某大桥工程地质勘察说明

某大桥工程地质勘察说明1、前言1.1工程概况受某单位的委托，我院承担了某大桥初步设计阶段工程地质勘察任务。接受任务后，地勘组于2011年10月进入现场进行外业勘察工作，期间受黄河洪水、下游水库蓄水等的影响，至2012年8月完成全部外业勘察工作，历时10个月有余。拟建桥梁中心里程为K30+572，为200m矮塔斜拉结构，桥梁全长1850m。1.2勘察目的与任务本次勘察为初步勘察阶段，其目的是查明桥梁建设场地的工程地质条件，并对场地及地基稳定性作出评价，为桥梁初步设计提供详细的工地质资料。具体任务如下：①查明地貌的成因、类型、形态特征、河流及沟谷岸坡的稳定状况和地震动参数；②查明地质构造的类型、性质、规模、形态特征、产状及其与桥位的关系，断裂构造的破碎带宽度、物质组成、胶结程度及活动性；③查明覆盖层厚度、土质类型、分布范围、地层结构、含水状态、胶结程度和密实度；④查明基岩的埋深、起伏形态、岩性及其组合情况、岩石的风化程度和节理裂隙发育程度；⑤查明地基岩土的物理力学性质及承载力；⑥查明特殊岩土和不良地质的类型、分布及性质；⑦查明地表水和地下水的类型、分布、水质，并判定环境水的腐蚀性；⑧查明水下地形的起伏形态、冲刷和淤积情况以及河床的稳定性；⑨基础开挖对周围环境可能产生的不利影响。1.3勘察依据勘察所遵循的规范及技术标准有：①《公路工程地质勘察规范》（JTGC20—2011）；②《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）；③《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01—2008）；④《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）；⑤《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）；⑥《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）；⑦《运宝黄河大桥地勘事先指导书》。1.4勘察方法根据项目区工程地质特点，本次勘察采用以工程地质调绘及钻探、挖探等勘探手段为主，结合原位测试、室内试验的综合勘察方法对该桥梁建设场地工程地质条件进行勘察。具体的布置与实施情况如表1.4所列。勘察手段、方法一览表表1.4序号勘察手段和方法目的1工程地质调绘查明区域地质条件及桥址区工程地质条件。2钻探用于查明岩土层的厚度、状态、风化程度、地下水埋藏情况，进行原位测试，并为土工试验提供样品，对评价地基稳定性起主导作用。3挖探用于查明湿陷性黄土的分布厚度，为湿陷性试验提供样品，判定黄土湿陷类型及地基湿陷等级。工试验提供样品4原位测试确定碎石土、砂土的密实度及承载力。5室内岩土试验确定各岩土层的物理力学性质6水质分析判定地表水及地下水的化学类型及对混凝土的腐蚀性7坐标、高程测量测量钻孔、探井和不同岩土层分界的高程和坐标。8拍照反映地质构造、工程地质条件及工点的岩芯照片1.5勘察工作量布置原则依据设计方提供的拟建构筑物类型及设计要求，经仔细分析研究，按勘察区内地形地貌类别特征及工程地质特点，按照《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011的要求布置勘探工作量。①对拟建桥梁建设场地进行1:2000工程地质调绘。②依据《公路工程地质勘察规范》JTGC20-2011中的相关规定，钻孔沿桥梁两侧按墩台位置布设；湿陷性黄土以挖探为主。③钻孔开孔直径为110mm，终孔直径不小于91mm，所有钻孔均按技术性钻孔取样并进行原位测试工作，取样间距及进行原位测试间距一般为1.5～2.0m，变层加取；在探井中10m以上每1.0m取原状土样1组，10m以下每1.5m取原状土样1组；地表水及地下水，则各取水样1组。1.6本次勘察完成的实物工作量本次勘察共完成工程地质调绘面积1.05km2；共完成钻孔12个，孔深77.4～99.86m，总进尺1034.61m；探井1个，井深20.3m；共进行标准贯入试验100次，重型动力触探试验18次；共采取原状土试样222组，扰动试样281件，水样3组，试样均送试验室进行了测试。通过以上工作，详细查明了该桥梁建设场地的工程地质条件，可以满足初步设计之需要。1.7室内资料整理（1）勘探点编号本次勘察首先对各类勘探点分别采用不同的代号来表示，如：钻孔为ZK、探井为TJ，其次按照里程从小到大的顺序进行排序。如：ZK1号钻孔，“ZK”代表钻孔，“1”代表第一个钻孔。（2）岩土定名本次勘察全线所有岩土均按《公路工程地质勘察规范》（JTGC20—2011）中的相关规定统一定名。（3）岩土层物理力学指标统计方法本次勘察对全线所有构筑物建设场地的岩土层物理力学指标均分别进行了分层和单孔统计，对样本个数小于6的指标，工程地质勘察报告中提供了最大值、最小值及平均值；对于样本个数大于或等于6的指标，工程地质勘察报告中均提供了最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数和标准值。并且为了便于设计使用，将单孔统计平均值标注于《钻孔柱状图》。根据《公路工程地质勘察规范》（JTGC20—2011）中的相关规定，按下列要求进行统计：①岩土参数按下列公式计算平均值fm和标准差σ：fm=nfnii1σ=2122111mininffn式中fi—岩土参数测试值；N—同类地质条件和同层位测试数据个数。②岩土参数的变异系数δ按下式确定：δ=mf③岩土参数的标准值应按下式确定：fk=ψ·fmψ=1±221678.4704.1nn式中fk—岩土参数标准值；ψ—统计修正系数，正负号按不利组合考虑。（4）承载力基本容许值和桩侧土摩阻力标准值的取值原则本次勘察所取原状土样均按不同的试验要求进行物理力学性质试验，其中压缩试验按土质采用常规压缩和双线法压缩，剪切试验采用快剪及固结快剪试验；扰动土样均进行颗粒分析试验。