四川天全县水泥厂勘察报告.docx
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四川天全县水泥厂勘察报告.docx
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四川天全县水泥厂勘察报告
兆山新星集团四川天全4000t/d水泥生产线工程
岩土工程详细勘察报告
建材成都地质工程勘察院
二○○九年七月
兆山新星集团四川天全4000t/d水泥生产线工程
岩土工程详细勘察报告
工程号:
提交单位:
建材成都地质工程勘察院
资质证书:
法人代表:
总经理:
总工程师:
审定:
审核:
项目负责人:
周四林
报告编写:
周四林程传智张旭辉
校对:
提交日期:
二〇〇九年七月
目录
1、前言1
1.1工程概况1
1.2勘察目的及要求1
1.3岩土工程勘察的依据2
1.4岩土工程勘察等级2
2、勘察工作方法、手段及完成工作量2
2.1勘探点的测放2
2.2勘探点布置2
2.3勘探点深度2
2.4勘察方法、手段2
2.5完成勘察工作量3
3、自然地理及区域地质概况3
3.1气象、水文特征3
3.2区域地质概况4
4、场区工程地质条件4
4.1场地位置及地形地貌4
4.2场地地层构成及特征5
4.3地基土物理力学性质6
4.4水文地质条件6
5、场地抗震性能评价7
5.1抗震设防烈度及地震动峰值加速度值7
5.2场地土类型及场地类别7
5.3砂土液化判定7
5.4场地抗震类别7
6、不良地质条件7
7、岩土工程分析与评价8
7.1区域稳定性评价8
7.2场地边坡稳定性评价8
7.3地基土均匀性分析与评价8
7.4地基土物理力学性质评价8
7.5基坑支护方案建议9
7.6岩土层物理力学性质指标的选用9
8、地基基础方案的分析和建议9
8.1拟建低层建(构)筑物天然地基独立或条形基础9
8.2拟建高层建(构)筑物天然地基筏板基础9
8.3桩基础10
8.4基础方案建议11
9、基础施工中的主要岩土工程问题11
9.1施工降水11
9.2基坑支护11
9.3施工监测11
9.4沉降观测11
10、结论与建议11
附图
1、图例 1张
2、勘探点平面布置图 1张
3、工程地质剖面图 29张
4、钻孔柱状图 13张
附件
1.岩样、卵石样测试报告1份
2.土样测试报告(腐蚀性试验)1份
3.水样测试报告1份
4.钻孔岩芯照片选2张
1、前言
1.1工程概况
兆山新星集团四川天全县4000t/d水泥生产线工程位于四川省雅安市天全县小河乡沙坪村道子口,总占地面积约208亩。
受兆山新星集团委托,我公司对其拟建的4000t/d水泥生产线厂区建设工程进行详勘阶段的岩土工程勘察。
拟建的4000t/d水泥生产线厂区建设工程主要包括石灰石破碎、石灰石预均化堆场、石灰石库、水泥配料、煤磨及化水处理、汽轮机房、生料均化库、立磨、增湿塔、烧成窑尾、烧成窑中、烧成窑头、煤磨、中央控制室、熟料库、水泥配料站、水泥库、包装车间、循环水泵房、总降、宿舍、机修等建(构)筑物。
根据建设单位提供的资料,各建构筑物结构特征见表1.1-1。
该工程由上海市建筑材料工业设计研究院设计。
1.2勘察目的及要求
本次工程勘察目的:
查明拟建场地的工程地质与水文地质条件,提出基础设计及施工所需岩土参数。
具体要求如下:
①、勘察按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的有关规定执行。
②、查明使用场地范围内的地层结构、成因类型、分布范围及各地层的物理力学性质。
查明岩体结构类型、埋藏深度、岩面变化规律(趋势和坡度)、基岩风化程度及风化层厚度,对场地地基的稳定性和各地层承载能力作出评价。
③、查明场地内有无溶洞、土洞、软土等不良工程地质构造。
