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勘查地形地貌区域毕业设计第1章 区域概况第1.1节 地理交通邯郸市交通方便,京广铁路贯穿南北,东西有邯济铁路,另有邯郸马头峰峰矿区铁路支线。公路四通八达,本市北至邢台,南至安阳,东至济南,西至长治,是连接晋、冀、鲁、豫四省的交通枢纽。石安高速公路开通,大大改善本区的交通状况,提高了经济发展水平。拟建筑物场地位于邯郸市涉县井店镇台南村村南,平乐路北侧,台村中路西侧。拟建场地位于太行山山脉,涉县盆地山前阶地,场地原为耕地,地势北高、南低。邯郸市涉县交通位置如图1-1:场地 图1-1 邯郸市涉县交通位置图第1.2节 地形地貌邯郸市位于东经11428,北纬3627,地处华北平原的西部边缘,位于太行山脉之冲、洪积扇尾部,地形较平坦,松软地层堆积较厚,具有相变大,夹层少等特点。地势由市区向西不断抬高,经过丘陵逐渐进入太行山地。邯郸冲积、洪积扇的形成与发源与西部、流经市区的三条河流有关。一条是被侧的沁河,一条是南面的渚河,第三条是由南至北流经市区的滏阳河。其中以沁河的搬运、沉积为主。历史上沁河、渚河都是发源于西部山区的永久性河流,后因上游森林破坏、区域性地下水下降等原因,便形成了常干涸的暂时性河流。该区植被稀少,土层裸露,物理风化强烈。因此洪水期沁河、渚河流水及漫流携带大量碎屑物质流至沟口山麓处时,流速骤减,遂沉积了大面积的洪积型地层。再则,平水期沁河、渚河亦搬运上游两岸的碎屑物质,流至平原地带,因河床变宽,流速变缓,沉积了冲积型地层,由于冲积物、洪积物的不断聚集而形成冲积扇、洪积扇。第1.3节 气象水文条件1.3.1 气象勘察场区地处暖温带半干旱、半湿润大陆性季风气候。四季分明,气候特点是春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季晴朗气爽,冬季寒冷干燥。区内19562000年多年平均气温13.8,最冷月平均气温2.6(一月),最热月平均气温27.4(七月),极端最高气温42.1,极端最低气温19.0;19562000年多年平均降水量629.1mm,多集中于七、八、九三个月,日最大降水量518.5mm(1963年8月4日),年最大降水量1575.3mm(1963年),年最小降水量220.0mm(1986年);多年平均蒸发量1900mm;最大积雪厚度460mm;年平均风速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%;冬季盛行北风,风向频率17%;夏季盛行南风,风向频率25.2%。无霜期190天左右,季节性冻土深度最大37cm。1.3.2 水文流经邯郸市区最大的河流是滏阳河。据东武仕水文站观测,滏阳河多年平均径流量为4.09亿m3,多年平均流量12m3s,历年最大流量78.4 m3s,最小流量6.35 m3s。邯郸市区段水量受东武仕水库和张庄桥节制闸控制,最大流量为35 m3s,最小流量为0.65 m3s。上游段为邯郸市主要供水水源,下游段为农业主要灌溉水源。第1.4节 地质构造邯郸市所处大地构造单元属华北陆台渤海凹陷带与太行山隆起带的接触部位,太行山隆起的中心为太行山背斜的轴部,地层从轴部向东大致为震旦系、寒武系、奥陶系、石炭系、二叠系、三叠系、第三系、第四系地层。市区经京广铁路为界,以西由上第三系地层成,以东则以第四系地层所覆盖。太行山山前断裂带的邯郸断裂是通过本区的主要断裂,走向北北东,倾向东,陡倾角,全长180km,为太行山隆起与华北盆地邯郸凹陷的分界主断裂。拟建场地位于太行山山脉,涉县盆地山前阶地,场地原为耕地,地势北高、南低。上部地层主要以第四系地层为主。第1.5节 区域地层邯郸市区域内地层从老到新出露有Z、O、C、P、T、N、Q,除S、D地层外,各时代地层均有出露较好的露头,具有完整的剖面。(1) 震旦系(Z)该地层在鼓山西侧一带出露大,为大洪峪组为中、粗粒石英岩状砂岩夹少量海绿石薄层石英砂岩,厚714.43m。(2) 寒武系()仅发育在鼓山一带,其它地区只有零星分布,主要岩性下部主要为页岩夹不薄层灰岩,中部为张夏组鲕状灰岩,上部主要为竹叶状灰岩夹薄层白云岩,总厚度450m。(3) 奥陶系(O)本区奥陶系只有中统和上统地层,与呈平行不整合接触,主要岩性为灰质白云岩和白云岩。(4) 石炭、二叠系(C、P)主要分布于鼓山两侧及鼓山北部武安至邢台西部一带,主要岩性为砂岩、粉砂岩、泥岩和页岩,下部夹薄层灰岩,为含煤地层,由于风化严重,广为第四系所覆盖。(5) 三叠系(T)主要分布于鼓山的东侧,主要为红色砂岩或粉砂岩,最大厚度为900米。(6) 第三系(N)主要为泥岩、砂质泥岩和砂岩组成的河、湖相沉积物,成岩较好。(7) 第四系(Q)本区普遍发育第四系,主要是粘土、粉质粘土、砂土、粉土和淤泥质土为主的河、湖相。新近沉积粘性土以细粒粉质粘土、粉土为主局部夹少量粉细砂薄层,分布较稳定。新近堆积黄土为第四系全新世近期的堆积物,属次生黄土类型。人工填土岩性变化大,主要为砖石、瓦碎片等建筑垃圾组成的杂填土。