唐俊,王辉 (安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

1 工程概述

桥梁位于中山市火炬开发区。桥梁起止桩号K6+045~K6+437,设计跨径26×25+(27+35+30)+6×25m。根据详勘资料,0#台~5#墩钻孔QZK15、SQZK24、QZK16 钻孔有涌水现象,且SQZK24 钻孔在孔深34m 处冒水,水温在30°C~50°C。桥梁0#台、3#墩桩基施工时揭露温泉承压水,与详勘成果吻合。根据地下温泉涌水对桥梁桩基影响处理方案的专项工程技术与分析讨论意见会的专家组意见,对桥梁0#台~5#墩段进行施工补勘。

结合详勘钻孔揭露温泉承压水分布位置,本次补充4 个钻孔,并在两侧进行高密度电法测试,以查明对桩基影响的温泉承压水分布范围及其水文地质特征。钻孔布置示意图如图1,其中QZK15、SQZK24、QZK16 为详勘钻孔,BZK1~BZK4为本次补勘钻孔。

图1 钻孔布置示意图

2 场地工程地质条件

2.1 地形地貌

桥位区地貌单元为珠江三角洲冲积平原,微地貌为海陆交互相沉积地貌,高程一般在2.71m~3.08m,地形起伏不大。

2.2 地层岩性

勘察查明,在勘探所达深度范围内,场地上覆第四系覆盖层厚度一般在21.0m~29m;下伏基岩为寒武系(∈)花岗片麻岩及燕山期(γ52)花岗岩。

2.3 地质构造

根据区域地质资料(1:5万),桥位区附近有张家边断裂、白石仑断裂经过,其中张家边断裂是第四纪活动断裂。

2.3.1张家边断裂(F1)

该断裂为五桂山北麓断裂带的主干断裂,大致位于商检局-南光广场-沙岗立交桥-市公安局一带,全长约9.6km,走向NE60°~70°,倾向北西,倾角70°~80°。断裂的主要力学性能表现以压扭性为主,中期表现为张性特征。张家边断裂是一条十分明显的第四纪活动断裂,沿断裂大量构造岩热释光测年为10.70±0.80 万年。但该断裂带均未切割全新世地层,现今活动迹象不明显,处于相对稳定状态。第四纪活动断裂,对地震的发生造成一定的影响。

2.3.2白石仑断裂(F3)

该断裂东起三仙娘山,经张家边西北侧、白石仑山、濠头村南至葫芦山南沿,往西可能穿越城区,全长约6km。断层走向NE40°~70°,倾向北西,倾角60°~70°,宽1m~3m。其力学性能表现为逆冲断层。断裂构造岩主要由碎裂花岗岩、碎裂长石石英角岩组成,黄铁矿化强烈,沿断层面局部发育有千糜岩,围岩有轻度硅化,对上部覆盖的中-晚更新世风化残积土层没有影响。

图2 场地地质构造示意图

张家边断裂与本桥相距1km 左右,白石仑断裂与本桥相距1.5km 左右,受张家边断裂和白石仑断裂及其次级断裂影响,场地基岩风化不均,其中0#台至5#墩段强化层厚度大,岩体极破碎,0#台位置风化强烈,呈半岩半土状,未揭穿。场地构造裂隙和风化裂隙也为温泉的赋水、导水提供了有利的条件。

2.4 地震

区域地震强度不大,其分布特征是频率高,强度小,小震多而大震少,震级多在3~4 级,多属微震~弱震。其中以中山市南西5km 的环城区恒美一带频率最高,该镇构造上处北东向张家边断层南西延伸并与次级构造沙田断层的相交部位,地震频发可能与这两条断层的活动有关。场地的地震动峰值加速度为0.10g,特征周期0.35s,桥址区地震基本烈度为Ⅶ度。

