工程地質勘察 總結
第七章工程地質勘察第七章工程地質勘察概述
工程地質測繪工程地質勘探
工程地質勘察報告的主要內容概述
工程地質測繪工程地質勘探
工程地質勘察報告的主要內容
概述
一、工程地質勘察的目的與任務二、工程地質勘察的一般要求
任務:①查明建筑地區(qū)的工程地質條件,指出有利和不利條件;②選擇地質條件優(yōu)越的建筑場地;
③分析研究與建筑有關的工程地質問題,并作出定性和定量評價,為建筑物的設計和施工提供可靠的地質依據;
④根據建筑場地的工程地質條件,配合建筑物的設計與施工,提出有關建筑物的類型、結構、規(guī)模名及施工方法的合理建議,以及保證建筑物安全和正常運用所應注意的地質要求;
⑤為擬定改善和防治不良地質條件的措施方案提供地質依據;⑥預測工程興建后對地質環(huán)境的影響,制定保護地質環(huán)境的措施。一、工程地質勘察的目的和任務二、工程地質勘察的階段
1.選址勘察階段可行性研究勘察階段
勘察程序:是范圍由大到小,研究程度由粗及細,由地表到地下,由定性評價至定量評價。并且應該嚴格遵守此原則。
勘察任務:初步查明擬建地區(qū)工程地質條件,論證區(qū)域穩(wěn)定性,在較大的工作范圍內選出幾個較好的建筑地段。提出建筑地段的比較方案。
目的:為工程規(guī)劃和技術可能性、經濟合理性論證等方面提供地質資料,選定建筑場址勘察任務:進一步查明建筑物影響范圍內工程地質條件細節(jié),提供定量指標,深入分析存在的各種工程地質問題,作出可靠的定量評價(通過大量的勘探、試驗、實驗室研究工作及長期起觀測來完成)。一般可分為初步勘察和詳細勘察兩個階段(精度要求不同)(2)初步勘察階段目的:在上一階段指定的區(qū)域內選定工程地質條件最優(yōu)越的建筑場地,確定建筑物的具體位置、結構型式、規(guī)模及各相關建筑物的布置方式等(3)詳細勘察階段與施工勘察階段勘察任務:主要解決為編制各個建筑物及其各部分的施工詳圖所需要的地質資料。主要是根據需要做些補充勘探工作等,如灌漿試驗,板樁試驗、防止基坑涌水試驗等。目的:解決具體施工中的工程地質問題三、工程地質勘察的方法工程地質測繪工程地質勘探室內外試驗長期觀測
資料整理及報告編寫
工程地質測繪
一、工程地質測繪的主要內容二、工程地質測繪的范圍和比例尺三、工程地質測繪的方法要點一、工程地質測繪的主要內容1.工程地質測繪的研究內容A.巖土體的研究B.地質結構的研究C.地形地貌的研究D.水文地質條件的研究E.物理地質現(xiàn)象的研究F.天然建筑材料的研究
2.工程地質測繪范圍、比例尺和精度
原則是既能滿足工程地質問題分析和設計的需要,又不浪費工作量。主要影響因素:1.建筑物類型和規(guī)模大小2.工程規(guī)劃設計階段3.工程地質條件復雜程度A.工程地質測繪范圍
主要取決于設計階段、地質條件的復雜程度的建筑物的重要性。
踏勘及路線測繪:比例尺一般選為1:200,000-1:100,000。目的是查明區(qū)域工程地質概況,初步估計其對建筑物可能發(fā)生的影響。
小比例尺測繪:比例尺為1:100,000-1:50,000,查明規(guī)劃地區(qū)的工程地質條件,論述區(qū)域穩(wěn)定性,初步分析存在的工程地質問題,為合理選定建筑區(qū)提供地質資料。
中比例尺測繪:比例尺為1:25,000-5,000,其目的是為查明建筑場區(qū)工程地質條件,初步分析存在的工程地質問題,為合理選定建筑地點提供地質資料。
大比例尺測繪:比例尺為1:5,000-1,000或更大,屬詳細測繪,為最終選定建筑物類型下,結構及施工方法提供地質資料。B.工程地質測繪比例尺
系指測繪中觀察、描述工程地質條件的詳細程度和精確程度,即工程地質條件在工程地質圖上標示的詳細程度和精確程度。C.工程地質測繪精度
三、工程地質測繪的方法要點像片成圖法實地測繪法
路線法布點法追索法
室內衛(wèi)(航)片解譯,轉繪成圖
工程地質勘探
一、工程地質勘探的任務二、工程地質物探三、工程地質鉆探四、工程地質坑探
一、工程地質勘探的任務
任務:1.查明建筑場地的巖性及地質構造2.查明水文地質條件
3.查明地貌及物理地質現(xiàn)象
4.提取巖土樣及水樣,提供野外試驗條件5.用于其他項目
為探明基巖工程地質特性,必須進行坑探。是地質勘探中最簡單、應用較普遍的方法。試坑、淺井:試坑的深度不大,主要用于剝除覆土,揭露基巖淺井,一般深3~5米。探槽:覆蓋層不太厚時,為探明某一地層層序、巖性變化、軟弱夾層分布情況、殘坡積層厚度和性質,追索構造,采用探槽開挖。探槽一般垂直巖層走向布置。
