《路桥地质》PPT课件.ppt

1,第十一章 公路和桥梁工程地质(Geology in road and bridge),主要内容,公路工程地质(Geology in road)桥梁工程地质(Geology in bridge),2,公路结构由三类建筑物组成:路基工程(包括路堤和路堑)桥隧工程(包括桥梁、隧道、涵洞)防护建筑物(包括明硐、挡土墙、护坡、排水沟),第一节 公路工程地质,3,路堤,路堑,4,不同结构体系的桥梁,5,重力式挡土墙的基本组成,轻型挡土墙,6,道路选线的工程地质论证,线路类型及特点:河谷线跨谷线越岭线山坡线山脊线,路线方案:大方案-路线基本走向小方案-线位,7,河岸选择山麓缓坡、低阶地阳坡逆向坡避免断层破碎带避免山区滑坡等灾害,沿河线:,单斜谷1-有利；2-不利,山地河谷1-有利；2-不利,8,9,2.路线高度高线:路线曲折，回旋余地小。低线:边坡常受洪水威胁，最好利用一级阶地。,10,越岭线,越岭方案:路堑隧道,下列情况可考虑隧道:,缩短路线长度高寒山区滑坡、崩塌地段,11,1.越岭线布局:,标高较低的垭口垭口选择:宽厚的垭口宜浅挖低填;瘠薄的垭口宜深挖断层破碎带垭口、易风化岩层垭口不宜深挖,12,2.展线山坡选择:（1）坡度平缓切割少的山坡（2）逆向坡,图11-3 地质构造的影响(a)向斜山；(b)背斜山；(c)单斜山 1-有利情况；2-不利情况,13,平原区,应选择:地势较高处 地下水位较深处 土质较好的地带 砂石材料丰富的地段 强震区远离河岸、水渠,14,地质条件不良地段的选线原则及防护措施,泥石流区:以大跨高桥、明硐或隧道通过。滑坡区：当线路高时，以不挖不填方式从滑坡顶通过；当线路低时，从滑坡前缘修挡土墙、路堤或用高架桥通过。,15,岩溶区：在地表覆盖较厚,岩溶洞穴充填好的地段通过。沼泽区：采用压密、挤淤、两侧加反压护道的方法。风沙区：线路尽可能与盛行风平行，并尽量减少弯道以 免积沙。线路以填方低路堤为主。冻土区:从热融滑坍体下方通过，从地下冰厚度较小 的地带通过，以低路堤形式通过。,16,工程地质选线实例,图11-4 工程地质选线实例略图1-滑坡群；2-崩塌区；3-泥石流堆积区；4-沼泽带；5-线路方案1，2，3，4,17,18,路基主要工程地质问题,路基边坡稳定性(stability of slope)路基基底稳定性(stability of roadbed)道路冻害(freeze injury in road)建筑材料(construction material),19,一、路基边坡稳定性,路基边坡包括:天然边坡半挖半填路基边坡路堑边坡,破坏形式:滑坡 崩塌 错落,当剪应力岩土体强度时,发生失稳.,20,土质边坡稳定性取决于亲水性黏土矿物含量影响因素:土层结构和成因类型水文地质条件自然条件施工方法,21,岩质边坡稳定性取决于岩体中结构面。须同时具备临空面、滑动面和切割面。影响因素：岩石性质地质构造岩体结构类型水文地质条件施工条件,22,二、路基基底稳定性,破坏形式:整体滑移挤出变形路堤塌陷,影响因素:基底土的力学性质基底面的倾斜程度软弱结构面水文地质条件,处理措施:放缓边坡,设反压护道 采用换填、预压等地基处理方法,23,三、道路冻害,破坏形式:路面冻胀路基翻浆,影响因素:气温路基土的性质水文地质条件地形特征和植被情况,防治措施:铺设毛细割断层;换土;设排水沟;提高路基标高;修筑隔热层,24,某桥冻拔成非对称罗锅形,25,四、建筑材料,路基工程需要的天然建筑材料种类多,数量大,而且要求各种材料产地沿线两侧零散分布。建筑材料直接影响工程的设计方案和布局以及质量和造价。,26,道路工程地质勘察的工作内容:,路线工程地质勘察不良地段工程地质勘察路基路面工程地质勘察桥渡工程地质勘察隧道工程地质勘察筑路材料勘察,27,公路工程地质勘察要点,（1）可行性研究阶段 1）预可行性研究阶段 2）工程可行性研究阶段 研究的目的与任务是，了解勘察项目所在地的工程地质特征、各工程方案的一般地质条件与控制工程方案的主要工程地质问题，为拟定路线走向、桥位、隧址工程方案的比选及编制可行性研究报告等提供地质资料。,28,（2）初步勘察阶段 初勘阶段应配合路线、桥梁、隧道、路基、路面和其他结构物的设计方案及其比较方案的制定，提供工程地质资料，以供技术经济的论证，达到满足方案的优选和初步设计的需要。对不良地质和特殊性岩土地段，应作出初步分析及评价，还应提出处理办法，为满足编制初步设计文件，提供必需的工程地质资料。,29,（3）详细勘察阶段 详勘目的是根据己批准的初步设计文件中所确定的修建原则、设计方案、技术要求等资料，有针对性地进行工程地质勘察工作，为确定公路路线、工程构造物的位置和编制施工图设计文件，提供准确、完整的工程地质资料。