勘查技術(shù)與工程畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

防 災(zāi) 科 技 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目 三馬房互通跨線橋詳細(xì)工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià) 三馬房互通跨線橋詳細(xì)工程地質(zhì)勘察與評(píng)價(jià) 摘要 本次勘察的目的是為三馬房互通跨線橋工程建設(shè)的規(guī)劃選址、可行性研究、設(shè)計(jì)、施工以及工程建成后的運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)成果和技術(shù)服務(wù)，使其滿足工程建設(shè)的要求。 即對(duì)擬建項(xiàng)目進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，同時(shí)查明工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，為確定跨線橋工程位置及編制施工圖設(shè)計(jì)文件，提供準(zhǔn)確、完整的工程地質(zhì)資料。 本次勘察采用鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法 進(jìn)行。統(tǒng)計(jì)土層的各種物理力學(xué)參數(shù)，求得地基承載力特征值，最終確定持力層。 最后對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性、不良地質(zhì)與特殊巖土特征、場(chǎng)地地震效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。橋址區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造存在，地層穩(wěn)定，橋基穩(wěn)定性較好，宜于建橋。對(duì)地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià)：地表水、地下水對(duì)水泥混凝土不具腐蝕性。 關(guān)鍵詞：互通跨線橋 ；工程地質(zhì) ；綜合評(píng)價(jià) 目錄 引言 . - 1 - 1 工程概況 . - 2 - 2 目的任務(wù) . - 3 - 2.1 勘察目的 . - 3 - 2.2 主要任務(wù) . - 3 - 2.3 工作依據(jù) . - 3 - 3 勘查的工作量布置（方法手段及附圖附表） . - 5 - 3.1 勘探點(diǎn)的布設(shè) . - 5 - 3.2 勘察方法 . - 5 - 3.3 勘察工作量 . - 17 - 4 場(chǎng)地位置、地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造 . - 19 - 4.1 場(chǎng)地位置 . - 19 - 4.2 地形地貌 . - 19 - 4.3 氣象氣候 . - 19 - 4.4 地質(zhì)構(gòu)造 . - 19 - 5 地層的巖性、巖土性質(zhì) . - 19 - 6 地下水情況 . - 20 - 7 巖土工程評(píng)價(jià) 及巖土參數(shù)選取確定 . - 22 - 7.1 地基土的物理力學(xué)參數(shù) . - 24 - 7.2 工程地質(zhì)分層與特征 . - 25 - 7.3 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià) . - 26 - 7.4 不良地質(zhì)與特殊巖土特征與評(píng)價(jià) . - 26 - 7.5 地基土承載力特征值 . - 26 - 7.6 地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià) . - 29 - 7.7 場(chǎng)地的地震效應(yīng)評(píng)價(jià) . - 29 - 8 結(jié)論與建議 . - 33 - 9 致謝 . - 33 - 參考文獻(xiàn) . - 34 - 附錄 . - 35 - 附錄 A 三馬房跨線橋勘察平面布置圖 . - 35 - 附錄 B 工程地質(zhì)剖面圖 . - 35 - 附錄 C 鉆孔柱狀圖 . - 35 - 附錄 D 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果表 . - 35 - 附錄 E 物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表 . - 35 - 附錄 F 參數(shù)統(tǒng)計(jì)表 . - 35 - - 1 - 引言 張家口石家莊高速公路是河北省高速公路規(guī)劃的“五縱、六橫、七條線”公路網(wǎng)主骨架布局中“五縱”的重要組成部分，是河北省西北地區(qū)南北方向唯一的一條交通主干線，也是首都北京西部第一條南北方向的公路交通大動(dòng)脈。它的建設(shè)將對(duì)河北省，乃至全國(guó)的經(jīng)濟(jì)、政治 以及軍事方面都具有極其重要的戰(zhàn)略意義。三馬房互通跨線橋跨位于張石高速公路，化稍營(yíng)至保定界段北起端，跨 109 國(guó)道。地處陽(yáng)原縣三馬坊村南，與宣（化）大（同）高速公路連接。由于本工程的重要性，為了保證其工程質(zhì)量需查明、分析、評(píng)價(jià)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件。提供各種相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，分析和評(píng)價(jià)場(chǎng)地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議，以保證工程建設(shè)安全、高效地進(jìn)行以及確保建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護(hù)措施提供依據(jù)，并服務(wù)于工程建設(shè)的全過程，需進(jìn)行巖土工程勘察，編制勘查文件。 - 2 - 1 工程概況 三馬房互通（ AK0+449.678）跨線橋位于河北省張家口市陽(yáng)原縣三馬房村西北約 500m處，跨 109 國(guó)道，中心樁號(hào) AK0+449.678，起訖樁號(hào)為 AK0+387.178 AK0+512.178，橋長(zhǎng) 125m。本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 40.10 50.50m，累計(jì)進(jìn)尺 131.10m，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 73 次，采取原狀樣 47 件，并進(jìn)行了相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)和測(cè)試。查明了橋址區(qū)的工程地質(zhì)條件，為施工圖設(shè)計(jì)提供了必需的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)參數(shù)。 根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范 GB 50021-2001中的勘察分級(jí)和巖土分類。 確定 工程重要性等級(jí)：二級(jí)工程（一般工程后果嚴(yán)重）。 確定場(chǎng)地等級(jí)：二級(jí)場(chǎng)地（中等復(fù)雜場(chǎng)地）。 確定地基等級(jí)：二基地基（中等復(fù)雜地基）。 根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)，最終確定巖土工程勘察等級(jí)：乙級(jí)。 - 3 - 2 目的任務(wù) 對(duì)擬建項(xiàng)目進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，同時(shí)查明工程場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，為確定公路路線、工程構(gòu)造物位置及編制施工圖設(shè)計(jì)文件，提供準(zhǔn)確、完整的工程地質(zhì)資料。 2.1 勘察目的 巖土工程勘察的主要目的是為工程建設(shè)的規(guī)劃選址、可行性研究、設(shè)計(jì)、施工以及工程建成后的運(yùn) 營(yíng)監(jiān)測(cè)提供技術(shù)成果和技術(shù)服務(wù)，滿足工程建設(shè)的要求。 2.2 主要任務(wù) 巖土工程勘察工作的任務(wù)是查明情況，提供各種相關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)，分析和評(píng)價(jià)場(chǎng)地的巖土工程條件并提出解決巖土工程問題的建議，以保證工程建設(shè)安全、高效進(jìn)行。 規(guī)范上的定義：根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評(píng)價(jià)建設(shè)場(chǎng)地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動(dòng)。 巖土工程勘察階段的劃分主要有：可行性研究勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察三部分。具體任務(wù)及要求如下： （ 1）查明擬建項(xiàng)目的地質(zhì)、地理環(huán)境特征，對(duì)地形、地質(zhì)和水文等場(chǎng)地要素作出分析、評(píng)價(jià)和建議。 （ 2）查明橋涵構(gòu)造物地基的地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其分布特征，測(cè)試地基土的物理力學(xué)、化學(xué)特性，提供地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、持力層的變形和承載力、變形模量等巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，并作出定量評(píng)價(jià)。 （ 3）查明場(chǎng)地地基的穩(wěn)定性、不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布范圍、性質(zhì)、提供防治設(shè)計(jì)必需的地質(zhì)資料和地質(zhì)參數(shù)。指出場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育情況及其對(duì)工程建設(shè)的影響，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。 （ 4）查明公路工程建筑場(chǎng)地的地震基本烈度，并對(duì)公路工程建筑物場(chǎng)地進(jìn)行必要的地震烈度鑒定或地震安全性評(píng)價(jià)。 （ 5）提供編制各階段設(shè)計(jì)文件所需的地質(zhì)資料。 2.3 工作依據(jù) 本次勘察工 作嚴(yán)格按照國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，勘察工作的依據(jù)主要有： （ 1）巖土工程勘察規(guī)范（ GB50021 2002） - 4 - （ 2）公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范（ JTJ_064-98） （ 3）土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（ GB_T50123-1999） （ 4）公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTJ004 89） （ 5）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（ JTJ024 85） （ 6）公路土工試驗(yàn)規(guī)程（ JTJ051 93） （ 7）公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程（ JTG E41-2005） （ 8）公路水質(zhì)分析操作規(guī)程 （ GB50021-2001） （ 9） 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（ GB1-8306-001） （ 10） 張石高速化稍營(yíng)至保定界段建設(shè)場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告 （ 11）地質(zhì)填圖規(guī)范 （ 12）地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估技術(shù)要求 （ 試行 ） 國(guó)土資發(fā) 200469 號(hào) （ 13）國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目管理辦法 - 5 - 3 勘查的工作量布置（方法手段及附圖附表） 中心樁號(hào) AK0+449.678，起訖樁號(hào)為 AK0+387.178 AK0+512.178，橋長(zhǎng) 125m。本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 40.10 50.50m，累計(jì)進(jìn)尺 131.10m，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 73 次，采取原狀樣 47 件，并進(jìn)行了相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)和測(cè)試。 3.1 勘探點(diǎn)的布設(shè) 勘探點(diǎn)的布置應(yīng)按跨線橋橋位布置，橋位勘探采用機(jī)械鉆探，鉆孔沿橋軸線布置在墩臺(tái)位置。（見附錄 A） 3.2 勘察方法 本次勘察采用鉆探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)及室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法進(jìn)行。 3.2.1 鉆探 鉆探是用一定的設(shè)備、工具（主要是鉆機(jī)）來破碎地殼巖石或土層，在地殼中形成一個(gè)直徑較小、深度較大的鉆孔，可取巖心或不取巖心來了解地層深部地質(zhì)情況的過程。 （ 1）鉆探方式 本次勘察鉆探采取回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)機(jī)，回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)機(jī)是利用鉆機(jī)的回鉆器帶 動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，磨削孔底地層而鉆進(jìn)，使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯標(biāo)本。 為保證分層準(zhǔn)確，要求鉆進(jìn)深度和分層深度的量測(cè)誤差范圍應(yīng)為 0.05m，非連續(xù)取心鉆進(jìn)的回次進(jìn)尺應(yīng)控制在 1m 以內(nèi)，連續(xù)取心的回次進(jìn)尺應(yīng)控制在 2m 以內(nèi)。 選擇鉆探方法應(yīng)考慮地層特點(diǎn)及鉆探方法的有效性，能保證以一定的精度鑒別地層，了解地下水的情況，盡量避免或減輕對(duì)取樣段的擾動(dòng)影響。在地下水位以上的土層中慮進(jìn)行干鉆，不得使用沖洗液，不得向孔內(nèi)注水。在地下水位以下的飽和軟粘性土層、粉土層和砂層中宜采用泥漿護(hù)壁。 鉆孔深度：勘探孔深度以能控制地基主要受力 層為原則。對(duì)須進(jìn)行變形驗(yàn)算的地基，控制性勘探孔深度應(yīng)超過地基沉降計(jì)算深度，并深入到穩(wěn)定地層。