吴界山管线文字报告

瑞安市吴界山取水泵站迁建工程管线岩土工程勘察报告初步设计详细勘察1、前言为查明瑞安市吴界山取水泵站迁建工程管线部分场地工程地质条件，取得设计所需参数，以便经济、合理、安全地进行地基基础设计，受瑞安市水务集团有限公司的委托，我院对其拟建的吴界山取水泵站迁建工程管线部分工程进行初步设计详细勘察的岩土工程勘察任务。1.1、工程概况 本管线工程位于瑞安市沿高楼镇绿道工程和高楼镇、马屿镇S330省道及瑞文公路边。管线沿老S330省道公路旁穿越，公路外侧为飞云江河流，公路路面高于河床面约611m，路面至河床面陡坎基本呈直立状。新建DN1600输水钢管，长度9.6km；新建DN1200输水钢管，长度5.2km；新建简易拦水坝一座。本工程拟采用天然土弧基础、砂石垫层基础、顶管施工或桩基础。1.2、勘察目的、任务和要求本次勘察按任务委托书及市政工程勘察规范要求执行，其目的及具体任务如下：1、查明拟建给水管线路地基土埋藏条件、构成特性、分布规律及物理力学性质，提供地基承载力特征值，强度与变形参数。2、查明饮用水供水管道穿越地段地基土埋藏条件、构成特性、分布规律及物理力学性质，提出桩基设计方案建议。3、查明不良地质作用的成因类型，分布范围及危害程度，提出评价整治所需的岩土技术参数和整治方案。4、软弱地基的振动液化地层适宜的处理和加固方案的选择。5、查明水文地质条件，评价地下水对施工的影响，判定地下水类型及其对管材、钢筋、混凝土的腐蚀性。6、判明场地类别和场地土类型，提供抗震设计的有关参数。1.3、勘察依据及执行的技术规范、标准1、勘察任务委托书及管线分布地形图2、市政工程勘察规范(CJJ56-94)3、岩土工程勘察规范（GB500212001）（2009年版）4、建筑地基础设计规范(GB50007-2002)5、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）6、建筑抗震设计规范（GB50011-2010）7、岩土工程勘察文件编制标准（DBJ10-5-98）浙江省标准8、建筑工程地质钻探技术标准（JGJ87-92）9、土工试验方法标准（GB/T50123-1999）1.4、工作概况及完成工作量本次勘察孔的位置及数量由建设单位确定，按150m200m间距进行布置，本次完成数量为71个，孔口高程由委托方所提供的地形图上读取，详见勘探点平面位置图（图号：1-1及1-2）。 本次勘察施工采用三台100型工程钻机，勘察方法主要以钻探为主，钻探时全断面取芯划分地层、岩性特征，并采取土试样、野外原位测试试验，获取地基土的物理力学性质指标和工程特性。本次勘察我院依据委托书及合同要求，于2014年3月5日组织机组人员进入现场开始勘探施工，至2014年3月27日结束外业工作。本次勘察完成工作量见下表1。主要完成工作量一览表 表1野 外 工 作室 内 试 验勘察项目孔深(m)孔数(个)项目总数量钻 孔一般性钻孔26常规试验13件技术性钻孔45固结快剪13件钻孔总进尺678.20m渗透试验37件定孔、测量孔口标高71个颗粒分析24件地下水位测量71个岩石抗压强度试验6件原位测试标准贯入试验37段次水简分析2组重型动力触探试验114段次取样原状样13件扰动样24件岩样6件水样2组2、场地岩土工程地质条件2.1、气象、水文、地形地貌瑞安市属亚热带海洋型季风气候区，气候温暖湿润，雨量充沛，四季分明，全年无严寒酷暑。