【正文】 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................... 34 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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。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。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。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 1 工程概況 三馬房互通（ AK0+）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+，起訖樁號(hào)為 AK0+～ AK0+，橋長(zhǎng) 125m。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)。 確定工程重要性等級(jí)：二級(jí)工程 （ 一般工程后果嚴(yán)重 ） 。 確定地基等級(jí)：二基地基（中等復(fù)雜地基） 。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 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。 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(wèn)題的建議，以保證工程建設(shè)安全、高效進(jìn)行。 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。 （ 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)。 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)。 （ 5）提供編制各階段設(shè)計(jì)文件所需的地質(zhì)資料。本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 ～ ，累計(jì)進(jìn)尺 ，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。 （見(jiàn)附錄 A） 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。 （ 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。 ，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) 。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 。 鉆孔深度：勘探孔深度以能控制地基主要受力層為原則。 本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 ～ 。發(fā)現(xiàn)地下水后，應(yīng)停 止 鉆進(jìn)測(cè)定其初見(jiàn)水位及穩(wěn)定水位。準(zhǔn)確記錄各含水層頂、底板標(biāo)高及其厚度。在鉆進(jìn)過(guò)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。防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 本次詳勘布設(shè)鉆孔 3 個(gè)，孔深 ～ ，累計(jì)進(jìn)尺 。為定量評(píng)價(jià)巖土工程問(wèn)題而提供室內(nèi)試驗(yàn)的樣品，包括巖土樣和水樣。 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(wèn)題。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。 （ 2） 沒(méi)有含水率和孔隙比的變化。 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(lái)劃分土樣質(zhì)量級(jí)別。其中Ⅰ、Ⅱ級(jí)土樣相當(dāng)于原狀土樣，但Ⅰ級(jí)土樣比Ⅱ級(jí)土樣有更高的要求。 表 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。此外，還要考慮土層特點(diǎn)、操作水平和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，來(lái)判斷所取土樣是否達(dá)到了預(yù)期的質(zhì)量等級(jí)。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 。用刀將土樣兩端削平并蓋上土樣蓋 。 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Ⅰ）做為室內(nèi)試驗(yàn) 的樣品 。 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)。 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(kāi)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)。 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 ； （ 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) N39。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)。 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(kāi)管）貫入器靴 圖 標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備示意圖 表 標(biāo)準(zhǔn)貫入設(shè)備規(guī)格 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 （ 3）貫入器打入土中 15cm后，開(kāi)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。其中Δ S 為 50 擊時(shí)的貫入度。 表 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 5002120xx》 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。 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 表 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。 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 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 。變化幅度很小，通常按經(jīng)驗(yàn)值選用。一般 e 的土是密實(shí)的低壓縮性土， e 的土是疏松的高壓縮性土。 Sr 為稍濕； ? Sr ? 很濕 ； Sr 飽和。（ 浮容重 ） 天然密度 ： awsws VVV mmVm ?? ???? Vmm ws ?? () 天然容重 ： g??? () 干密度：土被烘干時(shí)的 密度 V/ms?d? () 干容重： gd?? ?d () 飽和密度：土飽和時(shí)的密度 V Vm vwssat ?? ?? () 飽和容重： gsatsat ?? ? () 有效密度 ： VVm ss ??? ??39。???? ??? dsat ???? ???? dsat 各種參數(shù)統(tǒng)計(jì)（見(jiàn)附錄 D）。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?！锻凉ぴ囼?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。它與顆粒粗細(xì)、礦物成分和水中離子成分的濃度有關(guān)。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。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。 1?? LL I?? 流動(dòng)狀態(tài) ； 10 ???? LPL I??? 可塑狀態(tài) ； 0?? LP I?? 固態(tài)。 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。 根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范《 GB 5002120xx》 表 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） 10~15 15~30 三級(jí)（簡(jiǎn)單） 30~50 確定勘探點(diǎn)的間距：二級(jí)（中等復(fù)雜） 15～ 30（ m） 防災(zāi)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 勘察工作量 （ 詳見(jiàn)表 ） 。 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 。多年平均氣溫 ℃，一月平均氣溫 ℃，極端低溫 ℃，七月平均氣溫 23℃ ， 極端高溫 ℃，年平均 ℃。多年平均降雨量 ，最大暴雨量 ，雨量集中月最大降雨量 ，年最少降雨量 ，最大蒸發(fā)量 ，月平均最大蒸發(fā)量 ，年最小蒸發(fā)量。多年平均降雪量 ，最大積雪量 240mm，降霧天數(shù) 3 天。 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