本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 40.10 50.50m。 （ 2）鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè) 鉆進(jìn)過程中應(yīng)注意和記錄沖洗液消耗量的變化。發(fā)現(xiàn)地下水后，應(yīng)停止鉆進(jìn)測(cè)定其初見水位及穩(wěn)定水位。如系多層含水層，需分層測(cè)定水位時(shí)，應(yīng)檢查分層止水情況，并分層采取水樣和測(cè)定水溫。準(zhǔn)確記錄各含水層頂、底板標(biāo)高及其厚度。 - 6 - 圖 3.1 鉆機(jī)鉆進(jìn)示意圖和常用鉆頭示意圖 （ 3）鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)觀察和記錄 鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)能提供許多地質(zhì)信息，所以鉆孔觀測(cè)、編錄人員必 須做好此項(xiàng)工作。在鉆進(jìn)過程中注意換層的深度、回水顏色變化、鉆具陷落、孔壁坍塌、卡鉆、埋鉆和涌沙現(xiàn)象等，結(jié)合巖心以判斷孔內(nèi)情況。 本次勘察鉆探采用回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)，合金鉆頭鉆進(jìn)，泥漿或套管護(hù)壁，鉆孔口徑選 91mm。 - 7 - 本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 40.10 50.50m，累計(jì)進(jìn)尺 131.10m。 3.2.2 取樣 取樣是巖土工程勘察中必不可少的、經(jīng)常性的工作。為定量評(píng)價(jià)巖土工程問題而提供室內(nèi)試驗(yàn)的樣品，包括巖土樣和水樣。除了在地面工程地質(zhì)測(cè)繪調(diào)查和坑探工程中采取試樣外，主要是在鉆孔中采取的。 土樣的質(zhì)量等級(jí)：土樣的質(zhì)量實(shí) 質(zhì)上是土樣的擾動(dòng)問題。土樣擾動(dòng)表現(xiàn)在原位應(yīng)力狀態(tài)、含水率、結(jié)構(gòu)和組成成分等方面的變化，它們產(chǎn)生于取樣之前，取樣之中以及取樣之后直至試樣制備的全過程之中。土樣擾動(dòng)對(duì)試驗(yàn)成果的影響也是多方面的，使之不能確切表征實(shí)際的巖土體。 對(duì)不擾動(dòng)土樣或原狀土樣基本質(zhì)量要求是： （ 1）沒有結(jié)構(gòu)擾動(dòng)。 （ 2）沒有含水率和孔隙比的變化。 （ 3）沒有物理成分和化學(xué)成分的改變。 由于不同試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)土樣擾動(dòng)程度有不同的控制要求，因此許多國(guó)家的規(guī)范或手冊(cè)中都根據(jù)不同的試驗(yàn)要求來劃分土樣質(zhì)量級(jí)別。 規(guī)范參照國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)土樣質(zhì)量級(jí)別作 了四級(jí)劃分，并明確規(guī)定各級(jí)土樣能進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。其中、級(jí)土樣相當(dāng)于原狀土樣，但級(jí)土樣比級(jí)土樣有更高的要求。表中對(duì)四級(jí)土樣擾動(dòng)程度的區(qū)分只是定性的和相對(duì)的，沒有嚴(yán)格的定量標(biāo)準(zhǔn)。 表 3.1 土樣質(zhì)量等級(jí)劃分表 注：不擾動(dòng)是指原位應(yīng)力狀態(tài)雖已改變，但土的結(jié)構(gòu)、密度和含水量變化很小，能滿足室內(nèi)試驗(yàn)各項(xiàng)要求；除地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的工程外，在工程技術(shù)要求允許的情況下可用 II 級(jí)土試樣進(jìn)行強(qiáng)度和固結(jié)試驗(yàn)，但宜先對(duì)土試樣受擾動(dòng)程度作抽樣鑒定，判別用于試驗(yàn)的適宜性，并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)使用試驗(yàn)成果。 土樣質(zhì)量的優(yōu)劣， 不僅取決于取土器具，還取決于取樣全過程的各項(xiàng)操作是否恰當(dāng)。此外，還要考慮土層特點(diǎn)、操作水平和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，來判斷所取土樣是否達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量等級(jí)。 - 8 - 鉆進(jìn)要求：采取原狀樣時(shí)應(yīng)采用專用薄壁取土器。宜采取連續(xù)的靜壓方式取土，土樣貫入取土器，貫入速度不小于 0.1m/s。 取樣要求：取樣鉆孔必須圓直，孔徑應(yīng)比取土器外徑大 1 2 級(jí)，并不得有縮頸、塌孔現(xiàn)象；取土器入土長(zhǎng)度不宜過長(zhǎng)，對(duì)于粘性土不應(yīng)大于其直徑的 3 倍，軟土不應(yīng)大于其直徑的 4 倍：取土器進(jìn)入預(yù)定深度后，應(yīng)將取土器回轉(zhuǎn)幾圈，使樣品底端切斷后再提出取土囂；土樣筒取出后必須 擦拭干凈，不得進(jìn)水和松開。用刀將土樣兩端削平并蓋上土樣蓋。 土樣應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)密封（膠帶）貼好標(biāo)簽，標(biāo)明土樣野外定名、鉆孔編號(hào)、深度及工程名稱。 根據(jù)本次勘查要求和項(xiàng)目情況，采取不擾動(dòng)土樣（級(jí)別）做為室內(nèi)試驗(yàn)的樣品。本次取樣應(yīng)采用機(jī)械回轉(zhuǎn)式全孔取芯方法，巖芯采取率在粘性土地層中應(yīng)達(dá)到 90%以上。 3.2.3 原位測(cè)試 原位測(cè)試是指在巖土工程勘察現(xiàn)場(chǎng)，在不擾動(dòng)或基本不擾動(dòng)土層的情況下對(duì)土層進(jìn)行測(cè)試，以獲得所測(cè)土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及劃分土層的一種土工勘測(cè)技術(shù)。 本次原位測(cè)試采取標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，測(cè)試目的在于獲得有代表性的 、反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，包括地質(zhì)剖面和幾何參數(shù)、巖土原位初始應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史、巖土工程參數(shù)等。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動(dòng)力觸探的一種，是利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的對(duì)開管式的貫入器打入鉆孔孔底的土中，根據(jù)打入土中的貫入阻力，判斷土層的變化和土的工程性質(zhì)。 工作時(shí)在鉆機(jī)的鉆桿下端聯(lián)結(jié)標(biāo)準(zhǔn)貫入器，將質(zhì)量為 63.5kg 的穿心錘以 76cm 的落距自由下落，將貫入器垂直打入土層中 15cm（此時(shí)不計(jì)錘擊數(shù)），隨后打入土層 30cm 的錘擊數(shù)，即為實(shí)測(cè)的錘擊數(shù) N，稱標(biāo)貫擊數(shù) N。