,30,（4）施工勘察阶段 施工勘察的任务是查明施工期间发生的各种工程地质问题的产生原因、性质及其对工程的危害程度；搜集因施工困难或其他原因导致设计方案的改变，或增加建筑物所需的工程地质资料；核对详勘地质资料的准确性，补充或修改原有设计文件中工程地质方面的内容；进行地质编录工作，为编制竣工文件准备资料；对病害工点上的地质现象作出工程地质预测，布置长期观测工作并提出防范与工程处理方法。,31,第二节 桥梁工程地质,桥梁组成:正桥:位于河两岸桥台之间,桥墩位于河中引桥:连接正桥与原线的建筑物,可以是高路堤调治构造物:护岸、护坡、导流堤等,32,一、桥位选择的工程地质论证,应选在河床窄,河道顺直,河槽变迁不大、水流平稳、两岸地势较高而稳定、施工方便的地方。避免选在具有迁移性（强烈冲刷的、淤积的、经常改道的）河床、活动性大河湾、大砂洲或大支流汇合处。桥位还应远离上游的水坝、水闸。,33,2.选择覆盖层薄，河床基底为坚硬完整的岩体。若覆盖层太厚，应选在无漫滩相和牛轭湖相 淤泥成泥炭的地段。避免选在尖灭层发育和 非均质土层地区。,34,3.选择在区域稳定性条件较好，地质构造简单，断裂不发育的地段，桥线方向应与主要构造 线垂直或大交角通过。桥墩和桥台尽量不置 于断层破碎带和褶皱轴线上，特别在高地震 基本烈度区，必须远离活动断裂和主断裂带。,35,4.尽可能避开滑坡、岩溶、可液化土层等发 育的地段。5.在山区峡谷河流选择桥址时，力争采用单孔 跨越。在较宽的深切河谷，应选择两岸较低 的地方通过，要求两岸岩质坚硬完整，地形 稍宽一些，适当降低桥台的高度，降低造价，减少施工的困难。,36,图11-5 武汉长江大桥桥渡线比较方案图（据谷德振，1958）,37,图11-6 武汉长江大桥桥址地质剖面图（据谷德振1958年）,38,桥梁工程地质问题,桥墩台地基稳定性问题桥台偏心受压问题桥墩台地基冲刷问题,39,40,（一）桥墩台地基稳定性问题,取决于墩台地基岩土体的承载力。土基:计算方法同工民建。岩基:据岩块强度、岩体破碎程度查规范。影响因素：（1）风化作用（2）岩石的软化性,41,（二）桥台偏心受压问题,桥台：除受垂直压力外，还受岸坡侧向主动土压力。桥墩：受水流冲击，还有车辆荷载。,42,（三）桥墩台地基冲刷问题,为防止水流冲刷，桥墩台的埋深还应满足：最大冲刷线以下规定的数值。建于抗冲刷较差的岩石上应适当加深。,43,桥墩台基础处理措施的工程地质论证,桥梁基础主要类型:桩基沉井管柱桩,44,当上覆软土层的厚度不大，而其下为致密的土层时，多采用桩基，主要适用于轻型桥梁基础。,45,若上覆软土层厚度8m，其中又没有饱和而处于流态的土或蛮石、残留基础和树根等阻碍物，其下有坚硬的持力层，可采用沉井。,图11-7 桥墩沉井 1-沉井；2-混凝土封底层；3-填筑砌体；4-桥墩；5-河水位；6-软弱土层；7-坚硬土层,46,管柱桩适用的地质条件很广，主要用于大型和特大型桥梁。,图11-8 管柱桩桥基1-基岩；2-河床冲积层；3河水面；4-围堰；5-管柱桩；6-桥墩基,47,阳逻长江大桥北锚锭基础,48,桥梁工程地质勘察要点,初步勘察阶段：着重于桥位选择的勘察,并对建桥适宜性和稳定性作出评价。详细勘察阶段：着重查明桥墩台的工程地质条件，为基础选型和施工方法提供依据。,49,钻孔布置:初步设计阶段:按桥墩布置成梅花形35个孔;技术设计阶段:钻孔数墩台数。复杂时每墩台45 个孔。钻孔一般布设在桥梁中心线上。钻孔深度:取决于河床地质条件 基础类型 基底埋深,50,51,52,复习思考题,1如何根据地形地质条件进行公路工程选线？公路 线路类型有哪些？2沿河线河岸应选择什么样的条件？路线高度应怎 样选择？3越岭线的垭口和展线山坡应如何选择？4平原区选线应注意哪些问题？5不良地质条件地段的选线原则及防护措施有哪些？6路基主要工程地质问题有哪些？,53,7路基边坡的破坏形式有哪些？土质边坡和岩质边坡 稳定性的控制因素有何不同？8路基基底失稳多发生于何处？其主要表现形式是 什么？影响因素有哪些？9道路冻害产生的原因是什么？条件是什么？如何 防治？10为什么公路工程强调天然建筑材料的勘察？11公路工程地质勘察的工作内容有哪些？,54,12公路工程如何划分勘察阶段？各阶段的勘察要 点是什么？采用的方法有何不同？13如何进行桥址选择的工程地质论证？14桥墩台主要工程地质问题有哪些？15桥梁基础的主要类型有哪些？各适用于什么样 的地质条件？16桥梁工程地质勘察要点、要求及应注意的问题 是什么？17桥梁工程地质勘察报告的内容有哪些？应附哪 些图表？,