毕设勘察报告黄土.docx
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毕设勘察报告黄土
1.前言
二OO八年三月中旬,受东尧商住小区的委托,对其拟建的东环路东尧商住小区进行详勘阶段的岩土工程勘察。
1.1工程概况
东尧商住小区位于西安市临潼区东二环路以西,南邻瑞麟君府住宅小区,交通比较便利。
拟建的东尧商住小区住宅楼一栋,由陕西省城市建设总公司设计公司设计,根据其提供的《岩土工程勘察任务委托书》,拟建住宅楼地面以上为6层,高度为24.0m,地下1层,框架—剪力墙结构,对差异沉降敏感,拟采用桩筏基础,基础埋深为5.5m,相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值为260kPa;
1.2建筑类别与岩土工程勘察等级
依据规范GB50025-2004,拟建住宅楼属乙类建筑,依据规范GB50021-2001,拟建建筑物的工程重要性等级为二级,场地和地基复杂程度等级均为二级,故岩土工程勘察等级为乙级。
1.3勘察目的
(1)查明场地不良地质作用,评价场地建筑适宜性。
(2)查明场地地形地貌、地层结构,提供各层地基土的物理力学性质指标;对地基均匀性、压缩性等做出评价。
(3)查明湿陷性黄土的分布深度及范围;判定场地湿陷类型及地基湿陷等级。
(4)查明场地地下水的类型和埋藏条件。
(5)查明场地土和地下水对建筑材料的腐蚀性。
(6)查明场地内砂土地震液化的可能性。
判定建筑场地类别,提供抗震设计所需参数。
(7)提供各层地基土的承载力特征值。
(8)评价桩基可行性,提供桩基设计的岩土参数。
(9)提供基坑开挖和支护的建议方案和岩土参数。
(10)对地基基础方案进行比较、分析、论证,推荐适宜的地基基础方案。
1.4勘察依据及执行的主要技术标准
⑴岩土工程勘察任务委托书;
⑵拟建建筑物总平面图;
⑶勘察执行的规范、规程和标准:
A.国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);
B.国家标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004);
C.国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
D.国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
E.国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);
F.国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);
G.国家行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);
H.国家行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
I.国家行业标准《孔内深层强夯法技术规程》(CECS179-2006)。
1.5勘察工作日期
外业钻探工作始于2008年3月7日,终于3月12日,历时6天。
室内土工试验工作于2008年3月22日结束。
2.勘察与室内试验
2.1勘察工作量布置
根据拟建建筑物总平面图和设计要求,按现行有关规范的规定,本次勘察沿拟建建筑物周边和角点共布置钻孔6个,其中取土试样钻孔3个(包括1个先井后钻孔),钻孔深度为43.0~60.0m,详见附件3“勘探点平面位置图”。
2.2勘探点定位及高程测量
勘探点定位根据建设方提供的本场地拟建建筑物总平面图,以场地周边围墙和现有建筑物为参照物,采用皮尺丈量法确定勘探点的位置。
高程引自场地内西侧已有建筑物的室内地坪,根据建设方提供的总平面图,查得其±0.00高程值为447.90m。
相对位置详见附件3“勘探点平面位置图”。
2.3钻探、取样和原位试验
本次勘察钻探、取样和现场试验工作使用两台DPP-100型车载钻机,对地下水位以上土层采用螺旋钻进,静压法采取土试样;其下采用泥浆护壁回转法钻进,以静压法采取不扰动土试样。
钻孔开孔直径146mm,终孔直径127mm。
重型圆锥动力触探试验采用自动脱钩的自由落锤法。
