陕西国际商贸学院高层学生宿舍岩土工程勘察报告.docx

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陕西国际商贸学院高层学生宿舍岩土工程勘察报告

资质等级：

甲级

证书编号：

B161012214

发证机关：

建设部

陕西国际商贸学院高层学生宿舍

岩土工程勘察报告

陕西工程勘察研究院

二○一六年三月二十日

陕西国际商贸学院高层学生宿舍

岩土工程勘察报告

（详勘）

工程负责

：

王百宁

报告编写

：

王百宁

审核

：

薛武海

审定

：

周晓燕

副总工程师

：

周晓燕

院长

：

刘咸斌

提交报告单位

：

陕西工程勘察研究院

提交报告日期

：

二○一六年三月二十日

目录

1.前言1

1.2勘察目的、任务及技术依据2

1.3勘察工作布置及方法4

2.场地地质条件6

2.1地形地貌6

2.2地层结构6

2.3地下水7

2.4地质构造7

2.5地裂缝及其它不良地质作用8

3.地基土的工程性能分析9

3.1地基土的物理力学性质指标9

3.2地基土承载力特征值及不同压力段压缩模量11

3.3场地土湿陷性11

3.4场地水、土的腐蚀性11

4．场地地震效应12

4.1场地抗震地段划分12

4.2抗震设防烈度和场地类别12

4.3地基土液化、震陷可能性13

5．地基基础方案13

5.1地基土主要工程性质评价13

5.2地基均匀性评价14

5.3地基基础方案14

6．基础施工及有关问题20

6.1基坑开挖20

6.2基坑降水21

6.3施工注意事项21

7．结论与建议22

附录

1.岩土工程勘察任务委托书…………………………………………1张

2.勘探点主要数据一览表……………………………………………1张

3.勘探点平面位置图…………………………………………………1张

4.工程地质剖面图……………………………………………………6张

5.土工试验成果表……………………………………………………2张

6.地基土一般物理力学性质指标统计表……………………………1张

7.剪切波速测试成果报告……………………………………………4张

8.水质检验报告………………………………………………………2张

9.土样易溶盐检验报告………………………………………………1张

10.灌注桩单桩承载力计算过程…………………………………….6张

1.前言

陕西国际商贸学院高层学生宿舍楼项目由陕西天宇建筑设计有限公司设计。

受陕西国际商贸学院委托，陕西工程勘察研究院承担并完成了该建设项目详细勘察阶段的岩土工程勘察任务。

1.1工程概况

拟建场地位于咸阳市统一路与同德路十字东北角，陕西国际商贸学院北区学生餐厅西侧（详见图1）。

图1拟建场地位置图

根据设计单位提供的“建（构）筑物地基岩土工程勘察任务书”（附录1），拟建建筑为1栋27层学生宿舍楼，建筑物平面呈“L”形，基本情况详见表1。

建筑物基本情况一览表表1

建筑物

名称

高度

（m）

地上层数

地下层数

结构

形式

对差异沉降要求

建筑物基础

基础

形式

基底压力标准组合（kPa）

基础

埋深

（m）

宿舍楼

97.8

27

1

剪力墙

敏感

筏板

540

-7.2

依据《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2008）划分：

拟建工程属标准设防类（丙类）建筑；依据《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025—2004）划分：

拟建建筑属甲类建筑；依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2011）划分：

拟建建筑地基基础设计等级为乙级。

依据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）和《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）划分，本次岩土工程勘察等级为乙级。

1.2勘察目的、任务及技术依据

（一）根据设计单位提供的岩土工程勘察任务书（附录1）及现行有关规范、规程，本次勘察的目的是查明场地地基土的物理力学性质，并作出工程地质评价，为建（构）筑物地基基础设计、施工及不良地质作用的防治提供岩土工程勘察资料。

