（环境工程专业论文）宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究.pdf

宁阳城区岩土工程地质 及钻孔灌注桩的设计与应用研究 摘要 随着我国国民经济的发展，城市岩土工程地质问题是建筑业面临的重要问题 之。为了在地基基础设计与施工中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保 质量、保护环境，必须对城市岩土工程进行深入的分析研究。本文以宁阳城区为 研究对象，对其岩土工程地质条件及钻孔灌注桩的设计与应用进行研究。 首先，对宁阳城区的经济地理和区域工程地质环境进行阐述，包括自然地理、 社会经济环境，区域地层、构造、水文、地震等。 第二，主要对宁阳城区天然地基进行分析，主要内容为与建筑施工有直接关 系的第四系地层的岩土特性、物理力学性质进行综合分析研究；对地基的稳定性 和适宜性进行分析评价，为基础的设计与施工提供必要的参考资料：指出了岩土 工程勘察中应注意的问题和处理方法。 第三，以中国人民银行宁阳县支行综合楼钻孔灌注桩为例，结合其它已施工 的桩基础，对宁阳城区钻孔灌注桩的设计与应用进行分析研究，希望对同类建筑 施工提供借鉴参数，包括初步的设计计算、施工工艺、技术要求和质量检测等。 最后，对全文进行总结，找出宁阳城区岩土工程的普遍特性，以适应不同建 筑物对地基基础勘察设计施工的要求。 关键词：岩土工程地质桩基础宁阳城区 t h es t u d yo ft h eg e o i o g yo fs o ila n dr o c ke n g i n e e ri n g a n dt h ed e s i g na n dc o n s tr u c t i o no ft h eb o r e dp o ie f o u n d a tio nf o rnin g y a n gc o u n t r y a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to fn a t i o n a le c o n o m 弘t h ep r o b l e mm u n j c j p a ls o i la n d m c ke n g i n e e r i n gg e o l o g yi so n e 血em o s ti m p o n a l l tt i n g si nb u i i d i n gi n d u s 廿y i ti s n e c e s s a r yt og od e 印i n t ot h es t u d yf o rt h ed e s i g na n dc o n s t r u c t i o no fb u i l d i n g f o u n d a t i o nt ob es a f ea n ds u i t a b l e ， a d v a n c e d t e c h n o l o gy ，e q u i t a b l e e c o n o my ， g u a r a n t e eq u a l i t y ，e n v i r o 脚e n t a lp m t e c t i o n t h i sr e s e a r c h e st h es o i la j l dm c ke n g i n e e r i n ga 1 1 db o r e dp i l ef b u n d a t i o no fn i n g y a j l g c o u 力t ) ： f i r s t ， e x p a t i a t e s t h ee c o n o m i c g e o g r a p h y r e g i o n a l e n v i r o n m e n to fe n g i n e e r i n g g e o i o g y ，i n c l u d i n gp h y s i c a lg e o 矿a p h hs o c i o e c o n o n l i ce 1 1 v i m n m e n t ，s t r a t i g l 印h y ， c o n s t m c t ，h y d r o g e o l o g 孔e a “h q u a k e ，e t c s e c o n d ，r n a i n l ya n a i y s e st h en a t u r a lg r o u n do fn i n g y a n gc o u l l t y ，o b j e c t o r m a t t e ri s t h er o c ka r l d s o i lc h a r a c t e r i s t i ca 1 1 dp h y s i c a lm e c m 】i cp r o p e n yo ft h eq u a t e m a r y s y s t e mi nb u i l d i n go p e r a t i o nj u d g e st h es t a b i l 姆a l l de x p e n do ft h e 铲o u n d ，o 艉r