第2章 岩土工程勘察第2.1节 勘察目的和任务本次勘察为详细勘察阶段3,该工程重要性等级为三级,场地等级为二级(中等复杂场地),地基等级为二级(中等复杂地基),岩土工程勘察等级为乙级。其目的是为施工图设计和施工提供可靠的岩土工程资料和设计所需的岩土参数,对建筑地基作出岩土工程分析评价,并对基础设计、地基处理和不良地质作用的防治等提出建议。依据有关规范,结合建筑物特点,参照场地周围地质资料,我们制定了勘察纲要,勘察目的及要求如下:(1) 判定该场地的稳定性和适宜性,有无不良地质作用;是否存在湿陷性黄土地层,并对湿陷性等级做出评价;(2) 查明地下水类型、埋藏条件、腐蚀性、初见水位及稳定水位;(3) 对地基土的工程特性进行分析评价,提供各层土的地基承载力特征值和变形指标;(4) 建议适当基础设计方案及地基处理方案建议。第2.2节 勘察依据和标准本次勘察的主要依据如下:(1) 甲方提供的涉县井店镇台村规划总平面图;(2) 勘察依据的主要规范、规程:岩土工程勘察规范(GB50021-2001) 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)建筑地基基础设计规范(GBJ7-89) 建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008版)湿陷性黄土地区建筑规范(GBJ50025-2004)建筑地基处理技术规范(JGJ792002 J220-2002)建筑桩基技术规范(JGJ94-94)建筑工程勘察文件编制深度规定(试行)第2.3节 勘察工作布置2.3.1 勘察手段和施工工艺(1) 勘察手段的选择根据工程特点及场地工程地质条件,按国家现行有关规范、标准对勘察的技术要求,结合我公司在邻近场地的勘察经验,本次勘察外业施工手段主要有钻探、原位测试(标准贯入试验);先探井后钻孔取样的方法。由于预计基底埋深较小(1.80m),故不考虑进行深层载荷试验。使用黄土薄壁取土器静压取土及探坑坑壁刻取土样的方法,取得一级土样进行室内常规试验、探坑土样进行黄土湿陷性试验。于2008年12月34日,全部完成野外作业。主要完成的野外作业:钻探:工程地质野外钻探是岩土工程勘察中最常用的勘探手段,也是极为重要一环,它是通过工程钻机对地层的直接揭露来查明场地地层的分布,分析及判别地层岩土性质,它是采取原状土试样及进行原位测试必不可少的手段。采取土试样:通过工程钻机的野外钻探,使用黄土薄壁取土器静压取土及探坑坑壁刻取土样的方法,来取得原状及扰动土试样,进而在室内进行土工试验,确定地基土的物理力学性指标,为确定地基土的设计参数提供依据。标准贯入试验5:是常用的动力触探类型之一,由两个半圆管合成圆筒形贯入器,在63.5kg重锤,采用自动脱钩自由落锤,落距76cm的条件下,规定贯入器贯入土中30cm深度所需的击数来确定砂土的密实度或粘性土的稠度状态,从而确定地基土承载力特征值。 (2) 勘察施工工艺本次勘察钻探采用DPP-100型车装钻机,采用回转钻进或冲击钻进,孔径不小于130mm,由于地层原因或遇到地下水干法钻进困难时,可采用泥浆护壁钻进。钻进时应随时丈量进尺,干法钻进每回次进尺不得大于1.0m,岩芯钻进每回次不得大于2.0m。累计进尺误差不得大于5cm。其他未尽事宜,执行建筑工程地质钻探技术标准(JGJ87-92)。2.3.2 勘探点布置原则根据相关规范和规程,结合本工程特点及场区内工程地质条件,勘探点按建筑物周边及中心布置3;根据岩土工程勘察规范(GB50021-2001),结合建筑桩基技术规范(JGJ94-94)综合考虑,勘探点间距不大于30.0m,深度15.00m25.00m。2.3.3 工作量共布置勘探点12个,其中先探井后钻孔6个,标贯孔6个。具体位置详见附图“勘探点平面位置图”。第2.4节 完成的工作量及勘察方法本次勘察完成勘探点12个,深为15.0025.00m,完成钻探总进尺263.80m;其中先探井后钻孔进尺130.10m,标贯孔进尺91.40m,取原状样63件,取扰动样27件,标贯试验44次。室内土工试验5包括:(1) 常规试验:天然含水量、天然密度、比重、界限含水量试验等。(2) 固结试验(3) 剪切试验:三轴剪切试验不固结不排水法(UU)。(4) 膨胀性试验:自由膨胀率。(5) 渗透试验:垂直渗透系数。具体工作量详见“勘察工作量明细表”(表2-1)。表2-1 勘察工作量明细表勘探工作量布置类型取土孔标贯孔总计孔数孔深(m)225.00 224.50115.60 115.50315.00 215.50115.40 累计孔数6612累计进尺(m)130.1091.40221.50取样及原位测试类型原状样扰动样标贯数量63件27件44次本次勘察采用DPP-100型工程钻机进行勘探施工,上部采用干法钻进,下部遇卵石或进尺困难时采用泥浆护壁回转钻进;钻孔取样采用薄壁取土器静压法或重锤少击法取原状样。在砂类土中做了标准贯入试验,以查明砂土的密实度,并取扰动砂样。勘探孔位置根据甲方提供的建筑物平面布置图,用钢卷尺结合地物测放。钻探结束后,用水准仪对勘探孔的孔口高程进行统一测量。