岩土工程勘察报告

PAGEPAGE5·浙江山川有色勘察设计有限公司·乐清市汽车客货运中心建设工程岩土工程详细勘察报告1.前言1．1拟建工程概况乐清市汽车客货运中心由乐清市货客运中心工程建设指挥部筹建，该项目位于乐清市中心区丹霞路和四环路交汇处的A-K16地块，规划总用地面积约86882m2，其中汽车客货运中心用地面积69397m2，规划地上总建筑面积约32600m2，地下室面积约5830m2，主要功能为旅客候车厅、售票厅、物流（货运）站房、修理车间、辅助业务用房，客运站按一级标准建设。其中综合办公楼则由一幢21层主楼和3层裙房组成,建筑面积17233.3m2，并设一层地下室；主站房2层，建筑面积9575.3m2；附楼2层，建筑面积3114.7m2；修理厂2层，建筑面积2476.7m2。除综合办公楼为框剪结构外，其余均为框架结构。该建设工程拟采用桩基础，设计最大单柱荷载约为6000kN，由浙江省建筑设计研究院设计。1．2．勘察目的和要求1．2．1勘察工作执行的主要技术标准本次勘察工作执行的文件标准和依据主要有：①建设单位提供的《乐清市汽车客货运中心建设工程总平面图（1:500）》及工民建工程勘察委托书②《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）③《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）④《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）⑤《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）⑥浙江省《岩土工程勘察文件编制标准》（DBJ10-5-98）⑦《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）⑧《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)⑨浙江省标准《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003J10252-2003）1．2．2勘察目的和要求由于场地岩土工程条件不清，缺乏基础设计和岩土施工的工程地质依据，建设单位委托我公司承担该场地的详细勘察评价工作。根据上部建筑物的荷载、结构特点并结合建设单位勘察技术要求，须查明和提供：1．查明各地基土层水平、垂直变化的分布规律及其物理力学性质特征；2．提供各地基土的物理力学性质指标及基础设计有关的岩土技术参数；3．查明地下水埋藏条件,评价地下水质对建筑材料砼和钢结构有无腐蚀性；4．查明有无影响场地稳定性的不良工程地质作用；评价场地地震效应；划分场地类型及场地类别5．对场地20m深度范围内饱和粉土、砂土进行液化势判别，划分液化等级并计算液化指数6．对基坑开挖提供所需的岩土技术参数，综合论证和评价基坑开挖与支护、工程降水等设计方案及施工；7．对可供采用的地基基础方案进行论证分析，提出经济合理的桩类型方案和施工方法等建议，并估算单桩承载力；8．评价基础施工时对周围环境及对周围建筑物的影响。1．3勘察方法及完成的工作量本工程重要性等级为一级、场地复杂程度等级和地基土复杂程度等级均为二级，故确定本次岩土工程勘察等级为甲级。本次勘察布孔沿拟建物周边线和角点布置（综合办公楼按地下室控制），共布置勘察孔56只，均为钻孔，各勘探孔位置详见《勘探点平面位置图》。钻探工作采用五台XY-1型机械回旋液压钻机垂直钻进，采用Ф130mm钻具开孔，采用优质泥浆护壁钻进，并以Ф110mm、Ф90mm或Ф75mm（Ф75mm钻具主要在统计岩石基本质量指标RQD值时采用）钻具全孔取芯钻进至终孔，软粘土采用薄壁取土器以连续静压方法采取，可塑、硬塑粘性土采用上提活阀式取土器采取，扰动土样直接从岩芯管内采集。标准贯入试验采用63.5kg自动落锤按有关规范进行。土工测试任务由我公司土工室按《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）进行，测试出土的物理力学性质，结合孔内原位测试对地基土工程地质特性进行综合评价。波速测试由浙江省工程地震研究所完成，并按其要求Z32孔施工至进入中风化岩层3米。本次勘察野外工作于2010年9月12日至2010年10月8日进行,历时26天，单孔最大控制深度101.10m。