大橋巖土工程勘察報告

******市************大橋巖土工程勘察初步資料一、工程概況為改善******市******、******交通運輸功能，******市*********有限公司擬進行************跨江大橋的建設，受其委托，我院承擔了二標段的巖土工程勘察任務?？?*****大橋位于******區(qū)******至***區(qū)永勝路軸線上。路線起點為*********街與******交叉口，路線終點為****鎮(zhèn)***路，線路基本為南北走向。該橋位規(guī)劃方案為以江心島（狗島）將河道分為南北兩汊，南汊為主航道，北汊主要為泄洪江道，大洪水時江心島也同時泄洪。兩岸堤距約2100米，其中江心島寬約1300米；南汊河道順直，常水位時水面寬約400～500米；北汊彎曲，水面寬約250米。該標段包括北側40米連續(xù)梁、北汊輔通航孔橋和江心島40米連續(xù)梁三部分，采用預應力連續(xù)梁結構，擬采用鉆孔樁基礎。為滿足施工圖階段的設計要求，針對該項工程的特點結合有關規(guī)范，本次勘察主要完成下列幾項工作：（1）調(diào)查橋位處場地的地形、地貌特征。（2）查明工程范圍內(nèi)場地土層性質(zhì)，地質(zhì)構造，分布規(guī)律，成因類型，穩(wěn)定性，均勻性等工程地質(zhì)條件并進行分析和評價。（3）查明場地工程地質(zhì)條件，提供各土層的物理力學性能指標，地基空話承載力。（4）針對工程范圍地層條件，分別提供合理的樁基持力層及計算樁基承載力所需的各項計算參數(shù)。（5）查明場地水文地質(zhì)條件，地下水的類型、埋深、滲流情況，判定地下水及地基土對樁身是否具有侵蝕性。（6）查明橋位處凍土的類別、分布范圍、特性和凍土上限深度，評價凍脹對橋梁基礎穩(wěn)定性的影響，并提供相關的計算參數(shù)。（7）提供抗震設計的有關參數(shù)。根據(jù)國家批準的地震動參數(shù)區(qū)劃和有關的規(guī)范，對建筑場地類別進行判定，提出勘察場地的抗震設防烈度、設計基本地震加速度以及其他的相關地震動參數(shù)。二、勘察方法2.1規(guī)范、標準本次巖土工程勘察依據(jù)如下規(guī)范、標準：《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）《市政工程勘察規(guī)范》（CJJ56-94）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064-98）《公路橋位勘測設計規(guī)范》（JTJ062-91）《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》（JTJ024-85）《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2002）《土工試驗方法標準》（GB／T50123-1999）《公路土工試驗規(guī)程》（JTJ051-93）《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004-89）《靜力觸探技術標準》（CECS04：88）2.2勘察方案1、橋函類別根據(jù)橋梁的規(guī)模和孔跨徑以及場地的巖土工程條件，按照《市政工程勘察規(guī)范》（CJJ56-94）2.0.7橋梁涵洞分類標準，確定******大橋為2、勘察方案依據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064-98）、《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001），根據(jù)上海市政工程設計研究總院的具體勘察技術要求布置勘探點，沿橋墩角點和中墩軸線方向布設勘探點，根據(jù)橋墩荷載情況，確定連續(xù)梁部分勘探孔深度70-80米，北汊輔通航孔橋部分勘探孔深度95米；控制性勘探孔的深度滿足下臥層驗算以及地基壓縮變形計算深度，本工程勘探至未風化泥質(zhì)粉砂巖。根據(jù)橋位區(qū)地層特點及性質(zhì)，有針對性地采用了鉆探取樣、室內(nèi)試驗以及多種原位測試手段方法進行勘察，以獲取場地準確的巖土設計參數(shù)。本次勘察共布設勘探孔54個，其中一般性勘探孔32個，深度70米；控制性勘探孔22個，深度80-95米；原位測試共布設標準貫入試驗孔10個，靜力觸探試驗孔11個，圓錐動力觸探試驗孔6個，波速測試孔2個，抽水試驗2處。