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1前言
1.1勘察目的及任务受济宁市对口支援__工作指挥部委托,我院为其拟建的英吉沙县一中新校区进行了详勘阶段的岩土工程勘察工作其目的是为建筑设计提供详细的工程地质资料和岩土技术参数,对建筑地基作出岩土工程分析评价,为基础设计、地基处理方案作出论证和建议本次勘察主要任务是⑴查明建筑场地及附近有无影响本工程稳定性的不良地质作用;⑵查明场地地层结构及各层土的物理力学性质提供地基承载力和变形参数;⑶查明场地地下水埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度,判定水和土对建筑材料的腐蚀性;⑷确定建筑场地类别,对场地内饱和粉(砂)土进行液化判别,分析评价场地和地基的地震效应;⑸论证地基基础方案,推荐最优方案,并提供相关设计参数;⑹提供场地土的标准冻结深度
1.2工程概况根据岩土工程勘察委托任务书,本工程由山东建大建筑规划设计研究院设计,建筑物情况如下建筑物名称数量结构类型层数平面尺寸(m×m)基础埋深(m)柱距与跨度(m×m)单柱荷重办公综合楼1框架
671.4×
18.
32.
48.4×
8.45500kN合班教室1框架
327.0×
21.
02.
47.5×
7.54000kN教学楼3框架
572.0×
10.
82.
49.0×
7.83500kN实验楼1框架
491.3×
72.
02.
49.0×
7.84500kN艺体馆1框架
272.0×
45.
02.
47.8×
6.61800kN食堂1框架
354.3×
37.
52.
48.4×
8.43800kN开水房浴室1框架
228.5×
16.
02.
48.0×
8.01800kN学生宿舍5框架
559.7×
17.
42.
47.5×
7.23100kN教工宿舍1框架
559.7×
17.
42.
47.5×
7.23100kN看台1框架
2164.9×
12.
02.
47.5×
6.01800kN
1.3勘察工作依据岩土工程勘察安全规范GB50585-2010岩土工程勘察规范GB50021-2001(2009版)建筑地基基础设计规范GB50007-2002建筑抗震设计规范GB50011-2010建筑工程抗震设防分类标准GB50223-2008建筑地基处理技术规范JGJ79-2002建筑桩基技术规范JGJ94-2008土工试验方法标准GB/T50123-1999山东省岩土工程勘察文件编制标准DBK14-S3-2002建设单位提供的“岩土工程勘察委托任务书”
1.4岩土工程勘察等级、勘察手段及勘察工作量布置按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)与《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)有关规定,建筑物重要性等级为二级,场地等级为二级,地基等级为二级,岩土工程勘察等级为乙级,建筑抗震设防类别为乙类(不低于重点设防)根据拟建建筑物性质和场地工程地质条件,本次勘察采取钻探、取土试样、标贯试验、波速测试及室内土工试验等勘察手段,共布设钻孔127个(其中取土孔43个,标贯孔40个,鉴别孔44个),控制性钻孔
20.0米,一般性钻孔
15.0米;其中为判定场地类别,调查该场地覆盖层厚度变化范围,布设
50.0米钻孔1个;布设波速测试孔7个(利用钻孔进行)
1.5勘察方法及完成工作量野外勘探工作于2011年4月5日~4月13日进行,投入XY-130型钻机4台钻探采用单管钻具液压回转钻进工艺;取土采用薄壁取土器重锤少击法;标贯试验采用机械提升自动落锤标贯设备波速测试使用RS-1616动测仪,采用单孔检层法室内土工试验于2011年4月14日~4月18日进行,按照土工试验方法标准GB/T50123-1999要求,采用人工加荷设备微机自动采集数据及整理资料完成工作量见下表项目单位数量项目单位数量钻孔个127土常规件132钻探总进尺米
2140.0直剪试验项46原状土件132颗粒分析件82扰动样件82水质简分析件4水样件4渗透试验项16标贯试验次421波速测试孔/点次7/140测点点
1271.6勘探点的放设勘探点的放设,依据建设单位提供的场地北侧纬九路中心的1号点(X=4___
602.715,Y=
599620.100)和2号点(X=4___
721.058,Y=
599832.322)引测,采用全站仪放定;高程测量采用绝对高程,由1号点引测,该点绝对高程为
1288.74m2场地工程地质条件
2.1气象概况喀什地区位于祖国西陲、__维__自治区西南部,地理坐标东经73o02’~79o57’,北纬35o20’~40o18’,属大陆型干旱气候因喀什地区地形复杂,气候差异大,可分为平原、沙漠荒漠、山地丘陵、帕米尔高原和昆仑山等气候区,本工程位于喀什市英吉沙县县城北,属平原气候区,四季分明、夏长冬短,年平均气温
