利用地质调绘、钻探等多种手段进行勘探,相互验证。潜火山岩作为持力层应慎重,呈岩脉状的潜火山岩不宜作为端承桩的持力层。

5.3 加强施工图地质的核查,确保地质勘察与工程设计的良性互动。工程设计依赖地质勘察,地质勘察也要根据设计意图调整勘察精度,确保勘察质量。

参考文献

[1]山东省地质矿产局第四地质队.中华人民共和国区域地质调查报告夏甸幅、河头店幅、山前店幅、日庄幅[R].(比例尺1:50000).山东省地质矿产局.1995.

[2]邱家骧.岩浆岩岩石学[M].北京:地质出版社.1985 .

[3]TB 10012-2007 铁路工程地质勘察规范[S].

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