高程采用绝对标高,场地内地面标高最大值555.05m,最小值552.90m,地表相对高差2.15m,标高引测点为平乐路与台村中路中心线交叉点,该点高程为548.82m。第3章 场地工程地质条件第3.1节 场地概况3.1.1 场地地形地貌拟建场地位于太行山山脉,涉县盆地山前阶地,场地原为耕地,地势北高、南低。本次勘察建筑物位置由甲方给定,高程采用绝对标高,场地内地面标高最大值555.05m,最小值552.90m,地表相对高差2.15m,标高引测点为平乐路与台村中路中心线交叉点,该点高程为548.82m。3.1.2 工程概况拟建2#、3#住宅楼均为地上6层,底部框架上部砖混结构,筏板基础,基底压力(标准组合)120KPa,基础埋深1.80m(室外地坪以下,室外地坪标高暂按553.00m)。地基基础设计等级为丙级,依据湿陷性黄土地区建筑规范(GBJ50025-2004),为丙类建筑。该工程重要性等级为三级,场地等级为二级(中等复杂场地),地基等级为二级(中等复杂地基),岩土工程勘察等级为乙级。第3.2节 地层岩性勘察范围内所见土层以黄土状土为主,顶部为耕土。现依据钻探及坑探资料,自上而下分层叙述如下:1层耕土Q42ml:以黄土状土为主,含植物根,结构松散。厚度:0.300.50m,平均0.43m。2层黄土状粉土Q42(al+pl):褐黄色,稍湿,局部湿,稍密,含姜石、白色钙质条纹,可见大孔隙及虫孔,夹黄土状粉质粘土薄层,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值为0.57MPa-1,为高压缩性。湿陷系数s=0.0350.123,平均值为0.074,自重湿陷系数zs=0.0080.023,平均值为0.015,该层局部为自重湿陷性黄土,湿陷性中等强烈。厚度:4.705.30m,平均5.12m;层底标高:547.40549.85m,平均548.73m;层底埋深:5.205.80m,平均5.55m。3层黄土状粉土Q42(al+pl):褐黄色,局部褐红色,稍湿,局部湿,稍密,含姜石、白色钙质条纹,可见大孔隙及虫孔,夹黄土状粉质粘土薄层,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值为0.40MPa-1,范围值为0.290.53MPa-1,为中等高压缩性。湿陷系数s=0.0310.060,平均值为0.046,范围值为0.290.53 MPa-1,自重湿陷系数zs=0.0070.013,平均值为0.009,该层为非自重湿陷性黄土,湿陷性中等强烈。厚度:2.503.50m,平均3.01m;层底标高:544.40546.63m,平均545.72m;层底埋深:8.308.90m,平均8.56m。4层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):褐黄色-褐红色,硬塑-坚硬,局部可塑,含姜石、白色钙质条纹,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值为0.23 MPa-1,为中等压缩性。湿陷系数s=0.0090.012,该层为非湿陷性黄土。厚度:2.804.10m,平均3.21m;层底标高:541.20543.75m,平均542.51m;层底埋深:11.3012.50m,平均11.77m。5层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):褐红色,硬塑-坚硬,局部可塑,含姜石、白色钙质条纹,夹黄土状粉土薄层,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值为0.22 MPa-1,为中等压缩性。厚度:5.005.50m,平均5.25m;层底标高:535.90538.55m,平均537.16m;层底埋深:16.5017.50m,平均17.00m。6层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):褐红色-褐黄色,硬塑-坚硬,含姜石、氧化锰,稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值为0.19 MPa-1,为中等压缩性。该层未揭穿,最大揭露厚度为8.50m。第3.3节 地下水条件在勘察范围内未见地下水。第3.4节 地震效应根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001),涉县抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,属第一组,建筑工程抗震设防类别为丙类9,该场地为可进行建筑的一般地段。根据地区经验,该场地的覆盖层厚度大于50.0m,经查表计算,埋深20.0m以上等效剪切波速为210m/s,该场地土为中软场地土,场地类别为III类。第3.5节 不良地质作用在平乐路南侧约15.00m处,存在因地下采掘铁矿造成的采空区,引起地面塌陷现象,建议应对该场地采空区进行专门的地质灾害评估。