1、1 概 述1.1 工程概况 随着鄂尔多斯城市经济的快速发展，鄂尔多斯市成为国家级能源化工基地，成为呼包鄂城市群中心城市区域经济的主要增长点。为继续提高城市核心竞争力，调整产业结构，改变原工业发展中总量小、增长粗放、发展缓慢、污染严重、科技含量较低等问题，鄂尔多斯市市委市政府提出建立东胜区机械装备业制造基地，以高起点、高科技、高效益、高产业链、高附加值、高度节能环保“六个高”的新型工业化发展思路，推进工业园区发展循环经济，构筑产业集群，开创工业化发展的新局面。机械装备制造业基地位于东胜区罕台镇境内，场地内地势较为平缓，略呈缓坡状起伏。距康巴什新区 9km，东距 210 国道 0.7km，南距青春
2、山 50 万伏变电站 2.8km，西至补洞沟河沿，北至打坝渠，面积约为 25km2。本次实施的基础设施包括产业区内道路、场平、供水、供热、供电、供气、排污及处理、排水（雨水） 、通信、弱电、绿化等项目。拟建桥梁位于机械装备制造业基地内，为该工程的子项之一。四座桥梁横跨区内唯一季节性雨水冲沟补洞沟，连接补洞沟两岸待建道路。受鄂尔多斯市东胜区经济贸易局委托，中国市政工程西北设计研究院有限公司承担了鄂尔多斯市东胜区机械装备业制造基地项目补洞沟桥梁的岩土工程勘察任务。根据设计要求，本次勘察分两个阶段进行。初步勘察野外工作开始于 2007 年 11 月 14 日，结束于 2007 年 12 月 4 日，
3、历时 21 天，对拟建补洞沟 1 桥、2 桥、3 桥及 4 桥进行初步岩土工程勘察；2008年 3 月 6 日，建设单位委托我单位对本工程进行岩土工程详细勘察工作，拟建补洞沟 4 桥由于桥位更改，不在本次详细勘察任务之列，故我院对补洞沟 13 号桥进行了岩土工程详细勘察工作。为保证成果资料的完整性与统一性，满足设计部门的使用要求与方便，我院综合初步勘察与详细勘察成果，编制本报告书。1.2 勘察目的与任务根据拟建工程方案设计及拟建场地工程地质条件，按照市政工程勘察规范 ，拟建场地为类，拟建桥梁为中桥；按照岩土工程勘察规范 （GB50021-2001） ，确定本工程岩土工程勘察等级。拟建主要构（建
4、）筑物工程重要性等级为二级、场地复杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，综合分析确定本工程岩土工程勘察等级为乙级。本阶段岩土工程勘察按详细勘察要求进行，其目的是为本工程施工图设计阶段的地基基础设计及工程施工提供工程地质资料和岩土工程设计参数，并提出相应的建议。依据相应规范要求，结合拟建场地地质条件及拟建工程特点，确定本工程勘察工作的具体任务为：（1）调查了解拟建桥位场地的地形地貌与环境地质条件，详细查明拟建场地是否存在不良地质作用及可能存在的不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势以及对工程安全和场地稳定性的影响，对场地的稳定性做出评价，提出防治或整治措施的建议。（2）详细查明拟建场地
5、地层结构，阐明拟建场地勘探深度范围内地基土的分布规律、工程地质特征及其物理力学性质，提供场地地基土物理力学性质指标，确定各层地基土的承载能力。（3）详细查明拟建场地地下水的类型、埋藏条件、水位变化幅度与规律；查明含水层的颗粒组成、渗透系数与补排条件；查明地下水水质状况，判定地下水对建筑材料的腐蚀性，分析评价地下水对地基基础设计与基础施工的影响。（4）查明场地地震地质条件，划分场地土类型和场地类别；查明可能产生地震液化的地层分布及液化程度，分析评价场地和地基的地震效应，为构（建）筑物的抗震设计提供依据。（5）对场地工程地质条件和岩土工程性质做出综合评价，测试岩土的物理力学性质，提供基础设计参数，
6、提供可选的桩基类型和桩端持力层，并针对桩基提出相应的估算单桩极限承载力标准值的有关岩土设计参数。1.3 勘察工作依据本次勘察所依据的技术标准与规范：（1） 公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） ；（2） 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007） ；（3） 市政工程勘察规范 （CJJ 56-94）（3） 公路工程抗震设计规范 （JTJ004-98） ；（4） 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001） ；（5） 建筑抗震设计规范 （GB50011-2001） ；（6） 工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99)。1.4 勘察方案(1) 勘探手段的确定针对拟建场地
