河堤工程岩土工程勘察报告

兰州市中心滩河堤工程岩土工程勘察报告目录一、概述 11.1 工程概况 11.2 场地分类与勘察等级 11.3 勘察目的与任务 11.4 勘察依据及执行的技术标准 21.5 勘探点布置与勘探深度 21.6 勘察工作方法 21.7 勘探点测放及相关说明 31.8 实际完成的勘察工作量 3二、自然条件与区域地质 32.1 地理位置及条件 32.2 气候气象条件 32.3 地质构造与区域稳定性 3三、河流特征与水文要素 33.1 黄河径流特征及径流参数 33.2 河道岸线变迁 53.3 工程水文要素 5四、河堤工程地质条件述评 64.1 场地地形地貌 64.2 场地地层及岩性分布 74.3 场地水文地质条件 74.4 地基土的物理力学性质分析与评价 74.5 场地不良地质现象及岸坡稳定性 114.6 场地地震效应 114.7 水、土腐蚀性评价 124.8 河堤堤基渗透变形分析 144.9 地基承载力与变形指标的确定 144.10 河堤基础持力层选择与稳定性验算参数 14五、B438-1#城市道路工程地质条件述评 155.1 场地地形地貌 15 5.2地层结构 155.3 地下水 155.4 路基土物理力学性质 155.5 水、土腐蚀性评价 155.6 路基干湿类型划分 165.7土、石工程分级 165.8 地基土承载力与变形指标的确定 165.9 场地类别与抗震设计参数 16六、结论与建议 166.1 河堤工程 166.2 B438-1#城市道路工程17附表：1、 剪切波速频散曲线 3张2、土工试验成果报告表 1张3、岩石物理力学性质检测报告1张4、 水质分析报告 6张5、土腐蚀性分析报告 1张&兰州市中心滩河堤工程断面测量成果表 2张7、 兰州市中心滩河堤工程黄河横断面图 2张8、 颗粒分析试验成果图 4张附图：1、图例（详-勘-HD-TL-01 ） 1张2、勘探点平面布置图（详-勘-HD- I -0105） 5张3、 工程地质剖面图（详-勘-HD- II -0105） 4张4、柱状图 26张一、概述1.1 工程概况受上海市政工程设计研究总院兰州分院委托， 我单位承担了兰州市中心滩河堤工 程及B438-1 #城市道路的岩土工程勘察任务，为本工程施工图设计阶段的河堤 堤基设计、路基设计及施工提供地质依据和岩土参数。拟建河堤工程场地地处兰州市城关区黄河左岸中心滩临河区段，西起欧洲阳光 城，东至省人大新址东侧， 全长 1.5km 左右。由于该段旧河堤不能满足黄河的防 洪要求，达不到黄河的设防标准，给予拆除重建。新建河堤沿新建的B403#路南侧修建，与已建的河堤相接， 根据上海市政工程设计研究总院的设计方案， 拟建 河堤平面布置有两种方案， 方案一以已建河堤曲线处为起点， 坐标为(X=54616.103, Y=50599.919),与中心滩规划河堤线位相接， 终点接已建河堤，坐标为(X=55373.929,Y=51824.992),河堤长1.533km;方案二以已建河堤的终 点为起点，坐标为(X=50648.010, 丫=54589.385),在里程K0+133.09处与方案 一相接，至终点两方案重合，河堤长 1.493km。拟建河堤属黄河岸边的防洪护岸工程， 起着整治河道、 改善防洪的作用， 根据兰 州市建设设防标准，拟建河堤堤防工程级别为I级，防洪标准按百年一遇洪水流 量 6500m3/s 进行设计，结构形式拟采用浆砌块石勾缝的护坡堤岸形式，河堤类 型为重力式圬工结构的天然地基堤岸，河堤基底持力层拟为卵石层或风化基岩。拟建B438-1 #城市道路工程场地位于在建的兰州市会展中心与省人大新址之 间，南北向连接北滨河路与规划 B403#城市道路，拟建道路全长213m，红线宽 度18m，道路等级为城市I级支路，设计车速为30Km/h，设计荷载为标准轴载 BZZ 1 00 ，路面结构拟采用沥青混凝土路面。1.2 场地分类与勘察等级 拟建工程属黄河岸边的城市堤岸勘察工程， 依据市政工程勘察规范(CJJ56-94),结合场地条件和地基复杂程度，勘察场地分类属U类，河堤类型 划分为U类重力式圬工结构的天然地基堤岸。 依据上海市政工程设计研究总院提供的设计方案及岩土工程勘察规范(GB50021-2001),拟建河堤堤防工程级别为I级，工程重要性等级为二级工程， 勘察场地复杂程度为中等复杂的二级场地，地基的复杂程度为简单的三级地基。 根据工程重要性等级、 场地与地基的复杂程度等级， 综合确定本工程的岩土工程 勘察等级为乙级。