武广客运专线衡阳站岩土工程详细地质勘察毕业论文

武广客运专线站岩土工程详细地质勘察毕业论文

第一章岩土工程勘察纲要

1.1 工程概况及任务来源

1.1.1 拟建工程概况及其勘察等级确定

拟建新站位于衡南县咸塘镇，西南临近耒河,旁有机耕道和施工便道通过，交通较为方便。勘察场地站台雨棚区标高58.07～59.76m,站房区标高56.83～57.99m。

本工程建筑安全等级为一级，拟采用框架结构和变形设计，主要由两部分组成：（1）主站房为一层（局部夹层，局部有地下室），其最大柱底力标准值约为4500KN，地基基础设计等级为乙级，地面设计标高57.407m，基础面标高-2.00m以下，其中地下通道标高56.407m；（2）站台雨棚（单层），其最大柱底轴力标准值为1500KN。

根据《岩土工程勘查规》（GB50021-2001）和《铁路工程地质勘查规》（TB10012—2001）关于工程勘察的基本技术准则确定：工程的重要性等级：一级（重要工程、破坏后果很严重）。建筑类别：三类。设计使用年限：50年。结构安全等级：一级。由于所建场地位于河流冲蚀形成的河流阶地，地势较平坦，但是地层地质情况复杂，场地等级为二级（对建筑抗争不利地段，不良地质作用发育一般，地形地貌复杂，基础位于地下水位以上）。地基等级：中等复杂二级。根据岩土工程勘察基本技术准则确定工程勘察等级，由于新建火车站工程重要等级为一级，场地复杂等级为二级，地基复杂等级为二级，综合分析确定：本次工程勘察等级:甲级。

1.1.2 区域地质概况

根据区域地质资料，勘察区无影响场地稳定的地质构造，地震基本烈度为小于六度，场地区域地质稳定。

1.1.3 地形地貌及交通条件

拟建站房位于衡南县咸塘镇王江村，地貌单元属于河流阶地地貌，场地地形比较平缓，测得各钻孔孔口标高变化于56.83～59.76m之间。

勘察区位于衡南县咸塘镇王江村，有机耕道及施工便道与省道S315相连，交通较为便利。

1.1.4 气象特征

拟建场地属亚热带湿润季风气候，年平均气温16.5℃，无霜期约180～250天。年平均降雨量1100～1400mm，降水量6月～7月最高，月降雨量超过200mm。

1.1.5 环境特征

根据本次调查结果，拟建项目区地面民房已基本拆除，勘察区地表原有一条小溪沟横穿而过，现场地已经回填、整平压实，勘察区无电力电信网线，亦未见古建筑遗址。

1.1.6 任务来源

该项目由武广铁路客运专线有限责任公司投资兴建，由中南建筑设计院设计。中南建筑设计院委托我院进行武广铁路客运专线新站站房及站台雨棚的岩土工程详细勘察工作。

1.2 本纲目勘察目的及要求

1.2.1 勘察要求

工程勘察的目的是在定测勘察的基础上，通过钻探和各种原位实验以及室试验定性和定量的查明地质情况，为初步设计提供准确的、可靠的岩土工程地质勘察资料。其主要的任务有七点：

1）查明建筑场地的地质构造，就该场地作为多层建筑的场地，作出评价和建议。

2）提供场地岩土层分布图。

3）提供场地各岩土层的物理力学指标，应按不同的基础型式提供基础承载力和变形计算所需的各岩土层相应的物理力学指标。

4）查明场地有无不良地质现象。若有不良地质现象，应查明其成因、类型、分布围、发展趋势及危害程度，并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案的建议。

5）提供深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，对基坑开挖中的边坡稳定性和对周围建筑物和地下设施的影响等作出分析与评价。

6）查明地下水的类型、埋藏情况及侵蚀性，并查明土层的透水性、地下水位变化幅度及规律；提供施工降水的有关技术参数并对施工降水方案提出建议；提供计算地下室水浮力的设计水位。

7）本工程抗震设防烈度为小于6度。

1.2.2 勘察目的

勘察的主要目的是查明建筑物围的地形,地质构造及不良地质构造,提供岩石及各土层的物理力学性质,各层承载力及其它设计指标,担供采用桩基础的各层物理力学指标,如有不良地质构造,应提供防治工程所要的计算指标和资料,查明地下水的埋藏条件和侵蚀性,确定该地区的地震烈度,各土层的剪切波速,场地的类别及场地土液化不、判定,对建筑物场地和基础进行综合评价,勘察的深度应满足变形要求,控制深度应入基岩或进入持力层深度不小于10米.