本次勘察在室内试验、原位测试成果的基础上结合野外原始记录和当地建筑经验，一般地基土根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）中的相关规定对其进行评价，确定承载力基本容许值[fa0]和桩侧土摩阻力标准值qik。对湿陷性黄土的[fa0]、qik值，本次勘察依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）中的有关条款取值。2、自然地理概况2.1地理位置桥址区位于山西省芮城县陌南镇柳湾村南约800m与河南省灵宝市大王镇老城村北约2500m之间的黄河河谷，河岸两侧均有沿黄路在桥址区通过，交通较为便利。2.2气象项目区属大陆性半干旱半湿润季风气候，春季多风少雨干旱，夏季酷热。降雨多集中在7月～9月，占全年降雨量的51.6％。据芮城气象站1971年～2000年30年的资料统计，各气象要素详见表2.3。多年平均气温为12.9℃，极端最高气温40.3℃，极端最低气温-18.7℃。多年平均地温14.9℃，极端最高地温69.7℃，极端最低地温-22.7℃。多年平均降水量504.3mm，最大日降水量为124.3mm。多年平均蒸发量1973.1mm。多年平均风速为2.7m/s，最大风速达28m/s。土壤最大冻结深度为38cm，一般11月底封冻，翌年2月下旬解冻。芮城气象站1971年～2000年气象要素统计表表2.2项目单位资料年数月份全年123456789101112气温平均气温0.1℃30-17177214219424326024819513359-2129极端最高0.1℃30168235277351382397403394385322247205403极端最低0.1℃30-187-159-112-48-18613412231-55-130-182-187空气湿度平均水气压0.1HPA30323960981401772392321671096538116平均相对湿度％3062586162646273757572706466云平均总云量0.1成3050606866666665606458504560晴天日数0.1天309556444447384158587493111761阴天日数0.1天309010714713413613012611113612296791414降水各月降水量0.1mm304463203376503554977834789467190445043最大日降水量0.1mm308116928532650655568174812435733081031243出现日期1027291021931201127121/9出现年份1989199719791973199819711982197619721987197119891972≧0.1毫米日数0.1天303335547680881049697845124822≧10.0毫米日数0.1天300141417193329251651163≧25.0毫米日数0.1天30001255148831045≧50.0毫米日数0.1天300000002110005蒸发量0.1mm305778721468203224042887262723671665136088658719731风平均风速0.1m/s3023323432262526272223252327最大风速0.1m/s21140150180187280150157160157173150170280风向2GWNNWNNWNNWWS地温平均地温0.1℃30-15258816923328130028521914463-2149极端最高0.1℃30275381483642648697681664609498380267697极端最低0.1℃30-227-172-140-125-302911510012-79-136-200-227最大冻土深度cm30000311283837800038最大积雪深度cm3000004101071050010日照时数0.1时30156014831680203723092238227622381773170716171633225502.3水文项目区属于黄河流域黄河水系，区内地表水系主要由黄河及黄河一级支流弘农涧河组成，现对其水文条件分述如下：（1）黄河黄河是我国的第二大河，发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓海拔4500m的约古宗列盆地，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南、山东9省去（区），在山东垦利县注入渤海。干流河道全长5464km，流域面积79.5万km2。内蒙古托克托县河口镇以上为黄河上游，河口镇至河南郑州桃花峪为黄河中游，自桃花峪以下为黄河下游。黄河干流在山西按照河流形态可分为老牛湾～禹门口、禹门口～潼关、潼关～三门峡、三门峡大坝以下～垣曲马蹄窝4段。项目区位于潼关～三门峡段，黄河水位受三门峡水库调度运行情况控制。潼关至项目区的支沟来水较小，因此，本次勘察以潼关断面的水沙条件作为项目区的水沙条件。潼关站多年平均来水来沙量分别为330.4亿m3、9.41亿t。其中非汛期来水来沙量分别为155.0亿m3、1.77亿t，占年来水来沙量的46.9%、18.8%；汛期来水来沙量分别为175.3亿m3、7.64亿t，占年来水来沙量的53.1%、81.2%。最大年来水量为675亿m3（1964年），最小年来水量为158亿m3（2001年），最大年与最小年的比值为4.3倍；最大年来沙量为24.24亿t（1964年），最小年来沙量为3.22亿t（1987年），最大年与最小年的比值为7.5倍。潼关至三门峡大坝库区的冲淤变化主要与入库水沙条件、枢纽泄流能力及水库的运用方式有关。三门峡水库自1960年9月投入运用后，经历了蓄水拦沙、滞洪排沙和蓄清排浑运用三个时期。1960年9月三门峡水库蓄水至2007年10月，潼关至三门峡大坝共淤积泥沙28.41亿m3，其中1973年11月至2007年10月，潼关至三门峡大坝淤积