7、的岩土工程条件，结合拟建桥梁的特点，本次勘探采用钻探、标准贯入试验、动力触探试验、物探试验和室内试验相结合的勘探手段进行。利用钻探查明拟建场地地层结构；采用重型（N 63.5）动力触探和标准贯入等原位测试手段判定地基土的力学性质；室内试验判定地基岩土的物理力学性质；物探试验获取场地岩土的剪切波速，确定场地覆盖层厚度及等效剪切波速，进行地震效应评价，为抗震设计提供依据，同时，配合钻探及岩石强度试验资料，进行场地砂岩的风化程度划分。(2) 勘探工作量布置本次详细勘察阶段，在初步勘察的基础上，勘探点位置根据拟建桥梁墩（台）位置布置，勘探线垂直于补洞沟轴线，采取一墩（台）一孔的布孔原则，每个拟建桥位布
8、置钻孔 816 个，钻孔间距 12-23m，要求勘探孔进入微风化砂岩 5.0m 以上，预估孔深40.045.0m，一般性孔及测试孔预估孔深 35m。共布置勘探点 36个（其中初勘点位 13 个）钻孔位置现场采用全站仪实地测放。(3) 原位测试试验在一定数量的钻孔中进行原位测试试验，其中在砂类土中进行标准贯入试验，在砾石层和强风化砂岩层中进行重型动力触探试验，以判定地基土力学性质。标准贯入试验从地面下 1.0m 开始，每隔1.0m 进行 1 次；重型动力触探试验从砾石层面开始连续贯入，以锤击数大于 30 击/10cm 为终止条件。采用面波法进行场地剪切波速测试，每个桥位布置测试点 1 个。共布置
9、面波测试点 3 点，(4) 取 样在每个桥位处的砂层及圆砾层中各层采取 4组扰动样；采取地下水 12 组。在 3 个桥位 12 个勘探孔的砂岩中风化及微风化层中各采取岩芯样一组，共 24 组。(5) 室内试验室内土工试验分析项目按工程性质及设计要求进行。对采取的粗颗粒扰动样进行颗粒分析试验，水样进行常规水质简分析试验。对采取的岩石样，进行室内物理性质试验和强度试验，具体试验项目为：干密度、视密度、含水率以及天然状态、饱和状态、干燥状态单轴极限抗压强度。1.5 完成工作量统计初步勘察野外工作开始于 2007 年 11 月 14 日，结束于 2007 年12 月 4 日，历时 21 天，共投入 X
10、Y-150 型岩芯钻机 3 台，人员共计16 人于 2007年 12 月 10 日提交正式初步勘察报告。详细勘察野外工作开始于 2008 年 3 月 10 日，结束于 2008 年 3月 22 日，历时 13 天，共投入 XY-150 型岩芯钻机 4 台，技术人员两名，技术工人 16 人，人员共计 18 人。初步勘察与详细勘察实际完成的工作量见表 1.5-1。 （含补洞沟四桥工作量）勘 察 工 作 量 统 计 表 表 1.5-1勘探手段 孔数（个） 工 作 量测 量 勘探点 46 82 个钻 探 钻探孔 46 1790.7m原位测试 动力触探试验 13 28.7m颗分试验 12 24 件岩石试
11、验 14 24 组室内试验水质分析 3 6 组工程物探 剪切波速 4 120m2 自然环境与区域地质概况2.1 气候、气象东胜属于温带大陆性气候，主要受西北环流与极地冷空气的影响，具春季干旱，夏季湿热，秋季凉爽，冬季寒冷的气候特征，冬长夏短，四季分明。年平均最高气温 23.7,极端最高气温 36.7, 年平均最低气温-13.3，极端最底气温-32.6。降雨主要集中于68 月，年平均降雨量 351.1mm，蒸发量 2500mm。年平均湿度为51%左右。光照资源丰富，年日照时数为 2818.3 小时，无霜期 135天，区域冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为西南风，年平均风速为 1.8m/s，年最
12、大风速 27m/s。标准冻结深度按 1.5m 考虑。2.2 地形、地貌及水文条件东胜区机械装备业制造基地项目地处鄂尔多斯高原中东部丘陵沟壑区，区内部有阿布亥河沟，东部为吉鲁庆河沟，基地范围内地形起伏变化较大，用地北部以及东北部为连续丘陵，高差较大，地势由东北向西南逐渐降低，区内最大高程为 1456m，最小高程为1330m，最大高差变化主要集中在东北部，高差约 80m 左右。场地内主要的地貌类型有丘陵、沟谷、丘陵间洼地与风积砂丘，微地貌单元发育，局部地段人为活动较多。布洞沟为一季节性产生洪流的大型冲沟，呈南北向穿越本区的西部，沟体宽度 4090m，沟道顺直，岸坡稳定，沟底平缓，沟槽相对深度 13
13、m。为北部山区地表水汇流聚集长期冲刷形成，雨季可见有洪流通过，现各沟内低洼处见少量地表积水。2.3 地质构造在区域地质构造上，拟建场地位于华北块体内阴山隆起带和鄂尔多斯隆起两个次级构造单元上。阴山构造带形成较早、规模大，内部结构复杂，构造变动强烈，岩浆活动频繁，现代构造运动强烈，近代地震活动频度高、强度大；鄂尔多斯隆起形成较晚、规模较大，但内部结构简单，构造运动单一，是华北块体内最稳定和完整的构造单元。2.4 地层、岩性拟建桥位及其附近的地层结构比较简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度 3.0-6.0m，其下部地层主要为全风化、强风化的白垩系砂岩、砂砾岩或泥（页）岩等，厚度超过 1
