[黑龙江]尾矿库岩土工程勘察报告.doc

第一节 概述
一、勘察任务、目的要求
受伊春市 矿业有限公司的委托，伊春 勘察设计院岩土工程勘察处承担了伊春市 矿业有限公司选矿厂尾矿库岩土工程勘察工作，此次勘察为初步勘察阶段，根据委托要求及《岩土工程勘察规范》（GB50021——2001）（2009年版）的规定，此次勘察的主要目的是：
1、通过勘察查明场区内岩土类型、结构、厚度、坡度、工程特性，分析和评价地基稳定性、均匀性和承载力，选择适宜的基础持力层。
2、查明尾矿库区的渗漏、库区的水文工程地质和库区的不良地质现象等；查明地下水的埋藏条件、类型及其变化幅度，判断地下水和土对建筑材料的腐蚀性。
3、查明尾矿库地区地震烈度及对建设尾矿库的影响，确定场地土类型及建筑场地类别，区域地质构造等，对场区内地层均匀性及场地稳定性做出评价；
4、通过钻探、原位测试及土样室内土工试验，确定岩土物理力学性质，提供地基承载力特征值等设计所需的岩土工程参数，对地基基础设计方案提出建议。

二、本次勘察工作依据
本次勘察工作的技术依据是：
1、《岩土工程勘察规范》（GB50021——2001）（2009年版）；
2、《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002）；
3、《建筑抗震设计规范》（GB50011——2001）（2010年版）；
4、《冻土工程地质勘察规范》（GB50324——2001）；
5、《土工试验方法标准》（GB/T50123——1999）；
6、《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287——99）；
7、《上游法尾矿堆积坝工程地质勘察规范》（行业标准）；
8、建筑工程勘察合同书。
三、建筑物概况
拟建的伊春市 矿业有限责任公司选矿厂位于XX林业局XX西侧约1000米，XX河上游（近源头）右岸山坡上，其尾矿库位于选矿厂的坡角处，拟建建筑物5栋，平面形状均为矩形，建筑物长10至70米，宽8至40米，层数为一层至二层（详见建筑物和勘探点位置图），砖混结构，基础类型根据岩土工程条件确定，拟采用条形基础；尾矿库库容为47.6万立方米，最大坝高9米，为傍山型尾矿库，初期坝为土石混合坝，坝顶标高为343米，顶宽4米，坝轴线长660米，上游坡比为1：1.75，下游坡比为1：2，其等级五
等尾矿库
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021——2001）（2009年版）的规定，按着建筑物规模、性质等确定本次勘察建筑物的工程重要性等级为三级，其场地略有起伏，场地等级为二级，地层中等复杂，地基等级为二级，上述综合确定岩土工程勘察等级为乙级。
四、勘察工作布置及完成工作量
本次勘察为初步勘察阶段，根据委托要求（技术委托规定了勘探线及孔距）及技术标准，选矿厂按周边角点布孔原则布置勘探线5条，勘探孔16孔，尾矿库按坝轴线布置勘探线3条，勘探孔38孔，合计54孔，其中取土试样孔11孔，取土测试孔2孔，测试孔15孔，鉴别孔26孔。实际完成钻探：取土样26组，原位测试19次，总钻进米数358.6米。
地质钻探：采用XY——1型钻机回转跟管干钻钻进方式和SP30型钻机冲击跟管干钻钻进方式钻探，砂土与卵石取扰动样（岩芯管内取样、取Ⅳ级样）。
动力触探：粗砂、卵石及强风化基岩采用圆锥动力触探试验进行现场测试，并进行杆长修正，最后得出动探击数标准值。
土工试验：室内土工试验操做按《土工试验方法标准》（GB/T50123——1999）要求进行。主要为颗粒分析与定名。
高程测量：采用绝对高程系统，建设单位提供。
具体完成的工作量见下表：
表一 勘察工作量统计表
钻探
取土样
原位测试
水质分析
孔口测量
土工试验
孔数
进尺
原状
扰动
动探
标贯
孔
米
组
组
次
次
组
点
组
54
358.6