1.3 勘察目的与任务 本工程勘察工作的目的是为拟建的河堤工程与城市道路工程的施工图设计提供 依据及岩土设计参数，满足施工图设计的要求。具体任务为：( 1 )调查工程区域环境工程地质条件，查明主要环境工程地质问题及不良地质 现象，分析不良地质作用对工程的可能影响， 对场地与黄河岸坡的稳定性作出评 价。( 2)对影响堤岸建设的黄河水进行水文调查，了解岸线变迁状况，测量河床断 面，推求工程区域黄河的洪水水位、流量，提供主要工程水文要素，为河堤设计 提供依据。( 3)详细查明拟建河堤及拟建道路沿线的地形地貌、地层结构、各层地基土的 分布范围、 埋深、厚度及层面起伏变化状况， 特别是预期可作为河堤基础持力层 的地层埋藏条件及影响堤岸稳定的松软地层及不良地基的空间分布特征， 为河堤 基础持力层选择与地基处理提供依据。( 4)详细查明拟建河堤及拟建道路沿线各层地基土的物理力学性质，确定各层 地基土的承载力， 对地基土的均匀性和变形特征作出评价， 为河堤堤基及路基的 1设计提供依据。(5) 查明河堤堤基主要岩土层天然状态下的颗粒组成及渗透性，提供排水设计 所需参数，评价河堤堤基渗透变形及水的运动对岸坡稳定性的影响。(6) 查明拟建河堤及拟建道路沿线地基土层的易溶盐含量、类型及分布特征， 评价其对工程安全性的影响及对建筑材料的腐蚀性， 为土基处理与防腐设计提供 依据。(7) 详细查明拟建河堤及拟建道路沿线各地段地下水的类型、埋藏条件、水位 变化幅度及规律， 查明地表水与地下水的补排关系与水质状况， 判定地下水与地 表水对建筑材料的腐蚀性。(8) 对场地和地基的地震效应做出评价，划分场地抗震地段，确定建筑场地类 别，提供抗震设计参数。(9) 根据堤岸的类别和基础形式，提供各项基底稳定性验算所需参数，并提出 合理的基础方案、地基处理方法和施工方法的建议。(10) 划分拟建道路路基干湿类型，对拟建道路土、石进行分级。1.4 勘察依据及执行的技术标准 本工程勘察依据的技术文件及标准为： (1)兰州市中心滩河堤工程方案设计图； (上海市政工程设计研究总院2008年 5 月)(2)市政工程勘察规范(CJJ56-94 ；( 3)岩土工程勘察规范 ( GB50021-2001)；( 4)堤防工程地质勘察规程 ( SL188-2005)；( 5)建筑地基基础设计规范 ( GB50007-2002)；(6)城市道路设计规范 (CJJ37-90)；( 7)湿陷性黄土地区建筑规范 ( GB50025-2004)；( 8)建筑抗震设计规范 ( GB 50011-2001)；( 9)兰州市区建筑抗震设计规程 ( DB62/T25-3037-2006)；( 10)土工试验方法标准 ( GB/T 50123-1999)；( 11)工程地质手册(第四版)。1.5勘探点布置与勘探深度河堤：沿河堤中心线布置一条主剖面，以 60100m间距布设勘探点；垂直于河 堤中心线每隔400500m布置一条横剖面，共计四条，横剖面长度包括堤内外 影响区，长度约60100m,横剖面勘探点布置于河堤中心线及其两侧，勘探点 间距一般为 30m 左右。拟建河堤区域共布置勘探点 26个，其中，控制性勘探点 14个，勘探深度25.030.0m； 般性勘探点(测试孔与取样孔)12个，勘探深 度 20.0 25.0m。城市道路：沿拟建城市道路中轴线布设勘探点，拟建道路总长为 213m，勘探点 分别布置于道路起点、终点及中间位置，共计三个，点间距 80100 m,勘探深 度 7.08.0m。1.6 勘察工作方法本次勘察勘探手段以钻探为主， 同时辅以动力触探原位测试方法。 钻探孔的钻探 工艺根据勘探点的设计孔深及相应的钻探技术要求， 分别采用泥浆护壁的回转钻 进方法和套管护壁的冲击钻进方法。重型动力触探测试采用 42钻杆、卷扬提升、自动落锤的方法，自揭露粗粒土 顶面开始，连续或分段进行，以测试锤击数达到30击/10cm或至预定勘探深度为终止试验的条件。室内水、土、岩石试验严格按相应的规范规程进行。1.7勘探点测放及相关说明勘探点定位以附有起止点坐标的河堤工程方案设计图上的勘察方案布点图为依 据，采用全站仪进行测放，坐标采用兰州城市坐标系统，高程采用旧大沽高程系 统。勘探点测放应用的基准点测量参数详见表1.7-1。