6032m单跨大桥岩土工程勘察报告.docx
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6032m单跨大桥岩土工程勘察报告
60×32m单跨大桥
岩土工程勘察报告
雅安干壕子大桥岩土工程勘察报告
1概述
1.1工程概况
雅安干壕子大桥位于雅安市城区。
为适应青衣江下游大兴电站蓄水要求，防止江水上涨，形成内涝，则对干壕子段原道路河堤进行挖通，进行排水。
同时修建干壕子大桥，减轻交通压力。
大桥设计规模为60×32m，单跨。
西南交大土木工程设计有限公司设计。
受雅安市建设局的委托，我院对拟建场地进行详细阶段的岩土工程勘察工作。
1.2勘察工作的目的和任务
根据《公路工程地质勘察规程》（JTJ064-98）中场地等级的划分，场地等级为二级。
根据设计要求并依据现行国家标准、规范、规程，综合确定本次勘察的目的为通过工程地质测绘、勘探和测试工作，查明建筑场地的工程地质条件，提供雅安市干壕子大桥所需的地质基础资料。
由“雅安干壕子大桥工程地质勘察技术要求---西南交大土木工程设计有限公司2004年2月”确定的勘察任务为：
1查明建筑场地及临近地带的地形地貌特征，地层、岩性及地层结构，不良地质及特殊地质的类型、分布及对建筑物的影响；
2测试地基土的物理力学性质，为设计提供所需的物理力学参数；
3查明场地水文地质条件，建议作抽水试验，提供排水所需的水文地质参数；
4对地基的稳定性及工程地质条件做出评价，对桥墩台的基础类型及埋置深度，采用的物理力学参数提出建议，对施工中可能出现的问题及注意事项，提出工程措施意见，对勘察工作进行质量评述。
1.3本次勘察执行的技术标准
《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）；
《公路工程地质勘察规程》（JTJ064-98）；
《公路桥位勘测设计规程》（JTJ062-91）
《公路土工实验规程》（JTJ05—93）；
《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266—99）；
《工程岩体分级标准》（GB/T50218—94）；
《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；
《公路工程抗震设计规范》（JTJ004-89）；
1.4设计提出的技术要求
①应充分收集、分析和利用既有地质资料，填绘1/500工程地质平面图，图式、图例符号和图标按公路规定。
②工程地质纵断面图图式图例符号均按公路要求，比例尺与桥专业同。
③工程地质纵断面图比例尺与桥专业同，其余要求同工程地质纵断面图。
④钻孔深度不小于20m（入卵石土不小于10m），控制深度可深至25～30m，控制孔的数量不小于3孔（3～5孔）。
钻孔的布置，应视基础类型和墩台的高低，在纵横方向上沿中线两侧交错排列，以查明桥基纵横方向上的地质条件。
钻孔位置可参照雅安市干壕子大桥平面图，必要时，可适当增加钻孔。
⑤钻孔代号为ZK，观测点为G，动探孔为D，按里程顺序分类编号，如第一钻孔编号为ZK—1，第一观测点编号为G—1，其余类推。
平面图上钻孔和动探点符号右侧应标注编号及孔深，如钻孔表示为⃝编号/孔深；动探点为⃝编号/孔深；抽水试验孔为⃝编号/孔深。
⑥工程地质勘察报告内容包括：
1）工程概况
2）完成工作量及质量评述
3）自然地理特征（含地形地貌、交通条件及水文气象特征）
4）地层岩性
5）地质构造与地震基本烈度
6）水文地质特征（附水质分析成果图）
7）工程地质评价（附岩土试验及动探试验成果统计表）
