四川桥梁工程地质勘察报告（施工图设计）

'XXX大桥桥梁工程地质勘察报告（施工图设计阶段）法人代表：项目负责：报告编写：审核：审定：xxxx岩土工程有限公司二○一一年五月资质等级：证书编号：单位地址：电话号码： 目录1概述11.1工程概况11.2勘察目的任务11.3勘察工作依据11.4勘察工作量布置、完成工作量及质量评价22自然地理32.1交通概况32.2地形条件32.3气象32.4水文33区域地壳稳定性33.1区域构造33.2新构造活动与地震34桥址区工程地质条件44.1地形地貌44.2地层岩性44.3水文地质条件54.4岩土层物理力学性质54.5不良地质作用64.6工程地质评价65.地震液化评价65.1场地类别65.2抗震设计参数75.3地震液化问题76.地基评价77.基础方案评价与建议78.基坑支护89.基坑降水810.结论及建议8附件：1、工程地质勘察岩芯照片1份2、波速测试报告1份3、土工试验报告1份4、勘探点一览表1份5、工程地质平面图1张6、工程地质剖面图18张7、钻孔柱状图22张 XXX大桥桥梁工程地质勘察报告81概述1.1工程概况根据XX市“十一五”发展规划，德阳将加快城市化水平的进程，扩大城市规划和建成区面积，提高城市的综合服务水平和能力，XX市重点建设办公室拟建XXX大桥。XXX大桥位于XX市旌湖开发区，横跨绵远河，桥长860.0米，横跨绵远河、莹华山路、峨眉山路等，其中跨绵远河路段桥长300米，桥面宽35.0米，共9连跨，跨距32m；横跨莹华山路和峨嵋山路段，桥长350米，桥宽23m，各8跨，跨距25.0米；引桥一边长100米；由设计。设计荷载：公路Ⅰ级；设计洪水频率：P=1/100；抗震设防烈度：地震基本烈度为7度，设计基本地震动峰值加速度为0.10g。1.2勘察目的任务本次勘察工作的目的任务是：⑴查明场地地层性质、地质构造、不良地质现象的分布及工程地质特性、地震烈度（地震动参数），论证地基的稳定性，判明场地土类型和建筑场地类别，并对地基土进行液化判别。⑵查明场地地下水埋藏条件、渗透性，评价地下水及场地土对建筑材料的腐蚀性；判定地下水在工程项目施工和使用期间可能产生的变化及其对工程的影响，并提出防治措施及建议。⑶查明桥梁墩台地基的覆盖层及基岩风化层的厚度，岩体的风化与构造破碎程度，软弱夹层情况以及各土层的物理力学性质，并提供地基各土层的容许载力、变形模量等；并提供桩基设计所需的技术参数。l⑷测试岩土的物理力学、化学特性，提供地基的容许承载力、岩石单轴饱和极限抗压强度、极限摩阻力等，参数必须符合《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD62-2007）要求。⑸对边坡及地基的稳定性、不良地质作用的危害程度和地下水对地基的影响程度作出评价。1.3勘察工作依据⑴《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）；⑵《公路勘测规范》（JTGC10-2007）；⑶《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）；⑷《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；⑸《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；⑹《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；⑺《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）；8 1.4勘察工作量布置、完成工作量及质量评价⑴本次勘察根据设计提供的技术要求、由设计布设钻孔68个，钻孔测放以甲方现场提供的10个德阳规划设计院现场测放的控制点引测，10个点（K0+000：.515，.041；zk1：.199，.946；zk43：.229，.988,482.887，zk9：.315，.810；zk51：.600，.389；zk19：.089，.126；zk61：.374，.750；zk26：.791，.622；zk68:.939，.730；K0+860:.146，.322）引测。各钻孔位置详见“XXX大桥工程地质平面图”。