平定桥梁勘察报告(修改后)

1、一、前 言(一)工程概况与场地现状平定县城新建路跨阳涉铁路桥中心位于新建路桩号K0+808.478与阳涉铁路桩号K8+088.40的交汇处，该桥西侧位于阳煤集团第二职业技术学校西侧的东关村，东侧位于阳煤集团新派塑胶厂内。该桥为830m+150m+830m+425m+1020m全长830m，共计32个墩台，宽度为23m的特大桥，上部结构不详，下部结构拟采用钻孔灌注桩基础，单桩承载力最大为7000KN。我公司曾于2011年8月份提交过该桥的勘察报告，当时共布置32个钻孔与3个探井，共计钻探进尺713.3m，由于当时各勘探点勘探深度较浅(深度介于7.544.6m之间，大部分为15m左右)，而该桥场地

2、地质条件复杂，并且存在有煤层采空区，经过设计单位、建设单位与我公司三方同意对该桥进行第二次勘察，勘察深度以揭露底部的“丈八煤层”底下的8m左右为准。由于铁路西侧场地均位于东关村的民房中，东侧有4个钻孔位于阳煤集团新派塑胶厂房中，故本次勘察只完成东侧场地的14个钻孔，本勘察报告只为该桥东侧场地的勘察报告。(二)勘察工作综述为查明拟建场地的工程地质条件，为该桥基础和上部结构的设计与施工提供准确的工程地质资料，按照中铁工程设计咨询集团有限公司桥梁工程设计研究院的技术要求，对该桥东侧拟建场地进行了工程地质详勘工作，勘察工作叙述如下：1.勘察工作的依据.市政工程勘察规范 (CJJ56-94).公路工程地

3、质勘察规范 (JTJ064-98).岩土工程勘察规范 (GB50021-2001-2009版).公路桥涵地基与基础设计规范 (JTG D63-2007).湿陷性黄土地区建筑规范 (GB50025-2004).公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89).公路桥梁抗震设计细则 (JTG/TB02-01-2008).建筑抗震设计规范 (GB50011-2010).土工试验方法标准 (GB/T50123-1999).该桥第一次勘察报告，由我公司于2011年8月份提供。2.勘察目的与任务要求根据设计单位的委托，结合勘察依据的各种规范与拟建场地所处的地貌单元，本次勘察的目的、任务与要求如下：.查明拟建场

4、地勘察范围内有无影响该工程稳定与安全的不良地质作用。.查明拟建场地勘察深度范围内的地层岩性，各岩土层的物理力学指标及工程特性，提供各岩土层的地基承载力基本容许值及采用钻孔桩时各岩土层的桩侧摩阻力标准值以及岩石的抗压强度标准值。.查明拟建场地勘察深度范围内是否存在有湿陷性黄土，并对其湿陷性进行评价。.查明拟建场地勘察深度范围内地下水的埋藏情况、类型、地下水位的季节性变化幅度及规律，并对该桥所处环境介质对混凝土的腐蚀性做出评价。.对该桥可能采用的地基与基础方案进行论证，提出安全、技术可行、经济合理的地基与基础方案建议。3.勘探点的布设根据设计单位的技术要求，结合勘察依据的各种规范，本次勘察在该桥预

5、设的每个墩台位置各应布置2个勘探点，共应布置64个钻孔，由于前述的原因，本次勘察实际只完成14个钻孔。勘探点类型为取样孔与鉴别孔，实际勘探深度为49.058.5m。各勘探点的布设位置、类型与深度等详见附图01“构筑物与勘探点平面位置图”与表01“勘探点一览表”。4.勘察技术要求.勘探要求钻孔按回次进尺仔细描述，所取岩土样定名后立即封存、贴签并及时送回试验室。根据该区的勘察经验，由于勘察深度范围内不会揭露地下水，故可不采取地下水样。.野外波速测试要求波速测试在钻孔钻至50m终孔后，在2个钻孔内进行单孔波速测试。.室内岩土工试验要求所取的原状样做常规试验；扰动样作筛分试验；压缩试验按实际受压进行加

