工程编号 2012-176 共55页(含此页)
XXXX总部大楼
岩 土工程勘察报告
(详细勘察)
工程名称:XXXXX总部大楼 工程编号:
ZXXXXX总部大楼
岩土工程勘察报告
(详细勘察)
院 长: 总 工:
工程负责: 签字: 内业负责: 签字: 校 对: 签字: 审 核: 签字: 审 定: 签字:
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工程名称:XXXXX总部大楼 工程编号:
目 录
1 前 言 .................................................... 2
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6
拟建工程简况 ............................................................................................................. 2 勘察等级 ..................................................................................................................... 2 勘察目的任务 ............................................................................................................. 2 勘察工作依据 ............................................................................................................. 2 测量体系 ..................................................................................................................... 2 勘察方法与工作量 ..................................................................................................... 3
5.4 5.5
基坑隔、排水 ........................................................................................................... 10 基坑土方开挖 ........................................................................................................... 10
6 施工监测与变形观测 ....................................... 10
6.1 6.2
施工监测 ................................................................................................................... 10 高层建筑物垂直度及沉降观测 ............................................................................... 10
7 结论、建议 ............................................... 10
7.1 7.2
结论 ........................................................................................................................... 10 建议 ........................................................................................................................... 11
8 附表、附图与附件 ......................................... 11
8.1 8.2 8.3
附表 ........................................................................................................................... 11 附图 ........................................................................................................................... 11 附件 ........................................................................................................................... 11
2 场地工程地质条件 .......................................... 3
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
地理位置、地貌及气候条件 ..................................................................................... 3 地层分布与岩土层工程性质 ..................................................................................... 3 水文地质条件 ............................................................................................................. 5 不良地质作用 ............................................................................................................. 6 地震效应 ..................................................................................................................... 6
