地下人行过街通道岩土工程勘察报告

PAGEXXXXXXXXXXXXX工程勘察院-PAGE19-报告编号：200XXXXX1概况1.1工程概况XXXXXXXXXXXXXXXXX地下通道是XXXXXX段（XXXXXX～XXXXX）快速化改造的重要组成部分。项目位于XXXXXXX上，通道南侧出入口位于未来生活展示馆门口XXXXX上，北侧出入口位于XXXXXXXXX休闲广场上，具体位置及周边环境见下图。主通道长37.2米，副通道及坡道共长77米。设置两个出入口，可利用工作井作为设备用房。主通道预制矩形管节结构宽度6.5米，结构高度4.3米。始发井位于道路北侧，平面尺寸为9.8×10.4米，壁厚0.6米，接受井平面尺寸9.8×6.2米，壁厚0.6米。副通道及坡道结构宽6.7米，顶板及侧墙厚度均为0.6米、底板厚度为0.7米。图1项目位置及周边环境简图该项目由XXXXXXXXXXXX建设，中铁大桥勘测设计院有限公司设计，我院承担该场地详细勘察阶段的岩土工程勘察工作。建筑物名称建筑物尺寸(m)层数高度(m)结构类型对差异沉降敏感程度基础形式基础尺寸埋置深度基础荷重备注1#、2#灌装间136×631砼框排架较敏感独基4×4-2.02700KN3#灌装间112×631砼框排架较敏感独基4×4-2.02700KN原辅材料库96×48314.4砼框架较敏感独立承台-2.03300KN1#成品库144×481门式钢架较敏感独基2×2-2.0200KN2#成品库72×64419.2砼框架较敏感独立承台-2.06200KN立体库3#、4#成品库96×48314.4砼框架较敏感独立承台-2.02700KN辅助用房28.4砼框架较敏感独基2×2-2.0300KN罐区敏感片筏300KN/MM*M1.2勘察目的与任务根据项目和场地特点，依据有关勘察技术规程规范，本次详细勘察的主要任务是：(1)查明场地的地层结构与成因类型、分布规律及其水平和垂直方向的变化；尤其应查明软土、砂土的分布和特征。(2)查明场地不良地质作用的类型、分布范围和危害程度，提出有关方案的建议，并提供所需的岩土参数。(3)查明场地地下水类型和埋藏条件，含水层的渗透性，地下水的补给来源，稳定水位和季节性变化幅度。(4)查明过街通道两侧建筑物、地下管线、道路现状等环境条件。(5)提供岩土层物理力学性质指标，对场地水与土的腐蚀性进行评价。(6)提供基坑开挖与支护设计所需的岩土技术参数及基坑施工降排水技术参数；提供抗浮设防水位；对基坑开挖及施工降排水给周围环境的影响进行分析，对施工中应注意的问题提出建议。1.3执行规范标准勘察合同、XXXXXXXXXX设计院提出的技术要求。《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《市政工程勘察规范》(CJJ56-94)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001，2008年版）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)《建筑工程勘察文件编制深度规定》（2003年，试行）1.4勘察工作量布置本次勘察阶段为详细阶段，勘探点平面位置、钻孔数量及孔深由设计院布置。勘探点平面位置沿过街通道轮廓线交叉布置，共布设了4个取土、标贯孔，设计孔深均为35m，孔距一般在20～30m。1.5实施完成勘察工作量根据勘察的任务和要求，本次勘察外业工作从2009年12月24日至2009年12月27日，岩土试验从2009年12月27日至2009年12月30日，资料整理分析工作从2009年12月29日至12月30日，完成钻孔4个，具体工作量完成情况详见表1.5-1。勘察工作量一览表表1.5-1野外项目单位数量室内项目单位数量机钻孔孔数个4岩土测试物性试验组56进尺m143.4压缩试验组54取样原状土样件56直接快剪组36扰动土样件16固结快剪组21标准贯入试验次73渗透试验组6勘探孔测量点4颗粒分析组47固结系数组3无侧限抗压组72工作方法2.1测量定位本次勘察各勘探点的位置是根据设计单位提供的钻孔坐标，采用TOPCON全站仪施放，测量平面坐标系统属于92南京地方坐标系统，高程属吴淞高程系。勘探点成果及测量控制点坐标、高程详见表2.1-1。