测量控制点坐标及高程表1.7-1点号X坐标（m）Y坐标（m）Z高程（m）A154887.96050975.1931516.463A254770.21150849.0501515.780I055114.96951546.3501515.270I455136.06051657.6511514.7401.8实际完成的勘察工作量本工程勘察工作自2008年5月29日开始，全部外业工作至 2008年7月2日结 束，历时35天。共计完成钻探孔28个，总进尺639.1m;重型动力触探测试孔 13个，总进尺87.1m。采取颗分扰动样20组，岩石试验样10组，易溶盐分析扰 动样14件、水质分析样6件。进行面波法剪切波速测试 6点。二、自然条件与区域地质2.1地理位置及条件兰州是甘肃省会，是一座具有悠久历史文化的城市，地处我国西北地区的腹地， 位于黄土高原的黄河谷地内。由于南北两山的限制，加上黄河由西向东横贯整个 城区，使兰州市发展成为一个东西长、南北窄、沿河两岸分布的带状城市。拟建工程场地地处兰州市区东部，位于城关区黄河左岸中心滩临河区段。拟建河 堤西起欧洲阳光城，顺河岸向东途径中立桥北桥头、 兰州市会展中心，至省人大 新址东侧结束。拟建 B438-1 #城市道路工程场地位于在建的兰州市会展中心与 省人大新址之间，南北向连接北滨河路与规划B403#城市道路。工程场地东西两侧分别接线雁滩黄河大桥和中立桥，北侧距北滨河路仅两百余米，交通条件较为便利。2.2气候气象条件兰州地区地处我国地理中心，西北内陆的腹地，远离海洋，气候条件属于典型的 北温带半干旱大陆性季风气候，夏无酷暑，冬无严寒，四季分明。根据兰州中心 气象站资料，兰州市多年平均气温 9.3C，极端最高气温39.1 T，极端最低气温 -23.1 T ;多年平均降水量319.4mm,年最大降水量546.7mm,降水量多集中于7 9月；多年平均蒸发量1437.7mm,年最大蒸发量1883.9mm；累年平均风速1.0m/s, 主导风向为东北风，次主导风向为东南向及西北风；标准冻土深度103cm。2.3地质构造与区域稳定性根据区域地质构造资料，拟建工程场地地处兰州断陷盆地东缘。兰州断陷盆地由第四系组成，展布在西固以东、柳沟河以西的区域内。该盆地根 据次级构造又可分为西固隆起、七里河断陷和东岗隆起，拟建河堤工程场地即处 于东岗隆起区内。该区西界受雷坛河隐伏断裂控制， 南、北两侧界限与兰州断陷 盆地一致，分别受宋家沟断裂和金城关断裂控制。区内无深大断裂通过，边界断裂活动性亦表现为西强东弱，根据甘肃省地质矿产局编制的 中华人民共和国地 质构造与区域稳定性分区图（兰州幅，1: 5万），拟建河堤工程场地位于东岗 相对稳定亚区内（川1区），是适宜进行建设的良好区域。三、河流特征与水文要素3.1黄河径流特征及径流参数兰州市中心滩区段，地表水主要为黄河河水。黄河兰州段河长45公里，占兰州以上干流长的2.1%，兰州段汇水面积约1800km2,占兰州以上黄河汇水面积的 0.8 %,兰州段河床平均比降为1.0 %。1969年后，刘家峡、盐锅峡、八盘峡梯级 水库相继建成并联合调度，黄河兰州段已由天然河道成为人工调节河道；1986年10月龙羊峡水库下闸蓄水，与刘家峡水库联合运用，使黄河上游稀遇洪水发 生机率大为减少。同时，由于历年洪峰流量减小，随之设计频率的流量值也减小。 黄河干流龙羊峡水库以上的黄河吉迈至唐乃亥段，约占年来水量的50%;龙羊峡至刘家峡区间，支流洪水主要来自洮河，约占年来水量的15%以上，且刘家峡水 库以上年来水量占兰州水文站年来水量的 70%以上，刘家峡以上水量因受龙、刘 水库调节，受人工调蓄影响大；目前，盐锅峡、八盘峡水库已达冲淤平衡，成为 径流电站，同时，兰州市受湟水、大通河来水影响很大。黄河上游径流主要为流域内降水形成， 以雨水补给为主，雪水补给为辅，径流中 地表径流约占60%，地下径流约占40%，径流年内和年际变化随降水多少和气 温高低而变化，全年3月下旬5月为春汛潮，由融雪补给和河水解冻形成，6 9月为夏秋洪水期，即为黄河汛期，由大面积降水形成，个别年份可延至10月中上旬，10月下旬以后为秋季平水期，以河槽储量及地下水补给为主，逞退水 趋势。12月至来年3月中旬为冬季枯水期，全靠地下水补给，最小流量多出现 在12月份。兰州以上黄河上游由于面积大，又有天然湖泊、湿地的调蓄作用，径流变化相对 稳定，径流的年内分配79月份占47%，2月份最小。年际变化不大，变差系 数CV=0.23。存在连丰连枯交替现象，以三年小周期较明显，并存在连续7年的丰水段和一年左右的枯水段，包括丰、平、枯在内的较完整水文周期约60年左右。