K2+438蛇头嘴分离式立交工程地质勘察说明书mkd0718xth.doc

醴陵至茶陵高速公路第1标段施工图设计阶段 K2+438蛇头嘴分离式立交工程地质勘察说明书
K2+438蛇头嘴分离式立交工程地质勘察说明书
1 前言
1.1 工程概况
拟建的K2+438蛇头嘴分离式立交位于醴陵市板杉乡长坡口村，该分离立交桥为跨越沪昆铁路及县道X016而设置，桥轴线总体走向方位角约192°，呈直线形展布，桥梁中心里程桩号为K2+438设计桥孔和跨径（孔×m）为5×25＋3×40＋5×25m，桥宽2×11.75m，桥长376m，上部结构为预应力砼T梁。
1.2 勘察方法及完成的工作量
为满足拟建桥梁施工图设计的要求，查明桥位区地层岩性、地质构造，水文地质、工程地质条件及桥址区的不良地质问题，我项目组于2009年6月07日～7月12日期间采用工程地质调绘、钻探、原位测试及室内常规物理力学试验等综合勘探手段对该桥址区进行了详细工程地质勘察工作。少量钻孔因位于鱼塘或民房中暂未能施工。本次勘察共完成勘探孔10个（其中利用初勘钻孔4个），完成实物工作量见表1：
完成实物工作量表 表1
项目
单位
数量
附注
测量
勘探点坐标测量
点/次
20
放点10次、收点10次
工程地质调绘
比例尺1:2000
km2
0.20
半仪器法，路中线两侧各250m范围
钻探
钻孔
m/孔
274.7/10
机械钻探，套管和泥浆护壁
岩土
取样
土试样
件
8

