焦作市工程地质条件.docx
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焦作市工程地质条件
第二章焦作市工程地质条件
2.1工程概况
受焦作市骏利置业投资有限公司的委托，焦作市规划建筑设计院承担其拟建的中华新天地商住区（一期）详勘阶段的岩土工程勘察工作。
拟建工程位于高新区神州路与凯旋路交叉口的西北角，南李万村东，北临世纪大道。
本次勘察包括3号楼，4号楼，5号楼，6号楼，7号楼，8号楼，9号楼，10号楼，12号楼，13号楼，14号楼，及15号楼共12栋住宅楼，所有住宅楼高均为11层，拟定地下室一层，拟采用框剪结构，筏板基础，基础尺寸及埋深待定。
各建筑物室内外高差为0.30m，拟建建筑物为6#住宅楼，拟建建筑物尺寸为：
51.0×14.0m室外设计标高为93.10m，地上层数为11层，地下室1层
2.2工程勘察情况
2.2.1勘察目的与任务
本次勘察集初勘及详勘一次性进行，目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，对基础设计和施工提车建议。
主要任务为：
1查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价。
2查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地的稳定性影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数。
3查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水对基础设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性。
4查明场地有无湿陷性及湿陷涂层厚度，确定场地湿陷类型及湿陷等级。
5在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。
6判定场地土类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价。
7对天然地基的适宜性进行评价。
当天然地基不能满足时，论证采用复合地基及桩基的可能性并提出具体方案。
8提出影响工程施工的不利地质因素，并对工程设计和施工中应注意的问题提出建议。
2.2.2岩土工程勘察等级确定
依据《岩土工程勘察规范》（GB5002-2001）第3.1节，结合工程特征及场地地质条件，确定本工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定其岩土工程勘察等级为乙级；按照《建筑地基基础设计规范》（GB50011-2001）第3.0.1条确定地基基础设计等级为乙级；按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第3.1.1条确定本工程为丙类建筑。
2.2.3勘察工程布置
勘察工作布置
依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），结合建筑物特征，勘探点位置沿建筑物角点及周边布置，个别住宅楼为网格布置。
本次勘察共布置勘探孔78孔。
①勘探点间距：
根据《岩土工程勘察规范》（50021-2001）第4.1.15条及4.9.2条，确定高层建筑物孔间距12——25米。
②勘探点深度：
勘探孔深度的确定根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第4.1.18条、第4.1.19条，主要考虑满足天然地基及复合地基评价的要求，确定本工程的11层住宅楼控制性勘探孔深30.0米，一般性勘探孔深25.0米。
2.2.4勘探测试及取土方法简述
为准确测定有关岩土参数及相关勘察评价指标，以针对性、实用性为原则，综合采用钻探、标贯、室内试验等多种勘察手段开展本次勘察工作。
1钻探
采用DPP-100型车装钻机进行施工，目的是查明地层结构及分布规律，回转钻进，粘性土岩芯采取率不低于90%，并观察记录各土层宏观特征，通过对不同深度的土体采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。
2标准贯入试验
标准贯入试验采用￠42钻杆，63.5KG标准重锤，自由落体法进行试验，主要用于确定地基土承载力等。
3室内试验
根据本工程存在岩土工程问题有针对性地进行室内试验。
