新郑市城关乡居易新城岩土工程勘察报告.doc

新郑市城关乡居易新城项目岩土工程勘察报告（详勘）工程代号：总 经 理：杨 彬总 工 程 师：李 明项 目 负 责 人：陈景河审 校：朱会强 编 写：陈景河 煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司二一五年十二月目 录1工程概况12勘察工作目的和任务13勘察工作量布置原则及勘察方法23.1 勘察工作量的布置23.2 勘察方法43.3 完成的勘察工作量54 场地工程地质条件64.1 地形及地貌特征64.2 地层结构特征64.3 地基土室内土工试验与各种原位测试成果指标统计74.4 水文地质条件134.5 场地标准冻深144.6 不良地质作用及对工程不利的埋藏物145 岩土工程分析评价145.1 场地地质构造、稳定性及建筑适宜性145.2 地基土的承载力、压缩性指标及压缩性评价145.3 场地地震效应155.4 场地地基土的湿陷性及膨胀性185.5 天然地基与基础分析论证195.6 CFG桩复合地基205.7 地下水对建筑物浮托评价及建议215.8 基坑开挖及建议216结论及建议22附图表序号图表名称张（份）数1图例1张2建筑物与勘探点平面位置图1张3工程地质剖面图11张4钻孔柱状图4张5静力触探单孔曲线柱状图4张6土工试验成果表3张7水质分析报告2张8勘探点一览表2张9岩土工程勘察任务委托书1张1 工程概况新郑市城关乡居易新城项目位于新郑市区以西4.5kmS323路北。本工程建筑场地内拟建建筑有1117层居民楼16栋、大面积地下车库及幼儿园等。根据设计单位提供的“岩土工程勘察技术要求”，各建筑物的主要特征见表1.1。拟建建筑物特征一览表 表1.1序号建筑物名称层数地上/地下基础埋深(m)相对于主楼0.00结构类型单柱最大轴力/单位面积平均荷载柱网间距(mm)117层主楼17/1约-5.90剪力墙结构280kPa211层主楼11/1约-5.70剪力墙结构190kPa3地下车库0/1约-5.50框架结构3000kN8.16.34商业2/0约-1.80框架结构2000kN8.08.0建筑物平面布置详见“建筑物与勘探点平面位置图”。我公司受建设单位的委托承担了本工程的岩土工程详细勘察任务。2 勘察工作目的和任务本次岩土工程勘察为详细勘察阶段，以满足建筑物施工图设计需要为目的。遵照岩土工程勘察规范(GB50021-2001)和“岩土工程勘察技术要求”的要求，本次勘察主要任务是：1、查明建筑物范围内各岩土层的类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析和评价场地和地基的稳定性、均匀性和承载力；2、查明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；3、查明地下水的埋藏情况，提供地下水类型、水位及其变化幅度，并判定环境水对设计、施工的影响。需要时应提供地下水补给排泄条件、渗透性等；4、查明埋藏的古河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物； 5、划分场地土类型和场地类别，需要时判定饱和砂土或粉土的地震液化。凡判别为可液化的土层，应按规范规定确定其液化指数和液化等级；应按规范划分对建筑抗震有利、不利或危险的地段；6、查明湿陷性黄土的分布范围、湿陷类型、湿陷等级及湿陷厚度等；7、对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征；8、在对强度与变形分析的基础上，充分发挥地基土的潜能，评价采用天然地基的可行性，建议天然地基的持力层；对可能采用复合地基的要进行评价，并给定相应设计参数。9、提供基坑开挖边坡稳定分析及降排水、支护设计、施工所需岩土参数，提出支护措施、降排水方案、环境保护和监测工作的建议。