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毕业设计论文
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TJ01-013@乌珠水闸设计,毕业设计论文
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中山市黄圃镇三乡围乌珠水闸重建工程 岩 土 工 程 勘 察 报 告 中山市水利水电勘测设计咨询有限公司 2 0 0 6 年 9 月 nts 2 审 查 : 校 核 : 编 写 : 参加工作人员 ： 目 录 nts 3 1 前 言 2 区域地质条件 3 拟建场地工程地质及水文地质条件 3.1 工程地质条件 3.2 水文地质条件 4 场地工程地质条件评价 4.1 场地稳定性评价 4.2 地基稳定性评价 4.3 场地地基土层评 价 4.4 地基基础方案建议 5 结论与建议 图表及附件 1、 钻孔平面布置 图 1 张 2、工程地质剖面图 1 张 3、钻孔柱状图 2 张 4、固结试验成果图 1 张 5、土的物理力学性质试验成果表 1 张 6、 水质分析 报告 2 张 7、岩土芯照片 1 张 1 前 言 乌珠水闸是中山市黄圃镇三乡围上的一座小型水工构筑物，现有水闸防nts 4 洪标准低，年久失修，功能丧失。中山市黄埔镇水利工程建设管理中心拟决定在现有水闸位置进行该水闸的重建工程。拟重建的乌珠水闸主要功能为排涝和防洪。水 闸设计净宽为 3m，防洪标准为 50 年一遇，新建水闸管理室 60m2，拟采用单层砖混结构。受业主委托，我公司（中山市水利水电勘测设计咨询有限公司）承担了该工程区范围内的岩土工程勘察工作。依据国家标准岩土工程勘察规范（ GB50021-2001）；行业标准水利水电工程地质勘察规范(GB50287 99)、中小型水利水电工程地质勘察规范 (SL55-2005) 、堤防工程地质勘察规程（ SL/T188-96）及广东标准建筑地基基础设计规范（ DBJ15-31-2003）等有关规程规范要求及业主和中山市水利 水电勘测设计咨询有限公司有关设计专业提出的勘察技术要求，对拟建工程区范围进行岩土工程勘察工作。 本次勘察目的是为了查明该涵闸工程区范围内工程地质与水文地质条件，为该水闸工程的设计、施工提供工程地质与水文地质资料。 本次勘察要满足施工图设计阶段的勘察要求，详细勘察任务和内容如下：调查基础范围内地形、地貌、河谷形态及微地貌特征；查明拟建构、建筑物地基的地层结构、各层分布深度、厚度、变化规律及其物理学力学性质、渗透稳定特性；查明埋藏的古冲沟、淤塘、古墓、洞穴、临时堵体等的分布位置、特征及其规律；查明软土的地质年代 、成因类型、分层和分布规律、分布范围、水平与垂直向的成层特点以及下卧硬土层或基岩的埋深与起伏状况；查明软土的物理力学性质和有机质含量等；查明砂土层的分布范围、埋藏深度、厚度变化、物理力学性质、级配、允许渗透比降等；查明砂土层地下水类型和地下水水位、上覆隔水层性状、厚度和分布情况；查明基岩的岩性、构造、埋藏深度、基岩顶板变化、坚硬完整程度、风化程度等；确定地震基本烈度，评价砂土液化可能性；调查降水、开挖、回填、堆筑、打桩等对软土强度和压缩性的影响以及在相似软土上已建工程的建筑经验。 本次勘察工作依据中小型水 利水电工程地质勘察规范 (SL55-2005)共布 2 个钻孔，钻孔布置形式详见钻孔平面布置图。外业工作于 2006 年 9月 2 日开始；同月 4 日结束，完成工作量详见表 1。 