(正式)永登县生活垃圾处理场建设工程岩土工程勘察报告

岩土工程勘察报告工程名称永登县生活垃圾处理场建设工程岩土工程勘察报告编号TM09KC040负责人审定审核编写目录第一部分文字报告一、前言11、工程概况12、勘察目的与任务13、勘察工作的依据14、勘察工作布置及完成工作量二、自然地理21地理22气象23水文三、区域地质概况四、垃圾填埋场工程地质条件评述41地形地貌42地层结构43水文地质条件44不良地质作用及处理建议45岩土物理力学性质指标及评价46地基土湿陷性评定47垃圾填埋场岩土工程分析与评价48建筑材料五、生产生活辅助区工程地质条件评述51地形地貌52地层结构53地下水54岩土物理力学性质指标55地基土湿陷性评价56场地岩土工程性质分析评价六、场地抗震评价与地震效应七、地基基础建议八、结论及建议第二部分附图1、勘探点平面布置图2、钻孔柱状图3、标准贯入试验柱状图4、重型动力触探试验柱状图5、工程地质剖面图第三部分附表1、土工试验成果表2、易溶盐分析报告3、渗透试验报告4、标准贯入试验成果表5、重型动力触探试验成果表6、湿陷量评价表7、勘探点一览表永登县生活垃圾处理场建设工程岩土工程勘察报告一、前言11工程概况永登县现城区人口（2008年）为80万人，规划中期（2010年）人口90万人，规划远期（2020年）人口150万人，预测2019年为142万人。根据永登县建设局提供资料，结合当地实际转运及计量情况考虑，2007年永登县每日产生城市生活垃圾量为97T，人均日产生活垃圾量为125KG。经预测，20102019年城区生活垃圾总产量为475104T，有效容积为60104M3（压实后的容重按照080T/M3计）。考虑到覆盖土层及排液导气设施的容积，实际填埋生活垃圾的容积为垃圾卫生填埋场总容积70104M3。为净化城区环境，确定在位于永登县西部距离县城中心约45KM的将军山内建设城区生活垃圾卫生填埋场一座，日处理生活垃圾130T/D，设计使用年限10年，到达设计年限时，垃圾填埋处理总量为475104T，总库容为70104M3，有效库容60104M3。永登县城区生活垃圾处理工程包括垃圾填埋区、生产生活辅助区和道路工程三部分。占地面积95210M2（合1428亩）。填埋区主要有填埋作业区、污水调节池、垃圾坝、截洪沟、防护围栏、防火隔离带和绿化带等，占地面积约为91120M2（约1367亩）。生产生活辅助区建构筑物主要有综合办公用房、计量室兼传达室、停车棚、机修间、消防水池、旱厕所等。占地面积1200M2（合18亩）。道路工程包括进场道路和场内道路两部分，道路总长504187M，其中进场道路占地面积约1890M2（约合28亩）。覆土备料场占地面积为1000M2（约合15亩）。另外在辅助区内设置消防水池一座、垃圾坝1座。受永登县建设局的委托，我院承担永登县生活垃圾处理工程场地的岩土工程勘察任务。该工程重要性等级为二级工程，场地复杂程度为二级场地，地基复杂程度为二级地基，岩土工程勘察等级为乙级，勘察阶段为详细勘察阶段。12勘察的目的及任务根据拟建构建筑物类型、平面布置和场地岩土工程地质条件、拟建构建筑物使用性质等，按照岩土工程勘察规范（GB500212001）并结合规划设计意图，本次岩土工程勘察目的及任务1地形地貌特征和气象水文条件；2地质构造、岩土分布和不良地质作用；3岩土的物理力学性质；4水文地质条件、岩土和废弃物的渗透性；5场地、地基和边坡的稳定性；6污染物的运移，对水源和岩土的污染，对环境的影响；7筑坝材料和防渗覆盖用粘土的调查；8全新活动断裂、场地地基和堆积体的地震效应。13勘察工作的依据本次勘察依据的主要技术规范为1岩土工程勘察规范GB500212001；2建筑地基基础设计规范GB500072002；3湿陷性黄土地区建筑规范GB500252004；4建筑抗震设计规范GB500112001；5生活垃圾卫生填埋技术规范CJJ172004；6建筑工程地质钻探技术标准JGJ8792；7土工试验方法标准GBT501231999；8原状土取样技术标准GJG8992；9土工试验方法标准GB/T501231999；14勘察工作的布置及完成工作量141勘察方案根据上述规范，该构建筑物工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为一级，岩土工程勘察等级为甲级。