曹妃甸某礦石碼頭工程地質(zhì)勘察報告

1、曹妃甸礦石碼頭工程（水域）工程地質(zhì)勘察報告1. 前言1.1 工程概況受唐山曹妃甸實業(yè)開發(fā)有限公司的委托， 我院勘察處承擔(dān)了曹妃 甸礦石碼頭工程（水域）工程地質(zhì)勘察任務(wù)。曹妃甸工業(yè)區(qū)礦石專用碼頭位于曹妃甸甸頭深水區(qū)， 在唐山地區(qū) 南部海域中，距陸地岸線約20km港址西距天津新港38海里，東北 距秦皇島港 92 海里，距京唐港 33 海里。擬建工程包括 25 萬噸礦石 碼頭兩座及配套引堤、引橋等項目。勘察階段為施工圖階段。1.2 勘察目的及技術(shù)要求 本次勘察目的是查明構(gòu)筑物荷載作用范圍內(nèi)地基土層的構(gòu)成與 分布規(guī)律及其物理、 力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)， 反映場地的工程地質(zhì)條件和評價 場地土的工程地質(zhì)性質(zhì)，為曹妃

2、甸礦石碼頭工程（水域）工程地質(zhì)勘 察施工圖階段的設(shè)計和施工提供足夠的地質(zhì)資料和可靠的地質(zhì)參數(shù)?？辈旒夹g(shù)要求由中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計院提出： 鉆孔布置及數(shù)量個本次勘察共布設(shè)鉆孔 38 個，分為碼頭和引堤、引橋兩部分，碼頭部分共布鉆孔31個，鉆孔編號分別為M0仁M31原狀孔15個，標(biāo)準(zhǔn)貫入孔 16，其中控制性鉆孔 5個；引堤、引橋部分共布鉆孔 7 個，原狀孔 4個，標(biāo)準(zhǔn)貫入孔 3個，其中控制性鉆孔 2個。詳見鉆孔 平面位置圖。鉆探深度要求一般性鉆孔要求鉆至50米，控制性鉆孔要求鉆至60米，引堤、Y01Y03孔要求鉆至35米。取樣、原位測試與土工試驗要求原狀孔要求粘性土每1.0米采取原狀土樣一件，遇砂性土

3、每 1.5 米進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗一次，并留取擾動土樣。標(biāo)準(zhǔn)貫入孔要求每 1.5 米進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗一次，并留取擾動土樣。室內(nèi)試驗粘性土要求進(jìn)行常規(guī)物理、 力學(xué)性試驗；砂性土要求做 顆粒分析，提供天然坡角；對標(biāo)準(zhǔn)貫入孔 20米以上粉土提供粘粒含 量（分散劑為六偏磷酸鈉）。此外，每層粘性土和砂性土均應(yīng)進(jìn)行三 軸試驗，繪制相應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，粘性土用原狀土樣進(jìn)行固結(jié) 不排水試驗（CU,砂性土按原位密度配置重塑土樣進(jìn)行固結(jié)排水試 驗（CD。1.3勘察工作1.3.1勘察依據(jù)（1）勘察技術(shù)要求；（2）工程地質(zhì)勘察任務(wù)書；（3）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范（JTJ240-97）；（4）國家標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察

4、規(guī)范（GB50021-2001 ；（5）國家標(biāo)準(zhǔn)土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50123-1999）;（6）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)港口工程樁基規(guī)范（JTJ254-98）；（7）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水運(yùn)工程抗震設(shè)計規(guī)范（JTJ225-98）。1.3.2勘察工作概況現(xiàn)場勘察工作由我院勘察處鉆探隊承擔(dān)，自 2004年4 月7日開始至 2004年 9月9日結(jié)束，實際完成了鉆孔 36個（詳見鉆孔數(shù)據(jù)一 覽表及鉆孔平面位置圖） ?？傔M(jìn)尺 1829.22 自然米，采取原狀土樣 481 件（薄壁 61 件，厚壁 420 件），擾動土樣 991 件，現(xiàn)場進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入 試驗 947 次。土工試驗由我院勘察處土工試驗室完成。1.4 坐標(biāo)及高程系

