重庆市某大桥岩土物理力学特征及塔墩工程地质评价

谢 波

(中交路桥华南工程有限公司，广东 中山 528402)



重庆市某大桥岩土物理力学特征及塔墩工程地质评价

谢 波

(中交路桥华南工程有限公司，广东 中山 528402)

以重庆市某大桥工程为例，对该工程场地进行了物理力学实验，获得了岩土的物理力学性质参数建议值，并在此基础上，评价了主桥Ⅰ号和Ⅱ号塔墩的工程地质条件，为该桥梁的施工提供了依据。

桥梁，岩土，物理力学性质，塔墩

1 概述

大桥和特大桥工程区的选址及其所坐落的岩土地基性质，对于其后期的绝对稳定和安全具有决定性的作用，因此，对工程区岩土物理力学性质的研究，是不可或缺的[1，2]。重庆某长江大桥是连接主城区商业中心和新城区的城市交通枢纽工程，也是长江上游段规划的主要过江通道之一。桥型为斜拉桥，主跨730 m，大桥中线总长约2.118 km，按跨径划分属于特大桥。本文以重庆某长江大桥为研究对象，通过系统的岩土物理力学实验，重点对其桥墩的工程地质条件进行评价。

2 岩土物理力学特征

2.1 土体实验

工程区土类主要有第四系残坡积层和崩坡积层，前期勘查工作对第四系残坡积层取样进行了室内物理力学性质试验，试验成果见表1，表2，并对部分土层进行了现场标准贯入测试。

表1 桥址区土体物理性质试验成果统计表

表2 桥址区土体力学性质试验成果统计表

根据本次试验成果，结合工程经验，我们提出工程区内各类土的物理力学性质参数建议值(见表3)。

表3 桥址区土的物理力学性质参数建议值表

2.2 岩体实验

工程区内基岩主要为侏罗系中统上沙溪庙组，岩性为长石砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩及泥岩，勘察中取岩样进行了室内物理力学性质试验，分部位对各类岩石的物理力学性质试验成果进行了统计，结果见表4。

表4 北塔墩岩石力学性质试验成果统计表

上述实验结果显示，长石砂岩、细砂岩抗压强度较高，其中等风化岩石饱和单轴抗压强度平均值为25 MPa～32 MPa，微风化岩石饱和单轴抗压强度平均值为37 MPa～53 MPa；中等风化长石砂岩、细砂岩为软质岩，微风化长石砂岩、细砂岩为硬质岩。泥质粉砂岩中等风化岩石饱和单轴抗压强度平均值为9 MPa～14 MPa，微风化岩石饱和单轴抗压强度平均值为15 MPa～17 MPa，在中等风化状和微风化状下均为软质岩石。根据周边岩土工程勘察成果及工程经验，泥岩中等风化岩石饱和单轴抗压强度为5 MPa；根据本次试验成果，微风化岩石饱和单轴抗压强度平均值7 MPa～9 MPa左右。中等风化泥岩为软质岩(偏极软)，微风化泥岩为软质岩。在上述实验结果的基础上，选定北塔墩各类岩石的物理力学性质参数建议值(见表5)。

表5 北塔墩岩石物理力学性质参数建议值表

2.3 岩土体承载力

根据土的物理力学性质，结合工程经验[3]，进而提出区内各类土的承载力基本容许值建议值。第四系粉质粘土夹碎块石、碎块石夹粉质粘土、卵石夹砂、砾石和粉质粘土夹碎块石分别为140 kPa，250 kPa，260 kPa和150 kPa。并根据岩石的饱和单轴抗压强度，结合地形特征及岩体裂隙发育特征，工程区各类基岩地基承载力基本容许值建议值如下：长石砂岩：800 kPa～3 700 kPa；细砂岩：700 kPa～3 400 kPa；泥质粉砂岩：400 kPa～1 500 kPa和泥岩：280 kPa～1 100 kPa。

3 主桥Ⅰ号塔墩工程地质条件评价

Ⅰ号塔墩塔高约202 m。基础拟采用群桩基础，位于长江北岸库水边陡崖顶部缓坡平台上，距陡崖边缘9 m～21 m。I号塔墩处地层由上而下依次为第四系残坡积层和侏罗系中统上沙溪庙组。前者为黄褐色粉质粘土(夹碎块石)，厚4 m～6 m。后者顶部为长石砂岩夹泥质粉砂岩，厚层～巨厚层状，铅直厚度约73 m。强风化层厚约0.5 m，中等风化层厚21.9 m～37.5 m，其下为微风化层。长石砂岩中局部夹强风化层(厚度一般小于2.8 m)。基岩顶面高程177 m～179 m。底部为泥质粉砂岩夹长石砂岩，中厚层～巨厚层状，呈微风化状。该层顶面高程约105.7 m，揭露铅直厚度37.7 m，未见底。Ⅰ号塔墩地基持力层主要为中等～微风化长石砂岩，其主要的物理力学性指标建议值见表6。

