住宅小区工程地质勘察及地基处理方案

PAGEPAGE35韩城耕读苑住宅小区1号～5号楼岩土工程勘察报告PAGE1.前言韩城耕读苑住宅小区1号～5号楼岩土工程勘察(详勘)工作，是根据西部建筑抗震勘察设计研究院提出的岩土工程勘察技术要求（见附件），并受陕西文化产业(韩城)投资有限公司的委托，由我院于2012年12月完成。1.1拟建建筑物概况建筑物概况一览表表1.1建筑物名称层数高度(m)结构类型基础类型基础埋深(m)基底荷载标准值((kPa)室内设计标高(m)地下室层数1号楼2678.15剪力墙筏基或桩基5.4440446.6512号楼2572.95剪力墙筏基或桩基5.4440446.6513号楼2470.05剪力墙筏基或桩基5.4420446.1014号楼2470.05剪力墙筏基或桩基5.4420446.7515号楼2470.05剪力墙筏基或桩基5.4420444.201沿街商业S-128.7框架条基或独基5.7180446.901沿街商业S-228.7框架条基或独基5.7180445.8811号楼商业28.7框架条基或独基5.7180446.651村委会1312.6框架条基或独基5.7180446.301地下车库框架条基或独基7.2180446.301注：建筑物室内设计标高来自设计总图所示。按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)划分，1~5号楼属甲类建筑，其余建筑均属丙类建筑；按《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)划分，地基基础设计等1～5号楼为乙级，其余均为丙级；按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)及《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)划分，岩土工程勘察等级为甲级。1.2勘察技术要求勘察目的是为施工图设计阶段提供岩土工程资料，具体技术要求是：1)查明场地及附近有无影响场地稳定性的不良地质作用，对场地建筑的适宜性做出评价；2)查明场地地层岩性、结构、埋藏条件，提供各层地基土的物理力学性质指标及承载力特征值；3)查明场地黄土湿陷性质，确定建筑场地湿陷类型和地基湿陷等级；4)查明场地地下水类型、埋藏条件及对工程建设的影响；5)评价场地水、土对建筑材料的腐蚀性；6)对场地进行地震效应分析，提供抗震设计所需参数；7)对基础方案进行论证，评价桩基可行性，选择桩基持力层，提供桩基设计所需参数，估算单桩竖向极限承载力标准值；8)提供基坑支护设计所需参数，对基坑开挖与支护提出建议。1.3勘察工作执行的主要技术标准1)《岩土工程勘察规范》2009年版（GB50021-2001）；2)《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）；3)《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；4)《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）；5)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；6)《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；7)《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；8)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；9)《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）。报告书中引用上述技术规范、标准时，均以其编号简称。1.4勘察方法及完成工作量依据甲方提供的建筑平面图，沿拟建建筑物周边共布置勘探点50个，钻孔勘探深度15.0~70.0m，勘探点间距10.9~34.2m。本场地布置10个探井，井深10.0m。勘察主要采用钻探、井探、原位测试及室内土工试验等综合方法进行。1.4.1钻探、井探钻探工作采用DPP100－4型汽车钻机，以φ146mm螺纹提土钻具开孔，φ110mm终孔，采用快速低压回转钻进；遇到砂层后采用φ127mm合金钻头钻进，钻进方式为泥浆护壁快速低压回转钻进。