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)與鉆探工作相配合 ，操作步驟如下： （ 1）在鉆機(jī)的鉆桿下端聯(lián)結(jié)標(biāo)準(zhǔn)貫入器； （ 2）將質(zhì)量為 63.5kg 的穿心錘套在鉆桿上端； （ 3）試驗(yàn)時(shí)，利用鉆機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升穿心錘，然后使之以 76cm 的落距自由下落； （ 4）將圓管形貫入器先垂直打入土層中 15cm，此時(shí)不計(jì)錘擊數(shù)； （ 5）隨后打入土層 30cm 的累計(jì)錘擊數(shù)，即為實(shí)測(cè)的錘擊數(shù) N。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的要求： （ 1）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)孔采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，并保持孔內(nèi)水位略高于地下水位。當(dāng)孔壁不穩(wěn)定時(shí)，可采用泥漿護(hù)壁，鉆至試驗(yàn)標(biāo)高以上 15 厘米處，清除孔底殘土后再進(jìn)行試驗(yàn)。 （ 2）采用自動(dòng)脫鉤的自由落 錘法進(jìn)行錘擊，并減小導(dǎo)向桿與錘間的摩阻力，避免錘 - 9 - 擊時(shí)的偏心和側(cè)向晃動(dòng)，保持貫入器、探桿、導(dǎo)向桿連接后的垂直度，錘擊速率小于 30擊 /min。 器靴貫入器身器頭鉆桿 穿心錘貫入器錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身（對(duì)開管）貫入器靴 圖 3.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備示意圖 表 3.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備規(guī)格 - 10 - （ 3）貫入器打入土中 15cm 后，開始記錄每打入 10cm 的錘擊數(shù)，累計(jì)打入 30cm 的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù) N。當(dāng)錘擊數(shù)達(dá) 50 擊，而貫入深度未達(dá) 30cm 時(shí)，可記錄 50 擊的實(shí)際貫入深度，按下式換算標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)，并終止試驗(yàn)。其中 S 為 50 擊時(shí)的貫入度。 SN 5030 (3.1) 按 N 的大小，確定土的承載力。 表 3.3 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)與地基承載力的關(guān)系 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)按 GB 50021-2001規(guī)范中規(guī)定的鉆桿、貫入器規(guī)格、錘重、落距、試驗(yàn)要求進(jìn)行試驗(yàn)的。 3.2.4 室內(nèi)試驗(yàn) 采用 GB/T50123-1999規(guī)范中規(guī)定的儀器儀表、試驗(yàn)方法進(jìn)行土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)。 - 11 - 表 3.4 各土類應(yīng)進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 室內(nèi)試驗(yàn)各土類應(yīng)進(jìn)行的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目是根據(jù)巖土類別、工程類型、工程分析計(jì)算要求確定。本次勘察地基土主要為一般粘性土，應(yīng)進(jìn)行天然密度、天然含水量、土粒比重、液限、塑限、壓縮系數(shù)及抗剪強(qiáng)度（三軸或直剪）試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)地下水或土應(yīng)進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)，以確定其對(duì)基礎(chǔ)樁的腐蝕性。 室內(nèi)試驗(yàn)各種參數(shù)計(jì)算公式： 空氣水固體ma=0mwmsm質(zhì)量VaVwVsVvV體積空氣水固體質(zhì)量 體積 圖 3.3 土的三相比示意圖 （ 1）土的天然含水量 (%) 定義：土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。 表達(dá)式： %100( % ) sss mmmmm (3.2) 單 位：無(wú)量綱 一般范圍：變化范圍大 注 意：其實(shí)是含水比，可達(dá)到或超過 100% 測(cè) 定：烘干法 - 12 - （ 2）土的密度 和天然重度 定義：土單位體積的質(zhì)量 表達(dá)式： awsws VVV mmVm (3.3) 單 位 ： kg/m3 或 g/cm3 一般范圍 ： 1.602.20g/cm3 相關(guān)指標(biāo)：土的重度 =g 單 位 ： kN/m3 工程上更常用 ， 用于計(jì)算土的自重應(yīng)力 土的密度：用環(huán)刀法測(cè)定 ： （ 3）土粒相 對(duì)密度sd 定 義：土粒的密度與 4C時(shí) 純蒸餾水密度的比值 表 達(dá) 式： Cw ssd 4C4wss)(Vm (3.3) 單 位 ： 無(wú)量綱 Cw4 =1.0 g/cm3 土粒相對(duì)密度在數(shù)值上 =土粒的密度 測(cè)定：比重瓶法測(cè)定。變化幅度很小，通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。 （ 4）土的天然 .孔隙比 e 和孔隙率 n sVVVe (3.4) %100 VVn V (3.5) een 1 (3.6) 砂類土： 28-35%，粘性土： 30-50%，有的可達(dá) 60-70% 土的孔隙比 e 和孔隙率 n 是反映土密實(shí)程度的重要物理性質(zhì)指標(biāo)， e 或 n 越大，土越疏松，反之土越密實(shí)。一般 e1.0 的土是疏松的高壓縮性土。 （ 5）土的飽和度 Sr（ %） - 13 - 土中水的體積與孔隙體積的比值： %100VWr VVs (3.7) 飽和度表示孔隙中充滿水的程度： 對(duì) 干 土： Sr=0 對(duì)飽和土： Sr=1 砂土根據(jù)飽和度的指標(biāo)值分為稍濕、很濕與飽和三種濕度狀態(tài)。 Sr 0.8 飽和。 （ 6）干密度d（天然容重 、干容重）、飽和密度sat（飽和容重）、有效密度 （浮容重） 天然密度： awsws VVV mmVm V mm ws (3.8) 天然容重： g (3.9) 干密度：土被烘干時(shí)的密度 V/m sd (3.10) 干容重： gd d (3.11) 飽和密度：土飽和時(shí)的密度 V Vm vwssat (3.12) 飽和容重： gsatsat (3.13) 有效密度： VVm ss (3.14) 有效重度（浮容重）： wsat (3.15) （ 7）各種密度容重間的大小關(guān)系： - 14 - dsat dsat 各種參數(shù)統(tǒng)計(jì)（見附錄 D）。 巖土參數(shù)各指標(biāo)間的換算： 氣水土粒dswVs11+e質(zhì)量 m 體積 VVv=edswds（1）w氣水土粒氣氣水水土粒土粒dswdswdswVs1Vs11+e1+e質(zhì)量 體積Vv=eVv=edswdswds（1）wds（1）wds（1）w 圖 3.4 土的三相比換算示意圖 令 Vs=1，sVVVe 所以 Vv=e， V=1+e 得： wswsss dVdm (3.16) wssW dmm (3.17) wsdm )1( (3.18) edVm Ws 11 (3.19) d 11 edVm Wss (3.20) 由上式： 1dWsde 11 Wsd (3.21) satVVm wvs ws eed 1 (3.22) VVm Wss V VVm WVs V VVm WWVs Wsat ed Ws 1 1 (3.23) - 15 - eeVVn V 1 (3.24) edVmVVs sWVWVWr (3.25) 粘性土的界限含水量：同一種粘 性土隨其含水量的不同，而分別處于固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)及流動(dòng)狀態(tài)。