K247+335.0牡丹江大橋工程地質(zhì)勘察報告一、擬建工程概況國道302敦化東葦子溝至下石樁子段K247+335.0牡丹江大橋橋梁工程，位于國道302敦化東葦子溝至下石樁子公路上，中心樁號K247+335.0，橋梁孔徑為8-33m，采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支轉(zhuǎn)連續(xù)小箱梁，交角為90°。下部擬定采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。橋梁荷載設(shè)計等級：公路-I級。受我院設(shè)計室委托，于2013年2月完成了對國道302敦化東葦子溝至下石樁子段K247+335.0牡丹江大橋橋梁工程的地質(zhì)勘察工作。根據(jù)任務(wù)的要求，本次勘察為詳細(xì)勘察。二、勘察目的、任務(wù)要求和依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)本次勘察的目的是根據(jù)施工圖設(shè)計的要求，為橋梁施工圖設(shè)計確定方案和編制施工圖設(shè)計文件提供必需的工程地質(zhì)資料。1、勘察的主要內(nèi)容查明橋位區(qū)地形、地貌特征、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布及工程地質(zhì)特性；驗證、查明橋址區(qū)域內(nèi)的巖土的類型、深度、分布，測試巖土物理力學(xué)、化學(xué)特性，提供地基承載力，極限側(cè)摩阻力，計算樁端阻力，做出定量評價。并建議基礎(chǔ)類型與埋置深度，為施工圖設(shè)計提供資料；對擬建場地地基的穩(wěn)定性、均勻性、適宜性進行分析和評價；查明地下水的類型、埋藏條件、變化規(guī)律，提供勘察時期地下水穩(wěn)定水位標(biāo)高及年變化幅度，并判定地下水對建筑材料的腐蝕性；提供場地土的凍結(jié)深度，對凍結(jié)深度線以上土層的凍脹性做出評價；提供場地類別及場地土類型，并對飽和砂土的地震液化做出評價；通過相關(guān)室內(nèi)土工試驗工作，獲得各土層的基本物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，為設(shè)計及施工部門提供地質(zhì)資料和設(shè)計參數(shù)；提供編制施工圖設(shè)計文件所需的其他地質(zhì)資料。2、勘察依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTGC20-2011)；《公路路基設(shè)計規(guī)范》(JTGD30-2004)；《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTGD63-2007)；《公路土工試驗規(guī)程》(JTGE40-2007)；《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》(JTG/TB02-01-2008)；《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)；《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)；《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330--2002)；《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-1999)?！稁r土工程勘察技術(shù)暫行規(guī)定》(DB22/T367-2004)；三、 勘探方法、勘察工作布置及完成情況1、勘察方法及儀器設(shè)備本次勘探采用了DPP-4H汽車鉆機，回轉(zhuǎn)式鉆進方法，采用?150麻花鉆頭、螺紋鉆頭、兩翼合金螺紋鉆頭、三翼合金鉆頭、硬質(zhì)合金鉆頭，干鉆與泥漿鉆進相結(jié)合，取土器采用厚壁敞口取土器、單動二重管取土器，原位測試主要進行了重型動力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗。2、勘察工作布置及完成情況本次勘察按設(shè)計室提供的橋型布置圖進行布置，進行GPS鉆孔放點工作。本次勘探工作共完成鉆孔9個，總孔深109.1m。鉆探、觀測和測試工作完成后，立即對勘鉆孔按相關(guān)要求進行了回填及現(xiàn)場清理工作。共取原狀土樣試件50組，巖樣9組，常規(guī)物理試驗33組，單軸抗壓強度試驗9組。外業(yè)鉆探結(jié)束后進行了室內(nèi)土工實驗等工作，在此基礎(chǔ)上，經(jīng)綜合分析、計算，完成本巖土工程的勘察報告。本工程坐標(biāo)及高程采用統(tǒng)一西安80坐標(biāo)、85高程系統(tǒng)。坐標(biāo)用GPS進行放點，高程用水準(zhǔn)儀進行測量。四、自然地理概況1、地理位置該項目位于吉林省延邊自治州敦化市，國道302敦化東葦子溝至下石樁子段公路。敦化市位于吉林省東部、延邊朝鮮族自治州西北部。敦化市內(nèi)山嶺環(huán)抱，西有張廣才嶺、南有牡丹嶺、黃泥嶺，北東有大黑嶺，屬低山丘陵區(qū)，主要山脈呈東北?西南向分布，少數(shù)呈西北?東南向延伸，路段地形起伏較大，海拔高度一般在400?830米之間，相對高差為200?500米，最高點在琵琶頂子，最低點在鏡泊湖入口處，海拔340米。路線與牡丹江谷地通過，所經(jīng)地區(qū)溝谷發(fā)育，路線多在溝谷中展布，河谷及臺地多為旱田及水田，山地多為天然次生林及人工林。地貌形態(tài)可分為中山、低山、高丘、低丘、臺地、平原、盆谷等7個明顯類型，25個種類。臺地、河谷平原成片分布于中部，山地則集中分布于四周，丘陵散布于山地與臺地的過渡地段。本項目地處條帶狀平原地區(qū)。2、 氣象、水文本工程所處位地屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。四季氣候變化明顯，其特點是：春季干燥多風(fēng)，夏季炎熱多雨，每年7月至8月是雨季，此間是土方施工的最不利季節(jié)。秋季涼爽日溫差大，是施工的黃金季節(jié)。但秋末、冬初路面經(jīng)常出現(xiàn)雨后結(jié)冰，影響行車安全。冬季漫長而寒冷，凍脹和翻漿為公路主要病害。年平均氣溫2.6°C,極端最低氣溫-38.3°C,極端最高氣溫34.5°C,年平均降水量,621.8mm,最大日降水量為93.5mm,年平均蒸發(fā)量1263mmo全年平均日照時間2477小時，年平均風(fēng)速為3.加/s,最大凍土深度184cm,最大積雪深度33cm,一般出霜期出現(xiàn)在9月中旬，終霜期在5月上旬，年平均無霜期120天。2.3交通條件橋址區(qū)域為牡丹江。河流多受降水影響。4~6月為平水期，6~9月為豐水期，10?3月為枯水期。沿線地下水以孔隙水為主，其補給來源主要為大氣降水、地下水，排泄方式為水平徑流,、垂直蒸發(fā)。3、 交通條件敦化市交通便利，具有公路、鐵路等交通工具。五、工程地質(zhì)條件1、區(qū)域地質(zhì)背景橋位區(qū)主要地層為第四系全新統(tǒng)堆積（Q4aia和下更新統(tǒng)軍艦山組玄武巖（BQu）。全新統(tǒng)堆積主要分布于熔巖臺地、階地、河漫灘和現(xiàn)代河床，山砂礫石和粉質(zhì)黏土組成。第四系下更新統(tǒng)軍艦山組玄武巖主要分布于牡丹江及第二松花江河谷地區(qū)，以黑色氣孔狀玄武巖和橄欖玄武巖為主，具氣孔狀構(gòu)造和杏仁狀構(gòu)造，不整合于花崗巖上，最大厚度達(dá)176m。2、 工程場地的地形、地貌、地物該工程地位于敦化市東部，地貌單元為平原微丘，場地地形起伏稍大；勘探孔孔口標(biāo)高為491.15?499.85m,孔口高差為8.7m,橋梁兩側(cè)為旱田、樹木?？辈爝^程中，鉆孔位置處未遇到地下管線。3、 場地巖土的構(gòu)成與特征本次路線勘察最大鉆探深度為15.5m,所揭露的地層自上而下依次為全新統(tǒng)堆積層及風(fēng)化巖層，巖土性質(zhì)變化不大。主要為粉質(zhì)黏土、圓礫土和風(fēng)化玄武巖層組成。、粉質(zhì)粘土：黑褐色-褐黃色，可塑偏軟，稍濕-濕，含水量較大，中壓縮性，力學(xué)性質(zhì)較差，局部為粉質(zhì)黏土含砂，土呈可塑偏硬（凍層厚度為1.3-1.4m）。層底高程493.43?497.35m,分層厚度1.3?3.5m。T、淤泥：黑色，軟塑，濕-很濕。