人行懸索橋工程地質探討范文

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摘要:由于某地區兩山頂間跨度較大，地質條件相差較多，導致懸索橋兩端的施工工藝有所不同。通過工程地質測繪，分析各巖層物理學指標，了解場區構造及危巖分布，進而對巖樁與錨碇的基礎層設置提出建設性建議。

關鍵詞:勘察分析;地質測繪;物理學指標;樁巖;錨碇

0引言

根據某地區的旅游規劃，需要在南北走向、跨度為505．5m兩山頂之間建立一座人行懸索橋。在懸索橋的假設位置時，需要充分考慮當地地形、地質等條件，同時根據地形條件選擇合適的施工方法。該地區的人工懸索橋的設計標準為:懸索橋梁跨度為42000cm，橋纜跨度布置3800cm+42000cm+4750cm，懸索橋梁標高為3865．3cm，懸索橋平面據山底最大高度為14300cm。橋面寬度為2400cm，根據架橋地點的各項條件，橋梁設計荷載為4kg/m2。

1工程地質測繪

(1)場區構造某地區的地殼表層屬于地臺式結構，主要位于山頂凸隆的地層表面，巖層主要由年代久遠片麻狀結構和條帶狀結構的巖石組成，均屬于變質程度較深的混合巖，其中片巖和變粒巖是巖層的主要組成部分。場區的主要構造方向為西北走向，巖石的面狀定向組構以及緊密線形的軸向的方向為東西走向。經過褶皺、變質作用的結晶變質巖主要是經過長時間沉積發育而成。與上古生代不同，新生代地層主要分布在成西北走向條帶狀結構中和新生沉積的盆地中。人工懸索橋所處地質構造受到沂沭深大斷裂帶的影響，由于沂沭深大斷裂帶大致位于沂河和沭河之間，具有延伸長、規模大、切割深及活動時間長的復雜特點，是我國重要的地震地帶，由昌邑—大店、白芬子—浮來山斷裂、沂水—湯頭、安丘—莒縣、鄌郚—葛溝四條平行斷裂組成。葛溝斷裂帶可分為三段分別為北段、南段及中段，其中北段走向10°～25°，傾向西，部分傾向東，傾角60°～85°;南段走向15°～20°，傾向東，傾角為67°左右;中段走向10°～28°，傾向東，傾角為85°左右。其余三條斷裂段的走向為20°左右，傾向西，傾角為75°左右。近場區內的斷裂段屬于拉扭性斷裂，該斷裂帶走向為310°～329°，傾向西南，傾角為70°～85°。懸索橋南北巖系受到地質影響，南頭的巖系為基底巖，北頭的巖系為花崗巖，由于斷裂帶的扭壓活動，使得礦物呈現定向排列，破碎寬帶達到20～45m。

(2)近場區內危巖近場區內的危巖主要為不良地質，主要沿山脊縱向分布，集中于山頂，危巖對抗風錨的固定產生較大影響。經過風化的花崗巖呈現塊狀露出地表層，各塊體的塊度大小不一，部分危巖已經形成獨立危巖，節理之間裂縫間距為0．3m以上，縫隙深度超度2m。主要的節理裂縫有兩組分別為290°∠86°和J2:175°∠85°。經過對現場地質的勘查，近場區存在較多的非穩固型塊體，在施工前需要對這些危巖進行清理，并進一步加強穩固性設計。

2地質勘察方法及參數指標確認

(1)地質勘察地質勘察中選擇鉆探的方式進行，用鉆機從地表向下鉆進，在地層中形成圓柱形鉆孔，采取套管與泥漿護壁相結合的施工工藝。基巖風化程度較嚴重地區采用普通合金鉆頭鉆孔，鉆孔孔徑不得小于115mm?；鶐r較完整時采用金剛石鉆頭鉆孔，鉆孔孔徑不得小于90mm。為保證施工質量，地質勘察中須保證巖石的施工質量(RQD)必須65%以上，巖礦心的采取率須達到80%。

(2)聲波檢測通過觀測鉆孔孔壁傳出聲波速度變化情況，進而分析巖層的完整程度。根據不同巖層的聲波速度以及巖體能量變化，從而研究巖體的巖性和結構變化情況。

(3)取樣試驗取樣試驗在施工中可以對工程有一個整體性評估。選取具有代表性的巖礦心進行抗拉、抗剪及抗壓試驗，分析巖層的穩定性，并有針對性分析其吸水率。

3懸索橋地質分析

(1)巖樁承載力懸索橋兩端的索塔是整個橋體的支撐點，索塔兩側所受載荷過大，對巖石的穩定性及完整性有較高要求，選擇中風化花崗巖作為基礎力層，支柱選擇直徑較大的巖樁。巖樁的最大允許受力值與其橫截面積、每一土層內支柱的周長、樁柱插入巖層的深度以及每一巖層的厚度有關，根據基巖的風化程度，分析計算強風化花崗巖與中風化花崗巖所需巖樁。

(2)錨碇地質分析根據有關設計計算，人工懸索橋兩端錨碇的最大可承受力度為22950kN。由于兩山頂之間跨度較大，其風化程度以及地質條件都有明顯的差別，巖層的穩定性及力學強度也都不同。由于該地區的方向常年為偏北風，南頭山頂兩側基巖為中風化，但巖體之間為裂縫發育，裂縫寬度達到了0．3m以上，部分巖體為危巖。以中風化花崗巖作為巖樁的基礎層，采用重力式錨碇，并將錨碇設置為齒輪形式，以便于與基巖鑲嵌，加強受力強度，增加了側壁的摩擦力，減少了側巖的壓力。北頭山頂兩側的基巖為強風化與中風化花崗巖，巖體之間同樣存在裂縫發育，適宜采用重力式錨碇，由于強風化基巖的不穩定性，所以必須穿透強風化層以中風化巖層作為基礎層，并將錨碇設置為齒輪形式，以便于與基巖鑲嵌，在進行錨碇的阻力驗算時，加入巖石的壓力與側壁的摩擦力。由于某地區常年受到風力影響，錨碇必須有一定的抗風張拉力，抗風錨碇的最大張力2405kN，最困難的情況下最大張力為3630kN。錨碇所處的位置決定了錨碇方式的選擇，由于地層均為中風化花崗巖且山側的坡度角大于40°，常規式的重力錨碇對環境的影響較大;隧道式錨碇的尺寸較小不易于施工，同時基巖的鑲嵌作用得不到很好應用，所以應該采用新型抗剪嵌巖結構，可有效解決重力錨碇與隧道錨碇的不足。

4結論

通過對工程地質的測繪，了解場區構造以及危巖的分布。使用鉆探的方式，采取套管與泥漿護壁相結合的施工工藝，從地表深層取得巖芯在室內進行抗拉、抗剪及抗壓試驗，分析巖層的穩定性，并有針對性分析其吸水率;通過聲波檢測分析同巖層的聲波速度以及巖體能量變化，從而研究巖體的巖性和結構變化情況;通過錨碇地質分析，將錨碇基底設為齒輪狀，采用新型抗剪嵌巖錨結構，加強側巖受力強度以及側壁的摩擦力。

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作者：杜遂軍 單位：江西贛粵高速公路工程有限責任公司