3 地基土工程特性指标 ........................................ 6
3.1 3.2
室内土工试验、原位测试指标的统计计算 ............................................................. 6 地基土主要设计计算参数的确定: ......................................................................... 7
4 场地工程地质条件评价及地基基础方案的选择 ................... 7
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
地基土的一般建筑条件评价 ..................................................................................... 7 地基基础方案的分析与选择 ..................................................................................... 8 机械钻(冲)孔灌注桩施工病害防治及治理 ......................................................... 8 桩基质量检测 ............................................................................................................. 8 单桩竖向承载力的估算 ............................................................................................. 8
5 基坑支护与降水 ............................................ 9
5.1 5.2 5.3
工程基坑开挖的不利影响因素 ................................................................................. 9 基坑工程主要岩土工程特性指标 ............................................................................. 9 基坑支护方案 ............................................................................................................. 9
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工程名称:XXXXX总部大楼 工程编号:
1 前 言
XXXXXX委托XXXXXXXX,对其拟建的总部大楼进行岩土工程详细勘察工作。
3 查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性、分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
4 对需进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数;
5 查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物; 6 查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;
1.1 拟建工程简况
本工程场地位于XXXXXXX地块内,XXXX交叉口的东南侧,规划商务大道以北,详见拟建场地航拍图(图1.1-1);规划建设总用地面积10055㎡,总建筑面积61508㎡,其中地上总建筑面积45194㎡,地下总建筑面积16314㎡;拟建工程包括主楼(23F、高度99.95m)、裙房(5F)及2层地下室组成,框架-核心筒结构,拟采用钻孔灌注桩基础型式。由XXXXXX设计研究院设计,有关其它技术经济指标委托方未提供。
拟建场地航拍图(图1.1-1)
7 判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
8 在抗震设防区应划分对建筑抗震有利、不利和危险地段,判明场地土类型和建筑场地类别,查明场地内有无可液化土层;
9 基坑开挖边坡稳定性分析,提供支护设计所需参数,并提出支护方案和采取的措施。
1.4 勘察工作依据
1 岩土工程勘察合同
2 拟建工程建筑方案、建筑总平面图
3 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版) 4 《工程建设岩土工程勘察规范》(DB33/1065-2009) 5 《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004) 6 《软土地区岩土工程勘察规程》(JGJ 83-2011) 7 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011) 8 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008) 9 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012) 10 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)
1.2 勘察等级
本工程重要性等级为一级,场地等级为二级,地基等级为二级,基坑安全等级为一级,地基基础设计等级为为甲级,则本工程岩土工程勘察等级为甲级。
1.3 勘察目的任务
提供拟建工程场地详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数,对地基做出岩土工程评价,对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治提出建议,主要进行如下工作:
1 搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料;
2 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议;