力學(xué)性質(zhì)較差，含水量較大。層底高程490.45m,分層厚度0?0.7m。、圓礫土：黃褐色，稍密-中密，飽和，礫石呈亞圓狀，粒徑以2-5nnn為主，占總量的50%-60%,成分以玄武巖為主，充填物主要為中粗砂和少量黏性土，鉆進時鉆機有響聲。層底高程489.45?498.85m,分層厚度1.2?3.0m。、全風(fēng)化玄武巖：暗紫色，碎石狀，碎石有氣孔，呈中密狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)造破壞嚴(yán)重，巖石主要成分為斜長石和輝石，螺紋鉆頭4MPa-6MPain壓進尺困難。層底高程488.53?494.55m,分層厚度0.8?2.7m。、強-中風(fēng)化玄武巖：暗紫色，有氣孔，巖石主要成分為斜長石和輝石，結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度一般，中風(fēng)化，結(jié)構(gòu)部分破壞，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖塊，巖芯呈柱狀。該層未鉆穿。4、 場地地下水類型及其特征路線所經(jīng)區(qū)域河流眾多，主要由牡丹江沙河等，屬松花江流域。河流多受降水影響，4-6月為平水期，6-9月為豐水期，10-3月為枯水期。沿線地下水以孔隙水、基巖裂隙水為主，其補給來源主要為大氣降水、地下水，排泄方式為水平徑流、垂直蒸發(fā)。路線途經(jīng)地區(qū)地下水主要有兩種類型：砂卵石空隙潛水：分布于現(xiàn)代河床河漫攤階地內(nèi)，埋深一般l-5m,個別深達(dá)10m以下。水位、水量隨季節(jié)變化較大。基巖裂隙水：賦存與火山巖、沉積巖、巖漿巖裂隙中，分布極不均勻。5、 區(qū)域穩(wěn)定性本次勘察中未發(fā)現(xiàn)有全新世以來的斷裂活動跡象，不存在發(fā)震斷裂和構(gòu)造斷裂，場地地層結(jié)構(gòu)為沉積構(gòu)造，地質(zhì)構(gòu)造相對簡單，對橋梁的穩(wěn)定性不會產(chǎn)生影響。六、 地震效應(yīng)評價根據(jù)《吉林省地震動參數(shù)區(qū)劃工作圖》 2001和《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010),本橋位區(qū)域內(nèi)主要斷裂構(gòu)造敦密斷裂，斷裂地震強度、頻率較低；橋位抗震設(shè)防烈度小于VI度，場地類別為II類，設(shè)計基本地震加速度值小于0.05g,敦-密斷裂為非全新活動斷裂，本工程不受直接影響。七、 巖土工程分析評價1、場地穩(wěn)定性和適宜性分析評價、地震效應(yīng)：本橋址區(qū)抗震設(shè)防烈度小于VI度，設(shè)計基本加速度值小于0.05go敦-密斷裂為非全新活動斷裂，本工程不受直接影響。場地土類別為軟土-圓礫土，場地類別為II類。、依據(jù)《公路工程地震勘察規(guī)范))(JTGC20-2011)判定地表水和地下水對混凝土無結(jié)晶類腐蝕性及分解類腐蝕性；根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009年版)，判定地表水在長期浸水的情況下對混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具有微腐蝕性，地下水在干濕交替的情況下，對混凝土中的鋼筋具有微腐蝕性。、經(jīng)調(diào)查判斷橋址區(qū)域無不良地質(zhì)作用。、綜合評價：通過本次勘察及對地基條件的分析，擬建場地工程地質(zhì)條件簡單，巖土物理力學(xué)性質(zhì)良好，土層穩(wěn)定，不存在影響橋梁工程整體穩(wěn)定性的宏觀不良地質(zhì)作用，適宜建橋。2、地基容許承載力值根據(jù)地基土的主要物理力學(xué)指標(biāo)、原位測試、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTJD63—2007),結(jié)合野外鑒別及地區(qū)經(jīng)驗，綜合確定地基土承載力基本容許值于(KPa)、摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值q(KPa),見表1。