s r e f 宅r e n c ed a t af o rd e s i g na n dc o r 哦r u c t i o n ，p o i n t so u ta n dt r e a t s 、i mt h e 讲d b l e mo f i n v e s t i g a t i o no fg c o t e c h n i c a l 钮g i n e e r i n g t h 矾，t a k e s 也ec a s eo f 也eb o r e dp o l ef b u n d a t i o n ，l i n k e dw i t ho t h e r s ，f o rn i n g y a n g s u b - b r a n c ho fc h i n ab a n kc o m p l e xb u i l d i n g ，a i l a l y s e s 姐dj u d g e sw i t ht h eb o r e dp i l e f o u n d a t i o n ，e x p e c t sr e f e r 锄c ef o ro t h e rc o n s t m c t i o n s ，i n c l u d i n gc a l c u l a t eo fd e s i g n ， o p e r a t m gt e c h n i c s ，t e c h n i c a ls p e c m c a t i o n sa j l dq u a l 时d e t e c t i o n i n c o n c l u s i o n ， f o u n d st h eu n i v e r s a l l yl a wt om e e tt 1 1 ec h a l l e n g co f v a r i e t y c o n s t n l c t i o n si ni n v e s t i g a t i o nd e s i g na n do p e r a t i o n k e yw o r d s ：t h eg e o l o g yo fs o il a n dr o c ke n g i n e e r in g ；p i i ef o u n d a t i o n ； nin g y a n gc o u n t r y 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 u 日u 舀 0 1 选题目的及意义 为适应经济发展的需要，宁阳城区建设和其它行业一样也发生了巨大的变 化，建筑物向着数量多，用途广，规模大，楼层高，结构复杂化方向发展，对岩 十工程的要求也越来越高。按照我国基本建设程序要求“先勘察，后设计，再 施l ”的原则，把岩上工程勘察工作放在城市城区建设的首位，冈此，有必要 对宁阳城区进行系统的分析研究，找出其普遍规律，减少工作巾的盲目性，指导 从业人员了解宁阳的岩土工程环境，同时也为泰安市区域岩土工程的研究提供第 手资料。 o 2 研究现状 上个世纪八十年代以来，随着我国国民经济的发展，建筑业是趋规范化，岩 土工程地质问题也越来越受到重视，尤其是城市岩土工程地质问题己发展成为专 门学科，即城市岩土工程地质学，它是专门研究、评价城市布局、建设、土地区划 及运营等有关的原生地质环境质量，分析城市地质作用造就的次生地质j ；i = 境特 点，预测城市可能存在的工程地质问题，并提出防治对策，使城市建设与地质环 境达到最佳组合的应用地质学，是服务于城市建设的工程地质学分支。国内各大 城市如，北京，上海，天津等，都对城市岩土工程有了深入的研究，甚至有了针 对于本城市的规范，( 如上海规范) ：其它城市，如南京，青岛等也有了较 深入的研究。南京大学地球科学系的罗国煜、李晓昭、张春华等，就“南京地质 环境的基本特征和几个主要环境岩土工程问题”作了深入地剖析；中国海洋大学 的贾永刚、谭长伟、刘洪军等著有青岛市工程地质一书，该书以工程地质学、 城市地质学理论为指导，从分析青岛自然地质环境各人类工程经济活动规律入 手，在综合分析大量地质调查资料和科研成果的基础上，系统全面的论述了青岛 城市工程地质特征及存在的问题，并且紧密结合工程建设进行了工程地质分区和 地质环境质量评价，对城建、水电、地质、环保等部门的规划、勘察、设计等起 到了重要的指导作用；中小型城市在岩土工程方面虽然也做了不少工作，但是各 勘察、施工工作都是局部存在的，离散性较大，特别是象宁阳县城一样的小型城 市，迄今为止还未进行全面系统的分析研究。本文以现行的规范，规程为依据， 结合十几年的岩土工程勘察和桩基础施工等资料，参考其它有关地质资料，对相 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 关工程地质问题进行综合分析，旨在找出其普遍规律，服务于宁阳城市建设。 0 3 主要研究内容 首先，列宁阳城区的经济地理和区域工程地质环境进行阐述，包括自然地理、 社会经济环境，区域地层、构造、水文、地震等。 第二，主要对宁阳城区天然地基进行分析，主要内容为与建筑旒工有直接关 系的第四系地层的岩土特性、物理力学性质进行综合分析研究，对地基的稳定性 适j 直性进行分析评价，为基础的设计与施工提供必要的参考资料，指出了岩土 二 程勘察中应注意的问题和处理方法。 