如有,则查明其具体位置、深度、范围及对建筑物的危害程度。
提供防治措施及必要的资料。
④、对天然地基:
a、提供场地范围内的各岩土层物理力学指标(地基承载力、压缩模量或系数、与混凝土基底的摩擦系数等)。
b、对于同一建筑物基础跨越不同工程地质区的情况,提出不同地基对同一建筑物基础沉降的影响程度及作差异沉降计算的必要资料。
c、当采用天然地基不能满足承载力要求时,推荐当地合适的地基处理方法或适宜的桩基类型。
⑤、对于桩基基础:
a、提出当地适宜的桩基类型建议。
b、提供桩基勘探深度范围内的各土层的物理力学指标,确定桩端持力层和有关必要的设计参数(各种桩型的桩周土摩阻力、桩端端阻力和岩石饱和单轴抗压强度标准值)。
c、提供计算桩水平承载力的相关参数。
⑥、查明地下水的埋藏条件,地下水类型,水位深度及变化幅度。
查明地下水变化规律,水对混凝土的侵蚀性及含水层的渗透性。
⑦、查明场区抗震设防烈度,设计基本地震加速度值,设计地震分组,判别建筑场地类别及场地特征周期;查明有无可液化地层,并对液化可能性及等级作出评价。
⑧、当发现相邻两孔之间的基岩面高差较大时(连线坡度≥40°),应在中间补孔,以探明岩面变化情况。
建筑物结构特征表表1.1-1
主要建筑物名称
结构类型
建筑物特征
基础形式
沉降敏感性
附注
石灰石破碎
框架
整板基础
fak180kPa
石灰石预均化堆场
直径80米网架
大跨度钢结构网架
独立基础
条形基础
fak150kPa
原料配料站
多层框架和圆库
库+框架
独立基础
fak250kPa
立磨
钢筋砼框架
独立基础
敏感
单柱6000kN
生料均化库
15m钢筋砼筒仓
环板基础
单库重200,000kN
烧成窑尾
底层钢筋砼框架
上部为钢塔架
高约80米
独基基础
敏感
单柱压力25,000kN
烧成窑中
大体积钢筋砼墩
墩式基础
敏感
单个基础重
21,000kN
烧成窑头
多层框架
高约15米
独立基础
fak250kPa
煤粉制备
钢筋砼框架
高约30米
独立基础
敏感
单柱压力5,000kN
中央控制室
钢筋砼框架
高约15米
独立基础
fak200kPa
熟料库
钢筋砼筒仓
环板基础
库总重400,000kN
水泥粉磨
钢筋砼筒框
框架高约40米
独立基础
敏感
单柱压力8,000kN
水泥配料站
钢筋砼筒仓
高约25米
环板基础
fak300kPa
水泥库
615米钢筋砼筒仓
整板基础
单库重200,000kN
原料、矿渣堆棚
钢筋砼排架
独立基础
fak180kPa
水泥包装及仓库
钢筋砼排架
高约30米
独立基础
单柱压力4,000kN
总降
钢筋砼筒框
高约12米
独立基础
fak200kPa
机修、空压机房、汽轮机房、循环水泵房等
砖混结构
墙下条基
fak150kPa
1.3岩土工程勘察的依据
1.3.1国家、行业及地方技术标准
《岩土工程勘察规范》(GB50021~2001)
《建筑地基基础设计规范》(GB50007~2002)
《高程建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72~2004)
《成都地区建筑地基基础设计规范》(DB51/T5026~2001)
《建筑抗震设计规范》(GB50011~2001)(2008年版)
《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)
《建筑桩基技术规范》(JGJ94~2008)
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)
《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)
《建筑工程地质钻探技术规范》(JGJ87~92)
《土工试验方法标准》(GB/T50123~1999)
