人工挖孔桩可行性报告

施施工工专专项项方方案案文文件件 成渝高速中梁山隧道扩容改造工程三标段成渝高速中梁山隧道扩容改造工程三标段 西环立交及东接线工程 西环立交及东接线工程 人工挖孔桩可行性报告人工挖孔桩可行性报告 编编 制制 人人 审审 核核 人人 审审 批批 人人 编制单位编制单位 成渝高速中梁山隧道扩容改造工程第三标段项目部成渝高速中梁山隧道扩容改造工程第三标段项目部 日期日期 2016 2016 年年 4 4 月月 重重庆庆建建工工市市政政交交通通工工程程有有限限责责任任公公司司 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 0 页 目目 录录 一 工程概况 2 二 工程地质条件 4 1 地形地貌 4 2 气象水文 4 2 2 水文 5 3 区域地质概况 5 3 1 地质构造 5 3 2 地层岩性 6 3 3 地震 9 3 4 基岩面及基岩风化带特征 9 4 水文地质概况 10 5 不良地质与特殊性岩土 12 三 编制依据 14 四 桩基础形成选用的地方法规限制条件 14 五 桩基础布置情况 14 六 人工挖孔灌注桩的必要性 15 七 人工挖孔灌注桩的可行性 16 八 结论与建议 17 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 1 页 一 工程概况一 工程概况 1 本次四横线改造范围起于现状含谷立交东侧 自西向东 横穿中梁山 上跨内环快速路 止于二郎立交西侧 跨越 3 个行政 区 分别为高新区 九龙坡区及沙坪坝区 全长约 8 88km 东接线 由西环立交至二郎立交 为段长约 1 84km 包含新建左线 ZK6 376 281 ZK6 640 段 新建右线 YK6 311 YK6 576 295 段 四横线 K6 330 K6 650 段及 K7 040 K8 878 726 段 新建左右线 标准路幅宽度为 10 75m 为单向两车道 四横线标准路幅由现状 24 5m 拓宽为 35 5m 道路等级为城市快速路 为双向八车道 设计 车速 80km h 设计范围内包含拆除重建车行桥一座 人行天桥一座 跨铁路桥梁 4 座 桩板档墙有 4 处 西环立交有两条主线和 8 条匝 道组成的蝶形立交 本次将现状立交拆除重建 改造范围内成渝高 速段长 390m 内环快速路改造范围全长 1630m 新建匝道 12 条 全 长 4902 3m 新建 13 座桥梁 含 9 座匝道桥 全长 1689 8m 2 座 成渝高速高架桥 全长 545 4m 1 座支线上跨桥 全长 86 6m 1 座 人行天桥 全长 60 9m 新建桥梁总长度 2382 8m 总面积 26222 1m2 桩板挡墙有 5 处 新规划清水溪泄水通道 新通道总长 度 636 2m 涉及改移自然河道 276m 改造现有涵洞 367m 河道改 移工程多处采用明渠的形式 河道上方有构筑物时采用现浇箱涵施 工 明渠段有 2 处桩板挡墙 孔桩的规模和数量表 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 2 页 序 号 区域数量深度 m尺寸 m形状嵌固深度 1 A 匝道 268 161 5 2 0 圆桩 4 5 6 2 B 匝道 88 111 5 圆桩 4 5 3 C 匝道 511 131 5 2 0 圆桩 4 5 6 4 D 匝道 218 16 51 5 1 8 圆桩 4 5 5 4 5 E 匝道 238 151 5 2 0 圆桩 4 5 6 6 F 匝道 1910 5 201 5 2 0 圆桩 4 5 6 7 G 匝道 128 10 51 5 圆桩 4 5 8 H 匝道 268 161 5 圆桩 4 5 9 J 匝道 137 5 151 5 1 8 2 圆桩 4 5 6 10 成渝左线 338 16 51 5 1 8 2 圆桩 4 5 6 11 成渝右线 248 17 51 5 1 8 2 圆桩 4 5 6 12 K2 224 544 跨线 257 5 111 5 2 0 圆桩 4 5 6 13 K3 434 天桥 410 13 51 2 1 5 圆桩 3 6 4 5 14 跨襄渝线 2222 351 5 圆桩 4 5 15 跨小梨线 2101 5 圆桩 4 5 16 3 挡墙 K 匝道 177 51 11 821 2 圆桩 4 6 17 