第3.6节 场地湿陷性3.6.1 场地湿陷性黄土的湿陷性7,应按室内浸水(饱和)压缩试验,在一定压力下测定的湿陷系数s进行判定,并应符合下列规定:当湿陷系数s值小于0.015时,应定为非湿陷性黄土;当湿陷系数s值等于或大于0.015时,应定为湿陷性黄土。3.6.2 湿性黄土的湿陷程度湿性黄土的湿陷程度,可根据湿陷系数s值的大小分为下列三种:当0.015s0.03时,湿陷性轻微;当0.03s0.07时,湿陷性中等;当s0.07时,湿陷性强烈。3.6.3 湿陷性黄土场地的湿陷类型湿陷性黄土场地的湿陷类型,应按自重湿陷量的实测值zs或计算值zs判定,并应符合下列规定:当自重湿陷量的实测值zs或计算值zs小于或等于70mm时,应定为非自重湿陷性黄土场地; 当自重湿陷量的实测值zs或计算值zs大于70mm时,应定为自重湿陷性黄土场地; 当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时,应按自重湿陷量的实测值判定。3.6.4 湿陷性黄土场地的湿陷类型湿陷性黄土场地自重湿陷量的计算值zs,应按下式计算: (3-1)试中:第i层土的自重湿陷系数; :第i层土的厚度; :因地区土质而异的修正系数,在缺乏实测资料时可按下列规定取值:陇西地区取1.50;陇东-陕北-晋西地区取1.20;关中地区取0.90;其他地区取0.50。自重湿陷量的计算值zs,应自天然地面(当挖、填方的厚度和面积较大时,应自设计地面)算起,至其下非湿陷性黄土层的顶面止,其中自重湿陷系数zs值小于0.015的土层不累计。第4章 物理力学指标第4.1节 物理力学指标统计4.1.1 物理力学指标的统计过程(1) 统计步骤5 划分统计单元; 岩土指标检查、归整; 指标舍弃; 指标统计; 评价划分单元的合理性; 合理取值。(2) 划分统计单元依据 处于同一构造部位、地貌单元或同一成因年代; 成因、结构、构造或工程性质基本接近; 影响工程性质的因素基本接近; 指标虽离散,但无明显的空间变化规律。符合以上任一条件者划分为一个统计单元。4.1.2 土层单元划分根据土工试验及标贯资料:第 1层耕土Q42ml,以黄土状土为主,划分为一个统计单元;第2层黄土状粉土Q42(al+pl),划分为一个统计单元; 第3层黄土状粉土Q42(al+pl),划分为一个统计单元;第 4层黄土状粉质粘土Q41(al+pl),划分为一个统计单元;第5层黄土状粉质粘土Q41(al+pl) ,划分为一个统计单元;第6层黄土状粉质粘土Q41(al+pl) ,划分为一个统计单元。总共划分为6个统计单元。4.1.3 各单元体指标的整理与统计在进行数理统计之前,应对各统计单元所属指标进行整理5,逐一检查,排除不合理指标,以清除它们对数理统计结果正确的影响。舍弃范围包括以下两类指标:(1) 无代表性的指标: 取土工艺不当; 图样密封失效或保存期过长; 仪器失灵或操作失误; 用了重度或孔隙比、湿陷性系数等结构性指标已经严重扰动数据; 单元之外的薄层或夹层试样。 (2) 过于离散,显著不合理的指标: 当指标超出以下范围时,判定其为过于离散指标而舍弃。 |g式中:=;标准差;g由不同标准给出系数,采用正负3倍标准差时取3 即:|3。 (4-1) (4-2)式中: 岩土的物理力学指标数据岩土的物理力学指标的算术平均值 f 岩土的物理力学指标的标准差 参与统计的样本数第4.2节 主要参数的统计计算对各统计单元的物理力学指标进行数理统计,以便消除个别因素的影响,综合考虑,取得各单元体最具代表性的物理力学指标。(1) 算术平均值求法 (4-3)(2) 标准差求法 (4-4)(3) 变异系数求法 (4-5)4.2.1 主要参数的划分单元的合理性评价利用指标的回归修正系数f检查单元划分的合理性: f =1-( ) (4-6) 当f 0.75时,应分析过大原因,如分层是否合理,试验有无差错,数据数量是否过少等,并应同时增加试样数量。当f0.75时,说明单元划分合理。 按上式计算的回归修正系数f均大于0.75,说明单元划分合理。4.2.2 岩土指标的标准值fk: (4-7) (4-8)式中:s统计修正系数,式中正负号的取用按不利组合考虑,如c、值取负号,e、a值取正号。第4.3节 地基承载力确定地基承载力是地基在同时满足强度和变形的两个条件下,单位面积所能承受的荷载。这种承载力是地基不会达到失稳时的极限荷载,并且有足够大的安全储备,地基产生的变形也在容许范围内。地基承载力是地基设计中一个非常重要的指标,确定的是否合理,关系到建筑物的安全可靠性和经济性。影响地基承载力的主要因素有:土的物理力学性质,土的沉积年代及成因,建筑物的类型、结构特点和重要性,基础形式、尺寸、埋深等。确定承载力的方法8依建筑物的类别不同而有许多的方法,具体有:理论公式法、查表法、原位测试法。在建筑经验丰富的地区,可以依据建筑经验来确定。由于此建筑物为6层民用建筑,属于丙类建筑物,所以其地基承载力可按现行国家标准中的承载力表并结合原位测试确定。根据本次勘察所给的资料,确定地基承载力后综合场地地层结构、上部荷载作用、建筑物特点,结合地区经验,给出适当的建议值,供设计时使用。