高层岩土工程勘察报告南阳地区.docx
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高层岩土工程勘察报告南阳地区
1.0前言
1.1拟建工程概况
受有限责任公司（甲方）的委托，河南有限公司（乙方）对其拟建花园场地进行详勘阶段的岩土工程勘察工作。
拟建场地位于南阳市-----。
拟建建筑物共一幢，高为32层，带一层地下室，呈矩形，底平面尺寸27.3×65.0m，剪力墙结构，拟采用天然地基或复合地基；商业裙楼高三层，呈矩形，带一层地下室，底平面尺寸27.3×65.0m，框架结构，拟采用天然地基独立柱基；底下车库一层，呈不规则形状，底平面尺寸27.3×75.0m，框架结构，拟采用天然地基独立柱基。
拟建建筑物见附图01。
1.2勘察的目的、任务和要求
本次勘察为详勘阶段,勘察目的为施工图设计及施工提供岩土工程地质资料。
要求对场地工程地质条件做出详细评述，对场地和地基稳定性作出评价，对基础方案进行论证并提出建议，为地基处理和基坑开挖支护提供所需的有关岩土参数，具体勘察任务如下：
⑴查明建筑物场地地层结构和均匀性，提出各土层的物理力学性质指标，对各土层的承载力和压缩性进行评价。
⑵查明场地地下水类型，埋藏条件，水及土对建筑材料的腐蚀性以及含水层的渗透性能进行评价，并提供降水所需的岩土工程参数。
⑶查明场地内及其附近有无影响工程稳定的不良地质作用的类型、分布范围，对场地稳定的影响程度及其发展趋势，提出不良地质作用防治工程整治措施。
⑷确定场地土的类型和建筑场地类别，查明场地有无可产生地震液化的地层，确定其分布范围，液化指数，液化等级和提出处理方案。
⑸根据场地工程地质条件和建筑物特征，对天然地基进行评价，设计拟采用的桩筏基础形式，建议经济合理的桩基类型，选择合理的桩尖持力层，并分层提出桩侧土的侧阻力特征值和桩的端阻力特征值，提出单桩群桩计算参数和指标。
⑹对基坑开挖的边坡稳定作出预测，提出边坡稳定及支护方案，选择所需计算参数，并提出基坑开挖后对邻近建筑物产生的影响。
1.3勘察工作量布置
本次勘察按照设计单位提供的《岩土工程勘察任务书》及现行《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）、《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）、《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）、《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）、《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）、《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）、《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）、《土工试验方法标准》（GB/T50123—1999）、《建筑工程地质钻探技术标准》（JBJ87-92）等有关规范的要求进行，共布设钻孔18个，其中控制性钻孔9个，单孔深70.0m的钻孔5个，单孔深15.0m的钻孔4个；单孔深60.0m的钻孔5个，单孔深10.0m的钻孔4个；另布置静载荷试验点3组；波速测试孔两个（兼）。
勘察总进尺750.0m，各勘探孔位置详见建筑物与勘探点平面位置图（附图01）。
1.4勘察方法选择
为综合评价场地地基的性状及提供各土层的岩土工程设计技术参数，采用钻探、取样、原位测试与室内土工试验相结合的勘察方法。
（1）野外勘探方法
①钻探：
目的是查明地层结构及分布规律，采用岩芯钻探、泥浆护壁，回转钻进，全部采芯，岩芯采取率粘性土不低于90%，砂性土不低于75%，并观察描述各土层岩性特征，对不同深度、不同土体层采样分析试验，确定地基土承载力及其物理力学性质指标。
②取原状土样及扰动砂样：
根据本场地工程环境及场地地层分别情况，采用机械缓冲和静压法采原状土样和扰动砂样，进行土工实验。
③标准贯入试验：
采用63.5kg机械提引自动脱钩的标准贯入器试验，读取30cm锤击数，利用标准贯入击数评价砂土的密实度及强度。
④动力触探试验：
采用63.5kg机械提引自动脱钩的动力触探器试验。
读取贯入10cm锤击数，利用动力触探击数评价含卵砾砂的密实度及强度。
⑤波速测试：
采用长沙白云仪器厂生产的CE9201土建工程质量检测仪进行现场测试，配用TKJ-30井下测量检波器，单孔波速击板法进行波速测试，确定场地20m范围内土层的剪切波速及等效剪切波速和场地覆盖厚度，划分场地土类型及建筑场地类别。
⑥载荷试验：