年平均气温18，最高气温39，最低气温-4.3，年平均无霜期270天，多年年平均降雨量为1600mm，降雨主要集中在56月份的梅雨期和79月份的台风暴雨期，其降雨量占全年降雨量的70%以上。管线通过区地貌单元属剥蚀低山与河流冲洪积平原交界处，但大部部处于冲洪积河岸区域，公路外侧为飞云江河流，公路路面高于河床面约611m，路面至河床面陡坎基本呈直立状。2.2、岩土层构成及特征根据本次勘探深度15.4m范围内地基土自上而下划分为以下7个工程地质层（其中第层分为三个亚层）（详见剖面图及钻孔柱状图）。层：杂填土（Q4ml）以灰黄色为主，局部为杂色，干湿，主要由人工回填的卵石、碎石、中粗砂及粘性土为主，局部地段表层以建筑垃圾为主。碎、卵石直径一般为25cm,占40%，砂含量约占30%，其余为粘性土圾植物根茎。分散性较差，结构不均匀，分布不均匀，厚度大小不等。层厚0.29.4m，层面高程24.600.20m。层：粉质粘土（Q4pl-dl）灰黄色，可塑，成份以粉粒、粘粒为主，次为砂粒，局部含砂量较高，含铁锰质结核。切面较粗糙，摇震反应中等，干强度、韧性中等，分布不均匀，厚度相对较小。标准贯入试验实击数N=57击/30cm。层厚1.22.0m，层面高程-13.902.80m。层：细砂夹淤泥（Q4m）褐灰色，呈松散状，饱和，主要以细砂、粉砂及淤泥为主。切面较光滑，摇震反应中等高，分布不均匀，厚度大小不等。标准贯入试验实击数N=35击/30。层厚1.16.8m，层面高程6.80-2.60m。层：含砾细砂（Q4pl-dl）灰褐色、灰黄色，呈松散稍密状，主要以细砂粒为主，局部含少量砾石，砾石直径一般0.52cm，含量约占15%，但砾石分布不均匀，易扰动，具中高压缩性，易垮孔，遇水易产生流砂现象。分布不均匀。标准贯入实击数N=46击/30cm。层厚0.44.2m，层面高程14.80-4.80m。层：粘土（Q4m）兰灰色，呈软可塑状，饱和，成份以粘粒为主，少量为砂粒，含铁锰质结核。切面光滑，干强度、韧性高，摇震反应无，分布不均匀，厚度大小不等。标准贯入试验实击数N=58击/30。层厚1.69.9m，层面高程6.00-2.50m。层：卵石（Q4pl-dl）灰色、褐灰色，湿饱和，中密密实，主要为卵石、砾石及中粗砂组成，卵石含量约5565%，粒径约0.25cm，个别达612cm，呈亚圆形、椭圆形，间隙以细砂充填，胶结较差。钻进较困难，钻具震动，孔壁易塌陷。场地内似少数钻孔地段缺失该层。重型动力触探试验实测击数N63.5=728击/10cm，层厚0.712.7m，层面高程23.60-6.70m。-1层：全风化凝灰岩（J3x）为灰黄、灰褐色，岩石风化剧烈，已被完全风化为粉土状，呈稍密状，主要以砂粒、粉粒等组成，局部夹少量未风化的碎屑及碎块。易钻进，手捏易碎。仅少数地段揭露该层。标准贯入试验实测击数N=1115击/30cm。层厚1.09.4m。层面高程22.904.30m。-2层：强风化凝灰岩（J3x）岩性为酸性、中酸性火山碎屑岩，为灰褐色、灰色，上部少量已风化成砂土状，下部岩芯破碎，岩芯呈碎块状，裂隙很发育，裂隙面见有氧化物，岩石较坚硬，钻进困难，钻具震动，有反弹，节长25cm,承载力高，压缩性低。仅在少数钻孔地段揭露该层。厚度0.91.1m，层面高程18.0017.20m。