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文档简介

中国煤炭地质总局华盛水文地质勘察工程公司 融通添鸿商务大厦岩土工程勘察报告 融通添鸿商务大厦岩土工程勘察报告1概 述1.1 工程概况1.任务来源:我公司受河北融通房地产开发有限公司的委托,承接了其拟建融通添鸿商务大厦项目的岩土工程勘察工作。2.勘察阶段:本次勘察为详细勘察阶段。3.地理位置:拟建场地位于邯郸市丛台区,北临人民路,西临光明街,东侧为邯郸市新时代广场,交通十分便利。4.拟建场地及建筑物特征:总用地面积约为15633m2,总建筑面积为150823m2。拟建工程是邯郸市首个超高层建筑,是集办公、商业、居住、酒店等多种功能的综合性群体建筑,由主楼、副楼、住宅及商业共4部分组成。各幢楼的建筑名称、地上及地下层数、层高、结构型式、基础型式等详见表1拟建建筑物性质一览表。 拟建建筑物性质一览表 表-1建筑名称层数建筑高度基础形式基础埋深结构类型基底压力(标准组合)地上地下主楼45层4层188m桩筏基础20.0m型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体800kPa副楼25层4层96.6m桩筏基础20.0m框架-剪力墙结构470kPa住宅楼29层4层98.5m桩筏基础20.0m剪力墙结构500kPa商业楼7层4层31.8m筏板基础20.0m框架结构180kPa5.勘察等级:本工程重要性等级为一级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度为二级,地基基础设计等级为甲级,综合确定本工程勘察等级为甲级。6.其它:整个场地下设4层地下室,整个地下室拟采用统一底板,各建筑物间设置后浇带;依据国家相关规范,我公司在原勘察方案中对基坑边缘外侧20米布设了钻孔,由于房屋拆迁问题、场地障碍问题,致使基坑边线外勘探点k5、k10、k21、k27、k33、k40、k41、k42、k43号钻孔无法进行钻探。依据相关规范,对基坑边线以外以调查或搜集资料为主;住宅楼勘探点k37、k38待具备施工条件后进行补勘。拟建建筑物效果图1.2 勘察工作的目的和任务按照国家现行规范及行业标准,依据项目业主提供的融通添鸿商务大厦地质勘察工程招标文件,结合项目业主、设计单位提供的有关建筑设计文件,本工程勘察目的、任务及技术要求为:(1)查明建筑场地内及附近有无影响工程稳定性的不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议,并提供设计、施工所需计算参数;(2)查明场地埋藏的河道、沟滨、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;(3)查明建筑场地影响范围内的各岩土层类型、成因、时代、地层结构、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性;(4)查明场地内地基各岩土层的承载力特征值、变形模量等物理力学性质指标、地基变形计算参数等设计所需工程资料,论证采用天然地基基础形式的可行性,对持力层、基础型式及埋深提出建议。(5)查明场地地下水类型、埋藏情况,提供地下水水位及其季节性变化幅度,提供防水设计水位和抗浮设计水位建议值。判定水和土是否对混凝土、混凝土中钢筋及钢结构具有腐蚀性,确定其腐蚀等级。提供各土层的渗透系数及基坑开挖时应采取的降水控制措施,并分析评价降水对周围环境的影响;(6)提供勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期。判定场地类别,评价场地属于对抗震有利、不利或危险地段,提供场地土类型、覆盖层厚度、土层剪切波速等有关地震参数;判别有无液化土层和评价其液化等级;(7)对可能采用的复合地基或桩基类型、适宜性、持力层选择提出建议,提供桩的极限侧阻力、极限端阻力和变形计算的有关参数,对沉桩可行性、施工时对环境的影响及桩基施工中应注意的问题提出建议;预测地基沉降、差异沉降和倾斜等变形特征;(8)对基坑工程的设计、施工方案提出建议,提供基坑边坡支护结构的建议;(9)按现行国家规范、行业标准提出满足施工图设计要求的详细阶段的岩土工程勘察报告书。