1金融中心二期土层渗透系数试验报告.docx
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1金融中心二期土层渗透系数试验报告
附录：
示意图
3.土的渗透系数试验报告
1、前言
拟建的蛇口金融中心二期场地位于深圳市南山区蛇口太子路与兴华路、工业三路交汇的三角地，总用地面积约1.9万m2。
现状场地为停车场及空地，平整，绝对标高在+左右。
拟建建筑物设计为25层的高层办公楼和3层的多层商业楼，设有三层地下室，基坑开挖深度约，基坑围护采用800mm厚地下连续墙，两道钢筋混凝土支撑体系；建筑根底采用桩基。
受深圳招商房地产的委托，我院于2012年3月23日至3月24日进场钻孔取土样进行室内渗透系数试验。
渗透系数试验的目的是测试场地内主要土层的渗透系数。
2、执行的技术依据及标准
（1）深圳市南山区蛇口金融中心二期工程详细勘察报告；
（2）?
土工试验方法标准?
〔GBT50123-1999〕；
（3）?
岩土工程试验监测手册?
〔林宗元主编）；
（4）?
深圳市基坑支护技术标准?
〔SJG05-2021〕；
（5）?
工程地质手册〔第四版〕?
〔工程地质手册编委会〕；
（6）?
岩土工程勘察标准?
（GB50021-2001，2021年版）。
3、现场采取土样
本场地的地层结构详见?
深圳市南山区蛇口金融中心二期工程勘察报告?
。
根据业主、设计院的意见，综合考虑场地各地层的实际分布情况，在金融中心二期抽水试验钻孔CS1、CS2附近各选取一个钻孔点，进行钻探取土样，送实验室测试土的渗透系数。
3.1取土试样孔的布置
本场地的地层结构详见?
深圳市南山区蛇口金融中心二期工程勘察报告?
。
根据业主、设计院的意见，综合考虑场地各地层的实际分布情况，在金融中心二期抽水试验钻孔CS1、CS2附近各选取一个钻孔点，进行钻探取土样，送实验室测试土的渗透系数。
钻孔编号为G1、G2。
取土试样钻孔概况如下表所示：
取土试样钻孔概况表
钻孔编号
位置
取样个数
取样地层
孔深
备注
Q1
CS1抽水试验孔附近
18
素填土、粗砾砂、含砂粉质粘土、砾质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩
2m
Q1、Q2钻孔深度标准：
满足岩土工程勘察标准中每层土应取至少6个样的强条要求
Q2
CS2抽水试验孔附近
18
素填土、粗砾砂、含砂粉质粘土、砾质粘性土、全风化花岗岩、强风化花岗岩
m
3.2取土试样钻孔地层结构
钻孔Q1的地层结构如下：
0.00～0m：
素填土，褐黄色，松软，稍湿，以粉粘粒为主，含少量碎石。
地表20cm为砼块。
0～0m：
粗砾砂，灰黄色，灰白色，松散，饱和，以粗砾砂为主，局部含圆砾，仅含少量粘性土。
0～m：
含砂粉质粘土，褐红色，稍湿～湿，可塑～硬塑，局部软塑。
含较多石英砂，干强度及韧性中等，粘性较强。
9.50～16.80m：
砾质粘性土，褐黄色，褐红色，灰白色，黄色，稍湿，可塑～硬塑，由花岗岩风化残积而成，除石英颗粒外，其它矿物已风化成土状，土质较均匀，粘性稍差。
16.80～19.90m：
全风化花岗岩，褐黄色，褐红色，灰褐色，原岩结构根本破坏，但尚可识别，手捏有砂感，浸水易软化崩解，岩心呈土状，局部夹有强风化碎块，干钻可钻进，岩石极破碎，属软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ。
19.90～20m：
强风化花岗岩，褐黄色，褐红色，灰褐色，原岩结构大局部破坏，矿物成分显著变化，手捏有砾感，浸水易崩解，风化强烈，岩心呈土状、土夹碎块状、块状，手捏易碎，岩石极破碎～破碎，属软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ。
素填土取试样2个，粗砾砂取试样4个，含砂粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩各取试样3个。
钻孔Q2的地层结构如下：
0.00～0m：
素填土，褐黄色，松软，稍湿，以粉粘粒为主，局部碎石。
地表20cm为砼块。