探井采用人工垂直挖掘。1.4.2岩土取样上部土层采用φ120mm黄土薄壁取土器快速静力连续压入法取样，砂层以下的土层采用φ100mm薄壁取土器静压法取样；土样质量等级为Ⅰ～Ⅱ级；探井中采用人工井壁刻取土样，土样质量等级为Ⅰ级。1.4.3原位测试1）标准贯入试验为评价砂土的密实程度，在钻孔砂土中进行了标准贯入试验，试验严格按《GB50021-2001》规范10.5条规定执行。2)波速测试为获得抗震设计有关参数，确定建筑场地类别，在勘探点№7、25、32、42、44钻孔内采用人工激振单孔检层法进行了剪切波速测试，测试深度均为20.0m，检测点间距1.00m。测试采用RSM-24FD浮点工程测试仪及586笔记本计算机，孔内采用RSM-JQV型井下测试探头。1.4.4室内土工试验室内土工试验除进行了常规试验项目外，还进行了土的静三轴剪切试验，高压固结试验、固结快剪及砂类土颗粒分析等试验。采用的主要仪器有WG-1A型固结仪、WI-1型直剪仪和76g圆锥仪。1.4.5场地土腐蚀性分析为评价场地土对建筑材料的腐蚀性，在钻孔中取扰动土样4件，进行了土壤腐蚀性分析。完成的勘察工作量汇总于表1.4。工作量汇总表1.4序号工作内容单位数量1勘探点测放个502探井m/个100/103钻孔(泥浆护壁)m/孔2005/504波速测试m/孔80/45标准贯入试验次1276取土试样不扰动土样件533扰动土样2417室内土工试验常规项目试验件533固结快剪试验50静三轴压缩试验4高压固结试验22颗粒分析2418土壤腐蚀性分析件41.5有关说明勘探点位置是根据甲方提供控制点坐标，用全站仪施放的，其座标为北京为1956年黄海高程基准。2.场地工程地质条件2.1场地位置、地形及地貌场地地形西北高，东南低，呈梯田状；地面标高介于442.35～448.75m。地貌单元属黄河高级阶地之上。2.2地层据勘探揭露，场地内地层自上而下依次由第四系上更新统风积()黄土、残积()古土壤，中更新统风积()黄土、残积()古土壤、冲积()粉质粘土和砂类土组成。各层土的野外特征及埋藏条件详见表2.2，层位组合关系详见附录№4~19。地基土野外特征表2.2地层编号年代成因岩性描述层厚(m～m)层底深度(m～m)层底标高(m～m)①黄土：黄褐～褐黄黄色，大孔结结构，偶见虫虫孔及蜗牛壳壳，土质均匀匀。可塑～坚坚硬状态，以坚坚硬状态为主主9.40～12..109.40～12..10430.35～4438.355②团含及层结2.60～4.66012.50～155.70426.65～4434.555③黄土：黄褐～褐黄黄色，大孔结结构，偶见虫虫孔及蜗牛壳壳，土质均匀匀。坚硬状态态7.10～12..1021.30～255.70418.03～4423.833④团含及0.90～3.55024.00～288.20416.06～4421.211⑤细砂：灰黄色，石石英－长石质质，均粒结构构，级配不良良，湿，密实状态态。层中有粉粉质粘土夹层层12.00～200.5037.80～466.70398.59～4404.933⑤-1粉质粘土：浅黄色色，土质均匀匀，含氧化铁铁和钙质结核核。可塑状态1.00～2.770⑥粉质粘土：浅黄色色，土质均匀匀，含氧化铁铁和钙质结核核。可塑状态2.30～6.99044.50～500.70394.43～4400.000地基土野外特征续表2.2地层编号年代成因岩性描述层厚(m～m)层底深度(m～m)层底标高(m～m)⑦细砂：浅黄色，石石英－长石质质，均粒结构构，级配不良良，湿，密实实状态。层中中有粉质粘土土夹层1⑦粉质粘土：黄褐色色，土质均匀匀，含钙质结结核和氧化铁铁，可塑状态态0.70～4.7702.3地下水本次勘察期间，在勘探深度内所有勘探点均未遇至地下水，据了解，该场地地下水埋深大于70m，故对工程建筑可不考虑其影响。2.4不良地质作用勘察期间，拟建场地及附近未发现不良地质作用，适宜建筑。3.地基土的工程特性分析与评价3.1地基土物理力学性质指标据室内土工试验成果（附录№20～44）和原位测试成果，经数理统计，各层地基土的主要物理力学性质指标统计值列于表3.1-1~3.1-5。