株洲市九天广场岩土工程分析与评价-学士毕业论.docx

毕业论文题 目: 株洲市九天广场岩土工程分析与评价英文题目:Analysis and evaluation of engineering geotechnical engineering for nine days in Zhuzhou City学生姓名： 党振刚 申请学位门类： 学士学 号： 201120030119专 业： 水文与水资源工程学 院： 水资源与环境工程学院指导教师： 吉植强 职称： 副教授二0一五年六月五日作 者 声 明本人以信誉郑重声明：所呈交的学位毕业设计（论文），是本人在指导教师指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，不包含他人成果及为获得东华理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本设计（论文）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。本毕业设计（论文）成果归东华理工大学所有。特此声明。毕业设计（论文）作者（签字）： 签字日期： 年 月 日 本人声明：该学位论文是本人指导学生完成的研究成果，已经审阅过论文的全部内容，并能够保证题目、关键词、摘要部分中英文内容的一致性和准确性。 学位论文指导教师签名： 年 月 日株洲市九天工程岩土工程分析与评价党振刚Analysis and evaluation of engineering geotechnical engineering for nine days in Zhuzhou CityDangZhenGang2015年5月30日东华理工大学毕业论文摘要摘 要岩土工程分析评价是岩土工程勘察成果整理的核心内容，它是在各项勘察工作成果和搜集已有资料的基础上，依据工程的特点和要求进行的，对场地的稳定性和适宜性进行分析，为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的参数以及岩土体工程性质和状态的设计参数。本文根据株洲市九天广场的岩土工程勘察资料，在系统介绍场地工程地质条件的基础上，对原位测试以及室内试验成果进行了系统的分析总结，对建筑场地岩土工程性质进行分析与评价，并给出了基础设计参数。综合评价认为，场地地貌类型较简单，地层结构较清晰，区域构造背景稳定，不良地质作用不发育，稳定性良好；中风化岩体强度较高，稳定性好，适宜做地基；地下水对混凝土和钢结构具微腐蚀性。场地总体稳定，适宜进行拟建工程建设。另外，本文对工程中涉及的基坑问题做了简明的阐述。【关键词】：岩土工程； 工程地质条件； 基坑； 基础设计东华理工大学毕业论文ABSTRACTABSTRACTGeotechnical engineering analysis and evaluation is the geotechnical engineering survey and core contents of the collation of the results, it is in the survey work and collecting the existing data based on, according to the characteristics and requirements of the project, on site stability and suitability analysis, geological structure and groundwater spatial distribution parameters and rock and soil engineering properties and the state of the design parameters for geotechnical engineering design. According to the Zhuzhou City nine days square of geotechnical engineering investigation data, the system is introduced based on the engineering geological conditions of the site, for in situ testing and laboratory test results were system analysis summary, on building site geotechnical engineering properties