高架工程跨铁路立交桥详细工程地质勘察报告.docx

长兴西 期高架工程跨铁路立交桥
详细工程地质勘察报告

一、前言
（一）拟建工程概况
长兴 长兴县道路发展的需要，加速长兴县的经济发展，改善长兴县的交通条件，拟投资建设西环路二期工程，该道路部分路段跨越铁路，需建设一座跨铁路立交桥，该桥梁为双幅上跨简支梁桥，跨度为铁路北侧及跨越铁路部分为25.00m，铁路南侧为20.00m，桥宽每幅为15.00m左右。设计荷载：汽车城-A级，铁路净空为7.30m。该桥梁由上海同济研究设计院与铁道第四勘察设计院共同设计，本次勘察范围为K1+014~K1+434.83m区段，该区段由铁道 察设计院设计，拟采用钻孔灌注桩基础；该区段初步勘察由 筑勘察设计院承担，为进一步了解该区段的地层分布规律，提供详细的基础设计和岩土施工的工程地质依据，建设单位重新委托我院承担该区段桥址区的详细工程地质勘察评价工作。
（二）勘察目的和要求
根据《市政工程勘察规范》（CJJ56-94）和《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）、《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）、《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）的有关规定，本次勘察应查明和提供：
1、查明桥址区不良地质作用的分布规律、形态等，评价不良地质作用对拟建桥梁的影响；
2、查明桥址区域地层结构、分布规律及其物理力学性质；
3、查明地下水对建筑材料的腐蚀性影响；
4、提供地基土层的容许承载力及基础设计所需的岩土参数；
5、对拟建桥梁墩台基础方案提出合理的建议。
（三）勘察方法及完成的工作量
本次勘察采用钻探全孔取芯，辅以标准贯入试验、圆锥动力触探试验，结合原状土样室内试验等手段对地基土进行综合评价。本次勘察共布设17个勘察点，沿桥梁两侧对角交错布置。每墩台各布设1个钻孔，一般设计孔深为40.00m左右，实际施工最大控制深度为43.50m。野外工作自2004年5月12日至5月20日进行，施工工艺为采用优质泥浆护壁钻进。实际完成的勘察工作量见下表。
完成的勘察工作量统计表
项目
钻探
(m/个)
土样
试验
(件)
水样
分析
(件)
测量点
（个）
动探
试验
(段)
标贯试验
（试验段）
工作量
706.20/17
131
2
17
27
7
二、桥位区工程地质条件
（一）地形地貌及环境条件
拟建桥梁位于长兴县上扬村莫家墩，西环路与铁路（新长线、长牛支线、宣杭线）交汇处；属滨海冲积平原地貌，场地现为农田、河流和铁路，河流宽约11.00m左右，水深约为80cm左右；铁路部位地势起伏较大，本次勘察各勘察点放样采用全站仪测量定位（详见各钻孔柱状图）；高程为黄海高程系统，引测于K1+083.29m点处，其高程为9.731m。
（二）地基土工程地质特征
经勘察揭示，在埋深43.50m范围内的地基土层，按其成因类型和物理力学性质，可划分为八个工程地质层，其中（1）、（2）号层可分为二个亚层，（4）号层可分为三个亚层。现将各土层的主要工程地质特征自上而下描述如下：
（1）-1素填土
棕黄~杂色，松散~密实状，中压缩性，以亚粘土及碎、块石为主，为铁路修建回填而成。该层仅分布于铁路部位，一般厚度2.90~6.30m。
（1）-2亚粘土
褐黄色，硬塑状，局部软塑~坚硬状，饱和，中压缩性，土质不均，局部相变为粘土，表层20cm为耕植土，含少量植物须根；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层全场分布，一般厚度0.60~2.00m；地基土容许承载力[σ0] =120kpa。
（2）-1粘土
褐黄~淡黄色，硬塑状，局部软塑~坚硬状，饱和，中压缩性，土质不均，局部夹薄层亚粘土，含少量铁锰质结核；无摇震反应，土切面光滑，干强度高，韧性高。该层全场分布，一般厚度5.10~8.40m，层面高程1.13~ 2.49m；地基土容许承载力[σ0] =150kpa。
（2）-2亚粘土
