污水处理厂岩土工程勘察报告.pdf

荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告1 1 前前言言1.11.1 勘察目的和任务要求勘察目的和任务要求荣县城市污水处理项目由四川中联工程设计建设有限责任公司设计，拟建工程包括污水处理厂和零截流干管两部分。受荣县拓新实业公司委托，我院承担荣县污水处理工程的详细岩土工程勘察工作。本次勘察工作系按国家现行岩土工程勘察规范和业主方提出的相关技术要求进行，目的是为荣县污水处理厂项目提供详细的工程地质资料，为设计、施工提供所需的岩土参数。具体任务包括：(1)查明建筑物范围内的各种岩土层类别、结构、厚度分布、性质等工程特征，分析评价地基的稳定性和承载力。(2)查明不良地质现象的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议。(3)查明地下水埋藏条件，判定地下水对建筑材料的侵蚀性。(4)提出基础形式建议。1.21.2 拟建工程概况拟建工程概况该拟建污水处理厂位于荣县城南东侧约3.5 公里处、旭水河南岸，地理位置处于“二美桥林场”。总占地面积约 15000，拟建建（构）筑物主要为泵房、水池等，钢筋混凝土框架结构，少量砖混结构，无地下室。详见建筑物和勘探点平面位置图。设计标高 336.50m。本工程重要性等级为二级、场地的复杂程度为二级、地基的复杂程度为二级，岩土工程勘察等级综合评定为“乙级”。自贡市井矿盐矿山开发设计院1荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告1.31.3 勘察方法和工作布置说明勘察方法和工作布置说明1.3.1 勘察依据:（1）岩土工程勘察规范GB500212001（2）建筑地基基础设计规范GB500072002（3）建筑抗震设计规范GB500112001（4）建筑桩基技术规范JGJ9494(5)市政工程勘察规范CJJ56-94(6)建设工程勘察合同。1.3.2 勘察工作布置根据现场踏勘，场地位于河流一级阶地，覆盖层较薄，地基条件以基岩为主。据此确定勘察手段为钻探为主，地质测绘、原位测试（标贯、动探）、室内试验等相结合综合完成。应甲方要求，勘探点在建筑场地内无效布置，孔距约 20 米。共布置1616 条勘探线，共布置钻孔 64 个（其中控制性钻孔 14 个，一般性孔 50 个）；勘探线间距约 20 米，勘探点间距约 20 米。钻孔深度设计标准：控制孔进入基岩中等风化层 3 米左右，一般性钻孔以揭露基岩强风化层为准。在预计层位采取岩土试样和水样，委托相关单位完成室内测试工作。1.3.3 勘察工作方法(1)工程地质测绘和调查：测绘、调查的方法以全站仪、罗盘、皮尺、目测、询问、资料查阅等来完成。根据委托方提供的地形图，勘察孔的施放按坐标数据进行，采用全站仪完成钻孔位置施放和高程测量工作。地质剖面的测绘采用经纬仪、皮尺、罗盘等完成。自贡市井矿盐矿山开发设计院2荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告（2）钻探：采用 3 台 XY-1 型钻机完成钻探工作，钻探共 64 个孔累计进尺 340.4 米。原位测试完成标贯8 孔次，N63.5 动探 25 米次。取基岩试样 6 组，地下水水样 1 件。（3）工作时间：野外资料收集（钻探、测试、调查工）作于 2007/6/122007/6/21 进行，2007 年 6 月 13 日2007 年 6 月 25 日进行室内测试资料整理和报告编写工作，于 2007 年 6 月 26 日向委托方提交正式报告。(4)完成工作量统计表完成实际工作量统计表完成实际工作量统计表项目一、测量1、测量放孔二、地质测绘1:200 工程地质剖面测绘三、勘探1、钻探2、岩样3、水样四、试验1、岩样2、水样单位个条m/孔组件组件计划工作量641920m/16 条300/646161完成工作量641920m/16 条340.4/6461612 2 场地工程地质条件场地工程地质条件自贡市井矿盐矿山开发设计院3荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告2.12.1 场地位置交通、地形地貌场地位置交通、地形地貌场地位于荣县县城南东侧，旭水河下游约 3.5 公里，小地名“二美桥农场”，行政区划属荣县城区东部旭阳镇，乡村公路通达，交通方便。