analysis and evaluation, and gives the basic design parameters. Comprehensive evaluation that venues landscape style is simple, stratum structure is clear, stability of regional tectonic background, adverse geologic actions not development, stability, good; weathered rock mass strength is high, the stability is good, suitable for foundation; groundwater of concrete and steel structure with micro corrosion. The overall stability of the site is suitable for the construction of the proposed project. In addition, this paper briefly expounds the foundation pit problems involved in the project.Keywords: geotechnical engineering; engineering geological condition; foundation pit; foundation design东华理工大学毕业论文目录目 录1 概述11.1 工程概况11.2 评价目的与任务22. 场地工程地质条件42.1 地形地貌42.2 地质构造42.3 场地地层岩性特征52.4 场地水文地质条件72.4.1 气象水文72.4.2地下水埋藏条件82.5不良地质作用、现状边坡和防空洞82.5.1不良地质作用82.5.2现状边坡92.5.3防空洞93 岩土参数的统计、分析和选用103.1 统计计算原则与方法103.2 各岩土层岩土参数统计113.2.1 各岩土层原位测试及取样统计113.2.2 室内试验指标统计113.3岩土参数的取用123.3.1各岩土层地基承载力及主要物理力学性质指标123.3.2桩的侧阻力和桩端端阻力特征值134. 场地岩土工程分析与评价154.1 场地稳定性评价154.2 地基稳定性评价154.3 场地建筑适宜性评价154.4场地地震评价、适宜性与稳定性评价154.4.1场地地震评价154.4.2 场地土类型和场地类别184.5 场地水文地质条件评价184.5.1 渗透系数184.5.2 抗浮水位194.5.3 场地水腐蚀性评价194.6 场地土岩土工程特性综合评述215. 基础方案初步分析与设计225.1 地基基础设计等级225.2 设计的基本原则225.3 基础持力层选择和基础方案确定235.4 桩基础承载力验算235.5.基坑255.5.1基坑概况及开挖情况255.5.2基坑开挖周边环境分析265.6 基坑降水275.6.1 基坑监测276. 结论与建议29致 谢30参考文献311 概述1.1 工程概况 天广场拟建场地位于株洲市芦淞区建设南路与拥军路交汇处西南侧（原株洲市纤维水泥制品厂场地内）详见图1-1。图 1-1 场地位置图 期场地内拟建建筑物分别为：三栋住宅楼及周边裙楼，三栋高层住宅楼所包围的空间为屋顶花园，住宅楼层数为31F、裙楼层数为3F、屋顶花园层数为3F，设计地坪标高均为41.55m，地下满铺2F地下车库，地下室设计底板标高为33.05m。二期场地内拟建建筑物为8F商铺一栋，商铺面积约为20400m，地下满铺2F地下车库。拟建建筑物工程特征见表1-1。表1-1 建建筑物工程特征表序号建筑物名称层数设计地坪标高（m）结构类型基础形式地下室（层数）设计底板标高（m）1、31F41.55剪力墙桩基或筏基233.052屋顶花园3F41.55框架桩基233.053裙楼3F41.55框架桩基233.054二期商铺8F41.55框架桩基233.05 其中栋和栋长轴方向均为近东西向，栋长轴方向为近南北向。各栋平面尺寸为： I、栋均分为两个单元，各单元分两个主体部分，平面尺寸均为27.30m9.50m和15.80m9.20m；栋分为三个单元，各单元分两个主体部分，平面尺寸均为28.60m9.50m和15.80m8.00m；。 根据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）第3.1条，拟建物层数为31、31、31，其工程重要性等级为一级。