6、荷，部分土样增做直接剪切试验。岩石样根据其完整程度进行天然抗压强度与饱和抗压强度试验。.室内土质分析试验要求对留取的进行土质分析的土样严格按照公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)附录D“环境介质对混凝土腐蚀的评价标准”与岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第12.2节所要求的试验项目与试验方法进行分析试验。5.勘察采用设备与方法本次勘察钻孔采用4台文登240型钻机与1台DPP-100型钻机，泥浆护壁，回转钻进。6.勘察工作简述与完成工作量根据上述勘察技术要求组织人员与设备完成了本次勘察任务，工作简述如下：.本次勘察野外工作于2012年01月06日完成；室内土工试验于2012年01

7、月20日结束；室内资料整理及报告编制工作于2012年01月30日完成。.勘探点按照预设墩台位置现场测放，勘探点标高和坐标测定采用GPS仪器完成，均由山西益智集团完成与提供。.本次勘察实际共完成勘探点14个，钻探总进尺742.40m，取原状土样8件，岩石样60件，波速测试2孔。室内常规土工试验8件，岩石抗压强度试验60件，进行土质分析试验3件。.各勘探点的孔性、孔深、坐标、标高及地下水水位情况详见下表01“勘探点情况一览表”。 勘探点情况一览表 表01孔号孔深(m)孔 性孔口标高(m)坐 标地下水位(m)XY埋深(m)标高(m)K22-158.50取样孔725.1592139.752.215未揭

8、露K22-258.40取样孔725.1492123.564.204K23-157.00取样孔727.1992162.409.879K23-256.00取样孔727.1092146.221.869K24-153.00取样孔727.0592185.065.543K25-151.40取样孔727.3292207.722.208K26-150.70取样孔727.4892230.378.872K27-155.00取样孔728.1192253.035.536K27-249.00取样孔728.1192236.847.526K28-151.40取样孔728.3092275.757.156K29-149.80取

9、样孔728.5292298.414.973K29-250.20取样孔728.5992282.182.835K30-152.00取样孔738.3692320.877.210K30-250.00取样孔736.4692304.447.213二、场地工程地质条件(一)地形、地貌与工程地质分区拟建该桥场地从大的地貌上看属于小起伏喀斯特侵蚀中山。工程地质分区属于太行褶断山次稳定工程地质区。勘察区间内(东侧)场地地势整体呈东高西低逝，各勘探点高程介于725.14738.36m之间，最大高差13.22m。(二)场地岩土构成与工程特性根据勘探揭露地层情况，场地岩土在勘探深度范围内主要由底部的石炭系上统太原组二段

10、()与太原组一段()沉积的页岩(炭质页岩)、石灰岩(四节石灰岩)与煤层(丈八煤)以及顶部第四系全新统新近沉积的填土等构成。现根据野外记录与岩土试验资料,对各岩土层的构成与工程特性从上至下分述如下:1层，杂填土()：杂色。含有大量的砖渣、白灰、煤渣、水泥地面等建筑垃圾与少量的生活垃圾。干稍湿。成份杂乱，结构松散。该层仅分布于K22-1、K22-2、K24-1、K25-1、K26-1、K27-1、K27-2、K29-1、K29-2共9个钻孔中，层厚介于0.303.00m之间，层底埋深介于0.30m3.00m之间，层底标高介于723.44726.75m之间。2层，素填土()：黄褐色。以回填的粉质粘土

11、为主，含大量的风化页岩、砂岩碎块等。可塑。光滑，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。该层天然孔隙比平均值为0.713，液性指数平均值为0.34。该层在K29-1钻孔中缺失。其余钻孔中该层层厚介于1.3014.00m之间，层底埋深介于1.3014.80m之间，层底标高介于710.34737.06m之间。层，页岩()：灰褐色。以炭质页岩为主，局部夹有砂质页岩。泥质胶结。层状结构。强风化。属于极软岩。极破碎。节理发育。岩芯采取率约为60%。该层自然抗压强度标准值为0.39MPa。该层在K24-1、K29-2的中部夹有灰岩，定为1层，在此不做描述；在K26-1、K29-1中夹有砂岩，定为2层，在此不做描

