一、橋梁樁基方案

該特大橋為高速公路標準建設的海域通航孔橋，主跨為458m雙塔斜拉橋，設計全長1,150m。橋梁基礎擬采用鋼管復合樁，上部鋼管樁樁徑2.50m，下部鋼筋混凝土樁樁徑2.20m；采用現澆混凝土承臺、預制混凝土墩身方案；單樁豎向承載力要求大于40,000kN。

二、巖土工程問題

按巖土工程勘察規范勘察等級分級標準，該特大橋勘察等級應屬于工程重要性一級、場地環境復雜一級、巖土種類多、地基復雜一級的甲級巖土工程勘察項目。橋梁巖土勘察需要完成橋梁建設場地穩定性、適宜性論證，巖土層分布、工程特性、地基均勻性、水土腐蝕性、特殊性巖土與不良地質的調查和分析評價，巖土試驗及巖土參數分析選用，地基基礎方案的分析與建議，以及可能的巖土工程問題預測與預防措施建議等。幾乎涵蓋了橋梁巖土工程勘察與分析評價的各個重要環節，內容繁雜，任務艱巨。

三、巖土工程勘察重點

橋梁樁基方案選擇需要解決的各項巖土疑問是勘察研究的重點。從橋梁所處的海域復雜環境、橋梁結構特點（跨度大、凈空高、荷載集中），結合橋區巖土層分布特征（基巖埋深大、差異風化強烈），綜合分析，該橋梁樁基方案有如下幾種可能性選擇。

（1）以第四系覆蓋層下部密實砂層為樁端持力層，采用巖土利用效率較高的打入式大直徑鋼管樁方案。該方案主要存在兩大疑點，其一，沉樁深度將達70~80m、且需穿越相當厚度的含卵石密實砂層，現有的沉樁工程技術是否能夠解決，需要有針對性的實踐論證；其二，即使采用合適的樁徑沉樁達到了預定深度，單樁承載力可否滿足設計要求，也需要通過試驗論證。

（2）以基巖全、強風化層為樁端持力層，或打入式鋼管樁，或鉆孔樁方案。對于打入式鋼管樁方案同樣面臨方案①的質疑。而該方案更大的疑問在于全、強風化巖的工程特性差異明顯，工程應用上的不確定因素較多，宜慎重。

（3）以中風化巖為樁端持力層，采用鉆孔嵌巖樁方案。該方案簡潔可行、未知風險相對較少。當然，鑒于該地區基巖差異風化明顯的情況，巖石強度的合理定量研究，對于嵌巖樁的勘察設計，無疑是勘察分析評價的重中之重。

四、巖土工程勘察難點分析

1．鋼管樁方案的分析研究

無論是采用密實砂層、還是全強風化巖為鋼管樁的樁端持力層，都需要解決沉樁施工是否可行，以及沉樁的效果能否滿足設計的荷載要求。考慮在該橋梁場地實施如此深長的大直徑鋼管樁，本身已經是一個非常大膽的設想。那么，該方案能否成立就只能在橋梁單樁荷載估算的基礎上從試樁開始。該工程在距離橋軸線約150m的地方進行了兩組試樁，試樁直徑1.70m，壁厚25/22mm，采用Q345C鋼鋼板加工，樁長為85m。試樁分階段采用BSPHH30（-63m左右，密實中砂）、IHCS600錘沉樁（-80m左右，進入了全強風化巖0.4~0.9m）。試樁的承載力結果比較，SZ1試樁單樁極限荷載為20,500kN，小于要求值22,072kN；SZ2試樁單樁極限荷載為18,760，小于要求值21,404kN。試樁單樁承載力不能滿足設計要求。盡管采用該直徑的鋼管樁成功沉樁到了預定深度，但結果不令人滿意。若增加樁徑、或樁長是不是就可以滿足方案要求？顯然，隨著樁徑或樁長的增大，施工的難度也在成倍增加，沉樁能否成功又成為需要再次驗證的疑問。

2．關于全、強風化巖的特殊性

該橋梁場地全、強風化巖深厚，是否作為重要地層使用，如何用，是值得深入探討的復雜巖土問題。在此，僅從全、強風化巖的劃分標準方面簡單探討其特殊性，以為提示。相關規范對于基巖風化帶的劃分標準通常都是采用了野外鑒定，以及波速比、風化系數定量的區分方法。野外鑒定的劃分方法，由于定性化描述區分的成分太多，加之全、強風化巖本身具有漸變性，僅依靠礦物特征區分實際是很容易出現仁者見仁，智者見智的情況，分帶難以有足夠的說服力或一致性。如此進行的巖土工程細分來進行巖土的精確利用難免漏失。若以波速比、風化系數定量的辦法來區分，意味著所有鉆孔都必須進行相關試驗。顯然，在實際的勘察過程中對所有鉆孔都進行相關測試的可操作性不強。