表6 Ⅰ号塔墩地基持力层物理力学性指标建议值

Ⅰ号塔墩岸坡顶为缓坡平台，坡顶地面高程180.5 m～182.9 m，岸坡高约103 m。岸坡呈台阶状，坡面总体较陡，坡度总体为17°～50°，岸坡上部局部为呈带状分布的陡崖，下部坡度相对较缓，坡度约17°～40°；地质结构类型为岩质岸坡，边坡主要由砂岩组成，另外在高程149 m～155 m之间及在高程约104 m～106 m以下为泥质粉砂岩；岩体完整。

4 主桥Ⅱ号塔墩工程地质条件评价

Ⅱ号塔墩塔高约250 m。基础拟采用群桩基础。场地位于水下，三峡水库正常蓄水位时，地层由上而下依次为第四系人工填土、残坡积层和侏罗系中统上沙溪庙组。其中人工填土由粉细砂、卵石(夹砂、砾)组成，结构松散，厚度不均一，钻孔揭露最大厚度为4 m，地表局部有分布。承载力基本容许值建议值：粉细砂为100 kPa，卵石(夹砂、砾)为260 kPa。残坡积层为黄褐色粉质粘土夹碎块石。该层厚0.5 m～1.3 m，局部有分布。承载力基本容许值建议值为150 kPa。侏罗系上沙溪庙组顶部为长石砂岩夹少量泥质粉砂岩，厚层～巨厚层状，铅直厚度12.3 m～18.9 m。底部为泥质粉砂岩夹砂岩(长石砂岩及细砂岩)及泥岩，中厚层～巨厚层状，揭露铅直厚度45 m～53 m，未见底。

Ⅱ号塔墩地基持力层主要为微风化长石砂岩及细砂岩，次为微风化泥质粉砂岩，其主要的物理力学性指标建议值见表7。

表7 南塔墩地基持力层物理力学性指标建议值

场地第四系覆盖层承载力低，工程地质特性差，不能作为基础持力层。基岩为侏罗系中统上沙溪庙组中等风化长石砂岩，其承载力较高，但其厚度较薄；其下为泥质粉砂岩夹砂岩(长石砂岩和细砂岩)及泥岩，该层砂岩之上为厚17.3 m～21.3 m的泥质粉砂岩夹泥岩，该泥质粉砂岩层中上部局部为强～中等风化状，其承载力较低，而且局部有风化夹层，受压易产生不均匀沉降变形问题，因此该泥质粉砂岩层不宜作为群桩基础的桩端持力层；厚6.4 m～13.6 m的砂岩为微风化状，其承载力较高，工程地质特性较好，是较好的桩端持力层。场地位于水下，地面高程119 m～124 m，地形坡度2°～8°，地形平缓。覆盖层厚度一般小于2 m，基岩顶部为层面平缓的长石砂岩。设计桩端持力层为高程71.6 m～81.8 m之间的厚7 m左右的微风化长石砂岩及细砂岩，其承载力较高，工程地质特性较好，是较好的地基持力层。

[1] 李美军.宜宾戎州金沙江大桥设计计算及特点[J].西南公路，2010(4)：75-78.

[2] 李鸿滨，喻 勇，汪 宏.安庆长江公路大桥主桥基桩岩土力学性质实验[J].结构分析与实验研究，2002(15)：836-849.

[3] JTG D60—2004，公路桥涵设计通用规范[S].

Characteristics of geotechnical physics-mechanics of rock and soil and engineering geological evaluation of tower piers from a Chongqing Bridge

Xie Bo

(Road&BridgeSouthChinaEngineeringCo.,Ltd,Zhongshan528402,China)

Taking some bridge project in Chongqing as the example, the paper undertakes the physics-mechanics experiment for the project site, achieves the suggested physics-mechanics parameter value of the rock and soil, and evaluates the engineering geological conditions for the No.Ⅰ and No.Ⅱ Tower piers of the main bridge, so as to provide some reference for the bridge construction.

bridge, rock and soil, physical and mechanical properties, tower pier

1009-6825(2016)10-0191-02

2016-01-21

谢 波(1985- )，男，助理工程师

U441

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