12、述。该层层厚介于3.2025.00m之间，层底埋深介于12.3026.30m之间，层底标高介于703.60715.18m之间。层，页岩()：灰褐、褐黄色。以炭质页岩为主，局部夹有砂质页岩。泥质胶结。层状结构。中等风化。属于极软岩。破碎。节理发育。岩芯采取率约为75%。该层自然抗压强度标准值为1.50MPa。该层在K30-1、K30-2两个钻孔中缺失，其余钻孔中该层层厚介于4.4015.00m之间，层底埋深介于21.2034.70m之间，层底标高介于690.44707.32m之间。层，灰岩()：灰黄色。属于典型的“四节石灰岩”，偶夹燧石，并含有腕足类化石。块状结构。中等风化。属于较硬岩。较破碎。

13、节理发育(钻探时有严重漏水现象)。岩芯采取率约为90%。该层饱和抗压强度标准值为31.01MPa。该层层厚介于2.707.10m之间，层底埋深介于26.4038.20m之间，层底标高介于786.94709.06m之间。层，页岩()：黑褐、灰褐色。以炭质页岩为主，局部夹有砂质页岩。泥质胶结。层状结构。中等风化。属于极软岩。破碎。节理发育。岩芯采取率约为75%。该层自然抗压强度标准值为3.53MPa。层，煤层()：黑色。该层属于典型的“丈八煤”(T1)，煤质较好。该层厚度稳定，在每个钻孔中均有分布。该层层厚介于5.507.90m之间，层底埋深介于38.4052.50m之间，层底标高介于672.65

14、694.16m之间。该层在钻进过程中部分钻孔中发生掉钻现象，根据掉钻前后钻进情况的分析判断，掉钻位置即为采空区，具体掉钻的为五个钻孔，即：K22-1、K22-2、K23-2、K27-1、K28-1，本报告将采空区定为空洞，并定名为1层，实际揭露的空洞高度大小为0.902.50m，空洞底部深度为37.4051.50m，底部标高为675.60690.90m。层，页岩()：黑褐、灰褐、灰白色。上部以钙质、炭质页岩为主，下部夹有细砂岩、泥质页岩和铝土质页岩。泥质胶结。层状结构。微风化。属于极软岩。较破碎。节理发育。岩芯采取率约为85%。该层自然抗压强度标准值为3.29MPa。该层未揭穿。上述各土层之间

15、的接触关系、取样以及标准贯入试验位置、击数等详见工程地质剖面图(0208)。地基土层厚度、层底埋深、层底标高统计结果详见下表02“地基岩土层统计表”。 地基岩土层统计表 表02层号岩土名称厚度（m）层底埋深（m）层底标高（m）最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值1杂填土3.000.301.803.000.301.80726.75723.44725.472素填土14.001.809.4214.804.3010.73724.29710.34716.50页 岩26.303.209.9626.3012.3018.52715.18703.60710.26页 岩15.004.408.36

16、34.7021.2025.99707.32690.44701.35灰 岩7.102.704.9738.2026.4030.66709.06686.94698.12页 岩12.805.309.0046.5032.0039.66700.66678.65689.12煤 层7.905.506.3352.5038.4045.99694.16672.65682.79页 岩未揭穿(三)地下水本次勘察各勘探点在勘探深度范围内未揭露地下水，故该桥可不考虑地下水的影响。(四)不良地质作用和特殊岩土拟建该桥场地在本次勘察范围内未发现有影响工程稳定与安全的岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用，但是揭露有煤层采空区。

17、本节主要对该桥场地和地基的地震效应以及煤层采空区做出评价。1.抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组与场地特征周期根据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)附录A：拟建该桥场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组。根据中国地震动反应谱特征周期区划图，场地特征周期为0.40s。2.场地土类型与场地类别以及桥梁抗震设防类别根据公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)第4节，结合剪切波速测试资料(试验结果详见附件“剪切波速测试报告”)，确定该桥拟建场地的场地土类型与场地类别详见下表03“场地土类型与场地类别确定表”。场地土类型与场

18、地类别确定表 表03波速测试孔号覆盖层厚度(m)等效剪切波速(m/s)场地土类型(综合)场地类别K22-237.0m264.2第层为中软土；、层为中硬土，其下为坚硬土与岩石K30-129.0m256.7综合考虑，该桥场地的场地类别为类。 根据公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)表3.1.1，结合该桥的实际情况，综合确定该桥的抗震设防类别为B类。3.地震液化根据公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008)第4.3.2条，该桥场地可不考虑地震液化的影响。4.抗震地段划分根据公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)与建筑抗震设计规范(GB50011-2001)结

