南洞庭大桥报告

南洞庭大道道路工程南洞庭大桥工程地质详细勘察报告益阳工程勘察院证书编号：1884416-KyTOC\o"1-5"\h\z1前言 11.1 工程概况 1\o"CurrentDocument"1.2勘察方法及完成工作量 11.3勘察日的与任务 1\o"CurrentDocument"4勘察依据标准 1\o"CurrentDocument"2 工程地质特征 1\o"CurrentDocument"1 地理位置及交通条件 1\o"CurrentDocument"2.2地形地貌 2\o"CurrentDocument"3气象水文 2\o"CurrentDocument"4地层岩性及分布 25地质构造与地震 22.5.1地质构造 2\o"CurrentDocument"2.5.2地震 36水文地质条件 32.6.1桥位区的主要地下水类型及埋藏特征及其变化特征..・3\o"CurrentDocument"6.2地下水水质特征及评价 3\o"CurrentDocument"2.7不良地质现象 3\o"CurrentDocument"3工程地质特征及持力层选择 31岩上主要物理力学性质 33.2持力层选择及设计参数建议值 42.1桥位区各墩（台）基础持力层选择 4\o"CurrentDocument"2.2设计参数建议值 4\o"CurrentDocument"4工程地质条件及问题评价 5\o"CurrentDocument"1桥址地质环境稳定性、适宜性评价 52桥台、桥墩工程地质评价 52.1桥墩台稳定性评价 5\o"CurrentDocument"4.2.2各墩（台）基础形式、埋置深度及高程建议 54.3 负摩阻力评价： 5\o"CurrentDocument"4.4 不良地质评价： 64.5 特殊性土评价： 6\o"CurrentDocument"4.6 地震效应评价： 64.7施工条件评价、基坑涌水评价、木项日的实施对已有构建筑物的影响评价及环境影响评价 64.4.1施工条件评价 6\o"CurrentDocument"4.4.2基坑涌水评价 64.4.3木项日的实施对已有构建筑物的影响评价及环境影响评价 6\o"CurrentDocument"5结论及建议 6附录附件：1.1土工试验报告；1.2水质分析报告；附表：2.1勘察技术要求；2.2标准贯入试验成果表；2.3重型动力触探试验成果表;2.4勘探点一览表；2.5钻孔岩芯照片；附图:”号图名比例尺张数图号1总图例12011-10-20-12工程地质平而图1:100012011-10-20-23工程地质纵剖血1:50012011-10-20-34工程地质横剖血11:25012011-10-20-45钻孔地质柱状图1:20092011-10-20-54 -、一1前百LI工程概况拟建南洞庭大桥上跨石矶湖，起讫里程桩号为：K4+160〜K4+360,中心里程为K4+260。设计桥梁长度为200m,桥面宽36m,跨径布置为50+100+50,共4墩台，结构形式为V型墩波衍组合桥梁。1.2勘察方法及完成工作量通过钻探、地质调查与测绘等方法查明了桥址区地形地貌、地层岩性、地质构造、基岩层面的埋藏深度和起伏状况及不良地质现象等工程地质及水文地质条件。同时还在钻孔中进行标准贯入试验及重型动力触探试验等多种原位测试，充分发挥综合勘探手段的作用，相互补充，相互验证，并现场采集土、水、石样品进行有关室内试验，取得了较为齐全、准确的物理力学指标。本次勘探点位由设计单位布置和提供，根据设计提供的坐标采用全站仪定点测量钻孔位置。外业于2011年10月3日开始，2011年10月19日结束，历时17天。随后转入室内资料的综合整理。完成的实物工作量见表1。完成工作量统计一览表 表1项目单位完成工作量钻探孔数个10总进尺m/孔413.0水样件2实内试验扰动土样件7原状土样件16原位测试标准贯入试验个76重型动力触探试验米16.31.3勘察目的与任务根据本项目建设计划和勘察设计工作安排，本次工程地质勘察为南洞庭大桥工程施工图设计，提供准确完整的工程地质浇件。查明桥位区的地层岩性,地基土的物理力学性质指标，对地基土的容许承载力、地基的稳定性作出评价。查明桥位区地下水的类型及埋藏条件，地下水对混凝土的腐蚀性作出评价。判明场地和地基的地震效应。查明不良地质现象的分布范围、深度，提出处理方案的建议。对桥梁地基基础方案进行分析论证，提出经济合理的建议。查明桩基持力层的埋深、分布、工程特性和变化规律，提供桩基设计参数,预估单桩承载力，评价成桩的可能性，提出桩的类型及施工方法等建议。