文苑路跨湟水河大桥工程研究

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【摘要】水河大桥北接海西路，横跨湟水河，南至海晏西路，主跨50m，副跨30m，桥宽20m，桥长471.26m（K0+000―K0+471.26），属大桥。本次勘察的目的是为拟建桥设计提供基础地质资料。其主要任务是，查明桥址区地形地貌、工程地质条件及不良地质现象。查明桥址区地基土的结构、厚度、分布规律及物理力学性质，并进行评价。查明场地水文地质条件，评价水土腐蚀性。判定场地地震效应，提供场地抗震设计参数。

【关键词】工程地质条件；物理力学性质；水文地质条件；地震效应

一、桥址区工程地质条件

（一）地形地貌

拟建大桥横跨湟水河，湟水河在该段河谷开阔，阶地发育，桥址区河床两侧发育河漫滩和阶地，但不对称，呈右岸（南岸）高，左岸（北岸）低，高程2269.9―2255.6m，最大高差达14.3m，地形起伏较大。现按左、右两岸分述如下：

1、右岸（南岸）湟水河Ⅱ级阶地，Ⅱ级阶地高出河床15.5―16.0m，坡度45―50°，属河流冲刷岸，沿岸边发育有裂缝，不稳定；Ⅱ级阶地阶面相对平缓，其上现为新建海晏西路。

2、左岸（北岸）发育有河漫滩及Ⅰ级阶地，其中河漫滩前缘坎高0.5―0.8m，宽约50―60m，较平缓，相对高差小于0.5m，Ⅰ级阶地前缘高出河漫滩1.0―1.2m，沿岸石笼护岸，阶地面平缓，略有起伏。

（二）地层岩性

在本次勘探的控制深度内地层由第四系松散堆积物及第三系泥岩组成，自上而下依次为①杂填土（Q4ml）、②黄土状土（Q4al+pl）、③卵石（Q42al+pl）、④卵石（Q41al+pl）、泥岩（N1X），其岩性特征分述如下：

①层杂填土（Q4ml）：灰黑色，稍湿―湿，松散，分布于湟水河北岸Ⅰ级阶地上，主要由粉质土、砂砾石及少量建筑垃圾组成。厚1.0-1.8m。

②黄土状土（Q4 al+pl）：褐黄，棕褐色，稍湿―潮湿，稍密，土质较均匀，主要由粉土组成，具大孔隙，虫孔、根孔发育，干强度、韧性低，无光泽反应，摇振反应中等，厚1.0―9.8m，桥址区均有分布。仅在南岸Ⅱ级阶地上具湿陷性。

根据其湿陷性可分为②―1湿陷性黄土状土、②―2非湿陷性黄土状土。

①―1湿陷性黄土状土：褐黄―土黄色，稍湿，稍密，具孔隙，埋深0.0―4.5m，分布厚度4.5―8.0m；

①―2非湿陷性黄土状土：褐黄―灰黄色，可塑，以粉质粘土为主，场地均有分布，厚1.0―3.2m。

③卵石（Q42al+pl）：灰白、青灰色，稍湿―饱水，稍密。粒径一般10―120mm，其中大于20mm者约占50―65%，2 ―20mm者约占20―25%，其余为中粗砂及少量泥质。砾卵石成份主要由花岗岩、砂岩、石英岩及少量浅色变质岩等组成，磨圆度中等，多呈次圆状、浑圆状，分选较差，结构杂乱，无层理。埋深0.0―3.2m，层厚2.4―4.0m，主要分布于河床及Ⅰ级阶地。

④卵石（Q41al+pl）：灰白、青灰色，稍湿―饱水，稍密―中密。粒径一般10―120mm，其中大于20mm者约占60―65%，2 ―20mm者约占15―25%，其余为中粗砂及少量泥质。砾卵石成份主要由花岗岩、砂岩、石英岩及少量浅色变质岩等组成，磨圆度中等，多呈次圆状、浑圆状，分选较差，结构杂乱，无层理。埋深5.8―9.8m，层厚3.2―3.4m，主要分布于南岸Ⅱ级阶地。