场区总体属于浅丘陵剥蚀地形。场地位于旭水河右岸一级阶地，地势开阔，总体南高北低，高差约6 米；距河岸最近处约20 米。旭水河在此折向南流形成 90 急湾，场地北、东两面临水，南为山丘斜坡。场地现为耕作旱地，林场种植桑树。2.22.2场地地层、地质构造场地地层、地质构造经勘察表明，场地覆盖层厚约 5 米，其下即为基岩。覆盖层主要为杂填土、粘土、细砂、砂夹卵石；下覆基岩为侏罗系中统（重庆统）沙溪庙（J2S）上亚组紫红色泥岩及青灰色、黄灰色砂岩互层。场区所处构造位置为威远背斜西段南翼，地层产状平缓，16535，单斜地层。无大的断层和滑坡现象。出露及下覆基岩地层为侏罗系中统（重庆统）沙溪庙（J2S）上亚组紫红色泥岩及青灰色、黄灰色砂岩互层，相变较大。基岩厚巨厚层状；砂岩构造节理、裂隙主要有两组，均为不发育稍发育，一般 13 米左右 1 条，部分 0.41 米左右 1 条。裂隙倾向：1组倾向北西，倾角陡，一般 7090 度，另 1 组倾向南西，倾角 6080 度。泥岩类地层网状裂隙稍发育较发育。综合上述可知场区区域地质构造不复杂，基岩地层也较单一，区域稳定性良好。2.32.3地层分布及岩土性质地层分布及岩土性质2.3.1 覆盖层（1）杂填土：人工堆积，为原采砂厂挖掉部分，后堆填工厂残渣。杂色，稍湿，松散稍密实状。组成物质主要为混凝土、碎石、片石、泥土、自贡市井矿盐矿山开发设计院4荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告砖块以及部分工业废渣等。本层仅东南部分场区内分布，厚度3.0 米左右。（2）耕表土：场地现为耕作旱地，表层均为耕作土。杂色，以暗黄及褐色为主，松散。主要成分为砂、粘土，其富含有机质，植物根系等，厚度 0.30.5 米。（3）粘土：冲洪积成因。浅黄黄褐色，稍湿湿，可塑状，主要成分为高岭土。本层主要分布在场地南西角，厚度03.8 米。（4）细砂：冲积成因，颜色灰黄色，部份浅黄灰色，以细粒为主，部分含粘粒，夹少量细粒石子、卵石等。主要成分长石、石英，较为松散，局部近稍密状。本层在场地内分布厚度变化较大，仅西南部分场区内分布，厚度 03.3 米。（4）砂夹卵石：冲积成因，砂为黄色、浅黄灰色细砂，部分夹中粒，主要成分长石、石英；卵石以次圆状为主，分选差，分布不均，一般粒径为 510，稍密中密状。本层在场区内广泛分布，仅西南端没有分布，分布区域厚度一般在 1.55.0 米之间。2.3.2 基岩砂岩：青灰色砂岩，主要矿物成分为石英、长石，块状构造，风化裂隙不发育。风化程度各处不一，强风化层胶结疏松，岩体呈碎块状。碎块粒径 1-3cm。岩芯采取率 70%，RQD=50%。强风化层一般厚度 80cm 左右，。中风化层块状构造，裂隙不发育，岩芯采取率85%，RQD=75%，厚度变化较大，部分呈透镜体状。岩体结构完整，岩芯呈柱状长柱状。泥岩：紫红色，主要矿物成分为高岭土，含粉砂泥质结构，碎块状构造，风化裂隙发育，为张裂隙，裂隙被粘性土所充填，岩体呈碎块状。碎块粒径 1-2cm。岩芯采取率65%，RQD=0%。中风化层紫红暗紫红色，呈致密块状，裂隙稍发育，岩体呈巨厚层状。岩芯采取率 80%，RQD=55%，自贡市井矿盐矿山开发设计院5荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告厚度较大。属软质岩石，岩体结构完整。岩芯呈柱状，致密较硬，厚度大。2.42.4 地下水及不良地质现象的阐述和评价地下水及不良地质现象的阐述和评价2.4.1 气象水文地质条件本地区气候为亚热带温润气候，月平均气温 17，极端温度为-6。年降水量 1100 左右。雨季集中在 69 月份，占全年降雨量的三分之二。本地区夏秋多暴雨，故场区宜与旭水河统一布署排水、排洪沟道。场地距上游“双溪水库”约公里，旭水河本段流量受大气降水和该水库调节，据调查多年未发生淹没。场区砂土以细砂为主，松稍密为主，其渗透系数约为 45m/d，给水度约 0.150.20。由于场区砂土部分较厚，透水性、连通性较好，因此对深基开挖极为不利，水量大时，易形成流沙现象。