固结快剪试验结果统计表3.1-2地层统计指标建议值粘聚力C(kPPa)2721～3627.83.950.1426.526内摩擦角(°)2716.2～32..124.64.640.1923.023粘聚力C(kPPa)1323～6542.911.430.2737.137内摩擦角(°)1320.8～30..326.03.330.1324.324粘聚力C(kPPa)1026～4434.85.730.1731.331内摩擦角(°)1020.3～31..727.43.970.1525.025静三轴压缩试验结果统计表表3.1-3指标统计值指标地层n范围值粘聚力(kPaa)440.6～47..543.0内摩擦角(°))413.8～15..915.0高应力固结试验结果统计表表3.1-4统计值指标统计值地层先期固结压力(kPa)超固结比OCR压缩指数回弹指数①层黄土6125.810.3350.008②层古土壤5542.580.2910.007③层黄土7222.320.2790.010④层古土壤5551.450.2470.006⑥层粉质粘土6451.120.3600.006⑦-1层粉质粘土7141.080.3440.006标准贯入试验实测值表3.1-5N（击）统计值N（击）地层n范围值⑤层细砂8819～>5034.8⑦层细砂3739～>5048.23.2地基土工程特性评价根据表3.1统计结果，结合各层土的野外特征，对各层土的工程特性评价如下：①层黄土：=0.22MPa-1，=-0.14，属中压缩性，以坚硬状态为主，=0.003~0.116，具有湿陷性。②层古土壤：=0.21MPa-1，=-0.05，属中压缩性，以坚硬状态为主，个别土试样大于0.015，局部有湿陷性。③层黄土：=0.19MPa-1，=-0.07，属中压缩性，坚硬状态。④层古土壤：=0.22MPa-1，=0.36，属中压缩性，以可塑状态为主。⑤层细砂：＝34.8击，密实状态。⑤-1层粉质粘土：=0.20MPa-1，=0.35，属中压缩性，可塑状态。=6\*GB3⑥层粉质粘土：=0.22MPa-1，=0.43，属中压缩性，可塑状态。⑦层细砂：＝48.2击，密实状态。⑦-1层粉质粘土：=0.22MPa-1，=0.40，属中压缩性，可塑状态。3.3黄土湿陷性评价及湿陷量的计算值，计算过程分别列于附表1及附表2。计算结果汇总于表3.3。自重湿陷量从天然地面起算；湿陷量计算时各建筑物场地室内地坪标高和基础埋深列于表3.3。由附表1计算结果，拟建场地自重湿陷量＝147.8～461.2mm，均大于70mm，故拟建场地为自重湿陷性黄土场地。据附表2计算结果，各建筑物地基湿陷等级列于表3.3。各建筑物场地湿陷类型及地基湿陷等级汇总表表3.3建筑物名称设计室内地坪标高高(m)基础埋深(m)湿陷量计算值(mm)地基湿陷等级计算等级建议等级1号楼446.655.4333.90～7715.200Ⅱ级～Ⅳ级Ⅳ级(很严重)2号楼446.655.4439.80～6661.000Ⅱ级～Ⅲ级Ⅲ级(严重)3号楼446.105.4623.90～9953.000Ⅲ级Ⅲ级(严重)4号楼446.755.4303.90～5571.800Ⅱ级Ⅱ级(中等)5号楼444.205.4310.80～5549.900Ⅱ级Ⅱ级(中等)沿街商业S-1446.905.7253.50～4482.900Ⅱ级Ⅱ级(中等)沿街商业S-2445.885.7206.90～2280.600Ⅱ级Ⅱ级(中等)1号楼商业446.655.7228.80～6689.400Ⅱ级～Ⅲ级Ⅲ级(严重)村委会1446.305.7466.50～7710.400Ⅱ级～Ⅲ级Ⅲ级(严重)地下车库446.307.2132.90～8823.400Ⅱ级～Ⅲ级Ⅱ级(中等)3.4地基土承载力特征值根据表3.1统计结果，采用多种方法并结合地区建筑经验，综合确定的各层地基土承载力特征值列于表3.4。地基土承载力特征值表3.4①层②层③层④层⑤层⑤-1层=6\*GB3⑥层⑦层⑦-1层(kPa)1602002202402502402403002503.5场地土对建筑材料的腐蚀性评价据《GB50021-2001》规范附录Ｇ划分，场地环境类别为Ⅲ类。据土易溶盐含量分析结果报告（附录№44），按《GB50021-2001》第12.2.1~12.2.5条判定，场地土对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。3.6地基均匀性评价拟建场地位于黄河高级阶地，虽然整个场地的地层由西北向东南方向倾斜，但对每栋建筑物来讲，地层在建筑物纵向变化不大，可视为均匀地基。4.