8）结论及建议（包括勘察结论、措施意见及施工注意事项、环境地质等内容）
⑦应提交资料（工程地质详细勘察报告）
1）工程地质说明书样本三份电子文件；
2）钻孔柱状图样本二份电子文件；
3）动探试验成果图表样本二份电子文件；
4）抽水试验综合成果图电子文件；
5）水文地质报告书样本二份电子文件；
6）工程地质平面图、纵断面图电子文件；
7）水、土试验资料报告二份电子文件；
8）各类试验资料汇总表样本二份电子文件；
1.5勘察工作技术方法及工作量1.5.1勘探点平面布置
本工程勘探点位由设计单位要求按桥位基础轴线布设。
勘探点间距为9.0～15.0m，勘探线间距60.0m,共布置钻孔6个。
各勘探点位置详见《勘探点平面布置图》（图号2）。
1.5.2钻孔深度
根据拟建建筑的重要性、场地的地层条件、采用的基础型式，依据设计单位提出的具体要求，深度满足：
钻孔深度不小于20m（入卵石土不小于10m），控制深度可深至25～30m，控制孔的数量不小于3孔（3～5孔）。
本次勘察结合地层情况、基础类型、埋置深度、地形高差，实际孔深控制为：
一般性勘探点1个，钻探深度22.6m；控制性勘探点5个，钻探深度26.3～35.5m。
1.5.3勘察技术方法及各工作质量评述
①勘探点的测量
本次勘察测量采用GTS全站仪，根据建设局提供的控制点（ⅡD5坐标：
X=3318898.275Y=34598065.089高程：
576.866）、（ⅡD27坐标：
X=3318896.248Y=34597594.802高程：
579.198）及设计单位提供的勘探轴线、坐标、建议勘探点位置及勘探点平面布置图，测放各钻孔位置及高程。
测量精度钻孔平面位置误差小于10cm，高程精度误差小于1cm。
注：
甲方提供坐标系采用北京坐标系，高程采用85基准高程。
②断面测量
根据设计布置的钻孔型式，对各钻孔及一定延伸范围内，布置4条断面（全长0.2km）。
采用J6经纬仪结合50m皮卷尺进行实测，以反映现场地形情况，并为桥位基础稳定性评价提供依据。
断面测量平面误差小于10cm，高程误差小于1cm。
③地质调查
对场地周边1km2范围的地形、地貌、岩层产状、节理发育、不良地质现象进行地质调查，并绘制“综合工程地质平面图”（图号：
1）。
以反映场地的地形、地貌、岩体等特征，为整体了解场地的工程地质性质及岩体分类、稳定性分析提供依据。
其中岩层产状调查15个点，节理调查60个点，地质地貌调查8个点。
④钻探
对上部土层采用SH30-2A型工程钻机，冲击钻探，其中ZK4号钻孔结合采用潜孔锤风动跟管钻进，揭穿回填卵漂石至下部基岩顶板。
下部基岩采用XY-1型工程钻机，套管护壁，清水回转钻进。
岩芯采取率80～98%，土层钻探回次进尺小于50cm，岩层钻探回次进尺小于3m。
分段测量误差小于5cm，深度误差小于10cm。
⑤现场点荷载试验
采用XD-2型轻型点荷载仪对3个桥位钻孔揭露的砂质泥岩进行现场点荷载试验，计算饱和单轴抗压强度，以对比室内试验成果，并初判岩体的质量指标及风化程度。
点荷载试验采用规范仪器及操作，剔除异常破坏的试验数据13件。
⑥室内试验
对揭露的砂质泥岩岩芯进行饱和、天然、烘干状态的单轴抗压强度、压缩变形、吸水率、密度等岩石室内实验，准确的进行岩石及岩体强度评价。
⑦资料收集
本次勘察充分收集了附近场地的工程资料及相关构造、气象、水利资料，分析场地的区域构造、气象及水利条件。
并通过收集相邻场地约1km的雅安大桥岩土工程勘察波速测试报告，分析反映该地区特征地层的波速结果，划分场地的地震类别。