11 《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999) 12 《岩土工程勘察安全规范》(GB 50585-2010) 13 《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012)
14 房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定(2010年版)
1.5 测量体系
本次勘察各勘探孔孔口坐标、高程,由我院放样班组采用全站仪放样、测量,引测点号为IL7,坐标为X=3094168.293,Y=495312.396,高程为H=5.01,后视点IL19,坐标为X=3094137.224,Y=494529.792,高程为H=4.80;高程为1985国家高程基准,坐标系统采
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用温州坐标系,坐标和高程数据详见勘探点数据一览表(表一)。 2.1-1)。
1.6 勘察方法与工作量
本次勘察勘探孔类型、位置、数量和勘探深度由我方、委托方和设计方共同协商确定:按建筑物及基坑角点、轮廓线结合网格法布置,共布置钻探孔22只,编号分别为Z1~Z22;其中主楼部分布置钻孔9只,要求勘探深度100~110m或进入中风化基岩3~5m,裙楼及地下室部分布置钻孔13只,要求勘探深度85m,十字板试验孔6个,编号为S1~S6,要求深度12m;具体勘探点与建筑物的相对位置详见建筑物和勘探点位置图(图19-1)。
本次勘察采用钻探结合原位测试、室内土工试验及剪切波速测试方法进行,钻进方法采用150型工程钻机,套管结合泥浆护壁,全取芯法钻进。
外业工作由我院勘察分院外业分队于2012年10月23日进场,2012年11月5日完成;土工试验及水质简分析试验由我院土工试验室于2012年11月14日完成,孔内剪切波波速测试由我院土工试验室于2012年11月3日完成;完成实物工作量见下表(表1.6-1)。
表1.6-1 勘察工作量汇总一览表 项 目 钻探孔 十字板试验 原位测试 标贯 动探 剪切波速 水样 试样 原状土样 扰动土样 孔位测量 单 位 数 量 说 明
拟建场地现貌图(图2.1-1)
本地区属亚热带海洋性季风气候区,温暖湿润,年平均气温17.9。C,年温差一般为20。C,极端最高气温39.3。C和最低气温-4.5。C;年平均降雨量1695mm,且集中在4~6月梅雨期和7~9月台风期,年平均蒸发量1310.5mm,主导风向夏季为东南风,冬季为西北风,夏秋之交受台风袭击,瞬时最大风力达12级以上,瞬时最大风速可达40m/s,风压为0.6~0.7kN/m2。
米/孔 2094.92/22 150型钻机,泥浆结合套管护壁,Φ91~150mm孔径。 m/孔 次 米/段 孔 组 筒 筒 次/点 26.98/6 工作面积50×100㎜,LMC-D310型静探微机记录仪。 168 25.0/46 2 2 158 37 44/22 Φ51mm,63.5kg、76cm自由落锤。 Φ74mm,63.5kg、76cm自由落锤。 Z1、Z15孔内进行,XG-1悬挂式波速测井仪。 Z4、Z18孔取得,简分析。 薄壁取土器,原状土样。 岩芯管取扰动土样。 孔位放样及坐标、高程测量。 2.2 地层分布与岩土层工程性质
根据钻探取芯、室内试验及原位测试,将场区地层分为7个工程地质层及14个亚层,自上而下主要为人工填土(①1)、“硬壳层”粘土(①2)、淤积软土(②1)、深部粘性土(④1~⑤2、⑥2、⑦1)、冲积和冲洪积相的(⑤3、⑥3、⑦3)及全风化基岩等;现分层简述如下:
2 场地工程地质条件
2.1 地理位置、地貌及气候条件
拟建场地行政隶属XXXXXX,为浙东南海滨平原地貌,勘察期间,场区原建筑已拆除,现为空地,地势有一定起伏,地面高程约4.20~5.31m;详见下附的拟建场地现貌图(图
第①1层杂填土
杂色;成分不均匀,为新近人工堆积土;主要由碎石、块石、砾石、建筑垃圾混粘性土、砂性土及零星生活垃圾组成,部分位置为素填土,碎块石含量40~60%不等,呈稍密状,以中压缩性为主,部分碎块石含量高的为低压缩性,开挖时,偶有少量坍塌、掉块;层厚0.30~
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1.50m,层底标高2.80~4.40m,各孔均有分布。
第①2层粘土(lh Q43)
灰黄、灰褐色;见较多铁锰质氧化斑,含少量腐殖物碎屑;可~软塑,高压缩性;层厚0.20~1.70m,层底埋深1.00~2.70m,层底标高2.57~3.30m;除Z19孔缺失外,其余各孔均有分布。
第②1层淤泥(m Q42)
青灰色;含少量腐殖质、微量粉砂、零星贝壳残片,上部见有水溶洞;流塑,高压缩性,高灵敏度;层厚10.30~14.10m,层底埋深12.00~15.90m,层底标高-11.13~-7.60m;各孔均有分布;十字板剪切试验孔未钻穿该层。
第②2层淤泥(m Q42)
青灰色;含有少量腐殖质、贝壳类残片,局部含少量粉砂;流塑,高压缩性,高灵敏度;与上覆淤泥亚层呈过渡关系,无明显分界线,层厚相对较大的位置底部过渡为淤泥质粘土;层厚10.30~25.90m,层底埋深25.30~41.30m,层底标高-36.25~-20.80m;各孔均有分布。
第④1层粘土(al-lQ32-2)
灰黄、灰褐色;含少量腐植物碎屑及黄褐色铁锰质氧化斑;标贯实测N值为8.0~10.5击/30cm,平均击数9.5击/30cm;可塑,中压缩性;层厚1.90~3.80m,层底埋深28.90~38.10m,层底标高-32.79~-24.40m;除Z5、Z11、Z16、Z17、Z22孔缺失外,其余各孔均有分布。
第④2层粉质粘土(m Q32-2)
灰色;含少量腐殖物碎屑及粉砂,部分孔的上部为粘土;标准贯入试验实测N值5.0~14.0击/30cm,平均击数8.5击/30cm;可~软塑、中~高压缩性;层厚8.10~25.80m,层底埋深48.40~59.20m,层底标高-53.93~-43.82m;各孔均有分布。
第④3层 砾砂(al Q32-2)
灰、浅灰色;卵砾石等粗颗粒含量在30~55%左右,局部含量较少,部分孔为细砂,粗颗粒粒径以0.5~4cm居多,圆~亚圆形,中风化状,充填物为粉质粘土;重型动力触探试验实测N63.5值为7.0~37.0击/10cm,平均击数16.2击/10cm;稍~中密,中~低压缩性;层厚0.60~2.70m,层底埋深50.00~56.40m,层底标高-52.04~-44.95m;除Z1、Z2孔缺失外,其余各孔均有分布。
第⑤1层粘土(al-lQ32-1)
