桥梁工程岩土工程勘察策划技术指导书.doc

桥梁、堤岸、边坡、竖井等工程岩土工程勘察策划技术指导书项目工程类型桥梁工程堤岸（岸边）工程边坡工程竖井工程构成、类型及型式桥梁有正桥、引桥（或高添路堤，或浅挖路堑）和导流（如护岸、护坡、到六堤、丁坝等）组成主要类型有堤防和护岸。堤防的主要形式有土堤、石堤和钢筋混凝土堤；护岸的主要形式有坡式、重力式、桩板式和间断式（如丁坝、顺坝）在建筑场地及其周边开挖或填筑形成的人工边坡喝对建（构）筑物安全或稳定有影响的自然边坡。竖井筒由井口、井底水窝和井身构成。根据竖井的用途分为提升井和通讯井，前者又分为提升矿石的箕斗井和运送人员的罐笼井。主要岩土 工程问题墩（台）地基稳定性、岸坡稳定性、边坡（水上、水下）稳定性及冲刷问题堤岸地基稳定性、预测因水流冲刷、水位涨落变化引起的水的浮托作用、电浸水、渗透压力变化等对堤岸稳定性的影响。边坡可能的破坏形式及边坡稳定性评价，预测边坡稳定性变化，人工边坡的最优开挖坡形和坡角。井口、井筒的稳定性，井筒地层的好睡性和稳固性，开采陷落去对井筒的影响，评价井筒施工中排水、特殊问题处理等问题。勘察目的及勘察技术要求1、调查地形、地貌特征，划分地貌单元；查明桥位区地层岩性、地质构造、不良地质作用的分布及其工程地质特征。2、调查河流特征和桥位两岸的岸坡稳定性情况、河床冲淤变迁、水位变化、流速、流量等情况，为岸坡稳定性，为冲刷深度及基础埋深的确定提出依据。3、对桥墩（台）地基土的承载力吉抗滑、抗倾覆稳定性做出评价，一共深基坑开挖时不排水抗剪强度，并验算边坡稳定性，计算基坑回弹量。4、查明各含水层的渗透性，通过抽水试验取得的参数计算基坑涌水量，提出有效的排水措施，预测深基坑开挖渗透稳定性并提出防渗措施建议。5、当采用沉箱基础时，应查明影响沉井施工的障碍物及可能产生的涌砂、坍塌、突沉现象的不稳定地层的分布，对地层的均匀性做出评价；应查明大漂石、老桥基、基岩顶面高差几倾斜方向和倾角变化；确定土层或风化岩层与沉井井壁的摩阻力，沉井地基承载力，对沉井深度及施工方案提出建议。 当采用桩基是，应查明拟建建筑物范围内的地层分布、岩土的均匀性、可靠持力层的埋深、厚度及其变化规律。当持力层为基岩时，应查明风化程度及厚度，确定其坚硬程度、完整程度、基本质等级，以及持力层下一定深度范围内有无洞穴、临空石、破碎岩体或软弱岩层。6、墩（台）地基地质条件复杂、地层不均匀、或相邻跨径差别大的桥梁和对净高有严格要求的跨线桥应提供沉降计算指标。7、拟用基岩作为墩（台）基础持力层时，应查明其埋深、层面起伏变化、岩性、构造及风化、破碎程度界线，对天然、饱和状态的性能作出评价。1、划清堤岸各段地貌单元，分析地貌形态与基岩性质、第四纪沉积、地质构造、地下水埋藏条件和地表水活动的关系。测量由各类岩土组成的天然及人工边坡的坡度、坡高与倾向。2、查明各类岩土的物理力学性质，提供堤岸地基稳定和变形计算所需参数。3、查明暗埋的滨塘、港岔等松软地层及人类活动形成的工业废渣、生活垃圾、抛石弃土等杂填土、混合土的分布、厚度和性质，提出地基处理措施建议。4、查明水流冲刷作用下产生岸坡坍塌、滑坡、冲淤等不良地质作用的分布与发展趋势及其对岸坡稳定、岸线变迁的影响程度，提出治理措施建议。5、查明可能产生管涌、潜蚀、流砂等渗透破坏的地层分布范围、颗粒组成及渗透性。在抗震设防烈度7度及其以上的地区，应判别场地和地基的地震效应；为堤岸地基防渗设计和地震设计提供依据。6、查明堤岸沿线各段地下水类型、埋藏条件、水位变化幅度、水质及地层渗透性、迳流、排泄条件。