10 挡墙 H 匝道 45 94 12 251 25 1 25 方桩 3 4 18 14 挡墙 C 匝道 913 99 15 771 25 1 6 方桩9 6 8 6 中风化 2 19 15 挡墙 C 匝道 914 64 17 561 25 1 6 方桩中风化 2 5 4 20 26 挡墙主线 K3 428 8 470 147 11 12 051 2 圆桩 3 5 6 21 东接线 1 挡墙 817 68 22 51 25 1 6 方桩 3 6 7 4 22 东接线 2 挡墙 2820 08 26 221 5 1 方桩 8 10 18 23 东接线 4 挡墙 2011 77 15 681 25 1 6 方桩 5 5 6 24 东接线 7 挡墙 2110 38 16 91 25 1 6 方桩 5 6 25 煤科院跨线桥 145 7 51 2 圆桩 2 3 8 26 K7 116 天桥 161 5 圆桩 4 5 27 K2 240 桥 177 5 111 5 2 圆桩2 3 中风化 28 K3 434 人行桥 310 16 51 5 圆桩 3 4 29 清水溪 229 82 13 951 5 2 圆桩 5 32 6 30 合计 437 二 工程地质条件二 工程地质条件 1 地形地貌 地形地貌 勘察区属典型构造 侵蚀剥蚀型浅丘地貌区 微地貌为斜坡 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 3 页 山丘 沟谷地貌 总体地形受构造影响 呈西侧地势较陡 由西向 东逐渐变缓之地形 线路由西向东延展 地面高程由东出口约 370m 向西环立交方向逐渐降低至区内最低点 大致位于清水溪 高程约 287m 而后缓慢上升至二郎立交 高程约 344m 工程沿线为高速路 城市居民区及工业区 经人类工程改造 原始地貌出露较少 大多为陡坎 边坡 平坝 挡墙 水渠 涵洞 桥梁等钢筋混凝土形成的人工地貌 2 气象水文 气象水文 2 12 1 气象气象 工程区属亚热带温湿季风气候区 具雨量充沛 夜雨多 空气 湿度大 云雾多 日照偏少等特点 根据重庆市气象局的气象观测 资料 调查区内的气象特征具有空气湿润 春早夏长 冬暖多雾 秋雨连绵的特点 年无霜期 349 天左右 气温 多年平均气温 18 3 月平均最高气温是 8 月为 28 1 月平均最低气温在 1 月为 5 7 极端最高气温 43 2006 年 8 月 15 日 极端最低气温为 1 8 1975 年 12 月 15 日 降水量 区内以降雨为主 雪 冰雹少见 多年平均降雨量为 1186 5mm 降雨量多集中在 5 9 月 其中 5 月降水最为丰富 平均 降水 177 2mm 降水不足 25mm 的少水月为 12 1 2 月 以 1 月降 水最少 平均 18 8mm 多年平均最大日降雨量 94 2mm 年平均降雨 日为 161 3d 小时最大降雨量可达 62 1mm 湿度 多年平均相对湿度 79 左右 绝对湿度 17 7hPa 左右 最热月份相对湿度 70 左右 最冷月份相对湿度 81 左右 风 全年主导风向为北 频率 13 左右 夏季主导风向为北西 频率 10 左右 年平均风速为 1 3m s 左右 最大风速为 26 7m s 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 4 页 2 2 水文水文 勘察区高差较大 地表冲沟谷发育 地表径流条件良好 已修 建多条排水沟渠 K6 120 K6 540 右侧水渠 为浆砌条石及片石水渠 宽 1 4 3 4m 高 0 5 1 5m 纵坡 5 10 流速 0 2 2m s 流量 0 12 1 2m3 s 为区内重要雨水及污水排泄通道 水渠最终经涵洞 接入清水溪 清水溪由南向北流经西环立交 汇入梁滩河 经前期河流整治 清水溪已形成浆砌片石水渠 水流极为平缓 水质较差 根据调查 访问 该水沟水位常年较为稳定 近期历史最高水位约 288 00m 根据调查走访 清水溪在区内的 50 年一遇洪水位约为 289 50m 3 区域地质概况 区域地质概况 3 1 地质构造地质构造 勘察区位于观音峡冲断背斜东翼 岩层呈单斜产出 区内表层 大多为第四系覆盖 裸露地段多为强风化层 岩层产状变化大 根 据区域地质及钻孔岩芯 综合确定岩层倾向 90 120 倾角 13 60 岩层产状由西向东变缓 为硬性结构面 