贵州省石阡凯余沟渡改桥地勘报告.docx

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贵州省石阡凯余沟渡改桥地勘报告

石阡凯余沟渡改桥

工程地质勘察报告

（一次性勘察）

贵州省铜仁地区公路勘察设计院

二0一一年四月

石阡凯余沟渡改桥

工程地质勘察报告

（一次性勘察）

工程勘察证书

等级：

乙级

发证单位：

贵州省建设厅

编号：

243009-kb

贵州省铜仁地区公路勘察设计院

二0一一年四月

项目名称：

石阡凯余沟渡改桥工程

委托单位：

贵州省石阡县交通局

承担单位：

贵州省铜仁地区公路勘察设计院

项目负责：

技术负责：

报告编写：

报告审查：

总工：

单位负责人：

主要参加人员：

欧长虹向选德雷安军刘小虎戴明

附表：

附表一石阡凯余沟渡改桥钻孔一览表

附表二石阡凯余沟渡改桥测量成果表

附件：

1.现场照片1份

2.室内岩石实验成果1份

3.水质分析报告单1份

附图：

1.石阡凯余沟渡改桥工程地质钻孔柱状图5张

2.石阡凯余沟渡改桥工程地质平面示意图NO：

D－1－1

3.石阡凯余沟渡改桥Ⅰ-Ⅰ′工程地质剖面图NO：

D－2－1

石阡凯余沟渡改桥

工程地质勘察自审意见

本项目的岩土工程一次性勘察工作是根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）、《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）、《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）等有关规定，按工程重要性等级二级、场地等级三级场地、地基等级三级地基，确定岩土工程勘察等级为乙级，在拟建桥墩（台）共布置勘探点5个，纵剖面1条。

勘探点密度、深度符合规范一次性勘察的要求。

本次勘察实测了钻孔各位置和工程地质纵断面，场地的工程地质条件已经查明，报告资料齐备，图件清晰，对场地地基的稳定性及适宜性评价正确，选择的基础持力层和建议的地基基础方案基本合理，安全适用，提供的各项建议值符合规范及地区经验，此报告已达到规范对一次性勘察的要求，可供设计使用。

贵州省铜仁地区公路勘察设计院

2011年04月13日

1前言

1.1工程概况

石阡凯余沟渡改桥位于贵州省石阡县花桥镇凯镇村凯峡河上，距河口约10km，距花桥镇政府约10km，距石阡县城约30km，距铜仁市区约135km，已通公路，交通条件较好（图1-1）。

凯余沟渡改桥为一座渡改桥项目新建桥梁，桥面设计高程518.813～520.188m，设计纵坡1.5%，桥梁全长91.00m，桥面宽7.0m（4.5米行车道+2×1.0米人行道+2×0.25米栏杆），为4－20m的现浇钢筋混凝土T梁桥，下部桥墩（台）拟均采用明挖扩大基础。

受贵州省石阡县交通局的委托，贵州省铜仁地区公路勘察设计院承担了石阡凯余沟渡改桥工程的工程地质勘察工作（一次性勘察）。

1.2目的与任务

1）查明桥位区岩土类型、深度、分布及工程特性；

2）查明场地不良地质作用的类型、分布范围、发展趋势和危害程度，对场地稳定性作出评价，并提出整治方案的建议；

3）查明场地地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度，判定水对混凝土的腐蚀性；

4）查明桥梁墩台覆盖层及基岩风化层的厚度，构造破碎带及软弱夹层情况；

5）对桥墩、台基础型式、基础持力层及承载力提出建议；

6）提出施工期间防范措施的建议。

1.3勘察依据及执行规范

主要勘察依据及执行规范如下：

1）《建设工程地质勘察合同》；

2）《公路勘测规范》（JTGC10—2007）；

3）《公路工程地质勘察规范》（JTJ064—98）；

4）《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；

5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）；

6）《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）；

7）《公路工程基本项目设计文件编制办法》；

8）《工程测量规范》（GB5026—93）；

9）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02－01—2008）。

1.4勘察工作布置及完成情况

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的划分原则，该工程重要性等级为二级（一般工程）、场地等级为三级（简单场地）、地基等级为三级（简单场地），从而确定其岩土工程勘察等级为乙级。