《建筑地基处理技术规范》(JGJ94-2002)
《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99:
98)
《建筑工程勘察文件编制深度规定》(试行2003年6月)
1.3.2区域及场地附近已有的工程地质资料
a.《中华人民共和国区域地质调查报告》(宝兴幅,1/20万)
b.《中华人民共和国区域水文地质调查报告》(康定—宝兴幅,1/50万)
1.4岩土工程勘察等级
按《岩土工程勘察规范》(GB50021~2001)第3.1.4条,拟建物工程重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级。
2、勘察工作方法、手段及完成工作量
2.1勘探点的测放
本次详勘勘探点测放以拟建场区内两个永久性控制点为依据,采用两台中海达GPS静态接收机(HD8200G),由一个测量作业组采用一台拓普康366N全站仪进行勘探点的测放工作。
永久性控制点数据如下:
TQ01点 A=295.93B=771.13H=826.313
TQ03点A=240.59B=370.39H=829.50
说明:
坐标为相对坐标。
2.2勘探点布置
本次勘察工作以设计单位提供的钻孔总平布置图为依据,根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)有关规定进行了一定的调整,主要沿拟建物的轮廓线、角点及中心布置勘探孔,共布置勘探孔98个(其中控制性勘探孔26个)。
建筑物勘探点间距主要为10.0~50.0m,勘探点具体位置详见“勘探点平面布置图”。
2.3勘探点深度
勘探点深度依据《岩土工程勘察规范》(GB50021~2001)有关规定及拟建场地地层特点确定,本次勘察一般性孔设计孔深为10~13m,控制性孔设计孔深为20~25m。
2.4勘察方法、手段
本次详勘工作主要采取了如下的勘察方法及勘察手段:
2.4.1收集资料
搜集和研究了场地区域地质、地震资料及场地已有的工程勘察、设计和施工技术资料。
为完成本次勘察工作,搜集和研究了《中华人民共和国区域地质调查报告》(宝兴幅,1/20万)、《中华人民共和国区域水文地质调查报告》(康定—宝兴幅,1/50万)等区域地质资料,经实地调查和核对后部分引用。
2.4.2工程地质钻探
目的是查明场地岩土结构、性质、鉴别岩土类别及特性,确定各工程地质层及亚层的分布范围、埋藏深度及界线,并采取岩土样及水样,测量地下水位。
本次勘察主要采用下述两种钻探工艺,钻探施工操作严格按照相关规范执行。
(1)冲击钻进
由于场地上覆地层主要为填土及卵石层,根据我院以往在类似地区的勘察施工经验,本次勘察主要采用SH-30型钻机冲击钻进,钻孔实际深度10.2~16.4m。
(2)回转钻进
根据场地地形地貌特征及拟建物的荷载、重要程度的不同,本次勘察共布置回转钻孔26个,采用XY-100型液压式回转钻机全断面取芯钻进,采取SM植物胶护壁施工工艺。
取出的岩芯均按地层上下顺序进行装箱、填写岩芯卡片,进行岩芯描述。
钻孔开孔直径Φ127mm,终孔直径Φ91mm,钻孔实际深度19.1~31.30m。
2.4.3原位测试
(1)超重型动力触探
本次勘察对场地内分布的卵石土进行连续的超重型动力触探试验,判定卵石土的密实度及均匀性。
对取得的原位测试数据进行数理统计及岩土参数分析,确定卵石土的承载力及变形参数,并依据修正锤击数大小对其进行力学分层。
(2)标准贯入试验
针对勘察场地广泛分布的填土,根据具体情况,对其有选择地进行标准贯入试验,以确定其力学性质指标。
2.4.4采样与测试
为了评价场地岩土层的物理力学性质,获取力学性质指标,为设计提供岩土力学参数,本次勘察采取扰动填土、砂卵石及岩石样,进行室内常规、颗分试验及土的腐蚀性试验;采取地下水样,进行水质简分析,以评价场地内地下水对钢结构、混凝土中的钢筋、混凝土的腐蚀性。