按构建筑物特征、建筑场地以及边坡特征，沿构建筑物共布设勘探线13条，勘探点24个。142勘察方法1收集该区及临区已有的水文地质、工程地质等相关资料。2钻探为了完成野外测试、取样及岩土鉴别工作，本次采G1型钻机完成野外钻探工作。3原位测试对钻探揭示的角砾及强风化基岩进了N635重型动力触探原位测试，以确定其密实度，变形参数以及承载力等工程设计参数。143工作时间及完成工作量勘察工作于2009年4月12日进入现场开始外业工作,4月22日结束外业工作，完成工作量见表1。工作量统计一览表表1序号工作内容单位工作量1测放勘探点个242完成钻孔个163完成探井个84钻探总进尺米37685探井进尺米16596N635动探进尺米397取土样件31二、自然地理21地理本工程建设场地位于永登县，地处陇西黄土高原和祁连山地的交接地带，大部地区都被黄土覆盖，地势西南高东北低，地貌特征属庄浪河右岸级阶地后缘坡积群地貌，其地貌成因为山麓斜坡堆积地形。22气象永登县地处陇中北部温带半干旱区，大陆性气候显著，冬季严寒期长。降雨量小，蒸发量大，气候干燥，全年总降雨量261435MM之间，绝大部分地区在300MM以下，年均降雨量为2902MM，年均蒸发量在123418798MM之间，是降水量的36倍至65倍。年平均气温59C，地区间气温差异在05C59C之间，地面温度平均值85C。年日照时数17442659小时，日照率60，太阳光每平方厘米年总量为12975千卡。年均无霜期126D，绝对无霜期78D，最大冻土深146CM。23水文庄浪河是县境内流域面积最大的一条河流，是黄河的一级支流，发源于青海门源与甘肃天祝交界的冷龙岭，年最小径流量为1079亿M3（1991年），多年平均径流量为1804亿M3。三、区域地质概况永登县的构造特征同兰州地区，隶属于昆仑秦岭地槽褶皱系中间隆起带。兰州地区自古生代以来巨大幅度的差异性运动，使加里东褶皱基底隆升或凹陷沉降，形成同现今山地轮廓大体相似的山地和山涧盆地。永登县的构造体系，正处在称谓“永登河口”凹陷地带的马家坪马滩向斜带轴向的上端起点部位。根据1400万中国地震动参数区划图（GB183062001）知，场地地震基本烈度为8度，设计基本地震加速度值为020G，设计地震分组为第二组。四、垃圾填埋场工程地质条件评述41地形地貌该场地地面标高变化较大，在214902219532M之间。场地地形详见地形图（见附图）。42地层结构及特征通过本次勘察揭示，垃圾填埋区场地内地层由上至下主要为第（1）层黄土状粉土Q4ALPL，层厚1702540米，层顶埋深000420米，层顶标高214482219532米，层底标高213760218812米。浅黄色，稍湿，稍密，见大孔。厚度不等。大多数孔在本层含厚度不等的细砂。第（2）层角砾Q4PL，层厚120860米，层顶埋深0002540米，层顶标高213760218812米。褐色，矿物成份主要为石英，级配较差，粒径一般210MM，充填物为中细砂和红粘土，含量较大，约占40。厚度不等。第（3）层砂质泥岩N3，揭露层厚3101040米，层顶埋深1703050米，层顶标高213771218382米。局部夹有砂岩,灰褐色，8米以上为强风化，8米以下为中风化。构造层理清晰，为水平层理，钻孔岩芯多呈柱状，未揭穿。场地内上述各地层分布及变化不是很规律，场地以南，黄土覆盖层较薄，场地以北，黄土层较厚，最大揭露厚度达254M；沟谷底，表面有012M的冲积物，以下主要为强风化泥岩；垃圾填埋坝上游区域，黄土覆盖层较薄，局部裸露红褐色角砾和泥岩。具体情况详见工程地质柱状图及工程地质剖面图。43水文地质条件勘探深度内垃圾填埋区未见地下水。可不考虑地下水对本工程的影响。44不良地质作用勘察区地形宽缓，山体浑圆低矮，原始地形地貌保持完整，无对工程有危害的不良地质作用。受地形地貌、地层岩性、地质构造和水文地质条件等的综合影响，区内物理地质现象主要表现为岩石风化及降水对地表湿陷性黄土的冲刷。区内地层以砂质泥岩为主。抗风化能力弱，风化层较厚。45地基土的物理力学性质及指标451常规物理力学性质试验本次勘察垃圾场填埋区共完成了21件土的常规物理力学性质试验。室内土工试验结果见附录，黄土状粉土层物理力学性质统计见下表1。