黄灰色，流塑状，局部软塑~硬塑状，饱和，中压缩性，土质不均，粉粒含量较高，局部震动具水析现象；摇震反应迅速，无光泽反应，干强度低，韧性低。该层场地局部分布，一般厚度1.10~13.10m，层面高程负4.50~ 负3.78m；地基土容许承载力[σ0] =120kpa。
（3）亚粘土
灰色，软塑状，局部流塑状，饱和，中压缩性，土质不均，局部粉粒含量较高，含少量贝壳碎屑及朽木等有机质；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层场地ZK15号孔处缺失，一般厚度0.80~12.80m，层面高程负11.95~ 负3.85m；地基土容许承载力[σ0] =100kpa。
（4）-1粘土
褐黄~灰绿色，硬塑状，局部软塑~坚硬状，饱和，中压缩性，土质不均，含少量铁锰质结核。无摇震反应，土切面光滑，干强度高，韧性高。该层全场分布，一般厚度1.30~10.00m，层面高程负17.16~负5.87m；地基土容许承载力[σ0] =210kpa。
（4）-2亚粘土
灰黄~褐黄色，软塑状，局部流塑~硬塑状，饱和，中压缩性，土质不均，局部夹薄层粘土，微层理发育，粉粒含量较高；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层场地ZK17号孔处缺失，一般厚度1.00~9.30m，层面高程负20.36~负11.68m；地基土容许承载力
[σ0] =140kpa。
（4）-3亚粘土
褐黄色，软塑状，局部流塑~硬塑状，饱和，中压缩性，土质不均，局部夹薄层粘土；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层场地局部分布，，一般厚度1.00~5.00m，层面高程负21.46~负15.65m；地基土容许承载力[σ0] =130kpa。
（5）亚粘土
灰~灰绿色，软塑状，局部硬塑~流塑状，饱和，中压缩性，土质不均，局部相变为粘土，含少量贝壳碎屑及朽木等有机质；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层全场分布，一般厚度2.50~10.20m，层面高程负25.64~负18.44m；地基土容许承载力[σ0] =130kpa。
（6）粘土
灰绿色，硬塑状，饱和，中压缩性，土质相对均匀；无摇震反应，土切面稍有光滑，干强度中等，韧性中等。该层仅ZK1号孔分布，厚度为1.20m，层面高程负31.10m；地基土容许承载力[σ0] =230kpa。
（7）粉砂
棕灰色，密实状，饱和，中压缩性，土质不均，场地ZK6~ZK17号孔局部夹薄层亚粘土，其中ZK12号孔局部夹薄层砾砂，胶结度较好，主要矿物成分为石英、长石等，粉粘粒含量约为40%~49%。该层场地ZK1号孔处缺失，一般厚度2.80~6.00m，层面高程负28.85~负26.17m；地基土容许承载力[σ0] =200kpa。
（8）圆砾
棕灰色，密实状，饱和，中压缩性，级配不均，含少量粉细砂，一般砾径多在2~60mm不等，局部卵石含量较高，达91.60%，卵径大的超过10cm，砾（卵）石磨圆度较好，多呈椭圆状，胶结度一般，矿物成分主要为石英、长石等，粉粒含量约为6%~26%，该层全场分布。为本次勘察的最底层，最大揭露厚度为8.80m，层面高程负33.04~负31.57m；地基土容许承载力[σ0] =500kpa。
（三）地基土物理力学性质指标的统计
1、地基土类定名按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）规定执行。
2、物理指标按常规试验取得，压缩指标按快速固结试验、抗剪指标按固接快剪试验取得。
3、室内土工试验成果统计时剔除个别异常值，利用计算机分别统计和提供各层的物理、力学指标最大值、最小值、平均值、标准差、变异系数、修正系数和标准值，详见表二、表三。
4、标准贯入试验及圆锥动力触探试验统计值为实测分层平均值，详见表一。
（四）桥址区水文地质条件