2.3勘察方法1、鉆探和取樣鉆探設備使用SH30—2型鉆機及配套設備采用沖擊跟管鉆進方法及XY-100型鉆機采用回轉鉆進方法完成勘探作業(yè)。鉆探執(zhí)行《建筑工程地質(zhì)鉆探技術標準》（JGJ87-92），粘性土試樣采用使用厚壁敞口取土器、薄壁真空取土器，采用擊入法取樣，基巖試樣采用巖芯管采取巖芯，土試樣質(zhì)量等級為I～II級。擾動砂類土采用四分法取樣。取樣豎向間距2-3米，對厚度大于0.5米2、原位測試A、靜力觸探試驗：為進行力學分層，估算土的密實度、強度、壓縮性、地基承載力，采用靜力觸探方法，重點對粘性土及砂類土中泥夾層進行力學分層。設備為LTC5081TCT20A型微機靜力觸探車，使用雙橋探頭，LMC－D310型靜探微機數(shù)據(jù)采集儀處理和手動輕便觸探儀，操作符合《靜力觸探技術標準》（CECS04：88）。B、標準貫入試驗：為確定粘性土、砂土的狀態(tài)，土的強度、地基承載力布設標準貫入試驗，重點確定下部砂類土的密度及承載力，試驗豎向間距2米。操作符合《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）10.5標準貫入試驗要求C、圓錐動力觸探試驗：為確定砂類土的密度、地基承載力采用N63.5圓錐動力觸探，每0.1米測試1次。操作符合《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）10.4D、波速測試試驗：為測定土層的剪切波速，以確定場地土類型和劃分建筑場地類別，布設波速測試孔2個，試驗深度20米，采用單孔檢層法測試，試驗豎向間距2米，操作符合《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）3、抽水試驗：為評價場地地基土滲透性能，在現(xiàn)場布設抽水試驗2處，評價地下水流量、降深、滲透特性等。4、室內(nèi)試驗A、土的物理性質(zhì)試驗：粘性土試驗項目有液限、塑限、比重、天然含水量、天然密度，部分砂類土做比重、天然含水量、天然密度，顆粒分析，天然坡角試驗。B、土的壓縮—固結試驗：一般土試樣固結試驗最大壓力為200～400kpa，深部粘性土及砂類土做高壓固結試驗，測求土的先期固結壓力，固結試驗最大壓力為3200kpa。C、土的抗剪強度試驗：土的抗剪強度試驗采用三軸剪切不固結不排水試驗（UU），測求土的粘聚力c、內(nèi)摩擦角；直剪試驗采用快剪（q），測求粘性土及砂類土的粘聚力c、內(nèi)摩擦角。D、水質(zhì)分析試驗：對水樣作簡分析，以評價地下水對建筑材料的腐蝕性。E、巖石試驗：對不同深度基巖做巖礦鑒定、天然狀態(tài)下單軸抗壓強度試驗和彈模試驗、剪切試驗。上述試驗操作及試驗儀器均符合《土工試驗方法標準》（GB/T50123－1999）的規(guī)定。2.4測量系統(tǒng)及引測依據(jù)根據(jù)建設單位提供的******大橋規(guī)劃平面圖，采用全站儀和GPS實施勘探點位放樣，勘探孔高程采用大連高程系統(tǒng)。三、場地地形地貌及穩(wěn)定性3.1場地地形、地貌******處在*****的東南緣，地處******的中游，東部靠近丘陵山地，其余為廣闊的沖積平原，平原波狀起伏，河谷地貌發(fā)育，階地清晰，漫灘開闊。擬建橋梁位于******北岸和江心島，由河流沖積作用形成的河流侵蝕堆積地貌，屬******流域河谷漫灘相，由于地處******的中游，表層由雜填土、沖填土和亞粘土組成，上部地基土主要由砂土組成，中間不均勻夾有厚薄不等的粘性土夾層，下部為白堊紀粉砂質(zhì)泥巖。擬建場地地形略有起伏，地面標高在大連高程系*****～******米之間。3.2場地和地基的穩(wěn)定性1、場地和地基穩(wěn)定性根據(jù)場地地形、地貌及環(huán)境工程地質(zhì)條件，該橋位及其附近不存在對工程安全有影響的巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)作用危險區(qū)，不存在濕陷性土、紅粘土、膨脹巖土、鹽漬巖土、多年凍土等特殊性巖土，環(huán)境工程地質(zhì)條件較好。2、地震穩(wěn)定性受區(qū)域地質(zhì)構造的影響和控制，******地區(qū)地質(zhì)構造條件相對較簡單，地質(zhì)構造較不發(fā)育，近場區(qū)發(fā)育北西、北東向兩組7條斷裂，斷裂延伸規(guī)模不大（一般在100KM以下），無新生斷裂，無強烈斷裂活動跡象。從地震活動性來看，近場區(qū)歷史地震僅記載有1876年****發(fā)生一次有感地震（里氏4.2級）、1937年6月11日******市曾發(fā)生過有感地震，除此未見其他記載；表明近場區(qū)地震活動水平相對較低，屬地殼穩(wěn)定地塊。