斜井和平硐:斜井多用以了解地下一定深處的地質情況并取樣,一般布置在平緩山坡或山坳處。平硐適用于較陡的基巖坡,常用以查明壩底兩岸地質結構,尤其用在巖層傾向河谷并有易于滑動的夾層,或層間錯動較多,斷裂較發(fā)育地段,可獲較好效果。豎井:為了解覆蓋層厚度及性質、構造線、巖石破碎情況、巖溶、滑坡等。二、工程地質坑探三、工程地質鉆探
是工程地質勘察中極為重要的手段,但勘察投資費用往往很大。鉆探工作應在測繪和物探的基礎上進行,按勘察階段、工程規(guī)模、地質條件復雜程度,有目的有計劃地布置勘探線網。四、工程地質物探
利用天然或人工電場(直流或交流電)來勘查地下地質現(xiàn)象一種物探方法利用地質介質的波動性來探測地質現(xiàn)象的一種物探方法物探適用于以下范圍:
1.作為鉆探的先行手段,了解隱蔽的地質界線、界面或異常點;
2.作為鉆探的輔助手段,在鉆孔之間增加地球物理勘察點,為鉆探成果的內插、外推提供依據;
3.作為原位測試手段,測定巖土體的波速、動彈性模量、特征周期、土對金屬的腐蝕等參數(shù)。
工程地質勘察報告和圖件
一、勘察數(shù)據的整理與分析在整理有關數(shù)據之前,必須進行有關的工程地質單元的劃分,所謂工程地質單元是指在工程地質數(shù)據的統(tǒng)計工作中具有相似的地質條件或在某些方面有相似的地質特征而將其作為一個可統(tǒng)計單位的單元體。
一般情況下,工程地質單元可按下列條件劃分:
1.具有同一地質時代、成因類型,并處于同一構造部位和同一地貌單元的巖土層。
2.具有基本相同的巖土性特征:礦物成分、結構構造、風化程度、物理力學性能和工程性能的巖土性。
3.影響巖土體工程地質的因素是基本相似的。
4.對不均勻變形反映敏感的某些建(構)筑物的關鍵部位,視需要可劃分更小的單元。二、工程地質圖
反應建筑場區(qū)工程地質條件并給予綜合評價的圖件,稱為工程地質圖。類型:
工程地質勘察實際材料圖工程地質編錄圖工程地質分析圖專門工程地質圖
綜合性工程地質圖和分區(qū)圖工程地質圖內容:地形地貌
巖土類型及其工程性質地質構造水文地質條件物理地質現(xiàn)象
二、工程地質勘察報告的編寫
綜合反映勘察區(qū)工程地質條件及分析工程地質問題的重要文件,是工程規(guī)劃、設計和施工的重要資料和依據。
報告書的正文要說明場區(qū)工程地質條件的特點,分析存在的工程地質問題,從而作出建筑區(qū)的定性或定量的工程地質評價。緒論通論專論結論
一、道路工程地質勘察勘察內容:1.與路線、橋梁和隧道專業(yè)人員密切配合,查清路線上的地質、地貌條件以及動力地質現(xiàn)象,闡明其演變規(guī)律,明確各類線路方案的主要工程地質條件,為各方案的比較提供依據。2.特殊巖土地段及不良地質現(xiàn)象往往影響路線方案的選擇、路線的布設和構造物的設計,應重點查明其類型、規(guī)模、性質、發(fā)生原因、發(fā)展趨勢和危害程度。3.充分發(fā)掘、改造和利用沿線的一切就地材料,滿足就地取材的要求二、橋梁工程地質勘察勘察內容:
1.對比各方案進行調查,配合路線、橋梁專業(yè)人員選擇地質條件比較好的橋位。2.為選定的橋位進行詳細的工程地質勘察,為橋梁及其附屬工程的設計和施工提供所需要的地質資料。
三、隧道工程地質勘察勘察任務:1.隧道方案與位置選擇(有時還包括隧道展線或明挖的比較)。2.隧道洞口與洞身勘察(祥勘)。本章小結
了解:勘察階段的任務和要求、工程地質勘察的基本方法
擴展閱讀:工程地質勘察報告1
1概述1.1概況
擬建項目位于廣西壯族自治區(qū)西南部,行政區(qū)域屬于崇左市大新縣,地理坐標介于東經106°45′107°09′,北緯22°36′22°56′,擬建項目路線起于大新縣雷平鄉(xiāng),與大新至崇左二級公路相接,經勘圩、排塘、碩龍至下雷,路線全長約60Km,附加碩龍支線3.7Km。
本項目于二○○七年五月至二○○七年七月進行了現(xiàn)場勘察,并于二○○七年七月完成工程地質勘察報告編制。
1.2勘察目的、任務及工作依據1.2.1勘察目的
對擬建項目進行工程地質勘察,查明工程場地的工程地質和水文地質條件,為確定公路路線、工程構造物位置及編制施工圖設計文件,提供準確、完整的工程地質資料。
1.2.2主要任務
(1)查明擬建項目的地質、地理環(huán)境特征,對地形、地質和水文等場地要素作出分析、評價和建議。
(2)查明橋涵構造物地基的地質結構及其分布特征,測試地基土的物理力學、化學特性,提供地基土的物理力學性質、持力層的變形和承載力、變形模量等巖土設計參數(shù),并作出定量評價。
(3)查明各隧道隧址區(qū)地質、地震情況、進出口的環(huán)境地質條件,為各方案的比選論證及隧道設計、施工方案選擇提供地質依據。
(4)查明場地地基的穩(wěn)定性、不良地質現(xiàn)象的分布范圍、性質、提供防治設計必需的地質資料和地質參數(shù)。