随着上游梯级水库的兴建，黄河上游已成为典型的蓄水河流，亦即为 人造”河流， 在梯级水库联合调节作用下，使径流的年际，年内变化趋向于均匀化，随着兰州 市城市建设的速度加快，黄河兰州段渠化堤岸线建设的日臻完善， 特别是龙羊峡 和刘家峡水库的调节，使径流的年际，年内变化趋于均匀，枯水期 12月3月 径流量占年径流的百分数由天然情况的 11.4%增加到23.6%，汛期710月由天 然的59.4%降至42.9%。使人造”河流更加名符其实。根据兰州站1919.72005年共87年天然径流系列频率计算，采用P-E型曲线适 线,并经上下游参数平衡，得兰州站年径流频率曲线。适线后年径流频率统计参数及各频率设计值见表3.1-1。兰州站年径流频率计算成果表表3.1-1站 名均值(m3/ s)CVCS/ CV设计频率(%)备注10205075909519191990小峡初设成 果州10570.232138012501040885759691州10100.23213201200992845726661本次计算贵德至安宁渡黄河干流诸站径流参数统计结果见表 3.1-2。从统计结果看，随着 流域面积的增加，径流模数呈递减趋势，CV随着流域面积的增加而减小。参数 上、下游是平衡的，兰州站年径流统计参数符合参数的地区分布规律。黄河上游各站年径流参数统计表表3.1-2站名贵德循化上诠兰州集水面积(km 2)133650145459182821222551平均流量(m3/s)6597038851040径流模数(m3/s km 2)4.93 为0-34.83 为0-34.84 为0-34.67 为0-3CV0.240.240.240.23CS/CV22223.2河道岸线变迁黄河自西向东，经河口、坡底下、柴家台、岸门至兰州，横穿兰州市区东下桑园 峡。河口至岸门一带，由于河床受白垩系地层控制，河道稳定呈槽形，出柴家台、 岸门之后，即进入兰州盆地，河道宽阔、平缓、弯曲，主流南北摆动，属游荡性 河流，在兰州盆地内形成了多个大小不等的河心滩。根据1969年原始地形图，黄河东出中心滩后，河道顿然开阔，呈发散状展布于 中心滩以东至沙金坪、南河道以北至青白石之间的广大区域，该区域河汊众多， 河网密布，形成众多的河心滩。中心滩是该区域西部的第一个河心滩，河心滩将 黄河分为南北两条水道，心滩以北河道较窄，宽度不足百米，主河道展布于心滩 以南，宽度达150余米，黄河南北两岸之间的总宽度近 550m。随着城市规模的不断发展与扩大，尤其是上世纪八十年代至九十年代以来， 南北 两岸抢占河滩，修建滨河堤坝与道路，逼水归槽，形成目前的人工河道断面。目 前河道宽约260m左右，与1969年原始河道相比，减小了近200m，其中，北岸 已将原中心滩北侧水道填平，河道新岸南迁至河心滩的中部，南移距离达150m左右。以上资料表明，拟建中心滩河堤段黄河河床在人类工程活动影响下，其平面变迁幅度是比较大的。3.3工程水文要素兰州以上黄河上游区是黄河流域四大洪水发源区之一，洪水类型属于中长历时暴雨型洪水。黄河兰州段洪水主要来自吉迈唐乃亥和循化兰州两大区间。吉 迈玛曲段是黄河上游降雨量最大的地区，产洪量也最多；玛曲唐乃亥区间雨量渐少，但地形陡峻，发育 V型河谷，洪水汇流快；唐乃亥循化区间雨量较 少；循化小川区间支流洮河、大夏河汇入，且与干流洪水遭遇较多，为黄河上 游第二大洪水来源区；小川兰州区间有支流湟水、大通河汇入，暴雨量大，天 然情况下与干流洪水遭遇机会相对较少。1904年黄河大洪水是兰州有史以来最大的一次洪水，据调查洪峰流量8500m3/s,45日洪水总量147X108m3。1981年洪水是兰州站有实测资料以来最大的一次， 也是刘家峡水库建成后第一次洪水，兰州站实测洪峰流量为5600m3/s，(还原后洪峰流量为7090 m3/s)。兰州站从1934年7月开始水文观测，至2006年已经积累了 70多年的实测资料 系列。兰州站的实测资料等系列，目前受上游刘家峡、龙羊峡水库调蓄的影响， 年最大洪峰流量是经刘家峡、龙羊峡调节后的。1969年刘家峡水库建成蓄水，由于库容相对较小，汛期、特别是洪水发生时段水库基本没有进行大的调蓄，水库排泄过程及洪峰量级与上游来水基本相当。1989年以后，龙羊峡水库建成运行，由于库容较大调蓄能力强，所以其后的资料系列不代表天然特性，只代表现状条件。由于兰州站的年最大洪水系列在 1989年以后受上游梯级水库调蓄影响，其天然 状态下和现状条件下洪峰流量频率计算成果如表 3.3-1。