人工挖孔桩可行性报告(共17页)

精选优质文档-倾情为你奉上 施工专项方案文件成渝高速中梁山隧道扩容改造工程三标段（西环立交及东接线工程）人工挖孔桩可行性报告编 制 人： 审 核 人： 审 批 人： 编制单位:成渝高速中梁山隧道扩容改造工程第三标段项目部 日期:2016年4月重庆建工市政交通工程有限责任公司专心-专注-专业目 录一、工程概况1）、本次四横线改造范围起于现状含谷立交东侧，自西向东，横穿中梁山，上跨内环快速路，止于二郎立交西侧，跨越3个行政区，分别为高新区、九龙坡区及沙坪坝区，全长约8.88km。东接线由西环立交至二郎立交，为段长约1.84km，包含新建左线ZK6+376.281ZK6+640段、新建右线YK6+311YK6+576.295段、四横线K6+330K6+650段及K7+040K8+878.726段。新建左右线标准路幅宽度为10.75m，为单向两车道；四横线标准路幅由现状24.5m拓宽为35.5m，道路等级为城市快速路，为双向八车道，设计车速80km/h。设计范围内包含拆除重建车行桥一座，人行天桥一座，跨铁路桥梁4座，桩板档墙有4处。西环立交有两条主线和8条匝道组成的蝶形立交，本次将现状立交拆除重建，改造范围内成渝高速段长390m，内环快速路改造范围全长1630m，新建匝道12条，全长4902.3m。新建13座桥梁，含9座匝道桥，全长1689.8m；2座成渝高速高架桥，全长545.4m；1座支线上跨桥，全长86.6m；1座人行天桥，全长60.9m，新建桥梁总长度2382.8m，总面积26222.1m2。桩板挡墙有5处。新规划清水溪泄水通道，新通道总长度636.2m，涉及改移自然河道276m，改造现有涵洞367m。河道改移工程多处采用明渠的形式，河道上方有构筑物时采用现浇箱涵施工。明渠段有2处桩板挡墙。 孔桩的规模和数量表序号区域数量深度m尺寸m形状嵌固深度1A匝道268-161.5-2.0圆桩4.5-62B匝道88-111.5圆桩4.53C匝道511-131.5-2.0圆桩4.5-64D匝道218-16.51.5-1.8圆桩4.5-5.45E匝道238-151.5-2.0圆桩4.5-66F匝道1910.5-201.5-2.0圆桩4.5-67G匝道128-10.51.5圆桩4.58H匝道268-161.5圆桩4.59J匝道137.5-151.5-1.8-2圆桩4.5-610成渝左线338-16.51.5-1.8-2圆桩4.5-611成渝右线248-17.51.5-1.8-2圆桩4.5-612K2+224.544跨线257.5-111.5-2.0圆桩4.5-613K3+434天桥410-13.51.2-1.5圆桩3.6-4.514跨襄渝线2222-351.5圆桩4.515跨小梨线2101.5圆桩4.5163#挡墙（K匝道）177.51-11.821.2圆桩4-61710#挡墙H匝道45.94-12.251.25*1.25方桩3-41814#挡墙C匝道913.99-15.771.25*1.6方桩9.6-8.6中风化21915#挡墙C匝道914.64-17.561.25*1.6方桩中风化2.5-42026#挡墙主线K3+428.8-470147.11-12.051.2圆桩3.5-621东接线1#挡墙817.68-22.51.25*1.6方桩3.6-7.422东接线2#挡墙2820.08-26.221.5*1方桩8-10.1823东接线4#挡墙2011.77-15.681.25*1.6方桩5.5-624东接线7#挡墙2110.38-16.91.25*1.6方桩5-625煤科院跨线桥145-7.51.2圆桩2-3.826K7+116天桥161.5圆桩4.527K2+240桥177.5-111.5-2圆桩2-3中风化28K3+434人行桥310-16.51.5圆桩3-429清水溪229.82-13.951.5-2圆桩5.32-630合计437二、工程地质条件1、地形地貌勘察区属典型构造、侵蚀剥蚀型浅丘地貌区，微地貌为斜坡、山丘、沟谷地貌。总体地形受构造影响，呈西侧地势较陡，由西向东逐渐变缓之地形。