同时，收集雅安大桥岩土工程勘察青衣江水质分析结果进行本场地水质分析及其对建筑材料腐蚀性的评价。
上述工作，均按照有关规范，相关操作规程进行，满足要求。
1.5.4本次勘察完成的工作量及作业时间
本报告于2004年2月22日提交。
本次勘察完成的工作量及作业时间见表1.5.4。
勘察工作量及作业时间
表1.5.4
勘
察
手
段
野外作业
室内试验
钻孔
测量
（点）
断面
测量
（km）
地质
调查
（km2）
勘探
进尺
（m）
现场
点荷载
试验
（次）
取岩芯
试样
（组）
岩石
试验
（组）
完成
工作量
6
0.2
1
176.6
60
25
25
作业
时间
2004.2.09～2004.2.22
2004.2.16
～
2004.2.20
内业资料整理
2004.2.09～2004.2.22
2场地的位置、水文及气象条件
2.1地理位置及地形、地貌特征
雅安市地处四川盆地西隅川藏高原与成都平原过渡带，本大桥位置为雅安市城区干壕子，两侧分别为青衣江及周公河（场地的西北侧距青衣江100m，场地的东南侧距周公河约300m。
）。
场地总体地势平坦，勘探点位地面标高为569.68～570.31m，相对高差0.63m；仅西北侧边线位置处回填路基段，高度较大，路基边坡约呈30度，其中ZK4号孔在道路边缘位置，孔口标高为575.93m，高出场地总体地形5.62～6.25m。
场地地貌单元为河间台地地貌。
西北侧100m临青衣江河堤段基岩出露，形成岩滩；东南侧约300m临周公河边缘地带为卵漂石河漫滩。
2.2水文特征
青衣江（又名雅河）系岷江二级支流，上游由宝兴河、天全河及汞经河三河汇集。
主流宝兴河发源于宝兴县巴朗山南麓的蚂蟥沟。
全长284km，流域面积13744km2，平均比降12.9‰，流域地势西北南面高，为天全河、宝兴河及汞经河的发源地，海拔在1000～4000m，河谷两侧森林密布，植被覆盖。
东面属低山丘陵，山区，地势稍微平缓，海拔约400～1000m，河谷开阔宽敞河床比降1～2‰。
据收集的上游多营坪水文站资料，青衣江多年平均流量约372.0m3，最大流量为11400m3（1955.7.14），最小流量69.9m3（1983年）。
多年平均径流总量为117.3亿m3，最大年为148亿m3（1966年），最小年为85.8亿m3（1982年）。
周公河为青衣江支流，发源于国家级森林公园瓦屋山，全程１００km余，由于地势高低起伏，落差极大、整个流域水力资源十分丰富。
雅安市早巳把周公河流域纳入梯级电站开发计划．在周河乡境内就有望溪电站、道子电站、将军坡电站三级梯级电站可供开发。
该河段河谷较深窄，呈“V”形河谷，水急滩险。
大桥位置处青衣江中游及周公河中上游。
青衣江该段河道崎岖，河谷浅平，呈“U”形河谷，两岸为河漫滩，该河段比降2.07‰。
因本大桥为新修大桥，以往未设洪水观测站或观测断面，仅根据收集雅安市水资源科技咨询服务部提供的雅安大桥断面设计洪水成果，提出本大桥设计洪水位高程：
100年一遇，流量10600m3/s，设计洪水位576.64m；
50年一遇，流量9660m3/s，设计洪水位576.35m；
20年一遇，流量8430m3/s，设计洪水位575.94m；
10年一遇，流量7460m3/s，设计洪水位575.58m；
大兴电站建成后，该桥段河水位约572.50m。
2.3气象特征
雅安市地属四川盆地亚热带气候区，具有春季少雨干旱，盛夏暴雨洪涝，秋天阴雨连绵，冬季雨雪霜少的特点。
流域南有东西走向的大相岭、峨眉山，北有邛崃山脉环绕，西有南北走向的夹金山，形成马蹄形，特殊的地理位置、地形作用，形成了雅安独特的气候特征，构成了著名的青衣江暴雨区，致使雅安成为同纬度亚热带季风区城市中雨量最充沛的城市，有“雨城”之称。