26
19

2
54
19
五、勘察工作进程
（1）、踏勘准备：2011年9月30日；
（2）、外业工作：2011年10月1日至10月11日；
（3）、室内试验：2011年10月12日至10月16日；
（4）、资料整理：2011年10月17日至10月19日；
（5）、提交报告：2011年10月20日。
第二节 场地工程地质条件
一、气象、水文
本区属寒温带大陆性季风气候区，年平均温度零度左右，历年最高气温38.2℃，最低气温-37.9℃，年平均降水
量640毫米左右，降水多集中于6至9月份，占全年降水量的76%以上。本区气温特征是夏季炎热而短暂，冬季寒冷而漫长，四季变化明显。
本区为友好河水系，友好河为汤旺河的一级支流，在该区处上游近源头，其径流量极小，冬季断流，断流时间约170天。该河流一般情况下一年内有两次峰值，第一次为4月份出现，为雪水融化所至，第二次出现于7、8月份，为降水量集中所至。在第一次洪峰前的平水段，一般可以代表地下水径流量变化的情况。
山区河流的特点是：河水落差相对较大，水流急，年内径流分配不均，一般受降水量控制十分明显，表现为径流量及水位明显随降水量大小而增减。
二、地形、地貌
拟建选矿厂位于伊春市 区 林场附近，地貌单元属于小兴安岭北坡低山丘陵区，勘察场地位于XX河河谷右岸的坡地上，以剥蚀作用为主，堆积作用较弱，，地面略有起伏，坡度约为15度，倾向东南，地面相对高差25.9米（为孔口相对高差）。
三、地层分布
根据钻探揭露，场地地层表层为腐殖土，下为第四纪堆
积地层（主要分布于坡角处的尾矿库库区），再下为侏罗纪中期友好组火山凝灰岩、凝灰角砾岩。现就钻探所揭露的地层自上而下分述如下：
1层腐殖土：黑色，组成物质为有机质与植物根系，混有粘性土。湿，松散。层厚0.80至1.40米，直接出露地表，分布于坡地上面的选矿厂区域。
2层粗砂：黄色、黄褐色，稍密，分选较好，级配较差，磨圆好，次圆形，湿至含水饱和，大于0.5毫米颗粒占50%以上，含少量粘粒，冲积成因。该层仅在ZK1、ZK2、ZK10、ZK11孔见，呈透镜体分布，厚 0.60至2.10米，层顶埋深2.20至2.50米。
3层卵石：黄褐色，稍密，含水饱和，分选差，级配好，磨圆中等，亚圆形，大于20毫米颗粒占60%以上，最大粒径可达70——80毫米，粒径变化大，排列无规律，母岩以花岗岩为主，微风化。该层仅部分钻孔被全部揭穿，揭穿厚度3.30至3.50米。层顶埋深一般在7.30至7.40米之间。
4层凝灰岩强风化：黄褐色，暗红色，为黑云母花岗岩，散体结构，原岩结构大部分被破坏，矿物多蚀变，具残余结构，块状构造，节理裂隙发育，该层仅在ZK3孔见有，且未被揭穿其揭穿厚度1.00至3.00米，顶板埋深为8.90至9.20米。
5层凝灰岩中等风化：黄褐色，暗红色，为黑云母花岗
岩，散体结构，原岩结构大部分被破坏，矿物多蚀变，具残余结构，块状构造，节理裂隙发育，该层仅在ZK3孔见有，且未被揭穿其揭穿厚度1.00至3.00米，顶板埋深为8.90至9.20米。
6层凝灰岩微风化：黄褐色，暗红色，为黑云母花岗岩，散体结构，原岩结构大部分被破坏，矿物多蚀变，具残余结构，块状构造，节理裂隙发育，该层仅在ZK3孔见有，且未被揭穿其揭穿厚度1.00至3.00米，顶板埋深为8.90至9.20米。
四、地下水
场地内地下水类型主要有第四系孔隙潜水，深层基岩裂隙水，其中对本工程有影响作用的主要为前者，该含水层岩性主要为粗砂与卵石，均在山坡坡角下的尾矿库区域见到，含水层厚度较小，一般小于2.00米，坡地上未见地下水。该地下水水位埋深0.60至6.30米不等（勘察时期钻孔内测得）。含水层透水性较好，与地表水及大气降水的水力联通性较好，并直接接受大气降水补给，反映为地下水位随季节而变化，其年水位变幅一般在2.00米左右，勘察期间为平水期，含水层的渗透系数经验值为100米/日。
根据于该勘察区内所取水样进行的水质分析，该地下水化学类型为H——C、M型水，PH值为6.4至6.5，侵蚀性CO2为16.74至22.45毫克/升，HCO3-含量为2.10至4.20毫克当量/升。
五、不良地质作用
勘察场地位于低山丘陵区的友好河河谷右侧的坡地上，属坡地地貌，此次勘察未发现不良地质作用。
第三节 岩土工程评价
一、物理力学性质
本次勘察取扰动土样26组，原位测试19次，经现场测试，室内土工试验分析结果，地基土物理性质指标见“物理力学性质指标统计表”。
二、地层承载力特征值
经钻探现场鉴定、原位测试、室内土工试验、结合地区经验，综合确定地基承载力如下表：
表二 地基土承载力统计表 单位：kpa
层号
原位测试

