岩土工程勘察本科课程设计.docx
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岩土工程勘察本科课程设计
《岩土工程勘察》
课程设计
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目录
1概述.................................................................1
1.1工程概况..........................................................1
1.2勘察目的、任务及要求..............................................1
1.3勘察依据及技术标准................................................2
1.4勘察工作布置及完成工作量..........................................3
2场地岩土工程条件.....................................................4
2.1区域地理位置......................................................4
2.2区域气象条件......................................................4
2.3区域地质构造及地形地貌............................................4
2.4场区岩石构成与特征................................................5
2.5场地水文地质条件..................................................6
2.5.1地下水条件......................................................6
3岩土参数的统计与分析.................................................7
3.1试验结果统计分析..................................................7
3.2确定地基承载力特征值..............................................9
4岩土工程特性分析与评价...............................................10
4.1场地适宜性及稳定性评价...........................................10
4.2地震效应分析评价.................................................10
4.2.1抗震设防烈度、抗震设防类别.....................................10
4.2.2地震液化判别...................................................10
4.2.3场地、地基与基础应采取的抗震措施...............................11
4.3场地类别和场地土类型..............................................11
4.4基础持力层的选择及建筑性能评价....................................11
4.5土的胀缩性评价....................................................12
4.6水文地质条件评价..................................................12
4.6.1地下水腐蚀性评价................................................12
4.6.2土的腐蚀性评价..................................................13
5基础选型论证及评价...................................................14
5.1天然基础..........................................................14
5.1.1天然浅基础......................................................14
5.2人工基础..........................................................14
5.2.1复合基础........................................................14
5.3深基础............................................................16
5.3.1桩型选择及沉桩条件分析..........................................16
5.3.2桩基设计参数....................................................17
6结论与建议............................................................18