完成的勘察总工作量见下表，各勘察孔具体工作量详见《勘察孔数据一览表》：完成的勘察工作量统计表项目单位工作量钻探孔数个56累计总工作量米4318.90采集试验样品原状土样件230扰动土样件50水样件2岩样件8原位测试波速测试米/孔176/2标准贯入试验试验段71动力触探试验米39测量勘察孔测量点56勘察孔高程测量点56孔内稳定水位测量点56室内试验土工常规分析组230颗粒分析件50水化学分析件2岩石抗压件8渗透系数组19三轴剪切组6无侧限抗压强度件142．场地工程地质条件2．1地形地貌及环境条件本建筑场地现为空地，地势较平坦，场地北侧为农田，南侧四环路，西侧为河道，东侧为丹霞路。场区地貌单元为温黄海积平原。本工程采用乐清市独立坐标系，85国家高程系，勘察孔放样和测量引用甲方提供的红线点，编号为A（X=3100607.558,Y=493307.115）、B（X=3100587.956,Y=493330.041）（具体位置详见《勘探点平面位置图》及《勘察孔数据一览表》），根据设计单位提供的《乐清市汽车客货运中心建设工程总平面图（1:500）》（电子文档），采用电脑微机计算出各勘察孔点坐标，再以得瑞RTS–820L型全站仪进行点位施放，各项操作均符合规范要求。本次勘察点高程采用85国家黄海高程，引测于场地四角LV1、LV4、LV3、LV4点，其高程分别为4.910m、4.647m、4.549m、4.950m（详见《勘探点平面位置图》）。2．2地基土的构成与分布特征(7)-1粘土50.9016.30235～243238(7)-3粘土52.201.30268268(7)-4粘土56.604.40242～290253(8)-1含粘性土砾砂60.203.60363～354360(8)-2粘土61.201.00292292(8)-3含粘性土砾砂62.801.60354～359357(9)粘土66.804.00250～286260(10)含粘性土砾砂75.108.30425～468449(11)-2中风化角砾凝灰岩80.605.50537～754642Z32孔单孔波速测试综合成果表表2.5.1土层代号土层名称层底深度(m)层厚(m)剪切波波速变化范围(m/s)剪切波波速平均值(m/s)(1)素填土0.700.70102102(2)粘土1.500.809595(3)淤泥24.1022.6086～152113(4)粘土26.802.70213～232224(5)粘土33.706.90224～232226(6)粘土37.003.30244～245245(7)-1粘土45.208.20231～236234(7)-3粘土49.304.10259～265263(7)-4粘土60.5011.20242～306249(8)-1含粘性土砾砂62.101.60367367(8)-2粘土65.103.00286～291289(8)-3含粘性土砾砂66.601.50339～380360(9)粘土70.403.80252～255253(10)含粘性土砾砂94.0023.60270～487424(11)-1强风化角砾凝灰岩96.002.00428～435432(11)-2中风化角砾凝灰岩101.105.10464～8336062．5．2建筑场地类别确定根据浙江省工程地震研究所对本场地Z26、Z32号两个钻孔进行的单孔波速测试结果，本场地地表下20.0m以内地基土层的等效剪切波速分别为107.3m/s、105.4m/s，Vse值均小于140m/s，属软弱场地土；由上述2个钻探孔的波速测试资料，结合场地各钻探孔资料及区域地质资料，本场地西部覆盖层厚度15＜dov＜80m，场地类别为Ⅲ类，场地设计特征周期0.45S。东部覆盖层厚度dov＞80m，场地类别为Ⅳ类，场地设计特征周期0.65S。根据国标《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.1.6条表4.1.6的规定，本建筑场地类别为Ⅳ类，场地设计特征周期为0.65S。2．5．3场地地脉动卓越周期估算单孔波速测试所得的横波速度是场地土在动荷载条件下对地震波传播特性的真实响应，可利用以下经验公式来计算其卓越周期：Tc：地脉动卓越周期（s）Hi：第i层土厚度（m）Vsi：第i层土平均横波速度（m/s）上述波速测试成果经计算表明，Z26、Z32号孔场地地脉动卓越周期分别为1.26s、1.32s。