云南某橋梁的工程地質安全評估

李歡 黃金

摘 要：橋梁工程的安全評估利用工程原理和系統的土工試驗，對擬建或已存在的橋梁及其系統可能存在的安全風險以及可能產生的后果進行全面的評估和預測，并且得出相應的安全防范措施，以期在后期施工過程中規避可能出現的地質問題。本文對昆明地區某橋梁工程進行實地調研后，并在此基礎上進行室內試驗，全面對該擬建場地的工程地質與地質環境，對該橋梁的基礎工程的現狀進行安全評估，并給出相應的工程建議。

關鍵詞：橋梁工程;工程地質;安全評價;工程建議

橋梁的修建極大地促進河流兩岸交通的便利性，推動我國經濟的快速發展[1-2]。由于我國疆域遼闊，地質環境復雜，其中很多橋梁工程存在極大的安全風險，嚴重威脅了公眾安全和制約國民經濟發展[3]。所以對橋梁工程進行工程地質安全綜合評估變得極其重要。

橋梁工程安全評估就是利用系統的工程原理和相應的土工試驗對擬建或已有的橋梁工程可能存在的地質風險以及其可能產生的后果進行綜合評估和安全風險預測，并且提出相應的規避風險的措施，以達到橋梁工程及其附屬工程可以安全運營[4]。

該橋梁工程地處昆明地區的區域性斷裂帶之間，其地質環境相對復雜。因此，對該工程進行安全評估是非常重要的。本文在進行現場調研的基礎上，進行一系列的室內試驗，從工程地質的角度對該橋梁工程進行安全評價，以期為橋梁的安全運營提出合理建議。

1 地質及其水文條件

1.1? 地形與地貌

擬建建筑場地位于西壩河河岸，地形總體上北高南低，東高西低，地勢較為平緩，地面標高介于1887.40～1888.96m之間，高差1.56m，總體上場地地形較為平坦。場地在區域上位于昆明湖積盆地中部，地貌上屬昆明沖積、湖積盆地沉積地貌形態。

1.2? 地層巖性

經野外鉆探揭露概橋梁工程所修建地層為第四系人工填土（Q4ml）層、第四系沖洪積（Q4al+pl）層、第四系沖積（Q4al）層、第四系沖湖積（Q4al+l）層。按其成因、土層的力學性質共劃分為3個工程地質單元層，4個工程地質單元亞層。

1.3? 地質構造

該橋梁工程位于兩條區域性斷裂帶之間，東為小江斷裂帶，西為普渡河斷裂帶（圖1）。小江斷裂帶北起巧家，向南經東川、嵩明、宜良、建水、開遠、個舊，交于NW向的紅河斷裂上，走向近南北，全長500km以上，發育歷史長，經歷多期構造活動。新構造時期以來，斷裂活動表現為強烈左旋走滑運動及兩側斷塊垂直差異活動。普渡河斷裂帶北端交于四川麻塘斷裂，向南過金沙江后順普渡河河谷過三江口、鐵索橋至沙坪后偏離普渡河向南經款莊、散旦、沙朗、滇池西、玉溪盆地西緣，止于峨山小街附近，全長250 km，總體走向南北向，場地位于普渡河斷裂中段，主干斷裂為西山斷裂，為昆明盆地與西部低中山分界線，第四紀以來強烈活動時間距今約15萬年前，為中更新世時期，為非全新世活動斷裂。

1.4? 水文地質條件

1.4.1? 地表水

勘察場地位于西壩河流域，緊鄰滇池，場地范圍內地表水較為豐富，分布有一條河流，為西壩河。西壩河由東北向西南流經，最終匯集于滇池。水位漲落主要受大氣降水的影響。

1.4.2? 地下水

根據測繪及鉆探，其橋梁工程建設場地按地下水的賦存條件、埋藏特征及水力性質可分為兩類：上層滯水、孔隙潛水。調研期間適逢雨季初期，各鉆孔內均可見穩定地下水，地下水埋深1.5～1.8m，標高介于1886.48～1887.45m之間，具統一地下水面，旱季時，地下水位可能會有所降低。

2 室內實驗分析

2.1 水質分析結果

在場地內不同鉆孔共采取4件水樣及4件土樣進行水、土的腐蝕性分析。分析結果詳見表1和表2。

場地環境類型按Ⅱ類，地層滲透性按B類，室內水質分析結果判定：勘察場地內的地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕性。