(5)查明公路工程建筑場地的地震基本烈度,并對大型公路工程建筑物場地進行
必要的地震烈度鑒定或地震安全性評價。
(6)提供編制各階段設計文件所需的地質資料。1.2.3工作依據
1.2.3.1規(guī)范、規(guī)程及技術資料
(1)《公路工程地質勘察規(guī)范》(JTJ064-98)。(2)《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTJ024-85)。(3)《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)。(4)《公路土工試驗規(guī)程》(JTJ051-93)。(5)《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30-201*)。
(6)《公路軟土路堤設計與施工技術規(guī)范》(JTJ051-93)。(7)《公路隧道設計規(guī)范》(JTGD070-201*)。(8)《公路工程巖石試驗規(guī)程》(JTGE41-201*)。(9)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-201*)。(10)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306201*)。
(11)交通部頒《公路工程基本建設項目設計文件圖表示例》。(12)交通部頒《公路工程基本建設項目設計文件編制方法》。1.2.3.2已有技術成果
北京中咨路捷工程技術咨詢有限公司《廣西雷平至下雷公路可研報告》。1.3勘探點的布設與勘察方法1.3.1勘探點的布設(1)一般路基勘探點
一般路基結合小橋涵位置布設勘探點,每處小橋涵布置1個勘探點孔,在其之間特征路基段增加路基勘探點?碧椒椒ㄐ、蓋板涵、高路堤、不良地質路段采用鉆探,
圓管函、擋土墻地基采用挖探,高邊坡路基采用槽探。(2)橋梁基礎勘探點橋位勘探采用機械鉆探,鉆孔沿橋軸線布置在墩臺位置。(3)隧道勘探隧道勘探采用機械鉆探,每座隧道布置2~3孔,隧道洞口位置各布設1個鉆孔,洞身典型位置根據需要布置1孔。1.3.2勘察方法(1)鉆探采用長沙探礦廠生產的GY-1型液壓回轉式鉆機,合金鉆頭或金剛石鉆頭鉆進,泥漿或套管護壁,鉆孔開孔孔徑130mm,終孔孔徑110mm。(2)取樣采用機械回轉式全孔取芯方法,巖芯采取率在粘性土地層中達到90%以上。(3)原位測試原位測試采用標準貫入方法。在粘性土中進行標準貫入試驗。(4)室內試驗按規(guī)范進行室內試驗。1.4勘察工作量本次工程地質勘察共完成勘探孔135個,進尺2233.40m,采取原狀土樣116件、在鉆孔中進行標準貫入試驗10次?辈旃ぷ髁吭斠姳1?辈旃ぷ髁恳挥[表表1序號123工作內容機械鉆探標準貫入試驗取試樣原狀土樣單位m/孔次/孔件工作量2233.4/13510/41164常規(guī)試驗室內試驗直剪試驗件組1161162區(qū)域地質概況2.1自然地理條件2.1.1地形地貌擬建項目所在區(qū)處于云貴高原臺地與廣西丘陵山區(qū)過度的斜坡地帶,地貌主要受巖性和構造控制,根據地貌成因及形態(tài)組合將項目所在區(qū)地貌劃分為侵蝕溶蝕及構造侵蝕兩大地貌類型。2.1.1.1侵蝕-溶蝕地貌(1)峰叢洼地-谷地分布于明仕河以西至伏龍福新一線以南與下雷一帶,主要由星散狀分布的小洼地和簇峰組成,間以深切峽谷為其主要景觀。簇峰標高一般700750m,地層主要由中泥盆統(tǒng)石灰?guī)r、白云巖等組成,谷底、洼地標高一般400500m,洼地中一般有厚度不大的坡積粘性土夾碎塊覆蓋,具有消水漏斗或溶井,是降雨集中滲漏的通道。(2)峰林谷地分布于明仕河以東,主要表現(xiàn)為山峰似樹林立,間以發(fā)育的谷地,洼地少見。峰頂標高一般550650m,地層主要由中泥盆統(tǒng)石灰?guī)r、白云巖等組成,谷底標高一般300450m,坡積、洪積粘土覆蓋普遍。谷地兩邊常為地下河出口的匯流帶,溶井、溶潭、漏斗分布較普遍。2.1.1.2構造-侵蝕地貌分布于項目區(qū)西北部燈草嶺四城嶺一帶,構造上處于四城嶺背斜,背斜隆起,地形突出,形態(tài)特征表現(xiàn)為中低山,山脈走向與構造線方向一致,為局部地表水和地下水的分水嶺,山頂標高8001000m以上,出露的地層為寒武系、泥盆系下統(tǒng)的砂巖夾礫巖、泥質頁巖等,坡度一般1825°,溝谷切割深度150200m,切割密度平均5條/Km2,地表溝水發(fā)育,谷底平均坡降3%,坡腳處普遍為殘積、坡積覆蓋,厚度約13m。
2.1.1.3巖溶個體形態(tài)