第三，以中国人民银行宁阳县支行综合楼钻孔灌注桩为例，结合其它已施工 的桩基础，在上部结构已确定，为满足设计要求，对宁阳城区钻孔灌注桩的设训与 应用进行分析研究，希望对同类建筑施工提供借鉴参考，包括桩径桩身的设计计 算、施工工艺、技术要求和质量检测等。 2 宁阳城区岩工程地质及钻f l 灌注桩的设计与应用研究 1 宁阳县自然地理环境与社会经济环境 11 宁阳县自然地理环境 自然条件 宁阳县位于山东省泰安市南部，隶属于泰安市，处于鲁西平原与鲁中山区交 接地带，总面积1 1 2 5 k m 2 ，辖7 乡1 3 镇，6 2 6 个行政村，人口8 0 万，平均每平方 千米6 3 9 人，县城城区面积g4 k 2 人口8 5 万人。 县城地理坐标北纬为3 5 。4 07 3 5 ”5 7 ，东经1 1 6 。3 6 一1 r1 8 。 1 1 2 交通条件 宁阳尽交通发达，京沪铁路，磁莱铁路在城东交轨，规划建设的京沪高速铁路 存县城东部穿过，京福高速公路在境内有上下进出口一处，服务站一处。1 0 4 国 道、济微公路、蒙馆公路纵横交错，县乡公路四通八达，村村已通柏油路，宁阳 县交通位置网见罔卜1 。 县交通位冒图见图卜1 。 图l l 宁阳县交通位置图 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设讨与应用研究 l _ 1 3 气候气象条件 宁阳县属暖温带半湿润季风气候，旧季分明，掘济宁气缘站1 9 5 9 年1 月至 1 9 9 8 年1 1 月的观测资料：年平均气温为1 3 5 。，多年平均最低气温月为1 月份， 月平均最低气温一9 。8 。( 1 9 6 3 年l ，f i ) ；r 最低气温一1 9 4 。( 1 9 6 4 年2 月1 8r ) ； 七月份气温最高，月平均最高气温3 4 3 。( 1 9 5 7 年七月) ，f 【最高气温1 6 。( 】9 6 0 年6 月2 1 同) 。 宁阳县年平均降水量6 8 8 8 6 唧，最小3 4 7 9 0 m m ( 1 9 8 8 年) ，最大1 8 6 o m m ( 1 9 6 4 年) 。降雨多集中在7 8 月份，同最大降雨量1 1 7 1 m m ( 1 9 6 5 年7 月9 f 1 ) 。年平均蒸发量1 7 6 5 6 0 m m 。 春夏两季多东风、东南风，冬季多北风及西北风，平均风速2 3m s ，最大 风力大于8 级。历年最大积雪厚度0 15 m ，有记录的最大冻土深度o 3 l n 1 。 1 1 4 地形地貌 地形以平原、丘陵、山区三种形态存在，东部南高北低，西部北高南低，县 城位于中部东侧，地形较平坦。地形坡度在o 8 左右，海拔最高点6 0 8 米， 最低点4 6 m 。 1 2 宁阳县社会经济环境 1 2 1 宁阳简介 公元前2 0 6 年( 汉高祖元年) ，于宁山之南置侯国，取名宁阳，后称宁阳县， 隶泰山郡，后属济北国。三国时属巍，隶东平国。晋时撤县，公元5 9 6 年( 隋丌 皂十六年) 设龚邱县，属鲁郡。唐属兖州。元隶济宁路。明、清隶兖州府。民国 初属济宁道。1 9 3 6 年隶国民政府山东第一行政督察专员公署。1 9 3 6 年隶晋冀鲁 豫第十六专署。又先后隶冀鲁豫第七、第二专署。1 9 5 8 年报1 月划归济南市， 自1 9 6 1 年7 月复属泰安专署。1 9 7 9 年属泰安地区行署，现隶属泰安市。 宁阳县现已初步形成了以化工、煤炭、机械、轻纺、建材、农副产品加工等 产业为支柱，门类齐全，结构合理的工业体系。全县工业承包企业1 6 2 家，省级 企业集团6 家，市级企业集团2 家，总资产约2 6 亿元。其中，华阳集团神农月 4 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 生产装置列世界第二，位居亚洲第一。魁星化工公司是全国最大的三聚氰胺生产 基地，产品出口2 0 多个国家和地区。农村经济全面发展，足全国粮食生产大县 之一，亦为油料生产大县、平原绿化先进县，并先后被国家和省市列为粮食、棉 花、花生、蔬菜、农作物良种、桑蚕、大枣、鲁西黄牛八火商品生产基地。 1 2 2 城区布局 县城城区基本上为f 方形，东西长及南北宽皆3 k m 。济兖公路( 交通路) 从县城西部南北向穿过。文化路以北有宁阳一中、宁阳十九中、宁阳教委，新街 两侧为繁华商业地带。县政府位于东关路与朝阳路间，其周围多为政府下属机构 及学校。其南北方向主要有6 条路，东西方向主要有5 条路，南北向路与东西向 路相割成方格网状。详见图卜2 宁阳城区略图。 图卜2宁阳城区略图 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 2 宁阳城区区域环境地质特征 21 地层 2 1 1 区域地层 本区地层区划属华北地层区鲁西地层分区济宁小区、地层层序见表2 一l 表2 1 区域地层 地层系统主要岩性特征 黄褐色、棕、灰等朵色枯十，枯十质砂、砂、砂砾层，全区分布，永 第四系o 北薄、指南厚。 ( o ，3 5 0 m ) 第 新近系n 棕黄、黄、棕红等杂色粘十，粉砂夹细杪，r 部偶夹泥炭薄层，底部 常见砂砾土要分布于两部，地表朱山露。