1、 、 工程概况 受中国环境管理干部学院的委托,我院 XX 公司于 20__年 11 月13日~11月18日对中国环境管理干部学院新校区(一期)跨新河道路桥和景观桥工程建筑场地进行了岩土工程勘察。
校区内共拟建跨河新桥 4 座,其中南北两侧两座桥为道路桥宽约10m,总长分别为 56m 和 60m。属中桥,中部两座为景观桥,桥长与道路桥相近。抗震设防分类属 C 类。
2、 、 勘察目的 与要求 根据现行国家有关规范,规程,本次勘察的目的和要求是: (1)查明桥位不良地质作用的成因,类型,分布范围,并提出设计所需的岩土技术参数和治理方案； (2)查明桥位场地范围内各层岩土的类型,分布,深度,工程特性,判定岩土对建筑材料的腐蚀性；评价地基的稳定性和承载力；提供变形计算参数； (3)查明地下水的埋藏条件,水位变化幅度与规律,判定地下水对建筑材料的腐蚀性； (4)判定场地地震效应,划分场地土类型和建筑场地类别,判别饱和砂土和饱和粉土的地震液化并计算液化指数； (5)对场地地基土的稳定性,均匀性作出评价。提出经济合理的地基基础方案和施工建议。
3 、勘察依据:
1XX 市政工程勘察规范》CJJ 56-94
2、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009 版) 3、《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)
4、《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999) 5.《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007) 6.《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98) 4 、勘察工作进程及工作量 4.1 勘察外业工作于 20__年 11 月 13 日开始 11 月 18 日结束。据《规划图》和委托方要求,按桥实地位置,在桥两侧布置施工勘探点29 个,钻孔深度均为 20.0m；技术性钻孔占 100％。
4.2 本次勘察采用 DPP-100 车装钻机 2 台；钻孔采用无冲洗液跟管锤击钻进和冲洗液回转钻进。原状土样采用薄壁取土器静压取样,取扰动试样在提土器中截取。原位测试采用标准贯入 N 实验。共完成外业工作量如下表(4-1): 勘察测试工作量统计表
表 4-1 5 、场地工程地质条件 5.1 场地位置、地形地貌 新校区位于秦皇岛北戴河 205 国道北侧、戴河 220KV 变电站西侧。各桥址地形平缓,相对高差一般小于 1.0m。本工程钻孔高程为绝对高程(黄海高程系)。由 GPS 直接测得。
地貌属冲积平原。
5.2 岩土分布特征 据钻探揭露,各桥位岩土层分布基本一致,在勘探深度范围内第四系土层依次为耕土、素填土、中粗砂、粉质粘土、砾砂和砂质粘施工钻孔 (个) 钻探进尺 (m) 取
样 原位测试
原状样 (件) 扰动样 (件) 水样(件) 岩样 (件) 标贯试验 (次) 动力触探 (m) 29 580 26 38 - - 116 -
性土下伏太古界混合花岗岩全、强等风化层。按其成因类型及力学性质划分为 6 个全层位,3 个亚层。各岩土层特征分述如下: ①耕土:全场大部分分布,层顶标高在 8.7~10.2m 之间,层厚0.4~1.0m。杂色,稍湿,松散,主要成分为粘性土和砂土。
①1 素填土:层顶标高在 7.3~10.9m 之间,层厚 0.5~2.4m。杂色,稍湿,松散,主要有砂性土和粘性土组成。
②1 中粗砂:零星分布于②层顶部,层顶标高在 7.9~9.7m,层厚0.7~2.2m。黄褐色,松散状态,饱和,颗粒不均。
②粉质粘土:全场分布,层顶标高在 6.1-9.7m,层厚 0.8~6.0m。黄褐色,可塑,无摇震反应,切面稍有光泽,干强度及韧性中等。局部相变为粘土。
③砾砂:全场分布,层顶标高在 1.1~8.2m 之间,层厚 0.8~4.6m。黄褐色,中密~密实状态,饱和,颗粒不均。
③1 粉质粘土:分布大部分场地。层顶标高在 2.1~6.7m 之间,层厚0.4~2.4m。黄褐色,硬塑,无摇震反应,切面稍有光泽,干强度及韧性中等；含少量砂粒。
④砂质粘性土:全场分布,属花岗岩类残积土。层顶标高在-0.1~4.0m 之间,层厚 0.3~1.9m。棕红色-黄褐色,稍湿~湿,原岩结构依稀可见,钻击易钻进,岩芯易手捻成砂土状,细粒具塑性。