在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，测求地基土的压力与变形特性，确定其地基土承压板下应力主要影响范围内的承载力和变形模量。
（2）室内试验
①常规土工试验:
为了解地基土的常规物理力学性质（土的含水量、密度、孔隙比、液塑限、压缩性等），利用钻孔所取原状土样进行室内常规土工试验。
②剪切试验:
为进行基坑边坡稳定性及地基土的强度评价，拟进行剪切试验。
提供快剪、固结快剪C、φ值；若基坑开挖范围内遇有软土，则提供三轴剪切试验C、φ值。
③颗粒分析试验:
对地基土中砂层、粉土和碎石土进行定名、分类，拟进行颗粒分析试验。
④自由膨胀率试验:
求得地基土的自由膨胀率指标，进行地基土的膨胀潜势评价。
⑤水、土的腐蚀性试验：
为评价地下水、土对建筑材料的腐蚀性，拟进行水、土的腐蚀性试验。
1.5勘察工作完成情况
勘察外业历时6天，实际完成钻孔18个，总进尺750.0m；采用两台DPP100-3E型车载钻机钻机施工，具体完成工作量见插表1.5。
土工试验由乙方土工实验室承担。
勘察工作量汇总表插表1.5
项目
数量
项目
数量
取样孔
孔数（个）
9
取样
原状土样（组）
39
原位测试孔
孔数（个
3
扰动土样（组）
32
取样测试孔
孔数（个）
3
水样（组）
3
鉴别孔
孔数（个）
3
土腐蚀性样（组）
3
总进尺（m）
750
室内
试验
常规物理性（组）
27
原位测试
标准贯入（次）
49
压缩试验（组）
27
动力触探试验（次）
12
直剪试验（组）
27
波速测试（孔）
3
三轴剪切试验（组）
12
静载荷试验（点）
3
自由膨胀率（组）
25
2.0场地工程地质条件
2.1地形、地貌
该场地位于----------，场地地貌形态单一，地形平坦。
查1:
2.5万地形图,以该处--路中心线地面高程125.3m为基准点，各钻孔高程以此引测，场地各钻孔高程为125.2-125.4m，相对高差0.20m，（详见附表1及附图01）。
2.2地基土地质特征
本次勘察所揭露的地层按其时代成因，工程地质特征，自上而下分为九个工程地质层：
即①杂填土；②粉质粘土；③细砂；④粗砂；⑤含卵砾砂；⑥粉质粘土；⑦含砾粗砂；⑧粘土；⑨粘土（详见附表1），现分述如下：
①杂填土（Qml）：
褐色-青灰色，稍湿，松散，以粉质粘土和建筑垃圾碎块为主，该层土在本场地内均有分布，与下伏地层呈突变接触，层底埋深在1.00-4.60m，层厚1.00-4.60m，平均层厚1.76m。
②粉质粘土（Q3al+pl）：
黄褐-灰黄色，湿，硬塑。
含少量铁锰质结核与染斑，无摇振反应,干强度中,韧性中等，稍有光泽反应，下部粉粒含量较大，土质较软，局部位置含少量细砂透镜体，在钻孔ZK10处下部有约50cm左右的土呈青灰色。
该层在场地内均有分布，与下伏地层呈突变接触。
层底埋深在4.60-6.90m，层厚0.80-5.60m，平均层厚3.87m。
③细砂（Q3al+pl）：
黄褐色，稍湿，中密，上部含少许泥质，偶见砾石，砂砾主要成分为石英、长石等，平均不均匀系数Cu＝1.96，平均曲率系数Cc＝2.88，分选性一般，级配不良。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈渐变接触。
层底埋深6.20-7.80m，层厚0.80-1.90m，平均厚度1.32m。
④粗砂（Q3al+pl）：
黄褐色，浅黄色，稍湿，稍密，上部含少许泥质，下部含少量砾卵石，局部砾卵石含量较高，分布不均，局部地段夹青黄色软塑状粉质粘土薄层，砂粒成份主要以长石和石英为主。
平均不均匀系数Cu＝4.06，平均曲率系数Cc＝2.66，分选性较好，级配不良。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈渐变接触。
层底埋深9.70-10.4m，层厚2.50-3.70m，平均厚度3.16m。
⑤含卵砾砂（Q3al+pl）：
黄褐色，浅黄色，湿-饱水，中密，卵石含量一般在14.6-29.5%,平均20.19%，砾石含量一般在11.6-30.1%，平均24.91%,部分地段富集，分布不均，卵石粒径一般2-15cm居多，个别可达20cm左右,卵砾主要成份为石英岩和石英砂岩，磨圆度较差，砂粒主要成份为石英和长石等；该层含泥质，局部夹可硬塑状粉质粘土薄层。
平均不均匀系数Cu＝12.01，平均曲率系数Cc＝1.99，分选性较好，级配不良。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈突变接触。
层底埋深17.8-18.6m，层厚7.70-8.40m，平均厚度8.06m。
⑥粉质粘土（Q2al+pl）：
灰黄-灰白色，湿，坚硬状，无摇震反应，有光泽，干强度高，韧性较好，含少量砂质，部分地段含泥质中粗砂薄层，呈密实状。