擬建項目所在區(qū)巖溶個體形態(tài)發(fā)育較全,主要包括有巖溶洼地、巖溶谷地(線狀谷地、網狀谷地、槽狀谷地等)、溶井和溶斗(消水溶井或漏斗、溢洪溶井或漏斗)、水平溶洞(長期充水溶洞、季節(jié)性充水溶洞、不充水溶洞等)。
2.1.2氣象
擬建項目所在區(qū)位于云貴高原臺地的前緣,屬季風型亞熱帶氣候,高溫多雨,終年少見霜雪。常年平均氣溫19.121.3°C,歷年極端最高氣溫38.5°C,歷年極端最低氣溫-1.9°C,一月最低平均氣溫10.9°C,七月最高平均氣溫25.1°C,年平均降雨量1810.4mm,歷年最大降雨量2704.4mm,歷年最小降雨量1060.2mm,降雨季節(jié)一般在59月,其降雨量約占全年平均降雨量的77%,歷年平均蒸發(fā)量1201.1mm,最大1370.8mm,最小1022.9mm。
2.1.3水系
擬建項目所在區(qū)地表水系不甚發(fā)育,較大的地表河流僅有黑水河,系由兩條小河在念底附近匯合而成,往東南注入右江,年平均流量83.7m3/s,最大流量150m3/s,最小流量35.5m3/s,洪水期為68月,平水期為5、9、10三個月,枯水期為14月、11、12等六個月。
2.2區(qū)域地質概況2.2.1地層巖性
擬建項目所在區(qū)內出露的地層有寒武系、泥盆系、石炭系、第四系等,其中以泥盆系分布最廣,石炭系次之,寒武系零星分布,第四系僅在較大的巖溶谷地中分布:
(1)寒武系(∈)
零星分布于四城嶺、燈草嶺一帶,主要發(fā)育上統(tǒng)(∈3),巖性為灰白色細粒石英砂巖、粉砂巖夾頁巖,厚度264877m。
(2)泥盆系(D):上、中、下三統(tǒng)發(fā)育齊全。
泥盆系下統(tǒng)郁江組(D1y):巖性為雜色粉砂巖、石英砂巖、含礫砂巖夾泥頁巖、泥質灰?guī)r夾白云巖、灰?guī)r等,厚度3303m。
泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d):巖性為淺灰、灰黑色白云巖夾白云質灰?guī)r、硅質灰?guī)r,呈條帶狀分布,厚度222m。
泥盆系上統(tǒng)榴江組(D3l):巖性以淺灰、深灰色中厚層、塊狀灰?guī)r為主,局部為白云巖、燧石灰?guī)r、白云質灰?guī)r夾硅質巖,厚度168326m。
(3)石炭系(C):主要分布于下雷以西及太平以東等地。
石炭系下統(tǒng)(C1):包括巖關階(C1y)與大塘階(C1d),巖性以淺灰、深灰色中厚層、塊狀灰?guī)r為主,局部為白云巖、燧石灰?guī)r、白云質灰?guī)r夾硅質巖,厚度201*74m。
石炭系中統(tǒng)(C2):包括大埔組(C2d)與黃龍組(C2h),巖性為淺灰、灰白色厚層塊狀白云巖、白云質灰?guī)r、灰?guī)r,厚度40293m。
石炭系上統(tǒng)(C3):為灰白、淺灰、深灰至灰黑色中厚層、厚層塊狀灰?guī)r、白云質灰?guī)r夾白云巖,厚度224716m。
(3)第四系(Q)
分布于較大的巖溶谷地的地表,為褐黃色粘土、亞粘土,局部小河岸邊夾有砂卵石層,厚度1520m。
2.2.2地質構造
擬建項目所在區(qū)位于華南褶皺系的西南部“德保小三字型”構造帶的前弧東翼,主要由四城嶺背斜與相關斷裂構造組成。
(1)四城嶺背斜
分布于四城嶺燈草嶺,背斜軸向NE56°,軸線略顯向北凸出的弧形彎曲,具壓扭性特征,背斜成短軸狀,長35Km。核部由寒武系構造基底組成,泥盆系呈角度不整合與其接觸,軸部巖層傾角2550°,兩翼1020°,并有與主軸平行的次級褶皺與其伴生,其西南端與北西向黑水河斷裂成反接關系,且受該斷裂將其西斷塊向南東錯動3Km。
(2)四城嶺斷層
位于四城嶺東南松山火龍嶺一帶,斷裂走向NE50°,并向東偏轉呈舒緩波狀,略呈向北凸出的弧形,傾向南,切割寒武系地層,與四城嶺背斜軸線近似平行排列,具壓扭性特征,斷裂長度15Km。
(3)芭蘭板煙斷裂
為走向NE5090°的弧形正斷層,與德保三字型東翼成斜接,與北西向構造成反接,并受北西向斷裂錯開成數(shù)段,斷層面傾向北西,傾角50°,角礫巖發(fā)育,局張扭性特征,斷裂長度30Km。
(4)黑水河斷裂
沿黑水河分布于那岸下雷湖潤一帶,斷裂走向NW4550°,平面上呈舒緩波狀延伸,斷層面傾向背東,傾角4580°,破碎帶寬60300m,有傾斜和水平擦痕,角礫巖呈次糜棱狀,具有反斜扭動的壓扭性特征,斷裂長度110Km。
2.2.3地震活動特征
廣西地震屬于頻度不高、強度不大、震帶不多和震源淺的區(qū)域。廣西地震主要分布于桂西和桂東南等地,擬建項目所在區(qū)處于廣西西南部,地震頻度相對較高,使局部地區(qū)的地殼受到不同程度的影響。
公元228年以來至今,廣西共記錄了有感地震350次以上,其中≥5級的地震有23次,最大的一次為1936年4月1日的靈山地震,震級6.75級。隨著時間的增加,