-3层：中风化凝灰岩（J3x）评价类型腐蚀介质测试值评定标准环境类型为类腐蚀等级评价结果混凝土结构SO42-（mg/L）4.724.51300微微Mg 2+（mg/L）1.901.732000微NH4+（mg/L）-500-OH-（mg/L）-43000-总矿化度（mg/L）218.5204.120000微PH值6.146.376.5微侵蚀性CO2（mg/L）9.357.0415微HCO3-（mmol/L）17.5126.371.0微钢筋混凝土结构中的钢筋Cl-(mg/L)4.053.63长期浸水：10000微微干湿交替：100微钢结构（钢材）PH值、 Cl-+ SO42-6.146.37、8.778.14PH311Cl-+ SO42-500微微备注根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)版及(2009版)中第12.2节进行评价青灰灰黄色为主，原岩结构较清晣，隐晶质结构，块状构造，矿物成分部份风化蚀变。闭合状裂隙较发育，裂隙面较平整，岩石较坚硬，锤击声脆。钻进速度较慢，岩芯呈短柱状、块状为主。仅在少数钻孔地段揭露该层。控制厚度1.25.5m，层面高程21.907.40m。2.3、水文地质条件地下水根据其赋存状态由上而下分为以下几类：（1）上层滞水：主要分布于上部填土层，水位受降雨、地表水等因素影响，属强透水层。（2）孔隙潜水：主要分布于粉质粘土、砂夹淤泥、含砾细砂、卵石层及粘土层。粘质粘土层及粘土层为本场地相对隔水层，砂夹淤泥及含砾细砂、卵石层为本场地主要含水层，水位受降雨、地表水等因素影响，地下水径流条件比较差，水量小。丰水期受河水补给为主，枯水期时向河床排泄。（3）基岩裂隙水：分布于凝灰岩裂隙中，基岩裂隙较发育，但基本上呈闭合状为主，少数被泥砂质充填，透水性比较差，水量不丰富。主要受大气降水及侧向补给为主，地下水向低洼的河流排泄。勘察期间测得钻孔的地下稳定水位埋深为4.45.8m，地下水年变幅一般在2.03.0m。场地内地基土层基本属强透水层，场地与河床高差较大，地下水（河水）对基槽开挖影响一般较小，如遇有地下水时，可采用简易降水方法进行。根据我院在取水泵站场地中的ZK4、ZK7孔各取一组地下水水样，经室内简分析试验资料（见下表2）结果显示，本场地属相对强透水层，环境类别为类，其结果表明：场地地下水及地基土对混凝土结构具微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢材具微腐蚀性。地下水腐蚀性项目判定表表22.4、不良地质作用给水管线线路位于瑞安市高楼镇境内，地基土类型为中硬土，经野外场地调查，由于管线穿越段为飞云江河流岸边，部分河段河岸较陡，形成6.011.0m高的临空面，在洪水期河水冲刷对本工程也有一定影响，设计时应于重视。场地无其它不良地质作用存在，适宜本工程建设。2.5、场地类别及抗震设防烈度依据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，根据区域资料分析，建筑场地类别为类，设计地震分组为第一组，特征周期为0.65s。根据拟建场地内地基土性质、厚度及分布情况等，结合地区工程建设经验，综合判别拟建场地为类场地,场地环境类型属类，根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）5.7条规定，属抗震有利地段，设计时可不作液化处理。3、岩土工程地质条件分析评价3.1、岩土参数的选取岩土参数的统计按照岩土工程勘察规范（BG50021-2001）进行：注：式中的正负号按不利组合考虑式中：岩土参数的平均值 岩土参数的标准差 岩土参数的变异系数 岩土参数的标准值异常数据舍弃采用3倍的标准差进行。