⑵钻探：采用XY—150、XY-300型回旋钻机、SM植物胶护壁、金刚石钻头回转钻进，进行全断面取芯鉴定并与动力触探锤击数对比划分砂卵石土层。各钻孔地质情况及孔深详见“工程地质纵、横断面图及钻孔柱状图”。⑶原位测试：本次勘察对素填土、砾砂、圆砾、卵石层进行了连续、系统的N120超重型动力触探原位测试，以定量评价其密实度、均匀性、承载力和变形指标。⑷室内试验：本次勘察采取扰动土试样进行土的腐蚀性试验。⑸水质分析：本次勘察采取水样进行水质简分析，定量评价场地地下水对建筑材料的腐蚀性。⑹地基土的波速测试：本次勘察钻孔ZK8、ZK25分别进行了单孔波速测试，通过对地基土的声波信息的处理和分析，反演地质体内波速场的分布，了解地基土物理力学特性及结构构造特征，测定地层的剪切波速、动弹性模量、泊松比、场地的卓越周期等参数为判定场地类别提供依据。本次勘察所投入的主要设备、技术力量有：SH30-2型触探钻机2台，XY—150、XY-300型回转钻机14台套，电脑5台，工程车2辆，工程技术人员5人，钻探施工人员16人，工人50人。我公司于2011年5月5日～5月22日完成钻探施工，（由于目前处于河流汛期，河中心的27个钻孔未施工，待汛期后具备施工条件时进行补充勘察）根据设计单位提供的钻孔布置图及技术要求，共完成如下实物工作量（表1-1）：完成工作量表表1-1桥位工作内容XXX大桥测放钻孔（个）68施工钻孔（个）41钻探总进尺(m)1921.20回转钻探进尺(m)1468.00触探钻探进尺(m)453.20工程地质测绘(km2)0.10原位测试动探（m）453.20波速测试（孔）2取样岩石样(件)18水样(件)4拢动样（件）腐蚀性分析2颗粒分析6经自检认为：野外阶段工作内容、工作量满足勘察目的和技术要求，资料齐全，质量良好，能满足设计要求。8 2自然地理2.1交通概况XXX大桥位于XX市旌湖开发区，属德阳城区沱江路横跨绵远河的桥梁，连接河东与河西，桥位处绵远河右岸与左岸均与沱江路连接，并分别与沿河公路峨嵋山支路和莹华山路采用引桥连接。沱江路、莹华山路、峨眉山路已修通至该段，交通方便。2.2地形条件XXX大桥地处成都平原与川中丘陵区的接合部，属典型的平原区。本勘察区东西两岸属沱江水系绵远河流域一级阶地、绵远河河床及局部河漫滩。两岸已建人工堡坎，与河床高差约6米。2.3气象勘察区属四川盆地北部亚热带季风气候，气候温和，雨量充沛。年平均气温14～17℃,年降雨量1000～1200mm，降水多集中在夏秋季节，冬季雨少雾多，年蒸发量800～950mm，年平均湿度70%～80%。风向以东北向为主，最大风速17.3m/s。2.4水文勘察区地表河流属沱江水系上游干流之一——绵远河，区内河流呈树枝状分布，绵远河发源于龙门山脉主峰——九顶山。地表水与地下联通性好，水质在现状下与地下水相同。据现场调查，桥址区河岸顺直，勘察期间河流水面宽约300m，河流水深3.0m，流速为0.5m/s，河流纵比降5.6‰，历史最高洪水位高程为481.00m（P=1%），洪峰流量为2554m3/s（P=1%）。3区域地壳稳定性3.1区域构造勘察场地在区域构造上属新华夏系一级沉降成都断陷盆地成都平原北部边缘，地层倾角近于水平。据区域地质调调资料，无大的断裂构造从场地及附近区域通过，新构造运动也只表现为缓慢的升降运动，场区无破坏性地震发生，区域稳定性较好。经勘察，场地内未发现有影响场地稳定的不良地质作用及地质灾害，场地稳定性好，适宜建筑。3.2新构造活动与地震新构造运动是以震荡式的升降作用方式为主，其幅度不大，场区所在地未发生过破坏性的构造运动。从区域构造地质来看，该场地是稳定的。据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010的规定，该场地地震抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，设计特征周期值为0.40s，设计地震分组为第二组。8 4桥址区工程地质条件4.1地形地貌XXX大桥桥址区位于XX市区南部，距XX市中区约3公里，据现场调查，桥址区微地貌单元有河流一级阶地与河漫滩、河床，地形平坦（图4-1）。