由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一種狀態(tài)的分界含水量，叫界限含水量，總稱為阿太堡界限。 s pl 圖 3.5 土的界限含水量關(guān)系 界限含水量的測(cè)定方法： 塑限p：搓條法 液限l：錐式液限儀（如下圖） 塑限試驗(yàn)塑限試驗(yàn) 圖 3.6 塑限試驗(yàn)搓條法及錐式液限儀 上述測(cè)定塑限、液限的方法存在的主要缺點(diǎn)是手工操作，受人為影響大，結(jié)果不穩(wěn)定。土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（ GB50123 1999）（以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)）介紹了塑限、液限聯(lián)合測(cè)定方法。 - 16 - 圖 3.7 圓錐入土深度和塑限、液限線性關(guān)系 粘性土的塑性指數(shù) Ip 和液性指數(shù) IL （ 1）塑性指數(shù)pI： PLpI （省去 %） (3.26) pI表示土處于可塑狀態(tài)的含水量范圍大小。它與顆粒粗細(xì)、礦物成分和水中離子成分的濃度有關(guān)。 土顆粒越細(xì)且含量越多，則比表面越大，土的結(jié)合水含量越高，pI越大。當(dāng)水中高價(jià)陽(yáng)離子濃度增加時(shí)，土粒表面吸附的反離子層厚度變薄，結(jié)合水含量相應(yīng)減少，pI也??；反之，pI變大。 由 于pI能反映土的塑性大小和反映影響粘性土特征的各種重要因素，因此，工程上常用它對(duì)粘性土進(jìn)行分類： 表 3.5 黏性土（細(xì)粒土）的塑性指數(shù)劃分（ JTJ 024 85） - 17 - 液性指數(shù) IL ： PPPLPL II (3.27) 粘性土按液性指數(shù)分為：堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑狀態(tài)。硬塑狀態(tài)粘性土為良好地基，流塑狀態(tài)的粘性土為軟弱地基。 IL是反映粘性土軟硬狀態(tài)的指標(biāo)。 1 LL I 流動(dòng)狀態(tài)； 10 LPL I 可塑狀態(tài)； 0 LP I 固態(tài)。 表 3.6 粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（ GB50007-2002） 狀態(tài) 堅(jiān)硬 硬塑 可塑 軟塑 流塑 LI 0LI 25.00 LI 75.025.0 LI 175.0 LI 1LI 表 3.7 粘性土軟硬狀態(tài)的劃分（ JTJ024-85） 分級(jí) 堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬狀態(tài) 可塑狀態(tài) 流塑狀態(tài) 硬塑 軟塑 液性指數(shù) LI 0LI 25.00 LI 0.15.0 LI 1LI 3.3 勘察工作量 本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 40.1 50.5m，累計(jì)進(jìn)尺 131.10m。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)73 次，采取原狀樣 47 件，并進(jìn)行了相應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)和測(cè)試。查明了橋址區(qū)的工程地質(zhì)條件，為施工圖設(shè)計(jì)提供了必需的地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)參數(shù)。 根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范 GB 50021-2001 表 3.8 詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)間距 地基復(fù)雜程度等級(jí) 勘探點(diǎn)間距 地基復(fù)雜程度等級(jí) 勘探點(diǎn)間距 一級(jí)（復(fù)雜） 二級(jí)（中等復(fù)雜） 1015 1530 三級(jí)（簡(jiǎn)單） 3050 確定勘探點(diǎn)的間距：二級(jí)（中等復(fù)雜） 15 30（ m） - 18 - 3.3.1 勘察工作量（詳見表 3.9）。 表 3.9 勘察工作量一覽表 序 號(hào) 工 作 內(nèi) 容 單 位 工 作 量 1 機(jī) 械 鉆 探 m/孔 131.10/3 2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 次 73 3 取試樣 原狀土樣 件 47 4 室內(nèi)試驗(yàn) 常規(guī)試驗(yàn) 件 43 直剪試驗(yàn) 組 8 3.3.2 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)工作量（詳見表 3.10） 表 3.10 標(biāo)準(zhǔn)貫入次數(shù)統(tǒng)計(jì)表 勘探點(diǎn)編號(hào) S(ak0+bk0)-1 S(ak0+bk0)-2 S(ak0+bk0)-3 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)次數(shù) 23 27 23 - 19 - 4 場(chǎng)地位置、地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造 4.1 場(chǎng)地位置 AK0+449.678 跨線橋位于陽(yáng)原縣三馬房村西北約 500m 處，跨 109 國(guó)道。 4.2 地形地貌 該橋位于桑干河南岸三級(jí)階地區(qū)，橋址區(qū)地形平坦，地勢(shì)北高南低，橋址區(qū)地面高程一般為 892.0-895.50m。 4.3 氣象氣候 橋址區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，春季干旱少雨，多風(fēng)，夏季炎熱短促，降雨集中，秋季空氣清爽，晝夜溫差大，冬季寒冷漫長(zhǎng)，風(fēng)大雪少。多年平均氣溫 7.7，一月平均氣溫 -10.2，極端低溫 -30.4，七月平均氣溫 23，極端高溫 37.9，年平均 10.1。最低月地面平均溫度 -10.7，地下 5cm 平均溫度 -9.0，地下 15cm 平均溫度 -7.2。多年平均降雨量 366.1mm，最大暴雨量 84.4mm，雨量集中月最大降雨量 217.6mm，年最少降雨量 160.0mm，最大蒸發(fā)量 3311.7mm，月平均最大蒸發(fā)量 304.0mm，年最小蒸發(fā)量1590.0mm。多年平均風(fēng)速 2.5m/s，風(fēng)集中月最大風(fēng)速 4. 2 m/s，最大風(fēng)速 23.0 m/s，多年盛行風(fēng)向 WNW，多年平均凍土深度 126cm，最大 147cm。多年平均降雪量 22.8mm，最大積雪量 240mm，降霧天數(shù) 3 天。 4.4 地質(zhì)構(gòu)造 橋址區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)五級(jí)構(gòu)造單元的蔚縣向斜內(nèi)，橋址區(qū)及其附近未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)性斷層，橋基 穩(wěn)定性較好。 5 地層的巖性、巖土性質(zhì) 橋址區(qū)地層主要由上更新統(tǒng)沖積物（ Q3al），和下更新統(tǒng)湖積物（ Q1l）組成，由上至下為： 第四系上更新統(tǒng)沖積物（ Q3eol）： 亞砂土，黃褐色，松散，分布于全橋址區(qū)，厚度 0.30.9 米。 第四系下更新統(tǒng)湖積物（ Q1l）：主要由褐黃色、灰黑色粘土、亞粘土組成，分布于全橋址區(qū)，揭露厚度 39.6 50.2 米，該層未見底。 - 20 - 6 地下水情況 公路水質(zhì)分析操作規(guī)程 GB50021-2001水質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)境水對(duì)公路混凝土工程侵蝕性判定標(biāo)準(zhǔn)。 混凝土受環(huán)境水的化學(xué)性侵蝕分為結(jié)晶性侵蝕 、分解性侵蝕和結(jié)晶分解復(fù)合性侵蝕三類。混凝土被侵蝕的程度，分為無(wú)侵蝕、弱侵蝕、中等侵蝕和強(qiáng)侵蝕四級(jí)。 公路混凝土工程環(huán)境水侵蝕性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)公路工程地質(zhì)勘察規(guī)程（ JTJ056-84）附錄三的規(guī)定進(jìn)行。 7.6.1 水樣的采取與保存。 水樣的采取與保存是水質(zhì)分析的重要環(huán)節(jié)，是取得水樣分析良好結(jié)果的基礎(chǔ)。使用正確的采樣及保存方法，是保證分析結(jié)果能夠正確反映水路被測(cè)指標(biāo)的真實(shí)含量的必要條件。如果取樣發(fā)生錯(cuò)誤或代表性不強(qiáng)，分析結(jié)果即使很精確也無(wú)用。因此在任何情況下，都必須嚴(yán)格遵守取樣規(guī)則，以保證分析結(jié)果的質(zhì)量。 采取水樣的地點(diǎn)、位置、時(shí)間、次數(shù)、數(shù)量和方式等，都應(yīng)仔細(xì)酌定，對(duì)采樣現(xiàn)場(chǎng)、 水的來源、水質(zhì)變化等都要作認(rèn)真的調(diào)查研究，使所采取的水樣盡量符合水質(zhì)分析的目的要求并應(yīng)具有代表性，以不改變其理化性質(zhì)為原則，例如，在河流取水樣時(shí)，要注意支流的上下游，豐水或枯水期，測(cè)定侵蝕性二氧化碳時(shí)，要在取樣的同時(shí)，立即加入碳酸鈣粉末等。取水?dāng)?shù)量根據(jù)需測(cè)項(xiàng)目多少而定，一般簡(jiǎn)易分析需 500（毫升）水樣。 公路混凝土工程環(huán)境水侵蝕性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)公路工程地質(zhì)勘察規(guī)程（ JTJ064-98）附錄 D 環(huán)境介質(zhì)對(duì)混凝土腐蝕的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 進(jìn)行。 7.6.2 天然水對(duì)混凝土腐蝕的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 1結(jié)晶類腐蝕以水中 SO42-含量（ mg/L）劃分腐蝕等級(jí)，按表 7.3 評(píng)價(jià)。 7.3 表結(jié)晶類腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 注：類環(huán)境系指高寒地區(qū)、干旱區(qū)或半干旱區(qū)的泥凝土直接臨水，或在強(qiáng)透水性巖土層的地下水中，均具有干濕或 - 21 - 凍融交替作用。 類環(huán)境系指干旱區(qū)或半干旱區(qū)的混凝土處于弱透水性巖土層的地下水，濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)的混凝土直接臨水，且均有干濕或凍融交替作用。 類環(huán)境系指各氣候區(qū)中，混凝土處于弱透水巖土層中，均不具有干濕和凍融交替作用。 2分解類腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（ 見表 7.4）。 表 7.4 分解類腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 注： 三型腐蝕中，有兩型或兩型以上腐蝕共存時(shí)，以腐蝕強(qiáng)度最大者作為分解類腐蝕評(píng)價(jià)結(jié)論。 橋梁所跨沖溝有季節(jié)性地表水，地下水埋深為 1.3 18.0m，地表水、地下水對(duì)水泥混凝土不具腐蝕性。 - 22 - 7 巖土工程評(píng)價(jià)及巖土參數(shù)選取確定 對(duì)工程建筑場(chǎng)地進(jìn)行勘探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等巖土工程勘察工作，取得了一系列巖土工程資料、數(shù)據(jù)、參數(shù)等，如何選用這些第一手資料、運(yùn)用這些數(shù)據(jù)和參數(shù)進(jìn)行巖土工程分析與評(píng)價(jià)，是巖土工程勘察的重要環(huán)節(jié)。 通過對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的巖土 工程分析與評(píng)價(jià)，編寫出合理的巖土工程勘察報(bào)告，為擬建建筑工程提供技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的科學(xué)依據(jù)，是巖土工程勘察的最終目的。 巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析：由于巖（土）自身的不均勻性，取樣和運(yùn)輸過程的擾動(dòng)，試驗(yàn)儀器及操作方法差異等原因，同類土層測(cè)得的土性指標(biāo)值是離散的。在取得足夠多數(shù)據(jù)后，應(yīng)選擇合理的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。 一般情況下，應(yīng)提供巖土參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、數(shù)據(jù)分布范圍和數(shù)據(jù)數(shù)量。 （ 1）巖土的物理力學(xué)指標(biāo)，應(yīng)按場(chǎng)邊的工程地質(zhì)單元和層位分別統(tǒng)計(jì)。 （ 2）計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。 均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、均方 差、變異系數(shù) nniim 1 (7.1) )(112112nnniiniif (7.2) mf (7.3) m 巖土參數(shù)的平均值； f 巖 土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差； 巖土參數(shù)的變異系數(shù)。 （ 3） 變異系數(shù) 是一個(gè)無(wú)量綱系數(shù)，可比較不同統(tǒng)計(jì)參數(shù)間的離散程度。 （ 4） 異常數(shù)據(jù)的舍棄 求得平均值和標(biāo)準(zhǔn)差后，可用來檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中應(yīng)當(dāng)舍棄的帶有粗差的數(shù)據(jù)。剔除粗差有不同的標(biāo)準(zhǔn)，常用的有正負(fù)三倍標(biāo)準(zhǔn)差法、 Chauvenet 法和 Grubbs 法。 - 23 - 當(dāng)離差 d 滿足下式時(shí)，該數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)舍棄： d =gf (7.4) 式中 d=i-m， f標(biāo)準(zhǔn)差， g 為不同舍棄標(biāo)準(zhǔn)給出的系數(shù)。 當(dāng)采用三倍標(biāo)準(zhǔn)差方法時(shí)， g=3；當(dāng)采用其它兩種方法時(shí)， g 值由下表確定。 表 7.1 Chauvenet 法及 Crubbs 法的 g 值 注： 為風(fēng)險(xiǎn)率，即 為風(fēng)險(xiǎn)率，即 P（ |d|gf） =1- 巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計(jì)值 （ 1） 巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值 巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值是巖土工程設(shè)計(jì)的基本代表值，是巖土參數(shù)的可靠性估值。