场地地形地貌简单，地质环境基本未受破坏，地下水位埋藏较浅，场地的复杂程度为二级。场地岩土种类较多，厚度分布不均匀，性质变化较大，地基的复杂程度为二级（中等复杂）。1.2 评价目的与任务 评价目的是为工程设计和施工提供详细的地质资料和岩土工程参数，对基础设计和施工提出建议。评价的主要任务为： （1）查明工程场地的岩性、时代成因及空间分布特征，提供设计所需的各层土物理力学性质指标，并对基础影响深度内的承载力和变形特征进行评价； （2）查明工程场地不良地质现象的成因、类型、分布范围及其对场地的稳定性影响，预测其发展趋势，并提出防治措施及有关技术参数； （3）查明地下水的埋藏条件，含水类型等，评价地下水对基础设计施工的影响及对建筑材料的腐蚀性； （4）判定场地土类型及建筑场地类别，提供有关抗震设计参数，对其地震效应进行评价； （5）提出影响工程施工的不利因素，并对工程设计和施工中注意的问题提出建议； （6）评价场地与地基的稳定性与适宜性； （7）确定地基承载力，选择地基持力层，提出地基基础设计方案建议； （8）对基坑开挖提供稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程的影响。32东华理工大学毕业论文场地工程地质条件2. 场地工程地质条件2.1 地形地貌拟建场地位于株洲市芦淞区，北侧紧邻拥军路，东侧紧邻建设南路南侧紧邻南站西路，西侧紧邻沿江南路。地势较平坦、开阔，西侧及南侧地势稍高，各孔孔口高程在40.0342.31m之间，最大高差为2.28m。场地地貌单元属湘江冲积阶地。2.2 地质构造 拟建场地位于武陵山-雪峰山隆起的湘潭-永州低山-丘陵区与湘东-鄂东断块隆起的九岭山断块上升区交界处，即九岭山断块上升区西缘边界生成的株洲红岩盆地，盆地内部构造简单，多为平缓的短轴背、向斜，规模小，形态单一。盆地内产状平缓，倾向一般5-15，倾角一般10左右，局部大于20，向东南倾斜并超覆于古生代地层之上。盆地内断裂不甚发育。区域地质资料表明，场地内无断裂构造带发育，场地区域地质稳定。场地区域地质构造见图2-1图2-1 场区地质构造图 场地位置2.3 场地地层岩性特征根据钻探揭露，按成份结构、成因类型，场地内地层自上而下分为八层，分别为素填土、硬塑状粉质粘土、可塑状粉质粘土、含淤泥质粉土、砾砂、强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩和微风化泥质粉砂岩。现分述如下：(1)素填土（Qml） 层位编号灰褐色、黄褐色，松散，湿-饱和，主要由粘性土组成，上部含少量碎石、灰渣等成分，固结性差。顶部0.10-0.30m为砼。该层分布于整个场地，厚度为0.70（zk2-1、zk2-4、zk2-15孔）-7.80m（zk2-33孔），平均2.85m。层底标高为34.53-40.39m，平均37.76m。(2)粉质粘土 ( Qal) 层位编号黄色，黄褐色，硬塑，稍湿，含少量高岭土，网纹状结构，局部含少量黑色铁、锰质氧化物，刀切面较光滑，韧性中等，干强度中等，无摇震反应。局部表现为粉土。该层除栋的zk1-8孔缺失外，其余各孔均有分布，厚度1.00（zk18孔）-9.80m（zk2-4孔），平均4.96m，层底标高：29.16-35.16m，平均32.81m。 (3)粉质粘土( Qal) 层位编号黄色，黄褐色，可塑，湿，局部可见黑色铁、锰质氧化物，刀切面较光滑，干强度中等，韧性中等，无摇震反应。局部表现为粉土。该层局部分布，分布于ck4、ck24ck26、ck40、ck48、zk2-1zk2-3、zk2-11、zk2-13、zk2-14、zk2-16、zk2-17、zk2-21、zk2-23、zk2-26zk2-28、zk2-31zk2-35、zk1-5、zk1-8、zk1-11、zk12、zk1-16zk1-18、zk1-20、zk1-21、zk1-23zk1-30、zk1-32、zk1-36和zk1-37共44个钻孔附近，厚度0.50（zk26孔）-4.20m（zk8孔），平均2.18m，层底标高：29.85-33.95m。 (4)含淤泥质粉土(Qal) 层位编号灰色，中密密实，湿-很湿，含少量腐殖质，稍具臭味，局部可见少量黑色腐木碎屑，无光泽反应，干强度低，韧性低，摇震反应中等。该层局部分布，除zk1-2、zk1-36、zk1-37、zk2-3、zk2-4、zk2-7-zk2-9、zk2-13、zk2-14共10个钻孔缺失外，其余85个钻孔附近均有分布，厚度0.60（ck2、ck39、zk1-29孔）-5.00m（zk2-10孔），平均1.91m，层底标高：27.93-32.22m，平均30.31m。 (5)砾砂(Qal) 层位编号灰褐色，黄褐色，松散-稍密，饱和，粒径大于2mm的颗粒质量约占4050，粒径一般3-8mm，最大粒径20-30mm，呈次圆状，成分为砂岩和石英，粘性土含量10-25，其余成分为砂粒。该层除zk1-2、zk1-3、zk1-6、zk2-3、zk2-4、zk2-18、zk2-19共7个钻孔缺失外，其余88个钻孔均有分布，厚度0.20（zk1-12、zk1-32、zk2-1、zk2-7、zk2-9、zk2-21、zk2-30、zk2-33）-3.80m（zk1-19孔），平均1.08m，层底标高：27.31-31.31m，平均29.21m。 (6)强风化泥质粉砂岩(K21) 层位编号褐色-棕红色，具原岩结构，岩体破碎，岩芯呈土块状或碎块状，岩体基本质量等级为类，属极软岩。该层分布于整个场地，厚度0.40（zk1-35、zk1-39孔）-5.30m（zk1-9孔），平均1.88m。层底标高：24.13-32.56m，平均27.44m。 (7)中风化泥质粉砂岩(K21) 层位编号褐色-棕红色，泥质粉砂结构，厚层状构造，节理、裂隙发育，岩体较完整，岩芯呈长柱状，节长一般20-40cm，岩石质量指标RQD为85-95，岩体基本质量等级为类，属软岩。该层为场地下伏基岩，分布稳定，其中zk1-4-zk1-39共36个钻孔已揭穿，厚度10.20（zk1-9）-32.40（zk1-13）m，平均17.60m。其余59个钻孔均未揭穿，揭露厚度4.86-11.85m，平均6.35m。本次勘察施工过程中，在zk1-4、zk1-6、zk1-10、zk1-11、zk1-13、zk1-14、zk1-15、zk1-19、zk1-21、zk1-25、zk1-29、zk1-32、zk1-36、zk1-37、zk1-38、zk2-11、zk2-19共17孔中发现强风化泥质粉砂岩夹层或局部夹5-30cm左右的薄层状强风化泥质粉砂岩。具体详见表2-1 表2-1 强风化夹层分布表孔号分布位置（m）厚度（m）备 注zk1-412.40-14.201.80局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-612.20-16.804.60局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1016.70-19.102.40局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1120.80-24.603.80局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1311.60-19.50m7.90局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1415.40-18.00m2.60局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1514.50-19.00m4.50局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-1915.60-18.40m2.80局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩续表孔号分布位置（m）厚度（m）备 注zk1-2114.70-19.90m5.20局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩24.60-26.00m1.40强风化夹层：碎块状、土块状zk1-2513.40-17.70m4.30局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-2916.80-20.40m3.60局部夹薄层状强风化泥质粉砂岩zk1-3217.80-19.80m2.00强风化夹层：碎块状、土块状zk1-3616.50-18.10m1.60强风化夹层：碎块状、土块状zk1-3733.70-34.30m0.60强风化夹层：碎块状、土块状36.30-37.30m1.00zk1-3816.20-18.50m2.30强风化夹层：碎块状、土块状22.50-23.50m1.00zk2-1115.30-15.80m0.50强风化夹层：碎块状、土块状zk2-1917.00-18.10m1.10强风化夹层：碎块状、土块状(8)微风化泥质粉砂岩(K21) 层位编号褐色，棕红色，泥质粉砂结构，厚层状构造，发育极少量节理、裂隙，岩体完整，岩芯呈长柱状，节长一般30-80cm，岩石质量指标RQD90，岩体基本质量等级为类，属软岩。