兰州市区安宁勘察报告.docx

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兰州市区安宁勘察报告

甘肃奇正实业集团公司安宁项目

岩土工程勘察报告

1.工程概况

1.1任务来源

受甘肃奇正实业集团公司的委托，由兰州市城市建设设计院承担了该公司拟建安宁项目的详细岩土工程勘察工作。

1.2工程简述

拟建项目位于兰州市安宁区高新技术开发区，南侧为规划道路，北侧道路正在建设中，东临已建532#路。

勘察项目包括行政办公楼（18F）、宿舍（6F）、食堂（2F）、研发中心（2F）、多功能厅（3F）及成品库房、标准车间、原料库房等，均为1层（详见勘探点平面布置图），其他资料和数据不详。

1.3任务要求

1.3.1查明场地地层结构、分布、厚度及岩土的物理力学性质，并对地基的稳定性及承载力作出评价；

1.3.2判明场地有无影响工程稳定性的不良地质作用；

1.3.3提供地区抗震设防烈度，划分场地土类型和建筑场地类别；

1.3.4查明地下水的埋藏条件，并对水、土进行腐蚀性评价；

1.3.5对地基与基础方案提出建议等。

1.4勘察依据

1.4.1《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）；

1.4.2《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）；

1.4.3《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；

1.4.4《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）；

1.4.5《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

1.4.6《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）；

1.4.7《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；

1.4.8《湿陷性黄土地区建筑规范》（GBJ50025-2004）；

1.4.9工程地质手册（第四版）等有关规程规范。

1.5勘察工作量

根据上述规范规程的有关规定及本工程的具体任务要求，本次勘察布置并完成如下工作量：

1.5.1勘探孔40个，深度9.70～34.50m，总计进尺683.10m米；

1.5.2采取颗粒分析试样34件，击实试验3件，地下水样2件，易溶盐分析试样6件；

1.5.3重型动力触探试验9孔8.20m，标准贯入试验12孔65次；

1.5.4波速试验2孔共计35个测点；

本次勘察基本沿拟建建筑物周界进行布孔，外业钻探工作于2010年10月1～16日完成，完成勘探孔40个（详见附件：

勘探点一览表和地层统计表），于2010年10月末提供全部成果资料。

2.场地岩土工程条件

2.1自然地理概况

兰州地区的地形以黄土丘陵为主，次为黄土梁峁，基岩山区和黄河阶地。

阶地与干沟发育，本区黄土广布，基岩多沿沟出露。

兰州地区地处中纬度大陆内部，为温带半干旱大陆性季风气候，兰州市海拔高度一般为1500~2000米左右，总的气候特点是：

日照充足，光能富裕，气候差异明显，降水量少，地域差异大，四季分明。

据兰州中心气象台，本区年平均气温为9.8℃，最冷月为一月份，月平均气温为-6.4℃，最热月为七月份，月平均气温为22.2℃，极端最高气温为39.8℃，极端最低气温为-19.7℃，气温年较差为29.1℃，年平均日较差为13.4℃，这样高的年较差和日较差，突出地反应了本区大陆气候的特点。

地面平均冻结日期为11月29日，解冻日期2月5日，最大冻土深度以一月份为最高，达103厘米。

夏季的东南风是本区水汽的主要来源，但到达本区已是强弩之末，因此年降水量仅311.7毫米。

且集中在七、八、九三个月，并常以暴雨的形式出现，地表组成又有利于水份渗透，沟谷多为暂时性流水，特别是发生大雨、暴雨时，常形成山洪。

虽有黄河过境，但年蒸发量达1446.4毫米，干燥度达1.78。

2.2地形地貌

勘察场区位于兰州市安宁区高新技术开发区，南侧为规划路，北侧道路正在建设中，东临已建532#路。

地貌单元属黄河北（左）岸Ⅱ级阶地，地面标高介于1544.98~1549.64m之间，整体地形南低北高，场区地形平坦，交通便利，施工条件较好。

2.3地层特征

根据现场钻探揭示表明，场区地层结构较为简单，钻探所达深度范围内，上部为第四纪全新统（Q4）冲洪积碎屑沉积物，以素填土、粉细砂、粉质粘土及卵石组成，下部为第三系基岩（泥岩）。

其地层岩性分述如下：

2.3.1素填土（Q4ml）：

层厚0.50～2.50m，以黄褐色粉土为主，含有角砾及少量植物根须等，结构松散，人工回填而成，稍密，稍湿。

2.3.2粉细砂（Q4al+pl）：

揭示层厚1.80~15.40m，褐黄色，粉细砂粒为主，砂质不纯，夹有个别圆砾，局部夹有薄层粉质粘土，稍密，稍湿。

2.3.3粉质粘土（Q4al+pl）：

层厚1.50～6.40m，黄褐色，粘粒为主，粉粒次之，具微弱水平层理，局部与粉细砂呈交互状产出，稍密，稍湿～湿。

该层厚薄不均，含砂量、含水量较大，建议按Ⅰ级非自重湿陷性考虑。

2.3.4卵石（Q4al）：

顶板埋深11.40～16.40m，顶板标高介于1532.56～1534.17m。

青灰色~杂色，亚圆形，石质坚硬，主要成份为变质岩、花岗岩、石英岩等，骨架颗粒含量约占55%以上，余为混砂充填；初见时粒径较小，含砂量较大，随深度粒径增大，密实度提高，夹有细砂薄层，含大漂石。