q0 ik表1地基土容許承載力及相關(guān)樁基參數(shù)表層號地棊土名稱承載力基本容許值f(KPa)aO摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值q(KPa)ik①粉質(zhì)黏土12030①-1粉質(zhì)黏土10020①-2粉質(zhì)黏土11030②圓礫土30080③全-強風(fēng)化玄武巖400100④中風(fēng)化玄武巖1500150鉆孔樁樁端承載力容許值q(KPa)可根據(jù)(JTJD63—2007)規(guī)范中533-1、r5.3.3-2公式計算：[r]=丄屛qI+Aqa2 iki Pri=lq-mxE/]+^yGi-3)1r 0 aO 2 2具體布設(shè)由設(shè)計人員根據(jù)上部荷載經(jīng)計算確定樁長及樁徑。構(gòu)造物基礎(chǔ)型式、持力層位置、各巖土層的容許承載力、極限摩阻力見表1及各工程地質(zhì)圖。3、 橋梁工程地質(zhì)評價根據(jù)橋位勘察資料，橋位區(qū)工程地質(zhì)條件較好，橋址區(qū)地基巖土類別較單一。建議采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，以中風(fēng)化玄武巖為持力層。4、 樁基基礎(chǔ)分析(1)、方案分析本工程宜采用鉆孔樁基礎(chǔ)，且按^巖樁計算單樁承載力，以第⑤層中風(fēng)化玄武巖層為樁尖持力層較為適宜，工程安全性能可靠，造價合理，施工方便可行。(2)、成樁可能性、控制措施、環(huán)境影響評價根據(jù)場地地層勘察資料可知，第四紀(jì)地層上部為粉質(zhì)黏土，呈可塑偏軟-硬塑狀態(tài)，局部含粉砂，下部為圓礫土、風(fēng)化玄武巖層。采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，第四紀(jì)地層中部成孔時可能出現(xiàn)片傍或塌孔現(xiàn)象，施工中應(yīng)加以注意，并采取防治措施；當(dāng)在全-強風(fēng)化玄武巖層鉆進時，鉆進效率會降低，要注意選用不同形式的鉆頭，以提高鉆進效率；鉆孔工藝應(yīng)選用正、反循環(huán)相結(jié)合的方法確保順利成樁。施工中應(yīng)注意泥漿池的位置、大小，廢舊泥漿外運等不得給后續(xù)工作和環(huán)境造成不良影響；鉆孔施工期間會對玄武巖表層含水層水質(zhì)造成污染，必要時應(yīng)采取措施以解決居民用水問題。、施工中應(yīng)對成樁過程中質(zhì)量環(huán)節(jié)進行檢測，單樁承載力以試樁為準(zhǔn)。、鉆孔樁成孔時，如遇工程地質(zhì)條件與本勘察報告不符，可能影響工程質(zhì)量時，應(yīng)及時通知勘察單位進行施工驗槽。、工程用水：根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗，擬建場地地下水對混凝土微腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有微腐蝕性。建議擬建工程用水采取地下水或外運。5、場地土標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度與凍脹類別根據(jù)《中國季節(jié)性凍土標(biāo)準(zhǔn)凍深線圖》，區(qū)域最大凍深1.77米，場地的一般凍深為1.30-1.40mo初凍時間一般在11月中旬，解凍時間一般在翌年的5月中旬。表2co判別式hw凍脹等級凍脹類型26.63p+5VG)WG)p+9W2.0mIV強凍脹根據(jù)工程經(jīng)驗，建議①層粉質(zhì)粘土按IV級強凍脹進行設(shè)計。施工圖設(shè)計中,應(yīng)采取抗凍脹措施。八、有關(guān)問題的說明1、 根據(jù)鉆探資料，本場地土的類型為中軟土；本場地的類別劃分為II類。2、 本工程坐標(biāo)及高程采用西安80坐標(biāo)、85高程系統(tǒng)。3、 粘性土狀態(tài)分類按《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范