場區(qū)50年超越概率為10%的烈度值為VI度，******市區(qū)除****河與******交匯處是活動構造復合部位，穩(wěn)定性比較差外，其余區(qū)域穩(wěn)定性好，處于相對穩(wěn)定的斷塊上。綜上所述，******市屬于地殼基本穩(wěn)定區(qū)，該場地不處于影響穩(wěn)定性的不良地質(zhì)環(huán)境和災害區(qū)。四、工程地質(zhì)條件4.1地層結構根據(jù)鉆孔揭露和室內(nèi)土工試驗結果，上部為第四系地層，下部進入白堊系泥巖、砂巖層，分述如下：第1層雜填土：雜色，含生活垃圾和建筑垃圾，分布于北岸。第1-1層沖填土：見于江心島，黃色，以粉細砂為主。第1-2層素填土：雜色，由塊石、砂土組成。第1-3層水：******地表水。第2層亞粘土：黃褐-褐灰色，很濕，軟塑，含流塑土，中－高壓縮性，干強度中等，稍光滑，韌性中等，搖振反應無。第3層粉砂：黃色，稍密，濕～飽和，含粘性土夾層，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量較高。第3-1層亞粘土：灰色，很濕，軟塑，含砂夾層，高壓縮性，干強度中等，稍光滑，韌性中等，搖振反應無。第4層細砂：黃色～灰色，稍密，飽和，含少量粘性土夾層，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第4-1層中砂：黃色，稍密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第4-2層粗砂：黃色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第5層中砂：灰色，中密，飽和，含粗砂夾層，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第5-1層礫砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第6層粗砂：灰色，中密，飽和，含礫砂，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第6-1層亞粘土：灰色，很濕，軟塑，中壓縮性，干強度中等，稍光滑，韌性中等，搖振反應無。第6-2層中砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第7層亞粘土：灰色，很濕，軟塑，含少量硬塑土，中壓縮性，含砂夾層，干強度中等，稍光滑，韌性中等，搖振反應無。第7-1層粗砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第7-2層細砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量中等。第8層粗砂：灰色，中密－密實，飽和，含粘性土夾層，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量中等。第8-1層中砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第8-2層亞粘土：灰色，很濕，軟塑，中壓縮性，干強度中等，韌性中等，稍光滑，搖震反應無。第8-3層角礫：灰色，密實，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第8-4層細砂：灰色，中密，飽和，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第9層礫砂：灰色，密實，飽和，含角礫、卵石，主要成份為石英、長石，顆粒形狀近圓球形，顆粒級配一般，粘粒含量低。第10層全風化粉砂質(zhì)泥巖：灰綠色，粉砂泥質(zhì)結構，硬塑～堅硬狀態(tài)，可見微層沉積韻律紋理，有裂紋，結構基本破壞，風化物呈粘土狀，主要礦物成份為蒙脫石、高嶺土、石英、長石。第11層強風化粉砂質(zhì)泥巖：綠灰色，粉砂泥質(zhì)結構明顯，風化裂隙較發(fā)育，泥質(zhì)膠結，風化物呈碎塊狀，巖塊遇水軟化。第11-1層強風化細砂巖：灰黑色，泥質(zhì)膠結，膠結差，手能捏碎，巖芯破碎，干易碎裂。第12層弱風化粉砂質(zhì)泥巖：綠灰色，粉砂泥質(zhì)結構明顯，強度較硬，錘擊易碎，巖芯呈柱狀。第12-1層弱風化細砂巖：灰黑色，泥質(zhì)膠結，膠結差，巖芯易破碎，干易碎裂。