1.3 本次勘察执行的技术标准1.3.1项目业主提供的相关资料(1)融通添鸿商务大厦地质勘察工程招标文件(2)岩土工程勘察任务委托书(3) 建筑总平面图1.3.2国家标准(1)岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)(2)建筑地基础设计规范(GB50007-2002)(3)建筑抗震设计规范(GB50011-2010)(4)土工试验方法标准(GB/T50123-1999)(5)地基土动力特性测试规范(GB/T5026997)(6)工程测量规范(GB500262007)1.3.3行业标准(1)高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)(2)建筑桩基技术规范(JGJ942008)(3)建筑地基处理技术规范(JGJ792002)(4)建筑工程地质钻探技术标准(JGJ8792)(5)原状土取样技术标准(JGJ8992)(6)建筑基坑支护技术规程(JGJ12099)(7)房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定(2010年版)(8)静力触探技术标准(CEC04:88)1.3.4河北省地方标准(1)河北省建筑地基承载力技术规程(试行)(DB13(J)/T48-2005)2 勘察工作布置及完成的工作量2.1勘探点平面布置2.1.1钻孔的平面布置根据2011年8月17日业主提供的最新总平面图(电子文件),我公司根据现行的国家规范、行业标准对各建筑钻孔孔位、孔深及勘探孔性质编制了详细勘察纲要及单孔作业指导书。钻孔主要沿建筑的轮廓线、地下室边缘线布置。共布置钻孔43个(其中11个未施钻)。为取得基坑深度范围内较精确的地层分布、物理力学指标,另布置了5个静探对比孔,故实际完成勘探点数量为37个。需要说明的是,基坑边缘外侧所施工的钻孔因场地限制,孔位在原方案基础上有所移动。钻孔新位置详见“建筑物和勘探点位置图”。2.1.2技术性测试点平面布置对主楼、副楼、住宅楼钻孔中各布置1个波速测试孔(编号:k15、k22、k30)。2.2 钻孔深度2.2.1钻孔深度确定原则1.商业楼勘探点深度确定 控制性勘探点深度的确定原则为:勘察深度应满足地基变形计算深度的要求;一般性钻孔应适当大于主要受力层的深度。在考虑上述原则的基础上,还应满足地基承载力和软弱下卧层验算、支护体系、工程降水抗浮的设计及对某些不良地质作用追索等的要求。首先按高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004、J3662004)第4.1.4条提供的有关公式计算确定高层建筑勘探孔深度如下:1、控制性钻孔深度:dc=d+cb2、一般性钻孔深度:dg=d+gb式中符号意义参见高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)第4.1.4条。2.地下车库勘探点深度确定原则岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第4.8.3条规定:勘探深度宜为开挖深度的23倍。需要强调的是地下车库虽然荷载较轻,但其埋藏较深,且场地地下水位较高,故在满足地基基础设计与施工的前提下,地基基础抗浮问题是决定其勘探点的深度的主要因素。3主楼、副楼、住宅楼勘探点深度确定原则一般性勘探孔的深度应进入预计桩端持力层或预计最大桩端入土深度以下不小于3m;控制性勘探孔的深度应达群桩桩基(假想的实体基础)沉降计算深度以下1-2m,群桩桩基沉降计算深度宜取桩端平面以下附加应力为上覆土有效自重压力20的深度,或按桩端平面以下(11.5)b(b为假想实体基础宽度)的深度考虑;2.2.2钻孔深度确定各建筑勘探点深度按以上原则初步确定后,根据本工程可能采用的基础型式和基坑降水、基坑支护、地基加固、基础抗浮的设计与施工等的要求,综合考虑了各栋建筑物控制性钻孔和一般性钻孔的深度。详见“各建筑物控制性钻孔和一般性钻孔深度一览表”。各建筑物控制性钻孔和一般性钻孔深度一览表 表-2建筑名称层数基础埋深控制性钻孔孔深(m)一般性钻孔孔深(m)地上地下主楼45层4层20.0m10080副楼25层4层20.0m70-10060住宅楼29层4层20.0m7565商业楼7层4层20.0m70-10040地下车库-4层20.0m65-100402.3 勘察技术方法及完成的工作量2.3.1地质调查调查场地及其周围有无影响工程稳定性的不良地质作用(如河道、沟滨、墓穴、防空洞、孤石等)及地下管线等的分布。经调查基坑边缘北侧约3.5m处埋有地下通讯光缆,主楼西侧约4.1m为人防通道及地下餐厅。2.3.2测放钻孔钻孔测放采用坐标控制,测放过程中采用拓普康GTS-102N全站仪依据甲方提供的红线控制点的坐标和高程进行勘探点的测放。勘探点测放达到的精度为:平面位置偏差小于0.25m;高程偏差小于0.05m。各勘探点均设置有编号的标志桩, k1、k2、k3、k4号勘探点因障碍重新测定了点位,并在“建筑物和勘探点位置图”中绘制了实际实施钻探的孔位。2.3.3钻探按照岩土工程勘察规范(GB50021-2001)(2009年版)第9章及建筑工程地质钻探技术标准(JGJ8792)的有关规定,我公司对本工程钻探工作采用的钻探设备、钻进工艺、钻探方法选型如下:(1)鉴别孔:对粘土、粉质粘土、粉土、粉砂均采用XY2型钻机(无锡产)回转干作业钻进。