结合一般 场 地附近未见断层及次级褶皱 地质构造简单 东出口至西环立交段 根据实测岩芯 及露头测量 岩层典型产状为 115 56 据场地基岩露头调查 发育二组裂隙 210 38 裂隙面平直 张开 1 2mm 无充填 间距 1 5 3m 延伸 8 10m 为硬性结构面 结合一般 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 5 页 10 70 裂隙面较平直 闭合 无充填 无水 间距 2 3m 延伸 1 3m 为硬性结构面 结合一般 3 2 地层岩性地层岩性 根据地表调查及邻近场地资料 线路区主要出露地层为第四系 人工堆积层 残坡积层 冲洪积土层 侏罗系的沙溪庙组 J2s 新田沟组 J2x 自流井组 J1zl 珍珠冲组 J1z 基岩 其岩 性按新至老分述如下 1 第四系 素填土 Q4ml 杂色 以暗红色 褐色 灰色为主 干至稍 湿 结构松散至密实 主要由砂泥岩碎块石及粉质粘土组成 碎块 石粒径一般为 2 30cm 最大可达 1 50m 土石比 9 1 5 5 粉质 粘土呈可塑状 主要为区内房屋等建筑场平堆填 道路修建填方 弃土 回填时间 1 14 年不等 成渝高速及内环高速沿线路基部分 经过严格压实 其余边坡等地段多未经压实或压实程度不足 该土 层全线皆有分布 厚度变化大 最大约 25m 最小为 0m 为区内主 要覆盖层 粉质粘土 Q4el dl 黄色 暗红色 黄褐色 呈流塑 可塑状态 干强度 韧性 差 中等 刀切面稍有光泽 无摇震反应 该层线路区内皆有分布 为区内另一覆盖土层 表层多为耕植土 地形低凹处和斜坡坡脚厚 度较大 其余地段厚度较小 0 5 6m 细砂 Q4al pl 灰白 灰色 松散 主要由石英砂组成 表层含粘粒及砂泥岩 角砾较重 有一定粘性 其下砂质较纯 局部含朽木及植物根系 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 6 页 主要分布在清水溪河床 沿岸 厚度变化较大 分布极不稳定 0 6m 2 侏罗系 沙溪庙组 J2s 砂岩 泥岩 基岩为砂 泥岩 局部地段砂岩较多 泥岩 J2s Ms 暗红色 红褐色 紫褐色 泥质结构 薄 厚层状构造 脱水极易风化崩解 成份以粘土矿物为主 局部含砂 质较重 含青灰色泥质 砂质条带 团块 含大量钙质结核 部分 地段有砂岩夹层 厚度小 本次西环立交至二郎立交段多有揭露 砂岩 J2s Ss 褐色 灰色 灰白色 中细粒结构 中 厚 层状构造 泥钙质胶结 矿物成份主要为长石 石英等 本次西环 立交至二郎立交段多有揭露 中统新田沟组 J2x 砂岩 泥岩 页岩 泥岩 J2x Ms 灰色 灰绿色 红褐色 泥质结构 薄 厚 层状构造 脱水极易风化崩解 成份以粘土矿物为主 含青灰色泥 质 砂质条带 团块 含大量钙质结核 局部含粉砂较重 质地稍 硬 本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露 砂岩 J2x Ss 灰褐色 灰色 灰白色 粉砂质 中细粒结 构 薄层至中厚层状构造 泥钙质胶结 矿物成份主要为长石 石 英等 本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露 页岩 J2x Ms 深灰色 灰白色 灰绿色 泥质结构 薄层 状构造 页理发育 极易风化崩解呈片状 成份以粘土矿物为主 总体较软 局部含粉砂较重 质地稍硬 本次隧道东出口至西环立 交段皆有揭露 中下统自流井组 J1zl 砂岩 泥岩 页岩 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 7 页 泥岩 J1zl Ms 灰色 灰绿色 红褐色 泥质结构 薄 厚层状构造 脱水极易风化崩解 成份以粘土矿物为主 含青灰色 泥质 砂质条带 团块 含大量钙质结核 局部含粉砂较重 质地 稍硬 本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露 砂岩 J1zl Ss 灰褐色 灰色 灰白色 粉砂质 中细粒 结构 薄层至中厚层状构造 泥钙质胶结 矿物成份主要为长石 石英等 较硬 局部岩芯段含泥质较重 为泥质胶结 岩质软 本 次隧道东出口至西环立交段皆有揭露 页岩 J1zl Ms 灰黄色 灰绿色 泥质结构 薄层状构造 页理发育 极易风化崩解呈片状 