另外，還有采用標準貫入試驗實測擊數進行風化巖分帶劃分的方法，這在勘探現場是具有可操作性的，但也存在規范標準差異，以及對實測擊數有效性理解的差異問題。巖土工程勘察規范在花崗巖強風化與全風化分界的標準貫入試驗實測擊數采用了50擊，而深圳地方規范及部分其它地方標準則采用60擊、70擊、甚至100擊作為界限的情況。到底哪個標準更接近合理，就是很值得商榷的巖土問題。盡管該橋梁也是在野外鑒定的基礎上，結合標準貫入試驗擊數進行的全、強風化巖的分帶，但強調風化帶的劃分僅限于現場劃分標準的統一。對于分帶巖土的工程特性參數，應據具體勘察部位的風化帶差異性具體分析，在安全的前提下對風化帶分段后再進行巖土參數的綜合定量。尤其是其可能作為重要橋樁的樁端持力層時，樁端承載力的選用更應慎重，對于最終設計參數原則上建議采用試樁或其它有效測試手段進行定量，或采取保守設計。該橋梁段砂土狀混合片巖全、強風化巖的劃分標準統一主要采用了巖土工程勘察規范建議的標準：即30＜N為殘積土、30≤N＜50為全風化、50≤N為強風化。

3．關于中風化巖風化差異與抗壓強度定量的討論

從該橋段鉆探的情況看，各墩臺之間的中風化混合片巖起伏較大，巖體破碎。從全橋段109件中風化混合片巖巖石單軸飽和抗壓強度試驗數據統計，平均值42.3MPa（10.6~111.5MPa），變異系數δ為0.56，統計結果表明中風化巖石的強度數據離散，與鉆探外業揭示的巖體差異風化特征較為一致。結合橋梁基礎的布置特點，經過單個橋墩的巖石強度統計發現，盡管個別橋墩變異性仍偏大，但單墩臺抗壓強度數據統計的變異性明顯好于全橋段統計，各墩臺抗壓強度平均值也表現出明顯的大小分布格局，與墩臺鉆探反映的巖體破碎程度分布匹配性較好。巖石抗壓強度統計結果列表1。表1還列出了各墩臺巖石強度統計平均值以下樣本的平均值，即小值平均值。通過綜合分析討論，認為以小值平均值作為各墩臺巖石飽和抗壓強度標準值推薦的基數，可以進一步降低巖體在深度分布上的風化不均所帶來的風險。經專家驗收討論，一致認為，對該巖體的差異風化勘察方案、高密度強度試驗、數據的統計分析方法推薦巖石抗壓強度是合理的，安全的。

4．單樁承載力估算對應樁基方案選擇的分析

表2、表3列舉了打入式鋼管樁（樁徑2.2m，進入強風化混合片巖）、嵌巖鉆孔樁（上段鋼管樁徑2.5m，下段鉆孔樁徑2.2m）單樁承載力估算的結果。2.2m的鋼管樁方案已經在1.7m的試樁基礎上樁徑提高了0.5m、沉樁深度也增大了27~33m，不僅單樁承載力估算不能滿足設計要求，沉樁能否達到假設深度更是疑問。是以，結合試樁情況，本橋梁不宜優先考慮鋼管樁方案。對于嵌巖鉆孔灌注樁方案，單樁承載力估算滿足設計要求；雖然樁長稍大，但國內類似工程施工的成功工程經驗也不少，是完全有能力、有把握完成這種深長樁施工的。綜合分析認為，嵌巖鉆孔樁從單樁承載力、施工技術操控能力、工程質量保證措施等幾個環節都能較好的適應該橋梁設計的要求，建議優先采用嵌巖型鉆孔樁方案（鋼管復合樁）。對于鋼管樁方案，即使通過調整樁基平面布置、降低單樁承載力要求，仍需要進一步進行試樁論證，才能從單樁承載力要求、沉樁可行性兩方面來證明該樁型的可行性。

五、結語

通過珠江口海域特大橋勘察成果介紹、勘察研究重難點分析，總結了類似橋梁工程場地巖土工程勘察值得關注和重點研究的幾個重要巖土工程問題或解決思路。其中對于橋梁巖石地基場地的勘察，建議充分關注巖體差異風化可能給巖土分類、巖土定量帶來的不確定性，提前制定相應勘察對策，統一巖土劃分判別標準。做到巖土劃分合理，參數推薦可靠，工程使用安全。

作者：李書輪 單位：中交第二航務工程勘察設計院有限公司