( o i o o o m ) 。二 上部杂色粘土岩，粉砂岩夹泥灰岩和石膏层，下部红色枯士质粉砂岩 系 占近系e细砂岩夹砂砾层，普遍含i 清层，分布丁北部年【l 两部。 ( 1 0 0 m ) 白业系r 统莱刚组 上部为灰绿色粉细砂岩互层夹泥岩，下部为红色砂岩，弗有燕山晚期 岩浆岩侵入，底部有不稳定的砾岩。 ( 1 3 0 0 m ) k 1 l 石盒 杂色泥岩、粉砂岩利灰色砂岩，含植物化石，底部含b 层销土岩。 上统 ( 5 0 0 m ) 子组 p 1 - 2 灰绿色砂岩和杂色泥岩，粉砂岩，富含植物化石。( 6 5 m ) _ 二 迭 山西 系组1s 浅灰、灰白色中细粒砂岩及深灰色粉砂岩，泥岩夹煤层。( 8 0 m ) p 下统 太原以深灰、灰黑色粉砂岩、泥岩为主，夹灰色砂岩、石灰岩8 1 3 层， 编 煤】7 - 2 3 层，为本区士要含煤地层，属海陆交互相沉积，厚度稳定。 c 】p l l( 1 7 0 m ) i i 炭 中统 本溪以杂色泥岩为主，夹石灰岩2 - 4 层，上部夹不稳定薄煤层1 2 层，底 系c 组c 】h部含g 层铝土岩及山西式铁矿层。 ( 3 5m ) 中统 八陡组，浅海相厚层向云岩夹豹皮灰岩，泥灰岩。( 6 5 1 2 1 m ) 奥陶 阁庄组，为浅海相自云质灰岩白云岩、豹皮灰岩。( 1 0 5 1 2 7 m ) 系 马家沟组，为浅海相中厚层灰岩，豹皮灰岩夹灰岩泥灰岩。 ( 2 0 2 2 2 7 m ) 0 1 2f 统 北庵庄组，为浅海相灰岩，豹皮灰岩夹向云质灰岩。( 1 9 8 2 8 2 m ) 纸坊庄绸，为泻湖相向云岩，白云质灰岩，含燧x i 结核。( 8 6 1 1 7 m ) 寒武 上统 风山组k 山组和崮山组，青灰色竹叶状白云质灰岩夹鲕状灰岩、泥 太 岩、粉砂岩。 ( 2 4 0 m ) 6 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 张夏组年i l 徐庄组，厚层泥质灰央、鲕状灰岩及黄绿、暗紫色云母泥岩 中统 粉砂岩。( 2 4 0 m ) 毛庄组和馒头组，为暗紫色云母泥岩、白云质灰岩夹豹皮灰岩泥灰岩 f 统 及竹中状灰岩。 ( 2 0 0 m ) 震口系十j 组z t 为灰黄色百丰质灰岩。( 0 3 0 m ) 太占界泰山群ar t 2 1 2 城区及周边地层 县城城区及周围附近地层自上而下有第四系、第三系、自垩系莱阳群、二叠 系石盒子组、山西组和太原组、石炭系太原组、本溪组、奥陶系中下统，现分述 如下： ( ) 第四系( q ) 厚2 0 一9 0 m ，由粘性土、细砂中粗砂层组成，属河湖相沉积，与下伏地层不 整合接触。 ( 二) 第三系上统( 新近系) ( n ) 厚望4 8 0 1 4 4 0 m ，主要由紫红、棕黄、浅黄色泥岩、粉砂岩、细砂岩和 中砂岩组成，含石膏晶体，局部固结，硬度中等。 ( 三) 第三系下统( 古近系) ( e ) 厚4 8 o 一1 4 4 0m ，主要由紫红、灰绿、黄色泥岩、粗砂岩、细砂岩、中砂 岩及含砾岩组成。 ( 四) 白垩系下统莱阳群( k ，。) 厚度1 7 o 一3 5 7 0 m ，分上下两个亚组。上亚组主要由灰、深灰至狄绿色、细 砂岩组成，夹泥岩和泥质条带，下亚组主要为一套紫灰色、暗紫色和砖红色中、 细砂岩、粗砂岩、夹粉砂岩。 本组地层底部多有紫红色砾岩，与下伏地层不整合接触，易于区分。 ( 五) 二迭系( p ) 1 石盒子组( p 。，) 最大残留厚度4 0 8 5 m ，平均值1 6 2 o m ，由上至下可分为孝妇河段、奎山段、 万山段、黑山段，主要岩性及厚度如下： ( 1 ) 孝妇河段：最大残留厚度1 8 4 m ，以红褐、灰绿色泥岩为主，次为白、灰 绿色细、中砂岩。 ( 2 ) 奎山段：厚1 8 o 一4 9 om ，以灰白色中，粗粒石英砂岩为主，底部含砾 宁阳城区岩工程地质殛钻孔灌注桩的设计与应用研究 粗砂岩。 ( 3 ) 万山段：厚1 0 0 o 一2 2 5 o m ，由扶一灰绿色羊日砂岩、细砂岩、中砂岩及泥岩 组成。近底部发育有层铝土岩( b 层) ，为较好标志层。其下发育一层中细 砂岩，以此砂岩与黑山段分界。 ( 4 ) 黑山段：厚3 8 o 一6 4 om ，山褐黄、紫灰、灰绿等杂色泥岩、粗砂岩及 扶绿色砂岩组成。属温湿、干热过度条件下的内陆河湖相沉积，中下部所央 细、中粒沙岩不甚稳定，常相变为粉砂岩、泥岩。与下伏山西组地层呈连续沉积。 本组含有植物化石。 2 山西组( 卧) 厚3 3 o 一9 1 o m ，是主要古煤地层。主要由浅狄、狄白色中，细粒砂岩及扶 黑粉砂岩，泥岩和煤层组成，砂岩含量较高。上部以泥岩、砂岩为住，兴薄层砂 岩。中下部以砂岩为主夹泥岩、粗砂岩薄层，砂岩含量较高，砂岩中具有粉砂岩 泥岩包裹体和煤线，斜理层发育，含海绿石。底部泥质含量增多，常为细砂岩、 砂质泥岩，且细砂岩中见有粉砂岩包裹体。波状及浑浊状层理发育，见底栖动物 通道，为一良好标志层，下伏以太原组最上l 层灰岩顶界海相泥岩底为界，与太 原组为连续沉积。为海陆交互相发展的过渡沉积，与下伏太原组为整合接触。本 组产丰富的植物化石孢粉化。 3 太原组( c ! p 。) 厚1 7 5 o 一1 8 5 o m ，为主要含煤地层之一。