锚锭基础岩体完整性测试与分析

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1、锚锭基础岩体完整性测试与分析廖家荣周志华赖伟东(江西省交通设计院江西南昌330002)摘要：以江西赣州赣江大桥东岸一钻孔为例，通过多种勘察手段与试验方法相结合，对大桥锚锭基础岩体裂隙发育情况、软弱夹层发育状况及裂隙胶结密实性进行了综合分析，取得了岩体完整性状况的真实材料。关键词：桥梁工程；锚锭；裂隙；岩芯钻探；单孔法声波测试；压水试验0前言赣州赣江大桥位于赣州市中心城区北部，经赣江岸边著名的玉虹塔（也称“白塔”）北侧跨越赣江，大桥建成后将是章、贡两江在赣州八境台下汇流成千里赣江后流经的第一座现代化大型桥梁，桥长1034m，桥宽32m，桥面净宽27.5m，西引道路

2、基宽32m，东引道路基宽21.5m，桥梁与路基同宽；汽车荷载等级为公路—Ⅰ级，人群荷载3.0kPa；大桥主桥采用地锚式悬索桥的桥型方案，锚锭为重力式混凝土锚块，持力层为下伏弱微风化白垩系粉砂质泥岩。相对普通桥梁，地锚式悬索桥锚锭位置对持力层有更高的抗剪、抗压及抗拉的要求，岩体的裂隙发育状况、岩体的裂隙胶结程度直接影响锚锭基础的稳定性，对桥梁的安全性有至关重要的作用。1地层结构及岩性特征1.1覆盖层（从上至下）表层部分位置为杂填土，褐黄色，稍湿，松散，厚度不一；亚粘土层，黄色夹灰白色，稍湿，可塑；细砂层，灰白色，饱和，松散～稍密，含圆砾；卵石层，灰白色，饱和，中密

3、，桥区河床及西岸有揭露。1.2基岩下伏基岩为紫红色白垩系粉砂质泥岩，夹薄层状细砂岩，粉砂泥质结构，层状构造，全强风化层厚度不一，裂隙发育差异性较大。2岩体完整性测试综述对桥区采取3种勘察手段对基础的岩体完整性进行测试，即勘察方案（岩芯钻探）、声波测试方案及压水试验方案，并对3种方案的结果进行比较分析、进行综合。2.1勘探方案勘探方法可以划分为：直接、半直接及间接3类，直接勘探就是通过人工或机械开挖的探井、探槽、平洞等；半直接的勘探就是各类小口径取样钻探，从钻孔中采取的岩土样品可能是连续完整的岩芯，也可以是分段的受扰动的土样，甚至是岩土粉屑，根据这些样品来了解地层

4、的性质、分布和变化情况，在钻进的同时也可以根据钻进状况对岩体完整性进行初步分类，钻探手段是判断地层发育状况最直观、最基本、最可靠的手段之一，岩芯则是判断岩体完整性最重要的依据之一；间接勘探则是工程地球物理勘探。本次勘探方案采用钻探方法，采用75mm口径、金刚石钻头对锚锭位置进行岩芯钻探，全孔取芯，根据钻孔中采取的试样，对弱风化粉砂质泥岩按岩石质量指标分类（以钻孔ZK1为例），成果整理见表1：表1岩石质量指标分类表深度取芯率（%）RQD（%）岩体其他岩体分类完整性5.60-14.509080较好　较好14.50-18.208570较差　较差18.20-21.009

5、080较好　较好21.00-22.507549差漏水差22.50-30.009082较好　较好注:RQD（%）为长度大于10cm的岩芯总长与岩芯钻进总长度之比。2.2声波测试方案2.2.1方案选择弹性波在地层介质中的传播，可分为体波和面波，体波可分为压缩波和剪切波，不同的波在岩土体中的传播速度不同，同一种波在不同岩土体中的传播速度也不相同，波速测试技术是地震勘探方法之一，也是地球物理勘探技术的一个重要分支，目前已广泛应用于水利水电工程、石油工程、铁路工程、冶金工程、交通工程、工业与民用建筑等众多岩土工程地质勘察领域，取得了良好的应用效果。一般来说，波速测试可原位

6、测定压缩波(P波)、剪切波(S波)和瑞雷面波(R波)在岩(土)体中的传播速度，从而避免了室内测试所带来的误差，它能有效地解决许多地质问题，诸如确定场地土类型、建筑场地类别；提供断层破碎带、地层厚度、固结特性和软硬程度、评价岩(土)体质量等。波速测试一般可采用面波法（瑞雷波法）、单孔法及跨孔法，其特点见表2：表2几种波速测试方法的比较测试方法波形钻孔数量测试深度激振形式测试仪器精确度效率成本单孔法P、SH1深地面孔内简单平均值较高低跨孔法PP、SV2深孔内复杂高低高面波法R　浅地面复杂较高高低注：P-纵波SH-水平极化剪切波SV-垂直极化剪切波R-瑞雷波因锚锭位置

7、埋深较深，对岩体工程地质测试方法仅能选择单孔法或跨孔法，单孔法具有测试深度较深、仪器简单、效率较高及成本低的特点，本次采用单孔法进行测试。2.2.2单孔法测试①试验设备与试验方法:a、试验设备：非金属超声波测试仪，该设备利用专用一发双收换能器进行测量（即自发自收），自动进行计算和成图；b、试验方法：试验时先对场地进行整平，用清水洗孔并在钻孔内灌满清水，以清水作耦合剂，换能器频率采用50~100kHz，自下而上按步距0.5m一层划分测点，对每一测点进行超声波测试，测量每0.5m的P波波速。②测试成果（以ZK1为例）：对锚锭位置弱微风化粉砂质泥岩进行声波测试（以ZK

8、1为例），声波测试数据图