3 勘察工作量布置原则及勘察方法3.1 勘察工作量的布置3.1.1 勘察技术依据 勘察合同及本工程的岩土工程勘察任务委托书；岩土工程勘察规范(GB 50021-2001) 2009版；建筑地基基础设计规范(GB 50007-2011)；建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)；建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）；高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ 72-2004)；高层建筑箱形与筏形基础技术规范（JGJ6-2011）；建筑地基处理技术规范(JGJ 79-2012)；建筑桩基技术规范(JGJ 94-2008)；建筑基坑支护技术规范（JGJ120-2012）；土工试验方法标准（GB/T 50123-1999）；建筑工程地质勘探与取样技术规程(JGJ:T 87-2012)；河南省建筑地基基础勘察设计规范(DBJ 41/138-2014)；河南省基坑工程技术规范(DBJ 41/139-2014)；房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编制深度规定(2010)。现行其它相关规范、规程等。3.1.2 地基基础设计等级、抗震设防等级、岩土工程勘察等级按照建筑地基基础设计规范（GB 50007-2011）建筑物地基基础设计等级的划分标准，本场地主楼、地下车库地基基础设计等级为乙级，商业建筑地基基础设计等级为丙级。按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010）、建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）规范根据其使用功能的重要性的划分标准, 本工程建筑物属丙类建筑物。 根据岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)的分级标准，本工程重要性等级为三级；场地复杂程度等级为二级；地基复杂程度等级为二级；综合确定其岩土工程勘察等级为乙级。3.1.3 勘察点的间距和深度本工程勘探点间距以满足二级复杂地基为原则，结合勘察委托书的要求在本区场地拟建建筑物范围内共布置勘探点148个，孔距1530.0m，详见“建筑物与勘探点平面位置图”。勘探孔深度主要满足天然地基及复合地基设计计算的需要，根据荷载压力，17层主楼控制孔深度40m，一般孔深度30m，11层主楼控制孔深度35m，一般孔深度25m。地下车库孔深20m，商业建筑孔深15m。3.2 勘察方法3.2.1 勘探点的定位及标高根据甲方提供的场地总平面图及测量基准点，勘探点定位由我公司测量专业采用GPS测定；各孔口标高为绝对标高，各勘探孔孔口标高见“建筑物与勘探点平面位置图”，各勘探点主要数据见“勘探点一览表”。3.2.2 勘察手段方法为了综合评价基础设计参数及各层地基土的物理力学性质，满足建筑物施工图设计的需要，勘察方法除用钻探取土样外，还采用了静力触探、标准贯入试验、波速测试等原位测试手段。钻探：使用DPP-100-III型汽车钻机一台，采用螺旋钻回转钻进、岩芯管泥浆循环护壁钻进等方法进行，严格控制回次进尺，详细记录。静力触探：使用ZJYY-20A型静力触探车采用双桥探头测试，试验前对探头进行严格标定，由微机自动采集数据、绘制曲线。岩土样的采取：按规定采用薄壁取土器用静压法均匀切入取样及标贯器内取扰动样两种方法。标准贯入试验：采用N63.5机械提引自动脱钩的方法进行。岩土样室内试验：对采取的原状土样采取可靠的防震措施送试验室。用计量检测单位复检认证的合格仪器、仪表，按国标土工试验方法标准（GB/T 50123-1999）的规定进行各项试验。波速试验：测试采用单孔检层法,是一种在地面激振在钻孔中接收测量直达波的方法。具体步骤是将三分量检波器(二个水平方向,一个垂直方向)放置在钻孔的某一深度,分别接收地面激振传到地下钻孔中、三个方向的地震波信息。检测仪显示记录,并在现场进行波形初步判别。3.3 完成的勘察工作量勘察外业完成的工作量见表3.3。