土中含少量黑色铁锰质结核及灰白、灰绿色泥质团块。
该层土在本场地内均有分布，与下伏土层呈突变接触。
层底埋深23.4-24.1m，层厚5.00-6.20m。
平均层厚5.65m。
⑦含砾粗砂（Q2al+pl）：
灰黄-灰白色，饱水，中密，含泥质，部分地段夹硬塑状粉质粘土薄层，呈间隔性分布，砾石含量一般在10.3-27.9%,平均21.03%，砾石粒径多在0.2-1.0cm之间，该层含少量卵石，部分地段含量较高，分布不均匀，砾石成份主要为石英岩、石英砂岩等，砂粒成份主要以石英、长石为主。
平均不均匀系数Cu＝10.24，平均曲率系数Cc＝1.88，分选性较差，级配良好。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈突变接触。
层底埋深34.5m-35.3m，层厚10.60m-11.6m，平均厚度11.13m。
⑧粘土（Q2al+pl）：
灰白-灰绿色，湿，坚硬。
无摇震反应，有光泽，干强度高，韧性较好，土中含少量黑色铁锰染斑，土体中不均匀的夹粗砂透镜体及零星砾卵石。
该层在本场地内均有分布，与下伏地层呈渐变接触。
层底埋深49.5m-51.1m，层厚14.5m-16.0m，平均厚度15.41m。
⑨粘土（Q1fgl）：
灰绿色，湿，坚硬状，无摇震反应，有光泽，干强度高，韧性较好，土中含少量黑色铁锰染斑，土体中不均匀的夹粗砂透镜体及零星砾卵石。
该层未揭穿，最大揭露厚度20.3m。
2.3地基土物理力学性质指标统计
2.3.1地基土物理性质指标统计
根据室内土工试验成果，经过分析筛选，按“GB50021-2001（2009版）”规范第14.2条对②、⑥、⑧、⑨层进行分层统计计算，结果见附表4。
2.3.2各层土原位测试试验结果统计
为利用原位测试试验成果，确定地基土的承载力等力学参数，对
各测试数据进行杆长修正后，然后进行数理统计，其统计结果见附表3及插表2.3。
N63.5和标准贯入试验成果统计表插表2.3
层号
样本数
项目
最小值
（击）
最大值
（击）
平均值
（击）
标准差
变异
系数
标准值
②
修正前
7
N
6.0
8.0
7.1
0.690
0.097
6.6
修正后
7
N
6.0
7.6
6.9
0.535
0.078
6.5
③
修正前
6
N
14.0
15.0
14.7
0.516
0.035
14.3
修正后
6
N
12.6
13.8
13.3
0.452
0.034
12.9
④
修正前
9
N
13.0
15.0
13.9
0.601
0.043
13.5
修正后
9
N
11.4
12.9
11.9
0.442
0.037
11.5
⑤
修正前
12
N63.5
7.0
9.0
7.5
0.674
0.089
7.1
修正后
12
N63.5
5.4
6.7
5.8
0.445
0.076
5.5
⑥
修正前
7
N
24.0
27.0
26.1
1.069
0.041
25.3
修正后
7
N
17.3
19.2
18.3
0.657
0.036
16.7
⑦
修正前
6
N
28.0
31.0
29.6
1.342
0.045
28.7
修正后
6
N
18.1
18.6
18.4
0.194
0.011
18.2
⑧
修正前
7
N
35.0
42.0
39.9
2.410
0.060
38.3
修正后
7
N
20.3
22.8
21.9
0.811
0.037
21.2
⑨
修正前
7
N
44.0
49.0
47.3
1.604
0.034
45.9
修正后
7
N
22.5
25.2
24.2
0.847
0.036
23.5
2.4地下水
勘察期间实测场地内地下水水位埋深在12.3-12.5m左右，根据含水层的埋藏条件和地下水的水力特征，属第四系松散岩类孔隙潜水，主要含水层岩性为⑤层含卵砾砂及下部砂性土体，渗透性较好，主要受大气降水和地下水侧向迳流补给，与相临的温凉河水有着较好的水力联系。
由于受季节性降水及人工开采的影响，地下水有一定的升降幅度，年变幅为1-2m。
历年最高水位为10.0m左右，抗浮水位埋深为10.0m左右。
3.0场地岩土工程条件分析与评价
3.1勘察等级评价
按《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）3.0.1条表3.0.1的规定，该工程重要性等级为一级，场地等级为二级，地基土等级为二级，综合判定勘察等级为甲级。
3.2工程环境条件评价
拟建场地位于南阳市张衡中路北侧，北临温凉河。
拟建场地地形平坦，周围无其它高大建筑物，场地地下不存在管线等埋设物。
交通十分便利，工程环境条件较好。
3.3场地稳定性和适宜性评价
据区域地质资料，场地内及其附近没有新近活动断裂通过，因此，可判定整个场地是稳定的，适宜兴建建筑。