11.4~
11.7oC,极端最高气温达
49.1oC,极端最低气温-
24.4oC年平均无霜期215天,年平均降雨量39~64毫米
2.2区域地质概况喀什地区三面环山,一面敞开,北有天山南脉横卧,西有帕米尔高原耸立,南部是横亘东西的喀嘞昆仑山,东部为一望无垠的塔克拉玛干大沙漠诸山和沙漠环绕的叶尔羌河、喀什格尔河冲积平原处于其中整个地形由西南向东北倾斜地貌轮廓是由稳定的塔里木盆地、天山、昆仑山地槽褶皱带为主的构造单元组成境内最高的乔戈里峰海拔8611米,最低处塔克拉玛干沙漠海拔1100米,英吉沙县城区的平均海拔高度约为1290米
2.3场地位置、地形地貌拟建场地位于__喀什地区英吉沙县纬九路以南,经一路以东,交通便利场地地形平坦,孔口地面标高
1287.76~12__.79m,最大高差为
2.03m,场地地貌单元属库山河冲积平原
2.4地下水概况及其腐蚀性勘察范围内,场地地下水为第四系孔隙潜水,补给来源主要为地下径流,主要排泄途径为地面蒸发勘察期间,从钻孔内测得地下水静止水位埋深
0.30~
1.60m,水位标高为
1286.__~
1288.12m,总体地下水流向为西北向东南根据附近资料及工程经验水位变化幅度约1m,总体丰水期最高水位标高可按
1287.5~12__.0m,自西北向东南逐渐降低根据钻孔水样分析结果,腐蚀性介质含量如下孔号SO42-Cl-矿化度MHCO3-侵蚀CO2PH值水化学类型mg/lmg/lmg/lmmol/Lmg/l
12236.
8818.
34678.
77.6/
8.1SO4·Cl-K+Na·Mg
362971.
2823.
65280.
87.8/
8.1SO4·Cl-K+Na·Mg
612592.
0830.
75216.
58.2/
8.1SO4·Cl-K+Na·Mg
1122856.
0866.
25926.
97.8/
8.1SO4·Cl-K+Na·Mg按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)第12章第
12.2节有关规定,拟建场地环境类型为Ⅰ类,干湿交替作用时,其水质对混凝土结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性;__浸水时,水对混凝土结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性该工程地下水,对建筑材料具腐蚀性,应按照《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)相关标准进行防护处理
2.5场地地层结构及物理力学性质在勘察范围内,场地地层由第四系全新统(Q4)冲积成因的粘性土及粉土、砂土组成,表层为耕土详述如下
①耕土(QPd)灰褐色,稍湿,松散,主要成分为粉土,含少量植物根系及虫孔该层厚度
0.40~
0.50m,平均
0.49m;层底标高
1287.26~12__.29m;层底埋深
0.40~
0.50m该层结构松散,力学性质差
②粉质粘土(Q4al)灰褐色,可塑,局部软塑,摇振反应无,稍有光泽反应,干强度中等,韧性中等,含少量氧化铁,局部夹粉土薄层该层厚度
1.90~
3.10m,平均
2.51m;层底标高
1284.26~
1286.58m;层底埋深
2.40~
3.60m本层内取原状土样43件,做标贯试验40次物理力学指标统计如下项目nX__xXminμσδw
4330.
225.
327.
61.
00.04γ
4319.
118.
118.
60.
20.01e
0430.
8870.
7520.
8320.
0260.03wL
4335.
629.
233.
11.
50.05Ip
4315.
311.
613.
60.
90.06IL
430.
910.
370.
600.
120.21c
1535313410.03Φ
1514.
311.
912.
80.
60.05a1-
2430.
530.
420.
480.
030.06Es
434.
43.
43.
80.
20.06N
405.
02.
53.
50.
60.17N’
404.
92.
53.
40.
60.17KV
85.12E-
063.26E-
063.73E-06
③粉土(Q4al)灰褐色,很湿,稍密,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低,含少量云母片该层厚度
2.20~
4.30m,平均
3.36m;层底标高
1280.__~
1283.51m;层底埋深
5.20~
7.30m本层内取原状土样43件,扰动样19件,做标贯试验80次剔除异常值后,物理力学指标统计如下项目nX__xXminμσδw
4329.