场地地震效应4.1抗震地段及建筑场地类别按场地岩土工程条件，拟建场地属建筑抗震有利地段。根据勘探点№7、25、32、42、44剪切波速测试成果表（附录№45～50），按《GB50011-2010》规范第4.1.5条公式计算的地表下20m深度范围内土层的等效剪切波速为300.93m/s~314.17m/s，场地覆盖层厚度大于5m，按类。4.2地震动参数据《GB50011-2010》规范附录Ａ，韩城市抗震设防烈度为7度；设计基本地震加速度值为0.15g；设计地震分组为第二组，场地设计特征周期为0.40s。4.3地震液化判定据勘察结果，场地20.0m深度范围内无饱和砂土，故本场地不考虑地震液化问题。5.地基处理方案5.1天然地基根据勘察结果，拟建建筑物地基湿陷等级为Ⅰ级(轻微)～Ⅱ级(中等)，按《GB50025-2004》规范6.1.1条规定，甲类建筑应消除地基的全部湿陷量或采用桩基础穿透全部湿陷性黄土层，或将基础设置在非湿陷性黄土层上；丙类建筑应消除地基的部分湿陷量。故拟建建筑物天然地基方案不成立。按《规范》6.1.5条规定，对于自重湿陷性场地地基湿陷等级为Ⅱ级(轻微)~Ⅲ(严重)的多层建筑和地下车库，地基处理厚度不应小于2.50～3.00m，且下部未处理湿陷性黄土的剩余湿陷量不应大于200mm，商业、村委会和地下车库地基处理方法和地基处理深度列于表5.1中。对于甲类建筑的1～5号楼建议采用桩基础。各丙类建筑地基处理方法和地基处理深度5.1建筑物名称勘探点№按“规范”规定处理厚度(mm)建议地基处理厚度(m)地基处理方法垫层厚度(m)灰土挤密桩桩长(m)沿街商业S-112.503.403.4063.41102.50203.13282.50沿街商业S-2282.502.502.50352.50402.50412.501号楼13.004.604.6034.1363.2184.4394.60村委会1313.534.604.60374.59地下车库93.373.002.504.50112.50162.50183.61194.10213.06223.33242.50263.73302.50312.57333.30各丙类建筑地基处理方法和地基处理深度5.1建筑物名称勘探点№按“规范”规定处理厚度(mm)建议地基处理厚度(m)地基处理方法垫层厚度(m)灰土挤密桩桩长(m)地下车库352.503.002.504.50362.71373.67393.70412.50433.71454.49472.50492.50503.145.2垫层法建议沿街商业S-2和地下车库(地基湿陷等级为Ⅱ级)基底下设置2.50m厚的灰土垫层，当垫层压实系数大于0.95时，垫层承载力特征值可采用250kPa。垫层地基承载力特征值应通过现场静载荷试验最终确定。5.3灰土挤密桩复合地基沿街商业S-1、1号楼商业、村委会1和地下车库桩长可按表5.1数据采用，桩孔直径可取0.4mm，正三角形满堂布设。桩身填料可采用3:8灰土。成桩后应将桩顶标高以上预留松动层清除，并设置500mm厚的2:8灰土垫层。当控制桩身灰土压实系数不小于0.97，桩间土平均挤密系数不宜小于0.93时，其复合地基承载力有望达到250kPa。地基处理后，按《GB50025-2004》规范规定，尚应采取结构措施和检漏防水措施。5.4桩基础根据勘察结果，1～5号楼地基可采用桩基，但应先采用素土挤密桩消除地基湿陷性，然后再采用桩基础，素土挤密桩桩长为8.0～10.0m。5.4.1静压预制预应力高强混凝土管桩(PHC)1）桩径、桩长及桩端持力层选择根据勘察结果，场地内⑤层细砂分布连续，层位稳定，强度较高，是静压预制桩理想的持力层。建议采用桩径0.50m，桩长为23～24m的预应力高强砼管桩。2）单桩竖向极限承载力标准值估算根据土的工程性能，按《JGJ94-2008》表5.3.5确定估算单桩竖向极限承载力标准值的估算参数列于表5.4.1-1，并按“规范”5.3.8公式，对单桩竖向极限承载力标准值进行估算，计算时各建筑物的桩顶高程列于表5.4.1-1之中，采用桩径为0.50m的砼管桩，有效桩长为23～24m，计算结果列于表5.4.1-2。