土力学与基础工程Word文档格式.docx
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由于受大气降水的制约,枯水期地下水位降幅约0.50m左右,本勘察期属丰水期。
由于受大气降水的制约,丰水期地下水位涨幅约0.50m左右,本勘察期属枯水期。
同时本次勘察并结合周边场地建筑经验,拟建场地第三系泥岩内赋存有裂隙水,呈脉状分布,分布无规律性,具有微承压性。
2.2抽水试验
本次勘察的抽水试验抽水孔为1号孔,沿近东西向地下水等水位线布置2个观测孔,抽水井直径168mm,含水层厚度4.20m,选用型号为QJ150-26/20-3潜水井泵,潜水泵额定流量为20m3/s,扬程为26m,实现三次降深抽水,现将抽水试验成果统计于表1中:
抽水试验成果表表1
孔号
与抽水
孔的间距
静水位
(m)
降深
抽水孔含水层厚度(m)
涌水量
(m3/h)
渗透
系数
(m/d)
观测孔1
3.8
4.10
0.19
4.20
-
70.23
0.31
0.71
观测孔2
28.0
4.71
0.07
0.11
0.29
抽水孔
0.49
6.6
68.54
0.85
8.5
68.46
2.25
11.2
73.70
说明:
从场地揭露的地层情况分析,各孔含水层差异性较大,从而导致各处施工时的涌水量不同。
3、场地地震效应
3.1地震基本烈度
地区抗震设计烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,设计地震分组属第二组。
3.2建筑场地类别
根据实测剪切波速资料分析,场地覆盖层厚度约为11.55m;
①层杂填土:
Vs=104.3m/s;
Vs=192.7m/s,③层卵石:
Vs=320.14m/s,④层强风化泥岩:
Vs=394.0m/s;
⑤层中等风化泥岩、⑥层微风化泥岩:
Vs>500m/s。
剪切波从地面至覆盖层厚度(按14m计算)之间的传播时间t=0.040s,场地土层的等效剪切波速Vse=289m/s。
场地类别为Ⅱ类,Ⅱ类场地设计特征周期Tg=0.40S,水平地震影响系数最大值0.08,场地对建筑抗震属可进行建筑的一般地段。
4、岩土工程分析与评价
4.1地基稳定性与场地适宜性分析评价
拟建场地内无可液化地层存在,无全新世以来的活动断裂遗迹,无影响场地的不良地质作用,地基的稳定性较好,场地适宜建筑。
4.2物理力学性质指标评价
4.2.1主要物理力学性质指标值的确定
对③层卵石在现场进行超重型动力触探试验,现对以下勘探孔及全层的有关指标统计于下表中:
超重型动力触探试验成果统计表表2
岩土
名称
统计
个数
平均值
最大值
最小值
舍弃值
标准差
变异
统计修
正系数
标准值
27
卵石
6
4.9
3.9
1.012
0.206
0.830
4
37
5.3
4.0
0.520
0.106
0.912
5
39
5.4
6.8
4.6
0.776
0.143
0.882
48
5.2
6.2
3.2
1.035
0.198
0.837
53
5.9
6.9
1.048
0.179
0.852
58
6.5
8.4
4.7
1.255
0.195
0.839
64
8.8
1.337
全层
42
5.7
1.251
0.221
0.941
④层强风化泥岩在室内进行了土工试验,对⑤层中风化泥岩在室内进行了岩石单轴抗压强度实验,详见表4“物理力学指标统计表”:
主要物理力学性质指标值的确定表3
岩土层
编号
土层
含水量
w
(%)
湿度
容重
γ
kN/m3
干容重
γd
孔隙比
e
密
实
度
饱
和度
Sr
液限
Wl
塑限
Wp
塑性
指数
Ip
液性
IL
状
态
压缩
а1-2
MPa-1
模量
Es
(MPa)
单轴抗压强度
②
黄土状土
19.7
稍湿
18.3
15.0
0.817
75.0
28.3
16.7
11.6
0.28
可塑
0.257
7.19
④
强风化泥岩
23.7
湿
19.1
15.4
0.770
84.1
31.7
18.0
13.7
0.42
0.202
8.08
⑤
中等风化泥岩
0.244
0.37
微风化泥岩
7.1
同时为确定④层强风化泥岩的强度和风化程度,在该层中进行标准贯入试验和重型动力触探试验,详见表5“标准贯入试验统计表”和表4“重型动力触探试验统计表”,现对成果统计于下表中:
重型动力触探试验成果统计表表4
岩土名称
10.0
2.6
2.016
0.307
0.924
标准贯入试验成果统计表表5
9
22.8
16
3.154
0.138
0.914
21