～0m：
粗砾砂，灰黄色，灰白色，松散，饱和，粗砾砂含量约占50%，含20%～30%的粘性土，局部含圆砾。
6.50～0m：
含砂粉质粘土，褐红色，稍湿～湿，可塑～硬塑，局部软塑。
含较多石英砂，干强度及韧性中等，粘性较强。
0～0m：
砾质粘性土，褐黄色，褐红色，灰白色，黄色，稍湿，可塑～硬塑，由花岗岩风化残积而成，除石英颗粒外，其它矿物已风化成土状，土质较均匀，粘性稍差。
0～0m：
全风化花岗岩，褐黄色，褐红色，灰褐色，原岩结构根本破坏，但尚可识别，手捏有砂感，浸水易软化崩解，岩心呈土状，局部夹有强风化碎块，干钻可钻进，岩石极破碎，属软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ。
0～30m：
强风化花岗岩，褐黄色，褐红色，灰褐色，原岩结构大局部破坏，矿物成分显著变化，手捏有砾感，浸水易崩解，风化强烈，岩心呈土状、土夹碎块状、块状，手捏易碎，岩石极破碎～破碎，属软岩，岩体根本质量等级为Ⅴ。
素填土取试样4个，粗砾砂取试样2个，含砂粉质粘土、全风化花岗岩、强风化花岗岩各取试样3个。
3.3采取土样工艺
（1）钻孔
采用泥浆护壁，回转岩芯钻探。
钻具使用合金钻头和金刚石，成孔直径为127mm。
钻进过程中要防止钻具抖动，升降钻具时防止对孔壁的扰动破坏。
（2）取土样
采用回转取土器取样。
下放取土器前仔细清孔，去除扰动土，孔底残留浮土厚度不大于取土器废土段长度。
取土器要平稳下放，不冲击孔底。
下放取土器后，采用快速静力连续压力法取土样。
取得土样后提升取土器前，稍加静置或回转2～3圈，以切断土样与下部土层的联系。
（3）土样的保存、运输
取土器提出地面之后，小心地卸下，用适配的盒盖将两端盖严，将所有接缝用纱布条腊封或用胶粘带封口。
土样腊封后贴上标签，标签上写明工程名称及土样编号，取样深度，土类名称，取样日期等。
土样密封后置于温度及湿度变化小的环境中，防止暴晒或冰冻。
运输土样，采用专用的土样箱包装，土样之间用柔软的缓冲材料填实。
一箱土样总重不超过40kg。
4、室内渗透试验
室内渗透试验根据不同的土类采用不同的试验方法，本批试样中，粗砾砂采用常水头渗透试验，其他试样采用变水头渗透试验。
采用纯水进行试验，应在试验前用抽气法或者煮沸法脱气。
4.1常水头渗透试验
常水头渗透仪器装置，由金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管、调节管、溢水孔、渗水孔、供水管和供水瓶等组成。
金属圆筒内径为10cm，高40cm。
常水头渗透试验步骤：
1.安装常水头渗透仪器，测量滤网至筒顶的高度，将调节管和供水管连接，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。
～4kg，测定其风干含水率。
将风干砂样分层装入圆筒内，每层2～3cm。
在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止试样中的细粒流失。
每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管3～4cm，并在试样顶面铺2cm砾石作为缓冲层。
当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。
3.量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余砂样的质量，计算试样质量。
4.检查测压管水位，当测压管与溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位齐平。
5.将调节管提高至溢水孔以上，将供水管放入圆筒内，开止水夹，使水由顶部注入圆筒，降低调节管至试样上部1/3高度处，形成水位差使水渗入试样，经过调节管流出。
调节供水管止水夹，使进入圆筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始终有水溢出，保持圆筒内水位不变，试样处于常水头下渗透。
