牡丹江大桥说明

K247+335.0牡丹江大桥工程地质勘察报告一、拟建工程概况国道302敦化东苇子沟至下石桩子段K247+335.0牡丹江大桥桥梁工程，位于国道302敦化东苇子沟至下石桩子公路上，中心桩号K247+335.0，桥梁孔径为8-33m，采用预应力混凝土简支转连续小箱梁，交角为90°。下部拟定采用钻孔灌注桩基础。桥梁荷载设计等级：公路-I级。受我院设计室委托，于2013年2月完成了对国道302敦化东苇子沟至下石桩子段K247+335.0牡丹江大桥桥梁工程的地质勘察工作。根据任务的要求，本次勘察为详细勘察。二、勘察目的、任务要求和依据的技术标准本次勘察的目的是根据施工图设计的要求，为桥梁施工图设计确定方案和编制施工图设计文件提供必需的工程地质资料。1、勘察的主要内容查明桥位区地形、地貌特征、地质构造、水文地质及不良地质现象的分布及工程地质特性；验证、查明桥址区域内的岩土的类型、深度、分布，测试岩土物理力学、化学特性，提供地基承载力，极限侧摩阻力，计算桩端阻力，做出定量评价。并建议基础类型与埋置深度，为施工图设计提供资料；对拟建场地地基的稳定性、均匀性、适宜性进行分析和评价；查明地下水的类型、埋藏条件、变化规律，提供勘察时期地下水稳定水位标高及年变化幅度，并判定地下水对建筑材料的腐蚀性；提供场地土的冻结深度，对冻结深度线以上土层的冻胀性做出评价；提供场地类别及场地土类型，并对饱和砂土的地震液化做出评价；通过相关室内土工试验工作，获得各土层的基本物理力学性质指标，为设计及施工部门提供地质资料和设计参数；提供编制施工图设计文件所需的其他地质资料。2、勘察依据的技术标准《公路工程地质勘察规范》(JTGC20-2011)；《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)；《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63-2007)；《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)；《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02-01-2008)；《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)；《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)；《建筑边坡工程技术规范》(GB50330--2002)；《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)。《岩土工程勘察技术暂行规定》(DB22/T367-2004)；三、 勘探方法、勘察工作布置及完成情况1、勘察方法及仪器设备本次勘探采用了DPP-4H汽车钻机，回转式钻进方法，采用©150麻花钻头、螺纹钻头、两翼合金螺纹钻头、三翼合金钻头、硬质合金钻头，干钻与泥浆钻进相结合，取土器采用厚壁敞口取土器、单动二重管取土器，原位测试主要进行了重型动力触探和标准贯入试验。2、勘察工作布置及完成情况本次勘察按设计室提供的桥型布置图进行布置，进行GPS钻孔放点工作。本次勘探工作共完成钻孔9个，总孔深109.1m。钻探、观测和测试工作完成后，立即对勘钻孔按相关要求进行了回填及现场清理工作。共取原状土样试件50组，岩样9组，常规物理试验33组，单轴抗压强度试验9组。外业钻探结束后进行了室内土工实验等工作，在此基础上，经综合分析、计算，完成本岩土工程的勘察报告。本工程坐标及高程采用统一西安80坐标、85高程系统。坐标用GPS进行放点，高程用水准仪进行测量。四、自然地理概况1、地理位置该项目位于吉林省延边自治州敦化市，国道302敦化东苇子沟至下石桩子段公路。敦化市位于吉林省东部、延边朝鲜族自治州西北部。敦化市内山岭环抱，西有张广才岭、南有牡丹岭、黄泥岭，北东有大黑岭，属低山丘陵区，主要山脉呈东北〜西南向分布，少数呈西北〜东南向延伸，路段地形起伏较大，海拔高度一般在400〜830米之间，相对高差为200〜500米，最高点在琵琶顶子，最低点在镜泊湖入口处，海拔340米。路线与牡丹江谷地通过，所经地区沟谷发育，路线多在沟谷中展布，河谷及台地多为旱田及水田，山地多为天然次生林及人工林。