岩溶地区公路桥梁工程勘察与桥基处理
中兵勘察设计研究院有限公司， 北京 100053
摘要：公路桥梁建设中容易遇到一些复杂地形条件，岩溶地区公路桥梁施工做好勘察工作至关重要。由于岩溶地区自身具有一定的特殊性，工程勘察需要明确具体目标，选择合理的勘查技术。论文以此为基础对工程勘察与桥基处理展开探讨。
Abstract: It is easy to encounter some complicated terrain conditions in the construction of highway bridges. It is very important to carry out survey work on highway and bridge construction in the Karst area. Because the Karst area itself has certain special characteristics, engineering survey needs to specify specific targets and select reasonable exploration techniques. Based on this, the paper explores engineering survey and bridge foundation treatment.
关键词：岩溶地区；公路桥梁；工程勘察；桥基处理
Key words: Karst area; highway bridge; engineering survey; bridge foundation treatment
1 引言
岩溶地区复杂的地质结构增加了公路建设工程的施工难度，若施工单位在工程图纸的设计阶段未能对岩溶地区的地质情况进行深入的勘察与评估，则所设计的公路桥梁桩基在施工后将无法达到项目建设要求，降低公路建设工程的安全性，甚至影响整体工程建设质量。地质勘察是公路建设工程的基础，后期的所有工作依托于地质勘察的结果，因此，施工单位需要提高对地质勘察工作重要性的认识。
2 我国岩溶地区基本现状
岩溶也被称为喀斯特地貌类型，这种地貌类型在我国主要分布在贵州地区、广西地区、云南地区及广州等地，具有非常广泛的分布面积，是世界上最大的岩溶分布地区。其一般情况下基本的形态为溶洞、裂缝、暗河等。其中可溶性岩会在物理作用及化学作用的影响下产生一种特殊的地质地貌类型，这是我国土木工程进行施工中需要特别注意的内容。在作业过程中可能出现渗漏问题，也可能导致地区不稳定情况的出现，还可能出现涌水及涌泥土等现象，若未能对这些问题进行全面并仔细的排查，则可能出现非常严重的基础施工工程问题，影响工程施工进度。目前我国的喀斯特地貌（岩溶）地区由于土层薄、岩石出露，再加上地形多为陡坡，水土流失严重，正在面临石漠化问题。这种问题出现的人为原因是人类过度开采及开垦，并进行不科学的耕作，同时还出现了严重的乱砍滥伐现象。这些行为都是非常严重的环境破坏行为，是导致石漠化形成的主要原因。我国的岩溶地区人口较多，但是经济发展较为落后，贫穷人口较多，人们没有较强的环境保护意识，出现了过度的资源开采情况，导致石漠化现象越来越严重。岩溶地区本身地貌类型较为特殊，加上地区所在的生态环境不断恶化，在进行土木工程作业中，更需要加强勘察手段的使用，才能对工程的正常进行提供一定的保障。
3 岩溶地区公路桥梁工程勘察
3.1 勘察的目的和任务
第一，查明建筑场地各公路桥梁层的成因、时代、地层结构和均匀性以及特殊性公路桥梁的性质，查明基础下软弱和坚硬地层分布，以及各公路桥梁层的物理力学性质。对于岩质的地基和基坑工程，应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质量等级和风化程度。第二，查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、初见及稳定水位；提供季节变化幅度和各主要地层的渗透系数；提供基坑开挖工程应采取的地下水控制措施，当采用降水控制措施时，分析评价降水对周围环境的影响。第三，查明场地所存在的不良地质条件并分析评价。
3.2 选择合理的勘察技术
3.2.1 钻探法
钻探法是目前了解岩溶地区地质情况的常见方法，在预测岩溶地区断裂以及富水区分布情况时，通过钻探法可以及时验证勘察结果的异常，并根据钻探的样本信息，确定岩层以及含水层风化程度，快速圈出施工地区的富水地段，最终为钻机就位提供理想的参考依据[1]。
3.2.2 地球物理勘探技术
