监控中心文字报告-修改.doc

湖南省张花高速公路张家界监控分中心岩土工程勘察1、前言湖南省张花高速公路张家界监控分中心位于张家界市永定区阳湖坪镇社溪村，常张高速张家界收费站西300m。拟建建（构）筑物由湖南大学设计研究院有限公司设计，本次拟建建（构）筑物共6栋，其中办公楼、监控楼层数为4层，高度24.00m，框架结构；扩建宿舍楼层数为4层，高度17.20m，砖混结构；扩建食堂层数为1层，高度6.96m，框架结构；实验楼层数为1层，高度7.70m，框架结构；发电机房、水泵房层数为1层，高度6.80m，框架结构；连廊层数为1层，高度4.50m，框架结构。以上拟建建（构）筑物等级均为二级，对差异沉降敏感度一般。受湖南省张花高速公路建设开发有限公司的委托，我院承担了张花高速公路张家界监控分中心场地内拟建（构）筑物施工图设计阶段的岩土工程详细勘察任务。本次勘察的目的是：为建筑物设计提供详细的工程地质资料和岩土技术参数，对建筑物地基开挖作出岩土工程分析评价，为基础设计、地基处理提出依据和建议。本次勘察的主要任务是：查明建筑场地内地层结构、岩土物理力学性质；对地基的稳定性、适宜性及地层承载力作出评价；提出地基和基础设计方案、建议及设计施工所需岩土参数。其勘察技术要求及要求提供的勘察资料内容详见设计方提供的施工图设计阶段地质勘察任务书。本次勘察工作量由湖南大学设计研究院有限公司依据设计有关技术要求布置，勘探点主要按建筑物周边线、角点布置，共布置勘察钻孔59个（由于办公楼大部分基础已施工，本次有10个钻孔未钻探）。我院于2009年4月18日至2009年5月1日对拟建场地进行了岩土工程详细勘察工作。本次勘察所依据的主要规范、规程和文件为：、岩土工程勘察规范（GB50021-2001）；、建筑抗震设计规范（GB50011-2001）；、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）；、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）；、长沙市地基基础设计与施工规定（DB43/T010-1999）；、施工图设计阶段工程地质勘察任务书。本次勘察采用钻探（对第四系土层采用冲击钻进、套管护壁；风化砾岩采用回转钻进、泥浆护壁等钻探工艺）、标准贯入及重型圆锥动力触探试验、现场采取原状岩、土样进行室内试验相结合等方法进行详细勘察，共完成工作量如表1。完成主要工作量一览表 表1工 作 项 目单 位数 量备 注钻孔m/孔821.20/49取岩样并试验组9取水样并试验件2标准贯入试验次29重型圆锥动力触探试验m0.3简易水文观测孔49测量放孔孔59尚须说明：本工程钻孔位置测量放点工作由我院测量人员完成，岩石抗压强度试验及水质分析工作均由我院实验中心（中化地质长沙实验中心）完成。本次勘察测量成果采用的坐标系统为北京坐标系，高程为相对高程，监控支线A点（位置详见建(构)筑物与勘探点平面位置图道路标高为0.000m）。其中办公楼、监控楼设计地面标高为8.70m；扩建宿舍楼、食堂设计地面标高为10.60m；实验楼设计地面标高为10.40m；发电机房、水泵房设计地面标高为10.30m；连廊设计地面标高为8.70m。各钻孔坐标及孔口高程详见勘探点一览表。本次勘察的办公楼、监控中心场地2004年8月核工业长沙工程勘察院已进行过勘察，其中办公楼大部分基础已于2005年施工（人工挖孔灌注桩）。为核实场地地质情况，本次在场地内对ZK25-ZK31、ZK33、ZK35、ZK37-ZK39、ZK41、ZK43-ZK46、ZK48、ZK50、ZK51、ZK54-ZK57、ZK59等钻孔进行了钻探，由于基础施工影响，所施工的部分钻孔与建筑物位置有所偏移。2、场地岩土工程条件2.1地形、地貌拟建场地地貌单元为低山地貌，澧水级阶地。北侧与奥威科技以水泥路相隔，南侧紧邻监控支线。场地大部分地段原为小山包，西南、东侧为冲沟与稻田区。场地现已基本推填整平，地形较平坦，钻孔孔口标高介于9.88-10.62m之间。地形详细情况见建筑物与勘探点平面位置图和勘探点一览表中各钻孔标高。2.2地层岩性根据本次钻探揭露，场地内埋藏的地层有（地层序号为-）： 2.2.1素填土（Qml）（为地层编号，下同）：褐红色、褐黄色、褐灰色、灰黑色，稍湿-湿，结构松散，主要由风化砂、砾岩碎块(屑)及粘性土组成，含少量砾石，部分钻孔（ZK39、ZK41、ZK44-ZK46、ZK48、ZK51）底部含石英质块（漂）石，夹植物根、腐殖质，填土时间约4年。