对第三系④层强风化泥岩的压缩模量统计于下表中:
各角点压缩模量值成果统计表表6
楼号
压缩模量
Es1-2(MPa)
Es1-3(MPa)
Es1-4(MPa)
Es1-5(MPa)
Es1-6(MPa)
E
9.00
10.40
12.50
28
5.00
6.40
7.00
7.90
8.30
30
8.70
8.60
9.60
10.80
11.50
31
12.70
15.00
18.00
20.00
F
34
5.40
5.50
6.70
7.50
7.80
35
10.90
13.40
14.60
7.60
8.10
9.90
11.20
38
10.60
12.40
14.40
G
6.90
8.00
65
4.40
10.20
10.50
12.20
67
8.90
9.50
11.40
13.10
68
6.30
H
7.70
10.70
54
11.80
12.60
13.60
56
9.30
9.70
12.80
13.20
57
11.70
13.50
I
9.80
11.60
59
13.90
61
62
25.00
21.20
25.8
34.70
M
49
10.10
11.30
51
11.10
14.50
17.10
18.90
52
6.10
N
4.90
6.80
8.50
9.40
43
16.30
45
15.60
17.40
46
13.30
O
5.30
40
4.80
7.10
对⑤1层含砂软弱泥岩进行重型动力触探,现将结果统计如下:
重型动力触探试验成果统计表(N63.5)表7
含砂软弱
泥岩层
36
6.7
7.8
5.5
0.637
0.095
0.973
4.2.2天然地基承载力特征值和压缩(变形)模量值确定
根据上表中的有关指标并结合经验及现场鉴定,各岩土层的承载力特征值及压缩(变形)模量值可按下值采用:
层黄土状土(非陷性):
fak=150kPa,Es1-2=7MPa;
fak=400kPa,E0=26.0MPa;
fak=240kPa,Es1-2=8MPa,Es1-3=9MPa;
Es1-4=11MPa;
Es1-5=12MPa;
Es1-6=13MPa。
fak=500kPa,far=0.37MPa;
⑤1层含砂软弱泥岩:
fak=200kPa,Es1-2=9MPa;
fak=1000kPa,far=7.1MPa
4.3土的抗剪强度参数值
在
层黄土状土和④层强风化泥岩中采取I级土试样进行静三轴不固结不排水剪切试验,现将有关指标统计如下:
层黄土状土静三轴不固结不排水剪试验统计表表8
统计项目
统计个数
变异系数
统计修正系数
C(kPa)
7
20.5
17.96
18.96
0.969
0.051
0.96
18.24
Ф0
23.6
20.87
22.49
1.025
0.046
0.97
21.72
④层强风化泥岩静三轴不固结不排水剪试验统计表表9
C(KPa)
15
30.11
31.62
25.62
1.477
0.049
0.977
29.43
26.76
28.30
24.56
1.723
0.064
0.971
25.97
对
层杂填土、③层卵石的抗剪强度按下值考虑:
层杂填土:
γ=10kN/m3,C=5kPa, Ф=70。
γ=20kN/m3,C=0kPa, Ф=350。
4.4含盐量分析
在场地中采取27组土试样,在室内进行易溶盐实验,经分析土中的含盐总量(wt%)为0.115-0.181%,均小于0.3%,按含盐量分类,属非盐渍土。
4.5土的腐蚀性评价及防护措施
4.5.1上部土层腐蚀性评价
地区场地环境地质条件属干旱区,上部土层属地下水位以上的稍湿的弱透水层,判定环境类别为
类。
据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)表12.2.1—表12.2.5-1评价,土对建筑材料的腐蚀性评价如下:
对混凝土结构的腐蚀性:
SO42-=160.00-450.00mg/kg,属微腐蚀性。
按渗透性评价:
PH=8.29-8.61,属微腐蚀性。
对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性:
CL-=50.00-490.00mg/kg,属微-弱腐蚀性,按弱腐蚀性对待。
对钢结构的腐蚀性:
按当地经验值,土的视电阻率大于100Ω.m,属微腐蚀性。
土对建筑材料的腐蚀的防护措施,应符合现行国家规范《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)的规定。
4.5.2第三系泥岩层腐蚀性评价
