地下工程课程设计.docx
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地下工程课程设计
11附录
附录A
物理力学性质指标统计表
附录B
图例
附录C
建筑物与勘探点平面位置图
附录D
工程地质剖面图
附录E
钻孔柱状图(部分)
附录F
静力触探单孔曲线柱状图(部分)
附录G
勘探点一览表
附录H
分层土工试验成果报告表
附录I
综合固结试验成果图
附录J
砂(粉)土液化判别及液化指数计算表
附录K
水质分析报告
附录L
土的腐蚀性室内检测报告
附录M
岩石饱和单轴抗压强度试验成果表
附录N
地基土层剪切波速测试报告
徐州市金博世纪广场
岩土工程详细勘察报告
1工程概述
拟建徐州市金博世纪广场项目位于徐州市煤港路与奔腾大道交叉口西南侧(具体位置详见图1.1)。
地块周边城市形态较完善,社区生活氛围浓厚,交通便利。
图1.1场地地理位置图
拟建项目总占地面积约32761m2,总建筑面积约.74m2,其中地上建筑面积约.74m2,地下建筑面积为30661m2。
本次拟建建筑包括4栋20F公寓式办公建筑(1#~4#楼)、1栋26F(6#楼主楼)SOHO办公建筑、2~3F商业等配套设施(5#、6#楼裙楼、7#、8#、9#楼)及全场地整体地下车库。
其中20F公寓式办公建筑、26FSOHO办公建筑拟采用框架剪力墙结构;2~3F商业等配套设施及全场地整体地下车库拟采用框架结构;拟建高层建筑与多层建筑之间设有沉降缝分开。
本工程全场地设1F整体地下车库,本工程基坑开挖深度约7m。
各建筑物基本特征详见表1.1,建筑物具体位置详见附录C建筑物与勘探点平面位置图。
受徐州市金博房地产开发有限公司委托,我公司承担了徐州市金博世纪广场项目建筑场地的岩土工程详细勘察任务。
本次拟建建筑物中20F公寓式办公楼、26FSOHO办公楼的工程重要性等级为二级、2~3F商业建筑重要性等级为三级,地下车库工程因兼作人防工程工程重要性等级为二级。
场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,本工程岩土工程勘察等级为乙级,抗震设计类别为丙类。
表1.1拟建建筑物基本特征一览表
楼号
层数
拟采用的结构类型
地下车库
情况
设计
±0.00
拟采用
基础型式
工程重要性等级
1#~4#楼
20F
框架剪力墙结构
地下1F
36.00m
桩基
二级
6#楼主楼
26F
框架剪力墙结构
35.50m
桩基
二级
6#楼裙楼、7#、8#楼
2~3F
框架结构
35.50m
独立基础或筏板基础
三级
5#、9#楼
2~3F
框架结构
36.00m
独立基础或筏板基础
三级
地下车库
-1F
框架结构
独立基础或筏板基础
二级
2勘察目的、任务要求和依据的技术标准
2.1勘察目的、任务要求
按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001(2009年版))及有关强制性条文的规定,对本场地进行详细勘察,应提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数;对建筑地基做出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、地基处理、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
主要进行下列工作:
⑴搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点,基础形式、预计埋置深度,地基允许变形等资料;
⑵查明场地内的不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度等,对可能的断裂错动、震灾等作出分析论证和判定,提出整治方案建议;
⑶查明场地范围内的土层的类型、深度、分布、工程特性和变化规律,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力,提供基础设计、基坑支护设计所需的各种设计参数;
⑷提供地基变形计算参数(不同深度土层的压缩模量值和固结曲线),便于预测建筑物的变形特征;
⑸查明场地内有无古河道、沟浜、墓穴、防空洞等对工程不利的埋藏物,并提出治理措施;
⑹查明场地地下水的埋藏条件、地下水位变化幅度及其主要影响因素。
评价地下水对设计和施工的影响,判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
⑺划分建筑场地类别,划分对抗震有利、一般、不利和危险地段,评价场地的地震效应,提供抗震设计参数;
⑻根据场地岩土工程条件和拟建建筑的综合情况,对地基类型、基础型式、持力层的选择、施工等设计参数提出经济合理的建议和结论;