14、00m。3 补洞沟一桥拟建的补洞沟一桥横跨补洞沟，大致以东西向连接拟建中环大道北段，桩号范围 K5+978.413K6+025.493m，桥型为预应力混凝土连续梁桥，孔跨布置为 223.5m，桥长 47m，拟采用机械成孔钻孔灌注桩。详见图 3-1：补洞沟一桥桥型图。图 3-1：补洞沟一桥桥型图3.1 场地工程地质条件 3.1.1 场地地形地貌与不良地质作用 拟建桥梁场地微地貌上属补洞沟河漫滩。桥址范围内因采石场开挖形成水坑及砂石堆，地形起伏较大，地面高程介于1363.201366.78m。桥梁西侧岸坡因流水冲刷形成陡坎，与沟底高差达 2.0-3.0m，基岩裸露；东侧地形呈缓坡状，高程略高于沟底
15、约1.0m，坡面因人为活动形成水坑，面积约 30m2，水深小于 0.5m。见图 3.1-1：补洞沟一桥场址全貌场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生，沟谷两岸岸坡现处于稳定状态。图 3.1-1：补洞沟一桥场址全貌3.1.2 水文地质条件 根据勘察结果，在各钻孔内均揭露地下水，地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为 0.62.0m，相应高程1364.191363.98m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.5m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。3.1.3 场地地层结
16、构 根据勘探揭露，拟建桥址场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。依据野外钻探、测试及土工试验分析结果，将各地层岩性特征与分布状况综述如下：-1 中细砂(Q 4al+pl)：褐黄色黄褐色，主要成份为石英、长石等，含暗色矿物，颗粒次棱角状，分选中等，局部夹有角砾及粉土薄层，薄层一般厚度 0.10.5m。稍湿，松散稍密状态。-2 圆砾(Q 4al+pl)：杂色，以灰白色、青灰色为主，母岩成份主要以砂岩为主，颗粒呈亚圆形，磨圆度较好，分选性差，以混砂充填，含砂量大，局部夹薄层中细砂、砾砂透镜体，圆砾粒径一般为0.52cm，偶见大于 5cm 的颗粒，分布不均
17、。该层呈松散中密状。-1 全风化砂岩(K 2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，全风化状，以细砂岩为主。钻进容易，岩芯呈砂土状，手捏即成散体，遇水即软化崩解。该层埋深 1.63.7m，高程介于1363.441362.10m，层厚一般为 1.52.1m。-2 强风化砂岩(K 2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，强风化状，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及砂砾岩。钻进容易，岩芯呈长柱状，断面参差不齐，风化裂隙较发育，岩体遇水软化，为极软岩。层面埋深 3.66.3m，高程介于 1361.941359.38m。-3-1 中风化砂岩(K 2)：灰白色、淡灰绿色夹褐红色条带，中风化状，倾角 1015 o，以细砂岩为
18、主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层，局部夹硬质砂岩，钻进进尺较慢，岩芯呈长柱状，断面较齐，风化裂隙不发育。本层埋深 14.616.4m，高程介于1350.881348.61m。-4-1 微风化砂岩(K 2)：灰白色、淡灰绿色，偶夹褐红色条带，微风化状，倾角 1015 o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层。钻进进尺慢，岩芯呈长柱状，断面整齐，风化裂隙不发育。本层层面埋深 37.339.7m，相应高程 1328.881325.09m，本次勘探未揭穿该层。3.2 场地地震效应 3.2.1 剪切波速测试及场地类别划分本次勘察在场区进行了波速测试，试验结果见图 3.2.1 和表3.2.1。图 3.2.1
19、 YQ7 钻孔剪切波速频散曲线剪切波速 Vs（m/s）测试成果表 表 3.2.1深度(m) 波速（m/s） 深度(m) 波速（m/s） 深度(m) 波速（m/s）1 200 11 348 21 5082 240 12 368 22 5273 164 13 387 23 5424 168 14 400 24 5605 184 15 415 25 5796 208 16 432 26 6007 228 17 440 27 6128 256 18 464 28 6299 296 19 476 29 64810 320 20 496 30 656由表 3.2.1 可知，测试点覆盖层厚度 21m，岩土层
