毕业论文(设计)岩土工程勘察.doc

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防灾科技学院毕业设计

防灾科技学院

毕业设计

题　　目

三马房互通跨线桥详细工程地质勘察与评价

学生姓名

※※※

学　　号

091021110

系别

工程系

专业

勘查技术与工程

班　　级

0910211

开题时间

2013年3月10日

答辩时间

2013年6月10日

指导教师

※※※

职称

教授

三马房互通跨线桥详细工程地质勘察与评价

作者※※※

指导老师※※※

摘要本次勘察的目的是为三马房互通跨线桥工程建设的规划选址、可行性研究、设计、施工以及工程建成后的运营监测提供技术成果和技术服务，使其满足工程建设的要求。

即对拟建项目进行工程地质勘察，同时查明工程场地的工程地质和水文地质条件，为确定跨线桥工程位置及编制施工图设计文件，提供准确、完整的工程地质资料。

本次勘察采用钻探、标准贯入试验及室内土工试验相结合的方法进行。

统计土层的各种物理力学参数，求得地基承载力特征值，最终确定持力层。

最后对场地稳定性、不良地质与特殊岩土特征、场地地震效应进行评价。

桥址区未发现断裂构造存在，地层稳定，桥基稳定性较好，宜于建桥。

对地下水对建筑材料的腐蚀性评价：

地表水、地下水对水泥混凝土不具腐蚀性。

关键词：

互通跨线桥;工程地质;综合评价

目录

引言 1

1 工程概况 2

2 目的任务 3

2.1 勘察目的 3

2.2 主要任务 3

2.3 工作依据 3

3 勘查的工作量布置（方法手段及附图附表） 5

3.1 勘探点的布设 5

3.2 勘察方法 5

3.3 勘察工作量 17

4 场地位置、地形、地貌、地质构造 19

4.1 场地位置 19

4.2 地形地貌 19

4.3 气象气候 19

4.4 地质构造 19

5 地层的岩性、岩土性质 19

6 地下水情况 20

7 岩土工程评价及岩土参数选取确定 22

7.1 地基土的物理力学参数 24

7.2 工程地质分层与特征 25

7.3 场地稳定性评价 26

7.4 不良地质与特殊岩土特征与评价 26

7.5 地基土承载力特征值 26

7.6 地下水对建筑材料的腐蚀性评价 29

7.7 场地的地震效应评价 29

8 结论与建议 33

9 致谢 33

参考文献 34

附录 35

附录A三马房跨线桥勘察平面布置图 35

附录B工程地质剖面图 35

附录C钻孔柱状图 35

附录D标准贯入试验成果表 35

附录E物理力学指标统计表 35

附录F参数统计表 35

引言

张家口－石家庄高速公路是河北省高速公路规划的“五纵、六横、七条线”公路网主骨架布局中“五纵”的重要组成部分，是河北省西北地区南北方向唯一的一条交通主干线，也是首都北京西部第一条南北方向的公路交通大动脉。

它的建设将对河北省，乃至全国的经济、政治以及军事方面都具有极其重要的战略意义。

三马房互通跨线桥跨位于张石高速公路，化稍营至保定界段北起端，跨109国道。

地处阳原县三马坊村南，与宣（化）大（同）高速公路连接。

由于本工程的重要性，为了保证其工程质量需查明、分析、评价场地的地质、环境特征和岩土工程条件。

提供各种相关的技术数据，分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议，以保证工程建设安全、高效地进行以及确保建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据，并服务于工程建设的全过程，需进行岩土工程勘察，编制勘查文件。

1工程概况

三马房互通（AK0+449.678）跨线桥位于河北省张家口市阳原县三马房村西北约500m处，跨109国道，中心桩号AK0+449.678，起讫桩号为AK0+387.178～AK0+512.178，桥长125m。

本次详勘布设钻孔3个，孔深40.10～50.50m，累计进尺131.10m，进行标准贯入试验73次，采取原状样47件，并进行了相应的室内试验和测试。

查明了桥址区的工程地质条件，为施工图设计提供了必需的地质资料和设计参数。

根据岩土工程勘察规范《GB50021-2001》中的勘察分级和岩土分类。

确定工程重要性等级：

二级工程（一般工程后果严重）。

确定场地等级：

二级场地（中等复杂场地）。

确定地基等级：

二基地基（中等复杂地基）。

根据工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度等级，最终确定岩土工程勘察等级：

乙级。

2目的任务

对拟建项目进行工程地质勘察，同时查明工程场地的工程地质和水文地质条件，为确定公路路线、工程构造物位置及编制施工图设计文件，提供准确、完整的工程地质资料。

2.1勘察目的

岩土工程勘察的主要目的是为工程建设的规划选址、可行性研究、设计、施工以及工程建成后的运营监测提供技术成果和技术服务，满足工程建设的要求。

2.2主要任务

岩土工程勘察工作的任务是查明情况，提供各种相关的技术数据，分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议，以保证工程建设安全、高效进行。

规范上的定义：

根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。

岩土工程勘察阶段的划分主要有：

可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三部分。

具体任务及要求如下：

（1）查明拟建项目的地质、地理环境特征，对地形、地质和水文等场地要素作出分析、评价和建议。

（2）查明桥涵构造物地基的地质结构及其分布特征，测试地基土的物理力学、化学特性，提供地基土的物理力学性质、持力层的变形和承载力、变形模量等岩土设计参数，并作出定量评价。