1.2.3 本次勘察执行的主要标准

本次勘察外业依据的技术标准是中国铁路系列的标准、规、规程及相关的岩土工程勘察的标准、规、规程。主要参照技术标准有：

1)中南设计院提供的《工程地质勘察任务委托书及勘察技术要求》；

2)《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规》（GB 50307-1999）；

3)《岩土工程勘察规》（GB 50021-2001）；

4)《建筑地基基础设计规》（GB 50007-2002）；

5)《建筑抗震设计规》（GB 50011-2001）；

6)《建筑桩基技术规》（JGJ 94-94）；

7)《建筑地基基础技术规》（DB42/242-2003）；

8)《基坑支护技术规程》（JGJ120-99）；

9)《供水水文地质勘察规》（GB 50027-2001）；

10)《铁路工程地质勘察规》（TB10012-2007）；

11)《铁路工程土工试验规程》（TB10102-2004）。

1.3 勘察纲要

1.3.1岩土工程勘察基本程序

本次勘察执行的基本程序如图1-1：

图1-1岩土工程勘察基本程序图

1.3.2 各种勘察方法的工程布置及预计完成工作量

表1 -1 勘察工作量统计表

工作项目单位工作量

1 勘探钻孔m/孔4486.7/119

2 取样原状土样组62 扰动土样组16 岩样组11 水样组 4

3 原位测试

标准贯入试验次202

重型动力触探试验m/次13.5m/72次

4 土工试验常规试验组62 颗分试验组16

5 岩石试验抗压试验组11

6 水样试验水质分析试验组 4

7 稳定水位水位观测孔119

8 测量勘探点点119

9

原位测试单孔波速测试m 69.1

10 注水试验段 2

根据任务要求，本次勘察共布置钻孔119个，勘探深度为30-40米，其编号依次为ZK001～ZK119，其中控制性勘探孔51个，一般性勘探孔68个，土样78组，岩样11组，水样四组。其中钻孔布置按照沿着建筑物周边或柱列线布置，间距20-35m，桩端持力层或软弱下卧层层位变化大时，加密勘探点的原则；控制孔的布置按照占总数的1/2-1/3要求布置；图样的取样和原位测试则按桩基础要求的勘探孔深度每一主要土层，取样和原位测试数量≥6个进行；而岩样就按嵌岩桩端持力层岩石，取≥6个岩石饱和单轴抗压强度实验样；标准贯入试验按土层中从1米处开始每2米一次；动力触探试验按遇强风化基岩及碎石类土2米一次进行；预计其完成的工作量见上表1-1。

第二章勘察技术设计

2.1 工程地质测绘

2.1.1工程地质测绘概述

工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，在诸项勘察方法中最先进行。按一般勘察程序，主要是在可行性研究和初步勘察阶段安排此项工作。但在详细勘察阶段为了对某些专门的地质问题作补充调查，也进行工程地质测绘。

工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜色、符号，按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合勘探、测试和其他勘察工作的资料，编制成工程地质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段的稳定性和适宜性作出评价。

2.1.2采用的测绘方法及其容

本工程的工程地质测拟采用的方法为实地测绘法，实地测绘主要用布点法，布点法是工程地质测绘的基本方法，也就是根据不同的比例尺预先在地形图上一定数量的观测路线和观测点。本次工程地质测绘主要任务包括下列容：

1）查明地形，地貌特征，地貌单元形成过程及其与地层，构造，不良地质现象的关系，划分地貌单元；

2）查明岩土的性质，成因，年代，厚度和分布，对岩层应查明风化程度，对土层应区分新近沉积土，特殊性土的分布及其工程地质条件；

3）查明岩层产状及构造类型，软弱结构面的产状及性质，包括断层的位置，类型，产状，断距，破碎带的宽度充填胶结情况，岩土层的接触面及软弱夹层的特性等，第四纪构造活动的行迹，特点及与地震活动关系。

4）查明地下水的类型，补给来源，排泄条件及井、泉的位置，含水层的岩性特征，埋藏深度，水位变化，污染性况及其与地表水的关系等

5）收集气象，水文，植被，土的最大冻结深度等资料，调查最高洪水位及其发生时间，淹没围；

6）查明岩溶，土洞，滑坡，等不良地质现象的形成，分布，形态，规模，发育程度及其对工程建设的影响；

7）调查人类活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴，地下采空，大挖大填，抽水排水等；

8）收集建筑物的变形沉降资料及其他建筑经验。

2.1.3测绘围和测绘比例尺

对于工业，民用建筑，测绘应包括建筑场地及其邻近地段。另如建筑物拟建在靠过斜坡的地段，测绘围应考虑到斜坡可能产生的不良地质现象的影响地带。对于测绘围，在一般情况下，应稍大于建筑面积，但也不宜过大，以解决实际问题为前提。测绘精度要求：

