杜艾地，歐陽松，靳臻榮，宋澄宇，鄭志安，田紅銳

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

貴州山區(qū)多為喀斯特地貌，地表水及地下水豐富，巖溶強(qiáng)發(fā)育，表層土壤可侵蝕下層風(fēng)化巖達(dá)數(shù)十米，從而形成溶洞、溶溝、石芽、溶蝕漏斗、伴生土洞塌陷等巖溶地基。重力式錨碇基礎(chǔ)工程施工應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)與實(shí)際需求情況，進(jìn)行地基承載力特征值、基底摩阻力、探地雷達(dá)勘探等相關(guān)試驗(yàn)檢測，為工程師提供可靠的數(shù)據(jù)資料，從而科學(xué)指導(dǎo)項(xiàng)目施工。

1 工程概況

花江峽谷大橋是六枝至安龍高速控制性工程，全長2890m，結(jié)構(gòu)形式為5×40m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁+1420m鋼桁梁懸索橋+8×40m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁+（86+160+86）m連續(xù)剛構(gòu)+15×40m先簡支后連續(xù)預(yù)應(yīng)力T梁。

安龍岸錨碇采用重力錨形式，分左右兩側(cè)，錨碇間設(shè)置連接系梁，錨碇主要由散索鞍支墩基礎(chǔ)、錨塊基礎(chǔ)、散索鞍支墩、錨碇錨塊、前錨室和錨固系統(tǒng)等幾部分組成。錨碇縱向最大長度為97.59m，錨碇豎向最大高度為70.85m，錨碇基礎(chǔ)嵌入中風(fēng)化白云巖夾角礫狀白云巖；前錨室前端與支墩連接，后端與錨塊對(duì)齊，壁厚0.7m。錨碇基底開挖如圖1所示。

圖1 錨碇基礎(chǔ)基底開挖示意

本工程錨碇基坑位于巖溶洼地范圍，錨碇右幅基坑基礎(chǔ)底標(biāo)高處整體為中風(fēng)化灰?guī)r、白云巖，伴有局部溶蝕裂隙及溶槽；錨碇左幅基坑基礎(chǔ)底標(biāo)高處整體為中風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r、白云巖及侵蝕黃黏土，且內(nèi)部有一消水洞，如圖2所示。因錨碇左右幅地質(zhì)條件差異大，整體巖溶較發(fā)育，空腔、泥槽較多，巖溶發(fā)育路段將會(huì)造成巖溶地面塌陷、基礎(chǔ)持力層缺乏，因此需開展基于錨碇左右幅地基的相關(guān)試驗(yàn)及勘測。

圖2 安龍岸錨碇基坑

2 地基檢測及試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)依據(jù)與目的

根據(jù)設(shè)計(jì)文件，錨碇地基承載力容許值不小于3MPa，從而進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，檢測錨碇地基是否滿足質(zhì)量檢驗(yàn)的要求。

2.2 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2011）第5.2.6條，對(duì)于完整、較完整、較破碎的巖石地基承載力特征值可按本規(guī)范附錄H巖石地基載荷試驗(yàn)方法確定；對(duì)破碎、極破碎的巖石地基承載力特征值，可根據(jù)平板載荷試驗(yàn)確定。對(duì)完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值，也可根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度按下式進(jìn)行計(jì)算：

式（1）中：fa為巖石地基承載力特征值（kPa）；frk為巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（kPa），可按本規(guī)范附錄J確定；φr為折減系數(shù)。根據(jù)巖體完整程度以及結(jié)構(gòu)面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地方經(jīng)驗(yàn)確定。無經(jīng)驗(yàn)時(shí)，對(duì)完整巖體可取0.5；對(duì)較完整巖體可取0.2～0.5；對(duì)較破碎巖體可取0.1～0.2。

根據(jù)工程實(shí)際情況，折減系數(shù)φr按最不利情況取為0.1。通過選取錨碇左右幅地基石塊樣品各1組（錨碇地基標(biāo)高處）及錨碇左幅地基石塊樣品1組（換填標(biāo)高處），共3組進(jìn)行室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，如圖3所示，其最終結(jié)果如圖4所示。