经对各岩土层物理、力学指标进行分层统计后，其结果详见附表2，设计选取参数详见“地基与基础设计主要参数一览表”，其中抗剪强度指标采用标准值，压缩模量指标采用平均值，天然地基承载力采用容许值，渗透系数取最大值。设计参数取值结合地区经验等综合确定。3.2、地基土评价层杂填土：场地分布不均匀，分散性较差，结构不均匀，厚度大小不等。为人工回填而成，尚未进行分层压实。管道需穿越该层时需进行压实处理。层粉质粘土：场地分布不均匀，厚度较小，埋深较浅，呈可塑状，具中等压缩性，地基土容许承载力值为140Kpa，部分地段管道需穿越该层，可作为管道基础持力层。层细砂夹淤泥：呈松散状，饱和，摇震反应中等高，分布不均匀，厚度大小不等，具高压缩性。地基土容许承载力值为80Kpa，部分管道需穿越该层时需进行地基处理。层含砾细砂：呈松散状，砾石含量分布不均匀，固结性差，易垮孔，遇水易产生流砂现象，具高压缩性，地基土容许承载力值为100Kpa，局部管道需穿越该层需进行地基处理。层粘土：呈软可塑状，干强度、韧性高，摇震反应无，分布不稳定，厚度大小不等，具高缩性，但埋藏深度相对较深，地基土容许承载力值为120Kpa，管道如需穿越该层需进行地基处理。层卵石：湿饱和，稍密中密，局部埋藏较深，工程力学性质较好，具低压缩性，管线大部分穿越该层，地基土容许承载力值为280Kpa。桩端承载力特征值qpa=1200Kpa，-1层全风化凝灰岩：呈稍密状，手捏易碎，工程力学性质较好，压缩性中低，埋藏相对较深，地基土容许承载力值为200Kpa。-2层强风化凝灰岩：工程力学性质较好，承载力高，压缩性低，地基土容许承载力值为350Kpa，桩端承载力特征值qpa=1800Kpa，可作天然基础或桩基持力层使用。-3层中风化凝灰岩：工程力学性质好，承载高，岩石饱和抗压强度标准值为27.0Mpa,地基土容许承载力值为2500Kpa，桩端承载力特征值qpa=4500Kpa，可作天然基础或桩基持力层使用。4、管道设计及施工评价4.1、管道设计4.1.1、天然土弧基础、砂石垫层基础ZK1ZK12、ZK13ZK17、ZK19ZK37、ZK38ZK51、ZK52ZK59、ZK60ZK62段拟建供水管道根据设计埋置深度自路面以下1.2m,可采用明挖铺设施工，管道穿越工程地质层较复杂，对穿越杂填土层、细砂夹淤泥层、含砾细砂层及粘土层时，建议采取相应的地基处理（可采用砂石垫层方案），压实度应达到相关规范及设计要求。基坑开挖时易产生坍塌现象，建议施工时可按1：1.50进行放坡，且需做好降排水措施。4.1.2、顶管施工：ZK59ZK60、ZK62ZK63段拟建供水管道当需穿越道路地段时，可采用顶管施工，但管道穿越工程地质层较复杂，且当穿越卵石层时钻进施工难度相对较大，且局部地下水位较高。因此施工前应制订有效可行的施工方案，再论证方案的可行性及安全性。施工井或基坑开挖时，为了保证井壁或基坑边坡稳定性，应根据场地工程地质条件选取必要的支护措施或合理坡率放坡，基坑开挖及定向钻穿越施工时还需做好降排水措施，防止地表水及地下水冲刷和浸泡基坑。4.1.3、桩基础ZK12ZK13、ZK17ZK19、ZK37ZK38、ZK51ZK52、ZK63ZK71段拟建供水管道当需穿越河流段（高楼溪、飞云江及各溪流）时，建议采用桩基础（支墩）过河进行穿越，桩基础（钻（冲）孔灌注桩）建议以层卵石为桩端持力层，桩长应达到抗倾覆及抗冲刷要求。当管道穿越河流采用桩基础时需报海事部门及水利部门审批后方可实施。