4.2地层岩性据本次工程地质测绘资料和勘察成果，桥址区及其附近分布的地层为第四系人工堆积物(Q4ml)、全新统冲洪积物(Q4al+pl)和更新统冲积物(Q3al)组成，基底为白垩系泥质砂岩（K），据其岩性特征，可分9个岩土层,现将各地基土结构及特征从上到下分述于后：⑴人工填土（Q4ml）：层状、似层状分布于地表，杂色，松散、潮湿，主要成分为建筑垃圾、碳渣夹砂卵石，局部为以砂卵石为主的素填土，厚0.50～12.00m。⑵淤泥质粘土（Q4al+pl）：灰白;灰黑～黑色，饱和，软塑，主要成分为粘性土，含有机质及少量砂砾卵石。层厚0.60～1.50m。⑶中砂（Q4al+pl）：透镜状分布，黄灰～灰色，松散，潮湿～饱和，以中粒砂为主，含少量泥质及砾石，部分地段该层为粉细砂，层厚1.10m。⑷砾砂（Q4al+pl）：层状及透镜状分布，黄灰～灰色，松散，潮湿～饱和，卵石含量10%～25%，充填物以中粗砂为主，含泥质，层厚0.30～2.00m，局部渐变为含砾粉质粘土。层厚0.30～1.70m。⑸圆砾（Q4al）：多呈层状分布，少数透镜体，灰～灰白色，松散，潮湿～饱和，卵石含量25%～45%，充填物以中粗砂为主，少量泥质，卵石粒径2～5cm为主，次圆，成分以砂岩、灰岩、花岗岩为主，局部夹粘土透镜体，该层夹较多的中砂和砾砂透镜体，层厚0.30～3.10m。⑹稍密卵石（Q4al+pl）：层状及透镜状分布，灰～灰白色，稍密，潮湿～饱和，卵石含量50%-60%，充填物以中粗砂为主，少量泥质，卵石粒径2～5cm为主，卵石成分以砂岩、灰岩、花岗岩为主，亚圆形，该层夹有圆砾及砾砂透镜体，局部夹有漂石。⑺中密卵石（Q4al+pl）：透镜状分布，黄灰色，中密，饱和，砾卵石含量约55%～65%，充填物以粘土及中砂为主，少量泥质，卵石粒径3～8cm为主，砾卵石成分以砂岩、灰岩、花岗岩为主，亚圆形，局部夹有漂石。⑻密实卵石（Q4al+pl）：透镜状，黄灰色，中密，饱和，砾卵石含量约60%～75%，充填物以中粗砂为主，少量泥质，卵石粒径5～10cm为主，砾卵石成分以砂岩、灰岩、花岗岩为主，亚圆形，局部夹有漂石。⑼半胶结卵石1（Q3al+pl）：层状分布，灰白色，卵石含量70%～80%，粒径5～10cm为主，次圆，成分主要为砂岩、灰岩，充填物以砾石、粗砂为主，岩芯呈短柱状，中～微风化。该卵石层为钙质半胶结状态，局部已胶结成岩石状，局部夹有半胶结中砂透镜体。层厚8.90～10.60m。⑽半胶结卵石2（Q3al+pl）：层状分布，灰白色，卵石含量70%～80%，粒径5～10cm为主，次圆，成分主要为砂岩、灰岩，充填物以砾石、粗砂为主，岩芯呈碎块状，强～中风化。该卵石层为钙质半胶结状态，8 局部夹有半胶结中砂透镜体。层厚8.90～10.60m。⑾泥质砂岩（K）：层状分布，紫红色，泥质粉砂质结构，块状构造，泥质胶结，产状近水平，夹多层厚0.1～0.3m粉砂质泥岩，局部发育有少量裂隙和水蚀迹象。据其状态，可分强风化和弱风化两个亚层。据试验成果，软化系数为0.29～0.46。根据实验其饱和抗压强度大于5Mpa，本场地砂岩属软岩，根据《工程岩体分级标准》（GB5028－94）第4.1条规定，本场地中风化砂岩基本质量等级为Ⅳ级。4.3水文地质条件桥位区地下水为松散堆积层的孔隙潜水，主要由绵远河入渗补给，地下水无污染，地下水水位受河流水位（降水及上游闸桥蓄放水）影响，变幅2～3m，据区域水文地质资料和XX市水源地调查报告，地下水渗透系数60～100m/d。据本次在桥位区内采集水样和化分样试验成果，区内水质为HCO3--Ca2+Mg2+型淡水，依据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）的规定判定（表4-1），区内环境水对混凝土及混凝土中的钢筋具微腐蚀性。水质腐蚀性评价结果表表4-1类型腐蚀介质实测值评价标准腐蚀等级水对混凝土结构的腐蚀性SO42-(mg/L)92～96＜300微腐蚀Mg2+(mg/L)21～21.8＜2000微腐蚀NH4+(mg/L)～＜500微腐蚀总矿化度(mg/L)406～418＜43000微腐蚀PH值7.1＞6.5微腐蚀水对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性Cl-(mg/L)44.6～52.8干湿交替＜100微腐蚀4.4岩土层物理力学性质根据本次勘察资料，依据国家现行规范规程的规定，将桥址区各岩土层物理力学性质指标列于表4-3～4-7。