2.4.2地震地质本地区抗震设防烈度为 6 度，设计基本地震加速度值为 0.05g。本场地属于类场地，处于抗震有利地段。设计地震分组为第一组，设计特征周期为 0.35s。2.4.3 不良工程地质现象场区内未见滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、溶洞等不良工程地质现象。关于砂土液化：场地砂土以细砂为主，部份中砂和粉粒，标贯测试判断由上而下为松稍密状为主。埋深 34 米段（主要为夹砂层），平均击数为 5.2 击，水位按 2 米，经计算（按 7区参数计算），液化指数 ILE 为3.2，属轻微液化等级。但本场区为 6设防区，故可不考虑砂土液化影响。3 3 岩土工程分析评价及建议岩土工程分析评价及建议自贡市井矿盐矿山开发设计院6荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告3.13.1 岩土参数的统计原则岩土参数的统计原则平均值计算公式m=标准差计算公式f=变异系数计算公式i 1 in(i)2i1nnn12in 1i1fnm标准值计算公式ks.m1.7044.678（）2统计修正系数s=1nn式中:m为岩土参数的平均值;f为岩土参数的标准值;为岩土参数的变异系数;为统计修正系数(式中正负号按不利组合考虑)。单个数据离差太大剔出原则（Chauvenet 法）：d gf式中：d img 为计算参数（查表）。3.23.2 原位测试成果统计原位测试成果统计3.2.1 标准贯入试验成果标贯试验统计表(单位：击/30cm)土名频数最大值最小值平均值标准差变异系数修正系数计算值细砂粘土11615155410.0911.54.302.260.430.200.760.847.719.643.2.2 动力触探试验成果自贡市井矿盐矿山开发设计院7荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告N63.5重型动探试验统计表(单位：击/30cm)土名频数最大值最小值平均值标准差变异系数修正系数计算值砂夹89卵石20911.564.000.350.869.893.33.3 岩土参数的统计分析和选用岩土参数的统计分析和选用3.3.1 杂填土参数选用：填土分布、成分极不均匀。在此所提供的参数，是现场鉴定结合本场地实际、参考地区经验的一个平均值：重然重度值18KN/m3，C 值 2kPa，值 23，地基承载力特征值 fak 值 120kPa。3.3.2 粘土:岩土参数的平均值：重然重度值 19KN/m3，C 值 18kPa，值 17，地基承载力特征值 fak 值 130150kPa。Es 值 4.25.4MPa。对本场地大量存在的薄层的耕表土，其指标参考此类土。3.3.3 细砂:根据现场试验测定和经验类比:重然重度值 18.5KN/m3，综合 C 值 1kPa、值 25左右，地基承载力特征值 fak 值 120kPa，Es 值6MPa。3.3.4 砂夹卵石：天然重度值 20KN/m3，综合 C 值 1kPa、值 28左右，地基承载力特征值 fak 值 220kPa，Es 值 15MPa。3.3.5 基岩参数选用：(1)基岩强风化层：根据现场鉴定结合经验数据，提供岩石强风化层物理力学指标：泥岩强风化：平均值 23.5kN/m3,地基承载力特征值 fak 为 250kPa。砂岩强风化：平均值 23 kN/m3,地基承载力特征值 fak 为 300kPa。(2)基岩中等风化层:自贡市井矿盐矿山开发设计院8荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告中等风化砂岩：天然抗压强度平均值=16.53MPa，标准差为 2.23，变异系数=0.13，修正系数s=0.89，标准值 frk=14.69MPa，内聚力C=2.00MPa，内摩擦角=40,摩擦系数 f=0.84。中等风化泥岩：天然抗压强度平均值=4.55MPa，标准差为 0.52，变异系数=0.12，修正系数s=0.91，标准值 frk=4.12MPa，内聚力 C=0.59MPa，内摩擦角=34,摩擦系数 f=0.72。