根据工程所在地雅安市气象站1951～1990年气象观测资料统计，该地区主要气象特征见下表2.3
雅安市主要气象特征一览表表2.3
项目
单位
数量
发生时间
备注
气温
多年平均
℃
16.2
1951～1990年
极端最高
℃
37.7
1951.5.30
极端最低
℃
-3.9
1975.12.14
风速
多年平均
m/s
1.7
1951～1990年
最大
m/s
15.5
1956.7.14
风向：
E
降雨量
多年平均
mm
1751.4
1951～1990年
最大一日
mm
339.7
1959.8.12
历史最大
mm
2367.2
1966年
多年平均蒸发量
mm
1011.2
1951～1990年
多年平均相对湿度
%
78.5
1951～1990年
多年平均霜日数
天
9.2
1951～1990年
多年平均雷暴日数
天
31.5
1951～1990年
3场地的工程地质条件
3.1区域地质构造特征及其对场地稳定性的影响
据区域地质资料及地质调查查明，雅安市地处北东走向龙门山褶皱带与南北走向的峨眉断块之间，该场地位于雅安向斜东翼，距向斜核部约1km。
地质调查结果见表3.1、节理玫瑰花图、赤平极射投影图。
地质调查成果表表3.1
调查项目
编号
产状
延展
长度
（m）
张开度
（cm）
走向（°）
倾向（°）
倾角（°）
主要层理
CL1
205
295
36.0
/
/
CL2
208
298
33.5
/
/
主要节理
JL2
65
155
78.0
2～8
1～3
JL3
40
130
69.0
5～10
2～4
JL4
212
302
59.0
1～5
1～2
JL5
140
230
80.0
1～5
1～2
地质调查表明，场地岩层产状：
走向205°～208°，倾向295°～298°，倾角33.5°～36.0°。
虽距雅安向斜核部仅1km，但构造裂隙不十分发育，岩体较完整，构造裂隙间距较大，裂隙张开度不大（1～4cm），裂隙呈平直状平行发育，延展长度1m～10m，局部网状裂隙，少数锯齿状裂隙，充填少量破碎物。
该构造特征证明当时构造应力较小，多为剪性裂隙，根据地质调查的裂隙产状显示，其主应力发展方向多为140°～200°左右。
少量张性锯齿状裂隙，其张开裂隙中，后期冲积物充填较多，证明后期地质构造应力发展较小，或仅为应力消散阶段，从充填物的充填程度看，构造活动发生历史较长。
综上调查分析判断，该场地的地质构造应力较小，构造历史较长，破碎带小，延展长度小，无构造断裂发生，从地质构造角度分析，场地稳定性良好。
3.2地层结构
本次勘察揭露的地层由第四系全新统耕植层、人工填土层及白垩系灌口组泥岩组成。
现根据其野外特征将场地各地层的分布及特征由上至下描述如下：
①第四系全新统耕植层（Q4pd）
耕土
：
紫褐色，松散～稍密，稍湿。
以粉质粘土组成为主，含较多植物根茎，土层中含较多蚯蚓等软体动物。
在ZK3、ZK5、ZK6号孔部位揭露。
揭露厚度0.4m。
耕作时间约30年。
②第四系全新统人工填土层（Q4ml）
素填土
：
灰褐～紫褐色，松散～稍密，稍湿。
其回填时间为2次，下部平坦场地以粉质粘土组成为主，含少量植物根茎，夹少量杂质或卵石。
回填历史约30年。
ZK4号孔及路基位置，以卵漂石、砂质泥岩碎块及粉土组成为主，卵漂石一般粒径20～40cm，最大粒径50cm，约占50%，砂质泥岩碎块约占10%，粉土及杂质约占40%。
含少量砖瓦砾等杂质。
为修建道路时回填，回填历史约5～10年。