由于巖土參數(shù)的特性，它是在區(qū)間估計(jì)理論基礎(chǔ)上得到的關(guān)于巖土參數(shù)母體平均值置信區(qū) 間的單側(cè)置信界限值。 根據(jù)試驗(yàn)樣品數(shù)量、指標(biāo)的離散程度、要求的置信度等，可用下式計(jì)算回歸修正系數(shù)： 巖土參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值k可按下列方法確定： 2678.4704.11 nns 變異系數(shù) (7.5) 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算所需要的巖土參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)按下式計(jì)算。 msk 式中s 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù) 。 注：式中正負(fù)號(hào)按不利組合考慮，如抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的修正系數(shù)應(yīng)取負(fù)值。 統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)s也可按巖土工程的類型和重要性、參數(shù)的變異性和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用。 （ 2）抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c、 確定 內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 k，粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值 Ck，可按下列規(guī)定計(jì)算： - 24 - 根據(jù)室內(nèi) n 組三軸壓縮試驗(yàn)的結(jié)果，按下列公式計(jì)算某一土性指標(biāo)的變異系數(shù)，試驗(yàn)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差： (7.6) nnii 1 (7.7) 1212nnnii (7.8) 計(jì)算內(nèi)摩擦角和粘聚力的統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)，c： )678.4704.1(12nn (7.9) cc nn )678.4704.1(12 (7.10) 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值k和kc mk (7.11) mck cc (7.12) （ 3）荷載試驗(yàn)確定單樁豎向承載力 參加統(tǒng)計(jì)的試樁，當(dāng)滿足其極差不超過平均值的 30%時(shí)，可取其 平均值為單樁豎向極限承載力。 極差超過平均值的 30% 時(shí)，宜增加試樁數(shù)量并分析離差過大的原因，結(jié)合工程具體情況確定極限承載力。 注：對(duì)樁數(shù)為 3 根及 3 根以下的柱下樁臺(tái)，取最小值。 將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù) 2，為單樁豎向承載力特征值 Ra。 7.1 地基土的物理力學(xué)參數(shù) 根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)及原位測(cè)試結(jié)果，經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)后，將各層地基土的主要物理力學(xué)參數(shù)（見附錄 D）及原位測(cè)試指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)值（列于附錄 E）。 - 25 - 7.2 工程地質(zhì)分層與特征 根據(jù)地質(zhì)調(diào)繪及鉆探揭露，橋址區(qū)共劃分為 8 個(gè)工程地質(zhì)層，其巖性特征與力學(xué)性質(zhì)如下： （ 1） 23亞 砂土（ Qal3）：褐黃色；稍濕；硬塑；土質(zhì)均勻，含少量云母碎片，見有鈣質(zhì)條紋及少量姜石，粒徑 0.5-1.0cm。分布于全橋址區(qū)，厚度為 0.3 0.9 米，平均厚度為0.57 米， 0=150kPa，i 40kPa； （ 2） 12亞粘土（ Q1l）：褐黃色；濕；堅(jiān)硬；上部為灰綠色，土質(zhì)較均勻，切面光滑，含亞砂土團(tuán)塊，見銹色條紋。該層厚 4.5m，呈透鏡體存在， 0=220kPa，i 55kPa； （ 3） 2-31 粘土（ Q1l）：灰黑色；濕；軟塑 -硬塑；上部為灰綠色，偶見銹染斑點(diǎn)及條紋，含有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)，土質(zhì)均勻。分布于全橋址區(qū)，厚度 2.0-4.2m，平均厚 3.17m， 0=200kPa， i 50kPa； （ 4） 22-1 亞粘土（ Ql1）：灰色；濕；硬塑；含少量云母碎片，手捻砂感較強(qiáng)，較疏松。該層見于全橋址區(qū)，厚度 4.8 7.5 米，平均厚度 5.73 米， 0=220kPa，i 55kPa； （ 5） 31粘土（ Q1l）：灰綠色；濕；軟塑；土質(zhì)均勻，切面光滑細(xì)膩，偶見 1cm 左右的姜石，含有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)，局部夾亞粘土薄層。該層見于全橋址區(qū)，厚度 4.0 6.40 米，平均厚度 5.17 米， 0=200kPa，i 50kPa； （ 6） 22-2 亞粘土（ Q1l）：灰色 -灰黑色；濕；硬塑；土質(zhì)不均勻，局 部含有亞砂土團(tuán)塊，含有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)，夾多層粘土夾層，單層厚度 0.2-0.4m。該層見于全橋址區(qū)，厚度 4.4016.80 米，平均厚度 8.60 米， 0=230kPa，i 55kPa； （ 7） 21-1 粘土（ Q1l）：褐灰色；濕；硬塑；土質(zhì)均勻，見有機(jī)斑點(diǎn)，偶見有粒徑 0.5cm左右的姜石，含多層亞粘土薄層，單層厚度 0.2-0.3m。該層見于全橋址區(qū)，厚度 5.30 9.80米，平均厚度 7.23 米， 0=230kPa，i 50kPa； （ 8） 22-3 亞粘土（ Ql1）：灰綠色；濕；硬塑；土質(zhì)不均勻，局部含亞砂土團(tuán)塊，上部為灰色，含少量云母碎片，搖振反應(yīng)迅速，局部含粘土薄層，偶見粒徑 1cm 左右的姜石，分布于全橋址區(qū)，該層未見底，揭露厚度 1.90 15.10 米，平均厚度 7.57 米， 0=240kPa， i 55kPa； （ 9） 15礫砂（ Ql1）：褐紅色，密實(shí) ，稍濕，含量約 50%，分選較差，含礫砂、圓礫， - 26 - 成分較雜。該層厚度 0.9 米， 0=300kPa，i 65kPa； （ 10） 32-1 亞粘土（ Ql1）：深灰色，飽和，硬塑，干強(qiáng)度中等，韌性低，搖振反應(yīng)中等，該層厚度 0.9 米， 0=240kPa，i 50kPa； （ 11） 22-3 亞粘土（ Ql1）：淺灰色 -深灰色，濕，硬塑，土質(zhì)均勻，含 腐殖質(zhì)及深灰色亞粘土包塊，偶見碎石，含少量砂粒及腐殖質(zhì)，局部含亞砂土薄層。該層厚度 0.9 米，0=240kPa，i 55kPa； （ 12） 22-1 亞粘土（ Ql1）：灰黑色，飽和，硬塑，干強(qiáng)度中等，韌性中等，稍有光澤，含大量有機(jī)質(zhì)斑點(diǎn)及條紋，夾少量泥炭條帶。該層厚度 0.9 米， 0=240kPa，i 50kPa。 