勘探点成果一览表表2.1-1孔号孔深(m)高程(m)初见水位深度(m)初见水位标高(m)稳定水位深度(m)稳定水位标高(m)坐标X(m)Y(m)TD0135.857.120.706.420.806.32149406..610125667..721TD0235.856.800.606.200.806.00149387..457125662..460TD0335.857.350.806.551.006.35149360..020125672..961TD0435.857.500.906.601.106.40149337..056125660..805测量控制点：I9-0610控控制点：X=1488577..577，Y=1266332..401，H=16..175，草草场门大桥桥上；I9-57833控制点：X=1499946..185，Y=1255332..060，H=15..523，河河西一级导导线点。说明：由于受场地施工条件的影响，部分勘探孔作了位置调整。2.2钻探及取样钻探采用XY-1A型钻机及其配套设备，钻探过程中按1.0～1.5m间距取芯，地质员跟班作业，负责机组质量管理，准确测量机杆上余，严格控制钻探进尺，及时进行岩芯编录并指导机组施工，确保了地层分层准确。一般粘性土采用φ108mm普通取土器，用重锤少击法采取。取样前均进行了清孔，使孔内残余虚土厚度在规定范围内，取样的质量和数量满足了规范要求；样品采集后随即蜡封保存，以防水份散失，并采取了防震、防冻措施，及时送土工试验室测试，并在送样途中防止样品扰动，保障了样品的真实性。钻孔终孔和原位测试完成后，由专人负责组织钻机进行封孔工作，采用钻探取样剩余废土，从孔底一直封至原地面。2.3标准贯入试验试验方法按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009）执行。采用锤重63.5kg，落距76cm，自动脱钩自由下落。试验时预击入15cm并记录击数，再记录后30cm每10cm的锤击数，累计打入30cm锤击数为标贯试验锤击数。当标贯击数大于50击时，则记录50击时贯入深度并换算为30cm的锤击数。为了便于资料的对比和使用，本报告对标贯实测击数进行了杆长校正，详见《标准贯入试验分层统计表》。杆长校正系数α的确定方法为：杆长小于等于21m时，采用表2.3-1中的校正系数；触探杆长度校正系数表2.3-1杆长（m）≤36912151821校正系数α1.000.920.860.810.770.730.70需要说明的是：本报告除《物理力学性质指标统计表》、《分层标准贯入试验成果统计表》为校正击数，其它未加说明的均为实测击数。2.4室内试验土工试验由我院土工试验室完成，按照《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）标准执行。土工试验：天然含水率、天然密度、比重、液限、塑限、固结试验。其中固结试验最后一级压力为400kPa。选取了部分土样进行了室内渗透试验，软土进行无侧限抗压强度和灵敏度试验。2.5物理力学指标的统计与分析方法根据《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001），对场地内各土层物理力学性质指标及原位测试数据进行分层统计、分析，提供各项统计指标的标准值、平均值、最大值、最小值、变异系数、样本数，统计过程中，对个别异常数据进行剔除处理。其中各项物理性质指标的平均值按算术平均法计算。各项物理力学性质及抗剪强度指标标准值用算术平均值乘以统计修正系数计算，统计修正系数按下式计算：式中～-样本数，～-样本方差，正负号按不利组合考虑。根据各土层物理力学性质指标及变异系数分析，各地基土层物理性质指标变异性为低～很低，力学性质指标变异性为中等，故场地内地基土划分正确，各指标能客观地反映地基土的实际情况。3场地工程地质条件及评价地形、地貌拟建场地位于XXXXXXXX大街上，XXXXX南侧，秦淮河西约300m。地貌类型属于秦淮河漫滩冲积平原。因人为改造，原始地貌形态已不复存在，现为交通道口。依孔口标高计，标高变化在6.80m～7.50m之间，相对高差为0.70m。3.2勘察段岩土体工程地质层的划分和描述勘察深度范围内，根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2009），按岩土体成因类型、时代、埋藏分布特征及物理力学性质指标的异同性，把岩土体划分为2个工程地质层，5个亚层，具体分述见表3.2-1。