场地地下水埋藏较浅，勘察期间测得地下水稳定水位在地表下0.20~1.50m，初见水位0.30~1.60m，浅部主要为接受大气降水和地表水渗入补给的浅层孔隙潜水，深部为（7）、（8）号土层中的孔隙微承压水。根据ZK8号孔及河水所取水样分析，地下水水质类型为重碳酸盐—钙·钠·镁型淡水，河水水质类型为重碳酸盐—钙·钠型淡水。按JTJ064-98和《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）进行判定，地下水及河水对建筑材料砼无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋无腐蚀性作用，对钢结构具弱腐蚀性作用（见表四）。
（五）、不良地质作用及地震效应分析
1、依据现行交通部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89），本地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g；本场地为抗震不利地段，根据场地内的土层状态及区域工程地质条件，综合判别场地土的类型为Ⅲ类场地土；根据桥址区工程地质资料显示，地表下20.00m范围内不存在饱和粉砂土层，根据《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）规定，在6度地区的公路桥涵工程，可不考虑液化影响。
2、本建筑场地未发现有影响工程稳定性的不良地质作用。
三、地基土的分析与评价
（一）、场地整体稳定性和适宜性评价
该场地未发现有影响工程稳定性的不良地质作用，地基土层均匀性尚好，场地内铁路部位坡度较大，但场地整体稳定性较好，适宜于本工程的建设。
（二）、浅基础天然地基条件评价
1、本场地（1）-2、（2）号土层，力学强度较好，其下卧（3）号土层力学强度稍差，因此，该场地浅基础天然地基条件一般，（2）号土层可作为荷载较小的桥梁墩、台浅基础持力层使用。
（三）、桩基础条件评价
1、（2）号层力学强度较好，但土层埋深浅，不宜作为拟建桥梁的桩基础持力层。
2、（4）-1号土层力学强度较好，但厚度不均，局部较薄，土层埋深浅，单桩轴向受压容许承载力较低，故不宜作为桩基础的持力层。
3、（6）号土层物理性质较好，力学强度高，但场地仅ZK1号孔分布，且厚度较薄，故不宜作为桩基础的持力层。
4、（7）号层物理性质较好，力学强度高，但场地内局部缺失，局部厚度较薄，且在K1+194.79m以南，土质不均，普遍夹薄层亚粘土，故不宜作为桩基础的持力层。
5、（8）号层物理性质较好，力学强度高，顶板起伏小，厚度大，单桩轴向受压容许承载力较高，作为桩基础的持力层较为理想，适宜的桩型为大口径钻孔灌注桩。
6、（7）号土层为粉砂层，（8）号土层为圆砾层，胶结度一般，且圆砾层中粉、细砂含量局部较高，易出现坍孔现象，因此，钻孔灌注桩施工时应做好护壁工作和清孔、清碴工作。
7、其他层位，未经处理，不宜作为桩基础的持力层。
四、结论与建议
1、本次勘察已达到预期目的，本报告可作为拟建桥梁工程基础设计和岩土施工的工程地质依据。
2、依据现行交通部标准《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89），本地区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g；本桥位区场地土类型为Ⅲ类场地土，可不考虑地震液化影响。
3、场地内未发现有影响工程稳定性的不良地质作用。
4、场地浅基础天然地基条件一般，（2）号土层可作为荷载较小的桥梁墩、台浅基础持力层使用；（8）号土层作为桩基础持力层较为理想。
5、根据拟建桥梁的特点，建议选择（8）号土层作为桩基础的持力层，采用φ1000mm以上规格大口径钻孔灌注桩基础，桩端全截面进于持力层不小于1.5倍桩径，预估单桩轴向受压容许承载力值见表五。
6、桩基施工严格按规范进行，工程开工前应进行试桩，以最终确定单桩承载力；施工时应做好护壁、清底工作，合理处理泥浆排放；施工后按规范要求进行检测。
7、32号墩(K1+089.79m)位于新长线与长牛支线之间， 新长线已建成（试通车），长牛支线正在兴建，32号墩与新长线、长牛支线间距太小，只有6.00m左右，桩基施工必将破坏新长线的护坡，因此，桩基施工过程中必须处理好新长线的护坡支护工作；此外，长牛支线南侧的宣杭下行线已建成通车，32号墩与宣杭下行线间距约为11.50m，桩基施工过程中必须做好安全防护措施。