黄土状粉土层岩土物理力学性质统计表表1名称频数最大最小平均值标准差变异系数修正系数标准值天然含水率W21210541093493045111721281密度G/CM221196131153017101120958146比重GS21270270270000000100270天然孔隙比E211176059109720154015810611031饱和度2170801285323817790551213919液限WL213412402711307011309572594塑限WP211961651759094005309791723塑性指数IP2114575952215022510861034压缩系数（1/MPA）2105200401740112064612470217湿陷系数S210125000400620043070212680078自重湿陷系数ZS210117000100490038077907020034凝聚力C（KPA）62822422596167006409592491内摩擦角（）61829215133723024608461280452标准贯入试验本次勘察垃圾场填埋区共完成标准贯入试验8次，分层统计列于表2。标准贯入试验成果统计表表2值别标贯实测击数击标贯修正击数击层号最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数230709129660187817069489879701848453重型动力触探试验为了查明角砾层、强风化泥岩的密实度及力学性质，本次勘察垃圾场填埋区采用了重型动力触探试验，统计结果列于表3。重型动力触探试验成果统计表表3值别动探实测击数击动探修正击数击层号最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数260170193209036881904161814181249032483601602242190172232435147218991768032123454地下水与土的侵蚀性根据永登县已有的建筑工程勘察经验，并结合该工程的易溶盐试验报告，该场地土SO42含量为160281MG/L，MG2含量为1216MG/L，CL含量为2336MG/L，PH值为820858，根据岩土工程勘察规范（GB500212001），场地土对混凝土结构有弱腐蚀性,对钢筋混凝土中钢筋无腐蚀性。在勘察时调查，未发现场地及附近有污染物及其它污染源。46地基土湿陷性评价根据原状土样室内试验结果得知，拟建场地勘探点湿陷性黄土厚度为6001100M，总湿陷量S为1271083CM，计算自重湿陷量为ZS为4051232CM，根据湿陷性黄土地区建筑规范GB500252004，该建筑场地属自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为IV（严重）。详见附表黄土湿陷性评定。47垃圾场填埋场岩土工程分析与评价471垃圾坝址岩土工程分析与评价垃圾坝主要工程地质问题为坝基渗漏、坝基渗漏稳定性、坝基岩土体稳定性和坝基抗滑稳定性。（一）坝基渗漏问题坝基渗漏主要为绕坝渗漏。虽然该坝为垃圾填埋坝，但其中也有水储存，且为有害的污水，因此应考虑坝基及绕坝渗漏。根据勘察及调查，沟床覆盖层为黄土和角砾，覆盖层厚6M，基底为强风化泥岩，局部夹强风化砂岩。设计时，应对坝基和坝肩采用合适的防渗措施。（二）坝基岩土体稳定性问题根据勘察资料，结合坝的设计要求，上部黄土土层不能满足设计要求。其能作为坝基持力层的为角砾层或强风化泥岩。由于平行坝轴线方向地形起伏虽较大，但纵向地面相对平缓，覆盖层厚度较大，能满足坝基持力层的基岩面埋藏在610米，因此土体加载后沿基岩面产生失稳的可能性极小。基岩主要为泥岩，其物理力学性质较好，但泥岩性软，易风化，在渗透水的作用下，易产生泥化软弱夹层，但勘察时未见大的不利结构面及其组合体。因此，当对坝基基岩作好加固和封闭处理后，坝基岩体的稳定性较好。472垃圾填埋场（库区）地基土的承载力及变形模量（一）各岩土层承载力评价根据以上原位测试试验室内物理力学性质指标统计资料，结合该场地地层结构特点、相关规范及地区经验，经过综合分析，将各岩土层承载力特征值及其它设计参数提供如下（见表4）。