由次灰黑色粗砂岩，泥岩，浅灰 色中、细砂岩、石灰岩及煤层组成，含石灰岩1 6 层，其中三、十下扶厚度大且 稳定；五、七、八灰较稳定，其它石灰岩局部发育，有相变现象。含煤2 2 层， 大部分煤层厚度小于可采厚度，仅1 5 1 6 、1 7 煤层局部可采，但可采面积小。 本组地层为典型的海陆交互沉积，岩相旋回明显。粒度韵律清楚，主采煤层、标 志层层位稳定，易于对比。以最下一层灰岩底界为本组底界与下伏地层呈整合接 触。 本组富含动物化石，含植物化石。 ( 六) 石炭系上统本溪组 厚度8 卜1 8 5 o m ，平均1 1 6 m ，主要由紫红色、灰绿色泥岩，粉砂岩组成。 底部为一层灰岩或紫红色铝铁质泥岩，与下伏中下奥陶统为假整合接触。 ( 七) 奥陶系中下统 b 宁阳城匹岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 地层总厚约8 0 0m ，主要岩性为灰及棕灰色厚层状石灰岩，央多层白云质灰 岩，白云岩及薄层泥岩，岩溶较发育，为主要含水层。 2 2 构造 2 2 1 大地构造位置 宁阳县城区位于华北地台鲁西背斜的东北部，就东西向构造而言为秦岭纬向 构造带东延北支部分，处于新华夏系第二沉降带的复合端。 2 2 2 区域构造特征 宁阳县城区区域主要为褶皱，处于汶泗向斜北翼，区域主要褶皱方向为北东 向北东东向。自北向南主要褶皱有宁阳背斜，滋阳背斜，南张向斜，兖州济宁 向剁，袅山背斜，鱼台滕北向斜。由于断层的切割，有的形态已不完整。主要区 域断层有近东西向和近南北向两组，前者自北向南有汶泗、恽城、菏泽、袅山、 单县等断层，后者自东向西有峄山，孙氏店，济宁嘉祥、巨野、田桥等断层， 且为走向相同，倾向相反的共生断层，从而将鲁西南区切割成几个较小的地垒、 地帮构造，见图2 1 区域构造图。 图2 1区域构造图 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 2 2 3 宁阳县城区构造 根据山东省宁阳汶上地区概查地质报告构造简图知，宁阳断层通过城区中部， 其分支断层通过东北角与汶泗支三断层相连，宁阳断层走向北东，倾向南东，倾 角约7 0 度，落差为3 0 0 6 0 0 m ，为f 断层，见图2 2 宁阳城区构造简图。 。： ，二：夕j 2 3 水文地质特征 2 3 1 地表水 r h 丁 图2 2宁阳城区构造简图 宁阳境内有河流1 5 条，皆为季节性河流宁阳县城区共有二河四沟，光河、教 师河皆从县城西北角经过，属季节性河，四沟分别为台里沟、满庄淘、巩家常沟、 宁阳沟。原四沟皆与教师河相通，后出于城建，台里沟、巩家堂沟被建筑物切断， 四沟皆是雨季蓄水，旱季时干涸。 2 3 2 区域水文地质特征 区域范围为东起峄山断层，南至袅山断层，面积约3 0 0 0 k m 2 东界峄山正断 层，落差大于2 0 0 0m ，东升西降，区内奥灰与区外前震旦系变质岩接触，形成 阻水边界。西界嘉祥正断层，落差大于9 0 0 m ，西升东降，区内石炭二迭系与区外 0 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 奥扶接触，形成给水边界，见图2 3 区域水文地质示意图。 图2 3区域水文地质示意图 2 4 地震情况简介 宁阳历年周边地震情况根据济宁地区地震历史资料记载，自公元前6 1 8 年 至公元1 9 7 3 年8 月1 日共发生地震预报1 2 8 次，其中破坏性地震1 1 次。近几年 地情况如下表。 表2 2近几年宁阳周边地震情况一览表 坐标 发震时间震源位置震级 北纬 东经 1 9 9 9 5 1 3 东平湖 1 4 1 9 9 91 0 1 9 尔平湖 1 9 2 0 0 1 1 1 4于例13 5 9 01 1 6 8 01 9 2 0 0 1 1 0 1 5东平湖 3 6 o o 1 1 6 3 02 3 0 0 2 5 1 9 。阿3 5 9 。1 1 7 0 02 3 宁阳城区岩土工程地质及钻于l 灌注桩的设计与应用研究 3 宁阳城区岩土工程地质特征 3 1 地层分析 宁阳城区岩土工程勘察深度范围内地层情况如表3 1 表3 一l宁阳城区地层表 序号岩土名称分布情况成因 其它 素填土局部人工填上 l 杂填土局部人工填土 耕土局部 2粉质粘土普遍冲积局部相变为粉土或粘土 3中粗砂普遍冲积局部为细砂 4 粉质粘土 普遍冲积含粘土及砂 5 中半日砂普遍冲积兴粘性士薄层 本章以主要持力层，即表中第2 层粉质粘土和第3 层中粗砂为主要分析对象，第 4 层第5 层埋藏较深，限于篇幅，从略。 3 1 1 人工填土、耕土 人工填土分两种类型：素填土和杂填土，均局部存在，以素填土为主。素 填，颜色呈棕色或褐黄色、灰褐色，以粉质粘土为主，厚度多在0 5 m 左右， 局部厚达1 o m 左右；杂填土，黄，灰等杂色，在局部小范围内分布。人工填土 结构松散，力学强度低，固结性差，未经人工处理不能做天然地基。 耕土仅局部存在，多存在于新征地内，黄色，黄褐色，以粉质粘土为主，含 植物根茎。 3 1 2 粉质粘土 1 地层概述 黄褐色，棕色，棕黄色，局部为狄绿色，很湿到饱和，可塑一硬塑。零星见 亚圆形铁锰质结核，局部零星含中粗砂粒，多见姜石。姜石含量不均匀，局部富 集达6 0 左右，径大者在1 0 c m 左右。