nts 5 勘 察 工 作 量 汇 总 表 表 1 序号 工 作 项 目 单位 实 际 完 成 工 作 量 1 陆 上 钻 探 m/孔 59.60/2 2 取原状（扰动）样 组 7 3 标准贯入试验 段次 7 4 水质简分析 组 2 2 区域地质条件 本区位于东南沿海珠江三角洲地区，地 貌多为淤积、冲积平原偶见低山、残丘，河流水道众多，漫滩、阶地发育。地层多为第四纪滨海相沉积层和白垩纪、泥盆纪沉积层及下古生界的变质岩。岩性以砂质粘土、淤泥质粘土、淤泥质粉砂、细砂、中砂、砾砂、淤泥、粉砂质淤泥和粉砂岩、粉砂质页岩、砂岩、砂砾岩、砾岩为主。变质岩主要为黑云母斜长片麻岩、混合片麻岩等。侵入岩以燕山早期花岗斑岩、中细粒斑状黑云母花岗岩、中细粒巨斑黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩为主。 该区在大地构造单元上划为华南准地台（一级单元）湘桂赣粤褶皱带（二级单元）粤中坳褶束（三级单元）。勘察场地位于我国华南 地震区，东南沿海地震亚区，广州 阳江地震带的中段，该区是我国南部内陆与海域交接的重要地震活动区带之一。本区在地质史上，曾经历过多次的构造运动。其中，燕山运动规模最大，活动性最强，而且对形成区域构造格局，影响尤为深远。区内断裂活动频繁，按其展布方向主要有北东向（张家边断裂带、湖洲 横门断裂带）、北西向（先锋庙断裂和濠涌断裂）和近东西向（玻璃围断裂）三组。其中以北东向最为发育，对区内侵入岩的分布起重要控制作用，成为本区最醒目的构造格局。此外新生代以来本区的构造活动性，仍然呈现由北西向东南逐渐增强的趋势。新构造运 动，在本区以差异性断块升降为主。 根据建筑抗震设计规范（ GB50011-2001）及中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），中山地区抗震设防烈度为度，设计基本地震加速度值为 0.10g，地震动反应谱特征周期值为 0.45s。根据本次勘察结果，按建筑抗震设计规范（ GB50011-2001）有关规定，拟建场地土的类型为软弱土，建筑场地类别属类；该场地属于对建筑抗震不利地段，在度地震力作用nts 6 下，含粉砂淤泥质土层属于对震陷敏感的软弱地层，砂层埋深大于 20 米以上可以不考虑液化影响。 3 拟建场 地工程地质及水文地质条件 3.1工程地质条件 本次勘察工程区位于中山市黄圃镇三乡围，原始地貌为珠江三角洲淤积、冲积平原地貌。 地形平坦开阔，河流水道众多。场地内没有发现古河道、暗浜、古冲沟、古塘、决口口门、沙丘、地下坑穴、埋藏谷、滑坡体等不良地质作用。 本次勘察工作过程中，对不同地层和不同深度分别进行了原位标准贯入试验，并采取了原状土试样进行室内土工试验；试验位置详见工程地质剖面图和钻孔柱状图等，试验结果详见附件土的物理力学性质试验成果表。 依据钻孔揭露资料，按岩土层的地质年代、成因类型及工程性质 自上而下分为 4 个工程地质层 8 个亚层，现将场地岩土层工程地质特征由上往下分述如下： （一）第四系填土层（ Q4ml） -1 杂填土 ：杂色，由碎石、砖块、粉质粘土和生活垃圾等混合填筑而成，土质不均 ,稍湿，松散稍密。层厚 1.00 3.00m，层顶埋深 0.00m，层顶高程 1.50 3.10m。在勘察区均有分布。 -2 素填土：褐黄色，由粉质粘土组成，土质均一，人工压实，可塑，稍湿。 层厚 2.50m，层顶埋深 1.00m，层顶高程 0.50m。在 ZK2 钻孔有分布。 在该层做标准贯入试验 1 次，实测击数 N=2 击。 取原状土样 1 件。 (二 )海陆交互相沉积层（ Q4mc） -1 淤泥质土：灰灰黑色， 流塑 软塑，饱和，土质不均匀，有腥臭味，局部夹粉砂薄层。