主要地基土力学参数建议值表4重度压缩模量抗剪强度承载力特征值RESCFAK参数土层KN/M3MPA度KPAKPA黄土状粉土15360128249140角砾20300300300强风化泥岩243502035400（二）地层分布根据钻探揭露，该场地地层结构总体分布具有明显的规律性，上覆黄土层分布厚度为1702540M，物理力学性质较差，未经处理不得直接作为持力层；下覆角砾层层位稳定，物理力学性质较好，是较好的持力层。1、黄土状粉土层土质中密，分布不均匀，具有中高压缩性。其天然状态下承载力特征值建议采用140KPA。2、角砾层分布不稳定，中密状态。其天然状态下承载力特征值建议采用300KPA。3、砂质泥岩分布较稳定，中密状态。其天然状态下承载力特征值建议采用400KPA。（三）填埋区主要工程地质问题由于为垃圾填埋库区，其主要工程地质问题为填埋区渗漏和边坡稳定问题。填埋区覆盖地层主要为黄土和角砾层（含红粘土），分布于库周表部，其厚度不均，属弱透水层。因泥岩中局部夹强风化砂岩，可能产生库区渗漏。根据经验，宜采用防渗铺盖对库区进行防渗处理。库周边坡自然状下处于稳定状态，但在长期风化剥蚀及地表水冲刷、软化作用下，局部陡坡地带的土质边坡将趋于不稳定，因此应在相应地段采取削坡或支护措施。填埋场的持力层为角砾或强风化基岩，在场地回填平整之后，边坡的应力条件发生了变化，应严格按永久边坡率进行放坡或采取支护措施，以确保库区、库岸的稳定。另外，在垃圾回填的过程中，应分层压实，以提高回填物的密实度，增强回填物的整体稳定性，从而提高填埋区的整体稳定性。以防止因地基和废弃物变形，导致防渗衬层、封盖层及其他设施失效，造成污物和污水对环境的影响。此外，应对库区地表水进行严格控制，加强库区周围截水沟的设计和施工。防止地表水泻入库区，以降低水对废弃物和坝体的影响以及沟水泛滥影响垃圾填埋场，导致环境污染。48建筑材料481筑坝材料根据就地、就近取材，减少弃料，少占或不占农田，并优先考虑枢纽建筑物开挖料的利用，以及便于开采、运输和压实的原则。在垃圾填埋场填埋区，可采用表层黄土粉土弃料可作为筑坝材料，另外，附近山体上的黄土状粉土贮量大，是理想的筑坝材料，根据该土的击实试验及击实土样的渗透试验结果，土样的最大干密度为172G/CM3,最优含水量为145；垂直渗透系数为411105CM/S，水平渗透系数为325106CM/S。482覆土材料根据现场勘察，可选择两个覆土材料场第一个是垃圾填埋场外围区的山体上的红粘土，含少量砂土，是较好的覆土材料，贮量较大。第二个是五渠砖厂附近，位于垃圾场填埋以南约1KM处，主要为红粘土，防渗效果较好，贮量较大；覆土料场原状土的垂直渗透系数为625106CM/S，水平渗透系数为234106CM/S；覆土料场击实土的垂直渗透系数为412106CM/S，水平渗透系数为141106CM/S。五、生产生活辅助区工程地质条件评述51地形地貌该场地地面标高变化较大，在216000216150M之间。52地层结构通过本次勘察揭示，场地内地层由上至下主要为第（1）层黄土状粉土Q4ALPL，层厚25902640米，层顶埋深000000米，层顶标高216000216150米，层底标高213522213360米。浅黄色，稍湿，稍密，见大孔。大多数孔在本层含厚度不等的细砂。第（2）层砂质泥岩N3，揭露层厚340970米，层顶埋深2590264米，层顶标高213522213360米。局部夹有砂岩,灰褐色，8米以上为强风化，8米以下为中风化。构造层理清晰，为水平层理，钻孔岩芯多呈柱状，未揭穿。53地下水勘探深度内未见地下水。可不考虑地下水对本工程的影响。54岩土物理力学性质指标541常规物理力学性质试验本次勘察生活辅助区共完成了10件土的常规物理力学性质试验。室内岩土工试验结果见附录，黄土状粉土层物理力学性质统计见下表1。黄土状粉土层岩土物理力学性质统计表表1名称频数最大最小平均值标准差变异系数修正系数标准值天然含水率W101317210562170205112011831密度G/CM21016714415420085005509611492比重GS10270270270000000100270天然孔隙比E101057081609390081008610510987饱和度10415719243081012702611543557液限WL102552432497045001809692471塑限WP1017316517010268001509911685塑性指数IP108277796020600261015808压缩系数（1/MPA）1002900701650068041312280203湿陷系数S100104001500470029062213430063自重湿陷系数ZS100056000400270014050907180020凝聚力C（KPA）62822422596167006409592491内摩擦角（）61829215133723024608461280542标准贯入试验本次勘察垃圾场生活辅助区共完成标准贯入试验16次，分层统计列于表2。