灰绿、浅灰绿色;含少腐植物碎屑及粉砂,见有少量铁锰质氧化物,局部为粉质粘土,Z3孔的50.60~55.20m、Z4孔的51.20~56.40m、Z5孔的50.00~52.45m、Z9孔的50.30~55.50m、Z11孔的50.70~55.20m为灰色粘土;标准贯入试验实测N值9.0~15.0击/30cm,平均击数13.5击/30cm;土性呈可塑,多具中压缩性;层厚2.30~11.70m,层底埋深53.60~62.10m,层底标高-57.52~-49.04m;除Z1孔缺失外,其余各孔均有分布。
第⑤2层粘土(m Q32-1)
灰色;含少腐植物碎屑及粉砂,部分孔为粉质粘土;标准贯入试验实测N值10.0~16.0击/30cm,平均击数12.1击/30cm;土性呈可塑,以中压缩性为主;层厚3.10~11.70m,层底埋深63.90~67.90m,层底标高-62.63~-59.53m;各孔均有分布。
第⑤3层 砾砂(al Q32-1)
灰、浅灰色;卵砾石等粗颗粒含量在30~40%左右,局部含量较少,局部为细砂,粗颗粒粒径以0.2~3cm居多,少量4~6cm,圆~亚圆形,中风化状,充填物为粉质粘土,局部含较多粉质粘土,Z16孔约66.0~66.5m为粉质粘土;重型动力触探试验实测N63.5值为7.0~21.0击/10cm,平均击数12.5击/10cm;稍密,中压缩性;层厚1.40~4.70m,层底埋深66.50~69.70m,层底标高-65.00~-62.13m;各孔均有分布。
第⑥2层粉质粘土(m Q31)
浅灰、灰色;含少腐植物碎屑及粉砂,局部为粘土;标准贯入试验实测N值12.0~18.0击/30cm,平均击数14.7击/30cm;土性呈可~软塑,中压缩性;层厚2.30~12.30m,层底埋深70.50~79.70m,层底标高-75.33~-66.04m;各孔均有分布。
第⑥3层中砂(al Q31)
灰、浅灰色;含较多粘性土,Z5、Z11孔为砾砂;标准贯入试验实测N值17.0~28.0击/30cm,平均击数21.7击/30cm;重型动力触探试验实测N63.5值为11.0~15.0击/10cm,平均击数13.1击/10cm;稍~中密,中压缩性;层厚1.50~5.10m,层底埋深73.70~77.40m,层底标高-73.16~-77.40m;除Z3、Z4、Z9、Z10、Z15、Z20、Z21孔缺失外,其余各孔均有分布。
第⑦1层粉质粘土(al-lQ22)
灰绿、浅灰绿、浅灰色;含少量粉砂,局部夹层或夹薄层粉砂,Z3孔的74.60~81.60m、Z4孔的74.30~81.40m、Z5孔的75.70~82.30m、Z9孔的74.50~80.20m、Z10孔的74.70~81.60m为粉质粘土夹粉砂,粉砂含量约10~20%,厚度0.2~3cm不等;标准贯入试验实测
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N值12.5~20.0击/30cm,平均击数16.9击/30cm;土性呈可塑,中压缩性;层厚>6.00~15.50m,层底埋深>84.45~87.10m,层底标高<-82.62~-79.40m;各孔均有分布,除主楼的孔外,其余各孔均未钻穿该层。
第⑦3层 含粉质粘土圆砾(al-plQ22)
浅灰、灰黄色;以圆砾为主,含20~40%粉质粘土,局部为粉质粘土,卵砾石等粗颗粒含量约40~60%,局部稍少,含量很不均,粒组含量变化大,均一性差,粗颗粒粒径一般为0.5~4cm,少部分5~8cm,成分为火成岩,磨圆度一般,以亚圆形居多,呈中等风化状,少量强风化状;Z1孔的88.90~90.60m为粉质粘土;重型动力触探试验实测值为10.0~38.0击/10cm,平均值为22.6击/10cm;稍~中密,低压缩性,局部中压缩性;层厚10.10~11.70m,层底埋深96.40~98.40m,层底标高-93.20~-91.84m;仅主楼各孔有揭露并钻穿该层。
第⑩1层全风化基岩
灰黄、紫红色;已基本风化成粉质粘土、粉土状或砂土状,风化痕迹清晰,组织结构基本破坏,矿物成分基本变化,具微弱残余强度,风化裂隙发育,遇水强度迅速降低,易软化,风化不均匀,少部分孔残留有一定的强风化砾石;土试成果具粉质粘土特性,可~硬塑;标准贯入试验实测N值为42.0~55.0击/30cm,平均N值为46.8击/30cm;重型动力触探试验实测值为47.0~101.0击/10cm,平均值为73.3击/10cm;中密~密实,中~低压缩性;揭露层厚2.45~12.80m,控制深度99.90~110.20m,控制标高-105.83~-95.24m;仅主楼各孔有揭露,除Z3孔外均未钻穿该层。
第⑩2层强风化基岩
紫红色;岩芯多呈碎块状,少数呈短柱状,易折断、击碎,锤击声哑;低压缩性;仅Z3孔有揭露,揭露层厚4.30m,控制深度110.00m,控制标高-105.40m。
以上土层在场区的分布规律,标贯N、动探N63.5击数及位置,请阅工程地质剖面图(图19-2~19-11)、地层分布统计表(表二)、钻孔柱状图(图19-18~19-19)。
以下为代表性钻孔的芯样彩色照片(图2.2-1~2.2-2)。
Z9孔芯样照片(图2.2-1) Z15孔基岩芯样照片(图2.2-2)
2.3 水文地质条件
2.3.1 地下水类型与特性
根据地下水的赋存形式、埋藏条件和分布情况将其分为二类: 1 孔隙潜水
为表层地下水,主要分布于表部人工填土、粘土、淤泥层中,与大气圈关系密切;地下水迳流条件较复杂;填土具强透水性,中等含水性;粘性土、淤泥具弱透水性,属弱含水层;勘察期间测得钻孔中稳定地下水位埋深为0.56~1.54m、高程为3.34~4.03m,初见水位略低于稳定水位。地下水主要由大气降水及邻近地表水体补给,主要通过蒸发及下渗排泄。根据地区经验,本区地下水年变化幅度较小,一般在1~2m。
2 孔隙承压水
赋存于深部冲积相④3砾砂、⑤3砾砂、⑥3中砂层中;根据地区经验,该场地砾砂层的承压水头一般位于该层顶面2~5m,中砂层的承压水头一般位于该层顶面1~3m,具强透水性和中等含水性,其补给、排泄方式主要通过侧向渗透。 2.3.2 抗浮设计水位的选取
温州市地处我国东南沿海,夏秋之交常有台风,台风暴雨期间易发生地面浸水现象,水位高,水量大,建议工程抗浮设计水位取设计室外地面高程或按经验取值。
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2.3.3 地下水对基础设计、施工的影响
据本区建筑经验,地下水对桩基设计和施工有一定影响。对灌注桩,施工中需做好水下浇灌混凝土的保护工作;工程使用过程中,若开采地下水,将会产生地面沉降,对桩基产生负摩阻力,应对工程影响进行评价。 2.3.4 腐蚀性评价
根据《岩土工程勘察规范》的有关规定判定,该场地环境类型为II类。
本次勘察分布在Z2、Z17孔取得2组地下水水样进行水化学简分析,分析结果详见附件水质简分析报告表,各地下水样腐蚀性评价见表2.3-1。
表格2.3-1 水质分析结果及腐蚀性评价表 对混凝土结构的 腐蚀性 取水位置 PH值 深度 环境类型 地层渗透性 Z2 Z17 7.6 7.6 6.50m 5.00m 平阳断裂带;全新世时期沉积作用明显,未发现岩浆活动,断裂构造活动极其微弱。
