东山海滨观测站栈桥选址岩土工程勘察.doc

东山海滨观测站栈桥选址 岩土工程勘察报告88 目录1、前言1.1工程概况1.2勘察工作执行的主要技术标准1.3勘察技术要求1.4勘察手段及勘察工作布置1.5 勘察施工时间及完成工作量2、区域地质2.1气象地理2.2区域构造及地震3、场地工程地质条件和水文条件3.1 地形地貌3.2地基土分布及其性质3.3水文地质特征3.4物探3.5地基土物理力学指标4、地震效应与场地类别5、场地工程地质条件件5.1 岩土体分析与评价5.2 场地稳定性及适宜性评价5.3 栈桥工程以及管线铺设工程评价6、结论与建议6.1结论62建议附表附表一：勘探点一览表附表二：标准贯入试验统计表附表三：地层统计表附图附图一：勘察位置平面图 T1附图二：钻孔柱状图 T2附图三：强风化等值线图 T3-1附图四：中风化等值线图 T3-2附图五：砂层厚度等值线图 T3-3附图六：物探剖面 E01-25附图七：海底地形测量 D （由于篇幅问题另装成册）1、前 言1.1 工程概况厦门大学拟在漳州市东山县前楼镇冬古村东南侧近海域建设水文观测站，委托我司对其观测站栈桥进行选址岩土工程勘察，并初步查明近岸海域约0.33平方公里的地层情况，为其海底观测网线上岸段的选址提供岩土工程依据。1.2 勘察工作执行的主要技术标准港口岩土工程勘察规范（JTS133-1-2010）；岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）(2009年版)；工程岩体试验方法标准（GB/T50266-99）；建筑抗震设计规范（GB50011-2010）；岩土工程勘察规范（DBJ13-84-2006）；浅层地震勘查技术规范（DZ/T0170-1997）；水利水电工程物探规范（DL5010-2005）；工程测量规范（GB 50026-2007）；建设部2002年115号文建设工程勘察质量管理办法;国务院第349号令地质资料管理条例。1.3 勘察技术要求1.3.1 初步划分地貌单元；1.3.2 调查研究地质构造、地震活动和不良地质作用的成因、分布、发育等；1.3.3 调查研究岩土分布、成因、时代和主要岩土层的物理力学性质；1.3.4 分析评价场地稳定性和建设的适宜性；1.3.5根据需要进行岩土工程评价。1.4 勘察手段及勘察工作布置我司于2012年12月上旬进场对该区域进行勘察的外业工作，至2013年2月上旬结束野外工作，中间遇春节停工10天，遇6级以上风浪停工23天。本次勘察以区域资料收集与现场勘察相结合的方法进行。1.4.1 资料收集调查了解周边场地的岩土工程概况、收集了1:20万区域地质图、当地的气象水文资料，并组织相关技术人员对现场进行踏勘。1.4.2 现场勘察现场勘察以测绘、物理勘探手段为主，辅于验证钻孔，并对岩土层进行原位测试。1.4.2.1 测绘及物理勘探本次共布设工程物探线路25条（E1-25）（详见勘察位置平面图），测绘面积约0.33km2，采用水域地震反射方法，外业工作采用GPS制导下的走航式的连续剖面探测法，物探、水深测量（测量比例为1:1000）、RTK-GPS导航定位等3项工作同步进行。物探船采用马力48匹、长度16米、宽4米、速度控制能力强、噪音小的木船。该方法可获得测线上各界面的反射信号，依此可对界面进行划分。测线沿东南-西北和东北-西南走向布置。震源采用气动机械声波水域高分辨率浅层地震勘探连续冲击震源，震源主频在120-2500赫兹，频带特性好，余震衰减快，能量适中，脉冲特性好，对海洋生态及环境保护有利，特别适合各类浅海和滩海过渡带浅地层剖面探测。震源激发时间可调，最小可达1.0s，递增时间间隔0.1s，冲击时间间隔的调整灵活方便；水听器采用西安地质仪器厂的24道水上漂浮电缆。道间距2米；地震仪采用北京水电物探研究所的SWS-6地震勘探系统导航定位采用南方测绘双频RTK-GPS(型号：灵锐S86),RTK GPS接收机载波相位差分能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度，技术指标如下：1PPS输出，与GPS时间差50ns；实时动态（RTK）GPS最高水平精度可达(10 mm +1.5ppm )；实时动态（RTK）GPS最高垂直精度可达(20 mm +1.5ppm)。水深测量采用HD27型高精度回声测深仪。测深点的定位与地震记录同步。测前用检查板对测深仪所测的深度进行比对，消除仪器转速、声速的影响，检测深度为515m。测量期间仪器电压稳定，马达转速均匀。施测时浪高小于0.3m，测量船行驶速度小于3节，符合规范要求。1.4.2.2 钻探共布设钻孔12个（编号“ZK1ZK12”详见勘察位置平面图），钻探设备采用XY-100型钻机，采用连续取芯钻进，回次进尺不大于2m，钻探操作按建筑工程地质钻探技术标准(JGJ87-92)标准执行。