根据《工程地质勘察合同》、规范及拟建桥梁设计方案，结合场区工程地质条件，按一次性勘察要求布置钻孔，其具体布孔方案及原则是：

在桥墩（台）布置5个钻孔，纵剖面1条，钻孔深度控制在地基主要受力层（中风化岩层）范围内，钻至基础持力层10m以下，满足工程地质勘察要求。

野外工作于2011年03月20日开始，主要进行了桥位区的工程地质测绘、钻探，岩土取样、水样采集及实测地质剖面，至2011年04月07日顺利完成外业并转入内业进行资料整理分析。

完成的主要工作量及成果见表1-1:

表1-1勘察工作量与成果表

序号

工作内容

单位

比例尺

数量

勘探点标高及坐标测量

次/孔

10/5

地质测绘

km2

2000

0.06

小孔径钻探

m/孔

81.0/5

地质点

个

岩石室内物理力学试验

组

室内水质分析

组

工程地质剖面图

m/条

300

100/1

工程地质钻孔柱状图

孔

100

勘探点数据一览表

张/份

1/1

测量成果表

张/份

1/1

岩土工程勘察报告

份

1.5勘察质量评定

本项目验收小组对各项外业工作进行了认真的检查后，认为原始资料收集齐全，完整准确无误，达到勘察要求，经同意转入室内资料整理。

1）根据设计提供的导线点的坐标高程（独立坐标系）作为本次测量控制成果。

内容为：

钻孔定位、实测工程地质剖面及控制点的定位。

测量方法是：

采用TopconGPT-3002N电子全站仪施测，高程采用绝对高程，坐标系采用独立坐标系，测量成果精度符合相关规范的要求。

测站及轴线点测量成果见表1-2：

表1-2测站及桥轴线成果表

测站及桥轴线端点

X（纵坐标）

Y（横坐标）

H（m）

备注

轴Ⅰ

79.835

100.00

轴线点

轴Ⅱ

161.130

100.00

轴线点

506.00

水准点

2）钻探严格按钻探规程及技术人员的要求进行。

第四系土层采取率≥65%，基岩强风化层采取率≥75%，基岩中风化层采取率≥85%，均符合规范要求。

3）现场地质人员跟班编录，并根据不同的地质情况及时指导钻探施工。

地质资料按要求收集准确、及时、齐全。

4）内业整理中，所有图件均为计算机绘制。

本次勘察达到了一次性勘察的要求，经内业分析整理后提交的成果报告，可供设计使用。

本次勘察工作得到了贵州省石阡县交通局及当地乡政府等单位及领导的大力支持和协助，在此谨致以衷心的感谢！

2区域地理地质环境

2.1气象与水文

工程区属典型的亚热带季风湿润气候，受季风影响明显,且垂直差异显著。

年均气温16.2°C，极端最高气温39.8°C，极端最低气温－6.8°C，年平均日照1257.3小时，无霜期平均达289天，年相对湿度不足80﹪。

雨量充沛，多年平均降雨量1369mm，降雨多集中在4～8月，占全年降雨量的65﹪，其中降雨量大于100mm出现频率约25﹪，大于80mm出现频率约35.2﹪，大于50mm出现频率为40﹪。

区内水系为乌江水系，凯峡河为乌江右岸一级支流龙底江上游石阡河右岸一级支流。

工程区距凯峡河河口约10km。

桥址处河沟底高程约503.50m，常水位约503.60m（2011年03月25日测时水位），相应水面宽约50m，水深0.1～0.3m。

五十年一遇洪水位约508.00m，相应水面宽约90m，水深约4.5m，其流量随洪、枯季节变化大。

2.2区域地质概况

工程区大地构造位置处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱凤冈北北东向构造变形区，以北北东向及北东向雁列式构造为主，构成境内基本构造格架。