20、等效剪切波速值 285m/s，场地土属中硬中软场地土，综合判定工程场地类别为类。3.2.2 场地抗震设计参数 拟建场地的地层结构比较简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度 2.13.1m，其下部地层为白垩系砂岩，厚度大于100m。根据中国地震动峰值加速度区划图 及建筑抗震设计规范 ，本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本加速度值为 0.10g，所属的设计地震分组为第三组。3.2.3 砂土液化评价本工程场地沟内因采石场的采挖，沟内冲洪积中细砂已基本挖除，圆砾出露；补洞沟南侧中细砂层厚度 0.6m，地下水水位埋深2.1m，水位处于圆砾层中。因此，本场地可不考虑饱和砂土液化问题。3.3 场地
21、工程性质分析与评价3.3.1 地基岩土物理力学性质分析与评价3.3.1.1、地基土原位测试1）重型动力触探试验为评价场地圆砾层的密实程度和均匀性，进行了 N63.5 重型动力触探试验。试验结果统计详见表 3.3.1-1。圆砾-2 动力触探试验结果统计表 表 33.1-1实测值（J/10cm） 修正值（J/10cm）统计数 29 统计数 29最大值 13 最大值 12.8最小值 3 最小值 3平均值 8.1 平均值 8.0密实程度 松散稍密 密实程度 松散稍密动力触探统计结果表明，场地圆砾层密实程度不均匀，动探击数变化范围较大。随深度增加，动探击数无明显规律性，圆砾多呈松散稍密状态。本次勘探亦在
22、全风化砂岩中进行了 N63.5 重型动力触探试验。试验结果统计详见表 3.3.1-2。动力触探统计结果表明，随深度增加，动探击数略有增加，全风化砂岩呈稍密状态。全风化砂岩-1 动力触探试验结果统计表 表 3.3.1-2实测值（J/10cm） 修正值（J/10cm）统计数 4 统计数 4最大值 8 最大值 7.8最小值 6 最小值 5.9平均值 7.3 平均值 7.1密实程度 松散稍密 密实程度 松散稍密2）颗粒分析为评价地基土颗粒组成，对中细砂层及圆砾层分别采取扰动样进行颗粒分析试验，根据试验结果，砂层颗粒组成不均匀，主要以中砂及细砂为主，局部为粗砂。圆砾中砾石含量分布不均，局部样品颗分定名为
23、砾砂。详见附表：土工实验成果报告表。3.3.1.2 地基岩土物理力学性质室内试验为了解桥址场地地基岩土的物理力学性质，对该场地中风化和微风化砂岩的物理力学性质进行室内岩石试验，其试验结果见附表：岩石试验成果表。根据试验结果，对各层地基岩土的物理力学性质进行分层统计，其统计结果表 3.3.1-3 和表 3.3.1-4。统计结果表明，中风化砂岩块体密度平均值 2.41g/cm3，饱和状态单向抗压强度 0.17MPa，干燥状态单向抗压强度 7.08MPa，软化系数 0.02，属可软化的极软岩，岩体基本质量等级为类。微风化砂岩块体密度平均值 2.39g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.13MPa，干燥
24、状态单向抗压强度 6.03MPa，软化系数 0.02，属可软化的极软岩，岩体基本质量等级为类。由统计表可知：风化砂岩具有遇水软化，强度大幅度降低的特性，岩石试样含水量变化对其强度有较大影响。中风化砂岩-3 物理力学指标统计表 表3.3.1-3单向抗压强度(MPa)统计项目块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率 饱和 天然 干燥软化系数统计频数 3 3 3 3 3 3 3最大值 2.43 2.21 10.44 0.35 1.77 7.79 0.05最小值 2.37 2.15 9.30 0.03 0.65 6.16 0.01平均值 2.41 2.19 9.99 0.17 1.29 7.08
25、0.02微风化砂岩-4 物理力学指标统计表 表 3.3.1-4单向抗压强度(MPa)统计项目块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率 饱和 天然 干燥软化系数统计频数 3 3 3 3 3 3 3最大值 2.41 2.21 10.22 0.14 2.33 7.79 0.03最小值 2.36 2.14 9.18 0.07 1.70 5.04 0.01平均值 2.39 2.18 9.71 0.13 1.93 6.03 0.023.3.2 地下水与地基土腐蚀性试验与评价根据一组钻孔地下水及一组地表水水样水质简分析结果（见附表：水质分析试验成果表） ，地下水腐蚀性评价如下：本场地地下水属 HCO3-
