兰州新区科技创新城勘察报告.docx
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兰州新区科技创新城勘察报告
1.工程概述
受甘肃省科技厅的委托，我院对其拟建的“兰州新区科技创新城建设项目”建设场地进行岩土工程详细勘察工作。
我院于2014年6月14日进入现场，于2014年7月15日完成全部野外勘探工作。
1.1工程简介
拟建的兰州新区科技创新城项目区位于兰州新区西南侧的宗家梁北侧，纬三路南，纬七路北，经四路东，经五路西，拟建物分南北两个片区，包括2-20层的50多栋建筑物及辅助、配套设施，部分建筑含一层地下室，拟建物基础形式待定。
（见附图：
勘探点平面布置图）。
本报告主要为北片区部分。
根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009版）判定，拟建工程的工程重要性等级为二级、场地等级为二级、地基等级为二级，岩土工程勘察等级确定为乙级。
1.2勘察目的与任务
1.2.1本次勘察工作的目的：
本次勘察目的是为拟建建筑物施工图设计提出详细的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理等提出建议。
1.2.2本次勘察工作的任务：
（1）查明场地勘探深度内的地层结构、分布规律，岩土的物理力学性质，对岩土承载力及其压缩、变形参数进行详细评价。
（2）查明场地范围内的不良地质现象类型、成因及分布范围，发展趋势及危害程度，提供不良地质现象整治措施及有关技术参数。
（3）划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段、判明场地土的类型和建筑场地类别，为抗震设计提供依据。
（4）提供场地土的标准冻结深度；
（5）对场地内湿陷性土进行湿陷性评价；
（6）查明地下水的类型、埋藏条件及其变化幅度，为降水设计提供地层的渗透性参数，判断地下水和土对建筑材料的腐蚀性。
（7）根据场地工程地质条件，结合拟建建筑物结构特点，提出地基基础持力层及基础类型方案，以及地基处理方法等建议，并给出必要的设计参数。
1.3勘察依据的技术标准、规范
1.《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）；
2.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；
3.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；
4.《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；
5.《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；
6.《建筑抗震设计规程》（DB62/T25-3055-2011）；
7.《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）；
8.《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；
9.《工程测量规范》（GB50026—99）；
10.《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004；
11.《岩土工程勘察报告编制标准》（CECS99∶98）；
12.《工程地质手册》第四版；
13.委托单位提供的勘察场地勘探点平面位置图。
1.4勘察方法及工作量布置
本次勘察以钻探为主，并配以现场原位测试、波速测试、现场取样及室内试验的方法进行。
勘察过程中所采用钻机型号为XY-1型百米钻，钻探方法采用回转岩芯钻探，钻头为硬质合金钻头，钻孔口径为146mm。