拟建河堤处各黄河断面 洪水水位、洪峰流量等见成果表 3.3-2。黄河兰州站洪峰流量频率计算成果表3.3-1频率()0.10.20.512510天然状态下m3 /s9000853078407300674059605330现状条件下m3 /s8130769070706580608053704800两项之差卅/s870840770720660590530相差百分比(%)10.709.859.829.869.799.909.94拟建河堤各黄河断面洪水水位、洪峰流量成果表表3.3-2断面位置河长(m)洪峰流量(m3/s)河底咼程(m)糙率设计水位(m)中山桥065001506.860.03101517.45城关大桥174065001506.970.03101515.81K0+472120065001500.040.02951514.42K0+99552365001501.730.02901514.16本次勘测期间，为计算设计水位，在兰州市中心滩河堤工程上下游河段长523m范围内，布设两个河床测量横断面，位置分别为K0+472断面和K0+995断面。断面测量起算数据如表 3.3-3,测量成果见附表(兰州市中心滩河堤工程断面测 量成果表)及附图(兰州市中心滩河堤工程黄河横断面图)。河床断面测量起算数据一览表表3.3-3断面点名标志类型兰州市城建坐标旧大沽高程(m)X (m)丫 (m)K0+472左1号桩木桩54690.07751104.8471516.207左2号桩木桩54685.68251105.9181512.326K0+995左1号桩木桩54996.79151526.2701514.567左2号桩木桩54959.98351557.1321514.906四、河堤工程地质条件述评4.1场地地形地貌拟建河堤工程场地地处黄河左岸I级阶地与中心滩河漫滩过渡地带，河堤沿线地形较平缓，总体呈西高东低之势，地面高程一般介于1513.71515.8m之间。场地人类工程活动频繁，根据1969年原始地形图与现状地形比对，该区段原为河 心滩，河心滩将黄河分为南北两条水道， 心滩以北河道较窄，主河道则展布于心 滩以南。上世纪八十年代至九十年代，南北两岸抢占河滩，修建滨河堤坝与道路， 逼水归槽，北岸已将原中心滩北侧水道填平， 河道新岸南迁至河心滩的中部， 形 成现状的地形地貌特征。勘测资料分析表明，自拟建河堤起点到K0+830附近，地貌单元属黄河左岸一级阶地地带；K0+830至拟建河堤终点区段，地貌单元属 黄河故河道及河漫滩地带。64.2 场地地层及岩性分布 根据钻探揭露， 场地地层结构较为简单， 自上而下地基土主要由杂填土、 细砂 -1、卵石和基岩构成，勘探深度范围内，基岩以砂质泥岩-2为主，局部沉积有薄层的泥质砂岩 -1 ，现自上而下对各地层岩性与分布特征分述如下：(1) 杂填土：杂色，稍湿，稍密密实，密实程度变化较大。土质不均匀， 以卵砾石、建筑垃圾等为主，黄土状粉土充填，部分地段以黄土状粉土为主，混 杂有大量卵砾石及建筑垃圾等。K0+830以西区段，该层分布厚度2.9m6.3m， K0+830以东区段，该层分布厚度 6.9m9.8m。(2) 细砂-1:黄褐色，稍湿，稍密。其主要矿物成分为石英、云母等，砂质 均匀，偶含少量砾石颗粒。该层以透镜体形式存在于卵石层顶面，分布不连续， 厚度变化较大，一般为0.3m0.7m,最大厚度见于K22孔，厚度1.7m。(3) 卵石：杂色，亚圆形，由花岗岩及石英岩碎屑组成，磨园度好，分选差，粒径2060mm，约占全重的34%左右，粒径大于60mm的，约占全重的 20% 以上，砂类土充填，中密密实状。本层均布于河堤沿线，层面埋深及厚度变化 较大，K0+830以西区域，该层厚度3.47.2m，埋深2.96.9m，层顶标高1508.721511.23m； K0+830以东区域，该层厚度 1.43.5m，埋深6.69.8m， 层顶标高 1504.571508.33m。(4) 泥质砂岩-1:棕红色，板块状结构，强风化状，泥质胶结。天然状态下， 岩体结构基本完整，岩质较软，岩芯易碎，透水性较差；干燥时强度较高，遇水 易软化崩解，该层呈透镜体形式分布，与泥岩相间呈韵律沉积，厚度较小，一般 为0.71.2m，最大厚度见于K27孔，厚度2.6m。(5) 砂质泥岩-2:棕红色褐红色，强中风化状，泥质胶结，密实，微粒 结构，厚层状。