通过室内试验，确定地基土的有关物理力学性质指标，为岩土工程综合评价提供依据：
一般物理性质指标实验：
测定土的一般物理性质指标，用来判定土的物理性质。
中压固结试验：
用来判定土的压缩性，测定各层土不同压力下的孔隙比、压缩模量、压缩系数等变形参数。
三轴压缩试验（不固结不排水剪）：
用来判定土的抗剪强度，测定各层土的粘聚力、内摩擦角等参数。
颗粒分析试验：
用来进行砂土及粉土的定名，测定砂土、粉土颗粒组成及粉土的颗粒含量。
在选择地基处理方案前应完成下列工作
①搜集详细的岩土工程勘察资料上部结构及基础设计资料等
②根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题确定地基处理的目的处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等
③结合工程情况了解当地地基处理经验和施工条件对于有特殊要求的工程尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等
④调查邻近建筑地下工程和有关管线等情况
⑤了解建筑场地的环境情况
2.2.5勘察工作完成情况
本工程外业工作于2008年元月4日开始，元月15日结束，室内试验于2008年元月15日结束，提交报告为2008年元月24日，整个工期为20天。
本次所完成的实际工作量见表：
2-1
表2-1完成工作量一览表
项目
数量
项目
数量
测量定孔（个）
78
室内试验
一般物理指标（件）
428
总进尺（mm）
2126.50
原位测试
标贯
空数（个）
20
中压固结试验（件）
400
点次
303
三轴压缩试验（件）
49
钻探
取土钻孔数（个）
26
筛分试验
112
取原状样（件）
408
西颗粒分析试验
8
本次勘察高程采用85年国家高程系统，以场地东侧水准点为基准点，其标高为93.13m。
2.3场地工程地质条件
2.3.1地形、地貌及地质构造条件
拟建工程场地位于焦作市高新区世纪大道南侧，场地地势开阔平坦，自北向南稍有倾斜。
场地地貌属于太行山南侧山前冲洪积洼地。
场地构造位位于太行山隆起与华北坳陷平原的交换部位，区域构造多为东北向的高角度正断面，无全新活动断层通过。
2.3.2水文地质条件
①地下水类型、埋深及变幅
场地地下水类型为潜水，地下水位埋深2.0-2.4m，季节性变化幅度1.0m左右，含水层岩性为粉质粘土、粉土及粉细砂夹层，以接受大气降水及径流补给为主，主要消耗于地表蒸发、人工抽水和径流排泄。
②水质分析结果
根据本次勘察所取场地钻孔水样，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.1.3条试验方法分析试验，其结果详见《水质分析报告》。
2.3.3场地土冻结深度
根据《中国季节性冻土标准深图》，焦作市的最大冻结深度为0.31m，基础设计和施工时可不考虑冻土的影响。
2.3.4不良地质作用
勘察范围内未发现暗滨、暗塘、洞穴、滑坡、泥石流等不良地质作用。
2.3.5地下水腐蚀性评价
按照《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）规范附录G，本地区干燥指数K大于1.5，属于干旱区，本场地地层属含水量>20%的弱透水层，因此拟建场地环境类型为Ⅰ类。
根据本场地水质分析报告，按环境类型地下水对混凝土结构无腐蚀性；按地层渗透性地下水对混凝土结构无腐蚀性；在长期浸水情况下对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，干湿交替情况下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具较弱腐蚀性；地下水对钢结构具弱腐蚀性。
2.3.6活动断裂影响
经分析场地的附近不存在深大断裂构造，场区内无活动断层通过。
2.3.7场地地震效应评价
①抗震设防烈度及地震动参数
根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A，焦作市抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速值为0.15g。
②场地土类型和建筑场地类别
对本场地51号孔、62号孔、72号孔、75号孔、90号孔、94号孔、99号孔、106号孔、109号孔、125号孔、129号孔及132号孔进行等效剪切波速测试，经计算，场地平均实测等效剪切波速为234m/s，根据河南中原地震科技有限责任公司中华新天地商住区（一期）《工程场地地震安全性评价工作报告》可知，场地覆盖层厚度为56m，判定本场地土类型为中软土。