线路由西向东延展，地面高程由东出口约370m，向西环立交方向逐渐降低至区内最低点，大致位于清水溪，高程约287m，而后缓慢上升至二郎立交，高程约344m。工程沿线为高速路、城市居民区及工业区，经人类工程改造，原始地貌出露较少，大多为陡坎、边坡、平坝、挡墙、水渠、涵洞、桥梁等钢筋混凝土形成的人工地貌。2、气象水文2.1气象工程区属亚热带温湿季风气候区，具雨量充沛、夜雨多、空气湿度大、云雾多、日照偏少等特点。根据重庆市气象局的气象观测资料，调查区内的气象特征具有空气湿润，春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点，年无霜期349天左右。气温：多年平均气温18.3，月平均最高气温是8月为28.1，月平均最低气温在1月为5.7，极端最高气温43（2006年8月15日），极端最低气温为-1.8(1975年12月15日)。降水量：区内以降雨为主，雪、冰雹少见，多年平均降雨量为1186.5mm。降雨量多集中在59月，其中5月降水最为丰富，平均降水177.2mm。降水不足25mm的少水月为12、1、2月，以1月降水最少，平均18.8mm。多年平均最大日降雨量94.2mm。年平均降雨日为161.3d，小时最大降雨量可达62.1mm。湿度：多年平均相对湿度79%左右，绝对湿度17.7hPa左右，最热月份相对湿度70%左右，最冷月份相对湿度81%左右。风：全年主导风向为北，频率13%左右，夏季主导风向为北西，频率10%左右，年平均风速为1.3m/s左右，最大风速为26.7m/s。2.2水文勘察区高差较大，地表冲沟谷发育，地表径流条件良好，已修建多条排水沟渠。K6+120K6+540右侧水渠，为浆砌条石及片石水渠，宽1.43.4m，高0.51.5m，纵坡5%10%，流速0.22m/s，流量0.121.2m3/s。为区内重要雨水及污水排泄通道，水渠最终经涵洞接入清水溪。清水溪由南向北流经西环立交，汇入梁滩河。经前期河流整治，清水溪已形成浆砌片石水渠，水流极为平缓，水质较差。根据调查访问，该水沟水位常年较为稳定，近期历史最高水位约288.00m。根据调查走访，清水溪在区内的50年一遇洪水位约为289.50m。3、区域地质概况3.1地质构造勘察区位于观音峡冲断背斜东翼，岩层呈单斜产出，区内表层大多为第四系覆盖，裸露地段多为强风化层，岩层产状变化大，根据区域地质及钻孔岩芯，综合确定岩层倾向90120，倾角1360，岩层产状由西向东变缓，为硬性结构面，结合一般，场地附近未见断层及次级褶皱，地质构造简单。东出口至西环立交段：根据实测岩芯，及露头测量，岩层典型产状为11556。据场地基岩露头调查，发育二组裂隙：21038，裂隙面平直，张开12mm，无充填，间距1.53m，延伸810m，为硬性结构面,结合一般；1070，裂隙面较平直，闭合，无充填，无水，间距23m，延伸13m，为硬性结构面,结合一般。3.2地层岩性根据地表调查及邻近场地资料，线路区主要出露地层为第四系人工堆积层、残坡积层、冲洪积土层，侏罗系的沙溪庙组（J2s）、新田沟组（J2x）、自流井组（J1zl）、珍珠冲组（J1z）基岩，其岩性按新至老分述如下：（1）第四系素填土(Q4ml)：杂色，以暗红色、褐色、灰色为主，干至稍湿，结构松散至密实。主要由砂泥岩碎块石及粉质粘土组成，碎块石粒径一般为 230cm，最大可达1.50m，土石比9:15:5。粉质粘土呈可塑状。主要为区内房屋等建筑场平堆填，道路修建填方、弃土，回填时间114年不等，成渝高速及内环高速沿线路基部分经过严格压实，其余边坡等地段多未经压实或压实程度不足。该土层全线皆有分布，厚度变化大，最大约25m，最小为0m，为区内主要覆盖层。粉质粘土（ Q4el+dl ）黄色、暗红色、黄褐色，呈流塑可塑状态，干强度、韧性差中等，刀切面稍有光泽，无摇震反应。该层线路区内皆有分布，为区内另一覆盖土层，表层多为耕植土，地形低凹处和斜坡坡脚厚度较大，其余地段厚度较小，0-5.6m。细砂（Q4al+pl）灰白、灰色，松散，主要由石英砂组成，表层含粘粒及砂泥岩角砾较重，有一定粘性，其下砂质较纯，局部含朽木及植物根系，主要分布在清水溪河床、沿岸，厚度变化较大，分布极不稳定，06m。