4.3.1 查表法查表法的步骤是根据室内实验所的岩土参数平均值,依据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)提供的理论和表格,查出地基承载力基本值()。然后用基本值乘以一个回归系数f,得到地基承载力标准值。表41 粉土承载力基本值(KPa) 第二指标含水量w第一指标孔隙比 e101520253035400.5410390(365)0.6310300280(270)0.7250240225215(205)0.8200190180170(165)0.9160150145140130(125)1.0130125120115110105(100)注:有括号者仅供内插用;折算系数为0;在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段,新近沉积的粉土,其工程性质一般较差,应根据当地实践经验取值。表42 粉质粘土承载力基本值(KPa) 第二指标液性指数IL第一指标孔隙比e00.250.500.751.001.250.5475430390(360)0.6400360325295(265)0.73252952652402101700.82752402202001701350.92302101901701351051.02001801601351151.1160135115105注:有括号者仅供内插用;折算系数为0.1。在湖、塘、沟、谷与河漫滩地段,新近沉积的粉土,其工程性质一般较差,第四纪晚更新世(Q3)及其以前沉积的老粘性土,其工程性能通常较好,这些土均应根据当地实践经验取值。(1) 第2层黄土状粉土,根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89),第一指标孔隙比e0=1.123,第二指标含水量w=16.8,第一指标的变异系数1=0.100,第二指标的变异系数2=0.180,=1+2,其中=0,求得=0.100,取样个数 n=15。f =1-()=0.9220.75 (4-9)说明该层划分合理。根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89),查得该层土的承载力基本值为125KPa,乘以回归系数f即为承载力标准值: =f =115.3 KPa (4-10)(2) 第3层黄土状粉土,根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89),第一指标孔隙比e0=1.006,第二指标含水量w=15.9,第一指标的变异系数1=0.030,第二指标的变异系数2=0.150,=1+2,其中=0,求得:=0.030,取样个数 n=9。f =1- ()=0.9680.75 (4-11)说明该层划分合理。根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89),查得该层土的承载力基本值为125 KPa,乘以回归系数f即为承载力标准值: =f =121.0 KPa (4-12)(3) 第4层黄土状粉质粘土,根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89),第一指标孔隙比e0=0.863,第二指标含水量w=20.8,第一指标的变异系数1=0.020,第二指标的变异系数2=0.010,=1+2,其中=0.1,求得=0.020,取样个数 n=6。f =1-()=0.9720.75 (4-13)说明该层划分合理。根据建筑地基基础设计规范(GBJ-89),查得该层土的承载力基本值为180KPa,乘以回归系数f即为承载力标准值: =f =175.0 KPa (4-14)(4) 第5层黄土状粉质粘土,根据建筑地基基础设计规范(GBJ-89),第一指标e0=0.773,第二指标w=19.7,第一指标的变异系数1=0.040,第二指标的变异系数2=0.120,=1+2,其中=0,求得=0.040,取样个数 n=9。f =1-()=0.9580.75 (4-15)说明该层划分合理。根据建筑地基基础设计规范(GBJ-89),查得该层土的承载力基本值为180KPa,乘以回归系数f即为承载力标准值: =f =172.4 KPa (4-16)(5) 第6层黄土状粉质粘土,根据建筑地基基础设计规范(GBJ-89),第一指标e0=0.763,第二指标w=19.5,第一指标的变异系数1=0.040,第二指标的变异系数2=0.080,=1+2,其中=0,求得=0.040,取样个数 n=11。f =1-()=0.9630.75 (4-17)说明该层划分合理。