温州地区按全国地震区带划分,场地属东南沿海地震带东北段,为少震、弱震区,地震主要受镇海——温州活动性断裂和象山——乐清湾断裂所控制,远场地震波的波及影响是本地区的主要震害特征之一,如一带强地震的波及影响。 2.5.2 场地地震效应评价
根据《中国地震动峰加速度区划图》(GB18306-2001)及《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010,本区抗震设防烈度为6度,可不考虑地震液化影响;设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分组为第一组;本次勘察过程中在Z1、Z15孔中做剪切波波速测试,波速测试结果见附件《地基土剪切波波速测试报告》;根据波速测试报告,结合场地工程地质条件,
对混凝土结构中 的钢筋 长期浸水 干湿交替 得出以下结论:
1、场区上部为巨厚的淤积软土,压缩性高、灵敏度高,含水量高,对地震波具有放大作用,其抗震性能很差,该建设场地属建筑抗震不利地段。
微 微 微 微 微 微 中 中 2、Z1、Z15孔的等效剪切波速值分别为112 m/s、111 m/s,均<150m/s,结合地区经验,可判定本场地土的类型为软弱土类型。
3、根据波速测试结果及勘探资料地层情况判断,场地覆盖层厚度大于80米,建筑场地类别为Ⅳ类,场地特征周期取Tg=0.65s。
根据水质分析结果,该地下水PH=7.6,为中性水;受环境类型影响,地下水对混凝土结构具微腐蚀性;受地层渗透性影响,地下水对混凝土结构具微腐蚀性;在长期浸水条件下对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替条件下对混凝土结构中的钢筋具中腐蚀性。
本场地地下水位较高,地基土基本在地下水位之下,呈饱和状态,地基土对建筑材料的腐蚀性评价可按地下水腐蚀性进行考虑。
3 地基土工程特性指标
3.1 室内土工试验、原位测试指标的统计计算
根据钻探取芯、标准贯入测试、重型动力触探试验等原位测试、室内土工试验等手段所
2.4 不良地质作用
场区上部有巨厚层滨海相淤积软土,为典型的不良地基土,具含水量高、灵敏度高、压缩性高、抗剪强度低等特点。
勘察过程中场区内未发现滑坡、崩塌、土洞、采空区等不良地质作用,也未发现墓穴、防空洞等对工程不利的其它埋藏物。
取得的资料,将场区地基土分层,以不同的工程地质层或亚层为统计单元,根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001(2009年版)的有关规定,舍弃各层土中的少量离散性较大(正负3倍标准差以外)的数据,统计出各层或亚层的土工试验指标和原位测试指标的算术平均值、变异系数、范围值、统计试样个数;其统计计算成果列于地基土物理力学指标数理统计表。其中统计修正系数γs用下式计算:
γs=1±(1.704n-0.5+4.678n-2)δ
式中符号意义:n为统计试样个数,δ为变异系数,正负号按不利组合考虑。 承载能力极限状态计算时应选用指标的标准值;正常使用极限状态计算时宜选用指标的
2.5 地震效应
2.5.1 区域构造特征
区域构造隶属新华夏系第二隆起带南段东侧,NNE向构造为其主要构造线,主要断裂构造有NNE向镇海——温州断裂带和象山乐清湾断裂带,NW向丽水----温州断裂带和古市----
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平均值;评价岩土性状的指标应选用指标的平均值。
c、φ值为室内剪切试验的抗剪强度峰值,建议设计取值乘以0.7系数折减后使用,或按经验折减使用。
⑤2、⑥2、⑦1、⑩1层的部分样品做了室内高压固结试验,具体见土工试验成果表、e-p曲线见固结试验成果表。
4.1 地基土的一般建筑条件评价
根据勘察查明,拟建场地在勘探深度内地层,自上而下为人工填土、“硬壳层”粘土、淤积软土、深部粘性土、冲积相砂土及全风化基岩等,属二级场地,二级地基,区域构造稳定,适宜建造本工程。
1 第①1层杂填土
为新近人工填土,厚度薄,结构稍密,成份复杂,局部自稳能力较差,基坑开挖后须采取有效的支护措施,确保基坑坑壁的稳定性。
2 第①2层粘土
具有一定的抗剪强度与承载能力,埋深浅,层厚薄,工程地质性能一般,如在上部再回填一定的素填土,经分层夯实后,可组合做为一般低层轻型附属设施的浅基持力层。
3 第②1、②2层淤泥
为典型的淤积软弱地基土,具含水量高、孔隙比大、压缩性高 、灵敏度高、抗剪强度低、承载能力差等特点,为典型的不良地基土,不能直接支承建筑物,可作为桩周摩擦层;该层在地下室部位,基坑开挖时,由于其触变性大易产生边坡失稳,应对边坡进行有效的支护。
4 第④1、④2、⑤1、⑤2层粘性土
为一般粘性土,经原位测试和土工试验成果表明,具有一定的抗剪强度和承载能力,中~高压缩性,各层软硬相间,厚度分布很不均匀,④2层厚度相对较大,④1、⑤1层在局部位置有缺失;可作为桩周摩擦层,⑤1、⑤2层可单独或组合作为相应荷载建筑的桩基持力层。
5 第④3、⑤3层砾砂
为河流冲积相土层,经原位测试和土工试验成果表明,具有一定的抗剪强度和承载能力,中~低压缩性,厚度相对较薄且局部位置有缺失,在整个场地中成分差异性较大,力学性质很不均匀,可作为桩周摩擦层,⑤1、⑤2层可单独或组合作为相应荷载建筑的桩基持力层。对打入式桩有一定得阻碍作用,对灌注桩,较易坍塌、掉块,建议采用泥浆护壁。
6 第⑥2、⑦1层粘性土
为深部粘性土,经原位测试和土工试验成果表明,具有一定的抗剪强度和承载能力,中压缩性,⑦1层厚度相对较大,部位位置夹层粉砂;可作为桩周摩擦层,亦可单独或与相邻
3.2 地基土主要设计计算参数的确定:
根据各岩土层的土工试验物理力学指标统计值、标准贯入、动力触探原位测试指标统计值,查有关表格或本地区经验公式计算,求得各岩土层的地基土承载力特征值fak、压缩模量Es、桩侧土阻力特征值qsia、桩端土阻力特征值qpa的范围值,经综合分析对比,结合场地工程地质条件与本地区的经验,提出地基土主要设计参数于错误!未找到引用源。。