（2）侏罗系沙溪庙组（J2s）砂岩、泥岩基岩为砂、泥岩，局部地段砂岩较多。泥岩（J2s-Ms）：暗红色、红褐色、紫褐色，泥质结构，薄厚层状构造，脱水极易风化崩解，成份以粘土矿物为主，局部含砂质较重，含青灰色泥质、砂质条带，团块，含大量钙质结核，部分地段有砂岩夹层，厚度小。本次西环立交至二郎立交段多有揭露。砂岩（J2s-Ss）：褐色、灰色、灰白色，中细粒结构，中厚层状构造，泥钙质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。本次西环立交至二郎立交段多有揭露。中统新田沟组（J2x）砂岩、泥岩、页岩泥岩（J2x-Ms）：灰色、灰绿色、红褐色，泥质结构，薄厚层状构造，脱水极易风化崩解，成份以粘土矿物为主，含青灰色泥质、砂质条带，团块，含大量钙质结核，局部含粉砂较重，质地稍硬。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。砂岩（J2x-Ss）：灰褐色、灰色、灰白色，粉砂质、中细粒结构，薄层至中厚层状构造，泥钙质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。页岩（J2x-Ms）：深灰色、灰白色、灰绿色，泥质结构，薄层状构造，页理发育，极易风化崩解呈片状，成份以粘土矿物为主，总体较软，局部含粉砂较重，质地稍硬。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。中下统自流井组（J1zl）砂岩、泥岩、页岩泥岩（J1zl -Ms）：灰色、灰绿色、红褐色，泥质结构，薄厚层状构造，脱水极易风化崩解，成份以粘土矿物为主，含青灰色泥质、砂质条带，团块，含大量钙质结核，局部含粉砂较重，质地稍硬。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。砂岩（J1zl -Ss）：灰褐色、灰色、灰白色，粉砂质、中细粒结构，薄层至中厚层状构造，泥钙质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。较硬，局部岩芯段含泥质较重，为泥质胶结，岩质软。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。页岩（J1zl -Ms）：灰黄色、灰绿色，泥质结构，薄层状构造，页理发育，极易风化崩解呈片状，成份以粘土矿物为主，局部含粉砂较重，质地稍硬。总体岩质软。本次隧道东出口至西环立交段皆有揭露。侏罗系下统珍珠冲组(J1z)：泥岩、砂岩泥岩（J2s-Ms）：紫红色，泥质结构，薄厚层状构造，脱水极易风化崩解，成份以粘土矿物为主，局部含砂质较重，含青灰色泥质、砂质条带，团块，分地段有砂岩夹层，厚度小。本次隧道出口段有揭露。砂岩（J1zl -Ss）：灰白色，中细粒结构，中厚层状构造，泥钙质胶结，矿物成份主要为长石、石英等。较硬。本次隧道出口段有揭露。3.3地震据区域地质资料，喜山期的挽近构造活动，在区域上主要表现为间歇性的上升隆起，上升作用至今仍在进行，部分断裂重新活动，引起轻微地震现象。区域历史上地震活动较弱，地震震级低，强震活动弱，属地壳相对稳定区块。据自1011年以来的近千年间，重庆地区区内有记录的3级（33.9级地震）以上的弱震有七次，1989年11月20日距重庆40多公里的渝北区统景镇（北纬2951，东经10657）发生的5.25.4级地震，震中裂度6度，是重庆地区有地震记载以来震中距重庆最近，震级最强的首次破坏性地震，以前重庆及邻区的地震震级皆小，地震烈度小于6，属地震频率高，震级小的弱震区。2008年5月12日四川省汶川发生8.0级地震，该地震为距隧址区500公里内震级大于7级震中距离最近、震级最高、影响最大的地震，该地震距隧址区约300公里，线路区有明显震感。线路区所属区域的地震动峰值加速度为0.05g，反应谱特征周期为0.35S，地震基本烈度为度。3.4基岩面及基岩风化带特征（1）基岩面特征根据野外调查及钻探成果，场地基岩面与现状地形起伏相近，边坡段基岩面坡度较大，最大约90，一般地段045。