⑼对可能采用的桩基础方案进行论证,提供桩基础设计所需的岩土技术参数;估算单桩承载力,评价成桩可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响,并提出施工方法和施工中可能遇到的问题的防治措施建议;
⑽查明与基坑开挖有关的场地条件、土质条件、地下水条件和环境条件,对基坑工程提出处理方式、计算参数和支护结构选型的建议。
2.2勘察依据
本次勘察主要遵循并依据下列文件及规范、规程等进行:
⑴甲方提供的《徐州市金博世纪广场项目规划总平面图》
国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版);
国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011);
国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010);
国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008);
国家标准《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);
国家标准《工程测量规范》(GB50026-2007);
行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008);
⑼行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012);
⑽行业标准 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
⑾行业标准《建筑工程地质勘探与取样技术规程》(JGJ/T87-2012);
⑿行业标准《静力触探技术标准》(CECS04:
88);
⒀行业标准《地基动力特性测试规范》(GB/T50269-97);
⒁江苏省工程建设标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》(DGJ32/TJ109-2010)
国家标准《岩土工程勘察安全规范》(GB50585-2010)
我公司质量环境与职业健康安全一体化管理体系文件及作业文件。
3勘察方法和勘察工作量
为了完成勘察任务,达到本次勘察的目的,本次勘察针对场地需要查明的问题采用工程地质调查、工程钻探、静力触探、动力触探、标准贯入试验及室内土工试验等多种勘察方法,相互结合、相互补充、相互验证,具体方法如下:
①不良地质作用及场地稳定性问题:
采用工程地质调查结合本次钻探,收集区域及邻近场地的资料,指导本场地的勘察施工,探测不良地质作用,判定场地的稳定性。
②岩土层结构:
严格按照规范要求,根据建筑物特性、场地岩土工程条件,确定勘探点平面布置和勘探孔深度,采用工程钻探和双桥静力触探相互配合,互相验证。
③岩土层的工程特性、均匀性和承载力:
采用现场鉴别、采取原状土样进行室内试验、原位测试相配合。
④水文地质条件:
为查明场地土层的水文地质条件,采取原状土样进行渗透性试验,为基坑开挖、边坡稳定性和降水方案设计提供水文地质参数。
同时采集地下水和土试样,进行室内水质分析及土的腐蚀性分析,判定地下水和土对建筑材料的腐蚀性。
⑤场地的地震效应和抗震设计参数:
在高层建筑部分5个钻孔内进行覆盖层剪切波速测试,用于测定土层的动力特性,划分建筑场地类别,对抗震有利、一般、不利和危险地段,分析场地的地震效应,提供有关的抗震设计参数。
波速测试方法为单孔检层法,试验点距1m。
本次勘察使用的主要仪器设备型号、性能指标等见表3.1。
表3.1主要施工机械仪器设备一览表
序号
机械设备名称
型号规格
数量
国别产地
制造年份
设备能力
1
车载钻机
DP100-3D
1台
北京
2008
100m
2
液压百米钻机
GXY-1
5台
无锡
2010
100m
3
静力触探车
NKC5090TCT
1台
北京
2010
4
双桥静力触探采集仪
JTY-3A
1套
濮阳
2010
5
常规土工仪器
若干
南京
2008
6
高、中、低压固结仪
WG-1-B
若干
南京
2010
7
直剪仪
SDJ-1A
4套
南京
2010
8
渗透仪
南55
2套
2008
9
中海达GPS
V8RTK
1套
广州
2008
10
波速测试仪
WAVE2000
1套
哈尔滨
2010
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)的有关规定,本次勘察沿拟建建筑物的周边、角点结合地下车库范围及形状布置勘探点,共布置勘探孔99个,详见附录C建筑物与勘探点平面位置图。
本次勘察点测放均采用GPS仪器,坐标采用北京54大地坐标,高程采用黄海高程,各勘探点坐标取自建设单位提供的总规划平面图,BM控制点引自拟建场地东侧煤港路上,点号为BM1~BM2,有钢钉及红漆标记,控制点具体位置详见附录C建筑物与勘探点平面位置图,其坐标及高程见表3.2:
表3.2控制点成果表