该层系场地下伏基岩，此次钻探在zk1-4-zk1-39共36个钻孔揭露该层，其余59个钻孔均未揭露，揭露厚度3.57-8.50m，平均5.75m。 2.4 场地水文地质条件2.4.1 气象水文株洲属季风气候的中、北亚热带湿润气候，年平均降水量1420.9毫米，年平均温度为16o18oC，最高温度出现在7-8月份，极端最高气温达43.6，最低温度-5，平均每年有29.9天最高气温超过35的酷暑天气。1-2月份气候最冷，时有降雪和冰冻。3-6月份多雨，相对湿度大，7-8月份最热，时有阵雨，9-12月份温度渐降而趋于寒冷，并有短期霜冻。在春冬两季，时有浓雾出现，雾期较多，延续时间较长。主导风向NNW。场地所在地区气温情况见图2-2气温情况最低气温-5年平均气温16-180最高气温, 43.6-20-1001020304050气温图2-2 气温情况图2.42地下水埋藏条件场地范围内及附近无其他地表水体。场地西侧外50米为株洲最大水系-湘江，湘江历史最高洪水位为42.60m（1994年6月18日）。勘察期间湘江水位高程约为32.00m。湘江水与砾砂存在直接水力联系。场地水文地质条件中等。素填土含上层滞水，四周地势相对较高，利于地下水的汇集，补给来源由大气降水及附近生活用水补给，水量一般，排泄以垂直蒸发为主或向低洼处渗流；硬塑状粉质粘土和可塑状粉质粘土含微弱孔隙水，渗透性差，为相对隔水层；含淤泥质粉土含较多的孔隙水，渗透性差；砾砂含丰富的孔隙水，与湘江水贯通，水量相对较大；强风化泥质粉砂岩、中风化泥质粉砂岩及微风化泥质粉砂岩中含少量的基岩裂隙水。由于场地地势相对低洼，素填土中含丰富的上层滞水，勘察期间在所施工的钻孔中发现均有初见水位，且水位较高，水位埋深在0.00-1.90m之间，相当于高程38.39-41.02m，平均高程39.75m。静止水位埋深在0.00-1.60m之间，相当于标高38.75-41.12m，平均高程39.99m。2.5不良地质作用、现状边坡和防空洞2.5.1不良地质作用根据湖南省防震减灾工程研究中心提交的株洲市九天广场工程场地地震安全性评价报告，拟建场地抗震设防烈度为6度，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）中4.3.2条规定，拟建场地内含淤泥质粉土和砾砂可不进行液化判别。由此可知本场地内各场地土均为非液化土层。场地范围内及其附近无活动断裂通过，无地震滑坡、崩塌、洞穴、泥石流、地面塌陷等不良地质作用，场地稳定。2.5.2现状边坡拟建场地西侧存在长约177.00m，高约3.00m的边坡CD，已采用重力式片石挡土墙支护，使用超过10年，现状稳定，不需对其再作支护。但一期基坑西侧边线距挡墙墙脚的距离仅3m，基坑开挖高度为8.5m，开挖后会对该挡墙的稳定性产生影响，基坑开挖前需先进行基坑设计和支护，再进行基坑开挖。2.5.3防空洞在一期ck26孔附近和二期场地北侧存在防空洞，分布在ck26、zk2-3zk2-8、zk2-12孔附近，其轮廓大致呈“入”字型，大致为东西走向，其洞壁和洞顶均使用粘土砖砌筑，结构稳定。洞顶埋深在-4.50m左右，洞顶高程约为36.00m，洞内高度为2.20m，洞底高程约为33.80m。根据一期地下室基坑开挖情况，防空洞宽1.20，洞内积水深度约为1.00m，该防空洞已废弃。基坑开挖后，场地内的防空洞部分将全部被挖除，不会影响拟建建筑物的施工与安全。东华理工大学毕业论文岩土参数统计、分析和选用3 岩土参数的统计、分析和选用3.1 统计计算原则与方法岩土参数的统计是对现场原位测试和室内土工试验有关数据，利用三倍标准差进行分析，剔除有粗差的数据，然后进行统计。统计内容包括标贯、动力触探击数及土层物理力学性质指标的平均值、标准差、变异系数。岩土参数的统计分析主要依据岩土工程勘察规范GB 500212001规定的方法进行，并对异常数据进行了取舍。（1）对野外采集的原位测试数据和室内试验数据进行综合分析，剔除异常值，范围值采用舍弃后的最大值、最小值；（2）对野外采集的原位测试数据和室内试验数据按拟建场地的不同地质层进行统计；（3）按以下公式计算平均值、标准差、变异系数和标准值： （3-1） 式中： 各岩土参数；岩土参数的平均值；岩土参数的标准差；岩土参数的变异系数；统计修正系数；岩土参数的标准值。注：*式中正负号按不利组合考虑。3.2 各岩土层岩土参数统计3.2.1 各岩土层原位测试及取样统计1素填土（Qml）：在该层共采取原状土样12件，进行标准贯入试验36次，击数3.0-6.8击，平均4.6击。2粉质粘土 ( Qal) ：该层共取采原状土样29件，其中6件进行三轴试验，23件进行常规试验，共进行标准贯入试验71次，击数11.9-19.4击，平均15.4击。