地区经验
建议值

粗砂
200

220
200

卵石
360

340
360
强风化凝灰岩
280

260
280
中等风化凝灰岩

600
600
三、季节冻深及土的冻胀性评价
根据“中国季节性冻土标准冻深线图”，本区季节冻深为2.20米，据实地调查，历年最大冻深为2.80米。
在季节冻深范围内，场地地层岩性为腐殖土、粗砂、卵石，冻结期间地下水位距冻结面最小距离在2米以内，按着《建筑地基基础设计规范》中的分类标准，冻土区域冻胀性判别如下表：
表三 冻土冻胀性判别表
取样
深度
定名
含水量
塑限
公式
分类
冻胀系数
冻胀等级
ZK2
1.50
粉质
粘土
25.6%
22.3%
Wp+2＜W≤Wp+5
冻胀
3.5-6.0
Ⅲ级
ZK3
1.75
粉质
粘土
19.4%
18.1%
W ＜Wp+2
弱冻胀
1.0-3.5
Ⅱ级
ZK10
1.45
粉质
粘土
30.5%
24.7%
Wp+2＜W≤Wp+5
冻胀
3.5-6.0
Ⅲ级
ZK12
1.60
粉质
粘土
24.5
21.4%
Wp+2＜W≤Wp+5
冻胀
3.5-6.0
Ⅲ级
ZK3
1.75
粉质
粘土
19.4%
18.1%
W ＜Wp+2
弱冻胀
1.0-3.5
Ⅱ级
ZK10
1.45
粉质
粘土
30.5%
24.7%
Wp+2＜W≤Wp+5
冻胀
3.5-6.0
Ⅲ级
ZK12
1.60
粉质
粘土
24.5
21.4%
Wp+2＜W≤Wp+5
冻胀
3.5-6.0
Ⅲ级
四、地层均匀性及边坡稳定性评价
根据勘察结果，各地层埋藏与厚度较为稳定，其地层界面的天然坡度较小，无互层与夹层，分布相对较均匀。
其砂土的天然坡角及渗透系数经验值如下表：
表四 砂土天然坡角及渗透系数表
状态
名称
干燥（水上）
饱和（水下）
渗透系数
经验值

