崔 軍，宋明健

(1.中冶集團(tuán)武漢勘察研究院有限公司，湖北 武漢 430080;2.中國(guó)十九冶集團(tuán)有限公司，四川 成都 610031)

1 工程概況

某擬加固擴(kuò)建大橋，位于“5·12”大地震重災(zāi)區(qū)汶川縣縣城內(nèi)。原大橋全長(zhǎng)122 m，為雙車(chē)道雙人行道設(shè)計(jì)，橋面寬9.0m，左右側(cè)人行道加護(hù)欄寬各約1.0m，大橋左岸延伸100m有余，與縣城南區(qū)主街道岷江路和東街路相交，大橋右岸直接與大橋路和沿右岸分布的213國(guó)道組成十字路口，交通位置如圖1所示。

圖1 大橋橋位交通圖

因大橋連接縣城南、北岸中心地帶，交通流量大，而最初設(shè)計(jì)的規(guī)模幾乎不能滿(mǎn)足日益增加的行人通車(chē)需要，且“5·12”地震期間，橋體各處均有不同程度的損傷。故廣州市對(duì)口支援汶川縣威州鎮(zhèn)前線(xiàn)工作組，會(huì)同廣州市市政工程設(shè)計(jì)院、廣州市廣園市政建設(shè)有限公司等單位決定對(duì)該大橋進(jìn)行加固加寬處理。規(guī)劃后的新大橋，橋面長(zhǎng)度和橋位中軸線(xiàn)位置保持不變，僅在現(xiàn)有橋位橋面上下游輪廓線(xiàn)的基礎(chǔ)上，向大橋兩側(cè)各加寬4.0m，竣工后的新大橋橋面寬度變?yōu)?車(chē)道17 m。

2 區(qū)域氣象及地質(zhì)構(gòu)造特征

2.1 地形及地層

工程區(qū)域地處龍門(mén)山系和邛崍山系之間，為高山峽谷地區(qū)。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育比較完整，其中奧陶系、志留系地層大部缺失，小范圍有出露。場(chǎng)區(qū)主要為第四系殘坡積、崩坡積物(Q4el+dl)、第四系沖洪積(Q4al+pl)，第四系更新統(tǒng)冰漬層(Qp)覆蓋。下伏基巖為泥盆系月里寨群(Dyl)。

2.2 氣象及水文

大橋所在區(qū)域盛夏受太平洋暖流高壓控制，冬季受西北高原冷氣流的影響。夏短無(wú)酷暑，冬長(zhǎng)無(wú)嚴(yán)寒，春秋溫和，作物生長(zhǎng)期長(zhǎng)的氣候特點(diǎn)。多年平均降水量為1190.9mm，南部和北部地區(qū)降水量差異很大，由南至北遞減。

場(chǎng)區(qū)地表水主要為岷江河，岷江河床寬約120m，河床坡比約2%～4%，河水由東北方向經(jīng)橋位后向南西方向流出，對(duì)左岸沖刷作用較大，受降雨以及上游水電站放水影響，河面水位日變化較為頻繁。

場(chǎng)區(qū)地下水類(lèi)型主要有第四系堆積層中的孔隙潛水和基巖中的裂隙水，基巖中裂隙水埋藏深，勘察中未揭露。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

場(chǎng)區(qū)位于龍門(mén)山斷裂帶，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。元古代中期地殼發(fā)生“晉寧運(yùn)動(dòng)”，使大渡河畔固結(jié)陸殼基底“黃水河群”發(fā)生強(qiáng)烈褶皺和斷裂，伴隨大量巖漿侵入，巖層遭受變質(zhì)破碎、移位、卷曲。古生代寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)地殼發(fā)生“興凱”、“古浪”、“祁連”、“天山”、“伊寧”等幾次強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)，使龍門(mén)山華夏系構(gòu)造的九頂山華夏構(gòu)造基本定型。伴隨的巖漿活動(dòng)形成褶皺、斷裂帶上的各種巖漿巖體。由于受構(gòu)造及斷層的影響，巖體普遍破碎。

2.4 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為區(qū)域性地殼急劇上升并伴隨斷裂活動(dòng)，在上升中有短暫間歇，上升幅度隨時(shí)間推移遞減。區(qū)域地處九頂山華夏系構(gòu)造帶，青川～茂汶斷裂帶、北川～映秀斷裂帶呈北東－南西方向斜穿全境，影響寬度13～32 km，約占境內(nèi)面積的三分之二。

區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)較為頻繁。根據(jù)年代和震中范圍和震級(jí)統(tǒng)計(jì);1952年以前，區(qū)域內(nèi)有記載的歷史地震30次;1952年至1984年2.5級(jí)以上的地震46次，2.5級(jí)以下的132次。在300 km以?xún)?nèi)波及到區(qū)域范圍內(nèi)4級(jí)以上的地震60次。地震臺(tái)測(cè)得1級(jí)以下的地震次數(shù)更為繁多。

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011－2001(2008年版)和《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306－2001)及其第1號(hào)修改單(2008年6月11日批準(zhǔn)實(shí)施)。該地區(qū)地震基本烈度為8度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.20g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。