室内试验是按《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）中的有关规定进行。
根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）中的有关规定，结合场地地质条件及建筑物的特点等，本次勘察拟建楼区勘探点沿拟建物周边、角点布置,地下停车场勘探点按范围网格状布置。
共布勘探点87个，其中控制性钻孔30个（包括波速测试孔3个），孔深40.0-46.6m；一般性钻孔30个，孔深38.6-43.0m；钻探结合孔27个，探井深度3-6m,钻孔深度39.2-42.0m。
楼位勘探点间距25.0m左右，地下停车场区勘探点间距23.00-30.00m。
勘探点位布置详见附图1（勘探点平面布置图）。
本次勘察完成工作量如下表1（完成工作量统计一览表）。
完成工作量统计表表1
序号
工作内容
工作量
1
勘探
钻孔进尺（米/孔）
3706/87
探井进尺（米/孔）
135/27
2
原位测试
重型动力触探试验（米/孔）
15.0/30
标准贯入试验（次/孔）
90/30
3
波速测试
m/孔数
210/5
4
取样及室内试验
土常规试验（件）
38
颗粒分析（件）
83
易溶盐样（件）
10
水质分析（件）
6
5
勘探点测放（点）
87
1.5勘探点测放及相关说明
本次勘察各勘探点测放依据建设单位提供的平面图，以经4路上的已知点（A1、A2）为高程引测点，采用兰州市1996中川坐标系统，1985国家高程基准，用GPS-RTK定位法及全站仪极坐标法进行实地测放。
高程引测点一览表表2
点号
X坐标
Y坐标
高程H（m）
X1
600098.838
532605.847
1902.219
X9
599969.765
532613.964
1902.268
2.场地岩土工程地质条件
2.1气象水文
兰州新区位于甘肃省中部，属大陆性冷温带半干旱气候区。
总的气候特点是：
降水稀少，干燥寒冷，昼夜温差大，冬季较长。
据兰州新区马家坪气象站统计，新区多年平均气温4.1℃，多年平均降水量为290.2mm，最多年可达452.1mm，最少年仅172.6mm，变幅为279.5mm。
年降水量在县内分布很不均匀，随着海拔高度的升高，由东南向西北增加。
秦王川盆地南部的中川机场一带为261.1mm，县境西北部可达435.0mm以上。
降水多集中于7-9三个月。
区内多年平均蒸发量1785.6mm。
历年最低气温为-28.1℃，最高气温为34.4℃，多年平均气温4.1℃。
平均无霜期154天，多年平均风速2.7m/s，最大风速21.4m/s，主导风向为NW和NNW。
地表有季节性冻土，兰州新区的标准冻土深度为147cm。
区内没有常年流水河流，在外围山区，有时可形成暂时性洪流，但流程不远即渗入地下，在盆地内无常年性地表径流，只有降雨集中的季节，暴雨可形成暂时性洪流汇集在低洼的沟槽或采砂坑，但很快被蒸发或渗漏消耗。
在盆地南端当铺、宗家梁、芦井水一带因地下水溢出形成常年性沟谷溪流排向区外，实测流量约36.98-115.71L/S。
引大入秦工程实施后，区内引大入秦的渠系纵横，密集交错分布，渠水渗漏及农田灌溉也成为区内地下水主要的补给来源之一。
因此，中川地下水位有上升趋势。
2.2地形地貌
兰州新区地处秦王川盆地，该盆地南北长约40km，东西最宽处约10～16km，盆地平原区总面积470km2，地势由西北向东南倾斜，纵坡比降10～50‰，盆地基地地层以白垩纪和新近纪红色泥岩、砂砾岩层为主，厚度达300m，其上覆盖了一套40～46m厚的粉土、粉质粘土、砂、角砾等互层的全新统冲洪积层。
勘察场地位于秦王川盆地西南端的宗家梁北侧，新区湿地公园的西侧，拟建场地北区地形较为平坦，南区因人工填土原因，地形高差较大。
地面高程为1896.0m～
1900.7m之间，最大高差为4.70m（见勘探点平面布置图）。
2.3地质构造