主要设备参数为:
重型圆锥动力触探试验探头直径为74mm,锥角为60°。
钻杆直径为42mm,穿心锤质量为63.5kg,自由落距为76cm。
2.4室内试验
除对土试样进行了一般物理力学性质和湿陷性试验外,还对地下水位以上土试样加做了自重湿陷性试验,对12m以上土层进行了固结快剪试验,并对场地土和地下水进行了腐蚀性分析。
场地土的液限系采用76g圆锥仪测定,下沉深度为10mm。
2.5勘察工作量
本次勘察完成的工作量详见表2.5“勘察工作量一览表”
勘察工作量一览表表2.5
钻孔
编号
孔(井)
深度
(m)
采取试样(件)
动探
试验
(m)
波速
试验
(次)
室内试验(组)
原状土
水样
常规
试验
颗粒分析
自重湿陷
固结
快剪
土腐蚀性
水质分析
1
45.0
0.5
7
2
45.0
20
3
53.2
19
1
1.0
19
2
7
1
1
4
45.0
5
60.0(12.2)
34
0.5
27
2
10
7
6
45.0
19
19
6
合计
293.2(12.2)
72
1
2.0
20
65
4
23
14
1
1
3.场地岩土工程条件
3.1场地地形地貌
拟建场地位于骊山北麓山前冲洪积扇。
地形东南高西北低。
3.2地下水
本场地地下水属潜水类型。
主要由大气降水、地下迳流补给,以自然蒸发和地下迳流排泄为主。
勘察期间,本场地地下水位埋深为16.20~16.80m,相应标高为429.36~429.90m。
地下水位年变化幅度约1.5m。
3.3地层结构及岩性描述
根据本次勘探结果,将场地地层划分11个单元层。
主要由人工填土,第四纪全新世冲洪积黄土状土、碎石类土,晚更新世冲积粉质粘土和碎石类土组成,现自上而下分述之:
②黄土状土Q4al+pl:
黄褐色,土质较均匀,大孔和虫孔发育,具块状结构,含少量砂砾和结核,可见铁锰质斑点、钙质网膜、蜗牛壳碎片。
坚硬~硬塑(个别土试样可塑),具中等~强烈湿陷性,属中偏高压缩性土。
本层厚度为7.40~8.20m,层底深度为7.40~8.20m,层底标高为437.90~439.16m。
本层在2#和6#钻孔上部夹有②-1园砾层,厚度0.30~1.40m,粒径20mm左右,呈亚圆形,岩性主要为花岗岩、石英岩,含泥量较大。
松散,稍湿。
③黄土状土Q4al+pl:
褐黄色,土质较均匀,孔隙发育,可见铁锰质斑点、云母片、钙质结核和蜗牛壳碎片。
局部夹有碎石,粒径30mm左右。
硬塑~可塑(个别土试样坚硬),具轻微~中等湿陷性,属中压缩性土。
本层厚度为4.60~6.0m,层底深度为12.40~13.5m,层底标高为432.50~434.15m。
④黄土状土Q4al+pl:
褐红色,土质较均匀,稍具块状结构,可见孔隙,含较多氧化铁条纹、白色钙质条纹及钙质结核,可见砂砾。
上部具轻微湿陷性,硬塑~可塑(个别土试样软塑),属中压缩性土。
本层厚度为2.5~3.40m,层底埋深为15.40~16.40m,层底标高为429.76~431.26m。
⑤粉质粘土Q3al:
褐黄色,土质较均匀,含氧化铁条纹和铁锰质斑点,偶见钙质结核、蜗牛壳碎片和砾石。
可塑~软塑,属中压缩性土。
本层厚度为12.60~16.10m,层底深度为29.00~32.00m,层底标高为414.10~417.16m。
本层上部夹⑤-1卵石透镜体,厚度0.40~1.90m,松散,饱和。
下部夹⑤-2卵石透镜体,厚度为0.70~1.00m,中密,饱和。
卵石粒径一般20~50mm左右,最大粒径约70mm,级配较差,呈亚圆形,岩性主要为花岗岩、石英岩,粗砾砂充填,含泥量较大。
⑥粉质粘土Q3al:
褐红色,土质均匀,含较多氧化铁条纹和铁锰质斑点,偶见钙质结核和砂砾。
可塑,属中压缩性土。
本层厚度为1.80~2.80m,层底深度为31.00~34.50m,层底标高为411.60~415.16m。
⑦粉质粘土Q3al:
褐黄色,土质较均匀,含氧化铁条纹和铁锰质斑点,局部夹碎石(粒径50mm左右),偶见钙质结核。
可塑~软塑,属中压缩性土。
本层厚度为4.30~6.00m,层底深度为36.50~39.60m,层底标高为406.27~410.05m。
本层下部分布有⑦-1园砾层。
⑦-1园砾,灰白色,呈亚圆形,一般粒径为20mm左右,最大粒径约80mm,级配较差。
岩性主要为花岗岩、石英岩,中粗砂充填,含泥量较大。