勘察完成工作量一览表 表 3.3项目数量项目数量测量定孔（个）取样原状样(件)勘探总进尺（m）扰动样(件)0钻探孔数(个)室内试验物理试验(件)进尺（m）颗粒分析(件)原位试验标贯点次三轴剪切(件)静力触探试验进尺（m）高压固结(件)波速测试孔数土腐蚀分析(件)4 场地工程地质条件4.1 地形及地貌特征本工程地貌单元为黄土丘陵向黄河冲积平原的过渡地段，场地平坦。勘探孔孔口标高一般在121.70m123.50m左右，最大高差1.80m。4.2 地层结构特征场地内地层为第四系土层，根据现场钻探描述、土工试验等，将勘探深度内土层分为8个层。现将各层土的岩性特征自上而下描述如下：层粉土(Q3al)：黄褐色，稍密，稍湿。无光泽，无摇振反应，干强度低，韧性低。含锈黄斑。表层有0.30.4m的耕植土。层粉质粘土(Q3al)：黄褐色、褐黄色。可塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度高，韧性高。含有少量姜石，有锰质氧化物。局部夹粉土和粘土。层粉土 (Q3al)：褐黄色，稍湿，中密。无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。层粉土(Q3al)：褐黄色，稍湿，密实。无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。含少量砂粒。层粉土 (Q3al)：黄褐色，湿，密实，无光泽，摇振反应中等，干强度低，韧性低。局部含姜石、锈黄斑。层粉土(Q3al)：黄褐色，褐黄色，很湿，密实。摇振反应迅速，土质均匀，干强度低，韧性低，局部含有锈黄斑、锰质氧化物。层粉质粘土(Q3al)：黄褐色，可塑，稍有光泽，干强度高，韧性高。层粉土(Q3al)：黄褐色，很湿，密实，无光泽，摇振反应迅速，干强度低，韧性低。含少量姜石，该层未揭穿，最大揭穿厚度 m。各岩土层的具体赋存情况详见工程地质剖面图。场地地层厚度埋深及层底标高详见表4.2。 场地地层厚度埋深及层底标高统计表 表 4.2层号厚度最小值(m)厚度最大值(m)厚度平均值(m)层底标高最小值(m)层底标高最大值(m)层底标高平均值(m)埋深最小值(m)埋深最大值(m)埋深平均值(m)数据个数说明：统计厚度时每孔最后一层未揭穿，不参与统计。4.3 地基土室内土工试验与各种原位测试成果指标统计4.3.1 各层土物理力学指标的统计根据室内土的物理力学性质试验成果，剔除异常值，按层分别进行统计，统计结果见表4.3.1。 各层土物理力学指标统计表 表4.3.1 层号岩土名称含水量W%比重Gs重度kN/m3干重度rdkN/m3孔隙比eo饱和度Sr%液限WL%塑限WP%塑性指数IP液性指数IL剪切试验q压缩试验天然CkPa度a1-2MPa-1EsMPa粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉质粘土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉质粘土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值粉土最 小 值最 大 值数据个数平 均 值标 准 差变异系数标 准 值4.3.2 三轴剪切试验结果统计选取土样进行三轴剪切试验，并对试验结果进行数理统计，各层土的抗剪强度指标统计结果见表3.3.2。不固结不排水三轴抗剪强度指标统计表 表4.3.2地层编号分项Cuu(kPa)uu()Cuu(kPa)uu()Cuu(kPa)uu()Cuu(kPa)uu()Cuu(kPa)uu()最 小 值最 大 值数据个数平均值标 准 差变异系数标 准 值4.3.3 颗粒分析试验成果统计场地内各粉土的颗分试验统计结果见表4.3.3，其中6层粉土、分别统计。 