岩体结构基本完整，天然状态下，其组织结构致密，整体性好， 具不透水性，在浸水扰动情况下易软化，粘性大，塑性高。干燥时强度高，遇水具软化崩解特性。该层层面较平缓，层面埋深8.912.0m，相应高程1502.601505.47m。该层厚度巨大，达数百米以上。钻探取芯破碎程度及波速测试结果 表明，砂质泥岩强风化层厚度一般为 1015m，其下呈中风化状。4.3场地水文地质条件 勘察期间，拟建场地各钻孔中均见有地下水，地下水稳定水位埋深为4.1m6.0 m，相应高程为1510.00m左右。场地地下水主要赋存于卵石层中，属孔隙性 潜水类型。一般情况下，地下水自北向南排泄于黄河，在汛期，河水补给地下水 时，邻河场地地下水位将有明显抬升，地下水与地表水交替补排关系密切。 根据兰州市城市环境地质综合研究报告 ，兰州市黄河沿岸地带，地下水动态 主要受黄河水位的影响， 水力交替十分强烈， 地下水高、 低水位期与河水位的涨 落同步，水位变化幅度一般为1.5m左右，季节性变化明显。根据地区经验，一 般情况下最大变化幅度可按 1.5m 考虑；在百年一遇的黄河最大流量 6500m3/s 的情况下，地下水位会短暂的进一步上升。4.4地基土的物理力学性质分析与评价4.4.1 河床粗粒土颗粒分析试验 为了解河床内粗粒土的颗粒组成与粒度成分， 为设计提供计算黄河冲刷深度及确 定冲淤类型的相关参数，本次勘察在河床内采取粗粒土扰动样进行颗粒分析试 验，试验成果详见土工试验成果表及颗粒分析曲线图。试验结果表明：(1) 河床内粗粒土主要为卵石层和圆砾层，卵石粒径60100mm的，占全重的5.6%32.4%;粒径4060mm的，占全重的16.9%39.0%;粒径2040mm 的，占全重的7.6%40.5%;粒径小于20mm的，占全重的77.0%49.5%，平 7均含量37.7%;不均匀系数Cu=3.12359.85,曲率系数Cc=0.26.1。表明该卵 石的粒度成分分布不均匀，级配较差。（2）圆砾粒径4060mm的，占全重的1.1%18.2%，粒径2040mm的，占 全重的12.0%36.2%，粒径220mm的，占全重的16.1%32.3%，粒径小于 2mm的，占全重的20.1%36.2%，不均匀系数 Cu=125.75322.62，曲率系数 Cc=0.3426.28。表明该圆砾粒度成分分布不均匀，级配不良。对颗分资料进行统计，结果见河床粗颗粒土平均颗粒组成百分比（表 4.4-1） 及 河床粗颗粒土平均颗粒组成颗粒级配曲线（图4.4-1）河床粗颗粒土平均颗粒组成百分比表4.4-101001、r*B11010 1 0.1粒径d(mm)0000000000987654320.01颗粒 粒径60604040202022 0.50.50.250.250.0756060402022 0.50.50.250.07540200.250.075粒径(mm )(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)(mm)含量21.4616.4322.0119.424.675.599.580.84河堤堤基粗颗粒土平均颗粒组成颗粒级配曲线图图4.4-2%数分百的径粒某于小100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.0-l-t7JJJ101100颗粒直径（104.4.3岩石物理力学性质试验拟建河堤场地底部分布有巨厚的第三系风化基岩，其岩性主要为砂质泥岩，局部为泥质砂岩，为评价风化基岩层的物理力学性质，本次勘察在钻孔中采取岩石试 样进行物理性质试验及不同状态下的力学性质试验，试验结果详见岩石物理力学 性质试验成果报告表（附表）。从试验结果分析，-1层泥质砂岩与-2层砂质泥岩的物理力学性质指标值比 较相近，差异性不显著，因此，数理分析将其作为同一样本组进行分析、统计， 结果详见表4.4-3。岩石物理力学性质指标统计表表4.4-3地层 岩性指标、 统计值、密 度(g/cm3)含水率（%）单轴抗压强度（MPa）软化 系数天然饱和干燥砂质泥岩夹泥质砂岩 强风化频数101010101010范围值2.322.4711.8 15.10.10 0.390.01 0.141.00 2.790.01 0.06平均值2.3913.80.210.041.890.02标准差0.0521.1040.0860.0200.5980.015变异系数0.0220.0820.4190.5590.3160.704标准值2.3614.10.160.021.540.01岩石试验结果表明：(1) 一般在岩石层面下10.015.0m深度范围内，属强风化层，天然状态下，其强度指标较稳定，单轴抗压强度一般介于0.100.39MPa之间，平均值为0.21MPa。