（2）基岩风化带特征强风化带风化裂隙发育，岩体破碎，岩芯呈土状，碎块状、短柱状，风化后易崩解，手捏岩芯易碎散，质极软。风化带厚度总体较均匀，厚度不大，局部较厚。中等风化带裂隙较发育至不发育，泥岩及含泥质较重的砂岩具有揭露后易风化崩解、遇水软化的特点。泥岩岩芯呈短柱柱状，岩质较软，锤击易碎；砂岩岩芯呈短柱长柱状，岩质总体较软，局部软。页岩页理发育，岩体较破碎，岩质软。4、水文地质概况（1） 地下水的分布特征及地层渗透性根据区域水文地质资料和收集资料，按照各段不同的地下水赋存条件，沿线地下水主要有二种类型：一是第四系孔隙水，二是基岩裂隙水。第四系孔隙水该层地下水主要分布在局部地势较低地段，赋存于赋存于粘土层之上的人工填土层中，表现为上层滞水，大气降水、沟渠和附近居民的生活用水为其主要补给源。水量、水位变化大，且不稳定。第四系孔隙性大，渗透性较好。基岩裂隙水裂隙水主要贮存于基岩裂隙中，强风化基岩风化裂隙发育，富水性好，中风化基岩主要为砂、泥岩、页互层，较完整完整，泥岩、页为相对隔水层，砂岩裂隙较发育不发育，富水性差，总体渗透性较差，含水性较弱。区内冲沟及排水沟渠、管网较多，其周边一般分布有少量潜水。场地内低洼地段也赋存有一定量的地下水，且由于周围汇水面积大，赋存条件好，在雨季水量较大。 （2） 地下水的补给、径流与排泄测区地下水的补给源主要为大气降水补给，自高向地势低洼处排泄，具有排泄路径、周期短的特点。生活及工业污水无序排放和市政管网、沟渠入渗亦是区内地下水的重要补给源。其中清水溪段地下水受清水溪补给，具有傍河补给的特点。大气降雨后沿地面或下渗后径流，部分汇入排水沟渠，市政管网，进入清水溪一带，形成潜水或向更低点排泄；地下水径流方向主要受地形及裂隙发育程度的控制，大多流向地势低洼地带或沿孔隙、裂隙下渗；地下水的排泄主要为向地势低洼处排泄和渗入沟渠，其次为大气蒸发。现状路面标高大多高于周边地面，以填方、架桥为主，大气降雨多进入边沟等最终汇入市政管网。（3） 地下水的动态特征 区内地下水在西环立交清水溪段埋深较浅，其余地区埋藏较深，季节性变化明显，受降水影响大等特点。区内地下水主要为第四系填土中孔隙水和位于基岩中的风化裂隙水；第四系孔隙水水量受降雨影响明显，水位变化大；而基岩裂隙水水量不丰，没有统一的水力联系，区内基岩的风化裂隙水总体含水量甚微，但不排除局部地段有富水条件，储藏有一定裂隙水。根据区域水文地质资料，重庆地区丰水期一般出现在6、7、8、9月份，枯水期多为1、2、3月份。（4）水位根据钻探水文观测，清水溪两侧分布有稳定潜水，埋深0.52.6m不等,水位与清水溪水面基本一致。其余地段无统一地下水位，为局部上层滞水。该地段地表水与地下水联系密切，砂岩中构造裂隙贯通性较好，张开度一般，导水性好，基础开挖到此层如遇导水裂隙可能会有河水渗入。综上，场地地下水总体不发育，水文地质条件较好。清水溪河岸地下地表水及地下水具有水力联系，地下水较丰富。5、不良地质与特殊性岩土根据区域地质资料及调查可知，本场地及周边岩层分布连续，未见断层、构造破碎带，未见危岩崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象。（1）岩石的风化层测区岩石以物理风化为主，其形式有表层风化、裂隙式风化及顺层风化。风化速度和深度与岩性、地形、裂隙发育程度密切相关。砂岩强度高，风化速度慢，但剥蚀也慢。泥岩岩性软弱，风化快而强烈，但风化后较快遭剥蚀，相同岩性则裂隙发育较不发育的风化速度快和强烈。当风化作用沿层面和较软弱的岩层进行时，风化深度较大。区内含泥质较重、长期浸水地段的砂岩存在风化层较厚的情况。（2）填土层据地质调查与钻探揭露，沿线分布大量填土，填土历史及成份不一，密实度差别大，分布不均，属不良土层，应引起注意。填土层厚度不均一，结构以松散密实为主，堆填时间510年。原填土受压后变形量一般，但本次扩建新堆填后，新老填土差异变形较大，易发生路堤的不均匀沉陷，对路面及挡墙等构筑物皆有不利影响。建议对填土进行严格压实，并进行质量检验。在填土层厚度变化较大部位及填土与基岩接触部位设置沉降缝，并设置沉降变形观测等工程措施。