地貌形态可分为中山、低山、高丘、低丘、台地、平原、盆谷等7个明显类型，25个种类。台地、河谷平原成片分布于中部，山地则集中分布于四周，丘陵散布于山地与台地的过渡地段。本项目地处条带状平原地区。2、 气象、水文本工程所处位地属于温带大陆性季风气候区。四季气候变化明显，其特点是：春季干燥多风，夏季炎热多雨，每年7月至8月是雨季，此间是土方施工的最不利季节。秋季凉爽日温差大，是施工的黄金季节。但秋末、冬初路面经常出现雨后结冰，影响行车安全。冬季漫长而寒冷，冻胀和翻浆为公路主要病害。年平均气温2.6°C,极端最低气温-38.3°C,极端最高气温34.5°C,年平均降水量,621.8mm,最大日降水量为93.5mm,年平均蒸发量1263mmo全年平均日照时间2477小时，年平均风速为3.加/s,最大冻土深度184cm,最大积雪深度33cm,一般出霜期出现在9月中旬，终霜期在5月上旬，年平均无霜期120天。2.3交通条件桥址区域为牡丹江。河流多受降水影响。4~6月为平水期，6~9月为丰水期，10〜3月为枯水期。沿线地下水以孔隙水为主，其补给来源主要为大气降水、地下水，排泄方式为水平径流,、垂直蒸发。3、 交通条件敦化市交通便利，具有公路、铁路等交通工具。五、工程地质条件1、区域地质背景桥位区主要地层为第四系全新统堆积（Q4aia和下更新统军舰山组玄武岩（BQu）。全新统堆积主要分布于熔岩台地、阶地、河漫滩和现代河床，山砂砾石和粉质黏土组成。第四系下更新统军舰山组玄武岩主要分布于牡丹江及第二松花江河谷地区，以黑色气孔状玄武岩和橄榄玄武岩为主，具气孔状构造和杏仁状构造，不整合于花岗岩上，最大厚度达176m。2、 工程场地的地形、地貌、地物该工程地位于敦化市东部，地貌单元为平原微丘，场地地形起伏稍大；勘探孔孔口标高为491.15〜499.85m,孔口高差为8.7m,桥梁两侧为旱田、树木。勘察过程中，钻孔位置处未遇到地下管线。3、 场地岩土的构成与特征本次路线勘察最大钻探深度为15.5m,所揭露的地层自上而下依次为全新统堆积层及风化岩层，岩土性质变化不大。主要为粉质黏土、圆砾土和风化玄武岩层组成。、粉质粘土：黑褐色-褐黄色，可塑偏软，稍湿-湿，含水量较大，中压缩性，力学性质较差，局部为粉质黏土含砂，土呈可塑偏硬（冻层厚度为1.3-1.4m）。层底高程493.43〜497.35m,分层厚度1.3〜3.5m。T、淤泥：黑色，软塑，湿-很湿。力学性质较差，含水量较大。层底高程490.45m,分层厚度0〜0.7m。、圆砾土：黄褐色，稍密-中密，饱和，砾石呈亚圆状，粒径以2-5nnn为主，占总量的50%-60%,成分以玄武岩为主，充填物主要为中粗砂和少量黏性土，钻进时钻机有响声。层底高程489.45〜498.85m,分层厚度1.2〜3.0m。、全风化玄武岩：暗紫色，碎石状，碎石有气孔，呈中密状态，结构构造破坏严重，岩石主要成分为斜长石和辉石，螺纹钻头4MPa-6MPain压进尺困难。层底高程488.53〜494.55m,分层厚度0.8〜2.7m。、强-中风化玄武岩：暗紫色，有气孔，岩石主要成分为斜长石和辉石，结构面结合程度一般，中风化，结构部分破坏，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，岩芯呈柱状。该层未钻穿。4、 场地地下水类型及其特征路线所经区域河流众多，主要由牡丹江沙河等，属松花江流域。河流多受降水影响，4-6月为平水期，6-9月为丰水期，10-3月为枯水期。沿线地下水以孔隙水、基岩裂隙水为主，其补给来源主要为大气降水、地下水，排泄方式为水平径流、垂直蒸发。路线途经地区地下水主要有两种类型：砂卵石空隙潜水：分布于现代河床河漫摊阶地内，埋深一般l-5m,个别深达10m以下。水位、水量随季节变化较大。基岩裂隙水：赋存与火山岩、沉积岩、岩浆岩裂隙中，分布极不均匀。5、 区域稳定性本次勘察中未发现有全新世以来的断裂活动迹象，不存在发震断裂和构造断裂，场地地层结构为沉积构造，地质构造相对简单，对桥梁的稳定性不会产生影响。六、 地震效应评价根据《吉林省地震动参数区划工作图》 2001和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),本桥位区域内主要断裂构造敦密断裂，断裂地震强度、频率较低；桥位抗震设防烈度小于VI度，场地类别为II类，设计基本地震加速度值小于0.05g,敦-密断裂为非全新活动断裂，本工程不受直接影响。