岩石试样
组
9

水试样
件
1
地下水
岩土
试验
原位
测试
标贯试验（SPT）
次
12

重型动探（DPT）
次
37

室内
试验
土样常规试验
件
8

岩石抗压试验
组
6
饱和抗压强度试验
水质分析
件
1
水质简分析
水文地质观测
钻孔地下水位观测
次
20
初见水位10次、稳定水位10次
桥址工程地质详勘质量控制：从外业施工到内业资料整理，均以现行公路行业相关规范、《醴陵至茶陵高速公路第一合同段详细工程地质勘察工作大纲》和设计要求为依据，进行质量管理；管理程序上严格按照我公司ISO9001质量保证体系运行；勘察施工接受业主委托的工程地质勘察监理的全程监控，钻孔质量经监理检查，确认合格，满足设计要求。
本次勘察执行的规程、规范为：
1.1. 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）；
1.2. 《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)；
1.3. 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63-2007)；
1.4. 《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)；
1.5. 《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)；
1.6. 《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）；
1.7. 《公路工程水质分析操作规程》（JTJ056-84）；
1.8. 《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）；
1.9. 《中国地震动参数区划图（1:400万）》（GB18306-2001）；
1.10 .《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T B02-01-2008）；
说明：
①：勘察工作量和位置均按设计要求完成；
③：钻孔编号中含“s”的为详勘完成钻孔；不含“s”的为利用初勘钻孔。
2 自然地理条件
2.1 地理位置及地形、地貌：
拟建分离立交桥位于醴陵市板杉乡长坡口村村境内，该分离立交桥为跨越沪昆铁路及县道X016而设置，桥位区地貌单元属微丘地貌，地形起伏不大，中线地面高程61.0m-66.3m，最大相对高差5.2m，桥梁各墩、台均位于平缓地段。
桥位区有县道、乡村道路及沪昆铁路通过，交通较便利。所经地段经济较发达，居民生活较富裕，农业以种植水稻为主，副业以水产、家禽养殖较多。
2.2 气象、水文
本区属亚热带季风湿润气候，四季分明，温暖湿润，雨量充沛，春湿多雨，夏秋多旱，严寒期短，暑热期长。降水多集中于3～8月，其中4～6月为雨季，3个月降水量占全年降雨量的46%，年均降雨量1370.1mm，年均蒸发量1426.5mm，年平均气温17.9℃，极端最高气温40.8℃，极端最低气温-9.9℃，无霜期长，年平均298 天。气候对沿线施工有影响的主要是雨季，月平均降水量约20Omm。
3 工程地质条件
3.1 地层岩性
桥位区上覆为第四系素填土、全新统冲积（Q4al）粉质黏土、黏土及更新统冲积（Qpal），粉质黏土、粉砂等，下伏基岩为燕山期（γ5）花岗岩。根据本次钻探结果，结合地面地质调查，桥位区分布的地层由新至老描述如下：
第四系（Q）
1、素填土（Q4me）①：灰黄色，松散，湿，主要由粉质黏土、碎石及建筑垃圾组成，主要分布于道路两侧，层厚0.7m-1.2m。
2、粉质黏土（Q4al）②：黄褐色，软塑-可塑，湿，表层0.4m为种植土，含少量有机质，该层桥位区局部段分布，少量钻孔有揭露，层厚1.6m-5.4m。承载力基本容许值[fa0]=100kPa，摩阻力标准值qik=35kPa。
