岱山仙草潭修造船基地岩土工程勘察报告(施工图设计阶段)一、前言㈠工程概况我单位受舟山金海湾船业发有限公司委托对拟建“岱山仙草潭修造船基地”工程进行施工图设计阶段的岩土工程勘察。
拟建场地位于浙江省岱山县长涂镇小长涂山西岸,岱山水道东侧,岸线呈南北走向。
我单位于2005年11月对该工程拟建场地进行了方案~施工图设计阶段的岩土工程勘察并提交了相应的勘察报告,本次受建设单位委托,在充分利用原有资料的基础上,我单位对3~5#船坞及南侧码头进行施工图设计阶段岩土工程勘察,设计单位为中船第九设计研究院。
㈡勘察目的、任务和设计要求根据设计要求本次施工图设计阶段岩土工程勘察的主要目的为:查明拟建场区勘探深度内土层分布规律及工程地质特征;查明有无不良地质作用;对场地的岩土工程地质条件作出评价,为本工程施工图和方案设计提供依据和参数;并对基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案提出论证和建议。
根据设计要求,本次勘察成果应包括:(1)提供预应力混凝土桩和钻孔灌注桩极限侧摩阻力及桩端极限端阻力标准值,估算单桩承载力,提供600×600mm方桩4500kN单桩竖向极限承载力标准值,建议桩基持力层和桩长;(2)查明岩土层性质、分布规律、形成时代、成因类型、基岩的风化程度、埋藏条件及露头情况,综合地基土特征,确定地基承载力,并为地基加固方案提供建议和依据;(3)查明不良地质现象分布范围、发育程度和形成原因(4)查明与工程建设有关的地质构造和地震情况,判别场地类别,判别地表下20.0米深度范围内的饱和砂质粉土、砂土地震时液化的可能性及液化等级。
(5)提供各土层的岩土物理、力学性质指标(包括含水量、重度、比重、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数、直剪固快、快剪、压缩系数、压缩模量、无侧限抗压强度、固结系数、渗透系数、室内三轴不固结不排水剪和固结不排水剪指标等);(6)提供拟建场地区域地下水和地表水性质及对建筑材料的腐蚀性,地下水类型、含水层性质,调查水位变化幅度、补给与排泄条件;(7)提供中等风化基岩饱和单轴抗压强度。
㈢勘察工作执行的规范和标准1.设计单位提出的勘察要求、勘探点平面布置图;2.本次勘察执行的规范和标准⑴、国家行业标准《港口工程地质勘察规范》(JTJ240—97)⑵、国家行业标准《港口工程地基规范》(JTJ250—98)⑶、国家行业标准《港口工程桩基规范》(JTJ254—98)⑷、国家行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)⑸、国家行业标准《水运工程抗震设计规范》(JTJ225—98)⑹、国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)⑺、国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)⑻、国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)⑼、国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123—1999)⑽、国家标准《工程测量规范》(GB50026-93)㈣测量图纸及其控制系统本次勘察采用业主提供的钻孔布置图及其电子文档,比例尺为1:1000,54北京坐标系;1985国家黄海高程系。
勘察场地坐标及高程基准点位置由业主提供。