(2)技术孔:指取土样及原位测试钻孔,主要为控制性钻孔,采用国产DPP100-4E型钻机, SD系列钻具(双层单动岩芯管、金刚石钻头)单动三重管进行回转钻进工艺,并进行取样。2.3.4岩土样的采取为了保证原状岩土样采集的质量,我公司在本工程钻探中对采集不同级别岩土样所需的设备、取土器及钻进方法选型如表2.3.4。岩土样采集质量等级与钻探、取样设备选型表2.3.4样品级别扰动程度钻探设备取土器类型取土样方法适用地层试验内容土样级不扰动DPP100单动三重管回转粘性土、粉土、砂土常规物理力学指标、三轴压缩实验、标准固结试验、级轻微扰动XY1厚壁敞口取土器回转粘性土、粉土、砂土常规物性指标级显著扰动DPP100厚壁敞口取土器锤击粘性土、粉土、砂土土类定名、含水量DPP100SD系列钻具回转砂、卵石土级完全扰动DPP100标准贯入器锤击粘性土、粉土、砂土土类定名半胶结级轻微扰动XY1双层岩芯管金刚石钻头回转半胶结粘性土常规物性指标、抗压强度试验岩土样采取执行的技术标准:取土器下放之前清孔,孔底残留浮土厚度不超过5cm;贯入式取土器采用快速、连续的静压方式,贯入速度不小于0.1m/s;取出的土样现场测取采取率,采取率控制在0.951.0;取出的原状样及时用纱布条蜡封或用粘胶带封口,并帖上土样标签;对取得的原状样采用专用土样箱包装,并及时送至试验室进行试验,贮存时间不超过3天;2.3.5水位的观测及水样的采集钻探过程中准确的量测地下水位,其初见水位和静止水位在各钻孔内直接量测,静止水位稳定时间不少于24小时,并在勘察结束后统一量测,其量测精度不低于2cm。对地下水位的季节性变化幅度等指标以搜集利用有关资料获得。按岩土工程勘察规范(GB50021-2001)第12.1.2条的规定,在3个钻孔中采取地下水试样3件进行水质简分析,准确判定场地地下水对混凝土、混凝土中的钢筋及钢结构的腐蚀性。水样的采集执行的标准:水试样代表天然条件下的水质情况;所取水试样及时试验,放置时间不超过12小时。2.3.6原位测试(1)标准贯入测试(SPT):对分布于场地的粘土、粉质粘土、粉土、砂进行标准贯入测试,评价其承载力、密实度及对可能饱和粉土、砂土层进行液化判别。本场地揭露的粉土、砂零星分布,且厚度较薄,本工程勘察对其测试数据较少。执行的技术标准为:标准贯入试验孔以采用回转钻进方法,并保持孔内水位略高于地下水位;孔壁不稳定时用套管护壁,钻至试验标高以上15cm处,清除孔底残留土后再进行试验;采用自动脱勾的自由落锤法进行锤击,锤击速率小于每分钟30击;(2)N63.5重型动力触探测试(DPT):对所有钻孔内的砾石层、卵石层进行连续系统的N63.5重型动力触探测试,以判断其密实程度,初步确定卵石土的承载力、变形模量及其它有关力学指标。同时进行钻、动探对比,通过钻孔所取得的岩芯与N63.5重型动力触探测试指标的对比,进行N63.5动力触探曲线的解释,进而对砂卵石层进行详细准确的力学分层。执行的技术标准为:采用自动落锤装置;触探杆最大倾斜度不超过2%;锤击速率每分钟为1530击。(3)静力触探测试对场地上部细粒土(填土、粘土、粉质粘土、粉土、粉砂)进行连续系统的力学测试,以定量准确地评价其力学性质指标、护坡桩设计参数,配合取芯钻孔进行准确的地质分层,判定土层均匀性,判断沉桩可能性。静力触探孔与原钻孔的间距不小于1.0m,一般为2m或25倍钻探孔径,并在钻探工作开始前进行。执行的技术标准为:探头贯入速率为1.2m/min;深度记录误差不大于触探深度的1%。(2)钻孔波速测试采用武汉岩海公司生产的RS-1616K(S)基桩动测仪对单孔波速进行测试,以测定各类土的波速,并用其确定与波速有关的岩土参数,判别建筑场地类别、划分对建筑抗震有利、不利及危险地段,估算场地卓越周期,评价场地类别,进而为抗震、防震设计提供有关参数。按建筑抗震设计规范(GB50011-2001)第4.1.3条的规定,本场地在每幢高层建筑下布置一个波速测试钻孔,共计3个。执行的技术标准为:测试孔垂直;将三分量检波器固定在孔内预定深度,并紧贴孔壁;测试点的垂直间距取2m;自下而上逐点测试。2.3.8室内土工试验土工试验项目系根据工程性质、基础类型、地基土性质及均匀性、基坑支护、降水设计等因素确定,具体项目为:2.3.8.1常规室内岩石、土工试验项目的布置(1)常规物理性质试验:测定土的一般物理性质指标,用于土类定名,评价其物理性质。此项目对所有原状土及扰动试样均作;(2)颗粒分析试验:对场地内的砂土进行颗分试验,以进行准确的定名,并计算其颗粒含量。(4)压缩试验:测定地基土的压缩系数和压缩模量,用于分层评价地基土变形特性和进行沉降验算。