拟建场地内全部钻孔遇见该层，层厚0.50-12.50m，层顶标高为7.3910.62m。2.2.2卵石（Qal）:褐色、灰白色，湿，中密，粒径4-10cm，大者约30cm，卵石含量约55%，呈亚圆-次棱角状，成分主要为石英砂岩，颗粒间由粘性土充填，泥质含量约30%。拟建场地仅钻孔ZK51遇见，层厚0.60m。2.2.3白垩系(K)强风化砾岩：褐红色，砾质结构，块状构造，泥质胶结，胶结较差，局部夹砂岩，节理裂隙发育，岩体破碎，岩质较软，岩芯多呈碎块状、碎砾状、块状。砾石成分主要为板岩和砂岩，粒径5-20mm，呈棱角状，岩块遇水易软化崩解，用手可折断。为极软岩，岩体基本质量等级为级，RQD约为20-30，拟建场地内普遍分布，层厚1.00-4.10m，层顶标高为-4.2710.12m。2.2.3白垩系(K)中风化砾岩：褐红色，砾质结构，薄-中厚层状构造，钙泥质胶结，胶结较好，局部夹砂岩，节理裂隙较发育，岩质较硬，岩芯多呈柱状，少量呈饼状、块状。砾石成分主要为板岩和砂岩，粒径5-20mm，大者达50mm，呈棱角状，岩块经水浸泡部分软化崩解，脱水干裂明显。为软岩，岩体基本质量等级为级，RQD约为30-45，拟建场地内普遍分布，层厚不详，层顶标高为-7.878.92m，本次最大揭露厚度16.1m。以上各层位分布及钻孔详细情况见钻孔柱状图、工程地质剖面图。2.3各岩土层的主要物理力学性质和原位测试成果2.3.1岩石力学性质本次勘察采取中风化砾岩岩样9组进行岩石室内抗压试验，其统计结果见表2。 岩石室内试验结果统计表统计项目岩石名称岩石饱和抗压强度（MPa）统计组数（n）范围值平均值（frm）标准差（）变异系数（）标准值（frk）中风化砾岩5.2-12.18.82.870.3378 表2注：中风化砾岩有1个样离散性较大未参与统计。2.3.3原位测试成果2.3.2.1标准贯入试验为了研究场地内各主要岩土层的力学性质，本次勘察在钻孔中进行了标准贯入试验29次，其实测锤击数见表分层标准贯入试验成果统计表，统计结果见下表3。原位测试成果统计表 表3地层名称测试方法范围值平均值标准差变异系数统计个数备注素填土标贯试验2-64.31.30.3113强风化砾岩标贯试验5050/162.3.2.2 重型圆锥动力触探试验本次勘察在卵石中进行了重型圆锥动力触探试验0.3m/1孔，其试验锤击数（按现行岩土工程勘察规范表B.0.1进行了修正）统计结果如表4。重型圆锥动力触探试验成果统计表 表4指标地层统计个数范围值锤击数平均值N（击）标准差变异系数标准值圆砾37.8-13.110.6/2.4场地水文地质条件勘察期间，仅部分钻孔（ZK5-ZK7、ZK18-ZK19、ZK31、ZK33、ZK44、ZK46、ZK48、ZK51）遇见地下水，地下水类型主要为上层滞水，主要赋存于素填土中，水量较小，主要受大气降水及生活污水下渗补给，随季节性变化较大。勘察期间，测得场地内稳定水位埋深为1.50-8.50m，相当于标高-0.178.29m。本次勘察在钻孔ZK33、ZK51孔中采取2件地下水试样进行了地下水水质对砼结构有无腐蚀性分析，其结果：PH值为6.85-6.87，侵蚀性CO2为0，Cl-为7.48-9.97。根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）附录G ，结合张家界地区的气候条件，场地环境类型为类，且素填土为弱透水层，按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）中有关标准判定：场地内的地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。2.5地震效应根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），张家界地区抗震设防烈度为6度。根据建筑抗震设计规范（GB500112001）表4.1.3及地区实测土层剪切波速经验值，按各地层的平均厚度计算场地等效剪切波速值。场地等效剪切波速计算表 表4建筑物名称地 层名 称土 的类 型覆盖层厚 度di(m)土层剪切波速Vsi(m/s)传 播时 间t=(di/Vsi)（s）土层等效剪切波速Vse=d0/t(m/s)备 注办公楼监控楼连廊素填土软弱土4.611100.042110.4土层厚度根据各土层平均厚度和设计地面标计算。