2．5．4根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）及省厅有关文件规定，乐清市属抗震设防烈度为6度区，设计基本地震加速度值为0.05g，属抗震不利地段。本工程属交通运输建筑类的一级汽车客运站，抗震设防类别应属重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施2．5．5饱和土液化势判别场地浅部20m深度范围内主要由软弱土组成，无液化土层分布。2．5．6本场地现为空地，地势平坦，未发现暗浜、暗塘、古井等，无不良地质作用。3．岩土工程条件分析与评价3．1场地整体稳定性评价本场地未发现有影响场地稳定性的不良地质作用，场地的整体稳定性较好。3．2浅基础条件评价本场地表部（1）号素填土层呈松散状，土层力学强度不高，本场地表部（2）号粘土层为俗称的“硬壳层”，呈硬可塑状，属中压缩性，土层力学强度高，但厚度仅0.60～1.20m且下卧厚达近16～27米的（3）号高压缩性、高灵敏度、高含水量的淤泥软弱土层，极易压缩变形，因此本场地不具备拟建客货运建设中心的浅基础天然地基条件。3．3桩基础条件评价经勘察查明，本场地在埋深101.10m范围内，地基土多以软弱土层为主，深部地层构成和分布较为复杂。（3）号为流塑状的淤泥软弱土层，工程性能极差；（4）粘土层呈硬可塑状，中压缩性，土层物理力学性质和力学强度较好，但其埋深较浅，分布不均且局部缺失；（5）粘土呈软塑状，高压缩性，土层物理力学性质和力学强度极差；（6）号粘土呈硬可塑状，土层物理力学性质好，力学强度一般；（7）-1号粘土层呈软可塑状，高压缩性，土层物理力学性质差，力学强度差；（7）-2号含粘性土砾砂层呈中密状，土层物理力学性质好，力学强度较好，局部缺失；（7）-3号粘土层呈硬可塑状，中压缩性，土层物理力学性质一般，力学强度一般；（7）-4号粘土层呈软可塑状，中压缩性，土层物理力学性质一般，力学强度一般；（8）-1号含粘性土砾砂层呈中密状，土层物理力学性质好，力学强度较好，厚度不稳定；（8）-2号粘土呈硬塑状，土层物理力学性质好，力学强度高；（8）-3号含粘性土砾砂层呈中密状，土层物理力学性质好，力学强度较好；（9）号粘土层呈软可塑状，中压缩性，土层物理力学性质一般，力学强度一般；（10）号含粘性土砾砂层呈中密状，土层物理力学性质好，力学强度较好；（11）-1强风化角砾凝灰岩较坚硬，土层物理力学性质好，力学强度高；（11）-2号中风化角砾凝灰岩，岩石物理力学性质好，力学强度高，场地西侧埋深在63.70～81.90m是本场地拟建综合办公楼主楼理想的桩基础持力层；3．4桩基础方案选择综上所述，根据地基土的物理力学性质，结合场地地基土分布特征。拟建综合办公楼主楼，可采用钻孔灌注桩基础，以(11)-2号中风化角砾凝灰岩作为桩基础持力层，桩端全截面进入持力层不小于1d；拟建主站房、附楼及修理车间，可采用钻孔灌注桩或预应力管桩基础，以(8)-1～(8)-3号合并土层作为桩基础持力层，桩端特征值按(8)-2号粘土层取用，桩端全截面进入持力层不小于1d。3．5单桩承载力特征值的估算根据各地基土层的现场鉴别及原位测试结果，对照（DB33/1001-2003J10252-2003）、（JGJ94-2008）规范并结合地区经验，提出了各土层的桩周土摩擦力特征值qsa和桩端土承载力特征值qpa（见表1），按《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）推荐公式:Ra=μPΣqsiali+qpaAP(8.5.5-1)式中：Ra：单桩竖向承载力特征值（KN）；μP：桩身周边长度（m）;qsia：桩周第ⅰ层土的摩擦力特征值（kpa）;li:桩周第ⅰ层土的厚度（m）;qpa：桩端土的承载力特征值（kpa）;AP：桩底端横截面面积（m2）注：单桩承载力估算值中桩长起算于（2）号层顶板。对单桩竖向承载力特征值进行估算，所需参数按表1所列推荐值选用，估算结果见下表。