工程地质层分布与特征描述一览表表3.2-1层号成因时代地层名称颜色状态特征描述层底埋深平均值地层厚度平均值1-1杂填土褐灰色黄灰色松软主要由可塑状粉粉质粘土构构成，混少量碎砖瓦砾，在在定淮门大大街路段，上上部0.600m为道路面面层，下面面为路基填填筑土。1.90-3..902.631.90-3..902.632-1粘土灰黄色可塑局部硬塑切面光滑，韧性性及干强度度中等，含有少量量铁锰质氧氧化斑纹,夹有薄层层粉土、粉粉砂，呈水水平状层理理。2.60-3..503.030.70-1..100.832-2淤泥质粉质粘土灰褐色流塑～软塑切面较光滑，韧韧性及干强强度中等，夹有薄层层粉土、粉粉砂，局部部呈互层状状，呈水平平状层理，偶偶见少量腐腐植物。12.00-112.50012.258.10-9..909.002-3粉土夹粉质粘土灰褐色稍密很湿，切面无光光泽，韧性性及干强度度低，夹有有薄层粉质质粘土，局局部呈互层层状，呈水水平状层理理。31.80-333.00032.7320.00-221.0020.482-4粉土夹粉质粘土灰褐色稍密很湿，粘粒含量量较高，切切面无光泽泽，韧性及及干强度低低，夹粉质质粘土、粉粉细砂，局局部呈互层层状，呈水水平状层理理。未揭穿，揭露最大厚度为3..35m。3.3地基土物理力学性质指标（1）土的物理性质指标表3.3-1层号名称含水率土重度孔隙比液限塑限塑性指数液性指数WγeWLWPIPIL%kN/m3—%%——2-1粘土28.418.90.82343.519.219.20.242-2淤泥质粉质粘土土37.917.91.06036.213.113.11.122-3粉土夹粉质粘土土31.718.00.94731.28.58.51.042-4粉土夹粉质粘土土31.717.80.97532.59.79.70.92（2）土的压缩性指标(平均值)表3.3-2层号名称压缩系数压缩模量а0.1-0.22Es0.1-0.22MPa-1MPa2-1粘土0.394.732-2淤泥质粉质粘土土0.583.682-3粉土夹粉质粘土土0.385.312-4粉土夹粉质粘土土0.494.14（3）土的抗剪强度指标(平均值、标准值)表3.3-3层号名称直接快剪固结快剪平均值标准值平均值标准值CφCφCqφqCqφqkPa度kPa度kPa度kPa度2-1粘土2521.72-2淤泥质粉质粘土土87.31217.5916.22-3粉土夹粉质粘土土1212.810.911.52-4粉土夹粉质粘土土1410.8（4）标贯试验指标（平均值、标准值)表3.3.-4层号名称实测值N(击击)修正值N’(击击)平均值标准值平均值标准值2-2淤泥质粉质粘土土1.71.61.51.42-3粉土夹粉质粘土土8.07.65.55.32-4粉土夹粉质粘土土8.17.64.84.53.4场地水文地质条件场区未见地表水，地下水类型主要为孔隙潜水和微承压水。孔隙潜水主要赋存于表层填土中，主要接受大气降水、地表水和秦淮河水位补给；勘察期间钻孔内初见水位埋深为0.90～1.20m，平均值1.05m；稳定水位埋深为0.80～1.10m，平均值0.93m。水位变化受大气降水的影响有升降变化，年变化幅度约1.50m，年最高地下水位可按埋深0.50m考虑。孔隙微承压水主要赋存于2-3层、2-4层粉土夹粉质粘土中，主要接受侧向径流补给。地基土层的渗透性指标(推荐值)表表5.3.1-1层号土层名称室内渗透系数试试验值渗透系数建议值值渗透性评价垂直KV(cm/s)水平Kh(cm/ss)Kh(cm/ss)1-2杂填土(10-3～100-5)弱透水2-1粉质粘土[2.99×110-6][3.25×110-6]5.0×10--5弱透水2-2淤泥质粉质粘土土6.02×100-74.23×100-75.0×10--6微透水2-3粉土夹粉质粘土土5.0×10--4弱透水注：1、带()为经验值，[]根据固结系数计算值，渗透性评价参考《工程地质手册》(第四版)；3.5地下水的和地基土的腐蚀性评价拟建场地位于秦淮河漫滩地貌单元，,环境类别为Ⅱ类,根据《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ32/J12-2005）第4.5.2条，结合我院《XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX勘察报告》，场区地下水和地基土土对混凝土结构有微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。