根据建筑地基基础设计规范(GBJ-89),查得该层土的承载力基本值为180KPa,乘以回归系数f即为承载力标准值: =f =173.3 KPa (4-18)求得各分层的承载力标准值,列表如下:表43 各层土的承载力标准值(KPa)地层岩土类别承载力标准值(kPa)1耕土2黄土状粉土115.33黄土状粉土121.04黄土状粉质粘土175.05黄土状粉质粘土172.46黄土状粉质粘土173.34.3.2 标贯确定承载力标准贯入实验简称标贯5,是动力触探测试方法最常用的一种,根据标贯确定承载力是一种快速简便的方法,已被国家标准建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)等多种规范所采纳。需要注意的是,应对实测击数进行杆长修正。第2层黄土状粉土的修正后击数6.3,内插法查表求得承载力标准值163.8KPa;第3层黄土状粉土的修正后击数8.3,内插法查表求得承载力标准值215.8KPa;第4层黄土状粉质粘土修正后击数11.8,内插法查表求得承载力标准值298.2KPa;第5层黄土状粉质粘土修正后击数13.3,内插法查表求得承载力标准值326.7KPa; 按建筑地基基础设计规范(GB50007-2002),根据钻探、原位测试、土工试验,并结合本区建筑经验,综合给定各岩土层的承载力特征值()如下:表44 各岩土层的承载力特征值 (KPa)地层岩土类别承载力特征值()2黄土状粉土100.03黄土状粉土125.04黄土状粉质粘土150.05黄土状粉质粘土180.06黄土状粉质粘土220.0表45 各岩土层的压缩模量ES1-2(MPa)地层岩土类别压缩模量ES1-22黄土状粉土4.03黄土状粉土5.14黄土状粉质粘土8.35黄土状粉质粘土8.36黄土状粉质粘土9.3其中第1层为耕土,第2层、第3层物理力学指标为探坑土样实验数据,其他物理力学指标采用综合成果表中的平均值。第4.4节 场地湿陷性评价根据所给勘察报告,该场地第2层局部为自重湿陷性黄土7,第3层土为非自重湿陷性黄土,基础埋深1.80m(室外地坪下,室外地坪标高暂按553.00m考虑),基底下湿陷性土层厚度约为7.0m,各孔总湿陷量 s及自重湿陷量 zs,自重湿陷量的计算值zs,应按下式计算: (4-19)试中 :第i层土的自重湿陷系数; :第i层土的厚度; :因地区土质而异的修正系数,在缺乏实测资料时可按下列规定取值:西地区取1.50;陇东-陕北-晋西地区取1.20;关中地区取0.90;其他地区取0.50。经计算:1孔s=366mm,zs=47.5mm;4孔 s=435.2mm,zs=97.5mm;8孔 s=458.3mm,zs=8.5mm;9孔s=395.2mm,zs=31.5mm;11孔 s=476.3mm,zs=28.0mm;12孔 s=531.8mm,zs=77.0mm当自重湿陷量的实测值zs或计算值zs小于或等于70mm时,应定为非自重湿陷性黄土场地; 当自重湿陷量的实测值zs或计算值zs大于70mm时,应定为自重湿陷性黄土场地; 当自重湿陷量的实测值和计算值出现矛盾时,应按自重湿陷量的实测值判定。只有4孔和12孔的zs70mm,其余孔的zs70mm,综合评定场地湿陷等级为级(中等),为非自重湿陷性场地。第4.5节 土层物理力学指标评价根据有关指标的标准值,对各土层物理力学性质评价如下:第1层耕土Q42ml:以黄土状土为主,含植物根,结构松散。厚度:0.300.50m,平均0.43m。第2层黄土状粉土Q42(al+pl):压缩系数平均值为0.57MPa-1,为高压缩性。湿陷系数s=0.0350.123,平均值为0.074,自重湿陷系数zs=0.0080.023,平均值为0.015,该层局部为自重湿陷性黄土,湿陷性中等强烈。第3层黄土状粉土Q42(al+pl):压缩系数平均值为0.40MPa-1,范围值为0.290.53MPa-1,为中等高压缩性。湿陷系数s=0.0310.060,平均值为0.046,范围值为0.290.53 MPa-1,自重湿陷系数zs=0.0070.013,平均值为0.009,该层为非自重湿陷性黄土,湿陷性中等强烈。第4层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):压缩系数平均值为0.23MPa-1,为中等压缩性。湿陷系数s=0.0090.012,该层为非湿陷性黄土。第5层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):压缩系数平均值为0.22MPa-1,为中等压缩性。第6层黄土状粉质粘土Q41(al+pl):压缩系数平均值为0.19MPa-1,为中等压缩性。第5章 天然地基评价第5.1节 天然地基均匀性评价依据岩土勘察任务委托书,拟建建筑基底埋深1.80m(设计室外地坪下,室外地坪标高暂按553.00m考虑),由剖面图可知,第2层黄土状粉土为天然地基持力层。根据高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)分下列三点评价其地基的均匀性8。(1) 持力层底面的坡度小于10%;(2) 持力层及其下卧层在基础宽度方向上的厚度差值小于0.05b,其中基础宽度取b=16.0m;(3) 压缩层内各土层的当量模量满足式:Esmax/Esmin=1.01.5。