任务是：

（1）查明场地不良地质作用的类型、成因、分布范围等，评价场地稳定性及建筑适宜性；

（2）查明地基土成因、类型、埋藏条件及组合关系，提供各层地基土的物理力学性质指标、承载力特征值及变形指标；

（3）查明场地湿陷性黄土的湿陷程度及分布、确定场地湿陷类型及地基湿陷等级；

（4）查明场地地下水类型、埋藏条件及对工程建设的影响，评价场地水、土对建筑材料的腐蚀性；

（5）划分抗震地段及场地类别，提出抗震设计有关参数，进行场地地震效应评价；

（6）根据场地岩土工程条件，提供经济合理的地基基础方案建议；

（7）评价桩基可行性，提供桩基设计所需的岩土工程参数；

（8）提供基坑开挖、基坑支护及降水设计所需参数；

（9）提供场地土的标准冻结深度。

（二）勘察主要技术依据：

（1）岩土工程勘察任务书及建筑物总平面图；

（2）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；

（3）《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）；

（4）《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）；

（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

（6）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）；

（7）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2010）；

（8）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；

（9）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2008）；

（10）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；

（11）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；

（12）《岩土工程勘察安全规范》（GB50585-2010）；

（13）《建筑工程地质勘探与取样技术规程》（JGJ/T87-2012）；

1.3勘察工作布置及方法

（1）勘察工作布置及工作量

依据上述规范及勘察技术要求，本次勘察沿拟建建筑物边线和角点共布置8个勘探点，其中钻孔8个，间距16.0～24.8m，深度55.0～65.0m，总进尺490m；探井3个，井深6.0m；剪切波速试验钻孔2个，测试深度20m。

勘察工作量布置详见勘探点主要数据一览表（附录2）及勘探点平面布置图（附录3）。

工作量统计见表2。

工作量统计表表2

完成项目

单位

工作量

地面调查

km2

1.0

测量放线

点

11

钻孔

m/个

490/8

探井

m/个

18/3

原位测试

标准贯入试验

点次

77

剪切波速测试

m/个

40/2

取样

不扰动土样

件

38

水样

件

2

易溶盐

件

2

室内

试验

一般物理力学性质试验

件

38

湿陷性试验

件

11

自重湿陷性试验

件

11

湿陷起始压力

件

11

固结快剪试验

件

19

水质腐蚀性分析

组

2

土壤腐蚀性分析

组

2

（2）测量放线

本次勘探点的定位，根据建筑物总平面图，依现场已有建筑物相对位置进行施放。

勘探点高程引自建设方指定的场地东侧已建8#学生公寓楼一层室内地坪（红漆标记），并假定其高程H=100.00m，勘探点地面高程采用水准仪引测。

（3）勘察方法

①地面调查

施工期间，对场地及附近进行了地面调查，收集了相关地貌、地质构造、水文等资料，初步掌握了场区内地貌、地质构造、地层及不良地质作用等有关情况。

②钻探及取样

工程钻探采用DPP—3E—100型工程车装钻机2台，采用螺纹钻头低压高速回转钻进，120mm黄土薄壁无衬取土器和水下取土器静压采取不扰动土样，土样质量等级为Ⅰ级；

③探井及取样

探井采用机械洛阳铲挖掘，人工井壁刻槽取样，土样质量等级为Ⅰ级。

④原位测试

标准贯入试验主要在砂层中进行，采用落锤质量63.5kg、落距76cm，标贯器外径51mm，内径35mm，钻杆直径42mm、相对弯曲度小于1/1000的标准贯入设备，试验方法采用自动脱钩装置进行，满足《岩土工程勘察规范》第10.5节要求。