525.
627.
01.
00.04γ
4318.
818.
118.
40.
20.01e
0430.
8710.
7600.
8220.
0220.03wL
4328.
925.
327.
20.
90.03Ip
439.
64.
86.
81.
20.18IL
431.
330.
710.
970.
180.18c
1514111210.09Φ
1523.
522.
122.
70.
60.02a1-
2430.
250.
190.
220.
010.06Es
439.
97.
38.
20.
50.06N
759.
05.
07.
31.
20.16N’
758.
24.
66.
71.
00.14KV
85.12E-
053.26E-
054.25E-05ρc
199.
88.
59.1
④粉土(Q4al)褐黄色,很湿,稍密~中密,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度低,等韧性低,含少量云母片该层厚度
4.30~
6.40m,平均
5.08m;层底标高
1276.03~
1278.28m;层底埋深
10.50~
12.30m本层内取原状土样46件,扰动样22件,做标贯试验112次剔除异常值后,物理力学指标统计如下项目nX__xXminμσδw
4628.
924.
627.
01.
00.04γ
4619.
318.
419.
00.
20.01e
0460.
8280.
7120.
7680.
0280.04wL
4629.
325.
227.
20.
90.03Ip
469.
34.
46.
91.
20.18IL
411.
520.
691.
020.
180.17c
1614111310.06φ
1624.
320.
923.
00.
90.04a1-
2460.
190.
150.
170.
010.06Es
4611.
99.
110.
20.
70.06N
11219.
013.
016.
02.
00.12N’
11215.
410.
913.
31.
30.10ρc
229.
37.
28.1
⑤粉砂(Q4al)褐黄色,很湿,中密~密实,主要矿物成分为石英、长石,含少量云母片,分选较好,级配较差该层厚度
2.70~
5.10m,平均
3.67m;层底标高
1272.38~
1274.79m;层底埋深
14.50~
16.20m本层内取扰动样18件,均为粉砂,做标贯试验84次剔除异常值后,物理力学指标统计如下项目nX__xXminuσδN
8339.
021.
032.
34.
50.14N’
8329.
616.
224.
73.
20.13
⑥粉砂(Q4al)褐黄色,很湿,密实,主要矿物成分为石英、长石,含少量云母片,分选较好,级配较差该层仅JB1#钻孔揭穿,厚度
5.4m;层底相应标高
1268.35m;层底埋深
20.40m本层内取扰动样23件,为粉砂和细砂,做标贯试验101次剔除异常值后,物理力学指标统计如下项目nX__xXminuσδN
9776.
040.
051.
18.
00.16N’
9754.
029.
236.
65.
20.143岩土工程分析评价
3.1场地的稳定性评价该场地地层分布稳定,结合场地附近已完成的工程地质资料,该场地为液化场地,场区及附近不存在岩溶、泥石流、震陷、崩塌、滑坡、地震断层等地基失稳问题,属于稳定场地
3.2场地和地基的地震效应评价
3.
2.1饱和粉砂土液化判定按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)有关规定,__喀什地区英吉沙县抗震防烈度为8度,设计基本地震加速度值为
0.20g,设计地震分组为第三组按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009版)规范第
5.7款规定和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规范第
4.
3.2和
4.
3.4条之规定,对本场地
20.0米深度范围内第
③层、第
④层、第
⑤层、第
⑥层饱和砂(粉)土进行液化判定勘察范围内,场地地下水为第四系孔隙潜水,钻孔内测得地下水静止水位埋深
0.30~
1.60m根据附近资料及工程经验水位变化幅度约1m丰水期水位埋深按
0.50m考虑判定公式N0=12dw=
0.5Ncr=N0β[In
0.6ds+
1.5-
0.1dw]IιE=[1-Ni/Ncri]diWi判定结果为第
③层粉土液化、第
④层粉土局部液化,第
⑤层粉砂和第
⑥层粉砂不液化,场地钻孔液化指数为ILE=
5.46~
11.69,液化等级为中等该工程建筑设防类别为乙类,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第
4.
3.6条及表
4.
3.6规定,宜采用“全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理”
3.