6.当测压管水位稳定后，测记水位。
并计算各测压管之间的水位差。
按规定时间记录渗出水量，接取渗出水量时，调节管口不得浸入水中，测量进水和出水处的水温，取平均值。
7.降低调节管至试样的中部和下部1/3处，按上述5、6款的步骤重复测定渗出水量和水温，当不同水力坡降下测定的数据接近时，结束试验。
常水头渗透系数按下式计算：
KT=QL/AHt
式中：
KT—水温为T℃时试样的渗透系数（cm/s）;
Q—时间t秒内的渗出水量（cm3）；
L—两测压管中心间的距离（cm）；
A—试样的断面积（cm2）；
H—平均水温差（cm）；
t—时间〔s〕。
4.2变水头渗透试验
变水头渗透试验的主要的仪器设备，应符合以下规定：
渗透容器：
由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。
环刀内径，高40mm；透水石的渗透系数应大于10-3cm/s。
变水头装置：
由渗透容器、变水头管、供水管、进水管等组成。
变水头管的内径应均匀，管径不大于1cm，管外壁应有最小分度的刻度，长度宜为2m左右。
变水头渗透试验，应按以下步骤进行：
1.将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不漏气。
对不易透水的试样，应按?
土工试验方法标准?
〔GBT50123-1999〕第条的规定进行抽气饱和；对饱和试样和较易透水的试样，直接用变水头装置的水头进行试样饱和。
2.将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排气阀，放平渗透容器，关进水管夹。
变水头管注纯水。
使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。
4.将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复试验5～6次。
当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。
变水头渗透系数应按下式计算：
KT=L*log〔H1/H2〕/A〔t2-t1〕
式中：
KT—水温为T℃时试样的渗透系数（cm/s）;
a—变水头管的断面积（cm2）;
—ln和log的变换因数；
L—渗径，即试样高度（cm）；
t1，t2—分别为测读水头的起始和终止时间（s）；
H1，H2—起始和终止水头。
分别通过常水头渗透试验和变水头渗透试验测得试样在水温为T℃时的渗透系数，以水温20℃为标准温度，标准温度下的渗透系数按下式计算：
K20=KTηT/η20
式中：
KT20—标准温度时试样的渗透系数（cm/s）;
ηT—T℃时水的动力粘滞系数（）;
η20—20℃时水的动力粘滞系数（）。
粘滞系数比ηT/η20查?
土工试验方法标准?
〔GBT50123-1999〕表得出。
4.3试验结果
共采取土试样36个，进行渗透系数试验36次，试验结果见“土的渗透系数试验报告〞。
严格意义上，由于室内试验所用的试样具有随机性的特点，每个试样只能代表其本身的渗透性能，无法完全代表其所在地层的水理性质。
土样的出土、保存与运输无法完全防止受到气温、湿度、金属器具接触等外界影响。
试验时的假设条件是建立在统计学根底上的，与实际情况会有一定的出入。
考虑到上述因素，室内渗透试验往往出现差异性较大的情况，并且局部数据与?
工程地质手册?
等工具书所载经验数值相差较大。
本次渗透系数试验统计结果如下表：
钻孔地层渗透系数统计表
地层
钻孔
素填土
粗砾砂
含砂粉质粘土
砾质粘性土
全风化花岗岩
强风化花岗岩
统计个数
6
6
6
6
6
6
最大值〔m/d〕
最小值〔m/d〕
平均值〔m/d〕
标准差
变异系数
标准值〔m/d〕
5、结论
在金融中心二期抽水试验钻孔CS1、CS2附近各选取一个钻孔点，采取土试样36个，进行渗透试验36次。
试验结果见“土的渗透系数试验报告〞。
试验统计结果见上表“钻孔地层渗透系数统计表〞。
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