颗粒分析统计表 表4.3.3 地层编号土样名称2.00.5mm(%)0.50.25mm(%)0.250.075mm(%)0.0750.005mm(%)0.005 mm(%)粉土最小值最大值数据个数平均值粉土最小值最大值数据个数平均值粉土最小值最大值数据个数平均值粉土最小值最大值数据个数平均值粉土最小值最大值数据个数平均值粉土最小值最大值数据个数平均值4.3.4 标准贯入试验成果统计根据现场试验成果，剔除异常值，按照规范（GB50021-2001）14.2.2条统计要求，标准贯入成果分层统计结果见表4.3.4。各层土标准贯入试验成果统计 表4.3.4地层编号分项实测击数(击)修正击数(击)实测击数(击)修正击数(击)实测击数(击)修正击数(击)最 小 值最 大 值数据个数平均值标 准 差变异系数标 准 值地层编号分项实测击数(击)修正击数(击)实测击数(击)修正击数(击)实测击数(击)修正击数(击)最 小 值最 大 值数据个数平均值标 准 差变异系数标 准 值4.3.5 静力触探成果统计各土层静力触探qc、fs值统计结果见表4.3.5。静力触探统计成果 表4.3.5地层编号分项qc（MPa）fs（kPa）qc（MPa）fs（kPa）qc（MPa）fs（kPa）最 小 值最 大 值数据个数平均值标 准 差变异系数标 准 值Ps（MPa）地层编号分项qc（MPa）fs（kPa）qc（MPa）fs（kPa）qc（MPa）fs（kPa）最 小 值最 大 值数据个数平均值标 准 差变异系数标 准 值Ps（MPa）4.3.6 各级应力下的压缩模量用分层总和法计算沉降时需用变形参数Es值，根据e-p曲线，结合工程经验，分层按实际应力段统计压缩模量值，结果见表4.3.6。主要土层各级压力下的压缩模量建议值(MPa) 表4.3.6层号Es0.2-0.4Es0.4-0.6Es0.6-0.8Es1.0-1.2Es1.2-1.64.3.7 波速测试成果统计本场地进行了波速测试，成果详见波速测试报告(附件)。依据波速测试报告，按孔分别统计各层土的波速测试结果，见表4.3.7。波速分层统计成果 表3.3.7孔号层号地层岩性深度（m）厚度（m）分层波速（m/s）等效剪切波速（m/s）15粉土粉质粘土粉土粉土20粉土粉质粘土粉土粉土60粉土粉质粘土粉土82粉土粉质粘土粉土粉土4.4 水文地质条件4.4.1 地下水类型根据区域地质资料本场地地下水为第四系潜水，主要受大气降水补给，以蒸发和人工抽取为主要排泄方式。4.4.2 地下水水位勘察期间，地下水位埋深一般为地面下22.3024.20m左右，稳定水位标高为99.50m。地下水位动态受季节影响，年变幅一般为1.002.00m。近35年的最高地下水位标高为101.30m，历史最高水位标高为102.50m。4.5 场地标准冻深根据建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）附录F：“中国季节性冻土标准冻深线图”，勘察场地标准冻结深度小于0.6m。4.6 不良地质作用及对工程不利的埋藏物建筑场地在勘察范围各勘探点勘察深度内，未发现对工程安全有影响的诸如岩溶、滑坡、崩塌、地陷、采空区、地面沉降、地裂等不良地质作用；也不存在影响地基稳定的古河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石及其它人工地下设施等对工程不利的埋藏物。5 岩土工程分析评价5.1 场地地质构造、稳定性及建筑适宜性本场地区域位于华北地台南缘，基底地块完整，据区域地质资料，拟建场地内周围无活动断裂及发震断裂通过，可不考虑断裂引起的地面断陷、地表错位等对建筑的直接影响。拟建场地地貌单一，地形基本平坦，地层在水平和垂直方向变化不大，沉积连续稳定，又本次勘察没有发现不良地质作用，因此本场地是稳定的，适宜建筑。5.2 地基土的承载力、压缩性指标及压缩性评价根据土工试验、标准贯入试验、静力触探试验、剪切试验等，综合分析后提出各层土的承载力特征值及压缩性指标，见表5.2。各层土的承载力特征值fak值及压缩性指标 表5.2层号fakkPaEsMPa压缩系数a1-2MPa-1压缩性评价5.3 场地地震效应5.3.1 抗震设防烈度、设计基本加速度及地震分组按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010），郑州市地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第二组。