3粉质粘土( Qal) ：在该层共采取原状土样18件，其中6件进行三轴试验，12件进行常规试验，进行标准贯入试验16次，击数7.4-10.6击，平均9.0击。.4含淤泥质粉土(Qal) 在该层共采取原状土样18件，进行标准贯入试验36次，击数2.4-7.7击，平均5.1击。5砾砂(Qal) ：在该层共采取扰动土样17件，进行标准贯入试验19次，击数8.1-12.2击，平均10.5击。6强风化泥质粉砂岩(K21)：在该层共进行重型（2）动力触探试验44段次，击数10.4-15.5击/10cm，平均12.6击/10cm。7.中风化泥质粉砂岩(K21)： 在该层共取采岩样53组，其中41组进行天然单轴抗压试验，其天然单轴抗压强度为5.9-14.3MPa，平均值为9.1MPa，标准值为7.8MPa。8微风化泥质粉砂岩(K21)： 在该层采取岩样21组，其中15组进行天然单轴抗压试验，其天然单轴抗压强度为9.0-14.5MPa，平均值为12.3MPa，标准值为10.9MPa。岩土层原位测试统计见表3-1：表3-1 原位测试统计表岩土名称统计次数最大值最小值平均值标准差变异系数标准值素填土366.83.04.60.670.173.6硬塑粉质粘土7119.411.915.4可塑粉质粘土1610.67.49.0含淤泥质粉土367.72.45.10.5030.03912.7砾砂1912.28.110.5强风化泥质粉砂岩4415.510.412.60.5070.0549.13.2.2 室内试验指标统计对从野外取回的岩样进行土工试验，得到的参数见表3-2。表3-2 岩石单轴抗压强度岩土层统计组数试验状态岩石单轴抗压强度（MPa）范围值平均值标准值(frk)中风化泥质粉砂岩40天然5.9-14.39.17.8微风化泥质粉砂岩15天然10.0-13.011.510.73.3岩土参数的取用3.3.1各岩土层地基承载力及主要物理力学性质指标根据原位测试结果和土工试验结果，经统计修正后，结合株洲地区经验，确定各岩土层地基承载力特征值fak及主要物理力学性质指标分别按下表3-3和表3-4取值：表3-3 岩土层地基承载力特征值fak层号岩土名称标贯试验动探试验土工试验综合取值标准值（击）fak（kPa）标准值（击）fak（kPa）fak（kPa）fak（kPa）素填土3.912310880粉质粘土13.9345300220粉质粘土8.2217215180含淤泥质粉土4.0125120100砾砂9.6180180强风化泥质粉砂岩11.6456420中风化泥质粉砂岩frk=7.82300微风化泥质粉砂岩frk=10.93200表3-4 主要物理力学性质指标层号岩 土名 称状态压缩模量平均值Es(MPa)内摩擦角标准值(度)凝聚力标准值C（kPa）天然容重r（kN/m3）直剪三轴直剪三轴素填土松散3.96.27.718.2粉质粘土硬塑7.213.517.219.622.019.3粉质粘土可塑5.27.413.311.417.619.5含淤泥质粉土中-密实3.53.47.119.0砾砂松散-稍密12.020.0强风化泥质粉砂岩土块、碎块20.04550根据各岩土层不同压力下的孔隙比，统计汇总下表3-5表3-5 孔隙比汇总表层号各级压力（kPa）下的孔隙比各级压力（kPa）下的压缩模量Es0501002004000-5050-100100-200200-4000.8250.7760.7390.6930.6251.8592.4733.9365.3460.7150.6880.6720.6480.6123.2125.3257.2379.6050.6920.6510.6240.5910.5462.0643.1225.1827.5550.7760.7280.6960.6460.5701.8562.8013.5214.7003.3.2桩的侧阻力和桩端端阻力特征值根据建筑地基基础设计规范（GB50007-2002），当采用桩基础时，各岩土层桩的侧阻力特征值（qsia）和桩端端阻力特征值（qpa），结合地区经验，建议按下表3-6值：表3-6 个岩层桩的特征值层号岩土层名 称状态桩的侧阻力特征值qsia(kPa)桩端端阻力特征值qpa(kPa)地基土水平抗力系数的比例系数m值（MN/m4）取土桩取土桩取土桩素填土松散03粉质粘土硬塑3550粉质粘土可塑2030含淤泥质粉土中密-密实103砾砂松散稍密4545强风化泥质粉砂岩土块、碎块状751200150中风化泥质粉砂岩长柱状2800微风化泥质粉砂岩长柱状4500东华理工大学毕业论文场地岩土工程分析与评价4. 