③白垩系灌口组砂质泥岩（K2g）
砂质泥岩：
紫红～深灰色，夹薄层泥质砂岩或以互层存在，含侵蚀孔隙，次生石膏矿物，局部呈灰绿色。
勘察期间揭露其顶板埋深为0.30～7.20m，绝对标高为567.61～569.91m。
在钻探深度范围内，根据揭露其风化程度，将其划分为三个亚层：
强风化砂质泥岩：
厚层状构造，碎裂结构。
风化裂隙发育，结构面不清晰，岩芯破碎，呈碎块、薄层状，局部含孔隙，夹薄层石膏矿物，局部呈灰绿色。
干钻钻进容易。
揭露厚度为0.80～2.50m。
弱风化砂质泥岩：
厚层构造，块状结构。
风化裂隙较发育，结构面较清晰，结构面间夹少量的白色石膏。
局部呈灰绿色。
岩芯较完整，呈短柱状，夹薄层灰褐色泥质砂岩，局部位置发育孔隙，孔隙直径约0.1～2cm，夹薄层白色石膏矿物。
干钻钻进困难。
揭露厚度为6.20～11.40m。
微风化砂质泥岩：
巨厚层构造，块状结构。
风化裂隙不发育或仅少量发育，结构面清晰，部位置发育孔隙，孔隙直径约0.1～0.3cm，夹薄层白色石膏矿物,夹少量次生矿物。
岩芯较完整，多呈20～60cm的长柱状，偶含个别孔隙。
干钻钻进困难。
最大揭露厚度为20.60m。
上述各岩土层分布详见工程地质剖面图1-1’～4-4’剖面（图号3-1～3-3）。
3.3地下水状态
3.3.1场地地下水埋藏条件
根据本次勘察结果显示，该场地段地形较两河河谷地段高，表层细粒土层较薄，且组成多以粉质粘土为主，透水性差，而该地段下部主要为稳定连续的砂质泥岩，且强风化厚度较小，基岩完整。
弱风化～微风化裂隙不十分发育，裂隙连续性差，无地下水蕴藏条件，受地表河水及大气降水影响都较小。
故无地下水分布。
本场地钻孔均无地下水。
3.3.2场地地下水的渗透性质
因本场地无地下水及连续的含水层分布，故未进行抽水试验。
结合雅安地区已有其它工程降、排水经验及现场岩土的状态,建议本场地素填土渗透系数K值为0.2m/d，基岩渗透数K值为0.01m/d。
3.3.3水质分析及评价
本次勘察收集雅安大桥及廊桥（2004年1月）的水质简分析成果，对大桥修建以后，河水连通后的江水进行分析。
分析结果为：
雅安大桥河段江水：
无色、无味、透明，其PH值为8.0，属弱碱性水；其总硬度为150.1mg·L-1，永久硬度35.0mg·L-1，属软水，其矿化度为242.5mg/L（<1g/L）属淡水。
雅安廊桥河段江水：
无色、无味、透明，其PH值为7.63，属弱碱性水；其总硬度为268.3mg·L-1，永久硬度85.6mg·L-1，属软水，其矿化度为421.6mg/L（<1g/L）属淡水。
从两桥不同时期不同河段的江水成分分析，水样的各成分基本保持一致，证明江水在一定时期内，成分稳定。
青衣江水的腐蚀性评价见表3.3.3。
江水腐蚀性评价
表3.3.3
结晶类腐蚀
取水
位置
环境类型
指标
含量（mg/L）
等级
大桥河段江水
Ⅱ
SO42-
32.16
无
廊桥河段江水
68.7
无
分解类腐蚀
取水
位置
浸水状态
酸型腐蚀
PH值
碳酸型腐蚀
侵蚀性CO2（mg/L）
微矿化水型腐蚀
HCO3（mg/L）
含量
等级
含量
等级
含量
等级
大桥河段江水
直接临水
8.0
无
0.0
无
140.3
无
廊桥河段江水
7.63
无
0.0
无
222.7
无
结晶分解复合类腐蚀
取水
位置
环境类型
指标
含量（mg/L）
等级
大桥河段江水
Ⅱ
Mg2++NH4+
12.44
无
廊桥河段江水
25.12
无
大桥河段江水
CL-+SO42-+NO3-
45.31
无
廊桥河段江水
99.6
无
注：