勘察区地处祁吕贺“山”字型构造前弧西翼与河西系武威－兰州构造隆起带的复合部位，以燕山期和喜马拉雅期的褶皱及断裂表现最为明显，区域上褶皱轴向和断裂走向主要以NWW、NNW向为主。
勘察区处在永登-河口拗陷带的东部，秦王川盆地是该带内次一级构造单元，即中川隐伏基地隆起。
盆地内有新近系和白垩系两个基底构造层，但新近系地层堆积厚度远大于白垩系。
新近系地层产状近水平，其褶皱和断裂不甚发育。
据有关资料，勘察场地内无断裂存在，属相对稳定的地块。
秦王川盆地属山间凹陷盆地，处于永登-河口凹陷中的次级构造中隐伏基底隆起带。
盆地北部为低山，东、西、南三面为低缓的黄土丘陵，相对高出盆地约40-60m。
盆地内主要为洪积平原，其间分布有低缓的南北向展布的陇岗残丘。
盆地东、西边缘各分布有一条被埋藏的呈南北向延伸的凹槽，盆地最南端与泥麻沙沟连通。
盆地松散沉积物厚度可达30-50m，成分为第四系冲洪积粉土、粉质粘土、砂土、砾石层，其下为新近系泥岩、砂砾岩组成，据钻探及物探资料证实，新近系厚度200-300m，盆地基底为一套寒武-奥陶系变质岩系。
2.4地层岩性
本次勘察最大揭露深度为46.6m，根据钻孔揭露，勘探深度范围内地层主要为第四系松散沉积物及古近系泥岩，其结构见附图2（工程地质剖面图）、附图3（工程地质柱状图），自上而下依次共分为7个大层，6个夹层。
依次叙述如下：
①层素填土（Q4ml）：
浅黄色-黄褐色,属场地平整人工堆积物,土质不均匀,主要由粉土、粉质粘土组成,含砂岩、砂砾、小砾石，局部见建筑垃圾，稍湿，稍密，层厚为0.9-5.0m，层面高程为1896.00～1900.70m。
②层粉土（Q4al+pl）：
分布不连续，黄褐色，土质不均匀,略具层理，夹有粉质粘土、粉细砂及砂砾石夹层，切面较粗糙，摇振反应迅速，无光泽，干强度低，韧性低，稍湿-湿、稍密，层厚0.5-5.8m，层面标高1894.22-1899.50m，层顶埋深0.9-4.0m。
③层角砾（Q4al+pl）：
黄褐色-灰褐色，在场地内分布不连续，厚度变化大，土质不均匀，常夹有粉土、粉细砂夹层。
母岩成份以砂岩、板岩、石英岩、花岗岩为主。
一般粒径2-40mm，最大粒径约60mm，粒径大于2mm的颗粒约占全重的55%-80%，级配不良，局部砂粒或粉粒分别富集。
角砾磨圆度较差，呈次圆-棱角状，骨架颗粒间主要以砂土充填。
湿-饱和，稍密-中密，本层揭露厚度0.8-7.9m，顶面埋深0.9-8.5m，层面高程为1888.77-1897.882m。
④粉质粘土（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布基本连续，厚度变化大，土质不均匀,略具层理，虫孔、孔隙不发育，夹有粉土、粉细砂及砂砾石夹层，含姜石。
稍有光泽，切面较光滑，摇振反应弱，干强度较高，韧性中等，可塑，湿-饱和、中密。
层厚1.5-14.9m，层面标高1882.79-1897.45m，层顶埋深
2.0-15.2m。
④-1粗砂（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布不连续，饱和，稍密-中密，砂质不纯，主要以石英砂岩、变质岩等硬质岩石组成，颗粒形状呈棱角状。
粒间以砂土充填。
层厚0.8～3.8m，层面标高1884.87～1893.93m。
场地内呈透镜体状分布局部钻孔中有揭露。
⑤层角砾（Q3al+pl）：
黄褐色-灰褐色，在场地内分布基本连续，但厚度变化大，土质不均匀，常夹有粉土、粉细砂夹层。
母岩成份以砂岩、板岩、石英岩、花岗岩为主。
一般粒径2-40mm，最大粒径约60mm，粒径大于2mm的颗粒约占全重的55%-80%，级配不良，局部砂粒或粉粒分别富集。
角砾磨圆度较差，呈次圆-棱角状，骨架颗粒间主要以砂土充填。
湿-饱和，稍密-中密，揭露平均厚度7.8m，顶面埋深平均值18.62m，层面高程为1879.97m。
本层具有3个夹层：