26、CaMg 型水，PH 值 7.95，SO 42-含量38.90mg/l，Cl -含量 28.01mg/l；地表水属 HCO3-CaMg 型水，PH值 8.28，SO 42-含量 422.66mg/l，Cl -含量 35.10mg/l。依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中的有关规定，按I 类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；地表水对混凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） ，按 I 类环境判定，地下水、地表水对混凝土均不具腐
27、蚀性。3.4 桩基分析与评价3.4.1 桩基持力层的选择拟建补洞沟一桥是跨径短、荷载小、对不均匀沉降要求较高的中型桥梁。考虑到河流冲刷及浅部地基土分布不均匀，工程性质较差，采用桩基础将上部荷载传递于深部强度高、分布连续且稳定的地基土上，是拟建桥梁较理想的基础型式。分布于拟建场地中部的中风化砂岩-3，层面埋深14.616.4m，高程介于 1350.881348.61m，厚度一般介于22.025.1m，该层强度较高，层位较稳定，分布连续，厚度较大，在保证安全、经济合理的条件下，本层是较理想的基础持力层。分布于拟建场地下部的微风化砂岩-4 层，层面埋深一般在37.339.7m 之间，相应高程一般在
28、1328.881325.09m 之间，厚度大于 50.0m，该层强度高，层位稳定，分布连续，是良好的基础持力层。根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩基础，以中风化砂岩-3 作为桩端持力层，成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。3.4.2 桩基设计参数的确定当采用机械成孔钻孔灌注桩基础时，根据原位测试和室内试验成果，按照公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）的规定，确定各岩土层的承载力基本容许值及钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值见表 3.4.2。地基岩土承载力基本容许值及土的摩阻力标准值 表 3.4.2地层名称 承载力基本容许值 （kPa） 摩阻力标准值（kPa）-1 冲洪积中细砂
29、 130 40-2 圆砾 250 120-1 全风化砂岩 250 60-2 强风化砂岩 300 90-3-1 中风化砂岩 400 130-4-1 微风化砂岩 500 1803.5 结论与建议 （1）拟建桥梁位于中环大道北段，横跨补洞沟。沟内因采石场开挖形成水坑及砂石堆，地形起伏较大，地面高程介于1363.201366.78m。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生，现状条件下岸坡处于稳定状态。桥位场地地形平坦开阔，沟谷顺直平缓，高差较小，岸坡稳定。勘探区内未发现新构造运动迹象，亦未见不良地质作用，工程场地是稳定、良好的建设场地，适宜进行工程建设。（2）根
30、据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。地层分布较稳定，有较好的桩基持力层，工程地质条件良好。（3）场地地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.62.0m，相应高程 1364.191363.98m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。根据水质简分析试验结果，依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中的有关规定，按 I 类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性；地表水对混
31、凝土结构具弱腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） ，按 I 类环境判定，钻孔地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。（4）地基岩土承载力基本容许值和土的侧摩阻力标准值见表3.4.2。（5）根据中国地震动峰值加速度区划图及建筑抗震设计规范 ，本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本加速度值为 0.10g，所属的设计地震分组为第三组，场地属类场地。（6）根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩基础，以中风化砂岩-3 作为桩端持力层，成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。（7）桩基持力层为风化砂岩，具有遇水软化，强度大幅度降低的特性；在桩