(5)半胶结土样的物性指标及单轴抗压强度试验:测定岩块的物性指标及天然状态下的单轴抗压强度,用于评价其天然地基承载力。(6)水质简分析试验:测定水样中各成份的含量,用于评价地下水对混凝土、混凝土中的钢筋及钢结构的腐蚀性。对前述2.3.5条所规定的水试样均进行试验分析。2.3.8.2针对本工程选用的专项室内土工试验项目(2)三轴压缩试验根据施工进度、地层条件,以尽可能模拟符合建筑和地基土的实际受力状况而进行的三轴压缩试验。通过测定地基土的抗剪强度指标,准确地确定地基土的承载力,为基坑支护设计提供反映建筑物和地基土的实际受力状况下的抗剪强度参数。其成果除提供抗剪强度指标外,还包括摩尔圆及其强度包线。按有关规定要求,在每幢建筑场地内的粘性土、粉土分别采取级原状土试样进行三轴压缩试验。(3)高压固结试验通过不同压力下的单轴压缩试验,计算土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的压力段的压缩性指标,可较为准确地预估建筑物的实际沉降量,同时试验的最大压力满足绘制完整的elgP曲线的需要,以求得先期固结压力、压缩指数、回弹指数。可进行考虑应力历史条件下的固结沉降计算。按有关规范的规定,在每幢建筑场地内的粘性土、粉土分别采取级原状土试样进行标准固结试验。(4)细粒土的室内渗透试验通过测定粘性土、粉土的渗透系数,为基坑降水方案的选取、降水设计及评价降水对周围环境的影响提供参数,对粘土、粉质粘土及粉土采用变水头法。3场地工程地质条件3.1地形地貌及气候特征3.1.1地形地貌 拟建场地位于太行山东麓,大的地貌单元属于华北冲洪积平原南部的西部边缘,小的地貌单元为滏阳河一级阶地。场地原为邯郸市人民商场,现已基本拆迁完毕,现状为周边平坦,中间为勘察前期挖掘的深约3米的人造坑。拟建场地现状图 3.2.2气候特征据邯郸市气象台观测资料,邯郸市区气候特征为:气温:多年平均13.5C,最冷月份(一月)平均气温-2.3,极端最低气温-19,最热月份(七月)平均气温26.9,极端最高气温42.5。降水量:多年平均629.1mm,日最大518.5mm。蒸发量:多年平均1900mm。风速及主导风向:多年平均风速为2.7m/s,年主导风向为南风,风向频率20.1%,次主导风向为北风,风向频率15.5%,夏季盛行南风,风向频率25.2%,冬季盛行北风,风向频率17%。无霜期:200天左右。 3.3地层结构与特征 本次勘察揭露的地层由第四系全新统人工填土层、第四系上更新统冲、洪积层及第三系泥岩组成。现根据其野外特征将场地各地层的分布及特征由上至下描述如下:第1层 杂填土【Q42ml】:灰褐色,湿,松散-稍密,含碎石子,碎砖块等建筑垃圾。该层厚度为0.83.6m,平均厚度1.48m,层底标高52.3955.46m,平均54.23m。第2层 粉质粘土【Q42al+pl】黄褐色,软塑-可塑,切面稍光滑,韧性、干强度中等,土质不均,局部夹粉土层。该层厚度为1.65.8m,平均厚度4.10m,层底标高48.5151.21m,平均49.74m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第3层 粉质粘土【Q42al+pl】灰褐色-灰黑色,可塑,切面稍光滑,韧性、干强度中等,局部相变为粉土层,稍有臭味,偶见白色小螺壳、青瓦片。该层厚度为1.57.1m,平均厚度4.12m,层底标高42.1347.81m,平均45.63m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第4层 粉质粘土【Q41al+pl】黄褐色夹灰绿色条带,可塑,局部硬塑,韧性中等,切面稍具光泽,局部含0.1m左右细砂,局部夹粉土层偶见姜石,具铁锰侵染。该层厚度为3.58.4m,平均厚度6.13m,层底标高37.5341.51m,平均39.51m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第5层 粉质粘土【Q41al+pl】黄褐色-浅红褐色,可塑-硬塑,韧性中等,切面稍具光泽,具黑色铁锰侵染,夹灰绿色条带以及零星姜石,局部姜石含量较大。该层厚度为2.88.0m,平均厚度5.37m,层底标高32.0236.94m,平均34.10m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第6层 粉质粘土【Q3al+pl】黄褐色,可塑-硬塑,韧性中等,切面稍具光泽,具黑色铁锰侵染,夹灰绿色条带以及零星姜石,局部姜石含量较大。该层厚度为4.412.5m,平均厚度7.33m,层底标高22.6328.82m,平均27.10m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第7层 砾石土【Q3al+pl】黄褐色,饱和,密实,砾石含量约6,级配差,磨圆度中等,上部砾石间充填物多为粗细砂,下部为混砂粒粉质粘土。