静压预制PHC桩估算参数表5.4.1-1地层指标①②③④⑤桩的极限侧阻力标标准值(kPa)9898989588桩的极限端阻力标标准值(kPa)6000注：表5.4.1-2建筑物名称桩顶标高(m)桩径(mm)500桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)1号楼441.2524.064832.40480074843.7184855.65114825.80124841.042号楼441.2524.0214824.544800224842.76244856.59254844.963号楼440.7024.0264853.134800274861.30324847.63334863.814号楼441.3523.0354661.504650364691.34414671.08424689.145号楼438.80230434669.034650444693.23454698.25484671.23494675.48504681.76注：值为先采用素土挤密桩处理地基消除湿陷性后的计算值。5.4.2钻孔灌注桩场地内⑤层细砂层位稳定，厚度较大，可选为中长桩持力层。1)钻孔灌注桩极限侧阻力及端阻力标准值根据表3.1-1地基土物理力学性质指标统计值，按《JGJ94-2008》规范表5.3.5确定的钻孔灌注桩极限侧阻力标准值及极限端阻力标准值参数列于表5.4.2-1。钻孔灌注桩估算参数表5.4.2-1地层编号指标桩的级限侧阻力标标准值(kPa)桩的极限端阻力标标准值(kPa)①94②94③94④92⑤862700⑤-1761700注：②和③层的为先采用素土挤密桩处理地基消除湿陷性后的数值。2)钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力标准值估算根据《JGJ94-2008》规范5.3.5公式，对单桩竖向极限承载力标准值按两种桩径进行了估算，结果列于表5.4.2-2。(5.2.8)式中符号意义见规范。估算的设定和已知条件如下：各建筑物的桩顶高程列于表5.4.2-2之中，桩径600mm和700mm，桩长26.0～35.0m。表5.4.2-2桩顶标高(m)桩径(mm)600700桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)(kN)建议值(kN)441.2526.065303.3653006335.69630075314.756348.9885325.986362.08115297.486328.83125311.886345.63135345.966385.3930.065951.7859007092.19710075963.177105.4785974.407118.58115945.907085.33125960.307102.13135994.387141.8935.066743.4767008015.82800076773.708051.0986784.948064.20116718.747986.97126770.848047.75136804.928087.51续表5.4.2-2桩顶标高(m)桩径(mm)600700桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)(kN)建议值(kN)441.2526.0215295.9053006326.996300225313.316347.31245326.666362.87255314.756348.9830.0215944.3259007083.487100225961.747103.80245975.087119.37255963.177105.4735.0216754.8567008029.108000226772.278049.42246785.618064.99256773.708051.09续表5.4.2-2桩顶标高(m)桩径(mm)600700桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)(kN)建议值(kN)440.7026.0265322.8153006358.396300275329.906366.66325317.236351.88335332.466369.6530.0265971.2459007114.887100275978.337123.15325965.667108.37335980.897126.1435.0266781.7767008060.508000276788.866068.77326776.198053.99336