单桩竖向承载力特征值估算表桩型估算部位桩端所入土层规格(mm)桩长(m)桩尖全截面进入持力层深度(m)预估单桩竖向承载力特征值Ra(kN)备注钻孔灌注桩Z19(10)φ80067.300.803080Z19(11)-2φ90078.000.906000Z43(7)-1φ60045.0010.201080Z43(7)-3φ60050.003.601320Z43(7)-4φ70055.001.901720Z43(8)-1φ70059.000.702245Z5(7)-1φ60045.009.00930Z5(7)-1φ60050.0014.001080Z5(7)-3φ70055.000.501520Z5(8)-1φ70060.900.902085预应力管桩Z43(7)-3φ60050.003.601690Z43(7)-4φ60055.001.902190应考虑长径比对桩基质量的影响Z43(8)-1φ60058.900.602400Z5(7)-3φ60055.000.601638Z5(8)-1φ60060.900.6022403．6沉桩可能性分析及设计、施工中应注意的问题本场地属温黄海积平原地貌，（7）-1号粘土层以上多为淤泥软弱土层，预应力管桩上部沉桩较易。但由于（7）-2、（8）-1、（8）-3号含粘性土砾砂厚度不均且局部厚度较大，若以（7）-2号层以下土层为桩基础持力层，局部桩身穿越上覆砂类土层时会有一定困难。钻孔灌注桩由于其泥浆护壁钻进、混凝土水下浇筑等地下隐蔽工艺特点，泥皮、沉渣厚度及桩身强度对单桩承载力影响很大，施工中应严格执行《建筑桩基技术规范》，保证孔底沉渣厚度不超过规范要求及桩身混凝土体的强度和连续完整性，其单桩承载力应由现场试桩确定，以作为桩基设计的最终依据。预应力管桩属挤土型桩，施工时会产生较大的超静孔隙水压力，波及较大范围，会对较近建筑物产生不良影响，施工时应采取有效防护措施，合理安排沉桩顺序，以避免或减小由于机械震动和挤土效应对周围道路和建筑物产生的不良影响。采用钻孔灌注桩可减小施工时对周围建筑物的不良影响，但本场地自然排浆条件差，应注意环境保护。3．7基坑开挖与支护拟建场地设一层地下室，建筑面积5830m2，属二级基坑。地下室抗浮设防水位可取4.0m或室外地坪标高。坑壁主要由(2)号粘土层和(3)-1号淤泥层组成，坑底为(3)号淤泥层，土层力学性质差，具有高灵敏度、高含水量的特点，基坑开挖时易产生坑壁失稳，为保障施工顺利进行，应进行基坑支护，基坑开挖需进行支护设计。根据场地四周的环境和工程地质条件，支护设计可采用排桩结合内支撑支护体系支护。基坑支护设计参数见表3.5：基坑开挖土体以处于地下水位以下的(3)号淤泥层为主，该土层具含水量高、孔隙比大、抗剪强度小、灵敏度高，易触变蠕动，边坡稳定性很差，基坑开挖过程中易产生侧向位移而导致基坑失稳，尤其是在邻近道路应调查清楚地下的上、下水管分布及施工时可能出现变形过大引起破裂将加剧土体破坏，故应采取相应的基坑支护和严密的监测措施，具体方案根据场地地质条件和技术经济指标确定。基坑开挖应采取分层均衡开挖，防止对支护结构、工程桩、基底土的扰动和破坏。基坑内地下水应进行支挡防渗处理。由于该基坑较大，施工周期长，基坑开挖过程中坡顶严禁超载，基坑开挖应尽量避开台风期和雨季，在边坡顶部设置截水沟，并加强监控。抗剪强度指标与渗透系数表表3..5层序号土层名称抗剪强度指标渗透系数无侧限抗压强度固结快剪三轴剪切(UU)粘聚力(C)内摩擦角(φ)粘聚力(C)内摩擦角(φ)水平（kh）垂直（kv）qukpa度kpa度×10-8cm/skpa(2)粘土28.613.528.33.98.97.356.6(3)淤泥9.15.95.70.611.217.810.0以上围护方案仅供参考，大型基坑的具体支护方案应结合地下室深度、坑底标高和周围环境进行专项设计，并与其它支护方法进行论证和技术经济对比。3．8施工监测与沉降观测3．8．1施工监测基坑开挖监测主要包括：挡土结构倾斜、位移监测；邻近建筑物沉降、倾斜、裂缝监测；周围路面、地下管线的变形监测，尤其要防止上下水管破裂对基坑稳定性的危害。通过科学的监测结果指导施工，合理调整施工顺序及施工方案，保证挡土结构体系安全，并对施工造成的对邻近建筑物及周围环境的不利影响及时采取预防措施，实现信息化施工。3．8．2建筑物垂直度及沉降观测为确保本工程在上部结构施工及便用期间的安全，建筑物在施工和使用期间应进行变形观测，应设置长期沉降观测系统，制定长期观测计划，并对建筑主体结构进行垂直度监测。至少应有3个稳固可靠的引测基准点，基准点与建筑物的距离应大于建筑物基础最大宽度的2倍，沉降观测点的布置、观测精度要求、观测周期、沉降稳定标准等应符合《建筑变形测量规范》（JGJ8-2007）的有关规定。4．结论与建议4．1结论1．乐清地区地震