（3）查明场地地基的稳定性、不良地质现象的分布范围、性质、提供防治设计必需的地质资料和地质参数。

指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。

（4）查明公路工程建筑场地的地震基本烈度，并对公路工程建筑物场地进行必要的地震烈度鉴定或地震安全性评价。

（5）提供编制各阶段设计文件所需的地质资料。

2.3工作依据

本次勘察工作严格按照国家现行有关规程、规范及相关标准进行，勘察工作的依据主要有：

（1）《岩土工程勘察规范》（GB50021－2002）

（2）《公路工程地质勘察规范》（JTJ_064-98）

（3）《土工试验方法标准》（GB_T50123-1999）

（4）《公路工程抗震设计规范》（JTJ004－89）

（5）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024－85）

（6）《公路土工试验规程》（JTJ051－93）

（7）《公路工程岩石试验规程》（JTGE41-2005）

（8）《公路水质分析操作规程》（GB50021-2001）

（9）《中国地震动参数区划图》（GB1-8306-001）

（10）《张石高速化稍营至保定界段建设场地地震安全性评价报告》

（11）地质填图规范

（12）地质灾害危险性评估技术要求（试行）国土资发[2004]69号

（13）国家重点建设项目管理办法

3勘查的工作量布置（方法手段及附图附表）

中心桩号AK0+449.678，起讫桩号为AK0+387.178～AK0+512.178，桥长125m。

本次详勘布设钻孔3个，孔深40.10～50.50m，累计进尺131.10m，进行标准贯入试验73次，采取原状样47件，并进行了相应的室内试验和测试。

3.1勘探点的布设

勘探点的布置应按跨线桥桥位布置，桥位勘探采用机械钻探，钻孔沿桥轴线布置在墩台位置。

（见附录A）

3.2勘察方法

本次勘察采用钻探、标准贯入试验及室内土工试验相结合的方法进行。

3.2.1钻探

钻探是用一定的设备、工具（主要是钻机）来破碎地壳岩石或土层，在地壳中形成一个直径较小、深度较大的钻孔，可取岩心或不取岩心来了解地层深部地质情况的过程。

（1）钻探方式

本次勘察钻探采取回转式转机，回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底地层而钻进，使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。

为保证分层准确，要求钻进深度和分层深度的量测误差范围应为±0.05m，非连续取心钻进的回次进尺应控制在1m以内，连续取心的回次进尺应控制在2m以内。

选择钻探方法应考虑地层特点及钻探方法的有效性，能保证以一定的精度鉴别地层，了解地下水的情况，尽量避免或减轻对取样段的扰动影响。

在地下水位以上的土层中虑进行干钻，不得使用冲洗液，不得向孔内注水。

在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。

钻孔深度：

勘探孔深度以能控制地基主要受力层为原则。

对须进行变形验算的地基，控制性勘探孔深度应超过地基沉降计算深度，并深入到稳定地层。

本次详勘布设钻孔3个，孔深40.10～50.50m。

（2）钻孔水文地质观测

钻进过程中应注意和记录冲洗液消耗量的变化。

发现地下水后，应停止钻进测定其初见水位及稳定水位。

如系多层含水层，需分层测定水位时，应检查分层止水情况，并分层采取水样和测定水温。

准确记录各含水层顶、底板标高及其厚度。

图3.1钻机钻进示意图和常用钻头示意图

（3）钻进动态观察和记录

钻进动态能提供许多地质信息，所以钻孔观测、编录人员必须做好此项工作。

在钻进过程中注意换层的深度、回水颜色变化、钻具陷落、孔壁坍塌、卡钻、埋钻和涌沙现象等，结合岩心以判断孔内情况。

本次勘察钻探采用回转式钻机，合金钻头钻进，泥浆或套管护壁，钻孔口径选91mm。

本次详勘布设钻孔3个，孔深40.10～50.50m，累计进尺131.10m。

3.2.2取样

取样是岩土工程勘察中必不可少的、经常性的工作。

为定量评价岩土工程问题而提供室内试验的样品，包括岩土样和水样。

除了在地面工程地质测绘调查和坑探工程中采取试样外，主要是在钻孔中采取的。

土样的质量等级：

土样的质量实质上是土样的扰动问题。

土样扰动表现在原位应力状态、含水率、结构和组成成分等方面的变化，它们产生于取样之前，取样之中以及取样之后直至试样制备的全过程之中。

土样扰动对试验成果的影响也是多方面的，使之不能确切表征实际的岩土体。

对不扰动土样或原状土样基本质量要求是：

（1）没有结构扰动。

（2）没有含水率和孔隙比的变化。

（3）没有物理成分和化学成分的改变。

由于不同试验项目对土样扰动程度有不同的控制要求，因此许多国家的规范或手册中都根据不同的试验要求来划分土样质量级别。

《规范》参照国外的经验，对土样质量级别作了四级划分，并明确规定各级土样能进行的试验项目。

其中Ⅰ、Ⅱ级土样相当于原状土样，但Ⅰ级土样比Ⅱ级土样有更高的要求。

表中对四级土样扰动程度的区分只是定性的和相对的，没有严格的定量标准。

表3.1土样质量等级划分表

注：

不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度和含水量变化很小，能满足室内试验各项要求；除地基基础设计等级为甲级的工程外，在工程技术要求允许的情况下可用II级土试样进行强度和固结试验，但宜先对土试样受扰动程度作抽样鉴定，判别用于试验的适宜性，并结合地区经验使用试验成果。

土样质量的优劣，不仅取决于取土器具，还取决于取样全过程的各项操作是否恰当。

此外，还要考虑土层特点、操作水平和地区经验，来判断所取土样是否达到了预期的质量等级。

钻进要求：

采取原状样时应采用专用薄壁取土器。

宜采取连续的静压方式取土，土样贯入取土器，贯入速度不小于0.1m/s。

取样要求：

取样钻孔必