该层厚度为4.510.0m,平均厚度7.33m,层底标高17.6222.47m,平均19.63m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第8层 卵石土【Q3al+pl】黄褐色-红褐色,饱和,密实,粒径多为3-8cm,级配较好,磨圆度中等,含量50-60%,充填物为混砂粒粉质粘土,含有大量小砾石。该层厚度为2.59.4m,平均厚度6.20m,层底标高11.3817.07m,平均13.48m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第9层 粉质粘土【Ngl】黄褐色夹灰绿色条带,硬塑,韧性、干强度较高,切面较光滑,含少量姜石,偶见卵石,具铁锰侵染。该层厚度为10.516.4m,平均厚度13.38m,层底标高-2.342.22m,平均0.10m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第10层 粉质粘土【Ngl】红褐色,局部灰褐色,夹较多灰绿色条带,硬塑-坚硬,韧性、干强度较高,切面较光滑,含较多卵砾石夹层,且卵砾石层薄厚不一,分布不规律,具铁锰质浸染。该层厚度为11.018.0m,平均厚度14.9m,层底标高-17.13-10.99m,平均-14.3m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第10-1层 卵石土【Ngl】黄褐色-红褐色,饱和,密实,粒径多为3-8cm,级配较好,磨圆度中等,含量50-60%,充填物为混砂粒粉质粘土。该层厚度为1.04.0m,平均厚度1.91m,层底标高-7.87-2.59m,平均-5.59m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第11层 含卵石粉质粘土【Ngl】红褐色,局部灰褐色,坚硬,夹带10-15%卵石,卵石大小不均,局部夹砾砂,夹灰绿色条纹及黑色铁锰结核。该层厚度为12.016.0m,平均厚度13.69m,层底标高-31.90-24.19m,平均-28.66m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。第12层 粉质粘土【Ngl】红褐色,坚硬-半胶结状态,含姜石及黑色铁锰结核,夹灰绿色条带。该层所有钻孔未揭穿,最大揭露厚度20m。压缩系数a1-2平均值为0.32MPa-1,属中等压缩性土。 各土层详细分布情况见“工程地质剖面图”。3.4水文地质条件3.4.1场地地下水埋藏条件根据钻探揭露情况,场地共两层地下水,第一层赋存于第4层粉质粘土中,类型为孔隙潜水,受大气降水及地表径流补给。初见水位埋深8.511.2m,稳定水位埋深8.010.8m;第二层赋存于第7层砾石土及第8层卵石土中,类型为微承压水,主要通过侧向径流补给。场地混合地下水稳定埋深6.29.85m,稳定水位标高45.2146.95m。据对场地周边调查,自2003年至今最高水位埋深为8.3m,水位变化幅度为1.5m左右。3.4.2地下水及场地土腐蚀性分析与评价 本次勘察取地表及地下水试样共3件进行水质简分析, 分析结果详见表3.4.3-1及表3.4.3-2。场地水腐蚀性评价3.4.3-1取水位置对混凝土结构的腐蚀性按环境类型按地层渗透性环境类型SO42-(mg/L)Mg2+(mg/L)NH4+(mg/L)OH -(mg/L)总矿化度(mg/L)渗透类型PH值侵蚀性CO2(mg/L)HCO3-(mmol/L)地下水k17类180.7865.080.00.01074.74A7.310.08.693微微微微微微微微K20218.4170.240.00.01177.057.400.09.346微微微微微微微微K30244.1872.340.00.01182.437.340.09.191微微微微微微微微场地水腐蚀性评价 表3.4.3-2取水位置对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性浸水状态水中的Cl -含量(mg/L)腐蚀等级地下水k17干湿交替88.21微K2088.46微K3075.46微评价结果表明:地下水对混凝土结构具微腐蚀性,对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。依据地区经验场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中钢筋、钢结构具微腐蚀性。