32、基施工中应采取相应护壁措施，防止塌孔现象发生。严格按规范、规程施工，加强沉渣等因素控制。工程桩施工完毕后，应对成桩质量进行检测，检测可采用动测法随机抽样，受检桩数应符合有关规范要求。（8）本区标准冻结深度按 150cm 考虑。4 补洞沟二桥拟建的补洞沟二桥横跨补洞沟，大致以东西向连接拟建纬九路，桥梁与道路连接桩号范围 K1+724.414K1+789.494m，桥型为预应力混凝土连续梁桥，孔跨布置为 20+23+20m，桥长 63m。拟采用机械成孔钻孔灌注桩。见图 4.-1：补洞沟二桥桥型图图 4.-1 补洞沟二桥桥型图4.1 场地工程地质条件 4.1.1 场地地形地貌与不良地质作用 拟建桥梁
33、场地微地貌单元属补洞沟河漫滩。沟内因乱掘造路形成水坑及砂石堆，地形略有起伏，地面高程介于1349.211350.93。桥梁西侧因采石场开挖形成水塘，水深 0.20.7m；东端地形呈缓坡状，高程略高于沟底约 1.0m。场地地形地貌见图 4.1.1-1：补洞沟二桥场址全貌。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生；沟谷两岸岸坡现处于稳定状态。图 4.1.1-1：补洞沟二桥场址全貌4.1.2 水文地质条件 根据勘察结果，在各钻孔内均揭露地下水，地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为 0.21.2m，高程
34、介于1349.841349.73m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于0.1m。桥址西侧小型流水冲沟宽越 1.5m，水深小于 0.3m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。4.1.3 场地地层结构 根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。依据野外钻探、测试及土工试验分析结果，将各地层岩性特征与分布状况综述如下：-1 中细砂(Q 4al+pl)：褐黄色黄褐色，主要成份为石英、长石等，含暗色矿物，颗粒次棱角状，分选中等。稍湿饱和，松散稍密状态。-2 圆砾(Q 4al+pl)：杂色，以灰白色、青灰色为主，母岩
35、成份主要以砂岩为主，颗粒呈亚圆形，磨圆度较好，分选性差，以混砂充填。圆砾粒径一般为 0.52cm，偶见大于 5cm 的颗粒。该层呈松散中密状。-1 全风化砂岩(K 2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，全风化状，以细砂岩为主。钻进容易，岩芯呈砂土状，手捏即成散体，遇水即软化崩解。该层埋深 0.52.3m，相应高程1348.711346.53m，层厚一般为 1.62.3m。-2 强风化砂岩(K 2)：棕红色、褐红色夹灰白色条带，强风化状，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及砂砾岩。钻进容易，岩芯呈长柱状，断面参差不齐，风化裂隙较发育，岩体遇水软化，为极软岩。层面埋深 2.14.4m，相应高程 1347.1
36、11346.53m。-3-1 中风化砂岩(K 2)：灰白色、淡灰绿色夹褐红色条带，中风化状，倾角 1015 o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层，局部夹硬质砂岩，钻进进尺较慢，岩芯呈长柱状，断面较齐，风化裂隙不发育。层面埋深 15.417.3m，相应高程1334.951333.63m，层厚介于 18.320.3m。-4-1 微风化砂岩(K 2)：灰白色、淡灰绿色，偶夹褐红色条带，微风化状，倾角 1015 o，以细砂岩为主，夹薄层中粗砂岩及泥岩薄层。钻进进尺慢，岩芯呈长柱状，断面整齐，风化裂隙不发育。本层埋深 34.138.2m，相应高程 1315.111312.73m，本次勘探未揭穿该层
37、。4.2 场地地震效应 4.2.1 剪切波速测试及场地类别划分本次勘察在场区进行了波速测试，其试验结果见图 4.2.1 和表4.2.1。图 4.2.1 EQ4 剪切波速频散曲线 剪切波速 Vs（m/s ）测试成果表 表4.2.1深度(m) 波速（m/s）深度(m) 波速（m/s）深度(m) 波速（m/s）1 140 11 260 21 4082 172 12 280 22 4123 204 13 292 23 4244 204 14 304 24 4405 232 15 312 25 4686 244 16 332 267 208 17 352 278 220 18 372 289 228 1