4勘察依据标准(1)《岩土工程勘察规程》(GB50021-2001)(2009年版)(1)《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)《公路工程地质勘察规范»(JTJ064-98);《公路桥涵地基与基础设计规范»(JTGD63-2007)《公路桥位勘测设计规范»(JTJ062-91);《公路工程水质分析操作规程»(JTJ056-84);《公路工程抗震设计规范»(JTJ004-89);上述规程、规范援引的其他标准。2工程地质特征2.1地理位置及交通条件南洞庭大桥位于益阳沅江市庆云山镇白泥湖村，距沅江城区直线距离约6Km,有乡村公路通过，交通便利。2.2地形地貌桥位区地貌属于冲积堆积平原，地形起伏小，地势平坦，多辟为农田与房屋，鱼塘零星分布，拟建桥梁横跨石矶湖。2.3气象水文桥址区属大陆行中亚热带季风湿润气候区，具气候温和、阳光充足、雨量充沛、四季分明、春季寒潮频繁、仲夏多雨易涝、夏末秋初多旱、冬寒期短的特征。年平均气温16.9°C，历史最高气温43.5°C(1961年)，最低气温13.2°°C(1972年)。最热季节为7〜9月，最冷季节1〜2月；年平均风速2.7米/秒，以西北风最强，最大风速20米/秒，最多风向为北风，频率14%;多年平均降雨量1414.6毫米，3〜6月降雨约占全年51%,年平均降雨日数166天，历史最大积雪厚度约24厘米，年平均降雪日数为9天；年平均雾日为14.4天，多发生在冬春雨季；年平均无霜期273天，有霜期92天。2.4地层岩性及分布根据本次勘测资料揭示，桥址区地表分布第四系全新统人工填土晨Qml),4第四系全新统冲积(Qal)的淤泥质粉质粘土、细砂及圆砾。4现自上而下分述如下：2.4.1第四系全新统人工填土层(Qml)4填筑土：灰黄色，稍湿，未完成固重自结，结构松散，主要由粘性土组成，表层含植物根系。少量钻孔分布，场地内该层层厚2.0〜2.3m,平均厚度2.14m;层底标高26.2〜27.16m平均标高26.63m,层底埋深2.0〜2.3m,平均埋深2.14m。2.4.2第四系全新统冲积层(Qai)4淤泥质粉质粘土：灰褐色，灰黑色，湿，软塑，主要由粘粒组成，夹少量树根，间夹薄层粉砂，分布不均匀，底部局部夹薄层粘土，具腐臭味。桥址区全场分布。场地内该层层厚1.6~12.9m,平均厚度7.47m;层底标高-3.81~20.26m平均标高10.04m,层底埋深8.7~30.7m,平均埋深18.34m。细砂：黄褐色〜青灰色，饱和，松散，主要由石英质组成，细砂含量约0%〜80%,充填约20%〜30%粘性土。桥址区全场分布。场地内该层层厚4.5〜12.7m平均厚度9.48m;层底标高1.79〜9.80m平均标高7.62m,层底埋深18.4〜25.0m平均埋深20.72m圆砾：灰褐色，饱和，稍密，圆砾成分主要为石英砂岩，砾径一般1〜2cm,磨圆度较好，呈次圆状，含量约60%〜70%,充填30%〜40%粘性土及粉细砂。桥址区全场分布。场地内该层层厚4.0〜5.1m,平均厚度4.70m;层底标高-2.21〜4.80m平均标高2.92m,层底埋深23.4〜29.0m平均埋深25.42m：圆砾：黄褐色，饱和，中密，圆砾成分主要为石英砂岩，砾径一般〜2cm,局部2〜4cm,磨圆度较好，呈次圆状，含量约70%〜80%,充填20%〜30%粘性土及粉细砂。桥址区全场分布。本次勘察该层未穿透，揭露最大厚度16.1m。上述地层的分布规律及其野外特征详见“工程地质横纵断面图图号：2011-10-20-3、4”及“钻孔柱状图图号：2011-10-20-5，。2.5地质构造与地震2.5.1地质构造根据《长沙幅区域地质调查报告》(1：20万)，桥址区所处区域构造位于江南古陆沅江凹陷带，是一相对稳定的地块。拟建桥址区为洞庭湖中心部位，第四系松散堆积层厚度巨大。区内无全新活动断裂分布，亦无新构造运动痕迹发育。5.2地震拟建场地在区域上是相对稳定的，历史上无中强地震记载，近期小震很少有报道。根据《中国地震动参数区划图»(GB18306-2001)和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),本区抗震设防烈度为VI度，地震动峰值加速度为0.05g,设计特征周期为0.65s,设计地震分组为第一组。其抗震设计建议按《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89执行。