圖3 室內(nèi)飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

圖4 錨碇左、右幅地基抗壓強(qiáng)度檢測值

由圖4可知，錨碇右幅地基整體承載力優(yōu)越，遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)要求；錨碇左幅基礎(chǔ)標(biāo)高處地基承載力多數(shù)不滿足或略超設(shè)計(jì)要求，整體承載力較低；左幅基礎(chǔ)開挖換填處地基承載力大幅度提高，整體性良好，滿足設(shè)計(jì)要求。

其抗壓強(qiáng)度測定值分別為115.2MPa,28.917MPa,62.3MPa，根據(jù)上述規(guī)范公式及折減系數(shù)取值計(jì)算，巖石地基承載力特征值分別為11.52MPa,28.92MPa,62.3MPa。

2.3 摩擦系數(shù)試驗(yàn)

錨碇基底摩阻力系數(shù)測定試驗(yàn)以摩爾庫倫準(zhǔn)則為理論依據(jù)，首先逐級(jí)施加豎向力至設(shè)計(jì)荷載，待沉降穩(wěn)定后對(duì)試驗(yàn)逐級(jí)施加水平剪切荷載，使試件產(chǎn)生剪切變形直至破壞，通過調(diào)節(jié)不同法向荷載獲得每一試塊的法向應(yīng)力和切向應(yīng)力。

按規(guī)范要求，每組巖體試驗(yàn)不宜少于5次，剪切面積不宜小于0.25m2，邊長不小于0.5m，高度不小于邊長0.5倍。

每組試驗(yàn)5個(gè)長方體試塊，每個(gè)試塊尺寸為：50cm（長）×50cm（寬）×40cm（高）。現(xiàn)場剪切試驗(yàn)采用平推法試驗(yàn)方案，施加的法向荷載和剪切荷載應(yīng)位于中心。法向荷載保持不變，剪切方法為從安龍岸向六枝岸方向推，如圖5所示。

圖5 摩擦系數(shù)試驗(yàn)現(xiàn)場

（1）法向荷載每組5個(gè)試塊，分別為0kPa,50kPa,100kPa,150kPa,200kPa。

（2）法向荷載施加方法：每一個(gè)試件按照4級(jí)施加，當(dāng)法向變形穩(wěn)定后再施加剪切荷載。

（3）剪切荷載最大推力Qmax的預(yù)估

試驗(yàn)剪切前，應(yīng)預(yù)估最大推力Qmax值，并使推力作用線通過剪切面中心，公式為：

式（2）中：F為剪切面面積；c為接觸面黏聚力；φ為接觸面內(nèi)摩擦角；tanφ為摩擦系數(shù)，其結(jié)果如表1所示。

表1 錨碇基底摩擦系數(shù)

2.4 探地雷達(dá)勘探

地質(zhì)雷達(dá)法，借助發(fā)射天線定向發(fā)射高頻電磁波，并檢測地下地質(zhì)體反射或透射，通過地質(zhì)體的信號(hào)來探測地質(zhì)目標(biāo)的物探勘探方法，該方法對(duì)淺部具有較高的分辨率。根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求及勘察目的，對(duì)左右幅進(jìn)行了兩組檢測。根據(jù)探測結(jié)果，詳細(xì)位置見圖6。

圖6 左、右幅基底地質(zhì)雷達(dá)平面綜合示意圖

3 結(jié)論

通過上述抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、摩阻力系數(shù)試驗(yàn)、地質(zhì)雷達(dá)勘測法等科學(xué)方法進(jìn)行綜合檢測，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）經(jīng)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，錨碇左右幅地質(zhì)情況差異大，左幅換填基底處與右幅基底巖石質(zhì)地堅(jiān)硬，承載力高，皆滿足設(shè)計(jì)要求3.0MPa以上。

（2）經(jīng)現(xiàn)場摩阻力試驗(yàn)，本測試點(diǎn)基底抗滑移系數(shù)建議取μ=0.70，滿足設(shè)計(jì)不小于0.65的要求。

（3）經(jīng)地質(zhì)雷達(dá)勘測，需引導(dǎo)出水點(diǎn)滲水，且左右幅基底巖石相對(duì)破碎、巖溶發(fā)育較強(qiáng)部位需開挖清理至中風(fēng)化層基巖，局部積水需泵抽清空，以及細(xì)小巖溶通道等部位，應(yīng)在后續(xù)施工階段選用符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度的混凝土回填，從而滿足左幅錨碇基礎(chǔ)混凝土澆筑要求。