层厚 3.90 4.00m，层顶埋深 3.00 3.50m，层顶高程 -2.00 0.10m。在勘察区均有分布。 在该层做标准贯入试验 2 次，平均击数 4.0 击。 取原状土样 2 件。 nts 7 -2 淤泥：深灰色， 流塑， ，饱和，土质不均，局部夹贝壳碎屑，有腥臭味。层厚 9.60m，层顶埋深 6.90m，层顶高程 -3.80m。在 ZK1 钻孔有分布。 在该层做标准贯入试验 1 次，实测击数 N=1 击。 取原状土样 1 件。 -3 贝壳：灰白色，松散，破碎，薄片状，无胶结，含少量淤泥质土。层厚 3.50m，层顶埋深 7.50m，层顶高程 -6.00m。在 ZK2 钻孔有分布。 -4 淤泥质土：深灰灰黑等色， 流塑 软塑，饱和，土质不均匀，有腥臭味，夹少量的粉砂薄层。层厚 1.00 6.90m，层顶埋深 11.00 16.50m，层顶高程 -13.40 -9.50m。在勘察区均有分布。 在该层做标准贯入试验 1 次，实测击数 N=3 击。 取原状土样 1 件。 粘土：灰白、灰黄、褐红等色，稍湿，可塑硬塑，粘粒含量高，切面光滑。层厚 8.80m，层顶埋深 12.00m，层顶高程 -10.50m。在 ZK2 钻孔有分布。 在该层做标准贯入试验 2 次，平均击数 15 击。 取原状土样 2 件。 （三）基岩层（ K） -1 砂岩：紫褐色，强风化，岩芯呈碎块状，结构破碎，天然状态下有较好的胶结性，岩体较硬。 -2 砂岩：紫褐色，中风化，岩芯呈短柱状，块状结构，岩质较硬，岩体较完整，属较硬岩类。 3.2 水文地质条件 本次勘察各钻孔中均见地下水，属潜水类型，赋存于第四系地层中，受大气降水及地表水补给，水位变化明显受地表水变化的影响，第四系各地层多处于饱和状态。勘察过程测得钻孔地下水水位埋深 1.00 2.00m。 地基范围岩土层以 透水性较差的软土层（淤泥质土、淤泥等）为 主，厚度较大，局部中间夹透水性较高的贝壳层。该层下部为透水性微弱的粘土层或基岩层，为相对隔水层 。 本次勘察对场地地下水和地表水各采取了 1 件水样，进行了室内水质分析nts 8 试验，试验结果详见附件 水质分析 报告 ， 根据水质分析结果， 分别 按岩土工程勘察规范 和水利水电工程地质勘察规范 有关规定进行水质对建筑材料的腐蚀性判定，判定结果详见 地表水和地下水腐蚀性评价表 表 3 和环境水对混凝土腐蚀性评价表表 4。 地 表 水 和 地 下 水 腐 蚀 性 评 价 表 表 3 取样位 置 分 析 项 目 指 标 水对砼结构的腐蚀性 水对钢筋砼结构中钢筋的腐蚀性 水对钢结构的腐蚀性 单位 含量 类环境 强透水性地层 弱透水性地层 长期 浸水 干湿 交替 ZK2 SO42- mg/L 25.58 无 / / / / / PH值 PH 6.74 / 无 无 / / / 侵蚀性 CO2 mg/L 20.35 / 弱 无 / / / HCO3- mmol/L 6.43 / 无 / / / / Cl-+ SO42-0.25 mg/L 36.96 / / / 无 无 / PH值和 (Cl-+ SO42-)含量 PH 6.74 / / / / / 弱 mg/L 56.14 河 水 SO42- mg/L 23.66 无 / / / / / PH值 PH 7.43 / 无 无 / / / 侵蚀性 CO2 mg/L 9.58 / 无 无 / / / HCO3- mmol/L 2.22 / 无 / / / / Cl-+ SO42-0.25 mg/L 31.20 / / / 无 无 / PH值和 (Cl-+ SO42-)含量 PH 7.43 / / / / / 弱 mg/L48.94 按岩土工程勘察规范的规定 ， 勘察场地属 类环境类型，根据上表判定结果，场地内地下水在强透水性地层中对砼结构弱腐蚀性 ,地表水水质对砼结构无腐蚀性，地下水及地表水对钢筋砼结构中钢筋无腐蚀性（按长期浸水考虑），地下水及地表水对钢结构具弱腐蚀性。