3、黏土（Q4al）③：褐黄色-灰白色，硬塑，湿，下部灰白色高岭土含量较高，该层桥位区局部段分布，仅K2ZK03钻孔有揭露，层厚4.0m。承载力基本容许值[fa0]=250kPa，摩阻力标准值qik=60kPa。
4、粉质黏土（Qpal）④：黄褐色，硬塑，湿-饱和，底部0.4m含少量砾石，该层桥位区局部段分布，少量钻孔有揭露，层厚2.6m-5.0m。承载力基本容许值[fa0]=250kPa，摩阻力标准值qik=60kPa。
5、粉砂（Qpal）⑤：褐黄色，稍密-中密，饱和，矿物成分主要为石英、长石，含少量泥质，局部含少量圆砾，该层桥位区局部段分布，仅K2ZK03钻孔有揭露，层厚3.5m。承载力基本容许值[fa0]=200kPa，摩阻力标准值qik=45kPa。
燕山期花岗岩（γ5）
6、花岗岩（γ5）⑥-1：灰黄色，全风化，原岩组织结构已全部破坏，岩芯多呈砂土状，岩体破碎，该层广泛分布于桥位区，各钻孔有揭露，层厚5.8m20.6m，承载力基本容许值[fa0]=300kPa，摩阻力标准值qik=80kPa。
7、花岗岩（γ5）⑥-2：灰色，强风化，原岩结构部分被破坏，局部见中细粒结构，块状构造，岩芯多呈碎块状、碎屑状，岩体破碎。该层桥位区分布较广，大部分钻孔有揭露，最大揭露厚度19.4m。承载力基本容许值[fa0]=800kPa，摩阻力标准值qik=200kPa。
8、花岗岩（γ5）⑥-3：灰色，中风化，中细粒结构，块状构造，矿物成分主要为长石、石英，节理裂隙发育，部分裂隙面见铁质浸染，岩芯多呈短柱状，少量碎块状，岩体较完整；该层桥位区分布较广，仅K2SZK07钻孔未揭露至该层，最大揭露厚度9.4m。岩石饱和单轴极限抗压强度标准值推荐值frk=15.0MPa，承载力基本容许值[fa0]=2000kPa，摩阻力标准值qik=450kPa。
以上各岩土层在工程场区的埋藏、分布及岩性特征详见工程地质平面图、工程地质断面图和钻孔柱状图，岩土物理力学性质详见岩土试验成果汇总表。
原位测试成果统计表 　 表2
统计指标
岩石名称
统计项目
统计个数
n
范围值(击)
算术平均值
fm (击)
标准差
σ
变异系数δ
修正
系数ψ
标准值fk(击)
全风化花岗岩⑥-1
动探N63.5
14
8.6-33.0
14.0
6.99
0.498
0.76
10.7
强风化花岗岩⑥-2
动探N63.5
8
15.6-50
34.8
16.64
0.48
0.68
23.6
注：①N为标准贯入试验30cm总击数；N63.5为重型圆锥动力触探10cm平均击数；
③表中参加统计的数据为同类岩土层中的测试数据；
③异常数据已剔除,未参加统计。
岩石单轴饱和极限抗压强度值统计表 表3
统计项目
单轴饱和极限抗压强度
统计指标
岩石名称
统计个数n
范围值(MPa)
算术平均值
fm (MPa)
标准差
σf
变异
系数δ
修正系数
标准值
中风化花岗岩⑥-3
6
13.2-86.3
35.3
/
/
/
/
注：表中统计结果已剔除异常数据，详细指标值详见《岩石室内试验成果表》。
3.2 地质构造
根据本次勘察结果，结合初勘资料分析，桥位区下伏基岩为燕山期花岗岩（γ5）。未发现区域地质断裂，地质构造较简单。
3.3 地震
根据1：400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），勘察区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度小于Ⅵ度。
3.4 水文地质条件
桥位区地表水不发育，除水田外仅有少量鱼塘。地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于花岗岩的节理裂隙中，接受大气降水及地表水下渗补给，以地下径流形式排泄。花岗岩节理裂隙发育，裂隙多充填石英脉充填，呈闭合状，连通性较差，赋水条件较差，裂隙水水量较小。
3.5 岩土物理力学性质
根据岩、土室内试验结果，结合原位测试及现场实际情况，依据有关规范、规程，现推荐各主要岩土层的力学指标如下表4：