该层为主要持力层，也是本文研究的重点 之一。 2 土工试验 1 2 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 根据最近儿年所施工的宁阳县公安局住宅楼等1 6 个工程项目资料( 见表3 2 宁阳城区取样统计表) ，取样化验情况如表3 3 土工试验成果报告表。 表3 2宁阳城区取样统计表 序号 工程名称 有效土样件数 l 宁阳西关社区居委会住宅楼 8 2 宁阳金桥小区1 # 2 # 住宅楼 7 3 宁阳移动通讯公司办公楼 6 4 宁阳会阳公司综合楼 9 5 宁阳西关社区8 # 9 # 1 0 # 住宅楼 1 2 6 宁阳金桥小区5 # 7 # 住宅楼 1 3 7 宁阳环宇国际经济技术合作有限公司公寓楼 7 8 宁阳金桥小区1 7 # 住宅楼 6 9 宁阳第四中学教学楼 7 1 0 宁阳县教委住宅楼 6 】l宁阳县交通局住宅楼 6 1 2 宁阳县人民法院住宅楼 6 1 3 宁阳工商行住宅楼 6 1 4 宁阳公安局住宅楼 7 1 5 宁阳县试验小学教学楼 5 1 6 宁阳烟草公司住宅楼 2 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 蓄妻：3 d 零 叫呻 一留 嚣 垒 占 h 呷心 嚣 蝤鳔轻单 r 叫 骤 出娠女 日 门一m门 嘲 生 oooo。 潮蝴 蜻牝 霎 萋羹e 蜊 鐾ru q t c 。 辐 翻燃 省椒 世 j i ( h叫 刊州 刊刊_ h叫刊卅州刊刊刊刊州刊 州隶 馨墓婪嚣甚甚撂挚磐颦槊善磐颦墨甚接 餐 世怪餐世餐峰蜒蜒餐餐蜒峰世世 刊刊 _ h刊餐 龚 蜜套垂辩彝崧 娶 蜜豁套蜜辩枣卖舆鑫龚翼罂嚣 美羹一 g 蓉 兽 d do 掣巅。 o曲 啦 o 剁靼h oo 呻 oo舶 一 一一 。 a o 射崔f孽曲 卜_ 曲峙叫 一 o 饕班i富 霉鼹划舞 希 叫 。 占一 门 t 离錾茁0 曲 d o h _ 船划? 兽 心 o 8 曲o。 go心 一 卜 一 一 o 卜 1 o 8o雾8譬go8蜜 o簧 器 0 o 一 一 一 d 扣制n d一n一一髑啪一n 拳 82 丑 占 门 钿* 串 蒌薹罄矗 。 8 o 一曲 d一 春鞋审 离卅熏 荔端塞 。 叫西 一一 门 磊ngoon鬻咀驷辎峨-被暇球 悄啦器眯辞蟠h卅 甲群 凶撵邕扣簿蝉瞅h 4 主堕丝堕童圭三堡丝鐾墨堕! ! 堡鎏楚塑堡丛兰堕里塑塞一 1 5 蓄篓菡 日 。 霜 。 门砷 o l o垒 甘 ： o刊 甜 心 曲心 母也 ! 宣躲糕n d 1 日 h一一n一门 舞 幽k 七曼 oo 。 。o o o。 。 瞪 龆蝴 塔椒 嚣 鐾羹e 越 憾 鬈rug g 签 h 西 毓 誊卷 # 3 c 刊刊州刊州刊州州刊叫刊 - h 刊求 墼磐挚善罄冀黧冀冀舞冀龚 峰 刊 恒 刊 恒刊但 州 餐“ 叫 餐恒 刊刊餐h世怛 餐喀 篓誊嚣罂霎蛰豁罂豁毒罂塾豁誊霉彝冀霎彝豁 娄 蓑羹一 簧 h o o o 掣糕 o一门o一 吲 剧靼h o。oon心 n一一n 门h 亩 科醛： 掌。 门 。啦 裂爱 誉 呻o。 o 霜鼹越皇 葶 瑟 西 g雾 o 一 on a 霉 昏“ 卜 薛蘧丑0 卜o do。 o o 巾龆盘；孑 o 葛 o 替g 曲 删h 一一 口 一 一 一 o 宝go雾o 、 o曲od 凶 矗 i j 倒4 一 一 一一 w一 一 露 世卜 量_ 荩 鹩nn 心 卜 如* 一k掌。o 一 蓍器罄茸 2 o。 28o 叫 0 o甘 彘棼坤 鼠州骤 g 鞋审 槲h孽 钳霜器 ooo卜。 导霉n柙 莴鼍80露皿驷舞陋n献暇擞 僻啦籍眯餐甜蟮h州 暑帐嚣 _坶陧*簿钾噼“ 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 g 皇 l 留 拳 器 ， 店 髻 蜡絮糕印 h 蜾 嘲1 i ；女 出 垦 蒲魍 蜡钕 黎 薹e 崔c 蟑 长u d s 垒 t 目： 掣堪 覃忸 ， 婪涨 刊 hh蚪刊 h刊 卅 刊刊 刊 卅刊 州 _ h 刊蚋刊 刊书 冀耀挚冀舞磐冀 冀罂捶冀嫠冀霉罄撂饕羹 蜂罄罄螬罄赶世 恒惶餐“磬餐 电 “喀惶峰恒螵_ h 蜜霉豁窭霉杂嚣 龚安 龚梁宾蜜 宴 拯霉辩窭 霉 霉 警 一 麓 旦_$ 掣妊、 o 。一 凸 臻罂h d： 剧醛t 氍掣 鼍 肆 粤星割囊 霭霜 品卷丑占 g d 牛 j 世：n 8荽兽是8甚8 刍 一一一一一一 霉；8害蓦 相村n j一 矗 0 舞 拳 出 丑枉0 。口 奇- 高n 一 2 2 昌 0 表j 堂审 辩州睿 翟鞋巾 删叫嚣 荨导眷88霉 葛t各on鬣叮批蜓隧种蟾峰啡袋 琳姐器碳逻繇蟮h刊 凹鞲匿伽藻婶掣h 叩垛端 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 一 |耋| 答妻 日 墨 吲 蓄藿； 7 日 铷 垒 。 皋蜷 蟠疑 障 譬羹e 划 长。 畸 量 搿螂 蟠 譬 鞋射： 刊刊刊+ 刊刊刊 刊 叫刊 制 刊叫“ 刊刊叫h刊叫 悄 州隶 篓冀舞霎落冀冀冀冀撂誓磐罄攥落舞拯警露磐担 撂世蜂毽峨懊蛏蜂峰蜂餐餐蜒蜒龄峨蜂蜂蜒憾烬 葵 蠡宴霎嚣鑫弈 篓霎蜜弈龚 宴窭卖 豁 鑫蜜辩 辩嚣 蓑羹一 必辎 mo j 剖艘h 吲心mo 一 h 一 剩蹬 j 臻掣旺 拣 o o o gg o o 斌巽埘目 兽 o o oo 一 醇錾丑0 睁黼撼a o 譬 啦 一 t粕 瓷 零甓臂霉窖昆足是2 桕越q 一 矗 n n门 窭 翟 o 2 oo h卜 i州罡 h 啦苷哪k 富 蓍蚕蓑茸 盆 o 8 8盆 n门nn 隶棼审 崮州蒜 茁壮审 侧刊骡t 、 鐾8 o 登 譬 芝害 篱品露葛罄窭o卜 高，tg。