⑤-1粉质粘土（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布不连续，厚度变化大，土质不均匀,略具层理，虫孔、孔隙不发育，夹有粉土、粉细砂及砂砾石夹层，含姜石。
无光泽，切面较光滑，摇振反应弱，稍有光泽，干强度较高，韧性中等，可塑。
湿-饱和、中密。
层厚0.5-7.3m，层面标高1877.4-1887.15m，层顶埋深11.0-19.5m。
⑤-2粉质粘土（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布不连续，厚度变化大，土质不均匀,略具层理，虫孔、孔隙不发育，夹有粉土、粉细砂及砂砾石夹层，含姜石。
无光泽，切面较光滑，摇振反应弱，稍有光泽，干强度较高，韧性中等，可塑。
湿-饱和、中密。
层厚0.5-12.0m，层面标高1873.8-1882.9m，层顶埋深15.0-24.0m。
⑤-3粉质粘土（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布不连续，厚度变化大，土质不均匀,略具层理，虫孔、孔隙不发育，夹有粉土、粉细砂及砂砾石夹层，含姜石。
无光泽，切面较光滑
，摇振反应弱，稍有光泽，干强度较高，韧性中等，可塑。
湿-饱和、中密。
层厚0.7-7.2m，层面标高1869.55-1880.20m，层顶埋深19.0-28.0m。
⑥层粉质粘土（Q3al+pl）：
浅黄-黄褐色，分布基本连续，厚度变化大，土质不均匀,略具层理，虫孔、孔隙不发育，夹有粉土、粉细砂及砂砾石夹层，含姜石。
无光泽，切面较光滑，摇振反应弱，稍有光泽，干强度较高，韧性中等，可塑。
湿-饱和、中密。
层厚0.5-11.0m，层面标高1857.96-1875.05m，层顶埋深23.0-40.0m。
本层具有3个夹层：
⑥-1层角砾（Q3al+pl）：
在场地内分布不连续，且厚度变化大，土质不均匀，常夹有粉土、粉细砂夹层。
母岩成份以砂岩、板岩、石英岩、花岗岩为主。
一般粒径2-40mm，最大粒径约60mm，粒径大于2mm的颗粒约占全重的55%-80%，级配不良，局部砂粒或粉粒分别富集。
角砾磨圆度较差，呈次圆-棱角状，骨架颗粒间主要以砂土充填。
湿-饱和，稍密-中密，本层揭露厚度0.5-7.0m，顶面埋深30.0-38.2m，层面高程为1859.49-1870.50m。
⑥-2层角砾（Q3al+pl）：
在场地内分布不连续，土质不均匀，常夹有粉土、粉细砂夹层。
母岩成份以砂岩、板岩、石英岩、花岗岩为主。
一般粒径2-40mm，最大粒径约60mm，粒径大于2mm的颗粒约占全重的55%-80%，级配不良，局部砂粒或粉粒分别富集。
角砾磨圆度较差，呈次圆-棱角状，骨架颗粒间主要以砂土充填。
湿-饱和，稍密-中密，本层揭露厚度1.0-1.2m，顶面埋深39.8-40.0m，层面高程为1858.32-1858.71m。
⑦层泥岩（N）：
砖红色-浅紫红色，泥岩与砾岩呈互层状，泥钙质结构，中厚层状构造，主要矿物成份以粘土矿物为主，成岩作用较弱，暴露地表极易风化、崩解，本次勘察未揭穿，揭露最大厚度
8.9m，层面标高1855.27-1865.66m，层面埋深34.0-41.5m。
2.5水文地质条件
2.5.1区域水文地质条件
根据中川新区地下水的赋存条件及水动力特征资料，工程区地下水可分为两大类：
一是松散岩类孔隙水（盆地第四系潜水），二是碎屑岩类孔隙裂隙水（新近系层间承压水）。
1、松散岩类孔隙水
1）含水层分布与埋藏
秦王川盆地地下水主要分布在盆地东西两侧的古沟槽内，沟槽宽500-2000m,北部窄、南部宽，两沟槽于牛路槽一带汇合，其宽度最大可达3500m，盆地其它部分不均匀含水。
盆地的西古沟槽分布于工程区北侧史喇口、西槽，含水层为砾砂、角砾、中粗砂，北部薄，向南增厚，一般厚只有2-5m，局部小于1m，东古沟槽在中川以北，含水层厚小于1m,向南逐渐变厚，牛路槽、陈家梁一带为5-10m,方家坡、当铺、芦井水一带含水层较厚可达20-35m。