粗砂
31°
29°
40m/d

卵石
37°
35°
150m/d
砂类土、卵石层等较松散，当边坡大于其天然坡角时，边坡将发生坍塌，所以在基坑开挖时，局部应进行简单支护后，方可施工。
五、场地稳定性评价
该工程场地地势平坦，地貌类型单一，地层岩性简单，构造不发育，无活动性断层分布，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011——2001）（2010年版），本区抗震设防烈度为小于Ⅵ度区，设计地震动峰值加速度值为小于0.05g，场地内地基土粗砂为中软土，卵石，属中硬土，松散沉积层厚度小于5.0米，可以确定该场区场地类别为Ⅱ类场地，该区设计地震分组为第一组，因此其场地特征周期为0.35s，场地略有起伏，处于抗震有利地段。无不良地质作用，场地稳定，适宜该工程建筑。
六、地下水腐蚀性评价
根据《岩土工程勘察规范》的环境类别划分，该地区环境为湿润区直接临水，即环境类别属Ⅱ类，受环境类别和地层渗透性影响地下水对混凝土结构、混凝土中钢筋的腐蚀性评价如下表：
表五 地下水对建筑材料腐蚀性判别表
腐蚀
介质
SO42-
Mg2+
NH4+
OH-
总矿
化度
PH值
侵蚀CO2
HCO3-
CI-
环境
类别
湿润区直接临水（Ⅱ类）
评价
标准
＜400
＜1600
＜400
＜34400
＜16000
＞6.5
＜15
＞1.0
＜100
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L

mg/L
mmol/L
mg/L
实测
含量

腐蚀
等级
微
微
微
微
微
弱
弱
微
微
综合
评价
弱
微
注:1、表中各指标实测含量取两组试验中按不利组合考虑的其中一个数值。

2、表中PH值、侵蚀性CO2、HCO3-项按直接临水或强透水层地下水条件的评价标准进行评价。
评价结果：该地下水对混凝土具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋具微腐蚀性。
七、地基基础方案
根据拟建工程特点及场地地基条件，宜利用天然地基圆砾层、卵石层作为持力层，圆砾层的fak为300kpa，卵石层的fak为360kpa，圆砾层顶面埋深为1.90米至2.40米。根据地层条件、上部荷载情况及建设项目的经济、环境条件，宜采用浆砌毛石条形基础。
结论与建议
1、勘察场地属河流堆积形成的低漫滩，地貌类型单一，地层层位稳定，无不良地质作用，场地的抗震设防烈度为小于Ⅵ度区，设计地震动峰值加速度小于0.05g，地基土属中软土或中硬土，场地类别为Ⅱ类，场地特征周期为0.35s，勘察场地处抗震有利地段，场地稳定，适宜工程建筑。
2、勘察区对建筑有影响的地下水为第四系孔隙潜水，地下水位埋藏较浅，根据水质分析结果，该地下水化学类型为H——C、M型水，PH值为6.4至6.5，侵蚀性CO2为16.74至22.45毫克/升，HCO3-含量为2.10至4.20毫克当量/升。
地下水对混凝土基础具弱腐蚀性，对钢筋混凝土中钢筋具微腐蚀性。
3、根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007——2002），该区标准季节冻深为2.20米，此范围内的土为冻胀土，其冻胀系数为3.5＜μ≤6.0，冻胀等级为Ⅲ级，在基础施工时，应将上述土层全部清除，并选非冻胀土回填基坑。
4、建议采用天然地基，宜选圆砾层做为主持力层，其承载力特征值fak为300kpa，圆砾层顶面埋深为1.90米至2.40米。建议采用浆砌毛石条形基础。
5、根据勘察区场地条件和地层分布特征，开挖基坑时宜采用放坡法施工，基坑周围不宜进行堆放，此外局部如发生塌陷宜做简单支护。
在基坑开挖时，应做好基坑降水工作，建议采用明沟排水方式，并同时注意排水对周边环境的影响。
6、在基坑开挖后建议通知勘察单位，并组织有关部门进行施工验槽，必要时建议组织施工勘察。
7、此次勘察采用假设高程系统，基点在已建住宅楼5号楼西北角墙角下水泥地面处，BM点假设标高为200.00米。