3.6场地和地基的地震效应1、依据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)，南京地区的抗震设防烈度为七度，场区地震动峰值加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。2、按不利条件考虑，选择TD01、TD03和TD04号孔进行场地等效剪切波速估算，估算结果见表3.7-1：等效剪切波速估算表表3.7-1孔号层号名称土层厚度(m)土层剪切波速覆盖层厚度度土层等效剪切波速场地类别Vsi(m/ss)mVse(m/ss)TD011-1杂填土1.9010020.00104.41Ⅲ2-1粘土0.701202-2淤泥质粉质粘土土9.90952-3粉土夹粉质粘土土7.50120TD031-1杂填土2.4010020.00105.04Ⅲ2-1粘土1.101202-2淤泥质粉质粘土土9.00952-3粉土夹粉质粘土土7.50120TD041-1杂填土2.3010020.00105.13Ⅲ2-1粘土0.701202-2淤泥质粉质粘土土9.00952-4粉土夹粉质粘土土8.001203、根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表4.1.3、表4.1.1、表4.1.6及附录A.0.8，根据邻近场地的地质资料，场地覆盖层厚度在小于80.0m，建筑场地类别为Ⅲ类，其特征周期值取0.45s。4、由于该场区软土厚度较大，按不利因素考虑，本场地为对建筑抗震不利地段。5、根据本次钻探揭示，场地内2-3层为粘质粉土，粘粒含量经颗粒分析均大于10%，在设防烈度为7度时可不考虑其液化问题。4岩土工程分析与评价4.1场地稳定性与适宜性评价拟建场地属于秦淮河低漫滩冲积平原，场地地形平坦，地势相对较低，地下水埋深较浅。根据区域地质资料及附近工程的地质资料，场地及其附近无全新活动断裂，无地裂缝等不良地质作用，地震地质上活动水平较低，无发震断裂通过场地，故判定该场地属基本稳定场地。本次勘察查明场地地基土为软弱土，分布较稳定，属抗震不利地段，根据地区实际情况，一般地震无软土震陷现象；场地内2-3层粉土夹粉质粘土经判别为不液化场地，场地属Ⅲ类场地，软弱土地基。故设计须采取相应处理措施后，本场地才适宜本工程的建设。4.2地基土分析与均匀性评价钻探揭示在本场地范围内，1-1层杂填土，松软，近5年堆积，时间较短，且不均匀，工程地质特性较差，位于定淮门大街路段为路基填筑土，工程地质特性一般。2-1层粘土，可塑状态，中等偏高压缩性，中低强度，该层地基土承载力特征值fak为120kPa，工程地质特性一般；2-2层淤泥质粉质粘土，流塑，局部软塑，高压缩性，中高灵敏度，夹有薄层粉土、粉砂微层理，承载力特征值fak为80kPa，工程地质特性较差，土石等级Ⅰ级，利于盾构掘进；2-3层粉土夹粉质粘土，很湿，稍密，中等压缩性，夹有薄层粉土、粉砂层理，承载力特征值fak为120kPa，工程地质特性一般，土石等级Ⅰ级，利于盾构掘进；2-4层粉土夹粉质粘土，很湿，稍密，中等压缩性，粘粒含量较高，夹有粉土、粉细砂，局部呈互层状，承载力特征值fak为130kPa，工程地质特性一般；拟建场地属于同一个地貌单元，根据钻探结果表明，浅部填土分布不均匀，地基土平面上分布较稳定，但地基土垂向上差异较大，故拟建场地属于欠均匀地基。不良地质作用及特殊性岩土场地内无不良地质作用，存在的特殊性岩土主要为老路基础及填土、2-2层淤泥质粉质粘土。老路基础：拟建场地地处城市交通主干道，定淮门大街段，上部主要为路基填筑土，厚度约2.0m，采用盾构法施工，路基填筑土对本工程影响不大。软土：主要为2-2层淤泥质粉质粘土，流塑，局部软塑，属于高含水率、高压缩性、中高灵敏度、低强度软土。其主要物理力学性质指标平均值：含水率w=37.9%，天然孔隙比e=1.06，塑性指数IP=13.1，液性指数IL=1.12，压缩系数a0.1-0.2=0.58MPa-1、压缩模量ES0.1-0.2=3.68MPa，固结快剪c=12，φ=17.5°，原状土无侧限抗压强度qu=42.85kPa，灵敏度St=3.04。