地区场地环境地质条件属干旱区,土层属地下水位以下的弱透水层,基础直接临水,判定环境类别为
SO42-=330.00-690.00mg/kg,属弱腐蚀性。
PH=8.04-8.57,属微腐蚀性。
CL-=40.00-120.00mg/kg,属微腐蚀性;
4.6地下水的腐蚀性评价及防护措施
地区场地环境地质条件属干旱区,基础直接临水,判定环境类别为Ⅰ类,具干湿交替。
据场地内取3组水样进行化学分析结果。
据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009版)表12.2.1—表12.2.5-2评价,水对建筑材料的腐蚀性评价如下:
SO42-=498.75-719.28mg/L,属弱-中腐蚀性,按中腐蚀性考虑。
按PH值评价:
PH=7.7-7.8,属微腐蚀性。
侵蚀性CO2=0.00-6.34,属微腐蚀性。
CL-=122.98-128.38mg/L,属弱腐蚀性;
防护措施:
水对建筑材料的腐蚀的防护措施,应符合现行国家规范《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-2008)的规定。
4.7地基土的冻胀性类别的判定
地区标准冻结深度为1.23米,根据地基土的冻胀性分类,冻结期间地下水水位距冻结深度的最小距离在27#、29#、30#、39#、41#、42#勘探点区域内大于2.00米,其余勘探点在冻结期间地下水水位距冻结深度的最小距离均小于2.00米;
冻结深度内地基土的天然含水量为10.7-21.7%,天然含水量的平均值为16.4%,塑限含水量为15.8-17.6%,平均塑限含水量为16.6%,经综合判定地基土的冻胀性等级按不利影响考虑为Ⅱ类,地基土属弱冻胀性土,平均冻胀率为1<
η≤3.5%。
5、天然地基基础形式的评价
5.1天然地基评价
处于地表浅层,堆积时间短,欠固结,应全部剥除。
含水量14.6-27.2%,平均值为19.7%,属稍湿;
孔隙比0.733-0.963,平均值0.817,属中密;
压缩系数0.210-0.350MPa-1,平均值0.257MPa-1,属中等压缩性土。
埋藏浅,厚度薄,工程性能一般,属高层建筑基槽开挖深度范围内的土。
厚度较薄,埋藏较浅,工程性能一般,属基槽开挖深度范围内的土。
该层全场地分布,厚度较薄,埋藏深浅不一,工程性能一般,属基槽开挖深度范围内土。
层位稳定,厚度大,工程性能好,是本场地良好的天然地基持力层。
该层属⑤层中等风化泥岩的软弱夹层,层顶高程2223.8-2228.92m,层底高程2220.81-2226.58m,工程性能较差。
层位稳定,厚度大,工程性能好,是本场地良好下卧层。
5.2地基土均匀性评价
根据拟建场地的工程地质条件,对主要持力层的分布情况列于表10,详见下表:
地基土分布情况一览表表10
地层
埋藏深度(m)
层顶高程
层底深度
层底高程
层厚
层中风化泥岩
6.00-13.50
2230.00-2236.14
17.30-24.00
2219.01-2225.75
6.70-14.40
层微风化泥岩
2219.01-2225.86
未穿透
最大控制9.60
地基持力层均在同一地貌单元上,各处地基土的压缩性差异性不大,但场地内因中风化泥岩属软质岩,层内赋存有裂隙水,泥岩的颜色以红褐色为主,层内含有灰绿色和灰褐色泥岩夹层,红褐色泥岩承载力较高,灰绿色和灰褐色的泥岩承载相比较低,且具有遇水易软化、崩解的特性,泥岩的风化带是逐渐过渡的,没有明确的界线,同时本次勘察时在大部分勘探点范围内的⑤层中等风化泥岩中分布有⑤1层含砂软弱泥岩夹层,该层含砂量较高,固结程度较差,钻进时进尺较快,有漏浆现象,机械干钻钻进时无法取得岩芯。
综合以上特性如采用
层中风化泥岩作为地基持力层时,地基属不均匀性地基。
二、设计内容
1、按地质条件确定桩基础的类型(即摩擦桩或端承桩);
2、确定桩的断面尺寸;
3、估算桩长和桩数以及桩在承台底面的布置;
4、桩的内力及变位计算;
5、桩基计算。
三、设计要求
1、设计计算条理清晰,内容完整;
2、设计步骤合理,设计图清晰;
3、设计计算内容要求用A4纸打印,字体统一(标题用小四黑体,其它小四仿宋-GB2312)
四、设计时间
在1周内独立完成。
五、参考文献
《基础工程》王晓谋主编人民交通出版社
《基础工程》(公路与城市道路、桥梁工程专业用)
凌冶平易经武主编人民交通出版社
《墩台与基础》江祖铭王崇礼主编人民交通出版社
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- 关 键 词:
- 土力学 基础 工程