19、合拟建该桥梁场地的地形地貌、岩土类型、地震液化等综合确定：拟建该桥梁场地处于抗震一般地段。5.地基土震陷根据本次剪切波速测试结果，场地各土层波速值均大于140m/s，根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第5.7.11条及条文说明判定，本场地可不考虑地基土的震陷问题。6.采空区根据本次勘察各钻孔的实际钻探结果，K22-1、K22-2、K23-2、K27-1、K28-1五个钻孔发生掉钻现象，将其确定为采空区，并定为1层空洞，实际揭露的空洞高度大小为0.902.50m，空洞底部深度为37.4051.50m，底部标高为675.60690.90m。由于揭露空洞的五个钻孔在平面上无明显规律，并

20、且还有四个钻孔本次勘察未施工，故无法准确确定是小窑采空区还是大的采空区或巷道。以连续的K27-1、K28-1空洞为例，空洞高度为2.1m，埋深为37.0m，采深采厚比为17.6，属于小于30的地段，根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001-2009版)第5.5.5条，应该对该采空区进行专门的适宜性评价。7.特殊岩土根据揭露土层情况分析，该场地的特殊性岩土只可能为湿陷性黄土(无软土、膨胀性土)，并且可能存在于第2层素填土层中，本次勘察未布置探井取样进行湿陷性试验，根据第一次我公司提供的该桥的勘察报告中探井土工试验结果，各探井土样的自重湿陷系数、湿陷系数均小于0.015，故该桥场地可不考虑湿

21、陷性的影响。三、场地土、水综合分析与评价(一)各土层物理力学指标各土层的物理力学指标是根据野外勘察期间所取的土样(经试验室测定)与野外所进行的原位测试指标得到的。为了避免土样在取样、运输、试验以及原位测试过程中的人为错误，必须对测定结果进行统计后才可应用，其统计方法、应用原则如下：1.统计方法.按层位分别统计各层的相关性指标。.先对指标值进行观察删除明显不合理的指标值，经过初步统计后再根据数理统计3的原则，舍去过于离散值，给出指标的一般范围值。.对指标的一般范围值内的数据进行统计，对子样个数大于或等于6个的指标计算其平均值、标准差、变异系数；对于子样个数为45个的指标计算其平均值；对于子样个数

22、为13个的指标只列出其值做为参考。2.指标应用原则根据前述统计结果得出的平均值、标准差、变异系数、统计频数等，经分析、选定按不利组合分别取其最大(最小)平均值或按下式对平均值进行统计修正后做为该指标的标准值。 标准值 平均值 统计修正系数 变异系数“”号根据指标的重要性、变异性及子样个数按不利组合采用。钻孔中所取原状土样质量等级低于级，使用各指标时应按不利组合采用。3.统计结果场地各岩土层的物理力学指标统计结果详见附表“各土层物理力学指标统计表”。(二)环境介质对混凝土的腐蚀性评价该桥场地未揭露地下水，环境介质主要为预估的桩长范围内的土体。根据公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)附录D“

23、环境介质对混凝土腐蚀的评价标准”与岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第12.2节所要求的试验项目与试验方法对部分土样(岩石样未采取，可不考虑)进行了分析试验，试验结果详见附件“检测报告”。根据公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)附录D“环境介质对混凝土腐蚀的评价标准”对其腐蚀性进行评价，结果如下：该桥场地桩长范围内土体的环境类型为类(弱透水岩土层，均不具有干湿或冻融交替作用)，其对混凝土均不具有腐蚀性。(三)各土层主要力学参数根据附表“各岩土层物理力学指标统计表”，参照公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）,结合该区的勘察经验对各岩土层的地基承载力基本容许值、钻