按高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-2004)规范综合判定,拟建建筑地基为均匀地基。第5.2节 天然地基承载力评价拟建建筑基础埋深1.80m时,第2层黄土状粉土为天然地基持力层,据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)第5.2.4条计算第2层黄土状粉土层修正后的承载力特征值8如下: (5-1) =100+0.51.3413+2.01.471.3 =112.5 kPa120kPa式中::第2层黄土状粉土层,取100kPa;、:基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,取0.5,2.0;:基础底面以下土的天然重度,取13.4kN/m3;:基础底面以上土的加权平均重度,取 14.7 kN/m3;:基础底面宽度16.0m,大于6.0m时取6.0m;:基础埋深,取1.80m;计算得:112.5kPa,小于荷载效应的标准组合120kPa。故当基础设计埋深1.80m时,天然地基承载力不满足设计要求,需要进行地基处理。第6章 地基处理方案的提出与论证第6.1节 地基处理方案的提出地基处理的方法2很多,选择天然地基处理方案时需考虑的因素:地质条件、建筑物条件、环境条件、材料的供给情况、机械施工设备和机械条件、工程费用的高低、工期要求等。常用的地基处理方法有:换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。下面就着几种方法作一下简要的介绍:(1) 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。其主要作用是提高地基承载力,减少沉降量,加速软弱土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。(2) 强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基。强夯置换法适用于高饱和度的粉土,软-流塑的粘性土等地基上对变形控制不严的工程,在设计前必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯法和强夯置换法主要用来提高土的强度,减少压缩性,改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性。对饱和粘性土宜结合堆载预压法和垂直排水法使用。(3) 砂石桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基,提高地基的承载力和降低压缩性,也可用于处理可液化地基。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理,使砂石桩与软粘土构成复合地基,加速软土的排水固结,提高地基承载力。(4) 振冲法分加填料和不加填料两种。加填料的通常称为振冲碎石桩法。振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土和饱和黄土地基,应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振冲碎石桩主要用来提高地基承载力,减少地基沉降量,还可用来提高土坡的抗滑稳定性或提高土体的抗剪强度。(5) 水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粘性土、粉土、饱和黄土、素填土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。不宜用于处理泥炭土、塑性指数大于25的粘土、地下水具有腐蚀性以及有机质含量较高的地基。若需采用时必须通过试验确定其适用性。当地基的天然含水量小于30%(黄土含水量小于25%)、大于70%或地下水的pH值小于4时不宜采用于法。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕,受其搅拌能力的限制,该法在地基承载力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的应用有一定难度。(6) 高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时,应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管周围凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大,除地基加固外,也可作为深基坑或大坝的止水帷幕,目前最大处理深度已超过30m。(7) 预压法适用于处理淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基。按预压方法分为堆载预压法及真空预压法。