4地基分析评价4.1 场地稳定性和适宜性评价拟建场地为厚层第四系、第三系堆积土地区,勘察范围内不存在滑坡、崩塌、泥石流、采空区塌陷、溶洞等不良地质作用,无活动断层存在,无沟浜、溶洞、墓穴等对工程不利的埋藏物,且环境工程地质条件简单,综合评定为稳定场地,适宜工程建设。4.2 岩土层的工程特性指标评价4.2.1各岩土层物理力学指标 通过对已取得的土试样室内试验常规指标、三轴剪切指标及固结指标进行统计分析与计算,数据的统计和粗差剔除采用GRUBBS(0.01)法与手工统计相结合剔除异常数据,得出统计与计算结果见附表:物理力学指标统计表。4.2.2岩土原位测试指标静力触探试验成果统计表表4.2.2.1层号土层名称样本容量qc最大值(MPa)qc最小值(MPa)fs最大值(MPa)fs最小值(MPa)qc厚度加权平均值(MPa)fs厚度加权平均值(kPa)2粉质粘土53.421.0265.6830.692.2348.93粉质粘土53.211.1858.2929.812.5147.54粉质粘土54.422.12136.5469.812.6092.35粉质粘土53.882.33145.4292.143.10136.6标准贯入试验成果统计表表4.2.2.2层号土层名称样本容量最大值(击)最小值(击)平均值(击)标准差(击)变异系数修正系数标准值(击)2粉质粘土8845.51.3090.2380.8394.63粉质粘土91067.81.6160.2050.8726.84粉质粘土81811152.3900.1590.89213.35粉质粘土6211619.11.8350.0960.92117.66粉质粘土8271722.13.8340.1730.88319.56-1细砂12323230.0000.0001.00023.09粉质粘土9412632.44.7730.1470.90829.410粉质粘土9393036.13.2190.0890.94434.111含卵石粉质粘土4413739.51.7320.0440.95037.512粉质粘土5503943.44.5610.4050.90039.0N63.5动力触探测试成果统计表表 4.2.2.3地层编号地层名称样本容量最大值(击)最小值(击)平均值(击)标准差(击)变异系数修正系数标准值(击)7砾石土40402129.45.5110.1870.94627.88卵石土325937475.6400.1200.96345.24.3地基岩土的工程特性指标建议综合分析钻探取样、原位测试、室内土工试验成果,结合已有的研究成果、工程经验,将本场地各岩土层的承载力特征值和与基础设计有关的其它主要参数建议值列于表4.3.1。岩土的物理力学性质指标建议值表4.3.1层号岩 土 名 称重 度(kN/m3)压 缩模 量Es(MPa)变 形模 量Eo(MPa)粘聚力C(kPa)内 摩擦 角()承载力特征值fak(kPa)2粉质粘土19.45.86/18.09.41203粉质粘土19.76.04/18.87.31254粉质粘土20.37.0421.97.21855粉质粘土20.27.65/28.98.42156粉质粘土20.68.58/43.911.82807砾石18.0/*20.0/*253008卵石21.0/*21.0/*354009粉质粘土20.912.930.042.912.430010粉质粘土20.615.037.0/30010-1卵石22.0/*25.0/*3535011含卵石粉质粘土20.0/20.0/35012粉质粘土/(0.96)/400注:*值根据相关资料结合工程经验给出综合建议值;()值为天然单轴抗压强度,因第层粉质粘土多呈半胶结状态,故给出单轴抗压强度值,以供计算参考。4.4地基土的均匀性评价1.拟建各建筑基础埋深均为20m,直接持力层为第层粉质粘土。通过对原位测试数据和土工试验成果资料的分析,地基持力层属同一工程地质单元。2.对地基持力层及其下卧层的空间性状进行分析:地基持力层虽属于同一地貌单元或同一工程地质单元,但遇下列情况之一的亦为不均匀地基:1) 持力层地面或相邻基底标高的坡度大于10%;2) 持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值大于0.05b(b为基础宽度)。拟建主楼、副楼、住宅楼、商业楼地基持力层或其下卧层均存在不满足上述之一的情况,判定拟建各建筑地基均为不均匀地基。4.5基床系数评价当应用文克勒地基模型进行地基梁的计算时,需提供基床系数。根据勘察揭露的地层情况,结合原位测试、土工试验综合判定各层土的状态,参照地基与基础(顾晓鲁等主编)、弹性地基梁及矩形板计算(中国船舶工业总公司第九设计院编写)资料,给出各层地基土基床系数建议值,见表4.5:各层地基土基床系数建议值 表4.5岩土名称地层编号地层状态垂直基准基床系数KV(MN/m3)水平基床系数KH(MN/m3)粉质粘土2软塑-可塑2030粉质粘土3可塑3035粉质粘土4可塑3540粉质粘土5可塑-硬塑4050粉质粘土6硬塑5070砾石土7密实5565卵石土8密实6070粉质粘土9硬塑-坚硬6570粉质粘土10坚硬7075含卵石粉质粘土11坚硬8090粉质粘土12半胶结1001104.6地震效应分析与评价4.6.1区域构造与地震 邯郸市区在大地构造上处于新华夏系太行山第三隆起带和华北第二沉降带的连接处。