共两个测量基准点A3、A5(见“勘探点平面位置图”),TP1~TP11为引测点,基准点坐标及高程详见下表1:测量控制点一览表表1㈤勘察工作概况1、勘察工作量布置原则本次勘察钻孔数量、位置、孔深等由中船第九设计研究院确定:技术孔和控制孔占总勘探孔的1/3;当软土覆盖层小于10m时,控制性钻孔必须达到中等风化岩面以下钻孔必须到中等风化岩面以下1.5~2.0m,如岩面下有软弱层必须打穿;软土覆盖层大于10m的钻孔提供600×600 mm方桩4500kN 极限承载力标准值建议桩长;ZKxx为利用方案阶段勘察资料孔。
2、完成工作量勘察外业工作自2006年3月26日开始,采用3台XY-100型工程钻机,三艘专用钻探船及相应的配套设备进行外业施工,本次勘察外业于2006年5月2日结束,室内土工试验于2006年5月9日完成。
主要完成工作量一览表示表23、施工工艺(1)钻探船本次勘探主要在2-20米水深处,采用专用钻探船进行水上施工,本次勘察作业时间长,钻探船的稳固(不移位)是钻孔质量的关键,因此钻探船的锚泊系统采用五只锚固定船位,前三后二(前领水锚一只、前斜拉锚二只、后斜拉锚二只)。
(2)钻孔孔位测定根据设计的孔位坐标,采用两台DJ6-2型经纬仪前方交会法进行水平定位,并在船体基本固定后,准确测出孔口坐标,移位控制在1米内。
(3)钻探船抛锚定位钻探船航行至孔位附近,根据潮位及流向,用抛锚船将前主锚和前锚抛定,利用船上绞车收紧锚绳;将钻探船移至基本位置,下后锚,通过经纬仪定位对船位校正,利用调整各锚绳长度收紧各锚,直至天车、回转器中心与设计孔位坐标位移在1m范围内。
钻进工作时视潮水的涨退及时均衡地收、放各锚绳。
(4)钻孔孔深及孔口标高控制孔口标高进行多次水深测量、验潮确定:在潮流、波浪影响较小且便于观测的地段布置水深标记,进行水深观测,确保钻孔的孔口标高及钻进深度的误差不大于±10cm,计算公式如下:钻孔进尺(m)(水底算起)=杆长(m)-上余(m)-井口至水面高度(m)-孔位水深(m);孔深标高(m)=测出水面标高(m)-孔位水深(m)-进尺(m)(水底算起);孔口标高(m)=测出水面标高(m)-孔位水深(m)。
4、采用的主要勘探手段⑴钻探本次勘察孔钻探采用3台XY-100型工程地质钻机。
施工时采用回转钻进,辅以套管隔水、泥浆护壁,隔水套管上部设置潮汐补偿器,下管口入海底5-7m,充分减少来自潮汐、风浪等原因对钻进、取样等造成的影响。
本次勘察场区属中等潮汐强度海域,潮流属往复流性质,落潮流速大于涨潮流速,涨潮时间略大于落潮时间,平均潮差约为3.0米。
钻探船施工时进行多次定时水位观测,按时校正水面标高,换算钻进深度。
⑵取土样本次勘察在技术孔中取土样,在粘性土、粉性土中取原状样,在砂、碎石土中取扰动样,取样间距一般为2.0m;非重点取土样区取样间距一般不超过4.0m。
原状土样当天进行腊封,并放置在阴凉地方。
在中等风化基岩里取岩样。
⑶标贯试验本次勘察在部分技术孔中进行标准贯入试验,试验间距一般为2.0~3.0m,20.0m以上需判别地基土液化,试验间距应为1.0m,试验采用63.5kg锤,落距76cm,自由落锤,预打15cm,分别记录10 cm及30 cm的锤击数。
⑷重型动力触探试验在砂砾、碎石土、强风化凝灰岩中进行重型动力触探试验,试验采用63.5kg 锤,落距76cm,自由落锤,分别记录10 cm的锤击数。
⑸室内岩土样测试室内土工试验项目有:含水量、重度、孔隙比、液限、塑限、直剪固快、快剪、颗粒组成、固结、固结系数、渗透系数、无侧限抗压强度、水质分析、中等风化基岩单轴饱和抗压强度等。
⑹水文地质工作本次勘察在对拟建海域潮汐水位、海水与陆域供水关系进行观测,拟建场区海域属非正规半日浅海潮性质,潮汐作用明显,高潮与低潮水位差3.0m左右,陆域地表水受潮汐作用影响较强。
二、场地工程地质条件㈠地形、地貌拟建场地位于浙江省岱山县长涂镇小长涂山西岸,岱山水道东侧滨海地带,地貌单元属浙东丘陵滨海岛屿区,为天台山北延余脉。