卵石中硬土0.03280强风化砾岩岩石500注：土层厚度根据各土层平均厚度和设计地面标高计算，低于设计标高按素填土计，计算深度即覆盖层厚度。根据表4计算结果：办公楼、监控楼，连廊地基等效剪切波速为Vse=110.4m/s，覆盖层厚度在3-15m范围内，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的第4.1.1条及条文说明，结合场地的地质、地形、地貌综合条件判定：建筑场地类别属类，地震动反应谱特征周期为0.35s，场地土类型为软弱土场地，属可进行建设的一般场地，场地地基较稳定，可以建筑。扩建宿舍楼、食堂，实验楼、发电机房及水泵房原为山包，开挖后强、中风化砾岩直接出露，覆盖层厚度3m，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的第4.1.1条及条文说明，结合场地的地质、地形、地貌综合条件判定建筑场地类别属类，地震动反应谱特征周期为0.25s，场地土类型为中硬土场地，属建筑抗震有利地段，场地地基稳定，适宜建筑。 3、岩土工程评价3.1场地稳定性及环境工程条件评价本场地地处江南古陆隆起的中部，新华夏一级构造第三隆起带的南段，大的区域构造位于马鞍山背斜的北翼，场地及附近无区域性断裂构造通过，本次勘察也未发现断裂构造。根据本次勘察结果，场地内地形地貌较简单，岩土种类不多，地层分布较均匀，填土性质变化较大，未发现影响场地稳定性的不良地质作用。办公楼、监控楼、连廊建筑场地类别为类，为可进行建设的一般场地，场地地基较稳定，可以建筑；扩建宿舍楼、扩建食堂、实验楼、发电机房及水泵房建筑场地类别属类，属建筑抗震有利地段，场地地基稳定，适宜建筑。拟建场地位于常张高速张家界收费站西侧300m，其南面有监控支线通过，交通便利，场地地形平坦，便于各类机械设备进场施工。拟建建筑场地东侧（部分）、北侧为一高边坡，高度约10-30m，目前稳定，建议采取适当支护措施（详见边坡勘察报告），以免产生滑坡等自然灾害。场地内基岩层为砾岩，无形成岩溶塌陷的条件，地下无采矿工程分布，也不会发生采空区塌陷等地质灾害。3.2场地岩土工程条件评价3.2.1素填土：结构松散，未经处理，不能作为拟建建（构）筑物天然地基持力层。3.2.2卵石：中密状态，强度中等，可作为拟建建（构）筑物基础持力层。3.2.3强风化砾岩：拟建场地基岩，强度较高，压缩性较低，可作为拟建建（构）筑物基础持力层。3.2.4中风化砾岩：拟建场地基岩，强度高，压缩性低，是拟建建（构）筑物良好的桩基础持力层或下卧层。3.3特殊性土及不良地质作用 据钻探资料表明：场地特殊性土为填土，性质变化大，厚度分布不均。未发现有全新活动断裂痕迹及其它不良工程地质作用，场地是稳定的，可以建筑。3.4地下水评价场地内地下水为上层滞水，主要受大气降水下渗补给，随季节性变化较大，水量较小，对基础施工有一定影响。施工期间如遇雨季应根据实际情况采取有效的降水、排水措施，可采用井点降水，明沟排水。场地内地下水对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。4、基础方案建议及基础施工注意事项4.1基础类型和基础持力层的选择根据拟建建筑物的特点及场地地质条件，结合场地内已建建筑物的基础施工经验，建议基础型式如下：发电机房、水泵房：该地段为挖方区，设计地面标高为10.30m，填土厚度薄，建议采用天然地基浅基础（独立柱基），以强风化砾岩或中风化砾岩作为基础持力层。实验楼：该地段为挖方区，设计地面标高为10.40m，填土厚度薄，建议采用天然地基浅基础（独立柱基），以强风化砾岩或中风化砾岩作为基础持力层。扩建宿舍楼：该地段为挖方区，设计地面标高为10.60m，填土厚度薄，建议采用天然地基条型基础（或独立柱基），以强风化砾岩或中风化砾岩作为基础持力层。扩建食堂：该地段填土厚度薄，设计地面标高为10.60m，建议采用天然地基浅基础（独立柱基），以强风化砾岩或中风化砾岩作为基础持力层。办公楼、监控楼：大部分地段原为地势较低的冲沟，西侧为最低处。场地设计地面标高为8.70m，东南侧填土较薄，建议采用天然地基浅基础（独立柱基），以强风化砾岩或中风化砾岩作为基础持力层，局部填土厚度较大的地段，可采取阶梯状开挖（或局部大开挖）；西北侧填土厚度较大，建议采用桩基础，以强风化砾岩或中风化砾岩作为桩基持力层，桩底应进入稳定持力层一定深度，成桩方式宜为人工挖孔灌注桩。