地球物理勘探技术主要利用地球物理基本原理，将岩石的基本密度、性质、放射性等物理因素作为主要依据，利用相关办法及仪器，对勘探地区的水文情况及地质基本条件进行勘探，保证勘探工作的正常进行。在岩溶地区对物理勘探技术进行使用能够保证勘探效率的提升，对各种高科技仪器设备进行应用，促进勘探工作的准确性及无误性。通过技术及设备的配合，能够对地下岩溶的实际分布情况进行全面了解，并对分布情况进行全面分析。我国科学技术在近年来的发展速度不断加快，研究工作人员已经加强对勘探技术及方式的研究，勘探技术也逐渐朝着成熟化方向不断发展。上述的这种技术能够与其他方式进行合理有效地结合，能够将地质数据勘探的准确性提升，还能够将工程施工现场的基本地质情况进行全面掌握。
3.2.3 高密度电法勘察技术
高密度电法与地球物理勘探技术相同，都需要借助专业的仪器来进行地质勘察工作，高密度电法在勘察过程中需要运用相应的仪器设备和测线测量技术。在开展岩溶地区勘察工作时，勘察人员结合施工现场桥梁桩基点的分布图，通过GPS定位系统进行施工现场的实地测量剖面布局。一般情况下，实地测量剖面主要包括一到两条既定线位的高密度测量路径来作为辅助。目前，我国许多施工单位在开展岩溶地区地质勘察工作时所使用的勘察仪器基本为我国境内企业生产的型号为DUK—2A的仪器。在实际的勘察过程中，该仪器设备可以根据岩溶地区的地形地貌以及地质结构等因素，确定一个基本的电极距离，并在其他设备的配合下准确地开展勘察工作。此外，运用高密度电法进行勘察对勘察人员的综合素质水平有一定的要求，勘察人员需要提前了解该技术的技术原理与性能，并熟练地运用仪器设备，保证地质勘察工作的顺利进行[2]。
3.2.4 抽水试验
抽水试验的主要目的，是对项目施工地区的富水程度进行评价，工作人员根据钻孔法所确定的含水层范围，对含水层的水质情况作出评价，为后期处理提供必要的数据支持。
3.2.5 静力触探技术
静力触探技术利用压力装置对安装有触探头的探杆进行应用，将其深入地下土层中，利用测量系统对土层的惯性阻力进行全面的数据测量，对岩溶地区覆盖土层和填充内部的土层物力基本性质进行测量，根据基本的测量结果对岩溶地区的地层基本物理性质进行分析。这种技术一般会使用在填土、黏土及碎石土等土质承载能力较低的土质当中，岩溶地区中使用静力触探技术可以将其应用在覆盖型岩溶地质勘测工作中。这种技术能够在相关地质及外部条件下对很多技术不能探测的地方进行探测，例如，在对覆盖型岩溶地质地貌类型进行实际勘察的过程中，静力触探技术能够对比较隐蔽的土洞实际分布情况及具体位置进行勘探，面对不同类型的工程地质情况，静力触探技术能够和雷达技术进行结合，提升岩溶地区对工程地质情况的勘察准确度[3]。
4 岩溶地区公路桥梁桥基处理分析
根据以往的岩溶地区公路桥梁工程的桥基处理经验，发现路桥过渡段出现地基沉降的主要原因为以下几种：第一，钻探深度不够；第二，地质钻探布孔过少；第三，没有及时探明软土地基的存在；第四，没有探明软土地基的范围、深度和物理力学性质。正是因为这些失误，导致在后续的施工过程中，没有对该路段的软土地基进行相应的加固处理，或者所选用的方法不合理，从而导致桥基出现沉降。另外，在对软土地基进行加固的过程中，加固计算参数和计算方法与软土地基的实际情况不相符，也会使得软土地基的处理措施无法达到预期的效果。当桥基填料被雨水侵蚀之后，就会使得桥基的强度降低，进而造成公路桥梁工程桥基出现沉降。在对岩溶地区的桥基进行设计的过程中，一定要注意路线的布设，尽量远离岩溶严重的地段。对于岩溶分布比较密集的地段，如果只是会对个别墩台的基础产生影响，则需要进行特殊的设计，然后再对总体部署进行另外的安排。比如：可以利用大跨来跨过岩溶比较密集的地段、用不等跨来避开不利基础设置的不稳、增加桥的长度或桥孔的数目等措施，有效地避免岩溶比较密集的地段。另外，还可以适当减少一些处治工程，比如：在桩基悬空或者靠近临空面的部位，可以适当加大桩长和桩的直径，并将桩放置在比较稳固的基岩上，同时也可以在桩基的附近再加设一根桩，然后采取比较强劲的承台，把这两个桩连接在一块，这样可以有效地增强主柱的承载力。除此之外，在实际的施工过程中，施工人员一定要对地质资料和施工方案进行认真的研究，并准备好应变措施，这样才能够对各种突发事件进行灵活的处理。同时还需要根据公路桥梁工程的实际情况，选择适合的桥基处理方式，对溶洞进行填充加固时，则可以优先选用物理、化学注浆法进行加固处理，可以有效提升桥基的强度。
5 结语
现阶段，在岩溶地区的公路桥梁项目施工中，对相关地区开展地质勘察已经成为保证工程施工顺利进行的关键。当前岩溶地区的地质勘察难度较大，因此，对于相关人员而言，在未来工作中需要充分利用高密度电法物探等先进性，以准确的勘查结果为桥基施工做基础。
参考文献
[1]刘健.杭长高速公路北延段岩溶区勘察及岩溶处治方法研究[D].杭州:浙江大学,2018.
[2]崔怀树.岩溶地区的工程地质勘察与稳定性分区[J].居舍,2017(30):124.
[3]胡建华,卢超健,赵家明.浅析岩溶地区工程地质勘察手段及应用[J].浙江建筑,2016,33(6):17-20+31.