5、統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)采用北京坐標(biāo)系， 高程系統(tǒng)以曹妃甸理論深度最低潮面 為基準(zhǔn)，鉆孔位置采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) GPS測定。1.5 施工說明Y04、Y05 兩孔所處位置水深僅 2.60 米（高潮時），兩孔周圍為 大范圍砂質(zhì)漫灘（中密狀） ，加之該區(qū)域復(fù)雜的天氣及海流影響，在 此施工鉆孔存在諸多不安全因素， 施工條件不成熟， 經(jīng)業(yè)主及設(shè)計同 意，上述 2 孔未進(jìn)行鉆探。2. 地形、地貌及區(qū)域地質(zhì) 曹妃甸（及附近砂島）為古灤河在大莊河、泊河一帶入海時形成 的砂嘴、砂壩，因灤河北移，泥砂供應(yīng)不足而沖刷成為的殘余砂島。 勘察區(qū)位于曹妃甸南側(cè)， 分碼頭區(qū)和棧橋區(qū)兩部分。 棧橋區(qū)屬淺海區(qū)， 泥面坡度3o5o，水深03

6、米；甸頭向南300余米為碼頭區(qū)，水 深驟增至 30余米，為建港提供了良好的水深水域條件。從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造來看，曹妃甸港區(qū)位于新華夏系黃驊坳陷帶北 部，西受滄東斷裂帶控制，東受伸入渤海的郯 - 廬斷裂帶影響，這兩 條大斷裂曾誘發(fā)過多次地震，如 1976 年唐山里氏 7.8 地震。離港區(qū) 最近的次一級斷裂主要有 NE向黃驊斷裂（距曹妃甸30公里）、灤南- 南堡斷裂（距曹妃甸 20 公里）。在基底構(gòu)造之上該區(qū)域沉積了巨厚的第三系、 第四系地層。 第四 紀(jì)以來，在曹妃甸一帶發(fā)生多次海進(jìn)海退， 形成數(shù)百米的海陸交互相 地層，這些地層是灤河改道東行后沉積的灤河古三角洲沖積扇， 其中 第四系全新統(tǒng)（Q）底標(biāo)高

7、約在-30米，上更新統(tǒng)（Q）底標(biāo)高約在 -140 米。3土層分布情況根據(jù)野外鉆探和土工試驗成果， 該區(qū)土層分布較有規(guī)律， 自上而 下主要有：2粉細(xì)砂、1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、2粉質(zhì)粘土、1粉 質(zhì)粘土、2粉質(zhì)粘土、3粉質(zhì)粘土、1粉土、2粉細(xì)砂、粉 質(zhì)粘土、粉土及粉質(zhì)粘土?，F(xiàn)分碼頭區(qū)和引堤與引橋區(qū)自上而下 分述如下：（ 1） 碼頭區(qū) 2 粉細(xì)砂灰褐色，褐色，松散，局部稍密狀，局部以中砂為主（見土工試 驗大表），含貝殼碎屑及少量淤泥質(zhì)土，夾粘性土薄層，土質(zhì)不均。 該層層位穩(wěn)定，分布連續(xù)， 個別鉆孔夾有淤泥混砂、粉土及淤泥質(zhì)粉 質(zhì)粘土透鏡體。該層底標(biāo)高在-30.80米-35.12米之間。 1 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土

8、 褐色，褐灰色，流塑軟塑狀，中中上塑性，頂部混多量粉細(xì)砂，夾粉細(xì)砂薄層，上部土質(zhì)不均。該層層位穩(wěn)定，碼頭區(qū)內(nèi)廣泛分布，局部夾有粉細(xì)砂透鏡體。該層底標(biāo)高在 -37.00米-40.25米之 間。 2 粉質(zhì)粘土層在碼頭區(qū)缺失。 1 粉質(zhì)粘土褐色， 灰褐色， 黃褐色， 淺褐色， 可塑狀， 中塑性， 夾少量砂斑。 該層分布不連續(xù)，夾粉土透鏡體，其中 M01、 M02、M04、M19 及 M20 五孔缺失該層。分布底標(biāo)高約為 -39.50 米 -44.85 米。粉土透鏡體淺褐色， 灰褐色， 褐黃色， 稍密中密狀， 夾少量砂粒、 鐵銹斑、 碎貝殼和粘土薄層。分布不連續(xù)，見于 M01 M04、M15、M17、

9、 M18 M27 M30孔。 2 粉質(zhì)粘土 灰色，青灰色，褐灰色，可塑狀，中塑性，夾砂斑。該層在區(qū)內(nèi) 廣泛分布，層位穩(wěn)定。該層底標(biāo)高在 -49.40 米 -55.73 米之間。 3 粉質(zhì)粘土 褐灰色，淺褐色，灰色，硬塑狀，局部可塑狀，中下塑性，局部鐵質(zhì)浸染，該層層位穩(wěn)定，區(qū)內(nèi)廣泛分布。局部夾有粉細(xì)砂透鏡體，M15- M17和M24 M31七孔缺失該層。該層底標(biāo)高在 -52.70 米 -57.82 米之間。 1 粉土 灰褐色，褐色，淺褐色，中密密實狀，含零星貝殼碎屑，該層分布較為連續(xù)，在區(qū)內(nèi)層面起伏較大，厚薄不均，分布不連續(xù)，夾粉質(zhì)粘土透鏡體，僅 M10和M26二孔缺失該層。該層底標(biāo)高在-56.