3 橋位工程地質(zhì)特征

3.1 橋位地形地貌

橋位區(qū)位于岷江河和雜谷腦河交匯處，屬中山溝谷地貌，區(qū)內(nèi)溝谷縱橫，山巒起伏。大橋所跨溝谷呈寬緩的“V”字形，溝床寬約400～700m，縱向上由東向西傾斜，谷底為岷江河床，河床寬約90～100m，大橋兩端山體群呈東西走向，且沿與岷江垂直的方向起伏增高，山體海拔高度在1800～2550m。橋位地形地貌如圖2所示。

3.2 場(chǎng)地巖土分布及其性質(zhì)

據(jù)全斷面雙管回旋鉆探揭露，橋位區(qū)的地層主要為第四系沖洪積層

沖洪積層主要為密實(shí)程度不等的漂卵石地層，深灰色，濕～飽和，局部夾中粗砂，本次勘探中各鉆孔均有所揭露。根據(jù)漂卵石含量、充填情況、密實(shí)程度等，該層可分為中密卵石、密實(shí)卵石、中砂、圓礫、漂石等幾個(gè)亞層。

圖2 橋位處地形地貌

3.3 不良地質(zhì)現(xiàn)象

橋位周?chē)纳襟w堅(jiān)固，下覆巖土多為中密～密實(shí)的漂卵石，部分地段基巖出露，強(qiáng)度高且承載力大。山上植被不發(fā)育，除山腳附近的坡體較為陡峭外，其他部分的山體坡度較為平緩，且沿與岷江垂直的方向向外，山體經(jīng)多級(jí)緩沖平臺(tái)向外逐級(jí)增高，相對(duì)較為安全，不易形成長(zhǎng)大的深層崩滑帶。零星出現(xiàn)的一些淺層滑裂帶，其崩滑體的影響范圍亦有限，多在坡腳5 m左右。左右側(cè)與橋位相鄰的為岷江一級(jí)階地，橋位距離山坡坡腳的最近距離約140.0m，相對(duì)較為平坦寬闊，且階地之上分別為汶川縣縣城的南北城區(qū)，這些淺表層滑移帶及其崩滑體不會(huì)對(duì)橋位區(qū)構(gòu)成威脅的。

4 勘察等級(jí)的劃分

擬建工程為連接國(guó)道的大型橋梁，總長(zhǎng)度超過(guò)100m，安全重要性等級(jí)為一級(jí)，區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，場(chǎng)地及地基復(fù)雜程度等級(jí)為二級(jí)，依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ 064－98)，巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)。

5 勘察方法及完成工程量

根據(jù)橋位區(qū)的工程地質(zhì)條件及擴(kuò)建大橋的工程特性，本工程所使用的勘探方法主要為搜集相關(guān)資料、工程地質(zhì)測(cè)繪、工程測(cè)量、鉆探、動(dòng)力觸探、單孔波速測(cè)井試驗(yàn)、室內(nèi)水土質(zhì)分析試驗(yàn)等。

全場(chǎng)共布置勘探鉆孔10個(gè)，其編號(hào)依次是ZK1～ZK10，其中控制性鉆孔4個(gè)，分別為 ZK2、ZK4、ZK9、ZK10。10個(gè)鉆孔沿原橋面上下游側(cè)輪廓線(xiàn)向外偏2 m布置成2排，排間距為13 m;每個(gè)橋墩位置對(duì)應(yīng)布設(shè)鉆孔1個(gè)，因大橋右岸即為213國(guó)道，交通流量較大，為不影響通行，該位置地段上的勘探鉆孔ZK1、ZK6向岷江一側(cè)偏移約20m而布設(shè)于岷江河床上。

全場(chǎng)共采集土樣12組，巖樣2件，地表水水質(zhì)檢分析試驗(yàn)樣3組。

全場(chǎng)共對(duì)ZK5、ZK10兩個(gè)鉆孔進(jìn)行了單孔波速測(cè)試。根據(jù)各鉆孔巖芯取樣所揭示的地層分布情況，ZK5、ZK10分別選擇了7個(gè)和5個(gè)測(cè)點(diǎn)。

6 場(chǎng)地工程地質(zhì)條件評(píng)價(jià)

6.1 場(chǎng)地類(lèi)別及地震效應(yīng)分析

6.1.1 斷裂帶影響

場(chǎng)地左側(cè)距離橋位左岸約350m附近的位置，茂汶大斷裂的一分支從此處通過(guò)。

茂汶大斷裂隸屬龍門(mén)山大斷裂構(gòu)造，屬于發(fā)震斷裂。但該斷裂為發(fā)震斷裂帶的分支，而非主發(fā)震斷裂，并且距離擬建橋位距離較遠(yuǎn)，加之場(chǎng)地巖土工程特性較好等因素，綜合判定場(chǎng)區(qū)為抗震設(shè)防不利地段。

6.1.2 場(chǎng)地類(lèi)別

?