7参考文献..............................................................19
附录:
附录1--岩土工程勘察纲要
附录2--钻孔(建筑)平面布置图
附录3--勘探点一览表
附录4--岩土工程勘察野外记录表汇总
附录5--重型动力触探试验统计表
附录6--标准贯入试验统计表
附录7--土工试验成果表
附录8--固结试验成果图
附录9-1-剪切波测试结果
附录9-2-剪切波速曲线
附录9-3-剪切波速计算表
附录10--水质、土的腐蚀性
附录11--钻孔岩芯照片
1概述
1.1工程概况
广西北海地质工程勘察院受北海市路港建设投资开发有限公司委托,对其拟建的北海市体育馆项目进行详细勘察,北海市体育馆项目位于北海大道与天津路交汇处西侧。
该项目规划用地总面积63421.396m2,总建筑面积18558m2,其中一期建有体育馆(15876m2),训练馆(2682m2)。
体育馆高54.00m,基底标高(相对)-2.50m,设有三层看台位于基地南端,城市广场西侧,其主入口立面朝向广场高高升起,具有显著的标志性,将成为北海新的城市名片。
训练馆高16.15m位于体育馆与游泳馆(待建)之间。
甲方提供岩土工程勘察任务委托书指出,该工程基础设计等级为甲级。
按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)第3.1条判定,拟建建筑物为框架结构大跨度构筑物,工程重要性等级为一级;拟建项目场地复杂程度等级为二级;地基复杂程度等级为二级。
按规范综合确定本工程勘察等级为甲级。
1.2勘察目的、任务及要求
本次勘察属详细勘察阶段,目的是为拟建物的地基基础、基坑围护设计以及地基施工方案的确定提供详细的岩土工程资料,并作出分析、评价和建议。
主要勘察任务为:
(1)查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、工程特性及物理力学性能指标,对场地稳定性和适宜性进行评价;
(2)根据场地条件和施工条件,建议建筑物基础类型,提出合理的基础持力层建议,并详细查明持力层和软弱下卧层的分布;分层提出设计及施工所需的岩土工程资料和参数(应包括各层土层摩阻力,持力层及其下卧软弱层的承载力);提供地基变形计算参数;
(3)查明不良地质作用的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议;
(4)判定场地土类型和场地类别,鉴定土层液化可能性和鉴别浅层土的液化深度及提供液化指数;
(5)查明地下水类型、埋藏情况、渗透性,判定水对建筑材料的腐蚀性;
(6)地基处理的岩土工程勘察应满足下列要求:
对可能采用的地基处理方案,提供地基处理设计和施工所需的岩土特性参数;预测所选地基处理方法对环境和邻近建筑物的影响;提出地基处理方案的建议;
(7)若建筑场地需考虑桩基础时,对桩基类型、适宜性、持力层的选择提出建议,并提供桩的极限侧阻力、桩的极限端阻力和变形计算的有关参数,对沉桩可行性、施工时对环境的影响及桩施工中应注意的问题提出意见。
1.3勘察依据及技术标准
(1)《岩土工程勘察》,刘之葵、牟春梅、朱寿增等,中国建筑工业出版社,2012;
(2)业主提供的拟建平面位置图及岩土工程勘察任务委托书;
(3)国标《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版);
(4)地方标准《广西壮族自治区岩土工程勘察规范》(DBJ/T45-002-2011);
(5)国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
(6)国标《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);
(7)国标《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008);
(8)国标《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001);
(9)国标《岩土工程勘察安全规范》(GB50585-2010);
(10)国标《工程测量规范》(GB50026-2007);
(11)国标《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008);
(12)国标《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2011);
(13)行业标准《建筑工程地质勘探与取样技术标准》(JGJ87—2012);
(14)国标《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);
(15)《工程地质手册》(第四版)工程地质手册编写组,中国建筑工业出版社,2007。
(16)《广西膨胀土地区建筑勘察设计、施工技术规程》(DB45/T396-2007)
1.4勘察工作布置及完成工作量
勘探孔依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版),按详细勘察阶段布设,结合业主提供的建筑平面布置图及场地地质情况布置,共布置34个孔(体育馆26个,训练场8个),其中17个控制孔,体育馆孔深25-35米,训练场孔深20米;17个一般孔,体育馆孔深20-30米,训练场孔深20米。
计划总进尺775m。
本次勘察外业施工自2013年3月16日至3月20日,共投入2台XY-150型液压回转钻机,完成工作量见下表1:
完成工作量一览表表1
外业部分
内业部分
序号
项目名称
单位
数量
序号
项目名称