2.5 水文地质条件

2.5.1地下水

区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和构造裂隙水,局部具有承压性。

桥址区淤泥质土、粉质黏土、砂质黏性土、全风化岩含水性贫乏,透水较差,多属弱、微透水层,起到相对隔水作用。砂层、强风化岩层为透水层。勘察过程中,QZK15、SQZK24(水 温47°)、QZK16、BZK1、BZK2、BZK3 钻孔均有涌水现象,水温在30°C~48°C,水头一般高 出 地 面0.25m~0.50m。 专 门 对BZK3钻孔地下水进行了水温测试,在钻孔深度约58m 处测得最高水温为50.3°C。张家边断裂是第四纪活动断裂,断裂的活动,为温泉的形成提供了有利的构造条件,桥址区涌水温泉主要受张家边断裂控制。桥址区裂隙水具有承压性,对本项目有一定的影响。

水头高度、水温测试详见表1~表5。

BZK1钻孔水位水温记录表 表1

BZK2钻孔水位水温记录表 表2

BZK3钻孔孔口水位水温记录表 表3

BZK3钻孔地下水水温记录表 表4

BZK4钻孔水位水温记录表 表5

BZK3钻孔抽水试验计算结果表 表6

影响半径迭代计算表 表7

2.5.2水文地质参数的计算

根据BZK3 钻孔自涌情况测得涌水量,估算含水层(强风化层)渗透系数。

计算公式:式中:Q—涌水量(m3/d);M—含水层厚度(m);S—水位降深(m);L—过滤器长度(m);r——抽水井半径(m);R——抽水影响半径(m)。

由承压水涌水量公式估算BZK3 位置桥桩施工时涌水量(设计提供桥址钻孔桩桩径为1.5m,对应相对水头高度0.15m)为20m3/d~65m3/d。

由于试验过程中,BZK2、BZK4 钻孔未封钻孔,详勘SQZK24 桩孔地下水一直自涌,裂隙水与孔隙水存在连通性,估算所得渗透系数、钻孔桩涌水量比实际的要偏小。

2.5.3地下水的腐蚀性评价

根据水样的检测成果,桥址地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

2.5.4土的腐蚀性分析

根据易溶盐分析,土样对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混泥土结构中的钢筋具中腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。

2.6 地下水对施工的影响及建议

地层在地下水的浸泡下易塌孔,危及桩基础施工安全及影响成桩质量。桥址裂隙水具承压性,影响成桩质量。

QZK15、SQZK24、QZK16、BZK1、BZK2、BZK3 钻孔均有涌水现象,水温在30℃~50℃,孔底水温大于50℃,设计及施工时应注意水温对成桩质量的影响。

建议施工时应采取有效护壁措施,以免影响成桩质量,建议接高钢护筒高度平衡承压水压力,必要时设降压井等措施施工,建议采用适合高温条件下灌注的混凝土,以保证成桩质量。

3 物探解释情况

第四系土层和全风化层视电阻率值10Ω·m~50Ω·m,厚度较大,一般为22.5m~25.6m,最大厚度可达43.5m。

K5+765 右15m~K6+180 右15m段视电阻率值整体较低,下部基岩为强风化花岗片麻岩,岩体破碎富水,为高密度低阻异常区。K6+180 右15m~K6+215 右15m 段视电阻率值上低下高,下部基岩为强风化花岗片麻岩,推测岩体破碎。

图3 右侧高密度电法解译成果图

物探解译岩体破碎段落(承压水赋水层)成果与钻探揭露地层成果基本吻合。

4 结论与建议

①桥位区附近张家边断裂是一条第四纪活动断裂,但该断裂带均未切割全新世地层,现今活动迹象不明显,处于相对稳定状态,适宜进行本工程的建设。

②通过补勘钻孔观测,场地承压水水头高出地表0.25m~0.5m,出水温度在39℃~48℃,其中BZK3 孔内58 米深处水温在50.3℃,钻孔涌水量在3.84m3/d(高出地表0.15m水头)。

③采用桩基础,建议施工时应采取有效护壁措施,以免影响成桩质量,建议接高钢护筒高度平衡承压水压力,必要时设降压井等措施施工,建议采用适合高温条件下灌注的混凝土(场地存在承压温泉水,设计应注意,选择合适的混凝土品种、标号及配合比等),以保证成桩质量。