稍密~中密,饱和。
揭露厚度为1.2m,相应标高为408.26~407.06m。
⑧粉质粘土Q3al:
褐黄~褐红色,土质较均匀,含较多氧化铁条纹和铁锰质斑点,偶见钙质结核。
可塑(个别土试样软塑),属中压缩性土。
本层厚度为2.00~3.70m,层底深度为38.5~43.3m,层底标高为402.8~408.05m。
⑨粉质粘土Q3al:
褐黄色,土质均匀,含氧化铁条纹和铁锰质斑点,局部夹碎石(粒径40mm左右),偶见钙质结核。
可塑(个别土试样软塑),属中压缩性土。
本层厚度为7.80~11.50m,层底深度为50.50~51.10m,层底标高为395.00~395.66m。
⑩卵石Q3al:
杂色,呈亚圆形,岩性主要为花岗岩、石英岩,中粗砂充填,含泥量较大,一般粒径为20~50mm左右,最大粒径约80mm,级配较差,钻进困难。
中密~密实,饱和。
揭露厚度为3.90m,相应标高为391.10m。
⑾粉质粘土Q3al:
仅14#孔钻遇该层。
褐黄色,土质较均匀,含氧化铁条纹和铁锰质斑点,局部夹圆砾和砂砾,偶见钙质结核。
可塑,属中压缩性土。
本层揭露厚度为5.00m,相应标高为391.1m。
4.岩土工程特性指标
4.1室内试验结果
勘探深度范围内粘性土的物理力学性质指标试验结果详见附件5“土工试验成果报告表”。
4.1.1土的一般物理力学性质指标
粘性土的物理力学性质指标按现行规范进行了统计计算,详见表4.1.1“粘性土工程特性指标统计表”。
4.1.2土的压缩试验指标
为便于沉降计算,按工程经验给定了碎石土的压缩模量,并将各层粘性土的压缩模量平均值统计结果汇总于表4.1.2“地基土的压缩模量平统计表”。
地基土的压缩模量统计表(MPa)表4.1.2
地层名称
粘性土
碎石土
Es1-2
Es2-3
Es3-4
Es4-5
Es5-6
Es6-7
Es
②黄土状土
7.57
③黄土状土
10.97
10.82
④黄土状土
13.09
12.11
⑤粉质粘土
7.17
9.16
11.78
13.27
16.08
15.71
⑥粉质粘土
6.24
7.24
8.24
9.24
10.24
11.24
⑦粉质粘土
7.16
9.90
10.73
13.00
16.17
16.02
⑧粉质粘土
7.41
9.49
12.39
14.94
15.43
16.38
⑨粉质粘土
8.14
11.69
14.30
17.31
17.68
20.18
4.1.3黄土的湿陷性
根据土工试验成果报告表,场地内自重湿陷性土层下限分布深度为10.0~15.40m,按规范GB50025-2004计算的黄土自重湿陷量△zs=52.2~220.5mm,计算过程见表4.1.3-1“黄土自重湿陷性质计算表”。
综合分析认为,本场地属自重湿陷性黄土场地。
当拟建住宅楼基础埋深为5.50m,基底标高为441.50m,从拟建建筑物基础底面开始计算的黄土地基湿陷量详见表4.1.3-2“黄土地基湿陷量计算表”。
黄土自重湿陷性质计算表表4.1.3-1
孔
自重湿陷性黄土分布深度
自重湿陷性黄土计算厚度
自重湿陷性黄土分层厚度
自重湿陷系数
修正
分层自重湿陷量△zsi
自重湿陷量△zs
(井)号
(m)
(m)
(mm)
δzsi
系数
(mm)
(mm)
βo
3
15
6.7
2000
0.037
0.9
66.6
220.41
2000
0.058
0.9
104.4
1200
0.027
0.9
29.16
1500
0.015
0.9
20.25
5
11.5
6
1000
0.018
0.9
16.2
105.3
1000
0.018
0.9
16.2
1000
0.021
0.9
18.9
1000
0.021
0.9
18.9
1000
0.017
0.9
15.3
1000
0.022
0.9
19.8
6
11
3.5
1500
0.016
0.9
21.6
52.2
2000
0.017
0.9
30.6
黄土地基湿陷量计算表表4.1.3-2
(1)
建筑
物编
号
孔
(井)
号
湿陷
性黄
土分
布深
(m)
湿陷
性黄
土计
算厚
度(m)
湿陷
性黄
土层
厚度
(mm)
湿陷
系数
δsi
修正
系数
β
分层
湿陷量
△si
(mm)
地基湿
陷量
△s(mm)
黄土
地基
湿陷
等级
起算