3.4地基土承载力特征值建议值
依据现场原位测试、土工试验结果等资料，并结合邻近场地建筑经验，经综合分析后提出各层土的承载力特征值建议值，见插表3.4。
地基土承载力特征值建议值插表3.4
层号
载荷试验值
fak（KPa）
标贯测试值
fak（KPa）
动探测试值
fak（KPa）
地基土承载力特征值建议值fak（KPa）
②粉质粘土
168.0
160
③细砂
164.0
160
④粗砂
180
194.0
180
⑤含卵砾砂
232.0
230
⑥粉质粘土
253.0
240
⑦含砾粗砂
268.0
260
⑧粘土
289.0
280
⑨粘土
312.0
300
3.5地基土压缩性评价
经对室内土工试验、原位测试成果并结合邻近场地建筑经验，综合分析后确定各土层100-200kPa压力段下的压缩模量平均值，并对各土层压缩性进行评价，见插表3.5。
各层土压缩模量平均值及压缩性评价表插表3.5
层号
压缩模量ES1-2（Mpa）
压缩性评价
②粉质粘土
8.1
中
③细砂
7.1
中
④粗砂
13.7
中
⑤含卵砾砂
22.1
低
⑥粉质粘土
12.4
中
⑦含砾粗砂
26.7
低
⑧粘土
15.6
低
⑨粘土
18.8
低
3.6地基土抗剪强度指标标准值
3.6.1不固结不排水静三轴剪切试验结果统计
第②、⑥层各作不固结不排水静三轴剪切试验12组，按数理统计的方法算出算出标准值，结果见插表3.6.1。
不固结不排水静三轴剪切试验结果统计表插表3.6.1
层号
地层
数理统计
内摩擦角φk（°）
粘聚力Ck（kPa）
②
粉质粘土
样本数
6
6
最小值
12.1
22.3
最大值
13.5
23.4
平均值
12.9
22.8
标准差
0.532
0.402
变异系数
0.041
0.017
统计修正系数
0.97
0.99
标准值
12.5
22.6
⑥
粉质粘土
样本数
6
6
最小值
14.3
41.5
最大值
15.2
42.3
平均值
14.8
41.8
标准差
0.320
0.273
变异系数
0.021
0.006
统计修正系数
0.98
0.99
标准值
14.5
41.4
3.6.2各层土抗剪强度指标标准值
根据土工试验结果，现场原位测试结果并结合本地区经验，按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）附录E,提出各层土抗剪强度指标标准值，结果见插表3.6.2
地基土抗剪强度（直剪、快剪）指标标准值插表3.6.2
层号
项目
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
粘聚力Ck（kPa）
22.5
0
0
0
41.5
0
66.2
80.2
内摩擦角Φk（°）
13.1
27.6
26.9
30.8
14.4
34.9
16.7
20.3
3.7地震效应评价
3.7.1地震
根据中华人民共和国住房和城乡建设部及国家质量监督检验检疫总局于2010年5月31日发布的《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定，抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g。
所属地震分组为第一组，按《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）中3.0.2条及6.0.2条，该拟建建筑物为标准设防，该工程建筑抗震设防类别为丙类建筑。
3.7.2场地土类型及建筑场地类别的判定
场地的波速测试由本公司进行测试，对zk1、zk10钻孔进行了波速测试，测试结果详见“剪切波速测试报告”（附表7）。
根据测试结果，地表下20m深度内zk1、zk10孔土层剪切波的平均波速为272.2m/s，等效剪切平均波速为265.8m/s，覆盖层厚度为45.0m左右，依照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.1.3条及表4.1.3，4.1.6条及表4.1.6,综合判定本场地土类型为中硬场地土，Ⅱ类建筑场地，设计特征周期为0.35s。
3.7.3地震砂土液化判别
场地内第③细砂、第④粗砂、第⑤层含卵砾砂为第四纪晚更新世饱和砂土，抗震设防烈度为7度，根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.3.3条，可判定该场地土不液化。
3.8抗震地段判定
依照《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）4.1.1条，判定本场地属于抗震设防有利地段。
3.9地下水腐蚀性评价
该场地做水质分析3组，结果见插表3.9。