场地岩土工程分析与评价4.1 场地稳定性评价 场地原始地貌为湘江二级阶地，场地内无发震断裂通过，也不存在影响工程稳定的诸如滑坡、崩塌、泥石流、古河道等不良地质现象，根据场内钻探及调查亦为发现小规模断层，场地是处于地质构造不发育的地段，综上所述判定本场地稳定性良好，适宜建筑。4.2 地基稳定性评价 场地上部填土对施工带来一定程度的不利影响，但基坑开挖后，该层全部被挖除。下伏基岩为白垩系泥质粉砂岩，分布稳定，厚度大，承载力高，可以满足拟建物的荷载要求，场地稳定。勘察过程虽在中风化泥质粉砂岩中发现少量软弱夹层现象，桩基础施工经挖穿处理后，不会影响拟建建筑的安全与稳定，适宜建筑。但桩基施工时应进行施工勘察，进一步查明各桩端下3-5倍桩径或5米深度范围内软弱夹层发育情况，如发现软弱夹层现象，及时处理。4.3 场地建筑适宜性评价 场地稳定，局部存在软土，但埋深较浅，易于处理，中风化泥质粉砂岩无构造断裂存在，承载力较高，能够满足场地承载力的要求。综上所述场地适宜于建筑。筑。4.4场地地震评价、适宜性与稳定性评价4.4.1场地地震评价 根据湖南省防震减灾工程研究中心提交的株洲市九天广场工程场地地震安全性评价报告，场地土等效剪切波速介于140-250m/s之间，场地土类型为中软场地土，场地类别为II类，属建筑抗震一般地段。详见下表4-1地土层波速测试成果统计表。表4-1 土层波速测试成果统计表地层测试深度（m）厚度（m）剪切波速（m/s）覆盖层等效剪切波速Vse（m/s）场地土类型场地级别素填土0-1.501.5118224中软II类粉质粘土1.50-8.206.70259粉质粘土8.20-9.401.20209含淤泥质粉质粘土9.40-9.800.40174砾砂9.80-16.503.70274强风化泥质粉砂岩13.50-16.503.00412 地脉动测试结果场地水平向卓越周期平均值为0.227s，垂直向卓越周期平均值为0.225s。具体数值详见下表4-2场地地脉动测试结果表。设计拟建建筑物时，结构自振周期应尽量避开此周期段，以防发生共振造成破坏。工程场地地脉动测试结果表 表4-2 场地地脉动测试结果表测点卓越频率卓越周期（s）场地类别1号测点水平向4.39HZ0.228II类垂直向4.35 HZ0.230II类1号测点水平向4.44 HZ0.225II类垂直向4.52 HZ0.221II类场地测点平均值水平向4.415 HZ0.227II类垂直向4.435 HZ0.225II类 单孔剪切波速法（速度检层法）测试基本原理：用铁锤分别水平敲击离孔口一定距离压有重物（500kg）的木板两端，地表产生的剪切波经地层传播，由孔内三分量检波器的水平向检波器接收SH波信号，然后读取正、反两方向的实测波形，找出波形交叉点，读取初至波传播时间，进而计算出各测点(层)剪切波速值。 测试设备采用武汉岩海科技有限公司制造的RS-1616K（S）动测仪，测试仪器及现场联接见图4-11-场地振动测试仪2-重物3-木板4-外触发传感器5-三分量探头6-探头信号传输线7-外触发传感器信号线8-钢丝绳 图4-1 单孔波速测试示意图 等效剪切波速，按下列公式计算： （4-1）式中：Vse土层等效剪切波速度；d0计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t 剪切波在地面至计算深度之间抟播时间；di 计算深度范围内第i层的厚度(m)；Vsi计算深度范围内第i层土的剪切波速(m/s)；n 计算深度范围内土层的分层数。相邻两测点地层波速计算公式为： （4-2）式中：Vi是第i-1点至第i点土层的剪切波速(m/s)；Hi是第i点的深度(m)；Hi-1是第i-1点的深度(m)；S是激振板中心到孔中心的距离(m)；ti为第i点的剪切波到时(s)；ti-1为第i-1点的剪切波到时(s)。建筑场地类别划分标准根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按下表划分为四类，见表4-3表4-3场地类别表 覆盖层厚度(m)等效剪切波速(m/s)场 地 类 别o1Vs8000800Vs5000500Vse25055250Vse150335050Vse15033151580804.4.2 场地土类型和场地类别 场地土等效剪切波速介于140-250m/s之间,，根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中4.1.1条、4.1.3条和4.1.6条判断本场地土类型为中软土，其场地类别为类，属可进行建设的一般场地4.4.3 砂土液化 根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001），场地抗震设防烈度小于6度，本场地内含淤泥质粉质粘土、砾砂均非液化层。