①场地环境类型属Ⅱ级；②表中渗透类型指直接临水或强透水层中的地下水。
评价证明：
该河段青衣江水对混凝土不具腐蚀性。
4地基评价
4.1岩土的物理力学性质指标
4.1.1室内岩石试验成果见表4.1.1-1。
岩石室内试验成果统计表表4.1.1-1
岩石
名
称
风化
状态
指标
天然
密度
ρd
（g/cm3）
单轴抗压强度
（MPa）
天然状态
压缩变形
含
水
率
（%）
吸
水
率
（%）
天然
状态
饱和
状态
烘干
状态
软化系数
弹
性
模
量
E50
（103MPa）
泊
松
比
μ50
砂
质
泥
岩
强
风
化
样本容量[组]
1
平均值
3.1
弱
风
化
样本容量[组]
2
4
9
1
1
1
1
2
2
最小值
2.50
11.8
6.3
3.8
4.55
最大值
2.50
14.4
11.6
6.7
6.99
平均值
2.50
12.8
8.1
23.0
0.51
4.7
0.38
5.2
5.77
标准差
1.2
变异系数
0.15
统计修正
系数
0.91
标准值
7.4
微
风
化
样本容量[组]
1
2
5
1
1
1
1
1
1
最小值
16.7
9.8
最大值
27.3
15.1
平均值
2.50
22.0
12.4
18.9
0.61
4.1
0.13
7.5
8.7
同时，本工程收集了该场地下游约1000m的雅安大桥岩土工程勘察（2003年12月）的砂质泥岩的室内试验成果，以进行对比评价。
见表4.1.1-2。
雅安大桥岩石室内试验成果统计表表4.1.1-2
岩石
名
称
风化
状态
指标
天然
密度
ρd
（g/cm3）
单轴抗压强度
（MPa）
饱和
弹性
模量
E50
（MPa）
含
水
率
（%）
吸
水
率
（%）
泊
松
比
天然
状态
饱和
状态
烘干
状态
软化系数
强
风
化
平均值
2.46
4.3
4.2
4.4
弱
风
化
平均值
2.46
30.9
15.1
42.5
0.75
7.8
4.8
5.2
0.26
标准值
24.4
12.8
35.3
6.7
0.23
微
风
化
平均值
2.55
33.3
26.1
55.7
0.44
11.5
2.55
2.5
0.25
标准值
26.6
22.4
9.0
0.23
表4.1.1-1统计结果表明：
弱风化砂质泥岩：
饱和状态下的抗压强度标准值为7.4MPa，属较软岩；软化系数平均为0.51，为软化岩石。
微风化砂质泥岩：
饱和状态下的抗压强度平均值为12.4MPa，属较软岩；软化系数平均为0.61，为软化岩石。
与表4.1.1-2对比结果显示，该场地岩石较雅安大桥岩石软弱。
4.1.2点荷载试验
现场点荷载试验成果详见表4.1.2。
点荷载试验成果统计表
表4.1.2
编号
地层名称
点荷载
指标
样本
容量
（件）
最大值
（MPa）
最小值
（MPa）
平均值
（MPa）
标准差
（MPa）
变异
系数
修正
系数
标准值
（MPa）
强风化
砂质泥岩
Is50
5
0.414
0.102
0.235
Rc
9.45
2.3
5.4
弱风化
砂质泥岩
Is50
20
1.012
0.383
0.530
0.070
0.13
0.96
0.509
Rc
23.09
8.74
12.1
1.57
0.13
0.96
11.6
微风化
砂质泥岩
Is50
25
1.120
0.461
0.886
0.159
0.18
0.94
0.833
Rc
25.56
10.54
20.2
3.64
0.18
0.94
19.0
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