地震的頻度和強度都有增大的趨勢。近百年以來,區(qū)內>4.75級地震和70年代以來3.0級以上的地震,展布方向呈北西向,主要分布于北西向的右江活動斷裂帶、南丹昆侖關活動斷裂,其北西向活動斷裂是區(qū)內主要的孕震和發(fā)震的構造帶。
區(qū)內地震震源深度淺,均小于20Km,屬于淺源地震,故地震產生的地面效應較強烈而波及面較小。根據《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306201*),擬建項目所在區(qū)地震動反映譜特征周期0.35s,50年超越概率10%地震動峰值加速度0.05g,對應地震烈度為Ⅵ度。
3工程地質條件
3.1巖土體的工程地質類型及特征
根據擬建項目區(qū)巖土體組合關系、巖石的物理力學性質、產出條件等所形成的不同的工程地質條件,將區(qū)內巖土體劃分為堅硬半堅硬碳酸鹽巖類型、堅硬半堅硬碎屑巖工程質類型及松散堆積巖工程地質類型等三大類。
3.1.1堅硬半堅硬碳酸鹽巖類(1)堅硬碳酸鹽巖類:
廣泛分布于項目區(qū)峰叢與峰林洼地、谷地,地層包括D2d1、D3、D3a-b、C1-2等強中等巖溶化的石灰?guī)r、白云巖組,巖性包括灰?guī)r、白云質灰?guī)r、碎石結核灰?guī)r及白云巖等,巖石堅硬,抗壓強度高,巖石單軸飽和抗壓強度60137.0Mpa,巖石不易風化,但易溶蝕。
(2)半堅硬碳酸鹽巖類:
以條帶狀零散分布于下雷以西湖潤一帶,地層包括D2d、D3l等弱巖溶化的碳酸鹽巖夾碎屑巖、硅質巖等,巖性包括硅質灰?guī)r、扁豆狀灰?guī)r夾頁巖,巖石軟弱相間,遇水后抗壓強度降低12倍,風化裂隙與層面裂隙發(fā)育,易風化,巖溶不發(fā)育。
3.1.2堅硬半堅硬碎屑巖工程質類:
分布于燈草嶺四城嶺一帶中低山區(qū),組成地層主要為寒武系、下泥盆系碎屑巖,巖性包括砂巖夾礫巖、泥質灰?guī)r、泥質頁巖等,為堅硬、半堅硬和軟弱相間,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,易風化,抗壓、抗剪強度低,泥巖遇水易軟化,遇水后抗壓強度普遍降低23倍。
3.1.3松散堆積巖工程地質類:
主要分布于巖溶谷地、洼地地表,為第四系松散堆積褐黃色粘土、亞粘土,局部小河岸邊夾有砂卵石層,結構松散,厚度1520m。
3.2工程地質結構層的劃分及特征
根據外業(yè)鉆探、原位測試及室內土工試驗資料,本工程巖土體共劃分為14個工程地質層,各巖土層的工程地質特征如下:
ml①1填筑土Q4:主要為路線與各鄉(xiāng)間路道相交處路基,雜色,巖性成份以粘性土、
③0石灰?guī)rD:全風化,組織機構全部破壞,大部分風化成土狀。在鉆孔49,鉆孔62,鉆孔68,鉆孔97,鉆孔98可見,分布于②1高液限粘土之下。
③1石灰?guī)rD:微風化;灰白色;結晶質結構;巖石堅硬,破碎~較破碎,巖芯呈碎塊~短柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充;巖芯采取率較低。主要分布于②1高液限粘土之下,大部分為機械破碎。
③2石灰?guī)rD:微風化;灰白色;結晶質結構;巖石堅硬,完整,鉆進平穩(wěn),進尺較慢,巖芯呈長柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。主要分布于②1高液限粘土和③1泥巖之下。
③3石灰?guī)rD:微風化;淺灰~粉紅色;堅硬,較破碎;節(jié)理、裂隙十分發(fā)育,膠結差,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀和碎塊狀為主,其破碎以溶蝕破碎為主,巖芯采取率很低。
③4石灰?guī)rD:微風化;淺灰~粉紅色;堅硬,較完整;裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀為主;采取率較低。
③5石灰?guī)rD:硅質,微風化。巖性硬、脆。巖芯多呈短柱狀。發(fā)育方解石脈。主要分布于。
④溶洞:
⑤泥巖:淺灰色?杉毞譃槿L化⑤0、中風化⑤1、弱風化⑤2,只在鉆孔4與鉆孔19中見。
3.3水文地質特征3.3.1水文地質劃分
根據項目區(qū)地層巖性、地下水賦存條件和水動力特征,將項目區(qū)地下水劃分為碳酸鹽巖巖溶水、基巖裂隙水兩大類。
(1)碳酸鹽巖巖溶水
砂、卵礫石為主。
①1耕土Q4ml:主要為水稻田耕地。