标高
(m)
1#
3
15
10
340
0.094
1.5
47.9
490
Ⅱ(中等)级
441.5
2000
0.065
1.5
195.0
1200
0.047
1.5
84.6
260
0.018
1.5
7.0
2540
0.018
1.0
45.7
2460
0.032
1.0
78.7
40
0.032
0.9
1.2
1500
0.022
0.9
29.7
5
12.5
7.0
900
0.089
1.5
120.2
459.5
Ⅱ(中等)级
1000
0.069
1.5
103.5
1000
0.028
1.5
42.0
100
0.028
1.0
2.8
1000
0.046
1.0
46.0
1000
0.034
1.0
34.0
1000
0.056
1.0
56.0
1000
0.055
1.0
55.0
6
15.4
10.24
2340
0.038
1.5
133.4
362.6
Ⅱ(中等)级
1460
0.019
1.5
41.6
40
0.019
1.0
0.8
2000
0.025
1.0
50.0
1900
0.015
1.0
28.5
1060
0.046
1.0
48.8
1440
0.046
0.9
59.6
4.1.4土的抗剪强度指标
为满足基坑开挖和支护结构设计需要,对场地土进行了固结快剪试验,其结果按规范GB50007-2002之附录E的规定进行了统计计算,详见表4.1.4“抗剪强度参数统计表”。
抗剪强度参数统计表表4.1.4
地层名称
试验组数
c(kPa)
φ(°)
最小值
最
平均值
σc
δc
Ψc
ck
最
最
平
σφ
δφ
Ψφ
φk
大
小
大
均
值
值
值
值
②黄土
状土
7
18.3
43.9
28.27
13.56
0.48
0.645
18.240
20.9
24.4
22.871
8.160
0.357
0.736
16.837
③黄土
状土
7
23.8
38.6
34.03
5.84
0.17
0.873
29.711
20.3
26.2
23.686
2.475
0.104
0.923
21.856
4.2原位试验结果
4.2.1重型圆锥动力触探试验结果
为综合评价碎石土的承载力,本次勘察对碎石土层进行了重型圆锥动力触探试验,其实测锤击数和修正锤击数统计结果详见表4.2.1“重型圆锥动力触探试验成果统计表”
地层名称
频数
实测值N63.5
杆长修正值N'63.5
最小值
最大值
平均值
标准差
变异
系数
最小值
最大值
平均值
标准差
变异
系数
⑤-1卵石
5
4
20
14.6
7.3
0.5
3.0
10.9
8.24
3.4
0.41
⑤-2卵石
15
7
31
20.5
7.23
0.35
5
13.5
10.3
2.96
0.29
⑦-1园砾
9
6
42
21.8
13.6
0.62
4.4
16.1
10.2
4.60
0.45
⑩卵石
15
9
49
32.9
12.12
0.37
6.2
17.8
13.7
3.36
0.25
重型圆锥动力触探试验成果统计表
4.2.2波速试验结果
为确定建筑场地类别,2#钻孔中进行了波速试验。
试验采用单孔波速度检层法测定了场地地表下20m深度范围内土层的剪切波速值,其结果详见附件9“波速测试成果”。
5.场地岩土工程评价
5.1不良地质作用
根据本次勘探和现场地面调查结果,拟建场地未发现不良地质作用,场地稳定,适宜建筑。
5.2填土
场地内的①素填土,土质不均匀,松密不一,未经处理不得作为本次建筑的的天然地基和回填土料使用。
基坑开挖和基础工程施工中应防止其局部坍塌。
5.3粘性土的压缩性和碎石土的密实度
根据土工试验成果报告表,场地内分布的②黄土状土的压缩系数(a1~2)介于0.12~1.39MPa-1之间,平均值0.44MPa-1,属中偏高压缩性土。
其下各土层的压缩系数(a1~2)介于0.11~0.36MPa-1之间,平均值0.14~0.27MPa-1,均属中压缩性土。
场地内分布的②-1园砾、和⑤-1卵石为松散碎石土,⑤-2卵石和⑦-1园砾为稍密~中密碎石土,⑩卵石为密实碎石土。
5.4黄土湿陷性
根据土分析结果报告,场地内②和③黄土状土具自重湿陷性,黄土自重湿陷量△zs=52.2~220.5mm,综合分析认为,本场地属自重湿陷性黄土场地。