岩土试样、水样测试委托中国建材工业地质勘查中心四川测试研究所进行。
2.5完成勘察工作量
本次勘察外业工作于2009年6月14日开始,内业工作与外业工作同时展开,并于7月7日完成野外工作,于2009年7月15日提交成果报告。
具体完成的工作量见表2.5-1。
完成工作量表 表2.5-1
序号
工作内容
完成工作量
单位
备注
1
勘探点测放
98
个
2
钻探进尺
1397.8
m
其中回转钻进605.5m
3
超重型动力触探
604.7
m
4
标准贯入试验
44
次
5
取土样
3
件
6
砂卵石样
6
件
7
取岩样
12
件
8
取水样
2
组
9
水质简分析
3
组
10
颗分试验
6
件
11
岩石试验
12
件
12
土的腐蚀性试验
3
件
13
提交成果报告
6
份
3、自然地理及区域地质概况
3.1气象、水文特征
天全县纬度位置跨北纬30°,地形位置当四川盆地登上青藏高原东坡,东西海拔悬殊,气温差异大,具有垂直变化的山地气候特征;其大气环流,受季风控制,形成天全气候类型是以亚热带季风气候为基带的山地气候。
年平均气温15.1℃,1月平均气温5℃,8月平均气温23.7℃,降水量由东到西随高度递增,年平均降雨量达1660毫米,天全降水量丰沛,多集中在七、八、九三个月内,连续三个月降水量之和占全年降水量50-60%,雨季长达半年,旱季一般在十二月到次年一、二月份,降雨量之和仅占1-5%;平均日照数在964小时,是全国日照时最少的区域之一。
天全常年平均蒸发量最大是5月至8月,在105毫米以上,其中7月份蒸发量为138毫米,最小是12月份为29.8毫米,平均蒸发量为922.6毫米,年降水量是蒸发量的1.9倍,年平均风速仅每秒0.1米,相当于风力二级。
天全的灾害性天气主要表现为低湿、阴雨和洪涝,时有冰雹、大风、于早出现。
天全县境内河流纵横密布,于支流多呈锐角相交,属村支状水系。
天全河古名和川河,为境内主要干流,是青衣江一级支流,流向为西北向东南,全长109.4公里,流域面积2047平方公里,占全县总面积的80.56%,多年平均流量每秒107立方米,多年平均年径流总量33.65亿立方米,天然落差3590米。
3.2区域地质概况
3.2.1区域地层概述
场地内覆盖层主要为第四系全新统填土层(Q4ml)及冲积(Q4al)砂卵石层,下伏侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)泥质粉砂岩、钙质砂岩。
3.2.2区域地质构造
场地区域上处于四川省雅安地区同甘孜、阿坝两个藏族自治州的接壤地带,地质构造上处于巨型青藏滇缅印尼“歹”字形构造体系中部与龙门山北东向构造带接合部位,受晋宁—澄江等构造造山运动的影响,造就了区域新华夏系构造、华夏系构造、金汤弧形构造、南北向构造、北西向构造等五大构造体系,在上述构造作用下,拟建场区西北侧附近主要分布断层两条,东南侧附近主要分布褶皱一条,分述如下:
中坝冲断层①:
断层线见于宝兴县中坝公社南西方向。
发生在二迭、三迭系之中,走向北东,断面倾向北西,倾角80~90°,上下盘地层均发生直立或倒转。
它向北东延展时,被金台山飞来峰覆盖。
该断层自场地西北侧约4公里处经过。
双石冲断层②:
为龙门山南侧一条规模很大的区域性断层,它的展布与相邻邛崃幅大川冲断层相连接,延伸于测区,经庐山太平、双石、至天全思经一带延入荥经幅。
断层切割了古生代部分地层、三迭系煤系地层及白垩系砂砾岩等。
断层走向北东约43°,断面倾向北西,倾角45°至65°不等,断层走向及断面极为弯曲,呈“S”形,在测区出露长度约50公里。
该断层自场地西北侧约2.5公里处经过。
老场向斜③:
轴向北东30°,中段略向西侧外凸,北段在老场一带仰起,南端折转南北向。
两翼不对称,北西翼陡,最陡倾角达70°以上,南东翼较平缓,一般在18°左右,靠北西翼观音堂一带,有更次一级短轴背、向斜。
核部及两翼出露的地层为白垩系上灌口组棕红色泥岩及泥质粉砂岩。
该褶皱于场地东南侧约10公里处经过。
场区地质构造略图见图1。
4、场区工程地质条件
4.1场地位置及地形地貌
雅安市与成都市有成—雅高速公路(成都—雅安)相连,场地位于雅安市天全县小河乡沙坪村道子口,小河从场地东南侧坡脚流经,天全—小河的乡镇公路从其右岸通过,青衣江从场地西南侧坡脚流经,318国道从其左岸通过,拟建场地距天全县城约2.5km,交通便利(详见交通位置图)。
场地位于一斜坡平台上,该斜坡为二元结构斜坡,上陡下缓,斜坡走向S33°E,倾向SW,陡坡段高约20m,坡角60°~70°,为青衣江左岸二级阶地,属河流冲积地貌,地面孔口高程介于826.1~837.28m之间,相对高差为11.18m,地势起伏较小。
4.2场地地层构成及特征
根据钻探揭露情况、场地地貌特征,结合《中华人民共和国区域地质调查报告》(宝兴幅,1/20万),在钻探深度范围内,场地地基土按时代、成因主要划分为第四系全新统填土层(Q4ml)、冲积(Q4al)砂卵石层,下伏侏罗系上统蓬莱镇组泥质粉砂岩(J3p)及钙质砂岩(J3p)。
各岩土层特性按由新至老的顺序分述如下:
(1)第四系全新统填土(Q4ml)
褐色、灰白色、灰绿色,成份以粉质粘土为主,软塑状,具滑腻感,土质较纯,局部含朽木等腐殖质,层底夹砂卵石,表层含少量植物根系,层厚0.60~8.60m。
该层分布于整个场地,基本被开垦为秧田及旱地。
(2)第四系全新统冲积卵石层(Q4al):
青灰色、灰白色、肉红色、褐黄色,湿~饱和,卵石母岩成份为石英砂岩、花岗岩等,强风化~中风化状,磨圆度较次,分选性较差,无层理特征,充填砂、砾及泥质。
该层分布于整个场地,层位较稳定,层顶标高为814.87~830.57m。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021~2001),按超重型动力触探修正锤击数,将其分为松散、稍密、中密、密实四个亚层,分述如下:
松散卵石:
结构松散,湿~饱和,卵石含量约50~55%,粒径2~13cm为主,局部夹漂石。
卵石排列十分混乱,绝大部分不接触,层厚0.40~2.80m,N120修正击数为1.0~3.0击/10cm。
稍密卵石:
结构较松散,湿~饱和,卵石含量约55~60%,粒径2~16cm为主,夹漂石。
卵石排列混乱,部分接触,层厚0.40~2.70m,N120修正击数为3.1~6.0击/10cm。
中密卵石:
结构较紧密,饱和,卵石含量约60~70%,粒径3~16cm为主,夹漂石。
卵石呈交错排列,大部分接触,钻探揭露厚0.40~6.90m,N120修正击数为6.1~11.0击/10cm。
密实卵石:
结构紧密,饱和,卵石含量约70~85%,粒径3~18cm为主,夹漂石。
卵石呈交错排列,连续接触,钻探揭露厚0.50~7.70m,N120修正击数大于11.0击/10cm。
(3)侏罗系上统蓬莱镇组泥质粉砂岩(J3P):
棕红色,成分以长石、石英、粘土矿物为主,粉粒结构,泥质胶结为主,中厚~厚层状,节理裂隙发育~较发育,结构面较平滑,产状115°∠83°,该层主要分布于拟建场地的东南端及西北端,在钻探揭露深度范围内根据其风化程度,分为二个亚层:
强风化泥质粉砂岩:
风化强烈,岩体破碎,岩芯呈碎块状、土状,夹少量短柱状,钻探揭露层顶埋深11.20~15.40m,厚度0.40~11.70m,岩质软;
中风化泥质粉砂岩:
岩体较完整,岩芯呈柱状,钻探揭露层顶高层803.57~818.82m,揭露最大厚度7.10m,岩质较软。