地下水埋深是南浅北深，道水塘、周家梁以北的古沟槽内水位埋深大于30m,南部的方家坡、西槽一带水位深10-20m,最南端的芦井水水位埋深小于5m,直至地下水溢出地表形成泉水。
2）富水性
含水层富水性按统一降深3m，12寸管井管径计算，分4个富水区：
Ⅰ强富水区：
分布在方家坡、下牛路槽、当铺一带，面积6km2，是东西古沟槽汇合地段，含水层厚，单井涌水量1000-3000m3/d，为微咸水。
Ⅱ中等富水区：
分布在强富水区外围的陈家庄、中牛路槽及西槽以地区，单井涌水量500-1000m
3/d，水质较差，为咸水。
Ⅲ较弱富水区：
分布在上述两区的北部，面积小，单井涌水量100-500m3/d，水质较差，为咸水。
Ⅳ弱富水区：
分布在道水塘和机场以北广大地区，单井涌水量小于100m3/d，水质较差，为咸水，无开采利用价值。
3）地下水的补给、径流与排泄
秦王川盆地地下水主要来源于北部山区沟谷潜水、大气降水、暂时性雨洪水、渠系渗漏水及灌溉水的渗入。
地下水获得补给以后，从北向南径流，北部水力坡度较大为12-13‰，东干渠以南地下水补给量增大，水力坡度逐渐变缓，何家梁一带为10‰，至南部芦水井水力坡度仅为2-5‰，在芦井水以南地下水呈泉溢出地表，排泄出区外。
地下水除以泉的形式排泄以外，尚有少量的人工开采和蒸发排泄。
2、碎屑岩类孔隙裂隙水（新近系层间承压水）。
秦王川盆地新近系分布范围广，属于咸水河组含水岩系，岩性主要为泥岩、砂岩、疏松半胶结砂岩、砂砾岩。
疏松砂岩、砂砾岩构成含水层，其中泥岩为隔水层，完整岩体基本不含水，含水层埋深多在100m以下。
含水层无规律，为多层，但均厚度小，一般小于2m，且水量贫乏，富水性极差，枯季期地下径流模数小于0.1L/s.km2。
主要接受大气降水及第四系潜水补给，由于渗透性弱,径流不畅，地下水水质较差，矿化度多大于3.0g/L，水化学类型以Cl－―SO42－型和Cl－型为主。
2.5.2场地地下水
拟建工程区位于纬三路南，纬七路北，经四路东，经五路西，当铺及宗家梁北、中川咸水渠西侧，场地地下水属松散岩类孔隙潜水（盆地第四系潜水），主要赋存于粉土、粉质粘土
及砂砾石互层的第四系沉积物中，接受大气降水及地下迳流的补给，流向东南,勘察期间地下水水位埋深1.5-5.0m，相应水位标高1893.5-1895.7m。
根据区域水文地质资料，粉土的渗透系数为0.2-3.0m/d，粉质粘土层的渗透系数为0.05-0.1m/d，角砾层的渗透系数25-35m/d，单井涌水量1000-3000m3/d，地下水年变幅1.0-2.0m。
2.6不良地质作用
拟建场地位于兰州新区秦王川盆地西南端的宗家梁北侧，新区湿地公园的西侧，拟建场地及周边较为平坦，地形起伏不大，场地上部粉土、粉质粘土具非自重轻微湿陷。
场地及周围未发现有滑坡、崩塌、泥石流等不良地质作用。
拟建工程区位于当铺及宗家梁北、中川咸水渠西侧，属于中川区著名的盐碱湿地及地下水溢出带，场地地下水埋藏浅，单井涌水量大（1000-2000m3/d），地层为粉土、粉质粘土及砂砾石互层的松散岩类，层序较乱，夹层较多，钻探过程中尽管采取套管、泥浆护壁等保护井壁措施，但钻探井壁塌孔现象十分严重，常出现埋钻现象，因此在基坑开挖、地基处理及桩基施工中应引起足够的重视。
3.现场测试与室内试验
3.1动力触探试验
本次勘察为评价场地③层角砾、⑤层角砾的力学性质，对其进行了重型动力触探（N63.5）测试，其实测击数见附表3（动力触探试验成果统计表），经杆长校正后结果统计如表2。
重型动力触探试验（N63.5）数据统计表表2
地层
样本个数
统计个数
最大值（击）
最小值（击）
平均值（击）
标准差
变异系数
③层角砾
30
30
30.5
11.9
17.09
4.73
0.28
⑤层角砾
40
40
31.6
13.8
19.50
5.17
0.34
由试验结果与统计结果分析：
拟建场地内③层角砾、⑤层角砾重型动力触探校正锤击数（平均值）相差不大，呈中密状态。
3.2标准贯入试验