場地環境類型按Ⅱ類，地層滲透性按B類，根據鉆孔土試樣進行土的腐蝕性試驗結果表明，綜合判定地基土對混凝土結構具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋具弱腐蝕性，對外露鋼結構具微腐蝕性。

2.2? 橋梁工程地質評價

2.2.1? 場地穩定性及建筑適宜性評價

擬建場地所處構造帶相對穩定，無斷層通過，無地裂縫、暗浜、土洞、巖溶等地質災害及不良地質作用，地形平坦，場地穩定，適宜建筑。

2.2.2? 地基土工程性質評價

根據鉆探揭露地層結構，室內試驗結果，對場地地基土評價如下：

（1）素填土：主要由紅褐，褐色粘性土組成，局部含植物根莖，碎石，結構松散。該土層組成成分差異大，且具有明顯壓實不均勻等特點，不能作為淺基礎持力層使用。

（2）粉質粘土：天然孔隙比e平均值為1.03，液性指數IL平均值為0.33，壓縮模量Es1-2平均值為5.90 MPa，壓縮系數a100～200平均值為0.50 MPa-1，屬高壓縮性土層。該層標準貫入試驗錘擊數平均值為4.3擊/30cm，強度較差，不能作為基礎持力層使用。

（3）粘土：天然孔隙比e平均值為1.03，液性指數IL平均值為0.55，壓縮模量Es1-2平均值為3.3 MPa，壓縮系數a100～200平均值為0.74 MPa-1，屬高壓縮性土層。該層標準貫入試驗錘擊數平均值為6.4擊/30cm，強度較差，不建議作為基礎持力層使用。

（4）粉土：天然孔隙比e平均值為0.77，壓縮模量Es1-2平均值為7.0MPa，壓縮系數a100～200平均值為0.29 MPa-1，屬中等壓縮性土層。該層標準貫入試驗錘擊數平均值為10.3擊/30cm，強度較好，可作為基礎持力層使用。

3工程地質穩定性評價

該橋梁工程位于昆明湖積盆地中部，地貌上屬昆明沖積、湖積盆地沉積地貌形態。據所搜集的地質資料分析，昆明地區主要位于兩條區域性斷裂帶之間，東為小江斷裂帶，西為普渡河斷裂帶。兩條斷層距勘察場地均大于10km。

（1）場地內除分布有一定厚度的泥炭質土外，無其它不良地質作用。擬建場地穩定，適宜建筑。波速測試結果表明，場地類別為III類。

（2）場地屬對建筑抗震不利地段。該橋梁工程建設場地20.0 m深度范圍存在可能引起液化的粉土層，根據液化判別結果，判別場地內粉土層為不液化土層。

（3）場地可不考慮軟土震陷問題。場地環境類型按Ⅱ類，地層滲透性按B類，綜合判定勘察場地內的地下水對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土中的鋼筋具微腐蝕性;地基土對混凝土結構具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土中鋼筋具弱腐蝕性，對外露鋼結構具微腐蝕性。

4建議與結論

（1）該橋梁所處場地內地下水位埋藏淺、水量較大，需考慮地下水對基礎承臺的浮托力影響。

（2）為減少鉆孔樁孔底沉渣對單樁承載力較大影響的因素，鉆孔壓灌樁宜作樁底后壓漿，以提高單樁承載力，減少沉降。

（3）對施工時產生的“三廢”須進行及時有效的處置，以免對施工場地及周邊環境造成污染。

（4）根據地基土條件及構筑物荷載特點，進行變形驗算，并采取有效措施對變形進行控制或調整。

（5）針對該區域水土對鋼筋及其他建筑材料的微腐蝕性，應做好相應防腐工作。

參考文獻：

[1]王水江. 我國橋梁建設中存在的問題及對策[J]. 企業文化旬刊， 2013， 000（009）：181-182.

[2]李穎欣. 橋梁施工安全風險評估與控制研究[D].

[3]劉文濤. 橋梁施工安全風險評估與應用研究[D]. 2015.

[4]南宇宏， 劉新， 趙頌， 羊正茂. 既有橋梁評估方法探究[J]. 甘肅科技，2013，29（06）：106-109.