2.2建筑场地类别划分按照《建筑抗震设计规范》(GB20011-2010)有关规定,__喀什英吉沙县抗震设防烈度为8度(第三组),设计基本地震加速度值为
0.20g该场地共布置7个波速测试孔(1#、19#、31#、42#、76#、100#、121#孔),测深均为
20.00m,等效剪切波速值分别为
188.5m/s、
183.5m/s、
185.2m/s、
187.3m/s、
183.8m/s、
185.2m/s和
183.8m/s(详见附件《英吉沙一中新校区波速测试报告》)根据JB1#钻孔,该场地覆盖层厚度大于50m,建筑场地类别为Ⅲ类,特征周期值为
0.65s
3.3地基土分析评价第
①层耕土均匀性较差,结构松散,无工程意义;第
②层粉质粘土可塑,局部软塑,力学性质一般,属中压缩性土,可作为一般建筑地基持力层;第
③层粉土稍密,属中压缩性土,力学性质一般,可作为一般地基持力层;第
④层粉土稍密~中密,力学性质一般,属中压缩性土第
⑤层粉砂中密~密实,属低压缩性土,力学性质较好,为较好的桩端持力层;第
⑥层粉砂密实,属低压缩性土,力学性质良好,为较好的桩端持力层
3.4地基土承载力评价按照GB50007-2002有关规定,结合场地工程地质条件和各种测试手段适用性,参照地区建筑经验,建议各层土的地基承载力特征值fak(kPa)、压缩模量Es1-2(MPa)如下层号岩土名称fak(kPa)Es1-2(MPa)备注
②粉质粘土
903.5
③粉土
1007.0液化
④粉土
12010.0局部液化
⑤粉砂
20025.0不液化
⑥粉砂
26035.0不液化
3.5地基基础方案分析评价
3.
5.1天然地基方案评价拟建各建筑物基础埋深及地基持力层一览表建筑物名称层数基础埋深(m)柱距与跨度(m×m)单柱荷重(kN)荷载(kPa)持力层办公综合楼
62.
48.4×
8.4550078第
②层合班教室
32.
47.5×
7.5400071第
②层教学楼
52.
49.0×
7.8350050第
②层实验楼
42.
49.0×
7.8450064第
②层艺体馆
22.
47.8×
6.6180035第
②层食堂
32.
48.4×
8.4380054第
②层开水房浴室
22.
48.0×
8.0180028第
②层学生宿舍
52.
47.5×
7.2310057第
②层教工宿舍
52.
47.5×
7.2310057第
②层看台
22.
47.5×
6.0180040第
②层根据以上各建筑物概况,荷载为28~78kPa,基础埋深均为
2.40m,根据场地工程地质条件,地基持力层均为第
②层粉质粘土,其地基承载力fak=90kPa,地基强度可满足建筑物荷载要求考虑到地震效应时,基底下部第
③层粉土液化、第
④层粉土为局部液化,液化指数为ILE=
5.46~
11.69,液化等级为中等,故天然地基不能满足要求,需采取相应的抗液化地基处理措施建筑抗震设防类别为乙类,地基抗液化措施宜采用“全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理”根据地区建设经验,可采用振动沉管碎石桩法进行地基处理或采用桩基方案
3.
5.2复合地基分析评价当采用振动沉管碎石桩地基处理时,消除地基液化,建议处理至第
④层粉土底或以下地层,根据地区施工经验,当碎石桩直径为400mm,桩距
1.2m,处理至第
④层粉土底时,处理后的复合地基承载力特征值将大于130kPa复合地基承载力特征值应通过复合地基载荷试验确定,并严格按照《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002有关规定进行施工和检测,同时应按相关要求对地基处理后,桩间土进行液化检测,以满足相关规定及设计要求,建议通过实验确定相关参数
3.
5.3桩基方案评价
1、桩基形式的选择当拟建建筑物采用桩基抗液化措施时,根据场地工程地质条件可采用的桩型有,泥浆护壁钻孔灌注桩或预应力管桩基础方案由于该场地属于8度抗震地区,考虑到预应力管桩穿过液化土层,进入第
⑤层粉砂(为中密~密实)深度有限,施工难度较大,故不宜采用预应力管桩,建议采用泥浆护壁钻孔灌注桩桩基础方案
2、桩基参数的确定按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)有关规定,结合地区建筑经验,建议各层土的极限侧阻力标准值qsikkPa、桩的极限端阻力标准值qpkkPa取值如下层序土层名称泥浆护壁钻孔灌注桩备注qsikqpk液化折减系数ψl
②粉质粘土30
③粉土301/3液化
④粉土402/3局部液化
⑤粉砂60800
⑥粉砂
789003、单桩竖向极限承载力标准值估算根据场地工程地质条件,结合当地工程经验,建议采用泥浆护壁钻孔灌注桩,选择第
⑤层粉砂为桩端持力层,入持力层深度不小于
1.5m按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)规范规定,泥浆护壁钻孔灌注桩根据规范
5.