褶皱构造以复式背、向斜为主，具有窄向斜宽背斜组成较典型的隔挡式褶皱组合特征，受断裂构造控制，其展布方向与断裂方向基本一致，区内褶皱断裂普遍发育，断裂主要发育在背斜核部，少量分布在向斜构造中。

工程区附近无大的活动性断层通过。

3桥位区工程地质环境

3.1地形地貌

桥位区为横向谷，岩层稍倾向凯峡河河沟梅子湾岸，河谷两岸地形差异较大，形成不对称地形，属河流侵蚀堆积地貌，桥位处附近无较大支沟。

河沟两岸多为第四系冲洪积卵石夹砂及第四系粘土覆盖，花桥至坪地场县道岸前缘为河漫滩及河流一级阶地，地形坡角1～10°，后缘为陡斜坡，平均地形坡度度10～30°；梅子湾岸前缘为陡斜坡，平均地形坡角30°，局部基岩裸露，后缘为台地（居民住宅区）及缓斜坡，平均地形坡度小于20°。

凯峡河在桥位区总体流向为由东向西，在桥址下游约10km处汇入乌江一级支流龙底江上游石阡河，桥轴线与河沟近正交，桥址处河沟底高程约503.50m，常水位约503.60m（2011年03月25日测时水位），相应水面宽约50m，水深0.1～0.3m。

五十年一遇洪水位约508.00m，相应水面宽约90m，水深约4.5m。

3.2地层岩性

工程区上覆第四系土层由残坡积粘土及冲洪积卵石夹砂组成，下伏基岩为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

地层简述如下：

1）第四系（Q）

残坡积（Q4el+dl）:

主要分布河沟两岸。

其岩性为粘土，局部夹少量碎石，褐黄色，可塑状，刀削面较光滑，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。

碎石主要成分为页岩，强～中风化，粒径一般为1～3cm，含量约占10％。

河流冲洪积层（Q4al+pl）：

主要分布在河床及河沟花桥至坪地场县道岸。

主要为卵石夹砂，褐灰色，松散，卵石粒径一般约2～10cm，最大约30cm，卵石以砂岩、页岩为主，次圆～圆状，质较硬，表面部分风化，含量约占50%，粗砂成分以页岩岩屑为主，次为长石等，级配较差，含量约占50％，厚约0.8～4.2m。

2）下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）：

页岩：

黄绿色，呈微粒状或泥状结构，薄～中厚层状构造，夹砂质页岩及灰岩透镜体。

该层在桥位区大面积出露，厚约420～540m。

3.3地质构造及地震

桥位区岩层走向180°，倾向270°，倾角约55°，倾向河沟梅子湾岸。

桥位区上游小褶皱较发育，岩层产状较紊乱。

工程区内地震活动微弱，属于相对稳定的弱震环境。

根据1∶400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）和《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02－01—2008），场区地震动峰值加速度小于0.05g，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度小于Ⅵ度，设计特征周期为0.35s，应作简易抗震设计。

3.4水文地质

桥位区两岸坡面较均一，场地地形利于地表、地下水排放，场地水文地质条件较简单。

1）地表水

工程区凯峡河为最低排泄基准面，地表水主要为凯峡河，桥址处河沟底常水位约503.50m（2011年03月25日测时水位），总流量约100L/s，桥址处附近无较大支沟。