堆载预压分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时,可采用天然地基堆载预压法处理,当软土层厚度超过4m时,应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程,必须在地基内设置排水竖井。预压法主要用来解决地基的沉降及稳定问题。(8) 夯实水泥土桩法适用于处理地下水以上的粉土、素填土、杂填土、粘性土等地基,处理深度不宜超过10m,当采用洛阳铲成孔工艺时,深度不宜超过6m。该法施工周期短、造价低、施工文明、造价容易控制,目前在北京、河北等地的旧城区危改小区工程中得到不少成功的应用。(9) 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基,应选择承载力较高的土层作为桩端持力层。对淤泥质土应根据地区经验或现场试验确定其适用性。基础和桩顶之间需设置一定厚度的褥垫层,保证桩、土共同承担荷载形成复合地基。该法适用于条基、独立基础、箱基、筏基,可用来提高地基承载力和减少变形。对可液化地基,可采用碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩多桩型复合地基,达到消除地基土的液化和提高承载力的目的。(10) 石灰桩法适用于处理饱和粘性土、淤泥、淤泥质土、杂填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土层时,可采取减少生石灰用量和增加掺合料含水量的办法提高桩身强度。该法不适用于地下水下的砂类土。(11) 灰土挤密桩法和土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,可处理的深度为515m。当用来消除地基土的湿陷性时,宜采用土挤密桩法;当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时,宜采用灰土挤密桩法;当地基土的含水量大于24%、饱和度大于65%时,不宜采用这种方法。灰土挤密桩法和土挤密桩法在消除土的湿陷性和减少渗透性方面效果基本相同,土挤密桩法地基的承载力和水稳定性不及灰土挤密桩法。(12) 柱锤冲扩桩法适用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基,对地下水位以下的饱和松软土层,应通过现场试验确定其适用性。地基处理深度不宜超过6m。(13) 单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0.12md的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地,对级湿陷性地基,应通过试验确定碱液法的适用性。 根据场地的实际情况及上述理论,结合所给勘察报告,该场地为非湿陷性黄土场地,第2层黄土状粉土天然地基强度不满足设计要求,应进行地基处理。根据地区经验、场地的工程地质条件和建筑物结构类型以及施工的安全性和经济造价等方面的因素,建议采用灰土挤密桩复合地基法或强夯法。最终在经济、处理效果、地区经验方面确定灰土挤密桩复合地基法为最佳方案。第6.2节 地基处理方案的论证对初步提出的地基处理方案从施工设备、对环境的影响程度、加固效果,适用范围、施工难易程度、经济、技术等方面进行方案比较:土和灰土(或二灰)挤密桩成桩时为横向挤密,但同样能达到所要求加密的处理后的最大干密度指标,可消除地基土的湿陷性,提高承载力、降低压缩性。与换土垫层相比,不需大量开挖回填,可节省土方开挖和回填土方工程量,工期可缩短50以上。 处理深度较大,可达1215m。可就地取材,应用廉价材料,降低工程造价2/3;二灰桩可以利用工业废料(粉煤灰)节省费用。 机具简单,施工方便,工效高。土和灰土(或二灰)挤密桩适于加固地下水位以上,天然含水量为1220,厚度为515m的新填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基。当地基土含水量大于23,以及饱和度大于0.65时,打管时成孔质量不好。且易对邻近已回填的桩体造成破坏。拔管后容易缩径,不宜采用土或灰土(或二灰)挤密桩。一般以消除地基湿陷性为主时、宜选用土桩;以提高地基的承载力或水稳性、降低压缩性为主时,宜选用灰土桩或二灰桩。 拟建建筑物基础埋深按1.80m设计时,第2层黄土状粉土作为天然地基持力层,修正后的地基承载力特征值数值上不能满足天然地基设计要求,基础采用筏板基础。如果基底压力调整,应对天然地基进行重新评价,若修正后的地基承载力特征值不能满足天然地基设计要求,应进行地基处理。根据地区经验和拟建建筑及周边环境特点以及勘察场地的水文地质和工程地质条件,结合地层的情况和建筑物的特点可在建筑物基底及影响范围内做灰土挤密桩复合地基。建议桩长应根据各建筑物的特点计算确定,应进入第4层不少于1.00m,桩径取400mm,宜采用正三角形

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