②1高液限粘土Qel+dl:根據《公路土工試驗規(guī)范》JTJ051-93定名,適用于路基及小橋、通道、涵洞處的鉆孔。沿線填筑土或耕土下均有分布。局部地段表現(xiàn)為低液限粘土,黃褐色,可塑~硬塑,局部呈現(xiàn)堅硬狀態(tài)。含較多錳質結核。天然含水量29.80%,天然孔隙比2.75,孔隙度46.10%。
②2高液限粘土Qel+dl:根據《公路土工試驗規(guī)范》JTJ051-93定名,適用于路基及小橋、通道、涵洞處的鉆孔。主要分布于沿線②1高液限粘土之下。黃褐色,軟塑,局部軟色,含較多錳質結核,天然含水量為45.1%,天然孔隙比為1.31,孔隙度為56.6%。
②3粘土Qel+dl:根據《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》JTJ024-85定名,適用于各大、中橋位處的鉆孔。主要分布于填筑土或耕土之下。黃褐色,可塑~硬塑。含較多錳質結核。天然含水量35.90%,天然孔隙比1.15,孔隙度為51.9%。
為擬建項目區(qū)分布最廣的地下水類型,地下水賦存、運移于峰叢洼地、谷地區(qū)與峰林谷地區(qū)碳酸鹽巖組的管道溶洞、裂隙溶洞和溶洞裂隙中。以暗河、大泉形式的集中徑流、排泄為主,以小泉形式的分散徑流、排泄次之,出露形式除泉、暗河出口流出地表外,多數(shù)是以天窗、溶井、溶潭等不同形式暴露地表,其補給來源主要為降雨補給,其次為地表水補給。
碳酸鹽巖巖溶水受含水巖組、構造、地貌等因素影響,其富水程度各不相同。分布于峰叢洼地、谷地區(qū)和峰林谷地區(qū)的管道巖溶水,以管道形式集中徑流、排泄為特點,主要以暗河和大泉為其代表的一種地下水線狀富集類型,含水量豐富。分布于四城嶺背斜邊緣的白云巖組,一般多以溶井、溶潭和中泉的形式出露于谷地中,含水量中等。賦存于碳酸鹽巖夾碎屑巖中的巖溶水,以分散性的裂隙式的緩慢補給、徑流、排泄為主,出露形式多為小型溶井和小泉,含水量微弱。
(2)基巖裂隙水
分布于四城嶺背斜中低山區(qū),地下水賦存于寒武系、泥盆系砂巖、礫巖夾頁巖風化裂隙中,以沿裂隙分散緩慢補給、徑流、排泄為特征,多以小泉的形式出露在溝谷水的源頭或谷坡上殘堆積層與基巖接觸處,流量多在1l/s以下,含水量弱中等。
3.3.2地下水化學特征
碳酸鹽巖巖溶水化學類型以HCO3Ca型水為主,基巖裂隙水以HCO3Ca.Mg型
水為主,由于項目區(qū)多屬峰叢、峰林山區(qū),降雨充沛,地下水循環(huán)條件良好,礦化度較低,PH值7.948.27。均屬低礦化度弱堿性水。
據水質分析結果(附錄X),場地地下水對砼結構無腐蝕性,對砼中的鋼筋具無腐
蝕性,對鋼結構無腐蝕性。
3.4不良地質與特殊性巖土
項目所在區(qū)不良地質現(xiàn)象主要有巖溶、滑坡、斜坡崩塌等,特殊性巖土主要有弱膨脹土與軟弱地基土。
3.4.1巖溶
項目所在區(qū)以巖溶地貌為主,巖溶地區(qū)巖性以石炭系、泥盆系中厚層灰?guī)r、白云質灰?guī)r為主,巖溶發(fā)育中等強烈,常見的形態(tài)有塌陷、溶斗、落水洞、溶井、地下暗河等,公路路基的主要工程地質問題為由于地下巖溶水的活動,或因地面的消水洞穴阻塞,導致路基基底冒水、水淹路基、水沖路基以及隧道涌水等病害,或由于地下洞穴頂板坍塌,引起位于其上的路基及其附屬構造物發(fā)生坍陷、下沉或開裂。
3.4.2滑坡
項目所在區(qū)較大規(guī);路植驾^少,在巖溶與非巖溶地層接觸處,由于粘土碎塊組成的殘積坡積層與基巖的接觸面,其傾向與巖層和斜坡相同,為順層坡,由于地下水的影響,路基開挖破壞了斜坡土體在自然狀態(tài)下的平衡狀態(tài),易形成滑坡。路基邊坡建議采用骨架護坡、掛網混噴及實體護面墻、擋土墻等措施進行防護與支擋。
3.4.3斜坡崩塌
在開挖路基的斜坡部位,斜坡上覆蓋的粘土夾殘坡積層,順基巖接觸面或與斜坡傾向一致的裂隙面、層面,在路基開挖后,易產生崩塌。
3.4.4弱膨脹土
分布于碳酸鹽巖發(fā)育區(qū),由碳酸鹽巖殘積高液限粘土組成,覆蓋于強巖溶化巖組之上,具有弱膨脹性,厚度38m,主要工程地質問題為由于土的脹縮作用而產生的地基變形及邊坡穩(wěn)定問題,可采用地基土換填、邊坡支擋、護坡,設置完善的防排水系統(tǒng)。
3.4.5軟弱地基土
分布于洼地、水田地帶,由于地勢低洼、地下水豐富或地表積水,長期受水浸泡,造成土質軟化劑有機物淤積。項目區(qū)軟弱地基土巖性主要以淤泥、淤泥質粘土、飽和粘性土為主,多呈軟塑流塑狀,厚度一般0.53.5m,力學強度低,穩(wěn)定性差,為中高壓縮土,需進行挖除換填處理。
3.5工程地質分段特征
根據擬建項目所在區(qū)地貌成因類型、組合形式及巖土體工程地質類型,結合巖土體物理力學性質,將項目區(qū)劃分為巖溶工程地質區(qū)和非巖溶工程地質區(qū)。
3.5.1巖溶工程地質區(qū)(Ⅰ)