邯郸大断裂是太行山隆起和华北沉降的界线,该断层是由多条断层组成的断层带,总宽度约10公里,走向北北东,倾向东,陡倾角,全长约180公里,具正断层性质。邯郸市区大部分面积在沉降一侧,该断层为活动断层。 邯郸市及周围是地震多发地区,地质构造复杂,构造运动强烈,存在很多可能发震的地质构造,如北面隆尧断裂(60公里),西边的山西断陷盆地(270公里),东部的聊城兰考断裂(220公里),南边的大名磁县断裂(28公里)。这些断裂历史上都曾发生过教强烈的地震,如1830年的磁县7.5级地震,该次地震影响范围很大,邯郸市区的地震烈度为八度。4.6.2地震烈度按照建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)附录A的划分,邯郸地区抗震设防烈度为7度,抗震分组为第一组。设计基本地震加速度为0.15g。4.6.3场地类别钻孔波速测试结果,按建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)4.1.3条的划分原则,上部分布的人工填土、粉质粘土的剪切波速值Vs为132237m/s,属中软土;密实砾石土、卵石土的剪切波速值Vs为307400m/s,属中硬土;下部分布的粉质粘土剪切波速值Vs为442549m/s,属中硬-坚硬土。本工程对所有高层建筑场地均选择1个孔进行钻孔波速测试,根据波速测试成果,取场地覆盖层深度范围内各土层剪切波速按厚度加权平均,结果如表4.6.2。波速试验成果表 表4.6.2层号剪切波速Vsi(m/s)单孔等效剪切波速Vse(m/s)覆盖层厚度(m)场地等效剪切波速平均值Vse(m/s)K15K22K30K15K22K30K15K22K30146.50143.15158.60154.1153.5179.73555554.5162.3132.14136.07173.85152.77141.93184.24158.28161.98201.55196.63198.44237.30226.33214.68328.55307.89311.31373.96362.66400.48441.91459.60511.71545.40545.40549.10545.40 计算结果表明,场地土类型为中软土,属类建筑场地。本场地地势平坦、开阔,地层分布较稳定,判定该场地为建筑抗震一般地段。4.6.3卓越周期业主已委托河北省地震局工程勘察院对本场地进行地震安全性评价工作。场地水平向设计地震动峰值加速度及加速度反应谱参数值及其他地震参数可参见其“地震安全性评价报告”。根据本次波速测试结果采用公式T= 推测场地平均卓越周期为0.418s。4.6.4卓越周期依据建筑抗震设计规范(GB50011-2010)第4.1.6条按插值方法确定地震作用计算所用的特征周期为0.425s。4.6.4地基土抗震液化评价根据钻探及土工试验成果分析,场地土在个别钻孔内出现粉土及砂夹层,大范围分布上无饱和粉土及砂,故可不考虑地震液化问题。5岩土工程分析5.1基础方案分析与评价依据“岩土工程勘察任务委托书”,拟建各建筑基础埋深均为20m,基础持力层为第层粉质粘土,按高层建筑岩土工程勘察规程第8.2.6条的要求,考虑地下室开挖造成地基侧限的永久性减弱及浮力作用,对拟建建筑地基承载力不进行修正。经判别第层粉质粘土承载力特征值能够满足商业楼承载力的要求,不能满足主楼、副楼、住宅楼对地基承载力的要求,故除商业楼外,其余各建筑均需做地基处理。5. 2桩基础分析与评价5. 2.1桩型选择桩型选择主要受场地周边环境和沉桩可行性两大因素决定。(1)周边环境拟建场地位于邯郸市主城区,北临人民路,西临光明街紧贴人防通道地下餐厅,东侧紧邻邯郸市新时代广场,南侧紧邻居民区,地下分布有通讯光缆、水管等地下管线,综合判定周边环境较复杂。(2)拟建建筑桩型选择根据邯郸地区对高层地基处理的经验,结合本工程建筑特点,其可能采用的桩型有预制桩、钢管桩、钻孔灌注桩。a.拟建主楼荷载大,变形要求严格,布桩数量多而密,若采用预制桩,其挤土效应明显,会对周边环境产生不利影响。b.拟建建筑基础埋深20m,且因建筑荷载大,单桩承载力要求高,故必须选择深部土层作为桩端持力层。鉴于本场地岩土层分布情况,施工时必须穿越第层砾石土及第层卵石土,根据邯郸地区经验,采用预制桩难以穿越。c.基坑深度大,不满足预制桩送桩深度要求。d.钢管桩费用十分昂贵。f.根据同类工程经验,为施工便利,主楼、副楼、住宅楼同桩型的可能性较大。