N120型动力触探试验成果统计表表4-3土名n范围值（击）平均值（击）标准差σf变异系数δ统计修正系数γs岩土参数标准值Фk承载力特征值fak(kPa)砾砂1270.5-2.91.70.5650.3310.9501.6160中砂110.2-0.90.50.3660.6280.6530.3100圆砾2801.6-3.92.60.5530.2110.9782.5185稍密卵石18831.7-8.14.91.2480.2550.9904.9320中密卵石5474.6-12.38.41.5170.1800.9878.3570密实卵石368.4-22.015.73.0440.1940.94414.8720备注：单孔统计时大于60击按60击统计泥质砂岩岩石力学性质统计表表4-4项目n范围值平均值标准差σf变异系数δ统计修正系数γs标准值天然密度182.2～2.422.3330.0740.0320.9872.302天然抗压强度182.73～10.97.1152.6440.3720.8456.015干抗压强度1213.22～29.1519.0735.8770.3080.83815.991饱和抗压强度121.64～8.365.3942.5820.4790.7614.1028 桥址区岩土层物理力学性质及设计参数建议值表表4-5地层时代岩土名称状态特征重度γ（KN/m3）变形模量Eo（Mpa）容许承载力（kpa）基底摩擦系数μ钻(冲)孔灌注桩桩端土极限端阻力标准值qpk（kPa）钻(冲)孔灌注桩周土极限侧阻力标准值qsik（kPa）土体与锚固体极限摩阻力标准值(kPa)Q4ml人工填土松散18.5702015淤泥质粘土软塑18.5902540Q4al中砂松散1981003040砾砂松散19.5101600.404540圆砾松散20.0141800.506080卵石稍密21.02132080110中密22.028500100150密实23.035700120200Q3al半胶结卵石120.5900160222.5500120K1t泥质粉砂岩强风化22.03000.4080中风化23.010000.505000140备注：钻(冲)孔灌注桩桩端土极限端阻力标准值qpk按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）公式5.3.4qpk=c1Apfrk计算,其中桩径按1.9m考虑，中风化泥质粉砂砂岩frk取饱和抗压强度5.0MPa，c1取0.36。4.5不良地质作用通过对场地周围调查，桥址区附近无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用对拟建桥构成直接威胁。4.6工程地质评价4.6.1河床稳定性评价桥位区地形平坦，河岸较顺直，河流侧蚀作用较弱，河岸平面上迁移不大，河岸稳定性较好。河床表面分布有粒径较小的圆砾与砾砂层。勘察期间河流流速与流量均较小（流速0.5m/s，流量约1.5～2.0m3/s），但遇暴雨或泄洪时，水流湍急，下蚀作用强，根据公式64-2和65-2（公路桥位勘测设计规范JTJ062—91））计算冲刷深度为2.00～2.70m；根据河床历年冲刷情况和相同工程类比，冲刷深度取2.50m，河床纵向稳定性一般，抗冲刷能力差。4.6.2岸坡稳定性评价据本次调查，绵远河常年流量较小，河床两岸坡高5.00～6.00m，两岸均有人工护坡，河流侧蚀作用较弱，岸坡稳定；如工程施工破坏岸坡，应及时恢复。4.6.3基坑稳定性评价基坑开挖后，基坑坑壁素填土、砾砂和圆砾层为主，松散土层处于饱和状态，坑壁稳定性较差，极易垮塌，施工时应采取基坑支护措施。5.地震液化评价5.1场地类别本场地对ZK8、ZK25两钻孔进行波速测试，据场地波速测试成果，场地等效剪切波为199～238m/s，（计算至中风化砂岩深度），按《建筑抗震设计规范》第4.1.3条划分属中硬场地土，场地基岩埋深在21.3～25.7m，按4.1.6条划分，场地类别为Ⅱ类。该场地位于抗震有利地段。场地微动卓越周期为0.254s（计算至中风化砂岩深度）8 5.2抗震设计参数岩土动力学性质测试成果见表4-8。