成份以粘土矿物为主 局部含粉 砂较重 质地稍硬 总体岩质软 本次隧道东出口至西环立交段皆 有揭露 侏罗系下统珍珠冲组 J1z 泥岩 砂岩 泥岩 J2s Ms 紫红色 泥质结构 薄 厚层状构造 脱水 极易风化崩解 成份以粘土矿物为主 局部含砂质较重 含青灰色 泥质 砂质条带 团块 分地段有砂岩夹层 厚度小 本次隧道出 口段有揭露 砂岩 J1zl Ss 灰白色 中细粒结构 中厚层状构造 泥 钙质胶结 矿物成份主要为长石 石英等 较硬 本次隧道出口段 有揭露 3 3 地震地震 据区域地质资料 喜山期的挽近构造活动 在区域上主要表现 为间歇性的上升隆起 上升作用至今仍在进行 部分断裂重新活动 引起轻微地震现象 区域历史上地震活动较弱 地震震级低 强震 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 8 页 活动弱 属地壳相对稳定区块 据自 1011 年以来的近千年间 重庆地区区内有记录的 3 级 3 3 9 级地震 以上的弱震有七次 1989 年 11 月 20 日距重庆 40 多公里的渝北区统景镇 北纬 29 51 东经 106 57 发生 的 5 2 5 4 级地震 震中裂度 6 度 是重庆地区有地震记载以来震 中距重庆最近 震级最强的首次破坏性地震 以前重庆及邻区的地 震震级皆小 地震烈度小于 6 属地震频率高 震级小的弱震区 2008 年 5 月 12 日四川省汶川发生 8 0 级地震 该地震为距隧址区 500 公里内震级大于 7 级震中距离最近 震级最高 影响最大的地 震 该地震距隧址区约 300 公里 线路区有明显震感 线路区所属 区域的地震动峰值加速度为 0 05g 反应谱特征周期为 0 35S 地震 基本烈度为 度 3 4 基岩面及基岩风化带特征基岩面及基岩风化带特征 1 基岩面特征 根据野外调查及钻探成果 场地基岩面与现状地形起伏相近 边坡段基岩面坡度较大 最大约 90 一般地段 0 45 2 基岩风化带特征 强风化带 风化裂隙发育 岩体破碎 岩芯呈土状 碎块状 短柱状 风 化后易崩解 手捏岩芯易碎散 质极软 风化带厚度总体较均匀 厚度不大 局部较厚 中等风化带 裂隙较发育至不发育 泥岩及含泥质较重的砂岩具有揭露后易 风化崩解 遇水软化的特点 泥岩岩芯呈短柱 柱状 岩质较软 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 9 页 锤击易碎 砂岩岩芯呈短柱 长柱状 岩质总体较软 局部软 页 岩页理发育 岩体较破碎 岩质软 4 水文地质概况 水文地质概况 1 地下水的分布特征及地层渗透性 根据区域水文地质资料和收集资料 按照各段不同的地下水赋 存条件 沿线地下水主要有二种类型 一是第四系孔隙水 二是基 岩裂隙水 第四系孔隙水 该层地下水主要分布在局部地势较低地段 赋存于赋存于粘土 层之上的人工填土层中 表现为上层滞水 大气降水 沟渠和附近 居民的生活用水为其主要补给源 水量 水位变化大 且不稳定 第四系孔隙性大 渗透性较好 基岩裂隙水 裂隙水主要贮存于基岩裂隙中 强风化基岩风化裂隙发育 富 水性好 中风化基岩主要为砂 泥岩 页互层 较完整 完整 泥 岩 页为相对隔水层 砂岩裂隙较发育 不发育 富水性差 总体 渗透性较差 含水性较弱 区内冲沟及排水沟渠 管网较多 其周边一般分布有少量潜水 场地内低洼地段也赋存有一定量的地下水 且由于周围汇水面积大 赋存条件好 在雨季水量较大 2 地下水的补给 径流与排泄 测区地下水的补给源主要为大气降水补给 自高向地势低洼处 排泄 具有排泄路径 周期短的特点 生活及工业污水无序排放和 市政管网 沟渠入渗亦是区内地下水的重要补给源 其中清水溪段 地下水受清水溪补给 具有傍河补给的特点 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 10 页 大气降雨后沿地面或下渗后径流 部分汇入排水沟渠 市政管 网 进入清水溪一带 形成潜水或向更低点排泄 地下水径流方向 主要受地形及裂隙发育程度的控制 大多流向地势低洼地带或沿孔 隙 裂隙下渗 地下水的排泄主要为向地势低洼处排泄和渗入沟渠 其次为大气蒸发 现状路面标高大多高于周边地面 以填方 架桥为主 大气降 雨多进入边沟等最终汇入市政管网 3 地下水的动态特征 区内地下水在西环立交清水溪段埋深较浅 其余地区埋藏较深 