七、 岩土工程分析评价1、场地稳定性和适宜性分析评价、地震效应：本桥址区抗震设防烈度小于VI度，设计基本加速度值小于0.05go敦-密断裂为非全新活动断裂，本工程不受直接影响。场地土类别为软土-圆砾土，场地类别为II类。、依据《公路工程地震勘察规范))(JTGC20-2011)判定地表水和地下水对混凝土无结晶类腐蚀性及分解类腐蚀性；根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)，判定地表水在长期浸水的情况下对混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，地下水在干湿交替的情况下，对混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。、经调查判断桥址区域无不良地质作用。、综合评价：通过本次勘察及对地基条件的分析，拟建场地工程地质条件简单，岩土物理力学性质良好，土层稳定，不存在影响桥梁工程整体稳定性的宏观不良地质作用，适宜建桥。2、地基容许承载力值根据地基土的主要物理力学指标、原位测试、《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJD63—2007),结合野外鉴别及地区经验，综合确定地基土承载力基本容许值于(KPa)、摩阻力标准值q(KPa),见表1。q0 ik表1地基土容许承载力及相关桩基参数表层号地棊土名称承载力基本容许值f(KPa)aO摩阻力标准值q(KPa)ik①粉质黏土12030①-1粉质黏土10020①-2粉质黏土11030②圆砾土30080③全-强风化玄武岩400100④中风化玄武岩1500150钻孔桩桩端承载力容许值q(KPa)可根据(JTJD63—2007)规范中533-1、r5.3.3-2公式计算：[r]=丄屛qI+Aqa2 iki Pri=lq-mxE/]+^yGi-3)1r 0 aO 2 2具体布设由设计人员根据上部荷载经计算确定桩长及桩径。构造物基础型式、持力层位置、各岩土层的容许承载力、极限摩阻力见表1及各工程地质图。3、 桥梁工程地质评价根据桥位勘察资料，桥位区工程地质条件较好，桥址区地基岩土类别较单一。建议采用钻孔灌注桩基础，以中风化玄武岩为持力层。4、 桩基基础分析(1)、方案分析本工程宜采用钻孔桩基础，且按^岩桩计算单桩承载力，以第⑤层中风化玄武岩层为桩尖持力层较为适宜，工程安全性能可靠，造价合理，施工方便可行。(2)、成桩可能性、控制措施、环境影响评价根据场地地层勘察资料可知，第四纪地层上部为粉质黏土，呈可塑偏软-硬塑状态，局部含粉砂，下部为圆砾土、风化玄武岩层。采用钻孔灌注桩基础，第四纪地层中部成孔时可能出现片傍或塌孔现象，施工中应加以注意，并采取防治措施；当在全-强风化玄武岩层钻进时，钻进效率会降低，要注意选用不同形式的钻头，以提高钻进效率；钻孔工艺应选用正、反循环相结合的方法确保顺利成桩。施工中应注意泥浆池的位置、大小，废旧泥浆外运等不得给后续工作和环境造成不良影响；钻孔施工期间会对玄武岩表层含水层水质造成污染，必要时应采取措施以解决居民用水问题。、施工中应对成桩过程中质量环节进行检测，单桩承载力以试桩为准。、钻孔桩成孔时，如遇工程地质条件与本勘察报告不符，可能影响工程质量时，应及时通知勘察单位进行施工验槽。、工程用水：根据地区经验，拟建场地地下水对混凝土微腐蚀性，对钢结构有微腐蚀性。建议拟建工程用水采取地下水或外运。5、场地土标准冻结深度与冻胀类别根据《中国季节性冻土标准冻深线图》，区域最大冻深1.77米，场地的一般冻深为1.30-1.40mo初冻时间一般在11月中旬，解冻时间一般在翌年的5月中旬。表2co判别式hw冻胀等级冻胀类型26.63p+5VG)WG)p+9W2.0mIV强冻胀根据工程经验，建议①层粉质粘土按IV级强冻胀进行设计。施工图设计中,应采取抗冻胀措施。八、有关问题的说明1、 根据钻探资料，本场地土的类型为中软土；本场地的类别划分为II类。2、 本工程坐标及高程采用西安80坐标、85高程系统。3、 粘性土状态分类按《公路桥涵地基与基础设计规范