点号
X
Y
高程(m)
地理位置
BM1
.465
.718
34.88
位于煤港路西部绿化带边
BM2
.524
.281
34.86
位于煤港路西部绿化带边
本次勘察外业施工自2013年10月12日开始,于2013年10月24日完成外业工作,2013年10月28日完成室内试验工作。
本次勘察实际完成工作量见表3.3。
表3.3本次勘察实际完成工作量统计表
共布置勘探点99个
鉴别孔
1个
进尺:
23m
钻探总进尺
2638.0m
静探总进尺794.3m
静力触探孔
23个
进尺:
511.80m
取土孔
21
进尺:
784.00m
标贯孔
2
进尺:
66.00m
取土标贯孔
31
进尺:
1282.00m
钻探静探对比孔
21个
钻探孔进尺:
483.00m静探孔进尺:
282.50m
外业技术工作
取原状样
186件
岩石试样
22组
标贯试验
58次
取扰动样
55件
动探试验
进尺2.5m
取水试样
3套
外业测量
2组·日
波速测试
5孔/20m
室内试验
常规试验
186组
颗粒分析
63组
低压固结
163组
高压固结
10组
直接快剪
103组
固结快剪
47组
渗透试验
24组
水质分析
3组
土的腐蚀性室内试验
4组
4场地岩土工程条件
4.1地形地貌
拟建场地位于徐州市煤港路与奔腾大道交叉口西南侧,为拆迁场地,地形较平坦,地面标高最大值36.05m,最小值34.71m,相对高差1.34m。
为河流相冲洪积平原地貌单元,地貌形态单一,土层主要由第四系全新统、第四系上更新统冲洪积的粘性土、粉土及粉砂组成。
4.2气象条件
徐州地区属于半湿润、暖温带季风型气候,受东南季风影响较大,年日照时数为2284至2495小时,日照率52%至57%,年均无霜期200至220天,年平均气温15℃,历年最高气温43.3℃,最低气温-18.9℃,四季分明。
年平均降雨量839.4mm,降雨主要集中在每年的7~9月份,最大年降水量1297mm,最小年降水量500.6mm。
气候特点是:
四季分明,光照充足,雨量适中,雨热同期。
四季之中春、秋季短,冬、夏季长,春季天气多变,夏季高温多雨,秋季天高气爽,冬季寒潮频袭。
历年无霜期210天,地区地基土标准冻结深度为24cm,属微冻区,年平均风速3.2m/s,常年主导风向是东风,其次是东北风。
4.3区域地质构造
据区域地质资料,详见图1拟建场地区域地质图,拟建场地及附近存在的断裂主要有:
F28齐良洪-小南望断层,逆断层,走向NE-SW,倾向SE,断层宽10m左右,断面呈舒缓波状。
位于拟建场地西北侧约1.0km处。
F11大孤山-黄山垅断层,正断层,走向NW-SE,倾向SW,断层宽10m左右,两盘产状零乱,断层角砾岩、次生方解石脉发育。
位于拟建场地南侧约2.7km处。
废黄河断裂带,是一条NW向隐伏断裂。
整个断裂由2~3条相互平行的断层构成,宽约2km,其主干断裂在徐州-铜山-睢宁(西部)沿废黄河河曲中轴发育,走向290°~295°,倾向SW。
形成年代为66.07±4.8万年和23.05±1.74万年,属于第四纪早、中更新世活动断裂。
此断裂带为拟建场地附近存在形成最晚的断裂,拟建场地距其北边界最近约3.4km。
以上断裂均为非活动性断裂,该建筑场地内及其附近无全新活动性断裂穿越。
下伏基岩为青白口系土门群(Qntm)页岩及辉绿岩(β2),土门群(Qntm)页岩走向NE,倾向SE,倾角约35°,倾角较平缓。
图1拟建场地区域地质图
4.4土层结构与类型
根据本次勘察揭露并结合区域地质资料,本次勘察深度范围内主要土层,均属第四系全新统(Q4)至第四系上更新统(Q3)沉积物。
其中层⑴为人工堆积土;层⑵~层
为第四系全新统(Q4)新近沉积土;层
~层⑻-1为第四系全新统(Q4)一般沉积土;其中⑻-1为古河道冲积物;层⑼~层⑽土层为第四系上更新统(Q3)老堆积土;层
-1~
层为侵入岩体(β2辉绿岩);层
-1~层
为青白口系土门群(Qntm)的页岩。
现将场地内岩土层自上而下分述如下:
⑴层杂填土(Q4ml):
主要为水泥地面、砖块、砼块、碎石、杂土等建筑垃圾,局部混有少量生活垃圾,成分较杂。
场区普遍分布,厚度:
1.80~4.80m,平均2.73m;层底标高:
30.89~34.06m,平均32.78m;层底埋深:
1.80~4.80m,平均2.73m。
⑵层粉土(Q4al+pl):
灰黄色,湿,稍密,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。
场区普遍分布,厚度:
0.30~2.60m,平均1.42m;层底标高:
30.07~32.22m,平均31.49m;层底埋深:
3.10~5.00m,平均4.03m。
⑵-1层粉质粘土(Q4al+pl):
灰黄色,软塑,局部可塑,稍有光泽,干强度低,韧性低。
分布不均匀,厚度:
0.30~2.10m,平均0.77m;层底标高:
28.67~31.53m,平均30.69m;层底埋深:
3.40~6.70m,平均4.80m。
⑶层粉土(Q4al+pl):
灰黄色~灰色,湿,稍密~中密,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。
场区普遍分布,厚度:
0.50~3.70m,平均2.09m;层底标高:
26.31~30.89m,平均28.80m;层底埋深:
4.80~9.00m,平均6.72m。
⑷层淤泥质粘土(Q4al+pl):
灰色,软塑,局部流塑,稍有光泽,干强度低,韧性低;底部夹薄层粉土,灰色,稍密,无光泽反应,干强度低,韧性低。
场区普遍分布,厚度:
0.40~3.80m,平均1.94m;层底标高:
25.24~29.31m,平均26.94m;层底埋深:
5.70~10.10m,平均8.59m。
-1层粉土(Q4al+pl):
灰黄色~灰色,很湿,稍密~中密,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。
场区东部局部分布,主要分布于场地东北部,该层分布区⑸层缺失、自西往东⑷层渐薄,厚度:
1.50~3.90m,平均2.77m;层底标高:
24.94~26.77m,平均25.92m;层底埋深:
8.10~10.50m,平均9.24m。
⑸层粉土夹粉质粘土(Q4al+pl):
灰色,湿,稍密~中密,含有少量贝壳及植物根系,局部夹薄层粉质粘土,摇震反应迅速,无光泽反应,干强度低,韧性低。
场区普遍分布,厚度:
0.50~2.40m,平均1.30m;层底标高:
24.35~26.27m,平均25.42m;层底埋深:
9.00~11.50m,平均10.17m。
⑹层粘土(Q4al+pl):
灰色~灰黄色,可塑,局部软塑,有光泽,干强度中等,韧性中等。
场区普遍分布,厚度:
1.10~4.70m,平均2.30m;层底标高:
22.43~24.61m,平均23.22m;层底埋深:
10.10~13.20m,平均12.30m。
⑺层粘土(Q4al):
褐黄色,硬塑,局部可塑,含铁锰氧化斑,底部含少量砂姜,有光泽,干强度高,韧性高。
场区普遍分布,厚度:
1.10~4.00m,平均2.16m;层底标高:
18.90~22.44m,平均21.06m;层底埋深:
13.00~16.50m,平均14.45m。
⑻-1层粉砂(Q4al+pl):
黄色,饱和,密实,主要矿物成分为石英、长石,级配差,次园状,含粘量中等。
主要分布于场地东半部,为古河道内沉积物,厚度:
1.60~6.00m,平均4.07m;层底标高:
15.61~18.50m,平均17.08m;层底埋深:
17.40~19.50m,平均18.34m。
层粉质粘土(Q4al+pl):
灰黄色,可塑,局部含有少量砂质,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。
场区普遍分布,受古河道冲刷剥蚀,场地东半部多缺失,厚度:
1.80~5.30m,平均4.46m;层底标高:
15.88~17.33m,平均16.41m;层底埋深:
18.30~19.80m,平均19.23m。
⑼层含砂姜粘土(Q4al+pl):
褐黄色,硬塑,含砂姜、钙质结核,砂姜粒径0.5-6.0cm,含量约20%,含少量铁锰结核,有光泽,干强度高,韧性高。
场区普遍分布,厚度:
4.60~6.60m,平均5.37m;层底标高:
11.02~12.14m,平均11.54m;层底埋深:
23.80~24.50m,平均24.07m。
⑽层粘土(Q4al+pl):
棕黄色~棕红色,硬塑,含铁锰结核,局部富集,该层底部偶含碎石块,有光泽,干强度高,韧性高。
场区普遍分布,厚度:
4.70~8.10m,平均6.16m;层底标高:
3.13~6.81m,平均5.37m;层底埋深:
29.00~32.10m,平均30.23m。
-1层全~强风化辉绿岩(β2):
灰绿色~灰黑色,结构基本破坏,中粒结构,块状构造,主要矿物成分为长石、辉石,含少量橄榄石、黑云母,局部见长石斑晶,极软岩、极破碎,岩体基本质量等级为Ⅴ级。
为侵入岩体,分布于场地西北部,厚度:
4.30~6.40m,平均5.49m;层底标高:
-1.04~1.81m,平均0.16m;层底埋深:
34.00~36.60m,平均35.60m。
层中风化辉绿岩(β2):
灰绿色~灰黑色,中粒结构,柱状构造,主要矿物成分为长石、辉石,含少量橄榄石、黑云母,局部见长石斑晶,岩体较完整,属软岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
为侵入岩体,分布于场地西北部,本次勘察未揭穿。
-1层全~强风化页岩:
灰黄色、紫红色,全~强风化,结构基本破坏,泥质结构,页理状构造,裂隙较发育。
受侵入岩影响,场地西北部缺失,厚度:
0.70~7.00m,平均2.52m;层底标高:
-1.20~5.15m,平均2.79m;层底埋深:
30.20~37.00m,平均32.79m。