38、9 380 2910 248 20 392 30表 4.2.1 可知，测试点覆盖层厚度 26m，岩土层等效剪切波速值250m/s，场地土属中硬中软场地土，综合判定工程场地类别为类。4.2.2 场地抗震设计参数 拟建场地的地层结构比较简单，上部为第四纪松散堆积物，主要为砂类土，厚度 0.52.3m，其下部地层为白垩系砂岩，厚度大于100m。根据中国地震动峰值加速度区划图 及建筑抗震设计规范 ，本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本加速度值为 0.10g，所属的设计地震分组为第三组。4.2.3 砂土液化评价本工程场地沟内因采石场的采挖，沟内冲洪积中细砂已基本挖除，残存中细砂层厚度小于 1.0m，且在
39、施工中将挖除该层，可不考虑饱和砂土液化问题。4.3 场地工程性质分析与评价4.3.1 地基岩土物理力学性质分析与评价4.3.1.1、地基土原位测试1）重型动力触探试验为评价场地圆砾层的密实程度和均匀性，进行了 N63.5 重型动力触探试验。试验结果统计详见表 4.3.1-1。圆砾-2 动力触探试验结果统计表 表 4.3.1-1实测值（J/10cm） 修正值（J/10cm）统计数 22 统计数 22最大值 15 最大值 14.7最小值 3 最小值 3平均值 6.9 平均值 6.87密实程度 松散中密 密实程度 松散中密动力触探试验统计结果表明，场地圆砾层密实程度不均匀，动探击数变化范围较大。随深
40、度增加，动探击数无明显规律性，圆砾多呈稍密中密状态，局部稍密状。本次勘探亦在全风化砂岩中进行了 N63.5 重型动力触探试验。试验结果统计详见表 4.3.1-2。全风化砂岩-1 动力触探试验结果统计表 表 4.3.1-2实测值（J/10cm） 修正值（J/10cm）统计数 8 统计数 8最大值 8 最大值 8最小值 4 最小值 4平均值 6 平均值 6.0密实程度 松散稍密 密实程度 松散稍密动力触探统计结果表明，随深度增加，动探击数略有增加，全风化砂岩呈松散稍密状态。2）颗粒分析试验 为评价地基土颗粒组成，对中细砂层及圆砾层分别采取扰动样进行颗粒分析试验，根据试验结果，砂层颗粒组成不均匀，主
41、要以中砂及细砂为主，局部为粗砂。圆砾中砾石含量分布不均，局部样品颗分定名为砾砂。详见附表：土工实验成果报告表。4.3.1.2 地基岩土物理力学性质室内试验为了解桥址场地地基岩土的物理力学性质，对该场地中风化和微风化砂岩的物理力学性质进行室内岩石试验，其试验结果见附表：岩石试验成果表。根据试验结果，对各层地基岩土的物理力学性质进行分层统计，其统计结果表 4.3.1-3 和表 4.3.1-4。中风化砂岩-3 物理力学指标统计表 表4.3.1-3单向抗压强度(MPa)统计项目块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率 饱和 天然 干燥软化系数统计频数 4 4 4 4 4 4 4最大值 2.44 2
42、.22 11.96 0.18 2.49 11.93 0.04最小值 2.33 2.08 6.74 0.03 1.56 3.34 0.01平均值 2.39 2.17 10.00 0.13 1.88 7.25 0.02微风化砂岩-4 物理力学指标统计表 表 4.3.1-4单向抗压强度(MPa)统计项目块体密度g/cm3干块体密度g/cm3含水率 饱和 天然 干燥软化系数统计频数 4 4 4 4 4 4 4最大值 2.37 2.17 12.18 0.17 2.90 12.6 0.03最小值 2.35 2.08 9.15 0.04 1.44 4.93 0.01平均值 2.34 2.12 10.34 0
43、.09 2.14 8.11 0.01统计结果表明，中风化砂岩块体密度平均值 2.39g/cm3，饱和状态单向抗压强度 0.13MPa，干燥状态单向抗压强度 7.25MPa，软化系数 0.02，属可软化的极软岩，岩体基本质量等级为类。微风化砂岩块体密度平均值 2.34g/cm3，饱和状态单向抗压强度0.09MPa，干燥状态单向抗压强度 8.11MPa，软化系数 0.01，属可软化的极软岩，岩体基本质量等级为类。由统计表可知：风化砂岩具有遇水软化，强度大幅度降低的特性，岩石试样含水量变化对其强度有较大影响。4.3.2 地下水与地基土腐蚀性试验与评价根据一组钻孔地下水及一组地表水水样水质简分析结果（