综合考虑周边环境、沉桩可行性、施工便利及工程造价,本工程建议采用钻孔灌注桩较为适宜。为提高施工效率、减小施工对周边环境的影响,结合场地工程地质及水文地质条件,可选用旋挖+冲击辅助的成孔工艺。5.2.2桩基持力层选择主楼:场地内第10层粉质粘土,其强度高,压缩性低,层位稳定且不存在软弱下卧层,可选该层为桩端持力层,桩端入土深度不小于3m;副楼、住宅楼:场地土第层卵石土,其强度,压缩性低,层位稳定且不存在软弱下卧层,可选该层为桩端持力层,桩端入土深度不小于2m;5.2.3桩基设计参数及承载力评价根据建筑桩基技术规范(JGJ94-2008),参照原位测试、土工试验、剪切指标及邯郸地区同类型桩检测资料,给定钻孔灌注桩设计参数建议值如下表。水下钻孔灌注桩设计参数表4.3.3-1地层名称及地层编号桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)粉质粘土 60粉质粘土 75砾石土1201800卵石土1302000粉质粘土901600粉质粘土901700卵石土土1302000含卵石粉质粘土951800粉质粘土1002000*注:上表中数值为结合地区经验给出,仅供试桩设计时采用,单桩承载力特征值应在试桩后通过静载试验取得。参照国家标准建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)有关公式估算的单桩竖向承载力标准值见下表:单桩承载力估算表拟建建筑桩径(mm)桩长(m)持力层单桩竖向极限承载力标准值(KN)主楼10004013878副楼800185865住宅楼1000186575*注:上述估算未考虑桩身结构强度,单桩承载力特征值应在试桩后通过静载试验取得。 通过上表估算结果,处理后的地基强度可满足设计要求。5.2.4桩基变形计算与评价主楼地基处理后的变形计算面在60m左右,副楼、住宅楼变形计算面在38m左右,按假想实体深基础法估算建筑物各角点及中心点地基变形值见下表: 各点地基变形值一览表 建筑物计算点号(孔号)沉降值(mm)变形差值倾斜主楼1(K11)38.441.490.0022(K13)36.953(K22)37.991.970.0024(K24)36.025(中心点)102.33副楼1(K13)31.051.820.0022(K15)29.233(K18)30.141.980.0024(K20)32.125(中心点)82.47 住宅楼因角点k36孔未施工,估暂不对其进行沉降估算。主楼、副楼建筑总的地基变形量满足规范要求,整体倾斜满足规范要求。 设计应根据实际荷载大小及分布特点进行最终的沉降计算,计算需要的不同压力段的压缩模量可以从本报告中“综合固结试验成果图”中选取。5.2.5沉桩可行性分析 综前所述,副楼、住宅楼桩端持力层建议选择第层卵石,沉桩需穿越第层砾石,并进入第层一定深度。对于主楼则须完全穿越第层砾石和第层卵石土。因层砾石和第层卵石均为密实状态,沉桩阻力大,故沉桩较为困难。施工时宜配合沉桩辅助设备(可选用冲击钻机辅助成孔),亦可选用适宜砾石土、卵石土的旋挖机钻头(岩心螺旋钻头)。必要时可进行沉桩试验。5.2.6桩基施工对周边环境的影响及设计施工应注意的事项1.桩基成孔施工时护壁所产生的泥浆对周边环境产生一定的污染,施工现场应合理的布置泥浆池(含回浆用沉淀池及泥浆储备池),在沉淀池的旁边设置渣土区,沉渣采用反铲清理后放在渣土区,并按相关部门排污标准及时处理;2.若采用冲击钻辅助成孔将产生噪声污染,应合理安排作业时间,减小对周边居民区和工作区的影响。3.由于桩底沉渣问题制约着单桩承载力和桩身稳定性,设计时应考虑“施工因素”的影响,单桩承载力宜适当减小。4.施工应对相应地层的钻入难度有充分的估计,避免因机型选择不合适造成窝工、返工,从而酿成经济损失。5. 制备泥浆是旋挖钻机能否成孔的关键,也是影响钻孔进度和桩基混凝土质量的关键。泥浆过稀时不能浮渣影响钻进,过稠时泥浆附在孔壁和钢筋上,影响桩基混凝土的质量。故施工时应对泥浆性能进行严格把关。6基坑工程分析与评价6.1基坑边坡稳定性分析根据“岩土工程勘察任务委托书”,基坑开挖深度20m,根据勘察揭露的地层结构来看,该深度范围内土层主要为填土、粉质粘土。依据土工试验成果指标计算基坑直立边坡高度为:Z0=2Ck/tg(450+k/2)式中Ck:为有效深度内加权平均的内聚力标准值,取22.2kPa;k:为有效深度内加权平均的摩擦角标准值,取8.00;:为有效深度内侧壁土体天然重度平均值,取19.9KN/m3;计算得基坑直立高度为2.6m,小于基坑开挖深度,为不稳定边坡,基坑边坡宜采取适宜的支护措施。6.2基坑围护方案及设计参数6.2.1基坑围护

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