on鬣m蛳器随w氍隧张 嘴啦幕米餐黎疆h“ 埘薛驻卜漭婶黜h c _ n 髁蛾 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用磺究 1 8 蓄冀啬 日。 h 生 卜 一 一 鼙 r 蛙 蓄髭； d 甘 吲 呷畸 舞 垒 一一相一门 嶝 oo。 嚣粥 蟮投 k譬茧e 割 主 鐾ru 日 璺嚣 镕赛 鞋糕 刊刊刊稍 斗+_ h刊 _ h刊州刊l h刊 h刊 州求 甚算 磐 冀饕甚冀 善落黧嚣 冀冀冀舞蜒 餐餐蜒 刊 餐峰肾蜒肾甥蜒蜂蜒刊州 蜂 恒世 弈鑫宴善察 鑫蜜蜜窭 窭蜜窭蜜蜜攥梁蜜套赛 藿羹一 o o种 趔妊。 剥磐h 一时 一 t 。心 尉氍-舞 o 一一 h相 磋毪i誊 瑶晶蜊虏 葶8 oo 88o 9 一一 器8 最鲢丑0 t l oo o h - 撤蕾c a 一 门 门门 n门 、 足馨 2罂罄鐾罂 档避n 门相 翟 罄2叠 翟叠 晾 嚣 卜 丑苗 o一o 加苷啊k替 一 曲n 蓍螽羹目 o 导 霉 。 甘 o 矗位啦 春鞋珥卜 断卅寐 翟棼审 铡刊g 罄蛊 写： 甓 翟磊誉墨 昏 兽雾 8 龆嚣一 磊吣oon罨血啦辎峨坤蟾bn球 僻啦警眯摄舒蝠h州 删繇巴伽餐钾群h 呵n 懈端 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 3 物理力学性质指标分析 根掘上述化验结果，将宁阳城区作为一个工程地质单元，按照岩土工程勘 察规范( ( ；b 5 0 0 2 卜2 0 0 1 ) 对第2 层粉质粘土层各参数计算如下，各参数计算结 果见表3 4 物理力学性质指标统计结果表。 平均值：由。= 中n 标准差：o ，= ( ( 中2 一( 中) 2 n ) ( n 一1 ) ) 1 胆 变异系数： 6 = of 巾。 统计修f 系数：r 。= l ( 1 i7 0 4 n 2 + 4 6 7 8 n 2 ) 6 标准值：由k = r 。击。 表3 4物理力学性质指标统计结果表 重 i 饱 塑 液 粘 l = |压压 太 含 比 度 重 孔 雨l 液 塑 性性磨缩缩 水 度 隙 度 限限 指 指 聚 擦系模 目 重 r 比w 1 n 力 里 g 。 r d s ，数数角数最 w e oc k n m i i p i l中a 12e 、 撇 m n1 2 8z 国1 t 11 屯1n 5 1 25 4匾o1 t 5t 2o1 62 8n l27 6 灞鼠527 7觋91 1 9n9 6 01 0 0o 勉8凰2n5 51 1 3丑9n7城3 6 醐价数 9 9 田9 9 9 9 田 9 9 9 99 99 99 9 8 。8 。8 98 9 舍弃 m i n02 右61 2 81 a7n 田15 41 3 41 n 1l - 90 鄹h 鼹42 _ 7 82 l5l 8q9 5 b】1 25 13 1 02 5n 7 31 3 63 】6n 固1 57 l 告弃 i i n1l 个数22221l 缔竹数n 9 79 9 孵 9 99 99 8 9 79 79 79 9踟8 0鹄8 8 嘏 m n1 2826 9 l & 4l 生la5 1 2躅五01 屯5z201 62 8n 127 6 值m 827 7m 91 79n9 5 0 l 乳9m 2船0n5 51 1 3砑9n5 71 4 舛 平均自n m 427 21 97城3n 嘶8 3 强2 舱31 3 9n 铊 6 。1 t2n 凹69 2 枥准莘o 36n0 2n5n 8a0 9 09& 82 9& 4n 盟2 5矗6n0 92 6 1 变揪6 n 1 8n0 ln0 3n0 5n 培n 1 0n 1 7 n 1 4n2 5n4 1n4n3 5n 嚣 黜r 2 1 01 9 6n6 95 b1 4 2 q 嚣6 “ 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 根据上表对该层七分析如一r a 土的定名： 根据建筑地基基础设计规范，土按塑性指数i 。分类如下表 表35土按塑性指数分类 土的名称 粉土粉质粘土粘土 塑性指数i 。 至1 01 0 1 7 1 7 e ：3 0 羹2 5 毒 秭2 0 1 5 1 0 5 o 按照土工试验结果，如下图( 图3 1 ) 所示，该层士的塑性指数i ，以1 0 l7 为主，定名为粉质粘土。 b 土的状态分析： 根据建筑地基基础设计规范，按液性指数i 判断，该层土一般为可塑至 硬塑状态，以硬塑为主，如图3 2 各表。r - 6 所示： 表3 6粘性土的状态 状态坚硬硬塑可塑 软塑流塑 i 液性指数i o o o 2 50 2 5 0 7 5o 7 5 l 1 蚰号 呈样 鲫加如 硼定的 帅 土 如 圈 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 2 03 0 样品数 图3 2土的状念图 5 0 c 土的压缩性： 根据压缩系数a 。