各主要岩土层力学指标推荐值表 表 4
地质
时代
岩土名称及编号
承载力基本容许值
[fa0]（kPa）
摩阻力
标准值qik(kPa)
岩石单轴饱和
抗压强度标准值
推荐值
frk（MPa）
粘聚力C(kPa)
摩擦角
ф(°)
基底摩擦系数
μ
Q4al
粉质黏土②
100
35
/
/
/
0.25
黏土③
250
60
/
/
/
0.25
QPal
粉质黏土④
250
60
/
/
/
0.25
粉砂⑤
200
45
/
/
/
0.25
γ5
全风化花岗岩⑥-1
300
80
/
/
/
0.40
强风化花岗岩⑥-2
800
200
/
/
/
0.50
中风化花岗岩⑥-3
2000
450
15
/
/
0.60
4 工程地质评价
4.1 区域地质稳定性评价
根据本次勘察结果，结合初勘资料分析，桥位区下伏基岩为燕山期花岗岩，地质构造简单，区域地质较稳定，适宜建桥。
4.2 不良地质现象及特殊性岩土评价
根据本次勘察结果，结合初勘资料分析，桥位区未见影响桥梁稳定的不良地质现象发育，部分钻孔揭露有软塑状粉质黏土发育，层厚1.6m-5.4m，分布范围较小，对桥梁稳定影响较小。
4.3 水文地质条件评价
桥位区地表水不发育，除水田外仅有少量鱼塘；地下水主要为基岩裂隙水，主要赋存于花岗岩的节理裂隙中，赋水条件较差，水量较小，对桥梁基础施工影响不大。
据所取水样水质分析试验结果，按《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）有关水质评价标准判定，该处水质在直接临水、强透水层中对混凝土具弱腐蚀性，在弱透水层中对混凝土不具腐蚀性，桥位区强透水地层不发育，地下水对混凝土不具腐蚀性。其分析结果详见《水质分析报告表》。
4.4 地震评价
勘察区地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的地震基本烈度小于Ⅵ度，拟建桥梁应按《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)的有关规定进行抗震设防。
4.5 桥梁墩、台边坡稳定性评价
拟建桥梁各墩、台均位于冲沟平缓地段，桥梁墩、台稳定性较好。
4.6 地基工程地质评价
桥位区粉质黏土②、粉砂⑤承载力较低，黏土③、粉质黏土④承载力一般，厚度较小，分布不均，全风化花岗岩⑥-1承载力一般，多风化呈砂状，强风化花岗岩⑥-2承载力较高，埋深较大，均不宜作为拟建桥梁墩、台扩大基础的天然地基持力层，中风化花岗岩⑥-3承载力较高，分布较广，是良好的桩端持力层。建议拟建桥梁各墩、台采用端承桩或摩擦桩，采用端承桩的各墩、台以中风化花岗岩⑥-3作为桩端持力层，基础进入持力层深度应满足上部荷载及稳定性的要求；采用摩擦桩时，具体的桩长及桩径大小应根据上部荷载确定。其基础设计参数推荐与建议值见下表5：
桥梁墩台基础设计参数推荐与建议值一览表　　 　 表5
钻孔里程及位置
建议基础类型
建议奠基高程（m）
岩石单轴饱和抗压强度标准值推荐值[frk](MPa)
利用钻孔编号
K2+252.7右2.8
端承桩
45.0
15.0
K2ZK01
K2+316右10
端承桩
38.0
15.0
K2SZK02
K2+347.2右8.1
端承桩
42.0
15.0
K2SZK11
K2+350.1左16.7
端承桩
45.0
15.0
K2ZK03
K2+3774左6.8
端承桩
38.5
15.0
K2SZK12
K2+413右10
端承桩
40.0
15.0
K2SZK04
K2+456.1右12.5
端承桩
49.0
15.0
K2ZK05
K2+527.4左8.1
端承桩
31.0
15.0
K2SZK13
K2+541.1右13.5
端承桩
42.0
15.0
K2ZK07
K2+626右10
摩擦桩
/
/
K2SZK07
注：建议基础型式及奠基高程是根据已钻钻孔资料提出的；对于未进行钻探的墩、台桩位，可参考上表所列相邻桩基建议奠基高程和工程地质断面图进行设计，施工时如与设计所拟地质条件有异，应补充施工钻探并及时进行调整设计参数。各墩、台各桩位具体奠基高程详见《工程地质纵断面图》。
5 结论与建议
5.1、根据本次勘察结果，结合初勘资料分析，桥位区下伏基岩为燕山期花岗岩，地质构造简单，区域地质稳定，适宜建桥。
5.2、桥位区未见影响桥梁稳定的不良地质现象发育，部分钻孔揭露有软塑状粉质黏土发育，层厚1.6m-5.4m，分布范围较小，对桥梁稳定影响较小。。
5.3、桥位区地表水不发育，除水田外仅有少量鱼塘；地下水主要为基岩裂隙水，赋水条件较差，水量较小。
5.4、据所取水样水质分析试验结果，按《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）有关水质评价标准判定，该处水质对混凝土不具腐蚀性。
5.5、建议拟建桥梁各墩、台采用端承桩或摩擦桩基础，采用端承桩的各墩、台以中风化花岗岩⑥-3作为桩端持力层，基础进入持力层深度应满足上部荷载及稳定性的要求；采用摩擦桩时，具体的桩长及桩径大小应根据上部荷载确定，建议奠基高程详见《工程地质断面图》。
5.6、勘察区内地震动峰值加速度小于0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s ，其对应的地震基本烈度小于Ⅵ度，拟建桥梁应按《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)的有关规定进行抗震设防。
5.7、本次勘察各钻孔未揭露花岗岩岩球状风化层；对于未进行钻探的墩、台桩位，可参考上表所列相邻桩基建议基础型式及奠基高程和工程地质断面图进行设计，施工时如与设计所拟地质条件有异，应补充施工钻探并及时进行调整设计参数。

编制：
审核：
2009.07
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