探孔放样及定测根据现场控制点A(x= 2617411.838 ，y=549526.747 ，h=26.473m)，B点(x=2617366.320 ，y=549414.234，h=31.137m) （详见总平图T1）。采用RTK进行测放，RTK放置钻机旁，实时定位。坐标系统为1954年北京坐标系，标高为1985年黄海高程。1.4.2.3 标准贯入试验标准贯入试验采用导杆变径自动脱钩自由落锤装置，贯入前对孔底进行清渣，保证锤击数准确可靠，操作过程及方法严格按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）(2009年版)有关规定进行。1.5 勘察施工时间及完成工作量本次勘察野外钻探时间为2012年12月10日至2013年2月19日，实际施工钻孔位置及孔口高程、物探线路详见勘察位置平面图（附图一）及勘探点一览表（附表一）。本次勘探完成工程量见表1.5。勘察工作量一览表 表1项目总进尺/钻孔标贯试验物探海底地形测量钻孔放样单位m/孔次测线平方公里组日数量141.00 / 1236250.33122、区域地质2.1 气象、地理东山县位于北纬23度42分，东经117度25分附近，在中国福建省的南部。东面是台湾海峡，西面是诏安县，西北面是云霄县，东北面是漳浦县。全县由东山岛及其周围44个小岛组成。总面积194平方公里。其中主岛为东山岛，又称“蝶岛”、陵岛，面积为188平方公里，是福建省的第二大岛，全岛的海岸线总长为141.3公里。总人口21.3万人。东山县属于亚热带海洋性季风气候地区，1月份平均气温13.1摄氏度，7月份平均气温27.3摄氏度,多年平均气温为20.8，终年无霜冻，多年平均降水1103.8毫米。 测区位置2.2、区域构造及地震东山县属于省一级构造单元闽东燕山断坳带的二级构造单元福鼎云霄断陷带，线路基本位于其中的坂仔官陂断隆亚带，为火山基底隆起带。东山县位于福安至南靖（北东向）深断裂南侧延伸段、上杭至云霄（北西向）深断裂通过本区，成为区内的主体构造，同时，长乐南澳（北东向）深断裂带也影响到本测区，以至形成了测内较为复杂的地质构造。断裂带活动具长期性。该断裂带的活动自晚元古代至新生代各个地质年代均有不同强度的活动，多期岩浆侵入以及后期热液上升交代胶结。在深大断裂影响范围，可见到岩石受挤压、破碎，多片理化、糜棱岩化，矿物呈定向排列、断裂发育等构造迹象。但在漫长地壳运动中，后期多次岩浆活动，热液充填、胶结成岩。此外沿线次一级构造也较发育。其特点为规模、强度相对小。产状大部分为北西走向，少部分为东西走向。构造的部位岩石仍见强烈挤压破碎。后经岩浆热液上升交代。充填胶结作用成构造岩，对工程影响不大。一般情况下，分布于沉积变质岩中的断裂，主要以挤压片理带、裂隙密集带、破碎带及部分角砾岩带形迹出现；侵入岩体中的断裂多以蚀变破碎带、硅化带、石英网脉带、角砾岩带、糜棱岩带及岩脉型式出现。断裂带中的构造岩，大多数较为坚硬，具块状镶嵌或块状砌体结构，岩石强度较高，较稳定。少部分角砾岩、断层泥、糜棱岩等破碎松软构造岩，强度低，影响边坡及工程的稳定性。场区主要构造详见下图：根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）福建省区域化一览表及建筑抗震设计规范GB50011-2010，调查区沿线场地地震基本烈度为度，基本地震加速度为0.15g，场地地震地质环境为相对稳定区。地质构造图3、场地工程地质条件3.1、地形地貌拟建场地位于漳州市东山县东南侧冬古码头附近，属海岸阶地地貌。测区总体高程在-25.20-6.90m，高差18.30m，详见勘察位置平面图。3.2地基土分布及其性质根据钻探揭露，拟建场地地层结构较复杂（地层顶面起伏较大），地层岩性、厚度和埋藏分布等在横纵向上变化较大。根据地层时代、成因类型、岩性及原位测试等可将本场地地基土分为3个工程地质层，自上而下分述如下：中粗砂：大部分地段有揭露。浅黄色，海积成因，颗粒成分主要为石英、长石，亚圆形，级配一般，中粗砂含量5070%，含泥约1020%，饱和，稍密中密。该层层顶埋深、层顶标高及揭露厚度详见地层统计表。该层属中等压缩性土，力学强度一般，天然状态下工程性能一般。强风化花岗岩：整个场地均有揭露。黄褐、灰白色，成分主要为部分风化的长石和石英颗粒及云母碎屑，原岩结构特征较清晰，岩石风化强烈，岩芯极破碎，呈散体状，手搓易散，标准贯入试验实测击数50击。未发现有洞穴、临空面及软弱夹层，岩石坚硬程度分类为极软岩，岩体完整程度分类为极破碎，RQD=0，岩体基本质量等级分类为级。力学强度较高，但具浸水易软化的特点。该层层顶埋深、层顶标高及揭露厚度详见地层统计表。中风化花岗岩：整个场地均有揭露。