按水利水电工程地质勘察规范的规定，场地内地下水对混凝土的腐蚀性类型中的分解类碳酸型具有弱腐蚀性 , 地表水对混凝土的各类腐蚀性类型均无腐蚀性。 环 境 水 对 混 凝 土 腐 蚀 性 评 价 表 表 4 nts 9 取样位 置 分 析 项 目 指 标 分 解 类 复合类 结晶类 单位 含量 溶出型 一般酸 性 型 碳酸型 硫酸 镁型 硫酸盐型 (普通 ) 硫酸盐型(抗硫酸 ) ZK2 HCO3- mmol/L 6.43 无 / / / PH值 PH 6.74 / 无 / / / 侵蚀性 CO2 mg/L 20.35 / / 弱 / / Mg2+ mg/L 20.48 / / / 无 / SO42- mg/L 25.58 / / / / 无 无 河 水 HCO3- mmol/L 2.22 无 / / / / PH值 PH 7.43 / 无 / / / 侵蚀性 CO2 mg/L 9.58 / / 无 / / Mg2+ mg/L 11.25 / / / 无 / SO42- mg/L 23.66 / / / 无 无 4 场地工程地质条件评价 4.1场地稳定性评价 根据本次勘察结果，结合区域地质资料综合分析，勘察场地及附近未发现有影响场地稳定性的 古河道、暗浜、古冲沟、古塘、决口口门、沙丘、地下 坑穴、埋藏谷等不良地质作用，也没有岩溶或土洞塌陷、膨胀土、地裂缝、滑坡体等地质灾害 及构造作用，场地是稳定的。 根据建筑抗震设计规范（ GB50011-2001）及中国地震动参数区划图（ GB18306-2001），勘察场地抗震设防烈度为度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为 0.10g，地震动反应谱特征周期值为 0.45s。根据本次勘察结果，场地内场地土的类型为软弱土，建筑场地类别为类，该场地属于建筑抗震不利地段，在度地震力作用下，含粉砂淤泥质土层属于对震陷敏感的软弱地层。 4.2地基稳定性 评价 拟建涵闸地基土上部主要由填土层、淤泥质土、淤泥、贝壳层等组成，填土层厚度小，成份不均匀，稳定性差；淤泥质土和淤泥层的 厚度较大， 物理力学性质较差， 孔隙比大（大于 1.0），天然含水率大于液限 ， 呈软塑流塑状，具高压缩性，低强度，低透水性和高灵敏度等软土特征， 易产生沉降变形及发生流土等渗透破坏，对抗滑稳定不利；贝壳层夹于淤泥质土层之间，结构松散，nts 10 破碎，压缩性高，无粘结力，抗滑稳定性差。下部的粘土层呈可塑 硬塑状态，稳定性较好。 依据水利水电工程地质相关规范和工程地质手册中有关渗透变形的判别方法，结合本工程场地 内地质条件分析，水闸地基土的主要渗透破坏形式和允许水力比降及基底摩擦系数地质建议值见表 5。 渗透破坏形式和允许水力比降地质建议值 表 5 地基土质 类 别 渗透破坏 形 式 地基允许 水力比降 基 底 摩擦系数 f -1、 -4淤泥质土 流 土 0.30 0.20 -2 淤泥 流 土 0.25 0.18 粘土 流 土 0.30 0.25 4.3场地地基土层评价 地基土上部的 -1 杂填土层呈松散 稍密状态，成份混杂，工程性质差，无实际工程意义。 -2 素填土 层主要成分为粉 质粘土，厚度小，人工压实，力学强度一般，分布不均匀。 -1 和 -4 的淤泥质土层、 -2 淤泥层呈流塑 软塑状态，具有压缩性高、力学强度低、透水性差、不均匀等特点，未经处理不宜作为建筑物的天然地基持力层； -3 贝壳层松散、破碎、无粘结力，压缩性高，承载力低，为该区域的特殊类岩土，未经处理不能作为地基持力层；粘土层承载力较高，压缩性较小，透水性差，抗滑移稳定性较好，但由于埋深相对较大，作为天然基础持力层很不经济，作为桩基础的桩端持力层时应演算承载力和沉降变形等是否可以满足设计要求；底部基岩为强中风化砂岩，具 有力学强度高、沉降变形小、抗滑移稳定性好等特点，是各类基础良好持力层，从经济角度考虑宜作为桩基础的桩端持力层。根据本次勘察所进行的室内土工试验及野外原位测试结果，参照国家标准建筑地基基础设计规范（ GB50007-2002）、广东省标准建筑地基基础设计规范 (DBJ15-31-2003)及其他有关规范，场地内各地层的工程特性指标地质建议值参考表 6（各层土的工程特性指标汇总表）。 各 层 土 的 工 程 特 性 指 标 汇 总 表 表 6 nts 11 指 标 地 层 承载力 特征值 fak(kPa) 压 缩 系 数 (Mpa-1) 压 缩 模 量 (Mpa) 抗剪强度 凝聚力 C(kPa) 内摩擦角（度） 直接剪切 固结快剪 直接剪切 固结快剪 -1 淤泥质土 70 0.89 2.90 5.2 14.5 3.8 11.4 -2淤泥 60 1.15 2.16 4.0 12.1 3.5 11.0 -4淤泥质土 70 0.89 2.90 5.2 14.5 3.8 11.4 粘土 230 0.38 4.89 17.3 3.6 -1强风化砂岩 800 -2中风化砂岩 1500 4.4 地基基础方案建议 地基土上部主要以软土（淤泥质土、淤泥）和特殊类土（贝壳）为主，这些岩土的承载力低、沉降变形大，未经处理不宜作为建筑物的天然地基持力层。下部的粘土层承载力较高，压缩性较小，沉降变形小，可作为一般建、构筑物的基础持力层，但由于埋深较大，从经济角度考虑不宜作为天然基础持力层，能否作为深基础（一般多为桩基础）的持力层应通过承载力和沉降变形演算来决定；最下部的基岩由于强度高、变形小，承载力和抗滑移稳定性高，可作为桩基础的桩端持力层。 建议在建筑物的主 体部位采用钻孔灌注桩或砼预制桩基础，以 基岩 作为桩端持力层； 其它部位采用砂桩、碎石桩、石灰桩、灰土桩和水泥土旋喷桩等对上部软弱土层进行加固处理，但桩的设计参数宜通过试验确定。场地内各地层的工程特性指标地质建议值参考表 6（各层土的工程特性指标汇总表） 和表 7（各层土的桩基特性指标汇总表）。 各 层 土 的 桩 基 特 性 指 标 汇 总 表 表 7 nts 12 指 标 地 层 预 制 桩 钻（冲）孔 灌 注 桩 桩侧摩阻力特征值 qsik (kPa) 桩端阻力 特征值 qpa (kPa) 桩侧摩阻力特征值qsik (kPa) 桩端阻力特征值 qpa (kPa) 桩入土深度 (米 ) 桩入土深度 (米 ) 16 h 30 h30 15 h 15 -1 淤泥质土 10 8 -2淤泥 6 4 -4淤泥质土 10 8 粘土 33 2600 3000 26 500 700 -1强风化砂岩 100 4000 80 800 1000 -2中风化砂岩 180 6000 130 1200 1600 注 :1).当采用上表数值时 ,宜进行试桩校核及桩身质量检测。 2).当采用钻（冲）孔灌注桩，桩端宜进入持力层一定深度
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