岩土动力学指标表4-7岩土名称Vs（m/s）Vp（m/s）μdEd（MPa）Gd（MPa）人工填土1173330.4374.426圆砾2266270.43313.9110.1砾砂206.55580.42258.190.9稍密卵石243661.50.42375.1131.9中密卵石2857150.41513.7182.8半胶结卵石4371054.50.401262.9452.3泥质砂岩55912980.392111.2761.55.3地震液化问题由于该场地抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《成都地区建筑地基基础设计规范》DB51/T5026-2001附录P的规定：⑴砂土的平均粒径d50＞0.25mm，即定名为中砂及以上的砂土，可判为不液化土；⑵在卵石层中间的砂土或粉土夹层，可不考虑液化影响；⑶饱和砂土和砂质粉土的总厚度小于1m时，可不考虑液化的影响。根据上述规定，本工程拟建场地内细砂、中砂、砾砂及粉土层可不考虑地震液化的影响。6.地基评价综上所述，经地面调查和钻孔揭露：场地内人工填土结构松散，承载力低，密实度、均匀性差，无实际工程地质意义；淤泥质粉土，承载力较低，不宜作为基础持力层；砾砂、圆砾，具有一定的承载力，但分布不均；卵石层、半胶结卵石层，承载力较高，但分布不均；下伏基岩为砂岩，强风化层力学性质较差；其下中风化层岩体较完整，力学强度高，为良好的桩端持力层，地下水埋藏浅，与河水齐平，环境水对混凝土及混凝土中的钢筋微腐蚀性，但对基础施工有影响，该桥址工程地质条件一般。7.基础方案评价与建议根据拟建物的性质，结合本场地的工程地质条件及中江地区建筑物的基础设计经验，建筑物的基础方案建议如下：⑴桩基础钻(冲)孔灌注桩，以中风化砂岩作桩端持力层，桩端进入持力层一定深度，建议桩长约为16～30m，（以勘察时自然地坪算起，下同），本场地中风化砂岩桩端持力层顶面高程为455.0～457.0米。⑵墩台基础经钻孔揭露：上覆第四系松散堆积层厚度较大，力学性质较差，厚度约为21～23m，且下部卵石及半胶结卵石层位不稳定，层位变化大，多夹砾砂、圆砾松散层；且采用墩台大开挖时，需进行降水和护壁，施工难度大，因此当天然地基墩台基础不能满足设计要求时，建议采用高压注浆法，进行加固处理，以处理后的复合地基作为基础持力层，以改善地基土的不均匀性，增强地基土的强度，减少基础的沉降差异。8 综上所述，结合场地各地层情况，从岩土工程角度、经济、合理、安全等方面考虑，建议该桥基采用钻(冲)孔灌注桩。8.基坑支护若采用墩台基础,基坑开挖深度较大，因松散层开挖后稳定性差，极易垮塌，应及时对基坑壁进行支护，以保证开挖后边坡的稳定性，从而避免危及施工人员的安全,本工程基坑支护可采用土钉、锚杆、喷浆挂网结构进行支护，若在基坑开挖坡度较大时，建议采用复合基坑支护方案，即基坑土方开挖、基坑支护工程密切配合，进行动态设计、动态管理，才能达到既保障基坑安全，又能最大限度降低工程造价的目的,基坑支护时应注意对地面及基坑壁采取防水措施，并且不能靠近基坑边缘长期堆载。建议基坑开挖临时边坡值，坡高小于5m时采用1:0.75～1:1.00，坡高5～10m时，采用1:1.00～1:1.50。9.基坑降水拟建场地地下水为第四系砂卵石层中的潜水和基岩裂隙水，地下水丰富,地下水位埋深浅,为0.50～8.30m(地下水稳定水位高程为476.50m)，在进行基坑开挖及基础施工时，应进行基坑降水，为确保基础施工时的安全，建议在基础施工时采用管井点降水方案降低地下水位，降水设计时卵石层的渗透系数建议值为k=80～100m/d。降水设计时，对降水井位的布置应进行详细核算，以降低降水工程造价。10.结论及建议⑴拟建场地内无不良地质作用，地基稳定性较好，适宜建筑。⑵场地抗震设防烈度为7度，属中硬场地土，Ⅱ类建筑场地，可不考虑砂土的地震液化问题。⑶本次勘察测得场地地下水稳定水位高程为476.50m，地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性、对钢结构具微腐蚀性；土对建筑材料具微腐蚀性。⑷桥址区各岩土的物理力学性质及设计参数建议值见表4-5。⑸在施工过程中应加强验槽工作，最终校核和确定基础设计的各项岩土计算指标。⑹本报告可作为施工图设计的依据。8 附件：图1XXX大桥工程场地全貌图2钻孔岩芯照（淤泥质粘土）图3钻孔岩芯照（淤泥质粘土近照）拟建大桥位置半胶结卵石2东岸半胶结卵石1图4钻孔岩芯照（半胶结卵石2）图5钻孔岩芯照（半胶结卵石1）西岸强风化泥质砂岩中风化泥质砂岩淤泥质粘土图6钻孔岩芯照（强、中风化泥质砂岩）淤泥质粘土'