(4)侏罗系上统蓬莱镇组钙质砂岩(J3P):
棕红色、灰黄色、灰白色,矿物成分以长石、石英、云母为主,粉粒结构,中厚~厚层状,钙质胶结为主,节理裂隙发育~较发育,结构面较粗糙,产状115°∠83°,该层主要分布于拟建场地中部,在钻探揭露深度范围内根据其风化程度,分为二个亚层:
强风化钙质砂岩:
风化强烈,颜色陈旧,局部夹中风化透镜体,基岩整体轮廓完整,岩芯较破碎,呈碎块状、柱状,钻探揭露层顶埋深10.10~18.00m,厚度1.50~12.90m,岩质软,锤击易散;
中风化钙质砂岩:
岩体较完整,岩芯呈柱状,断面颜色较新鲜,钻探揭露层顶高层802.82~814.90m,揭露最大厚度6.30m,岩质硬。
各岩土层的埋藏及分布详细情况见附图部分的“工程地质剖面图”及“钻孔柱状图”。
4.3地基土物理力学性质
针对场地岩土分布特点,本次详勘采取了原位测试和室内试验相结合的方法,综合评价地基岩土的工程性质,分述如下:
4.3.1室内岩石试验
室内岩石试验的主要内容有:
天然密度、天然抗压强度、饱和抗压强度试验等。
试验结果见附件1:
岩样、卵石测试报告。
其成果统计见表4.3-1:
岩石试验成果统计表4.3-1
地层
名称
试验
项目
最小值
最大值
平均值
样本数
标准差
变异
系数
标准值
承载力特征值fak
(kPa)
泥
质
粉
砂
岩
天然含水量
ω0(%)
3.34
6.43
4.25
6
1.143
0.269
800
天然密度
ρ0(g/cm3)
2.51
2.66
2.59
18
0.05
0.02
天然
抗压强度(MPa)
3.08
9.44
6.34
14
1.867
0.295
5.44
饱和
抗压强度(MPa)
1.68
4.10
3.00
13
0.879
0.293
2.56
钙
质
砂
岩
天然含水量
ω0(%)
1.98
2.89
2.30
5
2500
天然密度
ρ0(g/cm3)
2.57
2.71
2.64
18
0.046
0.017
天然
抗压强度(MPa)
9.22
21.5
14.81
16
3.910
0.264
13.07
饱和
抗压强度(MPa)
5.1
12.9
9.23
17
2.711
0.294
8.07
注:
上表统计时,剔除了异常值。
4.3.2原位测试
(1)超重型动力触探
本次勘察为了准确地对卵石层进行层位划分,查明各卵石土的组成及力学特性,判明卵石层的密实度和均匀性,结合钻探取芯,对场地内分布的卵石层进行了超重型动力触探试验。
原位测试统计成果见表4.3-2:
超重型动力触探统计成果表表4.3-2
卵石层类别
统计项目
松散卵石
稍密卵石
中密卵石
密实卵石
(击/10cm)
(击/10cm)
(击/10cm)
(击/10cm)
统计数(n)
223
271
1552
2382
最大值
3.6
6.9
14
16.8
最小值
0.9
2.3
4.2
9.6
平均值φm
2.29
4.56
9.12
13.05
标准差σf
0.70
1.07
1.29
1.32
变异系数δ
0.31
0.23
0.14
0.16
标准值
2.21
4.38
8.94
12.39
承载力特征值
fak(kPa)
170
320
550
800
(2)标准贯入试验
本次勘察对场地广泛分布的填土进行了标准贯入试验,统计成果见表4.3-3:
标准贯入试验成果统计表表4.3-3
土层
名称
频
数
范围值
(击)
平均值(击/30cm)φm
标准差(σf)
变异系数(δ)
统计修正系数(γs)
标准值(击)/30cm)φf
承载力特征值fak(KPa)
填土
44
3.0~4.5
3.50
0.49
0.136
0.965
3.35
85
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