3.5条公式Quk=u∑qsikLi+qpkAp进行计算;初步取桩径d=600mm,估算单桩竖向极限承载力如下孔号规格mm桩端持力层桩底标高m桩顶标高m桩长(m)单桩竖向极限承载力标准值Quk(kN)Quk建议值(kN)1#Φ600第
⑤层
1275.
001287.
0012.00__
0.
9860.076#Φ
600822.1121#Φ
600870.8估算值仅供初步设计时使用,单桩竖向极限承载力标准值应先通过现场试桩试验确定采用钻孔灌注桩时,可采取后注浆施工工艺,提高单桩竖向承载力
3.
5.4方案的适用性及注意问题
1、采用复合地基振动沉管碎石桩地基处理,该桩型为振动挤密桩,处理液化土层效果较好,并且能相应的提高承载力,本工程主要考虑消除液化问题,应先进行试验,通过试验情况调整设计参数,进行动态设计和施工
2、采用钻孔灌注桩桩基方案,该桩型为成孔灌注桩,适应各种地层,设计及施工时,一方面需考虑承载力问题,另一方面考虑抗液化问题效果,根据需要保证进入非液化土层第
⑤层粉砂或以下地层中一定深度另外该桩型施工时需排放大量泥浆,建议对泥浆经行外运,防止污染周围环境
3.6基坑开挖及降水拟建建筑物基础埋深均为
1.50m,基槽坑开挖时可采用自然放坡,放坡坡度可取
11.00该场地钻孔内测得静止水位埋深为
0.30~
1.60米,水位埋深较浅,施工时可采用轻型井点降水降水方案4结论与建议
4.1经勘察,本场地无不良地质作用,为稳定场地
4.2按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)有关规定,建筑场地类别为Ⅲ类为抗震不利地段
4.3__喀什地区英吉沙县抗震防烈度为8度,设计基本地震加速度值为
0.20g,设计地震分组为第三组,场地特征周期值为
0.65s
4.4按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)规范和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)规范规定,判定结果第
③层粉土液化,第
④层粉土局部液化,第
⑤层粉砂和第
⑥层粉砂不液化,场地钻孔液化指数为ILE=
5.46~
11.69,液化等级为中等该工程建筑设防类别为乙类,按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第
4.
3.6条及表
4.
3.6规定,宜采用“全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理”
4.5根据土工试验、标贯测试统计结果,结合地区建筑经验,推荐地基土承载力特征值(fak)、压缩模量(Es1-2)采用本报告“
3.4地基土承载力评价”部分
4.6根据拟建建筑物性质及场地工程地质条件,本工程采用天然地基不能满足要求,结合场地周边地区建筑经验,可采用振动沉管碎石桩地基处理或泥浆护壁钻孔灌注桩方案详见本报告“
3.
5.2复合地基分析评价和
3.
5.3桩基方案评价”复合地基承载力特征值应通过复合地基载荷试验确定,并严格按照《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002有关规定及设计要求进行施工和检测,并应对处理后复合地基桩间土液化进行检测;泥浆护壁钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值应先通过现场试桩试验确定,可根据实际情况调整桩径或桩长
4.7勘察范围内,场地地下水为第四系孔隙潜水,补给来源主要为地下径流,主要排泄途径为地面蒸发勘察期间,从钻孔内测得地下水静止水位埋深
0.30~
1.60m,水位标高为
1286.__~
1288.12m,总体地下水流向为西北向东南根据附近资料及工程经验水位变化幅度约1m,总体丰水期最高水位标高可按
1287.5~
1289.0m,自西北向东南逐渐降低根据钻孔水样分析结果,按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)第12章第
12.2节有关规定,拟建场地环境类型为Ⅰ类,干湿交替作用时,其水质对混凝土结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性;__浸水时,水对混凝土结构具中等腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性该工程地下水,对建筑材料具腐蚀性,应按照《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95)相关标准进行防护处理
4.8拟建建筑物基础埋深均为
1.50m,基槽坑开挖时,可采用自然放坡,放坡坡度可取
11.00该场地水位埋深较浅,水位位于基础以上,施工时可采用轻型井点降水降水方案
4.9__喀什英吉沙县地区标准冻结深度可按
0.70m考虑。