表格 3.2-1 岩土设计计算参数表 桩侧土阻力特征值 桩端土阻力特征值 地基承载力 地层 压缩模量 qsia(kPa) qpa(kPa) 地层名称 特征值 编号 Es(MPa) fak (kPa) 预制桩 灌注桩 预制桩 灌注桩 60 2.9 10 8 ①2 粘土 40 1.4 5 5 ②1 淤泥 45 1.8 8 7 ②2 淤泥 120 5.2 22 20 700 210 ④1 粘土 110 4.4 20 18 600 180 ④2 粉质粘土 170 (15.0) 31 28 1500 380 ④3 砾砂 130 5.5 23 21 750 230 ⑤1 粘土 125 4.9 22 20 700 210 ⑤2 粘土 170 (13.0) 31 27 1500 380 ⑤3 砾砂 140 5.5 24 22 800 250 ⑥2 粘土 160 (10.0) 28 26 1000 300 ⑥3 中砂 150 6.3 26 24 900 280 ⑦1 粉质粘土 180 (18.0) 32 30 1800 500 ⑦3 含粉质粘土圆砾 180 7.5 30 28 1500 400 ⑩1 全风化基岩 500 45 1800 ⑩2 强风化基岩 单桩抗拔承载力系数:粘性土、软土、全风化基岩取0.7,砾砂、中砂、含粉质粘土圆砾取0.6 注:1、qpa值以桩端进入持力层2~3倍的桩(端)径或桩端横截面边长为准,且桩端平面以下有足够的持力层厚度(一般大于3倍桩径);
2、灌注桩的qsia、qpa为桩径≤800mm的特征值,若桩径大于800mm,应进行尺寸效应修正,并要求孔底沉渣厚度≤50mm;
3、单桩承载力受施工因素影响较大,可根据载荷试验结果qsia、qpa可适当调整;
4、压缩模量 Es为100~200KPa压力段相对应的指标,注“()”的为变形模量经验值;
4 场地工程地质条件评价及地基基础方案的选择
土层组合作为一般荷载建筑物桩基持力层。
7 第⑥3层中砂
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为河流冲积相土层,具一定的抗剪强度和承载能力,中压缩性,但厚度薄,局部孔缺失,力学性质不均匀,部分位置为粉细砂,可与下覆土层组合作为一般荷载建筑物持力层。对打入式桩有一定的阻碍作用,对灌注桩,建议采用泥浆护壁。
8 第⑦3层含粉质粘土圆砾
经原位测试和土工试验成果表明,具有相对较好的抗剪强度和承载能力,中~低压缩性,分布有一定厚度,但力学性质均匀性很差,局部骨架颗粒含量少,以粉质粘土为主,为不均匀地基土;该层仅主楼孔有揭露,可单独或与上覆粘性土组合作为相应荷载建筑物持力层使用。对灌注桩,较易坍塌、掉块,建议采用泥浆护壁。
9 第⑩1层全风化基岩、⑩2层强风化基岩
由土工试验和原位测试表明,⑩1层全风化基岩具有相对较好的抗剪强度和承载能力,中~低压缩性,仅主楼孔有揭露且揭露厚度较薄,可用于变形验算;⑩2层强风化基岩仅一个孔有揭露,若欲予以利用,应进一步查明其地质情况。
4.3 机械钻(冲)孔灌注桩施工病害防治及治理
钻(冲)孔灌注桩具有穿透能力强,单桩承载力高,施工震动噪音小,为非挤土桩,入基岩成孔难度较大,施工控制条件较难把握,桩身质量和承载力不易保证,孔底清渣难度大,施工中泥浆易造成污染,不利文明施工,施工周期长,单桩承载力受施工因素等影响较大等缺点,应采取切实可行的措施,保证桩基质量,如:
1 工程成孔深度较大,穿越的土层有软土、砂土等,孔壁稳定性较差,易产生流土、塌孔、掉块、漏浆等,应对不同地层选择合适的施工工艺参数,提高成孔效率。
2 本工程要采用优质泥浆护壁钻进,如桩孔浸泡时间过长,会引起孔壁软化使护壁失效塌孔,并影响桩侧摩阻力的正常发挥,因此成孔时间要控制在一定时间之内;并注意泥浆排放对周边环境的污染。
3 灌注桩孔底清渣难度较大,应采用两次清渣方案,即在成孔后及下钢筋笼后、浇灌混凝土前进行两次清渣。沉渣厚度应采用多点测定,沉渣厚度应严格控制在100mm内。
4 施工中应常校正桩孔垂直度,成孔后用检孔器检查成孔质量及桩孔倾斜率。 5 浇注混凝土前应控制孔底泥浆比重、含砂率、粘度等指标,灌注混凝土时应控制灌注率,保证导管足够的埋管深度,不能太快拆卸导管,以免造成缩颈、蜂窝、孔洞、离析、夹泥等事故。
4.2 地基基础方案的分析与选择
本工程由23层(高99.95m)的高层建筑、5层裙楼及满堂2层地下室组成,框架—核心筒结构,荷载大,对差异沉降敏感;根据拟建场地工程地质条件及上部结构特点,荷载分布特征,考虑所选用持力层性质、埋藏深度、岩土参数、以及成桩可能性,对持力层及各种桩型进行经济、技术上的可行性分析对比,经综合考虑提供以下基础设计方案及建议。
该场地地处浙东南沿海平原地貌,地基土上部(21.30~41.30m以浅)主要为滨海相淤积软土,采用天然地基浅基础方案难以满足设计要求,应采用桩基础方案;由于场区土层深部86m内以粘性土为主,其工程性能一般,无良好的持力层,桩的承载性状按摩擦桩考虑。应采用桩基础。
考虑到场区周边环境(离瓯海大道高架桥较近),结合本工程的特点:荷载大、2层地下室,建议采用钻孔灌注桩基础。从有利于变形控制角度,拟建工程主楼、裙房统一以⑦1层粉质粘土作为桩基持力层,桩的承载力性状按摩擦桩考虑;对于主楼部分,若承载力不能满足,可以⑦3层含粉质粘土圆砾作为桩基持力层。鉴于主楼、裙房以不同的土层作为桩基持力层,建筑、结构设计及施工时,应采取相应措施,如设置沉降缝、或后浇带等。对无上部结构的地下室部分,应根据不同工况计算桩基础的抗压或抗拔,并按最不利工况进行承载力和变形验算。
具体桩长、桩径可根据上部荷载、经济、技术及安全择优确定。
4.4 桩基质量检测
根据规范要求,本工程单桩承载力特征值应通过现场静载试验确定,每种桩型单桩承载
力静载试验一般为总桩数的1%,并不少于3根,对大口径灌注桩还应进行桩身质量及桩身完整性检测,主要采用声波透射测试和钻孔取芯法,其数量由设计方根据桩基的总体质量选定,对重要工程和施工问题较多的情况可适当增加。
4.5 单桩竖向承载力的估算
单桩竖向承载力特征值按式:Ra=μp∑qsiali+qpaAp估算,单桩抗拔承载力估算时,已乘以抗拔系数;供设计参考。
式中符号意义:
Ra :单桩竖向承载力特征值(kN);
μp:桩身截面周长(m);
qsia:桩侧土阻力特征值(kPa); qpa:桩端土阻力特征值(kPa);
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li:第i层土的厚度(m); Ap:桩端横截面面积(m2)。
表格 4.5-1 单桩竖向抗压承载力估算表 桩型 裙楼部分 桩径 (mm) 700 桩端位置 ⑦1粉质粘土 ⑦1粉质粘土 钻孔灌注桩 700 ⑥2粉质粘土 主楼部分 800 ⑦3含粉质粘土圆砾 孔号 Z10 Z17 Z1 Z15 Z1 Z15 Z1 Z15 有效桩长 (m) 68 68 68 68 78 78 85 85 单桩竖向抗压承载力 特征值Ra (kN) 2500 2360 2510 2520 3620 30 4700 40 位移而导致基坑失稳.
3 地下水位较高,降低水位时,易引起地面沉降,对周边环境会造成不良影响。 4 基坑开挖时突遇地下水位升高,易产生流土、突涌等现象。
5 基坑开挖后,改变了地下水的动力性质,加之人为扰动,极易使淤积软土层产生流变现象,进一步降低上部土层的稳定性,使基坑失稳。其西侧侧与半塘河邻近,基坑边坡土体易受其水体影响发生渗透变形。
5.2 基坑工程主要岩土工程特性指标
根据室内试验、现场标准贯入试验等手段所取得的资料,基坑开挖深度及影响范围内岩土层的工程特性指标见表5.2-1、5.2-2.