10、15米 -60.88米之間。 2粉細(xì)砂 淺褐色，淺黃色，褐色，密實狀，主要為石英、長石，含云母碎屑，該層層位穩(wěn)定，分布連續(xù)。該層底標(biāo)高在 -61.62 米-67.50 米 之間。 粉質(zhì)粘土 褐灰色，褐黃色，褐色，硬塑狀，中塑性，土質(zhì)不均，可見少量鐵質(zhì)浸染，夾粉土薄層，上部夾粉土透鏡體，該層層位較穩(wěn)定，厚度 變化較大，最厚10.50米（在M16孔可見），最薄1.25米（M18孔可 見），M30孔缺失。 粉土 褐灰色，褐色，密實狀，含粉細(xì)砂顆粒、少量貝殼碎屑及云母碎片，夾粘性土薄層，分布較穩(wěn)定，厚薄不均，層面起伏較大，分布不 連續(xù)，局部夾有粘土和粉細(xì)砂透鏡體。 個別鉆孔缺失該層。 最厚 5.55

11、米（在M30孔可見）。 粉質(zhì)粘土褐灰色，灰褐色，灰色以及褐色，硬塑狀，中塑性，含少量云母 碎片，可見少量鐵質(zhì)浸染，夾粉土及粉細(xì)砂薄層，該層分布連續(xù)，層 位穩(wěn)定，局部夾有粉土及粉細(xì)砂透鏡體。個別鉆孔未鉆至該層，本次 勘察為穿透該層。（ 2） 引堤與引橋區(qū)引堤與引橋區(qū)處于淺水區(qū)，在該區(qū)域范圍內(nèi)，1層和1層地 層缺失。 2 粉細(xì)砂褐灰色，褐色，褐黃色，Y01Y03孔區(qū)域呈中密狀，平均標(biāo)貫 擊數(shù)Nverage =25.2 ,最大標(biāo)貫擊數(shù)Nna=40,最小標(biāo)貫擊數(shù)Nhin=13，夾粉 質(zhì)粘土薄層?？拷a頭區(qū)的 Y06及丫07孔該層密實度較低，y06孔主 要呈松散狀，Y07孔呈松散稍密狀，平均標(biāo)貫擊數(shù) N

12、average=11.1，最 大標(biāo)貫擊數(shù)Nna=20,最小標(biāo)貫擊數(shù)Nnin = 2,夾淤泥質(zhì)土，含貝殼碎屑。 該層層位穩(wěn)定， 分布連續(xù)。 該層底標(biāo)高在 -25.26 米 -30.45 米之間。 2 粉質(zhì)粘土 褐灰色，灰色，可塑狀為主，中中上塑性，混夾多量粉細(xì)砂和 粉土透鏡體，土質(zhì)不均，該層層位穩(wěn)定，分布連續(xù)，其中Y01Y03三孔未揭穿該層。 （該三孔深度要求為 35 米，以下各土層均未揭露， 后不贅述）2 粉質(zhì)粘土褐灰色，淺褐色，可塑狀，中塑性，夾砂斑。該層底標(biāo)高在 -51.95 米 -53.04 米之間。 3 粉質(zhì)粘土 灰褐色，淺褐色，深褐色，硬塑狀，局部可塑狀，中下塑性。該層底標(biāo)高在 -5

13、7.60 米 -59.39 米之間。 2粉細(xì)砂淺灰色，淺褐色，褐灰色，密實狀，主要為石英、長石，含云母碎屑。僅Y06孔穿透該層。 粉質(zhì)粘土灰色，褐灰色，硬塑狀，中塑性，可見少量鐵質(zhì)浸染，Y06孔揭露但未穿透該層。4. 各土層主要物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)各土層主要物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)參看表 1 (土壤主要物理、力學(xué) 性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計表)，表中砂土有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為do(1) .各土層各項指標(biāo)采用算術(shù)平均值法進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計 ，分別統(tǒng) 計計算出指標(biāo)的件數(shù)、算術(shù)平均值、最大值、最小值、平均值和變異 系數(shù)。(2) .除2粉細(xì)砂和2粉質(zhì)粘土外，引堤與引橋區(qū)其他各土 層指標(biāo)件數(shù)較少，相應(yīng)各土層主要物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)未進(jìn)行