和压缩模量e 。该层土均为中等压缩性土。如表3 7 ，表3 8 和图3 3 ，图3 4 所示。 表3 7 土的压缩性分级表( 按压缩系数) 压缩性分级 低压缩性土中等压缩性土高压缩性土 压缩系数m 。，。 0 1o 1 一o 5 o 5 l o2 03 04 05 06 07 08 0 样品号 图3 3土的压缩性图 2 6 5 4 3 2 1 o o o o o o 0 高纂迎掣娶 8 7 6 5 4 3 2 1 o 0 0 0 0 0 0 0 0 墨=耘帐姆幽 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 表3 8土的压缩性分级表( 按压缩模量) 压缩性分级低压缩性土中等压缩性土高压缩性土 压缩模量e ， 1 0 i 击数值n i 数据个数n 31 11 74 32 1 1 6 9 57 6 7 24 33 8l ；7 同样，用上述公式计算结果如下统计结果表 宁阳城区岩工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 表3 1 0标准贯入试验统计结果表 舍弃界限 指数个统计范闱值标准著变异系标准 个数平均值 数个数 6 数6 值 m l nm a xm l nm a x 5 6 35 31 0 7 5 5 351 07 61 8 20 2 47 1 标贯击数分布情况如下图3 5 所示。 2 5 0 2 0 0 塞1 5 0 冀1 0 0 5 0 o 23456789 标准贯入试验小数 图3 5标准贯入试验统计图 对应标贯击数与承载力值关系图( 图3 6 ) ，该层土承载力特征值一般在 1 4 0 一2 6 0 k p a 。 标准贯入修正击数n 图3 6 标贯击数与承载力值关系图 2 4 2 5 r，rlll) o o o 0 o o 0 o 0 鲫阳鳓加加 d盆蚓r厂耧瞄 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 l 十t 半h 砂，位于粘性 ：下部，黄色，黄白包，干，分选性中等，臃圆度q 一。含 粉质* 1 i 土，有时火粉质料上薄层，见细砂层或i c 透镜体。零星址石蜒质砾行。从 助探资料卜看陔层1 i 均厚度大，最大揭露厚度住ll m ，多为稍南一1 1 。锌可吼做 建筑物地奠基础，承载力特征在l h o 一2 5 ( 】k p 在岩土l i 程勘察i 作中要注意f 1 i 火粘性土或粉土，含秕性上质而使其力学强度有所降低。要综合分析考虑这个 问题。 根据所取扰动样，化验结果如表3 一l l 。 根据标准贯入试验统计结果，该层砂为稍密一中密中机砂。如袭3 一1 2 ， 31 3 ，3 1 4 及图3 6 所示。 表3 1 2标准贯入试验数据表 修止后 4 0 击数值n 数据个数n31 l3 6 4 35 52 2】8l l 表3 1 3标准贯入试验统计结果表 指数个舍弃界限个数 统计 范闱值 平均值 数m i n个数 m l nm a x 1 9 91 0 34 0 l j1 8 51 04 02 4 8 表3 1 4砂土密实度分类表 砂十密实度松敞稍密中密 密实 标贳击数n 1 01 0 1 51 5 3 0 3 0 一! ! ! 塑堕量圭三望些堕垦箜塾婆兰壁塑堡苎兰堕旦塑塞 。 普篓墨 垒 鼎 r埘 蔷蕊茎 重 鼍 | i 静燃 蟮牝 搿 鐾霎e 制 ，疽 馨ru d 蛀 自 总 辞姐 雀椒 #粼 刊求 命硌盎昏裔畲昏岔盆 蠡 盆畚 盆 罄 苗盆盆 罄 畚静苗 乎岳哥器导骝删密靶匿骝檗靼乎骝骤 骝麟 藿羹一 掣瓤 刖霸h 删鹾： 蜒g| 卿足趣| 扭 一赫丑口 i 船捌n 芝 翱制e 丑 3 如* 幢- 掣8 肇 导 勰 拉誉 蜜 dp d 童 门o + ： do d 盎 螺 隶 do d 鲤 号 ： 鼙 矗7 d 导 8 勰 啦 蓍蓥罄一 搴昌暑8 8 只 。oo 一 昌 末婪 帝 墩_ h骤 丑棼巾 删h 褒宝 品舶昌。n一氟皿啦鞯峨嬷kn壤 一一1 噼啦鬻联遗静蟮hq ：_ 讲 矧弹理扣一簿钾刚h 宁阳城区岩土工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 2 7 纂 簦璧出 量 幢躲赫n r 船 嘲幅去 垒 氆 澍燃 笛归 案 誉羹e 制 惯 鬈崴u 日 b出 黛 掣燃 蝤恹 鞋划 刊求 昏 捂 畚 龠 奄盆 每每备盆 函畚 昏 盛蛰台台 蛰静 盆 丞 普*廿 梨 廿 靶靶掣骤霉骷梁骝鹾骝盯骝苗鼎骤器 耋嚣。 趟摄。 剧罂h 删盛 蜊氍 盛品静爿 高糟丑乎 巾艄越a 、 枷趣f 。 羞 占 钟* 一- 蜒罾 鬻 季 斌 誉蓉 杂 d 。d 首 = 曷g 鼍 k d7 d $ 塔 娶l on 隶 昏d 6 勰 鹾oi o 鼍 “7 d 留 黎 啦 篓盏簧一 霉 盆88 辱 丧鞋巾 精刊熹 i 程鞋印 l 删刊孽 是譬on罴血舡掣随一摊酲n球 琳姐联眯键甜蝠h叫 一j 豫封 凼螺匹*辉婶翟_h 宁阳城区岩工程地质及钻孔灌注桩的设计与应用研究 6 0 5 0 鼎4 0 耋：3 0 巅2 0 1 0 o - i 4 0 标贯击数n 图3 7中粗砂标准贯入试验统计图 3 2 宁阳城区天然地基分析 宁阳城区总体地形平坦，地貌