(2) 饱和状态下，岩石的单轴抗压强度值一般为0.010.14MPa，平均值为 0.04MPa，岩石的坚硬程度属极软岩。(3) 无论是强风化砂质泥岩，还是泥质砂岩，其软化系数均极小，一般为0.01 0.06,远远小于0.75,划定该岩石为极软岩石。(4) 强风化泥岩具有遇水崩解软化的特性；在饱和状态下，其单轴抗压强度平 均值为0.04MPa,强度较天然状态降低80%以上，仅为干燥状态下的2%左右。(5) 根据野外钻探揭露，场地分布的风化基岩主要为-2层砂质泥岩，呈巨厚 层状结构，结构面不发育，以层面为主，层面结合较好，综合判定其完整程度为完整岩体。依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001),综合判定其岩体基本质量等级分类为V类。4.4.4重型动力触探试验为查明拟建工程场地地基土的工程性质，评价地基土的密实程度、强度和均匀性， 本次勘察对杂填土和卵石层进行了重型动力触探试验。统计结果见表 4.4-4、表4.4-5及表4.4-6。粗颗粒杂填土层重型动力触探试验统计表表4.4-4统计项目实测击数修正击数数据个数9292最小值12.010.4最大值40.039.4平均值；26.022.4标准差9.67.7变异系数0.40.3标准值24.321.1细颗粒杂填土层重型动力触探试验统计表表4.4-5统计项目实测击数修正击数数据个数192192最小值1 1.01.0最大值11.010.2平均值4.1标准差2.22.1变异系数0.50.5标准值4.03.9卵石层重型动力触探试验统计结果表表4.4-6统计项目实测击数修正击数数据个数99最小值3023.31最大值4033.44平均值38.928.1标准差3.33.5变异系数0.10.1标准值36.825.9试验统计结果表明：(1) 粗颗粒杂填土层中动探锤击数受粗颗粒含量及粒度成分影响较大，变异 性较明显，修正锤击数一般变化在10.439.4J/10cm之间，平均值为22.4J/10cm, 在试验过程中，常出现锤击数突然增大甚至反弹的情况，表明该层中含有漂粒，判定该层的密实程度为中密密实。(2) 细颗粒杂填土层中动探锤击数明显减小，修正击数一般变化在1.0 10.4J/10cm之间，平均值为4.2J/10cm,判定密实程度为松散稍密。(3) 卵石层重型动力触探的试验指标离散性较小，试验修正击数一般变化在23.333.4J/10cm之间，平均锤击数为25.9J/10cm,判定卵石层呈密实状态。4.5场地不良地质现象及岸坡稳定性拟建河堤地处黄河河谷盆地内，地貌单元属黄河河漫滩与一级阶地的交汇地带， 场地地形平坦，地基土除浅部分布的人工填土外， 主要由密实状态的卵砾石及大 厚度的第三系风化基岩构成。场地工程地质条件较为良好，不存在滑坡、崩塌及 泥石流等不良地质现象。近二十年来，拟建河堤区段人类工程活动较为强烈， 主要表现为抢占河滩，修建 滨河堤坝，河堤后形成顺河岸方向展布的条带状人工回填区域， 回填厚度39m 不等。根据调查，原有河堤为重力式挡墙结构，使用浆砌石材料。基础持力层为卵石层 及第三系风化岩。从现状分析，原有河堤总体状况良好，个别地段受堤后地表雨 水集流的冲刷影响，局部形成堤岸块石挡墙缺口，河堤稳定，未见堤岸临河面堤 角冲刷破坏现象，无塌岸等不良现象发生。拟建兰州市中心滩河堤区段的黄河岸坡均为浆砌块石砌筑的防洪堤，该防洪堤是根据兰州市防洪标准修筑的，保证了黄河岸坡的稳定性。4.6场地地震效应4.6.1抗震设计参数与抗震地段划分根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001 )及建筑抗震设计规范(GB50011-2001)，兰州市属抗震设防烈度8度区，设计基本加速度值为0.20g, 设计地震分组为二组。根据兰州市区建筑抗震设计规程(DB62/T25-3037-2006)之“兰州市区场地区划图”，拟建河堤场地地处黄河低阶地与河漫滩地段，区内无不良场地土和地 震引发的灾害，属抗震有利地段。