连廊：该地段填土厚度变化较大，北侧建议采用浅基础，以强风化砾岩作为基础持力层，南侧建议采用桩基础，以强风化砾岩作为桩基持力层，桩底应进入稳定持力层一定深度，成桩方式宜为人工挖孔灌注桩或沉管灌注（夯扩）桩。若要采用天然地基浅基础（独立柱基），以素填土作为基础持力层时，素填土必须经过处理（如强夯夯实或压浆处理），同时对处理后的持力层进行浅层平板载荷试验，以校核承载力和变形特性指标。当同一建（构）筑物采用两种不同地层作为基础持力层或两种不同基础型式（独立柱基和桩基础）时，应计算沉降变形，并根据差异沉降考虑是否设置沉降缝或结构上加强处理，防止不均匀沉降。拟建场地平整、开阔，周围居民少，大部分地段填土较薄，地下水对其施工影响较小，拟建建筑物荷载不大，适合采用天然地基浅基础（独立柱基或条形基础），该基础形式较经济、安全，工期相对较短。当采用人工挖孔灌注桩，施工过程中对基础持力层易控制，施工方法相对较简单，噪声及渣土污染相对较小，但其造价相对较高，应注意孔内垮孔现象，防止意外事故发生。沉管灌注（夯扩）桩基础型式较经济、安全、工期较短，其成桩质量可通过贯入度及最后三阵的锤击数来控制，但场地内部分地段填土中夹风化（砂）砾岩块石及卵（漂）石，对其成桩会产生影响。4.2 基础施工注意事项4.2.1基础开挖后，基础底部土不宜暴露过久，并严防被地下水浸泡，基础开挖到位后，须及时用混凝土封底，严防地表（下）水渗入地基土，破坏地基土结构，从而降低地基土承载力。4.2.2桩基施工时应主要控制好：桩径和垂直度；桩底沉渣厚度；混凝土质量及浇灌质量等关键点。4.2.3当用人工挖孔桩施工时，可能产生垮塌现象，在基础施工时应采用有效的防护措施，且需注意通风和排水措施，基础开挖到位后，须及时用混凝土封底，严防地表（下）水渗入地基土，破坏地基土结构，从而降低地基土承载力。4.2.4当采用沉管灌注（夯扩）桩时，应注意场地内填土中夹风化（砂）砾岩、石英质块（漂）石对成桩的影响，先应进行试桩，按试桩的成桩经验及工艺进行工程桩的施工，确保其承载力满足设计要求。其成桩质量应通过贯入度及最后三阵的锤击数来控制，确保其承载力满足设计要求。5、结论与建议5.1根据勘察结果，拟建场地在勘察范围内未发现影响场地稳定性的不良地质作用，也未发现防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，场地是稳定的。办公楼、监控楼、连廊建筑场地类别为类，属可进行建设的一般场地，场地地基较稳定，可以建筑拟建项目；扩建宿舍、食堂、发电机房、水泵房建筑场地类别属类，属建筑有利地段，场地地基稳定，适宜建筑。5.2拟建场地内地形地貌简单，为简单场地；场地内岩土种类不多，但填土性质变化较大，属简单-中等复杂地基；拟建建筑物工程重要性等级为二级，综上所述，本场地岩土工程勘察等级为乙级。5.3根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001）和建筑抗震设计规范（GB500112001），建筑场地抗震设防烈度为度，地震动峰值加速度为0.05g，设计地震分组为第一组。其中办公楼、监控楼、连廊地震动反应谱特征周期为0.35s；扩建宿舍、食堂、发电机房、水泵房地震动反应谱特征周期为0.25s，请按有关政策法规设防。5.4根据钻探揭露、现场原位测试，结合土工试验、岩石物理力学性质试验结果及张家界地区经验，经综合分析，对场地内各岩土层的承载力特征值fak(kPa)以及有关设计参数提供如下表5。岩、土层承载力标准值表5地 层名 称承载力特征值fak(kPa)压缩模量平均值Es(MPa)内摩擦角标准值k()粘聚力标准值Ck(kPa)素填土未完成自重固结/卵石35038（E0）30/强风化砾岩400/中风化砾岩1000/5.5根据钻探揭露、现场原位测试、室内试验、结合当地经验，经综合分析后，建议有关桩基础设计参数如下表6。桩的极限侧阻力标准值（qsik）及极限端阻力标准值（qPk） 表6地 层名 称人工挖孔灌注桩沉管灌注（夯扩）桩qsia(kPa)qpk(kPa)qsia(kPa)qpk(kPa)素填土未完成自重固结卵石1102500904000强风化砾岩13035001105000中风化砾岩1806500/注：素填土及今后未压实的填土未完成自重固结，应考虑其负摩阻力；根据建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）第5.2.16条，建议取土桩填土层的负摩阻力系数n=0.25，挤土桩填土层的负摩阻力系数n=0.40。上表中