24、孔桩桩侧土极限摩阻力标准值、岩石抗压强度标准值进行综合确定，确定结果详见下表04“各岩土层主要力学参数表”。各土层主要力学参数表 表04层 号名 称状 态地基承载力基本容许值(KPa)钻孔桩桩侧土摩阻力标准值(KPa)天然抗压强度标准值 (MPa)饱和抗压强度标准值 (MPa)2素填土可塑13035页 岩强风化250800.39页 岩中风化6001201.50灰 岩中风化300031.01页 岩中风化8003.53煤 层300页 岩微风化10003.29四、主要岩土工程问题分析从以上场地工程地质条件与场地岩土水综合分析中可以看出拟建场地与拟建桥梁工程主要的岩土工程问题是采空区问题、地基与基础方

25、案两个方面，现分析如下：(一)采空区问题由前述评价可知：该桥场地的采空区采深采厚比小于30，应对其进行专门的适宜性评价，根据经验可知，该采空区采深采厚比较小，上部岩层以强中风化的页岩为主，应对采空区进行必要的处理，处理方法以注浆法为主。故建议建设单位委托有地质灾害资质的单位进行该采空区的适宜性评价，并请设计单位根据评价结果进行采空区的专项设计。(二)地基与基础方案该桥跨径较大(2030m)，上部荷载较大，天然地基承载力无法满足上覆压力的要求，应考虑该桥各墩台采用桩基础。根据前述该桥场地的岩土构成及其工程特性与工程地质剖面图综合分析，建议该桥采用嵌岩桩，桩径可选择1.0m、1.2m、1.5m三种

26、，桩间距不小于2.5倍的桩径，桩端进入第层中风化灰岩不应小于1.0m。设计时应根据公路桥涵地基基础设计规范(JTGD63-2008)第5.3.4条的受压容许承载力计算公式，估算单桩的容许承载力。计算公式如下：单桩竖向受压承载力容许值（kN）；桩身周长(m)；桩端岩石饱和单轴抗压强度值(KPa);桩端截面积（m2）；岩土的层数；各层土的厚度（m）；桩侧的摩阻力标准值（KPa）；桩端处土的承载力容许值（KPa）；岩层层数；第i层岩层的侧阻发挥系数；桩嵌入各岩层的厚度；端阻发挥系数；覆盖层侧阻发挥系数；根据上述公式与前表04中给出的参数，进行单桩轴向受压容许承载力的估算，估算结果详见下表05“单桩受

27、压容许承载力估算表”。单桩受压容许承载力估算表 表05孔号有效桩长(m)桩端持力层桩 径(m)桩侧阻力(KN)桩端阻力(KN)单桩竖向承载力(KN)K25-1/24.7层灰岩1.0m1.0030847853109371.20370111309150101.5046261767122297K28-1/26.11.0030777853109301.20369311309150021.5046161767122287上表中从不利组合考虑，取20000KPa；取0.5；取0.04；取0.5。从上表中可以看出，桩端进入层灰岩层中1.0m，在桩径为1.0m时即可满足7000KN的要求。请设计单位根据该桥各

28、墩台的准确荷载大小、变形控制等因素，参照前表04“各土层主要力学参数表”与附表“各岩土层物理力学指标统计表”，从经济、安全、技术方面综合考虑该桥的地基与基础方案。桩基础施工前应进行试桩，试桩合格后方可进行工程桩的施工，工程桩施工完毕后应进行验桩，验桩合格后方可进行上部结构的施工。五、结论及建议(一)结论1.拟建该桥场地从大的地貌上看属于小起伏喀斯特侵蚀中山。工程地质分区属于太行褶断山次稳定工程地质区。勘察区间内(东侧)场地地势整体呈东高西低逝，各勘探点高程介于725.14738.36m之间，最大高差13.22m。2.根据勘探揭露地层情况，场地岩土在勘探深度范围内主要由底部的石炭系上统太原组二段()与太原组一段()沉积的页岩(炭质页岩)、石灰岩(四节石灰岩)与煤层(丈八煤)以及顶部第四系全新统新近沉积的填土等构成。3.本次勘察各勘探点在勘探深度范围内未揭露地下水，故该桥可不考虑地下水的影响。4.拟建该桥场地在本次勘察范围内未发现有影响工程稳定与安全的岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用，但是在K22-1、K22-2、K23-2、K27-1、K28-1五个钻孔中揭露有煤层采空区，实际揭露的空洞高度大小为0.902.50m，空洞底部深度为37.4051.50m，底部标高为675.60690.