表1是對(duì)場(chǎng)區(qū)的單孔波速測(cè)試結(jié)果。從表1可以看出，場(chǎng)地的覆蓋層厚度大于5 m，等效剪切波速大于250m/s，本場(chǎng)地卓越周期約為0.21 s，故該場(chǎng)地類(lèi)別為II類(lèi)。

6.1.3 砂土液化

據(jù)鉆探揭露，粉砂層一般厚度為1.4～10.6 m，但其層位埋深在河床之下31.4～31.7 m之間，且為透水性較好的密實(shí)卵石層所包夾，可不考慮震動(dòng)液化。

中砂層多以不連續(xù)的透鏡體存在，除ZK9在15.5～17.0m范圍內(nèi)存在1.5 m的較厚中砂層外，地下20m內(nèi)，僅ZK4、ZK5分別在地下19.4 m、13.0m左右尚存在0.4～0.6 m的薄砂層外，其他各鉆孔未揭露有中砂層。根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004－89)，地下水位深度為0時(shí)，埋深大于9 m的砂土層均可判為不液化，故ZK9、ZK4、ZK5所揭露的中砂層也不會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。

6.1.4 次生地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)

橋位處主要為沖洪積形成的河床和階地，鉆探揭露場(chǎng)區(qū)多為中密～密實(shí)的漂卵石，承載力高、強(qiáng)度大，階地之外的山體堅(jiān)固穩(wěn)定，橋位左岸山坡盡管容易發(fā)生崩塌滑移，但該部分坡體距離橋位區(qū)較遠(yuǎn)，坡體和橋位之間為民宅群和公路，而且橋位并不正好位于崩塌滑移體移動(dòng)方向，故橋位周?chē)鷪?chǎng)地穩(wěn)定性較好，工程建設(shè)，即使受到地震作用，亦不易引起滑坡、崩塌、泥石流等次生災(zāi)害。

6.2 水土腐蝕性評(píng)價(jià)

表2為室內(nèi)做出的腐蝕性判定實(shí)驗(yàn)，根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果和《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》JTJ064－98，橋位區(qū)地表地下水及場(chǎng)地土對(duì)混凝土無(wú)結(jié)晶類(lèi)腐蝕、無(wú)分解類(lèi)腐蝕、無(wú)結(jié)晶分解復(fù)合類(lèi)腐蝕。

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6.3 地基土穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和鉆探揭露，基巖埋深較大，各鉆孔所揭露的地層基本為漂卵石層，漂卵石風(fēng)化程度微弱，大部分接觸強(qiáng)度高，承載力大。個(gè)別鉆孔揭露的粉砂層、中粗砂等埋深較大，且不會(huì)發(fā)生震動(dòng)液化。場(chǎng)區(qū)整體穩(wěn)定性較好。

6.4 巖土工程特性評(píng)價(jià)

場(chǎng)區(qū)內(nèi)的中砂、圓礫等巖土層，層位埋深不穩(wěn)定，厚度不均勻，力學(xué)性質(zhì)較差，不能作為橋梁基礎(chǔ)持力層。

漂卵石層，大部分均勻接觸，層厚度大，鉆探揭露累計(jì)厚度在30m以上，分布廣，各鉆孔均有揭露，層位穩(wěn)定，各鉆孔揭露深度突變并不顯著，強(qiáng)度高，壓縮性低，變形小，是擬建橋梁基礎(chǔ)良好的持力層。

7 地基基礎(chǔ)方案評(píng)價(jià)

因第四系覆蓋層較大，很難將橋梁荷載直接作用在基巖上，但近50m范圍內(nèi)多為漂卵石，各鉆孔所揭露的漂卵石累計(jì)含量均在80%以上，累計(jì)厚度在30m以上，且漂卵石密實(shí)程度較高，故建議采用摩擦型樁基礎(chǔ)。

考慮到各鉆孔所揭露的漂卵石，沿深度向下密實(shí)度增加，且質(zhì)地堅(jiān)硬，也可考慮以摩擦作用為主、端承作用為輔的端承摩擦樁。選用該樁型時(shí)，樁的下臥持力層均要求作用在較為密實(shí)且層厚較大的漂卵石層上。

8 結(jié)論

擬建大橋位于九頂山華夏系構(gòu)造帶上，區(qū)域內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地震活動(dòng)較為頻繁。

該次勘察所用勘察手段較多，工作量較大，所取得的勘察成果較為全面，一定程度上反映了擬建橋區(qū)周?chē)膸r土特征。目前該大橋已順利完成施工并投入正常運(yùn)營(yíng)，施工期間所揭露的地層地質(zhì)等特性和勘察報(bào)告結(jié)論基本一致。

［1］四川省廣漢地質(zhì)工程勘察院.四川省5.12特大地震后汶川縣城規(guī)劃區(qū)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估報(bào)告［R］.2008

［2］JTJ004－89公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(1990版)［S］

［3］GB 50011－2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(2008年版)［S］

［4］GB 50021－2001巖土工程勘察規(guī)范［S］

［5］JGJ94－94建筑樁基技術(shù)規(guī)范(2008版)［S］