由试验数据并结合该地区建筑经验确定本场地基岩物理力学参数如下表：名称泥岩砂岩强风化层中风化层强风化层中风化层天然重度(kN/m3)23.523.0粘聚力C(kPa)5902000内摩擦角()3440天然抗压强度标准值frk(MPa)4.1214.69承载力特征值fak(kPa)2505003008003.43.4 地下水水质参数的统计、分析和选用地下水水质参数的统计、分析和选用根据我院在 ZK17 取样进行水质简分析，以确定地下水对混凝土等建筑材料的腐蚀性。测试结果见附表。3.4.1 按环境类型地下水对混凝土结构的腐蚀性评价项目SO42-(mg/L)数值实测界限值106.1126.38035000弱腐蚀性界限2505001000200043000腐蚀等级无腐蚀无腐蚀无腐蚀无腐蚀1000020000665.16Mg2+(mg/L)OH-(mg/L)总矿化度(mg/L)3.4.2 按地层渗透性影响评价地下水对混凝土结构的腐蚀性评价自贡市井矿盐矿山开发设计院9荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告项目数值实测界限值弱腐蚀性界限腐蚀等级PH 值A7.295.06.5无腐蚀侵蚀性 CO2(mg/L)A01530无腐蚀HCO-(mmol/L)A543.050.51.0无腐蚀3.4.3 地下水对混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价项目水中的 Cl-含量(mg/L)数值实测界限值弱腐蚀性界限腐蚀等级165000无腐蚀3.4.4 地下水水质侵蚀性综合判断地下水水质对混凝土结构及混凝土结构中钢筋无腐蚀性。3.53.5地基与斜坡稳定性评价地基与斜坡稳定性评价由于场区面积不大，地形较平缓、开阔、稳定性良好，水文地质背景简单，无不良地质现象。场地岩土层存在非均质性、各向异性、岩土参数和地质条件随风化时间、施工等因素而变化。场区地质构造单一，岩层产状平缓，基岩稳定。适宜建筑。3.63.6 基础形式和地基持力层的建议基础形式和地基持力层的建议拟建场地按照设计标高 336.50m 平场后，北端将堆填 13 米，南端将开挖 15 米。此时场地覆盖层厚度发生变化，北厚南薄，北端最厚达6米，南端最少仅 1 米；大部分地区土层厚 34 米。自贡市井矿盐矿山开发设计院10荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告上部耕表土厚 0.30.5 米，杂填土厚 03.0 米，中部粘土厚 02.5米，下部砂层和砂夹卵石层厚 15 米。地下水位较高，开挖深基难度大。粘土、细砂厚度分布变化大，承载力低，稳定性差，地基均匀性不佳，不宜利用。建议采用砂夹卵石层或基岩作地基持力层。采用桩基础形式。成桩可采用当地惯用的钻孔灌注桩或人工挖孔桩。桩端阻力特征值 qpa按本地区经验采用 2000kPa，桩周摩阻力 qsa采用 200kPa。4 4 结论与建议结论与建议4.1 结论拟建场地处在河流一级阶地上，地形较平坦开阔。工程地质条件良好，水文地质条件简单，无不良工程地质现象。适宜建筑。场地地层分布较简单：表层覆盖有 5 米左右的冲洪积层(平场后经过挖高填低侧北厚南薄，土厚13 米，北端最厚达6 米，南端最少仅1 米；大部分地区土层厚 34 米），主要有杂填土、粘土、细砂、砂夹卵石层。覆盖层下即为基岩，基岩性质稳定且无不良地质现象。4.2 建议4.2.1 由于场区内杂填土、粘土、细砂层分布不均匀、厚度较小、土质较差，不宜利用。砂夹卵石层分布均匀、广泛，力学指标较好且稳定，建议采用该层作为地基持力层；平场后部分地区（如南西端）基岩出露或较自贡市井矿盐矿山开发设计院11荣县污水处理厂工程岩土工程勘察报告浅，则采用基岩作为地基持力层。4.2.2场地北端将填方 3 米左右，形成人工填土边坡。该端距旭水河最近约 20 米，考虑到洪水或上游“双溪水库”调节性排水时的冲刷作用，建议在北端河岸修筑防洪堤坝。该堤坝地基采用基岩（河床底面即为平整基岩面）。施工宜避开雨季进行。对筑堤和回填的材料及施工应达到其相应的设计要求。4.3.3基础施工时，在细砂层中可能遇到产生流沙及塌坍的不稳定现象。应采用泥浆护壁、套管护壁等防治措施，并做到随挖随护进行。4.3.4 须加强地质验槽工作，如遇异常情况，应及时通知有关人员现场解决。自贡市井矿盐矿山开发设计院12