4.5 场地水文地质条件评价4.5.1 渗透系数 在勘察过程中，在zk1-23、zk1-27孔进行了抽水试验，来确定主要含水层砾砂的渗透系数。在试验过程为：下入127套管至粉质粘土底部后，将被铁丝网裹紧的过滤管下至圆砾底部，洗孔至流出孔口的水返清，然后用深井泵开始抽水，按1分、2分、3分、5分、10分、20分、30分按顺序各观测记录水位一次，直至水位稳定8小时，根据公式： （4-3） R=2Sw （4-4）确定渗透系数K。式中： K渗透系数（m/d）;Q出水量（m3/d）；H自然情况下潜水含水层的厚度（m）；h潜水含水层在抽水试验时的厚度（m）；r抽水孔过滤器的半径（m）；R影响半径（m）；Sw抽水井中水位降深 (m) 经计算：zk1-23孔中圆砾的渗透系数K34.38 m/d。，zk1-27孔中圆砾的渗透系数K58.06m/d，平均为46.22m/d，渗透性等级为强透水层。4.5.2 抗浮水位 根据场地岩土工程勘察结果，基坑开挖深度按8.50m考虑，基坑底面标高为33.05m，基坑开挖后，坑壁出露的地层主要为素填土和粉质粘土，局部基坑边坡底部为粉质粘土和含淤泥质粉土。基坑范围内，素填土基本将被挖除，粉质粘土大部分或全部将被挖除，坑底地层主要为粉质粘土或含淤泥质粉土，局部为粉质粘土。地板下还存在与湘江水贯通的砾砂。地板下还存在与湘江水贯通的砾砂。场地西侧外50m为湘江，场地附近历史最高洪水位为42.60m（1994年6月18日）。经综合分析，本工程抗浮设计水位建议按标高设计地坪标高41.55m确定。4.5.3 场地水腐蚀性评价 根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中附录G判别该场地环境类型为类，根据zk1-23、zk1-27、zk1-12、zk1-22钻孔中的4件水样水质分析结果，本场地地下水类型属HCO3 -Ca型，pH值为6.68-6.76，总矿化度为285.68mg/L-724.44mg/L，依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001)中12.2条判别，场地地下水对混凝土结构微具腐蚀性，对混凝土结构中的钢筋微具腐蚀性，对钢结构微具腐蚀性。详细评价结果见表4-4、表4-5、表4-6。表4-4混凝土结构腐蚀性评价结果表腐蚀等级腐蚀介质范围实测值单项腐蚀评价综合评价弱中强硫酸盐SO42-(mg/L)500-15001500-3000300047.07-89.34微腐蚀微腐蚀弱中强镁盐Mg2+(mg/L)2000-30003000-400040009.48-11.67微腐蚀弱中强总矿化度(mg/L)20000-5000050000-6000060000285.68-724.44微腐蚀表4-5 对混凝土结构中钢筋腐蚀性评价结果表腐蚀等级水中Cl-的含量(mg/L)实测值腐蚀性评价长期浸水干湿交替弱中强5000-100-500500-5000500015.71-79.28微腐蚀表4-6 场地水对钢结构腐蚀性评价结果表腐蚀等级pH值(Cl-+SO42-)含量(mg/L)实测值腐蚀性评价弱中强pH 3-11,(Cl-+SO42-)500pH 3-11,(Cl-+SO42-)500pH 3,(Cl-+SO42-)任何值pH=6.68-6.76(Cl-+SO42-)62.78-168.62微腐蚀 结论：场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性。4.6 场地土岩土工程特性综合评述 素填土:整个场地均有分布，厚度变化较大，结构松散，固结性差，承载力低，不宜作为拟建建筑物基础持力层，地下室基坑开挖后该层将被挖除。 粉质粘土: 分布普遍，厚度变化较大，属中等压缩性土，具有一定的承载力，地下室基坑开挖后，大部分场地该层将被挖除，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。 粉质粘土：局部分布，厚度较小，埋深较大，属中等压缩性土，具有一定的承载力，地下室基坑开挖后，大部分场地该层将被挖除，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。 含淤泥质粉土：分布普遍，厚度小，埋深较大，承载力低，属高压缩性土，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。 砾砂:分布普遍，厚度相差较大，埋深较大，承载力低，不宜作为拟建建筑物基础持力层。 强风化泥质粉砂岩:承载力较高，埋深较大，但厚度较小，遇水后容易软化，根据上部荷载和结构要求，不宜作为拟建建筑物的基础持力层。 中风化泥质粉砂岩:分布稳定，