4.2、基础设计主要参数基础设计采用的主要岩土技术参数，包括地基土承载力容许值、压缩模量、渗透系数、桩侧阻力特征值、桩端阻力特征值是根据室内常规试验及原位测试及等成果取得，并结合本地区建筑施工经验，提出基础设计主要技术参数的选取建议值采用下表3： 地基与基础设计主要参数一览表表3指标土层重力密度压缩模量Es渗透系数固结快剪地基土容许承载力值钻（冲）孔灌注桩桩基参数KvKh粘聚力C内摩擦角桩周土摩阻力特征值qsa桩端土端阻力特征值qpakN/m3MPacm/scm/s(kPa)()kPakPakPa层杂填土18.5-1010-层粉质粘土18.44.795.23E-052220.514010-层细砂夹淤泥18.0-1.05E-0355805-层含砾细砂18.5-2.25E-035101005-层粘土18.34.237.25E-0631.815.712010-层卵石20.56.04E-03-030.0280301200-1层全风化凝灰岩20.0162420020-2层强风化凝灰岩22.0-5040350501800-3层中风化凝灰岩25.0-2004525008045004.3、单桩竖向承载力特征值估算单桩竖向承载力特征值Ra按以下式估算：Ra=qpaAp+upqsiaIi其中：Ra 单桩竖向承载力特征值（KN）qpa 桩端端阻力特征值（kpa）Ap 桩底（端）截面面积（m2）up 桩身周边长度（m）qsa 桩侧第i层土的侧阻力特征值（kpa）Ii 桩周第i层土的厚度（m）以上式中符号意义详见（GB50007-2002）规范，桩的侧阻力特征值qsia及桩端承载力特征值qpa见上表3或附表1，单桩竖向承载力特征值估算见下表4： 单桩竖向承载力特征值估算 表4 4.4、成桩可能性分析及成桩注意事项根据工程地质条件及拟建建筑物特点，结合当地桩基础施工经验，适宜采用钻（冲）孔灌注桩，但设计及施工时应注意以下事项：（1）由于场地内地基土属强透水层，渗透性较好，桩孔成孔时可能水量较大，应采用有效护壁及降、排水措施。如孔内隔水不好，有地下水渗入孔内时，混凝土灌注应严格按水下混凝土灌注要求进行。（2）桩孔中心与桩中心的偏差不得大于50mm，桩孔的垂直度应小于1，孔底沉渣厚度不大于50mm。（3）成孔后经验槽（桩）确认桩端进入持力层设计深度及清底符合设计要求后，应及时进行浇灌混凝土，以防止持力层暴露并扰动后导致承载力降低。（4）报告估算的单桩竖向承载力特征值是初步估算的结果，供设计参考（单桩竖向承载力特征估算值见表4）,桩基工程施工后单桩竖向承载力特征值应进行静载荷试验确定，必要时可根据试验结果作适当调整。桩基施工结束后，应根据规范要求，进行动测及静压试验，以检验桩身质量及承载能力。5、结论与建议5.1、本次勘察根据委托要求，查明了拟建吴界山取水泵站迁建工程给水管线的工程地质条件，提供了地基土的物理力学指标和地基基础设计参数，满足了设计及任务的要求，本勘察报告可作为本工程地基基础设计依据。土层资料取自孔号桩端持力层编号及名称桩型桩径(mm)桩长(m)桩侧阻力特征值(KN)桩端端阻力特征值(KN)单桩竖向承载力特征值(KN)ZK18层卵石钻（冲）孔灌注桩60016.6339339678ZK6760023.3296339635备注1、桩长从高程13m（黄海高程）起算。2、估算的单桩竖向承载力特征值，是指地基土对桩支承能力，没有考虑桩身材料的抗压承载力。5.2、场地透水性相对好，浅层地下水为孔隙潜水，受季节性变化大，丰水期受河水补给为主，枯水期时向河床排泄，水位变动幅度较小，地基与基础设计及施工应采取有效的降排水及