本次勘察在②层粉土、④层、⑥层粉质粘土中进行标贯试验，其实测击数见附表4（标准贯入试验成果表），统计结果如下表3。
标准贯入试验（N）数据统计表表3
地层
统计个
数（个）
最大值（击）
最小值（击）
平均值（击）
标准
差
变异
系数
②层粉土
10
13
6
9.0
6.31
0.58
④层粉质粘土
12
18
11
13.8
2.03
0.20
⑥层粉质粘土
12
22
13
15.5
/
/
拟建场地内②层粉土平均击数为9，呈稍密状态，④层、⑥层粉质粘土标贯击数相差不大，呈稍密-中密状态。
3.3波速测试
本次勘察在ZK10、ZK36、ZK86钻孔中进行了波速测试，其测试结果见附件《兰州新区科技创新城建设项目岩土工程勘察钻孔波速测试报告》（2014.7）。
测得场地土覆盖层厚度d0为28.0-32m,其等效剪切波速Vs在255.4-270.7m/s之间
。
3.4室内试验
3.4.1地基土的物理力学性质指标
本次勘察在②层粉土中采取原状土样进行室内土工试验，结果见附表5（土工试验成果报告表表），主要指标统计结果见表4。
②层物理力学性质指标统计表表4
地层
编号
项目
统计个数（个）
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
②粉土
含水量ω（%）
20
20.80
10.40
15.60
6.74
0.34
孔隙比e0
1.104
0.725
0.916
0.12
0.14
饱和度Sr（%）
80.48
31.67
60.31
15.21
0.25
天然密度ρ（g/cm3）
1.87
1.58
1.70
0.09
0.05
液限WL（%）
28.20
24.00
25.97
0.92
0.04
塑限Wp（%）
17.42
15.95
16.64
0.32
0.02
湿陷系数δs
0.016
0.001
0.013
/
/
自重湿陷系数δzs
0.012
0.002
0.007
/
/
压缩系数a1-2（MPa-1）
0.31
0.10
0.17
0.06
0.37
粘聚力C（Kpa）
10
18.00
12.60
15.23
2.23
0.15
内摩擦角Φ（º）
29.70
26.40
27.77
1.25
0.05
压缩系数a1-2（MPa-1）
0.15
0.09
0.11
0.02
0.20
压缩模量ES1-2（MPa）
20.00
13.16
16.84
2.88
0.17
根据试验统计结果，②层粉土层的天然含水量平均值为15.60％，压缩系数平均值为0.11MPa-1，压缩模量平均值16.84MPa；据《建筑地基基础设计规范》（B50007-2011）第4.2.5条，呈中等压缩性。
3.4.2地基土的腐蚀性分析
本次勘察共采取10件扰动样进行易溶盐分析（分析结果见表附表6：
土腐蚀性检验报告），主要指标见表5（易溶盐主要指标化学分析结果表）：
易溶盐主要指标化学分析结果表表5
序号
试验编号
PH值
HCO3-
SO42-
Cl-
K++Na+
含水率
易溶盐总量
mg/kg
mg/kg
mg/kg
mg/kg
%
mg/kg
1
ZK1-1
8.40
216
1407
536
320
6.59
3150
2
ZK1-2
8.46
203
1026
425
248
2.36
2351
3
ZK11
8.50
224
824
273
225
3.47
1852
4
ZK15
8.30
187
1345
501
305
1.69
2891
5
ZK21
8.54
237
637
186
187
5.01
1460
6
ZK24
8.49
231
851
262
404
4.59
1924
7
ZK35
8.37
196
1003
354
425
3.85
2226
8
ZK54
8.60
258
564
190
238
4.02
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