场地内各土试样的湿陷系数(δs)详见附件5“土工试验成果报告表”。
湿陷性黄土的下限分布深度为8.2~12.0m。
当拟住宅楼基础埋深为5.50m,基础底面标高为441.20m,按规范GB50025-2004计算的地基湿陷量为362.6~490.0mm,黄土地基湿陷等级为Ⅱ(中等)级。
5.5地基均匀性
当拟建住宅楼基础埋深为5.50m,基础底面标高为441.20m,基础直接持力层为②黄土状土,下卧层为③黄土状土,该两土层及其下土层沿水平向层位平缓,层面坡度和厚度变化不大,延伸稳定,尽管地基主要受力层内局部夹有0.5m厚的碎石土,但其对地基土的压缩性起不到控制作用,因此,当对局部填土进行换填处理后,拟建建筑物地基均可按均匀地基对待。
5.6地基土的承载力
根据野外鉴别、现场试验和土工试验成果报告并结合地区工程经验,各层地基土的承载力特征值(fak)建议采用如下数值:
②黄土状土fak=150kPa
②-1园砾fak=170kPa
③黄土状土fak=170kPa
③-1园砾fak=190kPa
④黄土状土fak=180kPa
⑤粉质粘土fak=160kPa
⑤-1卵石fak=190kPa
⑤-2卵石fak=200kPa
⑥粉质粘土fak=180kPa
⑦粉质粘土fak=190kPa
⑦-1园砾fak=230kPa
⑧粉质粘土fak=200kPa
⑨粉质粘土fak=210kPa
⑩卵石fak=300kPa
粉质粘土fak=220kPa
5.7场地土和地下水的腐蚀性
按规范GB50021-2001,拟建场地环境类型为Ⅲ类。
根据土壤腐蚀性分析和水质腐蚀性分析,场地土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。
地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性。
5.8标准动探
按规范GB50007-2002,拟建场地季节性冻土的标准冻深小于60cm。
6.场地地震效应
6.1建筑抗震地段类别
根据本次勘察结果,按规范GB50011-2001之4.1.1条之规定,拟建场地可视为可进行建设的一般场地。
6.2建筑场地类别
根据本场地波速试验结果,场地地表下20m深度范围内土层的等效剪切波速值为vse=262.9~266.7m/s,场地覆盖层厚度大于5m,按规范GB50011-2001,建筑场地类别为Ⅱ类。
6.3抗震设防有关参数
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001,临潼区抗震设防烈度为8度,设计地震分组属第一组,设计基本地震加速度值为0.20g,场地设计特征周期为Tg=0.35s。
6.4场地震陷与地基液化
根据钻探结果,勘探深度范围内无饱和砂土、粉土及软弱土层分布,故拟建场地无震陷可能,建筑物地基也无地震液化可能。
7.地基基础方案
拟建场地属自重湿陷性黄土场地,依据规范GB50025-2004,拟建1#住宅楼属乙类建筑。
当拟建1#楼基础埋深为5.50m,基础底面标高为441.20m,黄土地基湿陷等级为Ⅱ(中等)级,按规范GB50025-2004第6.1.1条第2款和第6.1.4条第2款之规定,在自重湿陷性黄土场地,乙类建筑消除地基湿陷量的最小处理厚度不应小于湿陷性土层深度的2/3,且下部未处理湿陷性黄土层的剩余湿陷量不应大于150mm。
因此,天然地基方案不能成立。
7.1复合地基方案
拟建建筑物荷载不大,基底压力为200~300kPa,根据场地岩土工程条件,拟建建筑物均可采用孔内深层强夯法(DDC工法)处理地基。
当1#楼基础埋深为5.5m,基础底面标高为441.20m时,处理深度应达到③黄土状土层下部,相应桩长不应小于8.5m。
桩体内分层夯实灰土的平均压实系数不得小于0.96,桩顶标高以上应设置0.3~0.5m厚的灰土垫层,其压实系数不得小于0.95,并按规范GB50025-2004采取结构措施和相应防水措施。
施工前应进行专门的地基处理方案设计,并进行小范围的现场试验。
复合地基的承载力应通过现场载荷试验确定,施工完成后应进行人工地基检测。
根据同类场地工程经验,采用上述复合地基处理方案时,14层楼的沉降变形量约为10cm左右。
7.2桩基础方案
对于1#住宅楼(14层)也可采用桩基础方案。
当采用预制