14、單獨(dú)統(tǒng) 計，設(shè)計使用時可參看各孔土工試驗成果表和參考指標(biāo)統(tǒng)計表 1。(3) .在土層物理、力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計表中給出了壓縮系數(shù)a。. 1。.2值，并將各主要土層的綜合壓縮試驗數(shù)據(jù)整理如下表：各土層綜合壓縮數(shù)據(jù)統(tǒng)計表、P (kPa)層號及土名e*050100200400、i淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土1.0900.9810.9210.8480.7682粉質(zhì)粘土0.8990.8330.8010.7650.7191粉質(zhì)粘土0.6990.6830.6620.6330.699夾層粉土0.6410.6040.5900.5720.5512粉質(zhì)粘土0.7630.7420.7150.6760.7633粉質(zhì)粘土0.5850.56

15、20.5440.5180.5851粉土0.5630.5310.5180.5010.483粉質(zhì)粘土0.6990.6770.6470.6120.699粉土0.6400.5970.5840.5710.557粉質(zhì)粘土0.7560.7250.7040.6740.6345. 原位測試原位測試采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗各主要土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)按碼頭和引堤與引橋區(qū)分別統(tǒng)計如各土層標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)指標(biāo)統(tǒng)計表區(qū)域土層編號21212312土層名稱粉細(xì) 砂淤泥質(zhì)粉 質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粉土粉細(xì) 砂粉質(zhì)粘土粉土粉質(zhì)粘土碼頭區(qū)件數(shù)1357331843236130394058最大值15413.0163750504550

16、44最小值217.05121045152918平均值6.85026.341.028.0變異系數(shù)0.520.180.240.310.320.270.180.21引堤 與引 橋區(qū)件數(shù)9718746最大值40151037最小值64830平均值19.49.38.732.850變異系數(shù)0.400.420.090.09注：各土層標(biāo)貫擊數(shù)均為實測值，統(tǒng)計時未經(jīng)過任何修正6. 水質(zhì)分析試驗本次勘察對該區(qū)域環(huán)境水（海水）低潮和高潮各采取2組共4瓶水 樣（編號分別為I、II ,每組其中一瓶加大理石粉），進(jìn)行水質(zhì)分析。 依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001 ,并根據(jù)曹妃甸地區(qū)的氣 候條件、地理位置、場地的

17、土層特性及勘察區(qū)的環(huán)境類別，對環(huán)境水 的腐蝕性判別如下：環(huán)境水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價見下表:腐蝕介質(zhì)環(huán)境類型n腐蝕等級I （低潮）II （高潮）I （低潮）II（高潮）硫酸鹽 SQ2-(mg/L)4622.9300015002641.63000強(qiáng)中鎂鹽 Mgj2+ (mg/L)10001778.4200010001276.82000弱弱總礦化度（mg/L）2000035638.2500002000033300.8500019094.45000強(qiáng)強(qiáng)長期浸水弱弱環(huán)境水對鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕性評價見下表注：水中的Cl-含量二水中的Cl-含量+硫酸鹽S（f * 0.25 環(huán)境水對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性評價

18、見下表：腐蝕介質(zhì)I （低潮）II （高潮）腐蝕等級pH值38.021138.0550021075.6500通過環(huán)境水質(zhì)分析結(jié)果得出：環(huán)境水對混凝土結(jié)構(gòu)有強(qiáng)腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋在干濕交替情況下有強(qiáng)腐蝕性，長期浸水情況下有弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)有中等腐蝕性。7. 場地地震效應(yīng)（1）.抗震設(shè)防烈度與地震加速度根據(jù)國標(biāo)建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001,場區(qū)內(nèi)抗震設(shè) 防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度值為 0.15g,設(shè)計地震分組為第 一組。(2) .場地土類型場地土類型為軟弱場地土。(3) .砂土液化判別場區(qū)內(nèi)深度20米以內(nèi)的2粉細(xì)砂及粉土和砂土透鏡體，據(jù)水 運(yùn)工程抗震設(shè)計規(guī)范(JTJ225-98)，進(jìn)行了地震液化判別。判別公 式如下：NL=N0.9+0.1 (ck-dw) ：3/Mc (ds5036.01306600340粉質(zhì)粘土I l=0.50 e=0.7041.566240粉土I l=0.44 w