灰白色，主要矿物成分长石、石英、云母及暗色矿物组成，裂隙较发育，岩芯呈短柱、长柱状，敲击声脆，RQD为 3075%。岩石坚硬程度属较硬岩，岩体完整程度分类属破碎较完整，岩体基本质量等级为类。该层层顶埋深、层顶标高及揭露厚度详见地层统计表。另外，勘察过程在各风化岩中均未发现有洞穴、临空面、及软弱夹层，但不排除在钻孔之间尚有其它孤石或残留体存在的可能。各岩土层的分布详见物探纵横断面图及钻孔柱状图。本次勘察由于受到钻孔数量及间距的限制，钻孔之间各土层的分布为相邻钻孔的推测结果，实际地层可能与推测结果存在差异，在应用本资料时请根据现场实际情况及时作出调整。3.3水文地质特征测区海域的潮汐型态系数K=（H01+HK1）/Hm2在0.330.34之间，潮汐类型属正规半日潮浅海潮流。澳头站2007年观测资料：平均潮位361cm，最高潮位685cm，最低潮位-16cm，平均高潮582cm，平均低潮155cm，最大潮差656cm，最小潮差171cm；平均涨潮历时5时58分，平均落潮历时6时28分，最大涨潮历时7时2分，最小涨潮历时5时3分，最大落潮历时7时14分，最小落潮历时5时17分。根据工程地区经验，海水对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋、钢结构具中强腐蚀性。3.4物探解译（东山岛海测速度分析的说明）在时间剖面上，各同相轴即代表不同的地层，因此，在时深转换这个步骤中，确定各同相轴对应的速度是十分重要的。本次勘探通过CDP抽道，采用速度谱分析法，获得的各同相轴对应均方根速度范围为：15101700米/秒，见图3.4。本次勘探拟定的速度模型及对应关系如下：海水 1510米/秒； 砂层 15101550米/秒；强风化岩 16001650米/秒；中风化岩 16501700米/秒注：此处所指为均方根速度，而非地层的真实速度。图3.4 通过CDP抽道，采用速度谱分析，获得相应地层的均方根速度3.5地基土物理力学指标（1）原位测试各岩土层标贯试验击数N(击)统计见下表2.5：表2.5统计项目地层名称统计数(次)范围值（击）平均值（击）标准差变异系数标准值（击）中粗砂13172521.82.640.1220.5强风化花岗岩2351.783.365.48.650.1362.3本次勘察采用标贯试验并结合本区域工程经验综合评价各岩土层的物理力学性质指标。各岩土层试样规格、试验手段选择得当，操作方法符合规范要求，试验成果较为准确、可靠。其中主要岩土体的物理力学性质指标详见标准贯入试验统计表。统计结果表明，试验指标较均匀，变异系数小于0.30，岩土层划分较合理。（2）岩土设计参数岩土设计参数根据物探成果、标贯试验成果并结合地区经验提供见表2.6。 岩土设计参数 表2.6 岩土名称重度快剪压缩模量承载力特征值渗透系数粘聚力内摩擦角rCkkEsfakkkN/m3kPa度MPakPacm/s中粗砂1920520308122001.010-2强风化花岗岩20222030253530605001.010-4中风化花岗岩242625005.010-44、地震效应与场地类别根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）福建省区域化一览表及建筑抗震设计规范GB50011-2010，调查区沿线场地地震基本烈度为度；东山县的设计基本地震加速度为0.15g，第一组，场地类别划分为类。5、岩土工程评价5.1 岩土体分析与评价测区地基土由中粗砂、强风化花岗岩、中风化花岗岩组成。中粗砂：中压缩性土，稍密-中密，力学强度一般，工程性能一般。强风化花岗岩：低压缩性土，力学强度较高，工程性能较好。中风化花岗岩：力学强度高，工程性能好。5.2 场地稳定性及适宜性评价根据现场勘察成果并结合1:20万区域地质资料，该拟建场地范围内及附近未见有活动性断裂通过，拟建场地内也无岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降等影响场地稳定性的不良地质作用和地质灾害，场地稳定。场地内未发现有埋藏的河道、暗沟、暗浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物，在各风化带基岩中未见有地下洞穴、临空面或软弱岩层。场地下无震陷软土层分布，分布的砂层不会产生液化，该场地适宜栈桥建设及管线铺设。 中粗砂液化判定表标贯孔试验深度(米)地下水位(米)锤击数临界值(击)锤击数实测值(击)是否液化ZK11.806.4819否ZK21.56.321ZK31.86.4820ZK41.86.4822ZK51.86.48173.37.3824ZK62.16.6624ZK72.06.625ZK81.86.48223.37.38255.3 栈桥