按照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第5.1.4条，本场地的特征周期值为0.45s。
③液化判别
依据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.3.3条规定进行初判，场地97号孔①1粉土须进一步判别液化，判别结果详见表2-2
表2-2液化判别
孔号
土层编号
土层名称
标贯深度ds（米）
最高水位dw（米）
粘粒含量pc
临界击数Ncr
标贯击数
N
液化判别
97号
③1
粉土
4.65
1.0
9.8
5.6
8
不液化
由上表可知，场地无地震液化土层。
2.4现场岩土工程分析与评价
2.4.1岩土参数的分析与选用
在野外钻探、原位测试、室内试验等勘察工作的基础上，结合临近场地经验，按照可靠性和适用性的基本要求，分别给出两种设计状态的岩土工程参数。
表2-3正常使用极限计算所需的岩土参数；
表2-3正常使用极限状态计算所需的岩土参数
层号
岩土名称
含水量
W
（%）
比重
GS
重度
γ
孔隙比
饱和度
液限
塑限
液性指数
塑性指数
②
粉质粘土
22.8
2.72
20.1
0.665
93.3
32.0
17.9
0.36
14.1
②1
粘土
24.0
2.74
20.0
0.701
93.6
37.7
19.9
0.23
17.8
③
粉质粘土
25.1
2.71
20.0
0.705
97.2
29.1
16.8
0.70
12.1
③1
粉土
25.0
2.70
20.2
0.673
98.5
26.3
17.6
0.86
8.6
③2
粘土
35.8
2.74
18.7
0.998
97.2
43.1
21.8
0.66
21.3
④
粉质粘土
22.3
2.72
20.4
0.634
95.8
30.7
17.4
0.37
13.3
④1
粉土
22.2
2.70
20.0
0.650
92.1
25.8
16.1
0.64
9.7
④2
粘土
24.9
2.74
20.0
0.709
95.9
39.9
20.7
0.23
19.2
⑤
粉质粘土
23.2
2.72
20.4
0.646
97.2
31.3
17.6
0.42
13.7
⑤1
粉土
23.8
2.70
20.1
0.667
96.5
27.5
18.3
0.63
9.2
⑤2
粘土
23.7
2.74
20.2
0.685
96.1
38.7
20.2
0.19
18.4
⑥
粉质粘土
25.8
2.72
20.0
0.713
97.7
30.0
17.2
0.69
12.8
⑥1
粉土
23.2
2.70
20.2
0.647
96.6
25.6
16.8
0.73
8.8
⑥2
粘土
31.3
2.74
19.2
0.880
97.4
40.6
20.9
0.53
19.7
⑦
粉质粘土
23.5
2.71
20.3
0.653
97.4
29.4
17.0
0.53
12.6
⑦1
粉土
20.8
2.70
20.8
0.573
97.3
24.9
15.8
0.56
9.0
⑦2
粘土
20.8
2.70
20.8
0.573
97.3
24.9
15.8
0.56
9.0
⑦3
粉细砂
28.1
2.74
19.6
0.790
97.0
38.4
20.0
0.44
18.3
⑧
粉质粘土
22.9
2.72
20.3
0.643
96.9
30.0
17.1
0.47
12.9
⑧1
粉土
20.6
2.70
20.9
0.560
98.4
24.7
15.2
0.56
9.4
⑧2
粘土
28.1
2.74
19.9
0.761
100.0
39.6
20.0
0.40
19.1
承载能力极限状态计算所需的岩土参数（Ck、φk），见表2-4。
表2-4承载能力极限状态设计所需的Ck、φk值
层号
②
③
③2
④
⑤
⑤1
⑥
⑥1
⑥2
Cuk（°）
5.6
4.3
3.5
4.0
4.1
6.8
5.3
4.2
3.6
Φuk（kpa）
30.6
15.2
21.7
21.9
22.4
43.4
21.5
31.3
24.4
2.4.2各层土承载力特征值及压缩性评价
①各层土承载力特征值
按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规范第5.2.3条规定，依据室内土工试验，原位测试等资料，结合临近场地经验，经综合分析后提供各层土的承载力特征值见表2-5