尤其是地下水活动与软弱夹层的关系，透水、不透水地层的分布，地表水水位变化与地下水的补给关系，提供堤岸施工设计参数，判定地下水对建筑材料的腐蚀性。7、查明填筑材料的击实性质及击实后的压缩、剪切、渗透性质，为填料选择、岸边稳定性分析提供依据。8、原有堤岸加固时，应对其裂缝、塌滑、渗漏等现状进行调查、分析，查明其地层结构、土质条件、填土施工质量、及其固结程度。对堤基、埋身的加固方案提出建议。1、调查边坡区地貌形态的演变过程、发育阶段和微地貌特征。2、查明不良地质作用及其范围和性质。3、查明岩土的种类、成因、性质和软弱层的分布位置。4、查明覆盖层厚度及下伏基岩的形态和坡度。5、查明主要结构面的类型、产状、分布及组合关系，分析其力学属性与临空面的关系。6、查明地下水类型、水位、水压、水量、补给和动态条件，岩土的透水性及地下水的出露情况。7、查明地区的气候条件，特别是雨期、暴雨量、坡面植被，风化作用和水对坡面、坡脚的冲刷情况。8、查明地震烈度判明对边坡稳定性影响。9、确定岩土物理力学性质和软弱面的剪切强度，提供边坡稳定性计算参数。10、对不稳定边坡体整治措施和临时方案。1、 竖井的勘察的主要目的：分段划分岩体质量级别或围岩类别，评价井筒和围岩稳定性，为井筒衬砌设计和确定施工方案提供设计。取得水文地质资料。以便根据井筒涌水量的大小，选择井筒施工的排水方法。取得设计井壁所需的岩石物理力学性质指标。井壁厚度一般与岩石容重、坚固性系数、弹性抗力系数等有关。2、竖井勘察应取得的资料：能代表沿井筒中心线地质情况的地质柱状图，在图上要表示岩层界线、岩层产状、溶洞、断层破碎带、节理；裂隙发育带，以及其他影响井壁稳定性和施工方案的地质条件。井筒通过的岩石（土）层的物理力学性质。如地压计算和设计井壁厚度所需的岩石（土）层容重、坚固性系数、内摩擦角，粘土质岩石的膨胀性指标等。当坚固性系数较小时，宜测定弹性模量、泊松比、吉弹性抗力系数等。井筒水文地质条件，如含水层性质、埋藏条件、承压层的水头压力力、含水性（涌水量、渗透系数）资料，水对建筑材料的腐蚀性等。 当在井筒区的岩层内有一个以上大量涌水的地带或自上而下能明显分成几个含水层而且水量较大时，需分别测量每一个含水层的涌水量河渗透系数。 对于涌水量大的裂隙岩层采用注浆法施工时，尚需测定地下的流向，；流速及单位吸水量。取样、试验及测试一、取样 在控制性钻孔中，粘性土层每隔1米取原状土样一件，当土层厚度大于4米时，可在其上、中、下各取原状土一件，当土层状态发生变化时应立即取样。对软弱的或特殊的夹层应尽量采取原状土样，取样间距一般不应大于1米。 在一般性钻孔中英采取鉴别土样。 为满足冲刷计算的需要，在河槽中一定深度内用探坑和钻孔干钻取样。二、室内岩土试验项目 粘性土：天然重度、天然含水量、比重、液限、塑限、颗粒组成、压缩性、抗剪强度（三轴、直剪）、有机质含量等。砂性土：颗粒组成、天然重度、天然含水量、相对密度、渗透系数、天然休止角等。 碎石类土：颗粒组成、天然重度等。 通过对散粒土的剪切试验所获得的抗剪指标，一满足明挖基坑或掺合边坡稳定性计算和桩端土的承载力验算要求。 岩石：单轴抗压强度、重度、吸水率等，以满足划分基岩地基风化程度、确定承载力、评价浸水软化性要求。三、原位测试 根据桥位于岩土条件、设计参数和地区使用经验，选用以下原位测试方法： 1、螺旋板载荷试验。以测定岩土的承载力和 2、扁铲侧胀试验。在软弱、松散地基土中进行扁铲侧胀试验，利用胀土指数（ID）划分土类和粘性土的状态；利用侧胀模量计算饱和粘性土的水平不排水弹性模量；利用侧胀水平应力指数（Kp）确定土的静止侧压力系数。 