表格 5.2-1 基坑开挖范围内土层主要物理性指标 地层 编号 ①2 ②1 ②2 含水率 地层名称 % 粘土 淤泥 淤泥 37.9 66.1 56.9 kN/m 17.7 15.5 16.0 3900 ⑦3含粉质粘土圆砾 注:1、灌注桩的承载性能受施工因素影响较大,承载力影响因素较复杂,上表Ra值按一般条件,孔底沉碴厚度≤100mm估算;根据载荷试验结果可适当调整;
2、桩顶标高假设按-5.00m估算。
表格 4.5-2 单桩竖向抗拔承载力估算表 桩型 桩径 (mm) 600 钻孔灌注桩 700 ⑦1粉质粘土 桩端位置 孔号 Z5 ⑤3砾砂 Z22 Z5 Z22 有效桩长 (m) 58 58 68 68 单桩竖向抗拔承载力 特征值Ra (kN) 1000 1040 1510 1550 重度 渗透系数(cm/s) 水平 *1.0×10 *5.0×10 *5.0×10 -6-6-8垂直 7.0×10 1.5×10 1.5×10 -7-7-8表格 5.2-2 基坑开挖及影响深度土层抗剪强度指标 抗 剪 强 度 地层地层名称 编号 三轴剪切 Cuu (kPa) ①2 ②1 粘土 淤泥 淤泥 固结快剪(直剪) 内聚力C (kPa) 11.1 7.2 8.1 内摩擦角Φ (度) 10.5 7.1 8.6 十字板剪切试验 Cu (Kpa) 20.0 Φuu(度) 1.1 0.3 0.3 5 基坑支护与降水
拟建工程范围内设地下室2层,开挖面积大,开挖深度较大,约10m,北面邻近邻近市政道路,有关市政设施建议咨询市政部门,本基坑工程安全等级为一级。
24.8 12.8 14.3 ②2 5.1 工程基坑开挖的不利影响因素
1 在基坑开挖及影响深度范围内,被开挖土层主要为成分复杂的①1杂填土、①2粘土、②1层淤泥,淤泥为软弱土,为不良地基土,基坑开挖面积大,周边环境较复杂,开挖后边坡和基底稳定性较差.
2 基坑边坡变形,易引起邻近市政工程设施变形、破裂;基坑开挖过程中易产生侧向
注:1 上表中剪切试验指标为室内试验峰值强度指标,使用时建议乘以0.7的系数进行折减或按地区经验取值;
2 根据当地经验抗剪强度宜按固结快剪(直剪)取值;
3 基坑支护设计计算中土性指标取值要考虑施工因素对土层性质的影响; 4 打“*”的经验值。
5.3 基坑支护方案
由于基坑周边环境条件及地质条件的,不宜采用放坡开挖方式,应采取相应的基坑支护措施;本工程支护方式可采用柱列式灌注桩加内支撑支护体系。
柱列式灌注桩加内支撑支护体系:桩型采用钻孔灌注桩;灌注桩挡土结构优点是施工工
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艺简单,施工方便、质量可靠。其支挡方式可分为疏排式与密排式;由于开挖面积较大,开挖深度较深,为保证土体的稳定性,减少护桩位移对邻近建筑物及其它市政设施的影响,支护桩应与内支撑体系结合使用,以增强挡土结构整体稳定性;对排桩式支护结构应设置帽梁;为减小变形量,可结合采用水泥土搅拌法对被动区进行有效的加固,同时应进行抗隆起、抗渗流稳定性和整体稳定性验算。
具体方案应根据场地环境条件、地质条件和技术经济指标,结合本地区相似工程成功经验确定。
本工程应做好基坑工程施工监测工作 ,具体监测内容如下:
基坑开挖监测主要包括:挡土结构倾斜、位移监测;邻近建筑物沉降、倾斜、裂缝监测;周围路面、地下管线的变形监测,尤其要防止上下水管破裂对基坑稳定性的危害;工程桩垂直、水平位移监测,挡土结构侧向土压力监测,挡土构件和支撑系数的钢筋应力测试,桩的水平及垂直位移监测,坑底回弹监测等。
通过科学的监测结果指导施工,合理调整施工顺序及施工方案,保证挡土结构体系安全,并对施工造成的对监近建筑物及周围环境的不利影响及时采取预防措施,实施信息化施工。
5.4 基坑隔、排水
本场地地下水位较高(稳定地下水位埋深为0.56~1.54m、高程为3.34~4.03m),地下室基坑开挖深度内土层中,①2层粘土和②1层淤泥为弱透水性地层,其渗透系数约在10-7~10-8m/s数量级,由于该地基土处于饱和状态,基坑开挖后,在重力作用下易产生失水,需采取有效的隔水措施,采用隔水措施后,其水量较小,基坑可采用明排方式,即在基坑四周开挖排水沟,在坑中设置若干集水坑集中排水,同时做好坡面及支护体顶面近基坑范围内的地面的疏水、截排水工作,并加强施工监测,基坑开挖应尽量避开雨季。
具体设计方案应针对上述问题并借鉴本地区相似工程条件的成功经验并经精心计算论证后确定。
6.2 高层建筑物垂直度及沉降观测
为确保本工程在上部结构施工及作用期间的安全,建筑物在施工和使用期间应进行变形监测,应设置长期沉降观测系统,制定长期观测计划,并对建筑主体结构进行垂直度监测。至少应有3个稳固可靠的高程基准点,基准点与建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍,沉降观测点的布置、观测精度要求、观测周期、沉降稳定标准等应符合《建筑变形测量规程》JGJ 8-2007的有关规定。