表2-5各层土承载力特征值一览表
层号
岩性
承载力特征值fak（kPa）
物性指标确定
标贯指标确定
建议值
②
粉质粘土
120
130
120
②1
粘土
120
120
③
粉质粘土
110
110
110
③1
粉土
130
130
130
③2
粘土
110
110
④
粉质粘土
180
190
180
④1
粉土
180
180
④2
粘土
180
180
⑤
粉质粘土
200
200
200
⑤1
粉土
210
200
200
⑤2
粘土
200
200
⑥
粉质粘土
180
190
180
⑥1
粉土
200
200
200
⑥2
粘土
180
180
⑦
粉质粘土
240
210
210
⑦1
粉土
200
200
⑦2
粘土
200
⑦3
粉细砂
190
190
⑧
粉质粘土
220
210
210
⑧1
粉土
220
220
⑧2
粘土
210
210
②各层土压缩性指标评价
经过对室内试验结果综合分析，确定各层土100-200kPa压力段的压缩模量值，见表2-6
表2-6各层土压缩模量及压缩性评价一览表
层号
岩性
压缩系数
a0.1-0.2（1/MPa）
压缩模量
ES（MPa）
压缩性评价
②
粉质粘土
0.230
8.02
中压缩性
②1
粘土
0.197
9.19
中压缩性
③
粉质粘土
0.302
5.88
中压缩性
③1
粉土
0.165
11.13
中压缩性
③2
粘土
0.358
5.68
中压缩性
④
粉质粘土
0.233
7.80
中压缩性，个别低压缩性
④1
粉土
0.205
8.52
中压缩性
④2
粘土
0.188
10.68
中压缩性
⑤
粉质粘土
0.204
8.19
中压缩性，个别低压缩性
⑤1
粉土
0.146
12.93
中压缩性，个别低压缩性
⑤2
粘土
0.182
11.07
中压缩性，个别低压缩性
⑥
粉质粘土
0.249
7.29
中压缩性
⑥1
粉土
0.138
13.36
中压缩性，个别低压缩性
⑥2
粘土
0.313
6.11
中压缩性
⑥3
粉砂
15.8
低压缩性
⑦
粉质粘土
0.219
7.77
中压缩性
⑦1
粉土
0.158
10.37
中压缩性，个别低压缩性
⑦2
粘土
0.278
7.03
中压缩性
⑦3
粉细砂
12.6
中压缩性
⑧
粉质粘土
0.222
7.69
中压缩性
⑧1
粉土
0.180
8.69
中压缩性
⑧2
粘土
0.210
8.57
中压缩性
据此判定，场地各层土均为中、低压缩性土。
2.4.3各土层桩基参数
①各层土钻孔灌注桩桩基参数
钻孔灌注桩参数系根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。
其结果见钻孔灌注桩桩基参数表2-7
表2-7水下钻孔灌注桩桩基参数
层号
岩性
土层厚度
（m）
极限侧摩阻力qsik（kPa）
极限端阻力qpk（kPa）
（水下）
桩入土深度10米
桩入土深度15米
②
粉质粘土
0.9
72
②1
粘土
0.8
80
③
粉质粘土
1.1
51
③1
粉土
0.7
51
③2
粘土
1.6
55
④
粉质粘土
1.7
72
④1
粉土
1.4
72
④2
粘土
2
80
⑤
粉质粘土
2.7
70
730
⑤1
粉土
2
70
730
⑤2
粘土
1.8
82
780
⑥
粉质粘土
2.1
56
500
⑥1
粉土
1.8
70
800
⑥2
粘土
2.1
65
530
⑦
粉质粘土
2.2
62
530
⑦1
粉土
2.5
66
900
⑦2
粘土
2.6
65
820
②各土层预制桩桩基参数
预制桩参数系根据《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）表5.2.8-1及表5.2.8-2确定。
其结果见钻孔灌注桩桩基参数表2-8
表2-8预制桩桩基参数
层号
岩性
极限侧摩阻力qsik（kPa）
极限端阻力qpk（kPa）
（水下）
9＜h≤16
16＜h≤30
②
粉质粘土
72
②1
粘土
80
③
粉质粘土
51
③1
粉土
51
③2
粘土
55
④
粉质粘土
72
④1
粉土
72
④2
粘土
80
⑤
粉质粘土
70
2400
⑤1
粉土
70
2400
⑤2
粘土
82
3900
⑥
粉质粘土
56
1600
2000
⑥1
粉土
70
2000
2400
⑥2
粘土
65
2000
2400
⑦
粉质粘土
62
2400
⑦1
粉土
66
2800
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