地下障碍物：场地周围建筑物密布，根据现场调查，场地内各种地下管线纵横交错，对本工程建设影响较大，设计时需充分考虑这一不利因数，并建议对此进行专门调查，以查明其具体位置和范围。地基及基础方案分析与评价本次地下通道施工方法，设计拟采用盾构法。盾构法掘进深度范围大致为：5.0m～8.0m，施工挖掘所涉及土层主要为2-2层淤泥质粉质粘土，该层土属于工程地质特性较差的软土，故工程设计需重点解决下几个问题：软土变形问题：拟建地下通道施工范围内涉及的2-2层属中～高灵敏度软粘性土，具低渗透性、高触变性和流变性等特点。由于2-2层土强度较低，当土体原有应力状态发生变化时，侧壁土体势必发生位移，而且变形历时较长。另一方面盾构工作井施工时降低地下水位，则会不同程度的引起工作井外侧土体的变形，造成侧向位移。由于拟建地下通道位于市区繁华交通道口，场区周围分布有各类重要的地下管线和毗邻相连的地面建筑物。为确保地面建筑、地下管线设施、道路运营的安全，盾构工作井和通道掘进施工必须严格控制围护体、衬砌支护体系土体发生过大的水平及垂直向位移，设计应从严控制软土土体的变形问题。土体回弹隆起问题：地下通道和工作井底板地基土层主要为2-2层淤泥质粉质粘土。当通道掘进和工作井开挖，土体卸荷，地基土由于应力释放开始回弹变形，开挖揭露面周围土体易产生涌土、流土现象。由于土体回弹，会对工作井和地下通道衬砌支护结构、周围邻近已有建筑物、地下管线等产生不利影响。为确保周围环境安全，施工时土体回弹量需控制在一定范围内，设计除适当要求加快基础结构施工时间，合理计算土体卸荷分配外，还可考虑对周围土体进行加固处理，如采用高压注浆、旋喷注浆等方法，以增加工作井周围一定范围内的土体刚度。地下水问题：本勘探场地的地下水类型主要为孔隙潜水和微承压水。由于孔隙潜水因施工降水形成水头差，而2-3层微承压水体则因工作井开挖减压而产生动水压力，易造成周围或井底土体的失稳，故对工程挖掘施工影响较大。设计时应计算工作井及通道挖掘面不透水层厚度能否满足抗承压水头安全要求。工程设计与施工时须采取相应的工程措施，进行防范和保护，如采取一定范围的降排水、结构防渗、止水、隔水等处理措施。综上所述盾构工作井可结合工程特点采用地下连续墙、深层搅拌桩等围护方案，地下通道进出口位置可采用深层搅拌法进行加固处理后以复合地基作为基础持力层。拟建场地地下水埋藏较浅，结构物荷载较小，地下水浮力对地下通道影响较大，故地下通道对地基土的承载力要求相对较低，可采用天然地基。设计时需考虑当地下通道自重不能满足抗浮安全要求时，需采取一定措施解决结构抗浮问题，据相关工程实践经验，一般采用在底板下设置抗拔桩，或通过增加上覆结构荷重，提高周围土体的强度等抗浮措施加以解决。为减小和抵消盾构推进过程中因2-2层淤泥质粉质粘土扰动而产生地层位移，如采用同步注浆加固，应适当增加注浆压力和注浆量，对位移损失加以补偿。地下通道掘进时，为防止2-2层淤泥质粉质粘土揭露面发生流土、塌方现象，盾构宜采用泥水加压平衡、土压平衡式盾构。工作井开挖及地下通道掘进施工所需的常规指标参数详见《土层物理力学性质统计表》。各土层的地基土承载力特征值和掘进围护设计所需参数见表4.4-1和4.4-2。承载力特征值及桩基设计参数一览表表4.4-1层号土层名称承载力特征值混凝土灌注桩桩侧土摩阻力标标准值抗拔系数深搅桩桩周土侧阻力特征值fak(kPa))qik(KPa))λiqpk(kPa))2-1粘土100300.72122-2淤泥质粉质粘土土70200.6992-3粉土夹粉质粘土土110320.68152-4粉土夹粉质粘土土130350.69/注：桩端土极限端阻力特征值、桩周土极限侧阻力特征值取标准值的一半；围护设计参数一览表4.4-2层号重度剪切指标无侧限抗压强度静止侧压力系数基床系数渗透系数建议值γkN/m3CkPaΦ度Qu(kPa)StK0KMPa/mKcm/s2-118.92521.70.53105.0×10-552-217.9(9)(16.2)42.853.040.7285.0×10--62-318.019.911.5/115.0×10--4注：()值为固结快剪实验值；工程施工对周围环境的影响及应注意的问题拟建地下过街通道，位于市中心主干道，地面建筑毗邻相连，地下管线错综复杂，道路交通繁忙，人口密集。为确