（3）软土据地质调查与钻探揭露，沿线分布少量软土，为流塑至软塑状粉质粘土。主要分布于既有沟渠（东洞口至西环立交段南侧水渠）沿线，该地段易于汇集地表及地下水，粉质粘土长期饱水，呈流塑至软塑状，局部含腐殖质，根据经验，一般位于沟渠及两侧510m范围内粉质粘土皆为软土，厚度约为35m。其中K6+480右侧为既有水田，地势低，常年有水，软土厚度约3m。软土承载力低，易发生沉降及侧向挤出，高填方易发生圆弧滑动。考虑到厚度不大，建议对沿线软土进行挖除换填或抛石挤於处理，并按照相关规范对处理后的地基进行承载力检验，以满足设计要求。三、编制依据（1）渝建发2012162号文重庆市城乡建设委员会关于进一步加强人工挖孔灌注桩管理的通知 （2）由建设单位提供的工程勘察报告； （一次性勘察） （3）岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）； （4）建筑边坡支护技术规范（GB50330-2002）； （5）混凝土结构设计规范（GB50010-2010）； （6）建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）； （7）建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）； （8）建筑地基基础设计规范（DBJ50-047-2006）； 四、桩基础形成选用的地方法规限制条件 依据成孔工艺的不同，本工程桩基础可以采用人工挖孔灌注桩或机械成孔灌注桩。根据重庆市建设领域禁止、限制使用落后技术通告（第七号）文件（2012年7月1日起实施），人工挖孔灌注桩被禁止使用，以机械成孔灌注桩代替。 根据渝建发2012162号文（2012年12月13日印发），在不便于采用机械成孔灌注桩的情况下，甲方会同勘察、设计、监理等参建单位组织专家专项论证通过后，可以采用人工挖孔灌注桩。结合本工程的实际情况，拟采用人工挖孔在灌注桩，在施工图设计之前，先进行人工挖孔灌注桩可行论证。五、桩基础布置情况六、人工挖孔灌注桩的必要性1、根据现场施工情况，由于新修桥桩在原有桥旁边或桥底，采用机械钻孔受到原有桥梁影响，机械操作空间高度不够；2、由于受到内环高速交通和成渝高速交通的影响，大型机械调配困难，施工效率低；3、部分桩设计采用矩形桩，机械设备也无法成孔。 4、根据设计图，桥桩桩长较短，开挖深度较浅，若采用机械钻孔设备，建设场地多受场地环境（基坑）、机械保障等客观条件制约。其运输、搭接、操作都较困难，而人工挖孔相对简单，场地内施工操作方便，故针对本项目采用人工挖孔桩在经济性、场地内施工操作性方面更具优势。 5、项目的过期较紧，机械成孔难以全面场地作业，使之工期较长。七、人工挖孔灌注桩的可行性 1、拟建场地岩石埋置较浅，当采用钢筋混凝土护壁时，可以承受桩身周边的岩土压力。根据地质勘查报告和一期施工经验，本场地内基岩埋置深度不大，绝大部分桩位的基岩平均埋深约为58米左右，个别较深的基岩埋深亦不超过11米。故本工程建设场地若采用人工挖孔桩，开挖深度不会太深，具有可行性。 根据地勘资料和现场踏勘，拟建场地中的岩土体不存在对人体健康有危害性的物质。 2、部分桩间距较小，机械成孔较大的震动易产生垮塌，人工挖桩偏于安全。 3、目前国家有关地基基础规范为人工桩挖孔桩提供有利的技术依据，重庆地区成熟的施工经验也为人工挖孔桩提供了有效的施工质量保证。 八、结论与建议 1、本项目采用人工挖孔桩满足设计承载力的要求，成桩工艺符合现场地质条件现状，综合考虑经济性和场地内的可操作性，建议拟建场地内的桩基采用人工挖孔灌注桩实施。 2、如本工程采用人工挖孔桩，在施工图设计阶段将采用以下措施保证施工安全： （1）桩身成孔过程中，随时监控桩孔内的空气质量，当孔深超过4m时，向井下通风，加强空气对流，必要时输 送氧气。风量不小于25L/S； （2）桩宜采用间隔开挖。相邻排桩跳挖的最小施工净距不小于2.5米。 （3）采用分段护壁措施，护壁受力条件较好，护壁厚度和配筋均按静止土压力计算确定，土层段护壁加厚至150mm，配筋适当加大。