根据邻近场地的岩土工程勘察经验，参照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)及《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89,各分布地层剪切波速经验值推荐如下：填筑土①Vs=80m/s;淤泥质粉质粘土②Vs=80m/s;细砂@Vs=120m/s;圆砾@Vs=300m/s;圆砾@Vs=350m/so根据附近已施工的水井资料，该地区第四系覆盖层厚度大于80m,场地内覆盖层平均等效剪切波速值V<140m/s(计算深度取现地表下20m),场地土类型为软弱土，S本桥址场地类别为IV类。本场地属对建筑抗震不利地段，当无法避开时应采取有效措施。根据《建筑抗震设计规范»(GB50011-2001)及《公路工程抗震设计规范》JTJ004-89有关规定，本场地可不考虑液化影响。2.6水文地质条件2.6.1桥位区的主要地下水类型及埋藏特征及其变化特征桥位区内地下水丰富，地下水位埋深0.2〜0.3m,类型主要为上层滞水与承压水，上层滞水赋存于填筑土与淤泥质粉质粘土②中，通过大气降水及地表水补给，蒸发排泄，随季节变化性大；承压水赋存于细砂③与圆砾④和圆砾⑤中，具承压性，依靠大气降水与河湖水通过潜水补给，通过上升泉向浅部含水层越流等方式排泄。2.6.2地下水水质特征及评价在勘察期间，按规范及勘察技术任务大纲要求，本次勘察于桥址区采集2件水样进行水质简分析，其分析结果见附件二水质分析结果表明：本场地环境类型为II类，场地内地下水对混凝土具有微腐蚀性，对混凝土中的钢筋具有微腐蚀性。2.7不良地质现象据野外工程地质调绘和钻探揭露，桥址区未发现滑坡、崩塌、危岩、泥石流、地下采空区不良地质现象。3工程地质特征及持力层选择3.1岩土主要物理力学性质3.1.1室内试验本次勘察在淤泥质粉质粘土②、细砂③、圆砾④、圆砾⑤层中分别进行了取样，其试验成果详见附件一“土工试验报告”，在淤泥质粉质粘土②采取16件原状土试样，进行了土的物理力学性质试验。根据试验结果，场地内淤泥质粉质粘土②的基本物理力学性质指标统计见表2。基本物理力学性质指标统计 表2岩土名称统计项目质量密度P(g/cm3)天然含水量00(%)天然孔隙比e液性指数IL塑性指数IP直剪压缩系数压缩模量渗透系数内摩擦角©q(度)粘聚力Cq(kPa)a0.1-0.2(1/MPa)Es0.1-0.2(MPa)106cm/S淤泥统计个数16161616161616161616质粉质黏土②最大值1.8339.71.0991.2716.310.2150.7723.43.11最小值1.7834.51.0091.0213.17.1100.5912.70.87平均值1.8137.31.0411.0714.7912.20.6743.021.94标准差0.0151.5840.0291.110.9451.0191.2810.0510.2030.64变异系数0.0080.0420.0280.0650.0640.1140.1050.0760.0670.33推荐值1.8137.31.0411.0714.7912.20.6743.021.94修正系数0.9961.0211.0141.0320.9680.9430.9471.0380.9661.165标准值1.8038.11.0551.1114.38.411.50.702.912.26重型动力触探试验成果统计表 表4岩土名称统计个数实测与修正最大值最小值-平均值一标准差一变异系数修正系数-标准值圆砾④55实测值17913.051.740.130.9712.65修正值9.66.28.130.740.090.987.96圆砾⑤90实测值371924.474.210.170.9723.71修正值14.910.311.831.080.090.9811.633.2.2原位测试为测定场地内淤泥质粉质粉质粘土②、细砂③、圆砾④、圆砾⑤的物理力学性质，在本次勘察中对该类土层进行了标准贯入试验与重型动力触探试，各层土的标准贯入试验成果统计见附表1，重型动力触探试验成果统计表见附表2标准贯入试验成果统计表 