标准贯入试验成果统计表表2值别标贯实测击数击标贯修正击数击层号最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数13070901942022716961694708717028416543重型动力触探试验为了查明强风化泥岩的密实度及力学性质，本次勘察生活辅助区采用了重型动力触探试验，统计结果列于表3。重型动力触探试验成果统计表表3值别动探实测击数击动探修正击数击层号最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数最大值最小值平均值标准值变异系数统计频数36025028929101438146212001331129502168544地下水与土的腐蚀性根据永登县已有的建筑工程勘察经验，并结合该工程的易溶盐试验报告，该场地土SO42含量为177179MG/L，MG2含量为1315MG/L，CL含量为1821MG/L，PH值为862875，根据岩土工程勘察规范（GB500212001），场地土对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土中钢筋无腐蚀性。在勘察时调查，未发现场地及附近有污染物及其它污染源。55地基土湿陷性评价根据原状土样室内试验结果得知，拟建生活辅助区场地勘探点湿陷性黄土厚度为1700M，总湿陷量S为843CM，计算自重湿陷量为ZS为680CM，根据湿陷性黄土地区建筑规范GB500252004，该建筑场地属自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为IV（很严重）。详见附表黄土湿陷性评定。56场地岩土工程性质分析评价（一）各岩土层承载力评价根据以上原位测试试验室内物理力学性质指标统计资料，结合该场地地层结构特点、相关规范及地区经验，经过综合分析，将各岩土层承载力特征值及其它设计参数提供如下（见表4）。主要地基土力学参数建议值表4重度压缩模量抗剪强度承载力特征值RESCFAK参数土层KN/M3MPA度KPAKPA黄土状粉土1492601282491140强风化泥岩243502035400（二）地层分布根据钻探揭露，该场地地层结构总体分布具有明显的规律性，上覆黄土层分布厚度为25902640M，物理力学性质较差，未经处理不得直接作为持力层；下覆角砾层层位稳定，物理力学性质较好，是较好的持力层。1、黄土状粉土层土质中密，分布均匀，具有中高压缩性。其天然状态下承载力特征值建议采用140KPA。2、强风化泥岩层分布不稳定，近水平产状，中密状态。其天然状态下承载力特征值建议采用400KPA。六、场地地震效应评价61场地类别拟建场地生活垃圾坝区位于坡脚地带，为可进行建设的一般场地。地基土为黄土及角砾，属中软场地土泥岩属坚硬场地土，等效剪切波速250VS140（M/S）。据本次勘察揭露，场地覆盖层厚度350米，据建筑抗震设计规范（GB500112001）的划分，该建筑场地类别属类场地。抗震设防烈度8度，设计基本地震加速度为02G，抗震设计分组为第二组，设计特征周期为04S。62液化评价勘察区内未发现有饱和粉土、砂土等可液化地层，根据建筑抗震设计规范GB500112001，可不考虑拟建场地的液化影响。七、地基基础建议71地基基础建议1填埋场填埋场土层层面起伏较大,地表为黄土或角砾,其下为基岩。根据填埋场的荷载要求，应选用角砾层或强风化泥岩作为持力层。2生产管理区根据管理区内拟建物的性质及该处的工程地质条件，由于湿陷性土层较厚，建议采用灰土挤密桩复合地基或碾压垫层地基。依据建筑地基处理技术规范（JGJ792002）和湿陷性黄土地区建筑规范（GB500252004），其桩间距及处理深度等技术参数宜通过现场试验确定。并做好防水处理措施。也可采用灌注桩基础。3截水沟根据截水沟的工程地质条件，