3、静力触探试验。提供地基土的力学分层，查明土层在水平和垂直方向上的均匀性，确定地基承载力、比贯入阻力（Ps）、椎尖阻力（qc）、侧壁摩阻力（fs）和贯入市的空隙水压力（）等。 4、标准贯入试验。以判断砂性土的密实程度或粘性土的天然状态、确定打入桩的单桩极限承载力，判定饱和砂土在地震时的液化可能性，确定砂性土和粘性土的抗剪强度。 5、圆锥动力触探试验。测定砾卵石层的厚度、密实程度及承载力，判定覆盖层与基岩风化层界线。 6、十字板剪力试验。在钻孔中测定均匀而软弱的粘性土和淤泥的不排水抗剪强度，计算其灵敏度。十字板剪力试验一般用于标贯击数N2击的软粘土和非常松散的饱和砂土。 7、桩载荷试验。确定单桩容许承载力吉变形特征。 8、波速测试。测定岩体的压缩波、剪切波，计算岩土弹性参数、地基刚度、阻尼比、卓越周期，判定砂土液化等。 9、声波测试。提供桥基动弹性力学参数，划分地质分层（含风化层），确定软弱夹层和断层破碎带。 10、抽水试验。提供基坑或沉井开挖施工时涌水量计算及排（降）水设计参数。四、天然建筑材料取样数量及试验项目名称取样数量试验项目石样不少于两组每组尺寸为20*20*5.5cm3三块单位重、吸水率、抗压强度、抗剪强度砂砾卵石不少于两件，砂样每件不少于6公斤，砾卵石不少于10公斤筛分、单位重、含泥量、云母含量、扁状针状颗粒含量粘土扰动土不少于0.5公斤单位重，液限，塑限，颗粒分析水不少于1.5公斤，放入大理石粉5克水对混凝土的腐蚀性，拌合混凝土和易性一、取样 取土间距一般为1米，土层变化较时应取样。二、室内土试验项目 土堤护岸：堤基土物理力性、压缩性、剪切试验，筑堤土料物理性及击实试验，击实土的压缩、剪切、渗透性。为计算土堤沉降变形与固结过程、堤基稳定性，边坡稳定性与渗流计算等提供参数。 重力式护岸：地基土物理性、压缩性、渗透性和剪切试验，亦提供基床摩擦系数。为确定地基土承载力、沉降计算、抗滑稳定性计算及施工排水设计等提供参数。 板桩护岸：地基土岸坡物理性、天然及饱和剪切试验、压缩性试验。为确定地基土承载力、计算土压力、板桩设计及验算板桩的整体稳定性提供参数。 抗剪强度试验和压缩试验应符合以下要求：（一）抗剪强度试验1、当需要对挖方工程的稳定盐酸提供卸荷条件下的抗剪强度时，宜采用三轴仪进行试验。2、当需提供有效抗剪强度时，宜用量测孔隙水压力的三轴固结快剪测定，也可采用直剪仪进行慢剪测定。3、对硬粘土宜采用无侧限抗压强度试验，或采用三轴仪试验。4、当设计中需要考虑地基土在施工中或竣工时的实际固结程度对抗剪切强度的影响时，宜作土的不同固结度的抗剪强度试验。5、当原来处于不饱和状态的土在施工中或竣工后将受到水浸时，应作饱和状态下的抗剪强度试验。（二）压缩试验1、压缩试验加荷的大小、等级、速度等，应根据土质特征、取土深度、荷载大小、施工条件及设计要求确定。施加的最大荷重应大于设计的荷载。2、当需要提供固结系数时，压缩试验应采用慢试法。3、对承受重复荷载的建筑物沉降计算应提供回弹再压缩资料。岩石试验要求用桥梁工程。三、原位测试1、当堤岸地基土为软弱地基时，需进行静力触探、十字板剪力测试，提供桩端持力层、承载力、侧摩阻力及抗剪强度指标。2、当堤岸地基土为砂性土时，需进行标准贯入试验，以判断砂性土的密实度及液化可能性。3、当堤岸地基土为碎石类土时，需进行圆锥动力触探试验，查明其密实程度、均匀性及软弱夹层分布，确定地基承载力及板桩入土深度。