第13層微風化粉砂質(zhì)泥巖：綠灰色，巖質(zhì)新鮮，結構基本未破壞。第13-1層微風化細砂巖：灰黑色，泥質(zhì)膠結，膠結差，巖芯易破碎，干易碎裂。第14層未風化泥質(zhì)粉砂巖：綠灰色，巖質(zhì)新鮮，結構完整，巖芯呈柱狀。4.2巖土的設計參數(shù)設計參數(shù)一覽表表4.1單位：kPa地層編號巖土名稱容許承載力σo極限摩阻力值τi2亞粘土13040～553粉砂120353-1亞粘土11035～454細砂140354-1中砂180454-2礫砂200655中砂250505-1礫砂280706粗砂300706-1亞粘土15040～556-2中砂250557亞粘土15040～557-1粗砂280707-2細砂180458粗砂320808-1中砂250558-2亞粘土16040～558-3角礫3801208-4細砂180459礫砂40012010全風化粉砂質(zhì)泥巖2507011強風化粉砂質(zhì)泥巖45012011-1強風化細砂巖40010012弱風化粉砂質(zhì)泥巖80018012-1弱風化細砂巖60016013微風化粉砂質(zhì)泥巖120024013-1微風化細砂巖90020014未風化泥質(zhì)粉砂巖2000300各墩臺處指標詳見各鉆孔的工程地質(zhì)柱狀圖巖石物理力學性質(zhì)一覽表表4.2地層編號塊體密度(g/cm3)單軸抗壓強度(Mpa)抗剪強度彈性模量E(Mpa)泊松比μ內(nèi)聚力C(Kpa)內(nèi)摩擦角φ(°)122.101.22140.022.42.79×1020.3412-12.080.3016.425.99.21×1020.36132.201.55224.923.88.96×1020.3013-12.130.3570.525.29.58×1020.34142.295.29476.622.69.62×1030.34五、水文地質(zhì)條件5.1水文地質(zhì)特性地表水主要為******徑流，******地處北寒帶，屬于封凍性河流，其徑流主要靠降水(雨、雪)補給，因而，河道徑流與降水量相吻合，具有明顯的季節(jié)性?？紫稘撍x存于上部砂層中，初見水位埋深4.0-5.0米，靜止水位埋深2.5-4.5m，水位與******水位基本一致，含水層厚度穩(wěn)定，約20-30m，透水性好，富水性強，補給主要為大氣降水及******。弱承壓水頂板為下部粘性土層、底板為5.2地下水的腐蝕性評價水化學成份項目表試驗項目Ca2+mg/LMg2+mg/LHCO3-mmol/LCl-mg/LSO42-mg/L侵蝕CO2mg/L含量25.65-64.132.92-14.581.10-4.1622.3119.21-63.407.46-13.06根據(jù)水質(zhì)分析結果以及場地環(huán)境類型（II類），受環(huán)境類型影響，依據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）第12.2.1條對地下水進行腐蝕性評價。經(jīng)判定水對混凝土結構無腐蝕性。六、地震效應6.1地震穩(wěn)定性和建筑地段類別依據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011－2001）第4.1.1條地段類別的劃分標準，該建筑場地不處于對建筑抗震有利、不利和危險的地段，為可進行建設的一般場地。6.2場地土的類型和建筑場地類別由實測剪切波速測試結果表明，根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）中第4.1.3條和第4.1.6條確定該場地土類型屬中軟場地土。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，該場地覆蓋層厚度小于50m，建筑場地類別為Ⅱ類。6.3抗震設防烈度及有關設計參數(shù)根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2001）附錄A規(guī)定：******地區(qū)抗震設防烈度為6度。設計基本地震加速度為0.05g，設計地震分組為第一組，設計特征周期值為0.35s。6.4地震液化由于該場地抗震設防烈度為6度，依據(jù)《公路工程抗震設計規(guī)范》（JTJ004-89）第2.2.2條，地面以下20米范圍內(nèi)存在飽和砂土，按第2.2.3-1條N1＝CnN63.5及2.2.3-2條NC＝[11.8（1+13.06σ0/σeKhCv）-8.09]計算，N1均大于NC，判別飽和粉細砂為不液化地基土