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1、1996年12月铁道工程学报December1996第4期(总52)JOURNALOFRAILWAYENGINEERINGSOCIETYNo.4(Ser.52)试用综合勘探手段确定半成岩岩石承载力X祝建农(铁道部第一勘测设计院西安分院)提要半成岩是一类特殊岩石,国内现行的各种规范对此类岩石的承载力如何确定尚未作出明确的规定。本文根据南宁市清川大桥上第三系岩石抗压、标贯、动探和土工试验等多种测试手段获取的大量数据资料,结合有关规范和文献,提出了确定半成岩类岩石地基承载力的思路和方法。最后给出了设计建议值。主题词综合
2、勘探确定半成岩承载力1引言南宁市清川大桥(即邕江四号桥)位于南宁盆地的西部,南宁市西郊约7km的陈村,为南宁市跨邕江而设的一座公路连续刚构梁桥,全长878.44m,桥面宽38.5m。桥址处邕江河床顺直,呈“U”型,谷底水面宽约380m,主流水深约12m。河床内有厚2～11m的圆砾土覆盖;两岸为邕江一级阶地,地形平缓开阔,覆盖全新统冲积层厚14～28m,上部以杂色粘土、棕黄色粘土、青灰色淤泥质亚粘土为主,下部为圆砾土。桥址范围内圆砾土层下为一套上第三系河湖沼泽相泥岩、泥质砂岩为主的地层(见图1)。大桥采用桩基,基础
3、持力层主要为上第三系岩石(以下简称岩石)。该桥在工程地质初勘和详勘中,经过对较多岩(土)样品进行测试,尤其是对岩体作了动探和标贯试验,获得了较多的试验数据。由于南宁市区及附近第四系松散层之下的岩层与大桥处类同,且市区高层建筑及跨邕江已建成的3座公路大桥和1座铁路大桥也多以该岩体作为基础持力层,预计它将成为今后南宁市工程地质勘探的主要岩体。因此,加强对该岩体工程地质特征(尤其是承载力)的研究,将对该市区高层建筑及拟建的邕江5号、6号、7号3座公路大桥的工程地质勘察,也具有一定的实际意义。2岩石的工程地质特征桥渡区岩
4、层主要为泥岩、粉砂质泥岩,其次为粉砂岩;泥灰岩;褐煤及炭质泥岩等多以夹层X本文收稿日期:1996—07—08祝建农工程师铁道部第一勘测设计院西安分院主管工程师西安邮码:710043参加本项工程的还有谢永勋、张富忠、王建鹏3名同志第4期试用综合勘探手段确定半成岩岩石承载力67状产出(见图1、表1)。测区构造简单,岩层产状平缓,倾角一般为4°～7°。泥岩、粉砂质泥岩:为主要岩层。青灰—深灰色,成岩作用差,岩性软而硬度变化大。钻探岩芯取出后易风化干裂,似坚硬粘土状,含蚌壳碎片,局部夹成岩作用较好的硬块体多具中等压缩性。
5、天然含水量一般随深度逐渐减少,在距基岩面下10m内减少较快,以下则变化较慢,平均为15.4%。泥岩表层浸水后易软化,岩芯有拉长变图1清川大桥桥址工程地质纵断面图形现象,局部表现为泥土状。浸水深度两岸阶地区一般为0.5～4.9m,河床内为2.0～4.5m。矿物成分:伊利石38.5%,高岭石30.7%～38.7%,蛭石23.4%～30.3%;粘粒含量小于2um占25.3%～53.7%,小于5um占37.3%～73.6%;无荷膨胀量平均为14%,属弱膨胀性岩石。表1清川大桥上第三系地层综合柱状图层位地层厚度(m)岩性特
6、征68砂质泥岩夹泥质粉砂岩及粉砂岩23号煤层0.39～0.8933青灰色泥岩夹褐灰色泥岩,局部为砂质泥岩夹粉砂岩。22号煤层厚度变化大,局部可开采。0.36～0.6139青灰色泥岩为主,内部夹5.0m厚的灰色粉砂岩21号煤层煤层于煤田中心较厚0.2～2.018～22青灰、浅灰厚层状泥岩,夹砂质泥岩及透镜状粉砂岩20号煤层0.05～2.35煤层往东变厚,其结构变复杂15～17青灰色泥岩为主,夹深灰粉砂质泥岩,内夹1～2层灰黄色泥灰岩19号煤层0.15厚度变化较大,且不稳定15～17深灰泥岩为主,夹薄层褐色,暗灰泥岩
7、,部分层底夹3.5m砂岩18号煤层0.04～1.71黑色、褐煤褐灰、青灰泥岩,粉砂质泥岩与暗灰色泥岩互层,向下过渡为泥质23.5粉砂岩,下10m夹一层泥灰岩,下20m夹一层煤注:根据南宁市砂井煤矿有关资料及本桥钻探资料综合编制68铁道工程学报1996年12月粉砂岩:与上述泥岩、粉砂质泥岩呈互层或夹层状产出。灰色、褐灰色为主,中厚一厚层状,粉砂质结构,泥质及少量钙质胶结。矿物成份主要为石英、绢云母及高岭石等。砂岩表层浸水后,一般风化严重,岩芯呈散砂状或饼状、块状,手轻捏即碎(散)。浸水深度两岸阶地区一般为0.5m,
8、河床内为1.0～4.5m;浸水深度以下,岩芯多为短柱状,密实,但胶结差,手锤轻击即碎。局部层位在钻探过程中有坍孔现象。在泥岩、粉砂岩中的夹层有:泥灰岩:灰黄色,厚0.05～m0.9m,薄层状为主,致密、坚硬,工程性质好。钙质泥岩:褐灰—深灰色,厚1～3m,富含蚌壳碎片,较坚硬,工程性质较好。褐煤及炭质泥岩:黑灰—灰黑色,多达10余层,两者呈互层状产出,一般厚0.1～0.5