场地无不良地质现象，无断层通过，地基土主要为密实的卵砾石和大厚度的风化 基岩层，根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)划分，亦属抗震有利地段。 4.6.2剪切波速测试及场地类别划分为划分建筑场地类别，提供抗震设计参数，本次勘察利用 SWS面波勘探仪采用 瞬态激振法在地面进行场地剪切波速测试，测试结果详见“剪切波速频散曲线图”(附图)及表4.6-1。根据剪切波速测试成果，判定场地覆盖层厚度并计算等效剪切波速，依据抗震规范第4.1.6条规定，划分拟建工程场地类别，结果详见表 4.6-2。钻孔剪切波速Vs (m/s)测试成果表4.6-1孔号，. 深度(米K01K07K09K11K17K19121221023022016018421812522202031711823189278236187173177428229126518918720152142752771912031896223240262194223197725326027020122021082712772922152422239283300316232260232103103213292472812491133034334726328927012352359365281294285133283873833003083001432141040131633031015314432391331363305163384533803473723001736246437036338131718387475403379390335194124984053873923512043752046141040336721461543493427410383225265655234434253992353958753846044041424553609578476455430255676306184934714552658065366051048748027606677526503505286327005435195302965872455953755530686748577552580各岩土层剪切波速及场地类别划分表4.6-2项目K01K07K09K11K17K19覆盖层厚度(m)222020262727等效剪切波速(m/s)282322315254258245场地类别nnnnnn由表4.6-2可见，各勘探点覆盖层厚度大于5m,岩土层等效剪切波速值介于245 322m/s,场地土属中硬中软场地土，综合判定本河堤工程建筑场地类别为U类。 4.7水、土腐蚀性评价4.7.1地表水的腐蚀性评价 为评价黄河水的腐蚀性，在黄河沿线岸边采取水样进行水质分析。按照岩土工程勘察规范(GB50021-2001)的规定，场地环境类型为 山 类，对黄河地表水 的腐蚀性进行综合评价，评价结果详见表 4.7-1。黄河地表水水腐蚀性综合评价表表4.7-1腐蚀 介质范围值(mg/L)对混凝土结 构的腐蚀性对钢筋的 腐蚀性对钢结 构的腐蚀 性综合评 价SO42-63.4 116.71无/无无腐蚀Mg2+12.28 18.36无/无NH4-0.14 0.23无/无OH-0.0无/无矿化度304388无/无CI-+SO42- X0.2528.01/无/无PH值7.5 4 8.12/弱弱CI-+SO42-91.41144.72/综合评价：黄河地表水在III类场地环境、干湿交替条件下，对混凝土结构无腐 蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。4.7.2地下水的腐蚀性评价为评价拟建河堤沿线地下水的腐蚀性，在勘探孔中采取水样进行水质分析。 按照岩土工程勘察规范(GB50021-2001)的规定，沿线场地环境类型为 山 类， 对场地地下水的腐蚀性进行综合评价，评价结果详见表4.7-2。综合评价：拟建河堤沿线地下水在干湿交替条件下，对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性，对钢结构具中等腐蚀性。地下水腐蚀性综合评价表表4.7-2腐蚀 介质范围值(mg/L)对混凝土结 构的腐蚀性对钢筋 的 腐蚀性对钢结 构 的腐蚀 性综合评 价SO42-1992.76544.18弱/弱弱Mg2+159.9723.34无/无NH4-0.63 0.14无/无OH-0.0无/无矿化度54761984无/无Cl-+SO42- X0.25606.241895.39/中/中PH值8.26 8.38/Cl-+SO42-1