季节性变化明显 受降水影响大等特点 区内地下水主要为第四系 填土中孔隙水和位于基岩中的风化裂隙水 第四系孔隙水水量受降 雨影响明显 水位变化大 而基岩裂隙水水量不丰 没有统一的水 力联系 区内基岩的风化裂隙水总体含水量甚微 但不排除局部地 段有富水条件 储藏有一定裂隙水 根据区域水文地质资料 重庆地区丰水期一般出现在 6 7 8 9 月份 枯水期多为 1 2 3 月份 4 水位 根据钻探水文观测 清水溪两侧分布有稳定潜水 埋深 0 5 2 6m 不等 水位与清水溪水面基本一致 其余地段无统一地下 水位 为局部上层滞水 该地段地表水与地下水联系密切 砂岩中构造裂隙贯通性较好 张开度一般 导水性好 基础开挖到此层如遇导水裂隙可能会有河 水渗入 综上 场地地下水总体不发育 水文地质条件较好 清水溪河 岸地下地表水及地下水具有水力联系 地下水较丰富 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 11 页 5 不良地质与特殊性岩土 不良地质与特殊性岩土 根据区域地质资料及调查可知 本场地及周边岩层分布连续 未见断层 构造破碎带 未见危岩崩塌 滑坡 泥石流等不良地质 现象 1 岩石的风化层 测区岩石以物理风化为主 其形式有表层风化 裂隙式风化及 顺层风化 风化速度和深度与岩性 地形 裂隙发育程度密切相关 砂岩强度高 风化速度慢 但剥蚀也慢 泥岩岩性软弱 风化快而 强烈 但风化后较快遭剥蚀 相同岩性则裂隙发育较不发育的风化 速度快和强烈 当风化作用沿层面和较软弱的岩层进行时 风化深 度较大 区内含泥质较重 长期浸水地段的砂岩存在风化层较厚的 情况 2 填土层 据地质调查与钻探揭露 沿线分布大量填土 填土历史及成份 不一 密实度差别大 分布不均 属不良土层 应引起注意 填土层厚度不均一 结构以松散 密实为主 堆填时间 5 10 年 原填土受压后变形量一般 但本次扩建新堆填后 新老填土差 异变形较大 易发生路堤的不均匀沉陷 对路面及挡墙等构筑物皆 有不利影响 建议对填土进行严格压实 并进行质量检验 在填土 层厚度变化较大部位及填土与基岩接触部位设置沉降缝 并设置沉 降变形观测等工程措施 3 软土 据地质调查与钻探揭露 沿线分布少量软土 为流塑至软塑状 粉质粘土 主要分布于既有沟渠 东洞口至西环立交段南侧水渠 沿线 该地段易于汇集地表及地下水 粉质粘土长期饱水 呈流塑 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 12 页 至软塑状 局部含腐殖质 根据经验 一般位于沟渠及两侧 5 10m 范围内粉质粘土皆为软土 厚度约为 3 5m 其中 K6 480 右侧为既 有水田 地势低 常年有水 软土厚度约 3m 软土承载力低 易发生沉降及侧向挤出 高填方易发生圆弧滑 动 考虑到厚度不大 建议对沿线软土进行挖除换填或抛石挤於处 理 并按照相关规范对处理后的地基进行承载力检验 以满足设计 要求 三 编制依据三 编制依据 1 渝建发 2012 162 号文 重庆市城乡建设委员会关于进 一步加强人工挖孔灌注桩管理的通知 2 由建设单位提供的工程勘察报告 一次性勘察 3 岩土工程勘察规范 GB50021 2001 2009 年版 4 建筑边坡支护技术规范 GB50330 2002 5 混凝土结构设计规范 GB50010 2010 6 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 7 建筑地基基础设计规范 GB50007 2011 8 建筑地基基础设计规范 DBJ50 047 2006 四 桩基础形成选用的地方法规限制条件四 桩基础形成选用的地方法规限制条件 依据成孔工艺的不同 本工程桩基础可以采用人工挖孔灌注桩 或机械成孔灌注桩 根据 重庆市建设领域禁止 限制使用落后技 术通告 第七号 文件 2012 年 7 月 1 日起实施 人工挖孔灌注 桩被禁止使用 以机械成孔灌注桩代替 西环立交及东接线工程 共 17 页 第 13 页 根据渝建发 2012 162 号文 2012 年 12 月 13 日印发 在不 便于采用机械成孔灌注桩的情况下 甲方会同勘察 设计 监理等 参建单位组织专家专项论证通过后 可以采用人工挖孔灌注桩 结 合本工程的实际情况 拟采用人工挖孔在灌注桩 在施工图设计之 前 先进行人工挖孔灌注桩可行论证 五 桩基础布置情