⑤混合花岗岩全风化:全场分布,层顶标高在-1.9~-3.1m 之间,层厚 0.5~3.1m。黄褐色,中粗粒结构,块状构造,矿物成份以石英、长石、云母为主,风化程度极强,锤击可钻进,岩芯极破碎,手捻呈砂土状,锹镐可挖掘,属极软岩,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
⑥混合花岗岩强风化层:顶面标高-4.2~ -2.2m,最大揭露厚度约12.9m。黄褐色~褐红色,中粒结构,块状构造。矿物成份以长石、石英、云母为主,含少量暗色矿物,锤击钻进较困难,岩芯易捻成砂土状；冲洗液钻进取不出块状岩芯,呈砂状随冲洗液流出。属软岩,岩体基本等级为 V 级。
5.3 地基岩土主要物理力学性质 本场地地基岩土主要有耕土、素填土、中粗砂、粉质粘土、砾砂、砂质粘性土和混合花岗岩全、强等风化层。各岩土层的力学性质按室内实验和原位测试结果确定,《标准贯入 N 试验分层统计表》(表 5-1),《地基(岩)土主要物理力学性质分层统计表》(表 5-2)并参见土工实验报告表；根据各项测试结果,按《公路桥涵地基与基础设计规范》与各岩土层主要设计参数见表(5-3)。
标准贯入 N 试验分层统计
表 5-1 土层编号
岩土名称
统计个数
范围值
平均值
标准差
变异系数
标准值
② 粉质粘土 17
5~9
6.29
0.85
0.13
5.9
②1 中粗砂
3
8
8.00
0.00
0.00
8.0
③ 砾砂 24
15~39
24.43
7.17
0.29
21.7
③1 粉质粘土 4
9~11
9.75
0.96
0.10
8.7
④ 砂质粘性土 6
21~28
26.50
9.69
0.37
17.3
⑤ 混合花岗岩全风化 6
44~45
45.50
1.29
0.03
44.0
⑥ 混合花岗岩强风化 42
70~180
119.88
40.47
0.34
109.1
地 基 ( 岩 ) 土 主 要 物 理 力 学 性 质 分 层 统 计 表
表 5-2
岩土 名称 项目 天然 含水量 天然 重度 饱和度 孔隙比 塑性 指数 液性 指数 压缩 系数 压缩 模量 粘 聚力 内 摩擦角 内容 (W%) (KN/m3) % (e) (IP) (Il) a
(Mpa-1) Es (Mpa) (c) (ф)
② 粉 质 粘 土
样本容量(n)
18
18
18
18
18
18
18
18
4
4
最大值(x)
42.1
20.4
99.0
1.2
24.9
0.72
1.1
5.4
43.0
5.5
最小值(x)
19.8
17.8
85.0
0.6
10.3
0.22
0.3
1.6
27.0
2.9
平均值(x)
27.68
19.46
93.89
0.80
15.20
0.40
0.51
3.63
38.75
4.35
标准差(s)
7.28
0.83
3.27
0.19
4.49
0.13
0.19
0.80
7.85
1.10
变异系数(δ)
0.26
0.04
0.03
0.24
0.30
0.32
0.37
0.22
0.20
0.25
标准值
0.86
0.45
40.25 4.78
③1 粉 质 样本容量(n)
5
5
5
5
5
3
5
5
1
1
最大值(x)
27.9
20.7
100
0.791
15.4
0.1
0.25
10.53
74
9.8
最小值(x)
22.7
19.5
94
0.606
10.2
0.05
0.17
6.75
74
9.8
平均值(x)
24.90
20.06
97.00
0.70
13.52
0.07
0.21
8.45
74.00
9.80
粘 土
标准差(s)
2.23
0.46
2.24
0.07
2.16
0.03
0.04
1.60
变异系数(δ)
0.09
0.02
0.02
0.10
0.16
0.43
0.17
0.19
标准值
0.76
0.28
地基设计参数一览表
表 5-3 层 号 岩土名称 承载力基本容许值 f ao (Kpa) 深度修正系数 K2 土层透水性 土 比 例 系 数(KN/m 4 ) 重力密度 r(KN/m 3 ) 压缩模量 Es(Mpa) 桩 侧 摩 阻 力标准值 qik(kpq) ②1 中粗砂 150 2.0 强透水 10000 20 10.0 50 ② 粉质粘土
200 1.5 弱透水 5000 20 5.0 50 ③ 砾砂 450 5.0 强透水 30000 20 25.0 80 ③1 粉质粘土 250 1.5 弱透水 10000 21 9.5 70 ④ 砂质粘性土 300 2.0 弱透水 20000 21 14.0 85 ⑤ 混合花岗岩全风化 500 2.0 弱透水 45000 23 30.0 120 ⑥ 混合花岗岩强风化 1000 2.5 弱透水 100000 26 40.0 140 6、 、 水文地质简况