剪切波速测试在钻孔中进行，采用中科院武汉岩土力学所研制生产的RSM-24FD浮点工程动测仪，试验方法为人工激振单孔速度检层法，测试深度20m，测点间距1m。

⑤室内土工试验

室内土工试验主要进行了土的一般物理力学性质试验、黄土湿陷性、固结快剪、颗粒分析等试验。

其中液限含水量采用76g圆锥仪法，塑限含水量采用联合测定法进行测定。

⑥水、土的腐蚀性测试

为判定场地水腐蚀性，本次勘察取水样2件进行水质检验分析；为判定场地土腐蚀性，取土样2件进行土样易溶盐检验分析。

（4）勘察日期

本次勘察外业工作于2016年3月7日开始，次日结束。

室内试验于2016年3月10日完成。

2.场地地质条件

2.1地形地貌

拟建场地地形平坦，拆迁整平后勘探点地面相对高程为98.88～99.25m，最大高差0.37m。

拟建场地地貌单元属渭河东岸一级阶地。

2.2地层结构

根据钻孔和探井揭露，拟建工程场地65m勘探深度内的地层岩性主要为第四系全新统人工素填土，冲积黄土状土、粉质粘土和中、粗砂及上更新统冲积粉质粘土和中砂。

按其时代成因、岩性和物理力学性质，将地基土划分为8个工程地质层，各土层分布情况详见工程地质剖面图（附录4），地层描述见表3。

地层描述综合表表3

土层

编号

土层

名称

范围值（m）

岩性描述

层

厚

层底

深度

层底

相对

标高

颜色

状态或密实度

包含物及其它特征

①

素

填土

Q42ml

2.6

~

3.8

2.6

~

3.8

95.35

~

96.43

黄褐

/

以粘性土为主，含少量砖渣瓦片。

②

黄土状土

Q41al

3.4

~

4.5

6.8

~

7.2

91.78

~

92.38

黄褐

可塑

针状孔隙虫孔发育，含少量钙质斑点及结核，偶见蜗牛壳。

地下水位位于该层。

③

粉质粘土

Q41al

4.5

~

5.9

11.6

~

13.1

86.13

~

87.35

浅灰

可塑

针状孔隙发育，含少量铁锰质斑点及结核，偶见蜗牛壳。

④

中砂

Q41al

3.0

~

4.4

15.6

~

16.1

82.88

~

83.60

灰黄

中密

砂质纯净，颗粒级配不良，磨圆度较好。

矿物成分以石英、长石为主。

⑤

粗砂

Q41al

14.4

~

14.7

30.3

~

30.5

68.48

~

68.90

灰黄

密实

砂质纯净，颗粒级配不良，磨圆度较好。

矿物成分以石英、长石为主，局部含圆砾或卵石。

⑥

中砂

Q31al

16.0

~

17.6

46.4

~

48.0

50.88

~

52.73

灰黄

密实

砂质纯净，颗粒级配不良，磨圆度较好。

矿物成分以石英、长石为主，局部含圆砾或卵石。

⑦

粉质粘土

Q31al

3.6

~

5.3

51.0

~

51.8

47.28

~

48.15

灰褐

可塑

孔隙不发育，土质不均匀，可见较多的砂粒，含大量铁锰质斑点及条纹。

⑧

中砂

Q31al

揭露最大厚度13.8

揭露最大深度65.0

相对高程33.97

灰黄

密实

砂质纯净，颗粒级配不良，磨圆度较好。

矿物成分以石英、长石为主。

2.3地下水

本次勘察各钻孔均遇地下水，实测场地稳定水位埋深5.60～6.10m，水位相对高程为93.08～93.38m。

勘察阶段水位属年平水位期水位。

据区域水文地质资料，拟建场地地下水位年变幅为1.5～2.0m。

2.4地质构造

关中盆地形成的断裂带规模较大，其中与勘察区域有关的断裂主要有：

①渭河断裂（F2、F3）：

西起宝鸡以西，经眉县、武功、兴平、咸阳、渭南、华阴至潼关北进入河南境内逐渐消失，延伸约330km，为北部黄土台塬与南部阶地的分界。

②沣河断裂（F19）：

为隐伏断裂，物探发现错断第四系地层。

断裂呈弧形沿沣河发育，北段位于沣河东岸，南段基本沿河床延伸。

拟建场地构造单元属渭河断陷盆地，位于渭河南岸断裂（F3）以北约6公里处，场地地层未见错断现象。

依据规范《GB50011-2010》判定，拟建场地可以不考虑活动断裂的影响。

图2区域断裂分布图

2.5地裂缝及其它不良地质作用

根据本次勘察资料，拟建工程场地地层分布连续稳定；勘探深度内揭露地层为第四系全新统人工素填土，冲积黄土状土、粉质粘土和中、粗砂及上更新统冲积粉质粘土和中砂。

未钻遇软弱土层；场地及附近无全新世活动断裂通过，稳定性较好。

根据现场地面调查及访问，场地及其附近无地裂缝、滑坡、泥石流等不良地质作用。

综上所述，拟建工程场地地层分布连续、稳定，其周围及附近无全新活动断裂和地裂缝通过，也无滑坡等其他不良地质作用，故场地稳定性较好，适宜建筑。

3.地基土的工程性能分析

3.1地基土的物理力学性质指标

（1）室内试验结果

①一般物理力学性质试验

对所取土样进行了一般物理力学性质试验，试验结果见附录5，按照规范、规程的要求对试验结果进行数理统计，结果附录6。

统计过程中按照相关规范规定对异常值进行了剔除。

②固结快剪试验

本次勘察在②层黄土状土、③层粉质粘土中取一定数量的不扰动样，进行了固结快剪试验，统计结果见表4。

固结快剪试验成果表表4

土层编号

及名称

频数

范围值

平均值

标准值

建议值

C（kPa）

φ（°）

C

（kPa）

φ

（°）

C

（kPa）

φ

（°）

C

（kPa）

φ

（°）

②黄土状土

8

29.1~35.3

23.4~25.4

32.0

24.3

30.7

23.9

29.0

22.0

③粉质粘土

11