2）地下水

场区地下水按其赋存介质分为松散介质孔隙水和基岩裂隙水，主要接受大气降水和地表水的入渗补给，向凯峡河排泄后汇入乌江右岸一级支流龙底江上游石阡河。

（1）松散介质孔隙水

孔隙水赋存于第四系松散堆积层中，入渗、渗透和赋存条件较好，地下水水量较丰富。

（2）基岩裂隙水

裂隙水赋存于基岩裂隙中，多发育浅表层网状风化裂隙水，地下水水量较贫乏。

调查结果表明：

桥位区未见泉点，在本次勘探过程中钻孔均未发现承压水。

地下水接受大气降水和地表水的入渗补给，向凯峡河排泄。

钻孔终孔水位观测表明，埋藏均较浅。

3）水化学特征

根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001），工程区环境类型为Ⅱ类。

在本次勘察中共取水样1组进行了简分析，其成果见表3-1：

表3-1水质简分析成果表

水样

编号

离子含量（mg/l）

总硬度

（mg/l）

总碱度

（mg/l）

总矿化度（mg/l）

侵蚀性

CO2（mg/l）

游离

CO2（mg/l）

PH值

Ca2+

Mg2+

Cl－

SO42－

HCO3－

凯峡河

38.74

14.26

9.58

8.56

175.64

146.58

124.56

185.45

1.30

12.00

6.9

水质分析结果表明：

地表水、地下水水质类型为HCO3－Ca－Mg型。

水样中SO42－的含量为8.56mg/L，对砼无结晶类侵蚀；HCO3－含量为175.64mg/L，对砼无溶蚀性侵蚀；水样PH值为6.9，无强酸性侵蚀；水样中侵蚀性CO2含量较小，对砼基本无碳酸盐侵蚀；水样中SO42－＋Cl－的含量为18.14mg/L，Mg2＋的含量为14.26mg/L，故地下水、地表水对砼无结晶分解复合类侵蚀。

综上所述，工程区地下水、地表水对混凝土无腐蚀性。

3.5岩体风化

岩体风化受岩性、地形、构造等因素的控制。

经调查，桥位区基岩主要为页岩，岩质较软，桥位区附近见一小褶皱，构造裂隙较发育，表层岩体较破碎，强风化厚度较薄（附表一），其余中风化，局部沿裂面强风化。

3.6不良地质现象

根据地表地质调查及钻孔岩芯观察，工程区内未发现滑坡、危岩、崩塌、软弱夹层及泥石流等不良地质现象，场地整体较稳定。

4岩土试验成果的统计与整理

4.1室内岩石试验

根据岩（土）体物理力学性质室内试验成果，按《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）附录A试验成果的分析整理方法进行数理统计。

试验指标的算术平均值μ0、标准差σ、变异系数δ按下式计算:

算术平均值u0＝

标准差σ=

变异系数δ=σ/u0

正常使用极限状态计算需要的和评价岩（土）体性状需要的岩土参数应采用平均值，承载力极限状态计算需要的岩（土）参数保证值采用保证率平均值（保证值）。

保证值按下式计算：

uk=u0

tασ

式中α―保证率，本工程率取0.05；

tα

―取值按《公路土工试验规程》（JTGE40—2007）附录A表A1确定。

注：

式中正负号按不利组合考虑。

本次勘察共采集岩样1组进行室内岩石试验，主要试验项目有：

物理性质、单轴极限抗压强度及变形。

由统计成果知：

砂质页岩饱和抗压强度保证值为21.80MPa，按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）附表3.1.3查得场地内页岩为较软岩石。

岩石的容许承载力[σ0]根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63—2007）表3.3.3-1查得为：

页岩2000kPa。

4.2岩土物理力学指标建议值

根据地区经验，建议卵石夹砂的容许承载力[σ0]取值为250～350KPa，各岩土体物理力学指标建议值见表4－1：

表4－1岩土体物理力学指标建议值表

岩

性

天然

重度

（kN/m3）

饱和

重度

（kN/m3）

容许

承载力

（kPa）

内摩

擦角

（°）

凝聚力

（kPa）

基底

摩擦

系数

单轴极限

抗压强度（MPa）

弹性

模量

（MPa）

天然

饱和

强风化

页岩*

600

中风化

页岩*

26.90

2400

0.50

21.80

注：

带*的指标为地区经验值

5场地稳定性及适宜性评价

地表地质调查表明：

场地未发现滑坡、危岩、崩塌、泥石流等不良地质现象，且外围不受不良地质现象威胁；场地岩土层种类较简单，下伏基岩为层状构造；场地岩层产状较陡，岩体中高倾角裂隙较发育，岩体较完整；场地水文地质条件较简单。