主要指图幅的精确度，也就是比例尺大小。按照《岩土工程勘察规》GB50021-2001，详细勘察阶段比例尺选用1：500-1:2000。根据现场实际情况，这里我们选用1:1000的比例尺。

2.2 工程测量

2.2.1 测量目的

施工测量的目的是把设计的建筑，构筑物的平面位置和高程，按设计要求以一定的精度测设在地面上，作为施工的依据。并在施工过程中进行一系列的测量工作，以衔接和指导工序间的施工。这里的测量主要是将设计中的钻孔的精确位置测设在场地中并标记好。测设精度的要求取决于建筑物的大小，材料，用途和施工方法等因素。施工测量工作与工程质量及施工进度有密切的联系。测量人员必须了解设计的容，性质及其对测量工作的精度要求，熟悉图纸上的尺寸和高程数据，了解施工的全过程，并掌握施工现场的变动情况，使施工测量工作能够与施工密切配合。另外，施工现场工种多，交叉作业频繁，并有大量土，石方填挖，地面变动大等。因此各种测量标志必须埋设稳固且在不易破坏的位置。还应经常检查，如有破坏，应及时恢复。施工工测量的原则：施工测量和测绘地形图一样，遵循“从整体到局部，先控制后碎部”的原则。即先在施工现场建立统一的平面控制网和高程控制网，然后以此为基础，测设出地面上的地物，地貌。

对施工测量所使用仪器，工具应进行检验，校正，否则不能使用。工作中必须注意人身和仪器的安全。

2.2.2 测量仪器

全站仪是一种可以同时进行角度（水平角、竖直角）测量、距离（斜距、平距、高差）测量和数据处理，由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统，即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过I/O接口接入总线与微处理机联系起来。

微处理机（CPU）是全站仪的核心部件，主要有寄存器系列（缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器）、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作，执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作，保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置（接口），输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。

本次测量选用了徕卡TS02power全站仪，它是一款测量精度较高且稳定性较好的全站仪，其技术参数如表2-1。

2.2.3测量方法

本次勘察钻孔位置系根据钻孔平面图计算出各钻孔坐标，根据施工方中铁三局提供的两个GPS测量坐标点SJTK26B（X：2976626.6380，Y：470768.136，H＝58.895）和SJTK27B （X：2976537.286、Y：470450.092），利用全站仪实地放点、施测，以测定每个孔的位置和高程。其测量方法如下：

1）仪器的安置。

（1）在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。

（2）将全站仪安置于测站点，对中、整平。

（3）在两点分别安置棱镜。

表2-1徕卡TS02power全站仪技术参数

角度测量-精度（标准偏差

ISO-17123-3）

2″

角度测量-最小读数0.1″/ 0.1mgon / 0.01mil

角度测量-设置精度0.5″，1.5″，2″距离测量-圆棱镜测程（GPR1）3500m

距离测量-反射片测距250m

距离测量-精度/测量时间（标准偏差

ISO-17123-4）标准：1.5mm + 2 ×10-6D / 2.4s ，快速：3mm + 2 ×10-6D / 0.8s ，跟踪：3mm + 2 ×10-6D / ＜0.15s

数据存储通讯-可扩展存最大：24000固定点，最大：13500测量点数据存储通讯-接口串口（波特率从1200到115200）

数据存储通讯-数据格式GSI / DXF / LandXML / 用户自定义ASCII格式

望远镜放大倍数30 ×

望远镜分辨率3″

望远镜视场 1 30′，100m处：2.7m

望远镜调焦围 1.7m至无穷远

显示屏图形化显示，160 ×280像素，5级亮度可调

键盘标准键盘

电池类型锂电池

操作时间一般为20小时

全站仪重量（包括GEB211和基座） 5.1kg

2）竖直度盘和水平度盘指标的设置。

（1）竖直度盘指标设置：松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。

（2）水平度盘指标设置：松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。

3）调焦与照准目标：其操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。

4）坐标测量步骤：

（1）设定测站点的三维坐标。

（2）设定后视点的坐标或设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时，全站仪会自动计算后视方向的方位角，并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。

（3）设置棱镜常数。