28.1~35.3

23.4~25.9

32.3

24.4

31.0

24.0

30.0

22.5

③颗粒分析试验

本次勘察对砂土采取扰动样进行了颗粒分析试验，试验结果见附录5。

其分层统计结果见表5。

颗粒分析主要指标统计表表5

土层编号及名称

统计

频数

值别

不均匀系数

曲率系数

级配情况

④中砂

6

最大值

5.24

1.38

级配不良

最小值

2.94

0.93

平均值

3.8

1.1

⑤粗砂

22

最大值

6.74

1.61

级配不良

最小值

3.59

0.85

平均值

4.7

1.2

⑥中砂

18

最大值

6.09

1.42

级配不良

最小值

2.04

0.86

平均值

4.4

1.1

⑧中砂

16

最大值

6.4

1.43

级配不良

最小值

4.01

0.98

平均值

4.9

1.1

（2）原位测试

①标准贯入试验

本次勘察期间，在钻孔的不同深度处进行了标准贯入试验，统计结果见表6。

标准贯入试验结果统计表表6

土层编号

及名称

统计

频数

实测锤击数N/63.5（击）

密实度

最大值

最小值

平均值

④中砂

10

41

22

30

中密

⑤粗砂

27

>50

26

40

密实

⑥中砂

21

>50

45

>50

密实

⑧中砂

18

>50

>50

>50

密实

②剪切波速试验

本次勘察分别在3#、7#钻孔中分别进了土层剪切波速测试，地面下20m深度内土层等效剪切波速值分别为261.6m/s、256.7m/s。

剪切波速测试成果报告见附录7。

3.2地基土承载力特征值及不同压力段压缩模量

根据室内土工试验结果和标准贯入试验结果，结合本地区已有的建筑经验，综合确定各层地基土承载力特征值和不同压力段压缩模量建议值见表7。

地基土层承载力特征值及压缩模量建议值表7

土层

编号

及名称

承载力特征值

fak（kPa）

各级压力下的压缩模量Es（MPa）

Es1-2

Es2-3

Es3-4

Es4-5

Es5-6

Es6-7

Es7-8

Es8-9

Es9-10

②黄土状土

150

13.0

/

③粉质粘土

160

7.5

11.0

14.0

16.5

19.0

/

/

/

/

④中砂

180

25.0

⑤粗砂

220

40.0

⑥中砂

200

40.0

⑦粉质粘土

180

7.5

11.0

13.5

16.0

17.0

20.0

21.5

23.5

26.5

⑧中砂

280

50.0

注：

④、⑤、⑥、⑧层砂土压缩模量为经验值。

3.3场地土湿陷性

本次勘察对水位以上所取不扰动土样进行了湿陷性试验，结果见附录5。

试验结果表明：

场地内②层黄土状土湿陷系数和自重湿陷系数均小于0.015。

按《湿陷性黄土地区建筑规范》第4.4.1条规定，拟建场地属非湿陷性黄土场地。

3.4场地水、土的腐蚀性

本次勘察在钻孔中采取地下水水样2件进行水质检验分析（见附录8）；取水位以上土样2件进行了土的腐蚀性分析（见附录9）。

根据场地所处区域气候、地层和地下水条件，按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2010）2009版附录G划分，场地环境类别为Ⅲ类。

依据（GB50021—2010）规范第12.2.1--12.2.5条综合判定：

场地地下水对砼结构具微腐蚀性；在干湿交替时钢筋砼结构中的钢筋具微腐蚀性。

场地水位以上土质对砼结构具微腐蚀性，对钢筋砼结构中的钢筋具弱腐蚀性。

4．场地地震效应

4.1场地抗震地段划分

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）第4.1.1条，建筑场地地段类别为可进行建设的一般地段。

4.2抗震设防烈度和场地类别

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010）划分

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），咸阳市抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g，所属设计地震分组为第一组。

本次勘察分别在3#、7#钻孔中进行了土层剪切波速测试，场地地面下20m深度范围内土层等效剪切波速值Vse介于261.6m/s~256.7m/s（见附录6）。

场地覆盖层厚度大于5.0m。

依据（GB50011—2010）规范第4.1.6条，建筑场地类别为Ⅱ类。

按（GB50011—2010）规范第4.1.6条和第5.1.4条表5.1.4，建筑结构地震作用时水平地震影响系数最大值：

多遇地震时取0.12，罕遇地震时取0.72；场地特征周期按0.35s，计算罕遇地震时特征周期取0.40s。

根据咸阳市相关文件规定划分

依据《咸政发（2008）55号文》第十一条，该工程抗震设防烈度按8度，相应的设计基本地震动加速度值为0.20g。

按照咸阳市城乡建设局、咸阳市抗震办公室2009年12月颁发的《咸阳市区建筑场地类别区划》附录B及表3，场地类别为Ⅱ2类，设计特征周期Tg为0.39s。

4.3地基土液化、震陷可能性

拟建场地抗震设防烈度为8度，近期最高水位按3.50m考虑，地面下20m深度内可能液化的饱和砂土为④层中砂和⑤层粗砂，其标准贯入实测锤击数N为22～53击，均大于相应深度的液化判别标准锤击数临界值Ncr（13.7～17.2击），即上述砂层均为不液化土层。