场地现状整体稳定。

工程建设对场地已有地质环境改变较小，不会诱发新的地质灾害。

综上所述，场地整体较稳定，适宜修建拟建建筑物。

6桥墩（台）工程地质条件及评价

6.10号桥台

0号桥台位于凯峡河花桥至坪地场县道岸河漫滩上，地面高程约506.47m，表层为第四系残坡积（Q4el+dl）粘土，下伏基岩为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

钻孔揭示，覆盖层厚约4.30m，强风化层厚约0.70m，相应下限高程约501.47m，未发现有软弱夹层、破碎带及空洞等不良地质现象，下部中风化岩体较完整。

钻孔揭示地下水位约503.83m，对基础影响较大。

建议桥台基础采用扩大基础，基底进入完整中风化页岩深度不小于0.5m，相应底端高程约为501.00m，持力层埋深约5.47m，岩性为页岩，容许承载力约为2400KPa。

基坑开挖时因基础处于地下水位以下，应考虑相应排水措施，抽排渗入基坑内的地下水，页岩易风化，在施工过程中应及时封闭基坑，如采用人工开挖施工，建议采用砼从上至下逐段护壁。

6.21号桥墩

1号桥墩位于凯峡河花桥至坪地场县道岸河床上，地面高程约503.38m，表层为第四系冲洪积（Q4al+pl）卵石夹砂，下伏岩体为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

钻孔揭示，覆盖层厚约2.40m，强风化层厚约3.80m，相应下限高程约497.18m，未发现有软弱夹层、破碎带及空洞等不良地质现象，下部中风化岩体较完整。

钻孔揭示地下水位约503.58m，对基础影响较大。

建议桥墩基础采用扩大基础，基底进入完整中风化基岩深度不小于0.5m，相应底端高程约为496.50m，持力层埋深约6.88m，岩性为页岩，容许承载力约为2400KPa。

基坑开挖时因基础处于地表水位以下，应考虑相应排水措施，抽排渗入基坑内的地下水，页岩易风化，在施工过程中应及时封闭基坑，如采用人工开挖施工，建议采用砼从上至下逐段护壁。

6.32号桥墩

2号桥墩位于凯峡河河床上，地面高程约503.42m，表层为第四系冲洪积（Q4al+pl）卵石夹砂，下伏岩体为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

钻孔揭示，覆盖层厚约3.50m，强风化层厚约2.30m，相应下限高程约497.62m，未发现有软弱夹层、破碎带及空洞等不良地质现象，下部中风化岩体较完整。

钻孔揭示地下水位约503.67m，对基础影响较大。

建议桥墩基础采用扩大基础，基底进入完整中风化基岩深度不小于0.5m，相应底端高程约为497.10m，持力层埋深约6.32m，岩性为页岩，容许承载力约为2400KPa。

6.43号桥墩

3号桥墩位于凯峡河梅子湾岸河床上，地面高程约503.26m，表层为第四系冲洪积（Q4al+pl）卵石夹砂，下伏岩体为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

钻孔揭示，覆盖层厚约4.20m，强风化层厚约1.90m，相应下限高程约497.16m，未发现有软弱夹层、破碎带及空洞等不良地质现象，下部中风化岩体较完整。

钻孔揭示地下水水位约503.54m，对基础影响较大。

建议桥墩基础采用扩大基础，基底进入完整中风化基岩深度不小于0.5m，相应底端高程约为496.60m，持力层埋深约为6.66m，岩性为页岩，容许承载力约为2400KPa。