5.3.2 建筑场地类别划分及设计特征周期根据岩土名称和性状，预估本场地等效剪切波速约为220230m/s。结合邻近场地资料，本场地覆盖层厚度大于50m，由建筑抗震设计规范(GB 50011-2010)第4.1.6条确定本建筑场地类别为类，设计特征周期0.55s。5.3.3 地基土液化可能性判定由于场地内存在土层为Q3地层，且近期内年最高水位大于20m。因此设计时可不考虑地基土液化。5.3.4地基土震陷可能性评价依据估算的等效剪切波速及岩土工程勘察规范（GB50021-2001）条文说明5.7.11条之内容，场地各层土的等效剪切波速Vse均大于90m/s，因此场地地基土可不考虑震陷可能性。5.3.5 抗震地段的划分由上述综合分析，按建筑抗震设计规范（GB50011-2010）4.1.1条规定，本建筑场地为建筑抗震一般地段。5.4 场地地基土的湿陷性及膨胀性根据现场钻探情况及区域资料，本场地地基土不具有湿陷性及膨胀性特点，因此设计时不需考虑湿陷性及膨胀性。5.5 天然地基与基础分析论证5.5.1 地基均匀性评价根据场地标高结合周边道路情况假定场地整平标高为97.00m，0.00对应标高为97.50m，17层主楼基础埋深为5.9m，11层主楼基础埋深5.7m,则基底标高对应分别为91.50m，A、B栋车间基底标高对应95.80m。根据建筑地基基础设计规范相关规定对各建筑物进行地基均匀性评价，结果见表5.5.1。地基均匀性评价 表5.5.1 建筑物名称基底标高（m）评价指标均匀性评价17层主楼基底持力层为、层土不均匀地基11层主楼基底持力层为层，层底最大坡度10%均匀地基地下车库基底持力层为、层土不均匀地基商业5.5.2地基基础分析评价 1）综合楼框架结构，柱网间距7.2m8.9m，单柱荷载6000kN。基底标高为91.50m，按独立基础考虑，对持力层承载力进行深度修正，结果如下：=123.8kPa式中，fak取105kPa，取2.0，取18.8 kN/m2，d取1.0m（相对室内地坪确定）。按计算得独立基础底面积A=57.8m2,正方形基底面积约为7.6m7.6m，与柱网间距尺寸相当，建议考虑采用天然地基筏板基础。2）地下车库框架结构，柱网间距8.4m8.4m，单柱荷载3800kN。基底标高为91.50m，按独立基础考虑，对持力层承载力进行深度修正，结果如下：=123.8kPa式中，fak取105kPa，取2.0，取18.8 kN/m2，d取1.0m（相对室内地坪确定）。按计算得独立基础底面积A=36.6m2,正方形基底面积约为6.1m6.1m，小于柱网间距，建议采用天然地基独立基础。3）A、B栋车间钢结构，柱网间距6.0m18.0m，单柱荷载350kN。基底标高为95.80m，按独立基础考虑，对持力层承载力进行深度修正，结果如下：=131.3kPa式中，fak取105kPa（基底下层土较薄，取层土承载力），取2.0，取18.8 kN/m2，d取1.2m。按计算得独立基础底面积A=3.3m2,正方形基底面积约为1.8m1.8m，小于柱网间距，建议采用天然地基独立基础。5.6 CFG桩复合地基根据场地地层条件、建筑物情况及经验，综合楼如需要地基处理，建议采用CFG桩复合地基，以层或层土为桩端持力层。鉴于类似工程经验，采用CFG桩复合地基能满足强度要求，此处仅作为备用方案，不再作复合地基强度验算，相关沉降验算可根据实际采用的施工参数进行。CFG桩设计参数见表5.6。 CFG桩设计参数表 表5.6层号桩侧阻力特征值qsi(kPa)桩端阻力特征值qpk(kPa)如采用CFG桩复合地基，应在工程桩施工前进行试桩。5.7 地下水对建筑物浮托评价及建议场地抗浮水位标高为93.3m，地下车库基底标高约为91.5m，此时的地下水浮力标准值为18.0kPa。建议优先考虑增加结构自重、在基础底板上加压重材料、地面覆土等措施进行抗浮。必要时可采用抗浮锚杆，初步设计时土体与锚固体极限摩阻力标准值qsik取值见表5.