场地无软弱土层存在，因此，拟建场地设计时可不考虑地基土的液化和震陷问题。

5．地基基础方案

5.1地基土主要工程性质评价

假定拟建建筑物室内地坪相对高程为100.0m，结合建筑物基础埋深-7.2m，则基底相对高程为92.80m，建筑物地基持力层为②层黄土状土，持力层及其下各地基土主要工程性质（数据均为平均值）归纳如下：

②黄土状土：

天然含水量w＝21.0％；压缩系数a1-2=0.13MPa-1，属中偏低压缩性土；天然孔隙比e=0.649；液性指数IL=0.29，可塑。

③粉质粘土：

天然含水量w＝22.9％；压缩系数a1-2=0.22MPa-1，属中压缩性土；天然孔隙比e=0.635；液性指数IL=0.37，可塑。

④中砂：

砂质纯净，成分以石英、长石为主，级配不良，局部含圆砾或卵石。

标准贯入试验锤击数实测平均值N=30击，中密。

⑤粗砂：

砂质纯净，成分以石英、长石为主，局部含圆砾或卵石，级配不良。

标准贯入试验锤击数实测平均值N=40击，密实。

⑥中砂：

砂质纯净，成分以石英、长石为主，级配不良。

标准贯入试验锤击数实测平均值N=53击，密实。

⑦粉质粘土：

天然含水量w＝24.7％；压缩系数a1-2=0.23MPa-1，属中压缩性土；天然孔隙比e=0.703；液性指数IL=0.53，可塑。

⑧中砂：

砂质纯净，成分以石英、长石为主，级配不良。

标准贯入试验锤击数实测平均值N=63击，密实。

5.2地基均匀性评价

拟建建筑物持力层为②层黄土状土，土层分布连续，厚度稳定，参照《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）第8.2.4条第2款，拟建建筑物地基持力层属于同一工程地质单元，持力层底面的坡度小于10%；持力层及下卧层在基础宽度方向上的厚度差值小于0.05b（b为基础宽度）。

据此判定，拟建建筑物地基属均匀地基。

5.3地基基础方案

拟建学生宿舍楼高97.8m，27层，剪力墙结构，基础埋深-7.2m，基础荷重标准组合值为540kPa。

5.3.1天然地基方案

拟建场地为非湿陷性黄土场地，建筑物地基可按一般地区的规定，第②层黄土状土的承载力特征值为150kPa，经修正后远不能满足基础荷载标准组合540kPa的设计要求。

因此天然地基方案不成立。

5.3.2地基处理方案

（1）水泥粉煤灰碎石桩（CFG）复合地基方案

根据场地岩土工程条件，结合建筑物具体情况，拟建甲类建筑可采用水泥粉煤灰碎石桩复合地基。

水泥粉煤灰碎石桩可选桩长18m，桩径400mm，桩间距1.3～1.4m，采用等边三角形布桩，桩端土层为第⑤层粗砂。

采用该方案时桩顶上应设置一定厚度的褥垫层，水泥粉煤灰碎石桩侧阻力、端阻力特征值设计参数见表8，按《建筑地基处理技术规范》（JGJ79—2012）第7.1.5-2式进行估算，估算结果见表9。

水泥粉煤灰碎石桩侧阻力、端阻力特征值计算参数表表8

土层编号及名称

土的状态

CFG桩

IL或密实度

qsi

（kPa）

qp

（kPa）

②黄土状土

0.29

40

③粉质粘土

0.37

38

④中砂

中密

36

⑤粗砂

密实

50

1250

水泥粉煤灰碎石桩承载力特征值计算结果表9

建筑物名称

学生宿舍楼

桩型

CFG桩

桩顶相对高程（m）

92.80

桩径（mm）

400

有效桩长（m）

18.0

桩端相对高程（m）

74.80

桩端持力层

⑤

单桩竖向承载力特征值Ra（kN）

1130

桩距（m）

1.3

1.4

复合地基承载力特征值fspk（kPa）

688

614

由表9知，复合地基承载力可以满足540kPa的设计要求。

通过对相近地层类似建筑物的实测沉降量