分布于四城嶺背斜東西兩側,可劃分為峰叢洼地、谷地工程地質亞區(qū)(Ⅰ1)和峰林谷地工程地質亞區(qū)(Ⅰ2)
(1)峰叢洼地、谷地工程地質亞區(qū)(Ⅰ1)
分布于四城嶺背斜以東黑水河兩岸一帶及以西下雷一帶,區(qū)內幾乎全為裸露的石灰?guī)r山區(qū),谷地狹窄,洼地星羅密布,土層薄脊,豎井漏斗等消水洞發(fā)育,主要工程地質問題是巖溶塌陷、巖崩。
(2)峰林谷地工程地質亞區(qū)(Ⅰ2)
分布于明仕河以東南,為半覆蓋型山區(qū),谷地寬且較為平坦,第四系覆蓋面積廣,表層巖溶發(fā)育,土層薄、水位淺,其主要的工程地質問題為巖溶塌陷。
3.5.2非巖溶工程地質區(qū)(Ⅱ)
分布于四城嶺一帶中低山區(qū),溝谷發(fā)育,切割深度150200m,坡度較陡(2227°),地表水發(fā)育,殘坡積層發(fā)育,邊坡較陡,巖層軟弱相間,易產生坡殘積物沿基巖面滑塌現(xiàn)象。
3.6主要構造物的工程地質條件3.6.1K0+950路柳大橋
中心樁號K0+950,路線跨越雷平黑水河,橋址區(qū)由4個工程地質結構層組成。(1)表土:黑水河左岸為填筑土①1,雜色,含少量碎石;黑水河右岸為耕土①2。(2)粘土②1:分布于(1)層表土之下,黃褐色,可塑~硬塑。[σ0]=180kPa,[τi]=70kPa。
(3)灰?guī)r③1:灰白色,巖石堅硬,較破碎,巖芯呈碎塊或短柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充;巖芯采取率較低。黑水河東岸分布于粘土②1之下與灰?guī)r③2之下,黑水河西岸分布于粘土②1之下,[σ0]=2500kPa。
(4)灰?guī)r③2:灰白色,巖石堅硬,完整,鉆進平穩(wěn),進尺較慢,巖芯呈長柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。分布于粘土②1之下。[σ0]=3300kPa。
橋梁基礎類型建議采用鉆孔灌注樁,灰?guī)r③2可作為樁基持力層。3.6.2K24+925明仕中橋
中心樁號K24+925,路線跨越明仕河,橋址區(qū)由4個工程地質結構層組成。(1)耕土①2:明仕河左右兩岸均有分布。
(2)粘土②3:分布于耕土①2之下,黃褐色,以可塑為主,局部硬塑,含錳質結核。[σ0]=180kPa,[τi]=70kPa。
(3)石灰?guī)r③3:微風化;粉紅色;堅硬,較破碎;節(jié)理、裂隙十分發(fā)育,膠結差,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀和碎塊狀為主,其破碎以溶蝕破碎為主,巖芯采取率很低。[σ0]=201*kPa。
(4)石灰?guī)r③4:微風化;淺灰~粉紅色;堅硬,較完整;裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀為主;采取率較低。[σ0]=3000kPa。
橋梁基礎類型建議采用鉆孔灌注樁或墩基礎,石灰?guī)r③4,地基強度高,可作為樁基持力層。
3.6.3K35+768巖應大橋
中心樁號K35+768,橋址區(qū)由4個工程地質結構層組成。
(1)填筑土①1:雜色,不均勻,混較多碎石。沿橋址均有分布,厚度1.20~2.70m。(2)粘土②3:黃褐色,以可塑為主,局部硬塑,含錳質結核。分布于填筑土①2
之下,厚度7.40~11.20m,[σ0]=180kPa,[τi]=70kPa。
(3)石灰?guī)r③3:微風化;粉紅色;堅硬,較破碎;節(jié)理、裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀和碎塊狀為主,其破碎以溶蝕破碎為主,巖芯采取率較低。主要分布于粘土②3之下,沿橋址均有分布。[σ0]=201*kPa。
(4)石灰?guī)r③4:微風化;淺灰~粉紅色;堅硬,較完整;裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀為主;采取率較低。分布于石灰?guī)r③3,[σ0]=3000kPa。
橋梁基礎類型建議采用鉆孔灌注樁或墩基礎,石灰?guī)r③4,地基強度高,可作為樁基持力層,局部可采用石灰?guī)r③3作為持力層。
3.6.4K42+208歸春河大橋
中心樁號K42+208,橋址區(qū)由6個工程地質結構層組成。
(1)填筑土①1:雜色,不均勻,混較多碎石。分布于歸春河兩岸,厚度2.30~4.50m。(2)石灰?guī)r③0:全風化。組織機構全部破壞,大部分風化成土狀。主要在橋址中部分布,厚度2.50~2.80m。[σ0]=200kPa。