表3岩土名称统计个数实测与修正最大值最小值-平均值标准差变异系数修正系数-标准值填筑土①6实测值4.02.02.670.600.310.752修正值4.02.02.670.600310.752淤泥质粉质粘土②36实测值5.022.610.640.250.932.43修正值4.31.32.190.520.240.932.04细砂③34实测值9.05.07.210.511.250.956.84修正值7.23.65.410.850.160.955.153.2持力层选择及设计参数建议值3.2.1桥位区各墩（台）基础持力层选择填筑土①：松散，厚度小，压缩性高，不能做为天然地基基础持力层；淤泥质粉质粘土②：软塑，厚度大，分布均匀，但压缩性高，承载力低，不能做为天然地基基础持力层；细砂③：饱和，松散，厚度大，分布均匀，但压缩性高，承载力低，不能作为拟建桥梁桩基础持力层；圆砾④：稍密，饱和，压缩性中等，厚度较小，承载力较低，不能作为拟建桥梁桩基础持力层；圆砾⑤：中密，饱和，压缩性低，厚度大，分布均匀，承载力较高，可做拟建桥梁桩基础持力层。3.2.2设计参数建议值据试验成果统计分析，本次勘察野外鉴别及地区经验，桥址区岩土设计参数建议值见表5。工程特性指标建议表 表5岩土名称承载力基本容许值%(KPa)- 抗剪强度指标标准值压缩模量平均值Es(MPa)凝聚力ck(kPa)内摩擦角①k(°)填筑土①////淤泥质粉质粘土②6011.58.43.0细砂③////圆砾④300///圆砾⑤450///注：1)上表中数据系根据钻探、室内土工试验和原位测试试验成果并结合地方勘察经验和施工经验综合分析所得，具有局限性。4工程地质条件及问题评价4.1桥址地质环境稳定性、适宜性评价通过对桥址区工程地质测绘：区内无断层通过，区域稳定；区内无滑坡、崩塌、泥石流、地下采空区等不良地质现象，无沟浜、溶洞、墓穴、等对工程不利的埋藏物，区内无古墓、文物保护资料等，拟建建筑不会对周围环境造成影响，其环境工程条件良好，桥位区现状稳定，适宜建设。4.2桥台、桥墩工程地质评价4.2.1桥墩台稳定性评价南洞庭大桥的桥台和桥墩处于区域稳定地段，未发现影响桥墩台稳定的地质构造和不良地质现象存在，河流冲刷作用对桥墩台无影响，未发现对桥台不利的边坡问题。综合工程地质、水文地质、地质构造、地震等各方面因素，桥墩台稳定性好，适宜建桥。4.2.2各墩(台)基础形式、埋置深度及高程建议根据持力层的埋深、桥墩抗倾覆要求及地下水的赋存特征,建议南洞庭大桥基础型式、桥梁基础建议采用端承摩擦桩，以圆砾⑤作为基础持力层各墩台奠基高程及桩端持力层埋深见表6,桩基设计参数见表7,各桩具体奠基高程必须以上部荷载和桩径参数计算值为准。各墩台基础一览表 表6墩台号建议基础形式建议基础埋深建议桩端持力层0#台端承摩擦桩23.5m以下圆砾⑤1#墩端承摩擦桩30.6m以下圆砾⑤2#墩端承摩擦桩28.9m以下圆砾⑤3#台端承摩擦桩30.7m以下圆砾⑤桩基设计参数表 表7钻孔灌注桩地层桩侧土摩阻力标注值qik(kpa)填筑土①20淤泥质粉质粘土②25细砂③25圆砾④90圆砾⑤120注：上表中数据系根据钻探和标准贯入试验成果，参照公路桥涵地基与基础设计规范，结合地方施工经验综合分析所得，具有局限性。4.3负摩阻力评价：拟建场地内上覆软弱层厚度较大，且地表水位丰富，当场地内地下水位下降或场地内大面积堆载时，桩周土的沉降可能引起桩侧负摩擦力，本桩基类型为端承摩擦型桩，尚须考虑负摩擦力产生的下拉荷载对桩基承载力的影响。各软弱层负摩阻力系数e建议如下：n淤泥质粉质粘土②?=0.40;细砂③e=o.50on n中性点1计算深度建议如下：n1n=28.9x0.8=23.12mo（28.9m为软弱层最大厚度）4.4不良地质评价：据野外工程地质调绘和钻探揭露，桥址区未发现滑坡、崩塌、危岩、泥石流、地下采空区等不良地质现象，适宜建设。4.5特殊性土评价：4.5.1填筑土：据钻探揭露，桥址区局部分布填筑土，该层厚度小，层厚2.0-2.2m,其结构松散，压缩性高，承载力低，工程性质差。2淤泥质粉质粘土：据钻探揭露，桥址区全场分布淤泥质粘土，层厚1.60~12.90m,厚度大，其压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大，承载力低，工程性质差。施工时注意其负摩阻力对承载力的影响，采用桩基础穿透该层达到稳定持力层。4.6地震效应评价：场地的抗震设防烈度为VI度，设计基本地震加速度0.05g,设计地震分组为第一组，建筑设计特征周期0.65s,场地土依据其工程特征判定属软弱土，建筑场地类别属IV类。本场地属对建筑抗震不利地段，当无法避开时应采取有效措施。拟建场地内存在厚度较大的细砂,但根据《建筑抗震设计规范»(GB50011