场地水文地质条件参照《中国环境管理干部学院新校区建设(一期)工程岩土工程勘察报告》。主要含水层为③砾砂层,按埋藏条件属弱承压潜水。地下水主要来源于大气降水补给。据区域地质水文地质资料,水位年变幅约 1.0m。据新校区一期勘察期间地下水和场地土分析结果(见新校区一期《水质分析报告》和《土的腐蚀性指标分析报告》)按《公路工程地质勘查规范》附录 D,场地地下水和场地土对混凝土无结晶类和分解类腐蚀性。
7、 、 场地地震效应 7.1 抗震设计参数 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)附录,本场地抗震设计参数见下表: 场地抗震设计参数表
表 7-1 区
域 抗震设防烈度 设计地震基本加速度 设计地震分组 砂土液化 标贯基准值 北戴河 7 0.10g 第三组 7
7.2 液化判别 根 据 《 公 路 桥 梁 抗 震 设 计 细 则 》 (GB50007-2002 JTG/T B02-01-2008)中的有关规定,场地内饱和砂土层标准贯入实测值均大于地震液化临界值,属非液化土层。本场地属非液化场地。
7.3 场地土类型和场地类别 根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),场地类别应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度确定。各土层剪切波速按《秦 XX 市区部分岩土层剪切波速经验数值表》确定,场地等效剪切波速依据《公路桥梁抗震设计细则》(GB50007-2002)第 4.1.7 条公式 V se =d 0 /t 计算确定,计算结果见下表: 等效剪切波速计算表
表 7-3 孔号 层号 岩土名称 土 层 厚度 剪 切 波速 传播时间 t 等效剪切波速 d Vs 分层 累计 (m/s) m m/s s s 243.6 169# ①1 素填土 0.5 80 0.006 0.078 ② 粉质粘土
6 180 0.033 ③ 砾砂 3.7 250 0.015 ④ 砂质粘性土 1.9 280 0.007 ⑤ 混合花岗岩全风化 2.3 350 0.007 ⑥ 混合花岗岩强风化 4.6 450 0.01
158# ① 耕土 0.5 70 0.007
0.073
246.5 ②1 中粗砂 4.2 200 0.021 ② 粉质粘土
2.5 180 0.014 ③ 砾砂 1 250 0.004 ③1 粉质粘土 1.1 200 0.006 ④ 砂质粘性土 1.1 280 0.004 ⑤ 混合花岗岩全风化 1.1 350 0.003 ⑥ 混合花岗岩强风化 6.5 450 0.014 由表 6-2 可知,场地平均等效剪切波速 V se =243.6~246.5m/s,属中软土；场地覆盖层厚度约 18m~19m,属 3.0～50.0m 范围,建筑场地类
别属Ⅱ类；场地特征周期 Tg=0.45s。
7.4 建筑场地 抗震地段划分 建筑场地属可进行建筑的一般地段。
8 、场地岩土工程评价 勘察结果表明,场地内无不良地质作用存在。
据勘察结果,场地综合地质条件分析如下: 1)第①层耕土,全场大部分分布,密实度不均,强度较低,属于软弱地基土。
2)第①1 层素填土,局部分布,密实度不均,强度较低,不能做持力层。
3)第②层粉质粘土,全场分布,强度一般,属一般地基土。
4)第②1层中粗砂,仅在个别钻孔分布分布,强度一般较低,属较软弱地基土。
5)第③层砾砂,全场分布,强度较好,属较好地基土。
6)第③1 层粉质粘土,全场大部分分布,强度一般,属一般地基土。
7)第④层砂质粘性土,全场分布,强度较好,属较好地基土。
8)第⑤层混合花岗岩全风化,全场大部分分布,强度较高,属良好稳定地基土。
9)⑥层混合花岗岩强风化全场分布,强度较高,属良好稳定地基土。
10)场地内各岩土层层位较稳定。大部分场地各层顶、底面坡度均小于 10％。综上所述,本场地属较均匀稳定地基场地。
2. 该区标准冻土深 0.85m。
9、 、 基础方案与 建议 桥基 建议:桩基础: (1)建议采用冲孔灌注桩基础,均以⑥混合花岗岩强风化层作为持力层,桩端进入持力层深度不小于 1.0m；桩长按单桩荷载需求确定。基设计参数见表 5-3: (2)单桩竖向极限承载力标准值按公式: Qsik=Qsik+Qpk=uΣ
qsik+qpkAp 估算。基桩施工结束后做好沉桩质量及桩身完整性的检测工作,并宜由静力载荷试验验证单桩竖向承载力。
(3)根据区域经验,该桩基方案具有可行性。
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