4、各类堤岸工程均匀对水陆交界地带地基土进行颗粒分析，以便计算冲刷深度。5、取水样进行分析，判定环境税对建筑材料的腐蚀性。一、土质边坡（包括粘性土、粉土、砂性土、黄土、软土、砂砾土等）1、室内土工试验项目：（1）成分测定：粘土矿物、水溶盐含量、有机质含量、颗粒分析。以了解土的成分，作为分析力学特性的参考。（2）物理性质：天然含水量、质量密度、干密度、液限、塑限、相对密度、膨胀性等。了解图的一半物理性质，作边坡稳定性计算时参考。（3）水理性质：渗透系数、崩解、湿陷、管涌、溶滤等。以了解图的渗透特性，作为边坡防渗及加固处理的依据。（4）力学性质：原状土快剪、原状土固结快剪、原状土滑面重复快剪、浸水饱和固结快剪、重塑土多次剪、流变抗剪、三轴剪切试验、固结试验、压缩试验、振动液化试验等。以测定不同试验条件土的凝聚力和内摩擦角，作为边坡稳定计算的依据，了解土的压缩性、承载力及抗震特性，最为边坡工程涉及的依据。2、不同情况下剪切试验方法的选择（1）目前正处于滑动阶段的土坡滑带土为粘性土或残积土时，宜采用多次剪，求滑带土的残余抗剪强度。滑带土为流塑状态的滑坡泥时，宜采用快剪。滑带土的湿度不大，且有明显的滑动面时，宜采用滑动重合剪。滑动带为角砾土或岩层接触面，最好采用现场大面积剪切试验。（2）未产生滑坡的斜坡，当潜在滑动带为不透水且含水量较高的粘土层时，宜采用快剪。当滑动带埋藏较深时，宜采用固结快剪。二、岩质边坡（包括坚硬、半坚硬，软弱岩石及软弱夹层）试验项目及其目的。1、成分测定：矿物、化学成分、水溶盐含量。了解组成岩石的矿物化学成分，以研究边坡状况。2、水理性质：崩解风化特性、软弱夹层管涌、溶滤及渗透系数。了解岩体风化崩解性能、渗透变形特性，以便对边坡防渗加固和保护采取措施。3、干湿抗压强度。以确定岩体承载力。4、抗剪强度：室内岩石抗剪、现场岩石抗剪、软弱夹层抗剪。测定岩石及软弱夹层的、值，以计算抗滑动稳定性。5、静力法和动力法弹模试验，测定岩体弹性（变形）模量，计算边坡及拱坝坝肩稳定性。6、声波波速测试，根据波速对边坡岩体进行工程地质分类，确定边坡岩体松动范围。1、岩石试样的选取应具有一定的代表性，要求如下：应根据井筒内的地层分布情况、水文地质条件、节理裂隙发育程度及风化程度等因素选取。对每一组岩石试样的选取，应经肉眼鉴定为同一种岩石所组成，其采样深度的范围愈接近愈好。岩石试样采取位置，除考虑岩层分布外，需考虑各岩层的埋藏深度、厚度。对溶洞充填物、软弱夹层、断层破碎带、流砂等，应加密取样。岩石试样的体积应符合岩土工程试验检测手册的有关规定。各种试验项目所需试料块数一般为:抗压强度试验3块，抗剪断试验36块，耐磨试验3块，弹性模量与泊松比试验时，试料的数量加倍 。2、试验项目 土层:容重、比重、湿度、可塑性、抗剪强度。 岩石：容重、抗压强度、抗剪断强度、弹性模量与泊松比。在遇水后是膨胀性的土层和岩石需进行膨胀性试验。 以上试验项目确定，需考虑岩（土）对井壁所产生的山岩压力和岩（土）本身的物理力学性质。当岩石坚固性系数大于6时，除进行抗压强度试验外，还需进行抗剪断试验，弹性模量与泊松比试验。3、测试简易水文地质观测 竖井井筒钻孔一般都较深，遇到多个含水层的可能性大，要搞清孔内的水文地质情况，仅依靠水文地质试验实际上是不可能的，工程实践证明，把专门的水文地质试验工作与简易水文地质观测结合起来，可获得可靠的水文地质资料。 简易水文地质观测的方法： 在钻进过程中，测量每回次下钻前，提钻后的水位； 测量钻进中孔内冲洗液消耗量； 经常测量孔内水温及大气气温。