④泥岩（N1X）：褐红、棕红色，青灰色夹褐灰色，硬塑―坚硬状。埋深3.9 ―13.2m，按坚硬程度划分属极软岩，岩体基本质量分级为Ⅴ级。依据岩石风化程度可划分为④―1层强风化泥岩、④―2层弱风化泥岩，④―3层微风化泥岩。

二、桥基土工程地质评价

（一）承载力评价

1、②―1层湿陷性黄土状土容许承载力[σ0]=160KPa，Ⅱ级自重场地桩的极限摩阻力τi=-15Kpa，Ⅰ级非自重场地桩的极限摩阻力τi=25Kpa；

②―2层非湿陷性黄土状土容许承载力[σ0]=140KPa，桩的极限摩阻力τi=45KPa；

3、③层卵石容许承载力[σ0]=350KPa，桩的极限摩阻力τi=160KPa，变形模量EO=26.4Mpa；

4、④层卵石容许承载力[σ0]=450KPa，桩的极限摩阻力τi=180KPa，变形模量EO=26.4Mpa；

5、⑤―1层强风化泥岩容许承载力[σ0]=220KPa，桩的极限摩阻力τi=70KPa；

6、⑤―2层弱风化泥岩容许承载力[σ0]=400KPa，桩的极限摩阻力τi=110KPa。

7、⑤―3层微风化泥岩，容许承载力[σ0]=800Kpa。

（二）冻胀性评价

西宁地区标准冻深1.34m，在冻深范围内场地②层土的天然含水量为16.5―19.6%，平均值为17.9%，冻结期间地下水位距冻结面最小距离大于2.0m，η≤1，冻胀等级为Ⅰ级，场地土属不冻胀土。

（三）湿陷性评价

②―1层黄土状土具湿陷性，湿陷系数0.024―0.073，平均值0.039，湿陷性中等，湿陷起始压力值35―136KPa。湿陷量计算值192.0―219.0mm，自重湿陷量计算值为136.5―143.3mm；湿陷等级为Ⅱ级自重湿陷场地。

（四）压缩性评价

②―1层湿陷性黄土状土压缩系数0.28―0.54MPa-1，平均值0.36MPa-1，属中压缩性土。

①―2层非湿陷性黄土状土压缩系数0.25―0.43MPa-1，平均值0.40MPa-1，属中压缩性土。

三、结论与建议

1、拟建桥址区地貌类型较简单，不存在液化土层，场地稳定，适宜修建拟建桥梁工程。

2、②―1层湿陷性黄土状土容许承载力[σ0]=160KPa，Ⅱ级自重场桩的极限摩阻力τi=-15KPa； Ⅰ级非自重场地桩的极限摩阻力τi=25Kpa； ②―2层非湿陷性黄土状土容许承载力[σ0]=140KPa，桩的极限摩阻力τi=45KPa；③层卵石容许承载力[σ0]=350KPa，桩的极限摩阻力τi=160KPa；④层卵石容许承载力[σ0]=450KPa，桩的极限摩阻力τi=180Kpa；⑤―1层强风化泥岩容许承载力[σ0]=220KPa，桩的极限摩阻力τi=70KPa；⑤―2层弱风化泥岩容许承载力[σ0]=400KPa，桩的极限摩阻力τi=110KPa，⑤―3层微风化泥岩，容许承载力[σ0]=800Kpa。建议采用钻孔灌注桩，桩端持力层宜选用⑤―2层弱风化泥岩。

3、地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，在干湿交替下，对钢筋混混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢筋结构具弱腐蚀性；地下水对混凝土结构具中等腐蚀性，在干湿交替下，对钢筋混混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，对钢筋结构具中等腐蚀性； ②层土对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性； 泥岩对混凝土结构具强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。

水、土对建筑材料腐蚀的防护，应符合现行国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046）的有关规定。

4、桥址区地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度0.1g，设计特征周期为0.40s，场地土属Ⅱ类场地，不存在液化土层，构造物重要性修正系数C1取1.5。

参考文献：

[1]公路工程抗震设计规范》（JTJ004―2005）；

[2]《岩土工程勘察规范》（GB50021―2001）；

[3]《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025―2004）

[4]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63―2007）