(3)石灰?guī)r③3:微風化;粉紅色;堅硬,較破碎;節(jié)理、裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀和碎塊狀為主,其破碎以溶蝕破碎為主,巖芯采取率較低。主要分布于歸春河兩岸,填筑土①2之下。[σ0]=201*kPa。
(4)石灰?guī)r③2:微風化;灰白色;結晶質結構;巖石堅硬,完整,鉆進平穩(wěn),進尺較慢,巖芯呈長柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。主要分布于歸春河右岸與中部,石灰?guī)r③3之下。[σ0]=3300kPa。
(5)石灰?guī)r③4:微風化;粉紅色;堅硬,較完整;裂隙發(fā)育,鐵氧化物浸染,方解石脈發(fā)育;巖芯呈短柱狀為主;采取率較低。分布于石灰?guī)r③3之下,[σ0]=3000kPa。
(6)石灰?guī)r③5:硅質,灰黑色;堅硬,性脆;進尺較慢,巖芯呈短柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。主要分布于橋址中部與西部。[σ0]=3500kPa。
橋梁基礎類型建議采用鉆孔灌注樁或墩基礎,石灰?guī)r③4,石灰?guī)r③5,地基強度
高,可作為樁基持力層。
3.6.5K42+859下雷河中橋
中心樁號K42+85,橫跨黑水河,橋址區(qū)由3個工程地質結構層組成。
(1)填筑土①1:雜色,不均勻,混較多碎石。黑水河兩岸均有分布,厚度1.70~2.10m。
(2)灰?guī)r③1:灰白色,巖石堅硬,較破碎,巖芯呈碎塊或短柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充;巖芯采取率較低。分布于黑水河左岸填筑土①2之下,與溶洞互層,[σ
0]=2500kPa。
(3)灰?guī)r③2:灰白色,巖石堅硬,完整,鉆進平穩(wěn),進尺較慢,巖芯呈長柱狀;
節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。黑水河右岸分布于粘土②1之下,黑水河左岸分布于灰?guī)r③1之下。[σ0]=3300kPa。
橋梁基礎類型黑水河右岸建議采用鉆孔灌注樁,石灰?guī)r③4地基強度高,可作為樁基持力層;黑水河左岸建議采用墩基礎,石灰?guī)r③1作為持力層。
3.6.6K48+200旁屯中橋
中心樁號K48+200,橫跨黑水河,橋址區(qū)由4個工程地質結構層組成。(1)耕土①2:雜色,不均。黑水河兩岸均有分布,厚度0.80~1.20m。
(2)粘土②3:黃褐色,以可塑為主,局部硬塑,含錳質結核。分布于黑水河兩岸,耕土①1之下,厚度7.80~9.20m,[σ0]=180kPa,[τi]=70kPa。
(3)灰?guī)r③1:灰色,巖石堅硬,較破碎,巖芯呈碎塊或短柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充;巖芯采取率較低。分布于黑水河兩岸,粘土②3之下,[σ0]=2500kPa。
(4)灰?guī)r③2:灰白色,巖石堅硬,完整,鉆進平穩(wěn),進尺較慢,巖芯呈長柱狀;節(jié)理裂隙發(fā)育,方解石脈填充。分布于黑水河兩岸均,灰?guī)r③1之下。[σ0]=3300kPa。
橋梁基礎類型建議采用鉆孔灌注樁,石灰?guī)r③2地基強度高,可作為樁基持力層。
3.6.7小橋涵工程地質條件
本路線共布置小橋13座,小橋的工程地質條件評價詳見“小橋涵工程地質條件表”(圖表Ⅻ)。
4路基工程地質評價
詳見“路基工程地質條件分段說明”(圖表Ⅻ)。5結論與建議5.1結論
(1)查明了路線區(qū)的工程地質條件,為確定公路路線和構造物的設計提供了完備的工程地質資料。
(2)查明了各大、中、小橋、通道及涵洞等構造物地基的地層結構、工程地質條件及水文地質,提供了鉆孔柱狀圖及各大、中橋的縱斷面圖。
(3)詳細查明了不良地質現(xiàn)象及特殊性巖土的分布范圍、性質、規(guī)模,評價了對工程的危害程度,提出了治理方案建議。
5.2建議
(1)建議路線區(qū)的大橋、中橋采用鉆孔灌注樁基礎或墩基礎,小橋等采用鉆孔灌注樁基礎或淺埋基礎。
(2)路基開挖后應認真做好釬探工作,點距宜為3~4m,深度應不小于4m或至基巖面。若手工釬探困難時可代以機械釬探,當遇軟弱土層、土洞時應探明其底界和分布范圍。
(3)場地大部分區(qū)段位于相對穩(wěn)定地段,但存在影響場地穩(wěn)定的不利因素,如土洞、溶洞、下臥軟土、巖體破碎帶等,需進行相應的處理。(4)場地內地下水對混凝土不具腐蝕性。
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