44、见附表：水质分析试验成果表） ，地下水腐蚀性评价如下：本场地钻孔地下水属 HCO3-CaMg 型水，PH 值 8.37，SO 42-含量 85.01mg/l，Cl -含量 17.37mg/l；地表水属 HCO3-CaMg 型水，PH 值 8.37， SO42-含量 43.71mg/l，Cl -含量 24.46mg/l。依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中的有关规定，按I 类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水和地表水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） ，按 I 类环境判定，地下水、地表水对混
45、凝土均不具腐蚀性。4.4 桩基分析与评价4.4.1 桩基持力层的选择拟建补洞沟二桥是跨径短、荷载小、对不均匀沉降要求较高的中型桥梁。考虑到河流冲刷及浅部地基土分布不均匀，工程性质较差，采用桩基础将上部荷载传递于深部强度高、分布连续且稳定的地基土上，是拟建桥梁较理想的基础型式。分布于拟建场地中部的中风化砂岩-3，层面一般埋深15.417.3m，相应高程 1334.951333.63m，层厚介于18.320.3m。该层强度较高，层位较稳定，分布连续，厚度较大，在保证安全、经济的条件下，本层是较理想的基础持力层。分布于拟建场地下部的微风化砂岩-4 层，层面埋深一般为34.138.2m，相应高程 13
46、15.111312.73m。该层强度高，层位稳定，分布连续，是良好的基础持力层。根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩基础，以中风化砂岩-3 作为桩端持力层，桩端进入中风化砂岩深度不宜小于3d（d 为桩的直径） 。成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。4.4.2 桩基设计参数的确定当采用机械成孔钻孔灌注桩基础时，根据原位测试和室内试验成果，按照公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63-2007）的规定，确定各岩土层的承载力基本容许值及钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值见表 4.4.2。地基岩土承载力基本容许值及土的摩阻力标准值 表 4.4.2地层名称 承载力基本容许值 （kPa） 摩阻力标准值（k
47、Pa）-1 冲洪积中细砂 130 40-2 圆砾 250 120-1 全风化砂岩 250 60-2 强风化砂岩 300 90-3-1 中风化砂岩 400 130-4-1 微风化砂岩 500 1804.5 结论与建议 （1）拟建补洞沟二桥横跨补洞沟，微地貌单元属补洞沟河漫滩。沟内因乱掘造路形成水坑及砂石堆，地形略有起伏，地面高程介于 1349.211350.93m，桥梁西侧因采石场开挖形成水塘，水深 0.21.0m，东侧地形呈缓坡状，高程略高于沟底约 1.0m。场地除人为活动挖填形成水坑及砂石堆外，未见滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用发生。桥位场地地形平坦开阔，沟谷顺直平缓，高差较小，岸坡稳定。
48、勘探区内未发现新构造运动迹象，亦未见不良地质作用，工程场地是稳定、良好的建设场地，适宜进行工程建设。（2）根据勘探揭露，拟建工程场地地层结构较为简单，自上而下地基土主要由第四系冲洪积中细砂、圆砾及白垩系砂岩组成。地层分布较稳定，有较好的桩基持力层，工程地质条件良好。（3）场地地下水属第四系孔隙潜水，主要赋存于补洞沟冲洪积成因的砂类土及砾石层中，水量较丰富。地下水埋深一般为0.31.2m，相应高程 1349.841349.73m。在低洼处地下水出露，形成水坑，水深小于 0.1m。场地全风化砂岩，裂隙较发育，赋存少量基岩裂隙水，水量极小。根据水质简分析试验结果，依据岩土工程勘察规范(GB50021
49、-2001)中的有关规定，按 I 类环境类型，具干湿交替作用判定，地下水和地表水对混凝土结构不具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。根据公路工程地质勘察规范 （JTJ064-98） ，按 I 类环境判定，钻孔地下水、地表水对混凝土均不具腐蚀性。（4）地基岩土承载力基本容许值和土的侧摩阻力标准值见表4.4.2。（5）根据中国地震动峰值加速度区划图及建筑抗震设计规范 ，本区抗震设防烈度为 7 度，设计基本加速度值为 0.10g，所属的设计地震分组为第三组，场地属类场地。（6）根据桥位区的地层及岩性分布特点，建议采用桩基础，以中风化砂岩-3 作为桩端持力层成桩方式可选择机械成孔钻孔灌注桩。（7）桩基持力层为风化砂岩，具有遇水软化，强度大幅度降低的特性；在桩基施工中应采取相应护壁措施，防止缩孔和塌