791.428071.76续表5.4.2-2桩顶标高(m)桩径(mm)600700桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)(kN)建议值(kN)441.3526.0355272.0753006299.196300365300.196332.00415281.956310.71425298.536330.0630.0355920.4959007055.687050365948.627088.49415930.377067.21425946.967086.5635.0356731.0367008001.308000366759.158034.11416740.908012.83426757.498032.18续表5.4.2-2桩顶标高(m)桩径(mm)600700桩长(m)勘探点№(kN)建议值(kN)(kN)建议值(kN)438.8026.0435278.7853006307.026300445302.916335.17455307.816340.88485282.106310.89495285.646315.02505291.076321.3630.0435625.8059006656.907000445951.337091.66455956.237097.38485930.527067.38495934.077071.52505939.497077.8533.0436362.6364007571.517600446437.657659.03456442.557664.75486416.847634.75496420.387638.89506125.167239.49注：值为先采用素土挤密桩处理地基消除湿陷性后的计算值。5.4.3沉桩分析1)根据场地岩土工程条件，当采用静压预制(PHC)桩时，在通过⑤层砂层时，沉桩较困难，应采用大压力设备；当采用钻孔灌注桩时，在通过砂层时易产生塌孔现象，因此，施工过程中应采取相应的防护措施，并应选择适当成孔工艺。2)素土挤密桩施工后，应进行检测工作。3)无论采用何种桩基，施工前均应进行试桩工作，通过现场单桩静载荷试验最终确定单桩承载力特征值，并以此最终确定设计及施工参数。工程桩施工结束后，应按有关规定进行质量检测工作。5.4.4桩基沉降估算参数桩基沉降所需的场地地层的压缩模量列于表5.4.4。各层土的压缩模量表5.4.4地层⑤⑤-1⑥⑦⑦-1压缩模量(MPa)3017.016.03014.5根据我院近年来类似于该工程的沉降观测资料，该工程桩基沉降量为20～40mm，可满足规范要求。6.基坑开挖与支护拟建多层建筑和地下车库当采用垫层法处理地基时，基坑7.5m；高层建筑基坑开挖深度约50m。根据勘察结果，开挖深度内由①层土组成，可放坡开挖，坡比为1:0.35。当现场无放坡条件，需采取支护措施时，支护应进行专门设计，支护设计所需岩土工程参数可按表6采用。支护设计岩土工程参数表6指标地层(kN/m3)C(kPa)(°)①14.62623②17.23737③17.531257.结论及建议1)拟建场地未发现不良地质作用，适宜建筑。2)各层地基土承载力特征值可按表3.4中数值采用。3)拟建场地为自重湿陷性黄土场地，地基湿陷性等级可按表3.3中建议等级设计。4)韩城市工程抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组属第二组；建筑场地类别为Ⅱ类；场地设计特征周期为0.40s；场地可不考虑地震液化问题。5)在勘察深度内未见地下水，可不考虑其工程建设的影响。6)场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。7)地基处理方案，详见正文5。8)基坑开挖建议采用放坡开挖或支护措施，详见正文6。9)韩城市标准冻土深度小于60cm。10)施工前应对场地进行普探，对发现的各类墓、洞、井、穴均应按有关规定妥善处理。11)按有关规范规定，拟建高层建筑应进行沉降观测工作。注：本勘察文件未未经施工图设设计文件审查查通过，不得得作为施工图图的设计依据据(据陕建发[20066]182号文要求)。兴乐园住宅小区岩土工程勘察报告31目录文字部分TOC\o"1-3"1.前言11.1拟建建筑物物概况11.2勘察技术术要求21.3勘察工作作执行的主要要技术标准221.4勘察方法法及完成工作