孔斜测定 在钻探过程中，由于各种因素的影响钻孔一般是弯曲偏斜的，其弯曲度的顶角不得大于1.5度。这样的要求目的是为了保证岩层、地质构造等正确判定。最主要的是在含水层区，如果钻孔偏斜到井筒外，勾通上下含水层，会给井筒施工带来很大困难。声波测井（见“桥梁”）。水文地质试验。 掏水试验：适用于涌水量小、渗透性弱的地段。 抽水试验：目的是提供井筒开挖时水文地质资料，作确定施工方案及选择排水设备的依据。要求给出井筒所穿过的各个不同含水层的涌水量、渗透系数，因此，需要分层分段地进行抽水试验。 为了更接近于井筒开挖时的实际水量，要求抽水试验下降很大，提供较准确的水文地质参数，以进行井筒排水量计算。 岩土工程勘察报告书文字部分1、 前言 内容提示：勘察合同或勘察报告书，勘察目的及技术要求，勘察遵循的技术标准，工作布置原则及完成工作量、勘察等级等。2、工程地质条件2.1自然地理概况 内容提示：区域地貌及高程；桥位区河谷地貌类型及高程，桥位区气象、河流汇水面积等。2.2地质特征 内容提示：区域地层、构造概况及稳定性，桥位区地层、岩性、产状等。2.3水文地质条件 内容提示：地下水类型，埋藏条件，含水层特征及渗透性，地下水位及其变幅，补给及迳流派写条件，地下水化学特征及对建筑材料的腐蚀性。2.4河谷类型及岸坡特征 内容提示：河床演变及漫滩、阶地的形成及发育状态，河床纵横向稳定状态。岸坡工程地质及水文地质条件、形态及结构特征。2.5不良地质作用 内容提示：分布范围、成因、性质、发育情况、危害程度及政治方案等。3岩土工程评价3.1岩土分类及其特征3.2各类岩土的物理力学性质指标 内容提示：划分土质单元、测试成果统计、岩土物理力学特征及其变异性、岩土物理力学性质指标标准值等。3.3岸坡及边坡稳定性评价 内容提示：根据岸坡、边坡的破坏模式，分析、计算、评价其稳定性。3.4墩（台）地基评价3.4.1地基稳定性3.4.2地基土均匀性3.4.3基础类型、持力层及承载力3.4.4下卧蹭承载力验算3.4.5沉降计算3.4.6基础埋深与冲刷深度计算3.5地震效应分析与评价3.6基坑工程 内容提示：基坑开挖涌水量、施工降水的可能性及基坑开挖稳定性等。4、设计参数检测、现场检测和监测5、结论及建议附录部分1、桥位工程地质平面图（附勘探点位置）比例尺1：5001：2000。 内容提示：标示地质界线、岩土分类界线、地貌单元界线、地层产状、不良地质作分布、地下水露头、河水流向、流速、流量等。2、桥位工程地质纵断面图，一般竖向与横向比例尺相同，必要时，竖向可为横向的25倍。常用比例尺为1：2001：2000。3、钻孔地质柱状图。比例尺1：501：200。4、墩（台）地质横断面图。比例尺1：501：100。5、墩（台）基岩面等高线图。比例尺1：501：100。6、岩土水试验成果。7、各项测试成果。8、测量成果。应重点评价的一下自选：1、影响堤岸稳定的主要因素。 内容提示：堤岸形态和高度，堤岸地层岩性、地质构造及风化程度，水文地质条件，河床水位涨落等。2、堤岸稳定性分析计算。 内容提示：板桩承载力、土压力、板桩整体稳定性；重力式护岸地基承载力；沉降量、抗滑稳定性；土堤沉降量与固结过程，分析坝基稳定性等。3、提高堤岸稳定性的措施。 内容提示：对土堤来说，采用换砂、压重法增加软土堤基稳定性或采用防渗铺盖、防渗灌浆帷幕、防渗墙、排渗减压井等措施，提高下游堤坡的抗渗透变形与稳定性；对重力式护岸来说，改善地基、增大基床摩擦系数，改变墙身断面型式，以提高抗滑稳定性，展宽墙址、加宽基础、改变墙面与墙背坡度