层中风化页岩(Qntm):
灰黄色~紫红色,中等风化,泥质结构,页理构造,裂隙较发育,局部夹薄层状砂质页岩,砂质页岩在钻孔50#、51#、64#揭露,砂质含量较高;岩层走向为NE,倾向SE,倾角35°左右,岩体较完整,属软岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
该层本次勘察未揭穿。
该场地各土层分布情况详见本报告附录D工程地质剖面图、附录E钻孔柱状图及附录F静力触探曲线柱状图。
4.5水文地质条件
本次勘察处于枯水季节,本次勘察深度范围内揭露的主要含水层有
层杂填土、⑵层粉土、⑶层粉土、
-1层粉土、
粉土及
-1层粉砂。
上部的
层杂填土、⑵层粉土、⑶层粉土、
-1及
粉土地下水类型为第四系潜水,主要受大气降水及地表径流补给,排泄方式以自然蒸发及侧向渗流为主,根据本次勘察对地下水位的观测,潜水含水层的地下水位及标高见表4.1;
-1层粉砂为承压水,根据本次勘察21#孔分层止水测得承压水稳定水位埋深为3.10m,相应稳定水位标高为32.57m,承压水头高度约11.0m。
拟建建筑设计±0.00为35.50m~36.00m,室外地面标高约35.00m,场地东侧煤港路中心标高约35.15m,北侧奔腾大道路中心标高约35.20m,建议抗浮设计水位按34.00m考虑。
根据地区经验,场地内潜水水位、水量随季节和地区降水量的变化而变化,变化幅度1.0~2.0m左右。
表4.1初见水位及稳定水位情况
测量阶段
数据
个数
水位埋深(米)
水位标高(米)
最小值
最大值
平均值
最小值
最大值
平均值
初见水位
33
1.40
2.50
1.89
33.24
34.10
33.72
稳定水位
33
1.70
2.90
2.22
33.07
33.70
33.39
4.6场地水土的腐蚀性评价
拟建场地及附近未发现污染源,拟建场地环境类型为Ⅱ类。
按照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)第12.1节的要求,根据本次勘察所取水样室内水质分析试验结果(附录K水质分析报告),判定地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在长期浸水条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性,在干湿交替条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性。
根据本次勘察所取土样的土的腐蚀性室内试验结果(详见附录L土的腐蚀性室内检测报告),判定该场地地下水位以上的土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。
5场地稳定性和适宜性评价
5.1场地稳定性评价
根据区域地质资料,拟建场地内及其附近无全新活动性断裂穿越,本场地在区域地质上是稳定的。
5.2场地和地基的地震效应
根据《中国地震动参数区划图A1》和《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)附录A,徐州市抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计地震分组属第二组。
根据本次勘察揭露,结合区域地质资料,本场地覆盖土层厚度约为30m,通过对场地进行的土层剪切波速的实测(实测结果参见本报告附录N地基土层剪切波速测试报告),各土层剪切波速统计详见表5.1,本场地地基土层等效剪切波速Vse=171.30~178.41m/s,平均为175.09m/s。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)表第4.1.3条和第4.1.6条有关规定,拟建场地建筑类别为Ⅱ类,设计特征周期为0.40s。
表5.1各土层实测剪切波速统计
层号
①
②
②-1
③
④
⑤
土层
杂填土
粉土
粉质粘土
粉土
淤泥质粘土
粉土夹粉质粘土
30#
143.16
137.75
115.72
164.67
116.60
166.01
50#
148.71
149.86
\
150.16
124.67
162.75
69#
147.19
149.25
124.69
143.41
132.29
170.82
73#
138.59
139.82
113.79
160.92
130.91
165.90
90#
147.45
139.72
125.56
173.03
122.97
149.94
平均
值
145.02
143.28
119.94
158.44
125.49
163.08
层号
⑥
⑦
⑧-1
⑧
⑨
等效剪切波速
(m/s)
土层
粘土
粘土
粉砂
粉质粘土
含砂姜粘土
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