微地貌位于低矮山丘的坡脚及前缘,上部覆盖层主要为新近人工填土、第四系海相沉积物、残坡积物。
因工程需要,拟建场地在进行开山填海,水陆交接部位地势起伏较大;拟建场地南部采用爆破抛石排淤法进行修筑围堤,致使该围堤沿线越50m范围内地面标高台升越2~3m;海底地势向海域方向倾斜,勘探期间测得场地地面标高在4.63~-16.98m之间,高差约为21.61m。
拟建场地现状全景见照片2:㈡岩土层分布及其特征根据勘探揭露地层情况:自上而下主要分布有第四系全新统滨海、浅海相沉积的淤泥、淤泥质土、粘性土;上更新统粉质粘土、残坡积的粉质粘土夹砂砾、碎石(残坡积土)等。
下伏基岩为侏罗系上统,西山头组(J3x),为火山碎屑岩,属浙东南陆相火山岩区,主要为流纹质晶屑凝灰岩和角砾凝灰岩,块状构造,新鲜岩石致密、坚硬,局部地段为泥灰质、凝灰质砂岩等次生岩。
根据本次勘察结果,该场地勘探深度自地面以下61.6m范围内的岩土层按其成因类型、工程地质特征、土性结构及物理力学性质指标的差异,可划分为7个工程地质层(亚层)。
各岩土层工程地质特征详见附图表1“地层特性表”和附图表5“钻孔柱状图”。
㈢土层物理力学性质指标地基土的物理力学性质指标:对各土层物理力学性质参数进行了分层统计。
统计时,删除了个别不合理的指标,各项指标取最大值、最小值、平均值、均方差及变异系数。
其结果详见附图表2 “土层物理力学性质参数表”。
岩石单轴饱和抗压强度见附图表10。
㈣地质构造本区地质构造位于浙闽粤燕山期火山活动带,主要断裂走向为NE~NNE向,区内小断层节理较发育,致使场地下伏基岩破碎,从拟建场地附近基岩露头看,岩石完整性很差,局部(强风化)呈碎裂状结构,垂向发育深度较大。
㈤不良地质现象本次勘察未发现活动断裂带、滑坡、崩塌、冲淤、潜蚀等不良地质现象,但在拟建船坞坞口部位上部覆盖层较薄,基岩面坡度变化较大。
㈥地下水与地表水1、地下水拟建场地地下水类型以潜水为主,以孔隙水、裂隙水等形式赋存、运移于地基土中,局部受淤泥(①)、淤泥质粉质粘土(②1)、粘性土(②2、③1、⑤1)、等相对隔水作用,具微承压性。
场地内砂砾夹粉质粘土、碎石(⑤2)、强风化岩(⑥)透水性较好,其余各层透水性较差。
地下水主要接受海水的下渗补给及区外地下水侧向补给。
2、地表水(1)地表水特征及类型区内地表水主要为滨海区之海水,海水混浊不清,含大量泥质。
场地地表水位主要受潮汐影响。
拟建场地潮汐为非正规半日潮,涨潮历时略大于落潮历时,平均涨潮历时5h44min,平均落潮历时6h41min。
(2)海水腐蚀性评价根据水质分析报告,该地区海水对混凝土结构无腐蚀性,但根据经验资料,对钢筋混凝土结构中钢筋长期侵水段具弱腐蚀性,干湿交替段具强腐蚀性,对钢结构具中等腐蚀性。
㈦场地地震效应1、场地抗震设计基本条件根据本次勘察土层资料,按国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)的有关条文判别,场地的抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度0.10g,所属的设计地震分组为第一组。
2、场地类别划分根据拟建场地内地基土性质、厚度及分布情况等,结合地区工程建设经验,依国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)划分,①层黄灰~灰色淤泥、②1层灰色淤泥质粉质粘土,②2层灰色粘土为软弱场地土;④层灰~灰绿色粉质粘土为中软场地土,③1层、⑤1粉质粘土、③2层褐黄~草黄色粉质粘土夹砂砾及⑤2层砂砾夹粉质粘土、碎石为中硬场地土,⑥层强风化晶屑凝灰岩、⑦层中等风化晶屑凝灰岩为坚硬场地土。