单位
数量
1
钻孔
个
34
1
基本物理试验
组
49
2
总进尺
m
775
2
固结试验
组
30
3
标贯试验
点
63
3
直剪试验
组
23
4
重型动力触探试验
m
5
4
颗粒分析
组
38
5
剪切波速测试
孔
3
5
水质简分析
组
3
6
采原状土样
件
31
6
土的腐蚀性
件
4
7
采扰动土样
件
18
8
采水样
组
3
9
测放孔点
点
34
本次勘探点用GPS实地测放,并测量其孔口高程,高程引测点由业主提供,为黄海高程。
钻孔坐标系为54北京坐标系。
2场地岩土工程条件
2.1区域地理位置
北海市位于广西壮族自治区南陲,北部湾东北岸(东经108°50’~109°47’,北纬20°26’~21°55’),南北西三面环海,海岸线长度106.93公里,陆域宽阔,地势平坦,具有丰富的旅游资源、海洋资源和土地资源。
北海是我国十四个沿海开放城市之一,与海南省隔海相望,邻近东南亚各国,云贵川诸省,处于大西南、海南及东南亚的中枢位置,地理位置优越。
2.2区域气象条件
北海地区属亚热带海洋性季风气候,其特点是高温多雨,干湿分明,夏秋之间台风暴雨较为频繁,年平均气温22.6℃,极端最高气温37.1℃,最低气温2℃,每年5~10月为雨季,降水量占全年的83%,至翌年4月为枯水季节,降水量占全年的17%。
年平均降雨量1548mm,最大1774.6mm,最小1160.4mm,蒸发量1869.6mm,年平均相对湿度81%。
夏秋两季常受台风影响,年影响0~6次,风力一般为5~6级,最大12级,台风最大风速为40m/s,台风一般伴随有大雨,当碰上大潮时,形成风暴潮。
常年主导风向为北向,频率21%,次风为南西向,频率16%,静风频为12%,4~9月为季风转换期,基本风压值0.75kPa(50年一遇)。
2.3区域地质构造及地形地貌
北海区域地质构造属南康盆地西隅,上覆地层由上而下主要为第四系中更新统北海组(Q2b),下更新统湛江组(Q1z)和第三系地层,局部地势低洼处多沉积有第四系全新统(Q4)堆积物。
盆地基底主要为志留系泥质砂岩、粉砂岩、砂岩等,局部地段为花岗岩侵入体。
北海地形由北东向南西拐弯呈反“L”型,是北、西、南三面环海的半岛,地形起伏不大,主要分为三个地貌单元:
一是突起的基岩残丘,主要分布在西端冠头岭及东北面草花岭一带,标高一般大于20m,最高为冠头岭120m;二是开阔平坦的滨海平原地貌,分布在北海中部大部分地区,标高10~20m;三是海积阶地和浅滩地貌,分布在沿海岸一带,标高小于10m。
在流水等作用下,在平原和海积阶地上常发育一些流水成因的地貌,如河谷、阶地、坳沟和冲沟等。
场地现状地势较为平坦,生长有杂草树木,西南面为树苗林地,西北面为耕地及居民居住区,拟建训练馆场地勘察时为耕地。
2.4场区岩石构成与特征
根据钻探、重型动力触探资料,并结合室内土工试验成果综合分析,可将该场地地层划分如下:
1层:
表土()
褐色,稍湿,松散,含较多植物根茎,且局部含少许细、粉砂,粘粒含量约占40~45%,手捏易碎,层厚为0.3~0.8m,分层深度0.3~0.8m,平均深度为0.5m。
2层:
含粘性土粉砂()
土黄色,偏湿,稍密,粘粒含量约占35~45%,细粉砂约占10%,主要为石英质中、细砂,部分呈次棱角状,粘性较高,层厚为1.2~2.4m,分层深度1.7~3.1m,平均深度为2.1m。
。
3层:
含粘性土中砂()
红褐色夹土黄色,湿,稍密,成分主要以石英质砾砂为主,含量约为30%,次棱角状,粘粒含量约为30%,中、细砂含量约为20%,含铁锰结合物,层厚为0.7~4.7m,分层深度3.0~5.2m,平均深度为4.4m。
4层:
中砂()
灰白色为主,夹少许浅肉红色或浅黄色,饱水,中密多为石英质砾砂,呈次棱角状,粒径约为2mm,粘粒含量不大于10%,分选性较好,级配一般,层厚为9.0~12.9m,分层深度13.7~18m,平均深度为16m。
1层:
粘土()
该层为第四层中砂()亚层,为灰白色、浅红色,较湿,可塑至软塑状态,韧性好,无摇振反应,刀切面光滑。
该亚层位于第四层以下下,分布较少,层厚为0.6~4.7m,分层深度4.6~6.0m。
5层:
粘土()
灰白色夹棕红色,饱水,硬塑,质纯,细腻,刀切面光滑,干强度高,韧性好,无摇振反应,层厚为3.4~10.0m,分层深度18.9~26.6m,平均深度为23m。
1层:
中砂()
该层为第五层粘土()亚层,红褐色夹灰白色,湿,中密,多为石英质砾、粗砂,次棱角状,粘粒含量大于30%,具有弱粘性。
层厚为2.0~2.8m,分层深度21.8~23m。
6层:
砾砂()
灰白色夹褐红色或浅黄色,饱水,中密,多为石英质砾砂,中、粗砂含量次之,粘粒含量小于10%,因大部分勘探孔未将该层揭穿,层厚情况未知。
在勘探深度范围内,揭露的岩土层自上至下分为6层,场地上覆松散土层主要为第四系全新统(Q4)的耕土层(①层);②~③层为第四系中更新统北海组(Q2b)海陆交互相沉积物;④~⑥层为第四系下更新统湛江组(Q1z)河湖相沉积物。
②~③层的含粘性土粉砂、含粘性土中砂层中,夹有较多铁锰结核物。
经勘查揭露,场地土层自上而下为:
①层耕土,层厚0.30~0.80m,平均厚度0.51m,分布较均匀;②层含粘性土粉砂,层厚1.20~2.40m,平均厚度1.63m,均匀性一般;③层含粘性土中砂,层厚0.70~4.70m,平均厚度2.32m,均匀性极差;④层中砂,层厚9.00~12.90m,平均厚度11.05m,均匀性较好;⑤层粘土,层厚3.4~10.0m,平均厚度7.5m,均匀性极差;⑥层粗砂未揭穿。
2.5场地水文地质条件
2.5.1地下水条件
在勘探深度范围内地下水分潜水及承压水两种类型。
潜水含水层主要为④中砂层,水量较大,据《北海市区域综合地质调查报告》(1:
50000)资料,④潜水含水层渗透系数K值在20~40m/d(经验值),勘探期间测得稳定水位埋深5.40~7.90m,水位标高5.46~7.39m,勘探为3月份,为枯水期水位。
场地位于区域地下水排泄区,场地潜水主要接受大气降水补给及上游径流补给。
据区域水文地质资料,潜水位年变幅2.0~2.5m。
承压水含水层主要为⑤1中砂、⑥中砂层,水量丰富,据《北海市区域综合地质调查报告》(1:
50000)资料,⑥中砂层承压含水层渗透系数K建议值为60m/d(经验值),承压水位比潜水位低1.0m左右,⑤粘土层及⑥中砂层以下土层为相对隔水层。
承压水主要接受潜水越流补给。
据区域水文地质资料,承压水位年变幅1.0~2.0m。
3岩土参数的统计与分析
3.1试验结果统计分析
本次勘察主要采用钻探取样室内试验结合原位测试的方法进行,以获取场地土的物理力学性质指标,通过对试验结果的各组数据进行极差处理,即:
则各项指标统计列表如下:
土的物理力学性质分层统计表表2
层
号
土
名
统计项目
含
水
量
W
%
重
度
r
kN/m3
孔
隙
比
e
液
限
WL
%
塑
限
WP
%
塑
性
指
数
IP
液
性
指
数
IL
压
缩
系
数
a1-2
MPa-1
压
缩
模
量
ES
MPa
粘聚力
C
kPa
内摩擦角φ
(度)
②
含粘性土粉砂
n
11
11
11
11
11
11
11
10
11
10
10
max
25.3
19.8
0.800
41.7
23.5
18.2
0.23
0.45
5.04
33
17.4
min
16.8
18.1
0.587
31.9
17.8
10.6
-0.37
0.34
4
21
14.3
20.5
18.8
0.7
35.9
20.8
15.1
-0.02
0.379
4.6
27.9
15.9
σ
2.8
0.5
0.07
2.7
2.04
2.8
0.17
0.04
0.32
4.2
1.05
δ
0.14
0.03
0.09
0.08
0.10
0.19
-8.39
0.10
0.07
0.15
0.07
标准值
22.1
19.0
0.71
34.4
19.7
16.6
0.07
0.54
4.41
25.4
15.3
数据保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
建议值
20.5
18.8
0.7
35.9
20.8
15.1
0.07
0.379
4.6
25.4
15.3
③
含粘性土砾砂
n
10
10
10
10
10
10
10
10
10
4
4
max
23.3
20.3
0.702
40
22
18
0.12
0.28
7.81
54
19
min
14.2
19
0.55
30.9
17.3
13.6
-1.4
0.2
5.82
22
12.2
18.5
19.7
0.62
36.8
20.2
16.6
-0.23
0.25
6.48
32.5
17
σ
2.91
0.47
0.04
2.81
1.30
1.64
0.44
0.025
0.64
14.62
3.21
δ
0.157
0.023
0.072
0.076
0.064
0.099
-1.94
0.100
0.098
0.450
0.189
③
标准值
20.2
20.0
0.65
35.10
19.42
17.6
0.02
0.26
6.11
15.77
13.32
数据保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
建议值
18.5
19.7
0.62
36.8
20.2
16.6
0.02
0.25
6.48
15.77
13.32
⑤
粘土
n
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
max
34.4
19.3
0.976
66.2
33
33.2
0.14
0.32
13.97
68
19.3
min
24.5
18.5
0.761
54.3
26.9
26.8
-0.14
0.13
6.18
31
8.8
29.8
18.98
0.869
58.6
29.8
28.8
0.001
0.24
8.65
47
13.4
σ
3.21
0.31
0.07
3.84
2.20
2.03
0.11
0.07
2.95
14.12
3.29
δ
0.108
0.016
0.081
0.066
0.074
0.071
91.06
0.295
0.341
0.30
0.245
标准值
31.9
19.2
0.92
56.0
28.35
30.1
0.078
0.28
6.65
37.46
11.18
数据保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
保留
建议值
29.8
18.98
0.869
58.6
29.8
28.8
0.001
0.24
8.65
37.46
11.18
根据现场标准贯入试验结果,分析统计各土层的标准值如下:
现场标准贯入试验分层统计表表3
地层编号
岩土名称
统计数n
基本值
标准差σ
变异系数δ
修正系数
γS
标准值N(击)
max
min
μ
②
含粘性土粉砂
11
9.8
5.0
7.46
1.47
0.20
0.89
6.6
③
含粘性土中砂
15
12.6
8.7
10.87
1.05
0.10
0.95
10.3
④
中砂
12
19.2
8
13.1
2.76
0.21
0.89
11.7
⑤
粘土
18
18.9
12.3
15.0
1.86
0.12
0.95
14.
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