根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）表12.2.1，表12.2.2，表12.2.4及附录G,环境类型为Ⅱ类,判定地下水对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
水质分析结果表（mg/L）插表3.9
分析项目
1号样品
2号样品
3号样品
分析项目
1号样品
2号样品
3号样品
K++Na+
25.36
25.42
24.87
CO32-
0.00
0.00
0.00
Ca2+
69.74
68.93
68.64
NO3-
0.00
0.00
0.00
Mg2+
24.23
25.14
24.25
OH-
0.00
0.00
0.00
NH4+
0.11
0.12
0.12
游离CO2
36.32
36.28
35.14
CL-
56.23
56.46
56.19
侵蚀性CO2
12.33
12.42
12.53
SO42-
31.21
30.76
30.98
总矿化度
473.55
472.66
470.50
HCO3-
266.67
265.83
265.45
PH值
6.9
6.9
6.9
3.10土的腐蚀性评价
该场地土取3组土样做易溶盐分析及对钢结构腐蚀性分析,其分析结果见插表3.10.1、3.10.2。
分析项目
PH
Ca2+
Mg2+
CL-
SO42-
HCO3-
CO32-
1号样品
6.8
58.1
4.9
43.9
37.1
0
0
2号样品
6.7
57.8
4.9
44.3
37.3
0
0
3号样品
6.8
57.9
5.0
43.8
36.8
0
0
地基土易溶盐分析结果一览表（mg/kg）插表3.10.1
地基土对钢结构腐蚀性分析结果一览表插表3.10.2
分析项目
氧化还原电位（mV）
电阻率（Ω.m）
极化电流密度（mA/cm2）
质量损失（g）
1号样品
345
150
0.04
0.9
2号样品
340
155
0.04
0.8
3号样品
340
155
0.04
0.9
由《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）表12.2.1、表12.2.2、表12.2.4、表12.2.5及附录G,环境类型为Ⅱ类,判定场地土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。
3.11地基土的膨胀潜势评价
按《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）第2.3.4条，该场地
第②层粉质粘土作自由膨胀率指标7组，最小值为33.4%，最大值为39.8%，平均值为36.7%；第⑥层粉质粘土作自由膨胀率指标6组，最小值为54.7%，最大值为63.1%，平均值为59.0%；第⑧层粘土作自由膨胀率指标6组，最小值为62.7%，最大值为77.1%，平均值为67.7%；第⑨层粘土作自由膨胀率指标6组，最小值为75.9%，最大值为84.3%，平均值为79.6%。
依据《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）第2.3.3条,判定②层粉质粘土为非膨胀土；⑥层粉质粘土具弱膨胀潜势；⑧层粘土、⑨层粘土具中等膨胀潜势。
3.12不良地质作用及不利的地下埋藏物
本次勘察，场地内及其附近无崩塌、滑坡、泥石流等不良地质作用，无河道、沟滨、墓穴、孤石等对工程不利的埋藏物。
4.0基础方案分析与评价
本工程基础设计是否合理，对施工周期以及整个工程是否安全、经济等具有重要意义，由于场地内地层较稳定，现对天然地基筏（箱）基础方案和CFG桩复合地基基础方案分别进行分析与论证。
4.1地下车库天然地基基础方案论证
4.1.1地下车库持力层选择和基础埋深的确定
地下车库为1层，结合场地工程地质条件，可选④层粗砂作为基础持力层，柱下独立基础，根据设计部门提供的勘察任务书，地下车库和主楼为一体结构，基础埋深取8.0m。
4.1.2地基土均匀性评价
该地下车库地基主要受力层各土层坡度最大值为1.7%，小于10%，地基主要受力层厚度加权平均值为176.3kPa，在160≤fak＜200之间，根据“GB50007-2002”规范第3.0.2条，可视为均匀地基。
4.1.3修正后的地基承载力特征值
依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）规范第5.2.4条，修正后的地基承载力特征值按下式计算：
（地下车库室内地面以下独立基础厚度为0.50m加防水板厚度0.30m作为
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