7.3 場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 橋 址區(qū)工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，未發(fā)現(xiàn)斷裂構(gòu)造痕跡，區(qū)域穩(wěn)定性較好，宜于建橋。 7.4 不良地質(zhì)與特殊巖土特征與評(píng)價(jià) 橋址區(qū)下更新統(tǒng)湖積粘性土（ Ql1）具有弱中等膨脹性，橋梁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)須加以注意。 7.5 地基土承載力特征值 地基承載力特征值：是指地基穩(wěn)定有保證可靠度的承載能力，它作為隨機(jī)變量是以概率理論為基礎(chǔ)的，分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法確定的地基承載力；同時(shí)也要驗(yàn)算地基變形不超過允許變形值。 7.5.1 地基臨界荷載 1、地基變形的三個(gè)階段 （ 1）壓縮階段（直線變形階段） （ 2）剪切階段（塑性變形階段） （ 3）隆起階段（塑性流 動(dòng)階段） 2.兩個(gè)界限荷載： （ 1）臨塑荷載 （ 2）極限荷載 - 27 - 圖 7.1 地基變形的三階段示意圖及地基受力情況 7.5.2 修正后容許承載力 的確定辦法： 1 通過公式計(jì)算 一般情況下： = P1/4 或 P1/3 在中國(guó)取 P1/4 41412c o t41c o tbNqNcNdbcdp qcmm (7.13) P1/4隨 c， ， ， q， b 增大而增大 臨界荷載： bNqNcNp qc (7.14) c db 增大、 增大、 P1/4 、 P1/3增大 臨塑 荷載： Pcr = 0dNq+cNc (7.15) - 28 - 7.5.3 根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合該地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定的各層地基土的承載力特征值 fak和壓縮模量平均值（列于表 3.3）。 我國(guó)規(guī)范中地基土承載力特征值： cMMMf kcmdba db (7.16) fa ：承載力特征值（設(shè)計(jì)值） Mb、 Md、 Mc：承載力系數(shù)，與內(nèi)摩擦角 k 有關(guān) k ：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值 b：基底寬度，大于 6m 按 6m 取值，對(duì)于砂土小于 3m 按 3m 取值 ck：基底下一倍短邊寬深度內(nèi)土的粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值 以 22-3 亞粘土（ Q1l）作為樁端持力層，經(jīng)計(jì)算取 fa=240kpa 7.5.4 壓縮模量sE（側(cè)限壓縮模量） zspE豎向應(yīng)變豎向應(yīng)力 (7.17) zcppp 12壓縮前2e1e1sV1sV壓縮后cp 1壓縮前 壓縮后 圖 7.2 壓縮模量計(jì)算示意圖 HHeHe1211 11 (7.18) 111 HeeH (7.19) 11 1 eeHHZ (7.20) - 29 - aeppeeeppEzs11221112 11 (7.21) 111 eEm sv (7.21) 壓縮模量： qE cs (7.22) 表 7.2 壓縮模量（粘性土）統(tǒng)計(jì)表 工程地質(zhì)分層 1、 33亞砂土（ Qal3) 2、 12亞粘土（ Ql1) 3、 2-31粘土（ Ql1) 4、 22-1亞粘土（ Ql1） 5、 31粘土（ Ql1） 6、 22-2亞粘土（ Ql1） 7、 21-1粘土（ Ql1） 8、 22-3亞粘土（ Ql1） 9、 21-2粘土（ Ql1） 壓縮模量sE 4.65 5.32 7.10 5.21 5.94 5.79 6.72 5.80 7.6 地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性評(píng)價(jià) 根據(jù)場(chǎng)區(qū)水質(zhì)分析結(jié)果，結(jié)合 GB50021-2001有關(guān)規(guī)定進(jìn)行分析，地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)腐蝕性。 7.7 場(chǎng)地的地震效應(yīng)評(píng)價(jià) 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（ GB1-8306-001）與張石高速化稍營(yíng)至保定界段建設(shè)場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告 根據(jù)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ004-89 確定張家口市陽(yáng)原縣抗震設(shè)防烈度為 7 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 0.15g。 張家口市陽(yáng)原縣抗震設(shè)防烈度為 7 度，所以應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地和地基地震效應(yīng)的巖土工程勘察。并應(yīng)根據(jù)國(guó)家批準(zhǔn)的地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃和有關(guān)的 規(guī)范，提出勘察場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)特征周期分區(qū)。進(jìn)行勘察時(shí)，應(yīng)劃分場(chǎng)地類別，劃分對(duì)抗震有利、不利或危險(xiǎn)的地段。對(duì)需要采用時(shí)程分析的工程，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提供土層剖面、覆蓋層厚度和剪切波速度等有關(guān)參數(shù)。任務(wù)需要時(shí)，可進(jìn)行地震安全性評(píng)估或抗震設(shè)防區(qū)劃。 10 層和高度 30m 以下的丙類和丁類建筑，無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 （ GB50011）的規(guī)定，按土的名稱和性狀估計(jì)土的剪切波速。 反應(yīng)譜：表征了地震加速度時(shí)程作用于單自由度彈性體系的最大反應(yīng)（加速度、速度、位移）與體系的自振特性（自振周期、阻尼比）變化的函數(shù)關(guān)系。 - 30 - 場(chǎng)地類別劃分的目的： （ 1）直觀給出場(chǎng)地用于建設(shè)的優(yōu)劣程度。 （ 2）用于確定設(shè)計(jì)反應(yīng)譜中的特征周期 Tg。 m a xm i n)T（T/sgT1Tm a xTa xi n（ （絕對(duì)）加速度反應(yīng)譜： 放大系數(shù)譜（ 譜）：（絕對(duì)）加速度反應(yīng)譜 /地面峰值加速度 地震影響系數(shù)譜（ 譜）：（絕對(duì)）加速度反應(yīng)譜 /重力加速度 圖 7.3 地震動(dòng)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜 根據(jù)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ004-89 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如下： - 31 - 表 7.5 中國(guó)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期調(diào)整表 設(shè)計(jì)地震分組 場(chǎng)地類別 0 1 第一組 0.2 0.25 0.35 0.45 0.65 第二組 0.25 0.3 0.4 0.55 0.75 第三組 0