7 结论、建议
7.1 结论
1 本次勘察为详细勘察,查明了拟建场地勘察深度范围内的地层结构和地基土工程性质,本报告可作为瓯海农村合作银行总部大楼设计阶段地基基础设计的依据。
2 本场地整体稳定,适宜建造本工程。
3 本地区抗震设防烈度为6度,可不考虑地震液化作用,设计地震分组第一组,设计基本地震加速度值为0.05g;根据剪切波速测试,该场地地基土属软弱土类型,Ⅳ类场地,特征周期值为0.65s,属建筑抗震不利地段。
4 根据水质分析结果,该地下水PH=7.6,为中性水;受环境类型影响,地下水对混凝土结构具微腐蚀性;受地层渗透性影响,地下水对混凝土结构具微腐蚀性;在长期浸水条件下对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替条件下对混凝土结构中的钢筋具中腐蚀
5.5 基坑土方开挖
基坑土方开挖可采用分层开挖结合分块开挖等方案,开挖中应严格按设计要求进行,不得超挖;并应注意施工顺序,做到及时支护,减少土体位移;同时,基坑开挖应尽量避开雨季,开挖至设计标高后,应尽快做好清底及铺筑垫层工作,减少土体扰动,防止水浸和暴露,并应及时进行地下结构施工,基坑周边堆载,不得超过设计荷载条件;基坑开挖后,应进行基槽检验。
本基坑工程基坑开挖范围大,开挖土方量大,开挖方案中应做好周边环境条件、生活用水的排放条件等调查工作,开挖土方的堆放、搬运应听从市政部门的统一调度,确保工程的顺利进行。
6 施工监测与变形观测
6.1 施工监测
性。本场地地下水位较高,地基土基本在地下水位之下,呈饱和状态,地基土对建筑材料的腐蚀性评价可按地下水腐蚀性进行考虑。
5 场区上部为巨厚层滨海相淤积软土,为典型的软弱地基土;未发现滑坡、崩塌、土
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洞、崩塌、采空区等不良地质作用,也末发现墓穴、防空洞等其它对工程不利的埋藏物。 地面高程,基坑开挖过程中应进行系统性施工监测工作,建筑物在建期间和建成后应作好变形控制和监测。
7.2 建议
1 根据场地工程地质条件和拟建工程特点结合本地区工程经验,建议本工程采用钻孔灌注桩基础。从有利于变形控制角度,拟建工程主楼、裙房统一以⑦1层粉质粘土作为桩基持力层,桩的承载力性状按摩擦桩考虑;对于主楼部分,若承载力不能满足,可以⑦3层含粉质粘土圆砾作为桩基持力层。对无上部结构的地下室部分,应根据不同工况计算桩基础的抗压或抗拔,并按最不利工况进行承载力和变形验算。具体基础方案在综合考虑安全、经济、技术条件后择优确定。
2 本工程荷载差异大,差异沉降敏感,设计应综合考虑,对沉降量进行统一控制,在荷载差异大的地段应设置施工后浇带、加强地下室的结构刚度等措施。
3 在基础设计、施工前,建议业主向有关单位详细咨询场地及邻近地下管线的分布情况,做好保护工作。
4 本工程地质条件较复杂,基础施工有一定难度,建议加强桩基施工监理工作,尤其加强持力层的鉴定工作,应由经验丰富的相应专业技术人员逐桩把关验收。
5 机械钻(冲)孔灌注桩的承载力受施工条件影响大,桩基施工中务必确保桩身质量、桩身垂直及严格控制孔底沉碴厚度小于100mm;对大口径灌注桩应进行桩身质量及桩身完整性检测,可采用声波透射测试和钻孔取芯法。
6 基础施工与检测应严格按照现行有关规范、规程的规定进行, 本工程的实际单桩竖向承载力,应结合现场静载荷试验确定,作为设计依据。
7 本工程基坑安全等级为一级,开挖及影响土层主要为淤泥层,为不良地基土,故要采取基坑阻水、排水措施和对边坡进行支护,建议采用排桩结合内支撑支护体系进行支护,基坑隔水可采用水泥搅拌桩地下连续隔水帷幕;坑内降水可采用井点降水结合坑内大直径集水井法,同时做好坡面及支护体顶面近基坑范围内的地面的疏水、截排水工作并注意加强施工监测。基坑开挖应尽量避开雨季,做好周边环境、生活用水的排放条件等调查工作,加强施工监测,保证挡土体系及周围建(构)筑物的安全;设计方案可借鉴本地区类似工程条件的成功经验并经计算论证后确定。
8 根据调查研究,基坑开挖边界外开挖深度的3倍范围内,地基土地层结构及特征与场地地基土一致。
9 本工程地下室开挖深度较大,场区内地下水位较高,抗浮设计水位可采用室外设计
8 附表、附图与附件
8.1 附表
1 勘探点主要数据一览表 1张(A4) 2 地层分布统计表 3 土层颗粒分析成果图表
2张(A4) 1张(A3)
4 土层固结试验成果图表 2张(A3)1张(A4) 5 地基土物理力学性质指标数理统计表
3张(A3)
8.2 附图
1 建筑物和勘探点位置图 2 工程地质剖面图 3 十字板剪切试验曲线图 4 钻孔工程地质柱状图
1张(A3) 10张(A3) 6张(A4) 2张(A3)
8.3 附件
1 水质简分析报告表 2 土工试验成果表 3 地基土剪切波速测试报告
1张(A3) 10张(A3) 6张(A3)
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