6.54号桥台

4号桥台位于凯峡河梅子湾岸斜坡台地上，地面高程约519.25m，表层为第四系残坡积（Q4el+dl）粘土，下伏岩体为下古生界志留系中上统韩家店群第二段（S2-3hn2）页岩。

钻孔揭示，覆盖层厚约0.80m，强风化层厚约1.60m，相应下限高程约516.85m。

未发现有软弱夹层、破碎带及空洞等不良地质现象，下部中风化岩体较完整。

钻孔揭示地下水水位较深，对基础基本无影响。

建议桥台基础采用扩大基础，基底进入完整中风化基岩深度不小于0.5m，相应底端高程约为516.30m，持力层埋深约为2.95m，岩性为页岩，容许承载力约为2400KPa。

页岩易风化，基坑在施工过程中应及时封闭，如采用人工开挖施工，建议采用砼从上至下逐段护壁。

7各桥墩（台）基础形式、建基面及持力层

7.1持力层选择原则

根据各桥墩（台）的覆盖层厚度、岩性、岩石风化状态及地形坡度等因素确定持力层的位置及深度。

桥位覆盖层力学强度低，厚度较薄且层厚不均，不宜作为桥基的持力层；强风化层力学强度低且厚度较薄，亦不宜作为桥基的持力层；完整中风化基岩岩质较均匀，承载力能满足桥基设计要求，是较好的桥基持力层。

7.2建议基础形式

根据地形地质条件，建议桥墩（台）基础均为扩大基础，其桥墩（台）基础型式、建基面高程及综合说明见表7-1:

表7-1石阡凯余沟渡改桥墩（台）基础型式及岩深度建议表

桥台

编号

中风化

顶板高程（m）

基础

型式

持力层

埋深（m）

建议基础

高程（m）

容许承载力（KPa）

持力层岩性

0号

桥台

501.47

扩大

基础

5.47

501.00

2400

中风化

页岩

1号

桥墩

497.18

扩大

基础

6.88

496.60

2400

中风化

页岩

2号

桥墩

497.62

扩大

基础

6.32

497.10

2400

中风化

页岩

3号

桥墩

497.16

扩大

基础

6.66

496.50

2400

中风化

页岩

4号

桥台

516.85

扩大

基础

2.95

516.30

2400

中风化

页岩

8天然建筑材料

桥梁修建所需块石料建材可采用桥位西侧附近灰岩，距桥位约3Km，储量丰富，建材出露处地形较缓，开采及运输条件较好。

砂砾石料较缺乏可采用人工骨料替代。

9结论与建议

1）工程区内地震活动微弱，属于相对稳定的弱震环境。

根据1∶400万《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）和《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02－01—2008），场区地震动峰值加速度小于0.05g，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度小于Ⅵ度，应作简易抗震设计，设计特征周期取0.35s，区域构造稳定性较好。

2）场地内未发现滑坡、危岩、崩塌、泥石流及软弱夹层等不良地质现象，且基本不受外围不良地质现象威胁；场地岩土层种类均较简单，下伏中风化岩体为层状或中厚层状构造；场地岩层产状较陡，地层分布连续、稳定，岩体中高倾角裂隙较发育，岩体较完整；场地水文地质条件较简单。

场地现状整体稳定。

工程建设对场地已有地质环境改变较小，不会诱发新的地质灾害，适宜修建拟建建筑物。

3）场地地表水、地下水对基础施工影响较大。

4）各桥墩（台）工程地质条件较好，完整中风化岩体承载力较高。

5）基坑开挖时因基础处于地下水位以下，应考虑相应排水措施，抽排渗入坑孔内的地下水，页岩易风化，在施工过程中应及时封闭基坑，如采用人工开挖施工，建议采用砼从上至下逐段护壁。

6）施工中应邀请业主、设计方及监理人员等进行基础验槽工作。

附表1石阡凯余沟渡改桥钻孔一览表

钻孔

编号

纵坐标

（X）

横坐标

（Y）

孔口标高

（m）

钻孔深度

（m）

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