稍密～中密，稍湿～湿~含水。

2.3.5泥岩（N）：

仅在15、25号勘探孔中揭示出，褐红色，顶板埋深21.80~22.60m，标高变化于1525.39~1525.47m之间，泥质结构，上部呈强风化，遇水易软化，半成岩状，形成于干旱气候下的氧化环境中，结构致密。

2.4地下水

勘察期间场区内存在地下水，水位埋藏深度为19.60～20.10m，标高介于1527.59～1527.97m，属黄河阶地潜水类型，含水层为下部卵石层，由西北向东南方向流动，汇入黄河。

补给来源主要为黄河水、大气降水及上游地下水等，地下水水位变化幅度约为±2m，卵石层的渗透系数可按100m/d考虑。

3.岩土工程试验与测试分析

3.1击实试验

对采取的砂试样进行重型击实试验表明，粉细砂层的最大干密度介于1.88~1.89g/cm3，平均值为1.88g/cm3，最优含水量介于8.5~8.7%，平均值为8.6%（详见附件：

土壤击实试验报告单）。

3.2水质分析试验

现场取地下水试样2组，进行室内水质分析试验，试验结果统计见表1（详见附件：

水质分析报告）。

表1水质化学指标统计表

PH

总碱度

总硬度

暂时硬度

游离CO2

侵蚀CO2

me/l

mg/l

7.0~7.1

1.4~2.4

19.4~20.3

0.6~1.6

0

2.2~19.8

Mg2+

Ca2+

Cl-

SO42-

HCO3-

CO32-

mg/l

141.6~142.8

152.0~168.0

1899.3~1927.7

1099.2~1483.2

61.0~128.1

18.0~24.0

根据《岩土工程勘察规范》依据Ⅰ类环境类别判定：

场区地下水对混凝土结构具中等腐蚀，对钢结构具中等腐蚀。

3.3易溶盐试验

本次勘察共完成了6件土试样的室内易溶盐分析，其结果统计见表2（详见附件：

土样易溶盐分析报告）。

表2易溶盐试验结果统计表

PH

可溶性固体

Na++K+

Ca2+

Mg2+

mg/kg

6.3~6.6

0.1~0.3

23.0~529.0

80.0~240.0

84.0~132.0

CO32-

HCO3-

CL-

SO42-

NO3-

mg/kg

0

366.0~723.0

71.0~142.0

528.0~1968.0

0

根据《岩土工程勘察规范》依据Ⅲ类环境类别判定：

场区土层对混凝土具微~弱腐蚀，对钢筋具微腐蚀。

3.4颗粒分析

经对场区砂层进行颗粒分析，统计结果见表3。

表3颗粒分析组成统计表

指标

项目

颗粒组成（%）

＞0.075mm

0.075-0.005mm

<0.005mm

系统个数

34

34

34

最大值

87

42

12

最小值

54

4

2

平均值

71.8

21.5

6.7

标准差

8.822

8.955

2.419

变异系数

0.123

0.416

0.361

根据室内颗粒分析结果表明，道路沿线上部地层主要以粉细砂为主要成分组成。

3.5标准贯入试验

本次勘察过程中，对粉细砂进行了标准贯入测试，测试结果统计见表4。

表4标准贯入试验成果统计表

类型

实测锤击数N

校正后锤击数N

统计个数

65

65

最大值

17

13.7

最小值

5

5

平均值

10.9

9.4

标准差

2.862

1.968

变异系数

0.263

0.209

根据对粉细砂层中进行标准贯入测试表明，其击数变化较大，整体上随深度逐渐增大，说明该地层随深度增加密实度逐渐增大。

3.6重型动力触探试验

为了确定场区内卵石层的密实度，现场进行了重型动力触探试验（详见附件：

动力触探试验曲线、动力触探试验统计表），表明场区卵石层呈稍密～中密状态，且随深度增加，密实度提高，统计结果见表5。

表5重型动力触探试验结果统计表

岩土

名称

项次

重型动探（实测）

N63.5（击/10cm）

重型动探（修正）

N63.5（击/10cm）

卵石

统计个数

82

82

最大值

65

28

最小值

14

10

平均值

39.2

19.4

标准差

13.404

4.751

、

变异系数

0.344

0.245

3.7基岩风化程度划分

根据波速测试结果，一般情况下，基岩（泥岩）在层面顶板0～8m范围内，剪切波速Vs<500m/s，8m以下剪切波速一般Vs>500m/s，结合钻进过程中的岩芯采取率，综合判定：

基岩强风化厚度按8m考虑。

4.场地岩土工程评价

4.1场地稳定性和适宜性评价

勘察场区地处黄河北（左）岸Ⅱ级阶地上，地形平坦，地层分布稳定，无全新活动断裂及崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象存在，适宜进行工程建设。

4.2持力层选择

4.2.1根据现场勘察揭示，上部素填土厚度较薄，层位不稳定，物理力学性质较差，不宜做拟建建筑物的基础持力层。

4.2.2粉细砂层厚度较大，层位稳定，物理力学性质较好，可以做拟建建筑物的基础持力层。

4.2.3场区卵石层埋深浅，厚度大，层位稳定，承载力高，岩土力学性质均匀，是场区内良好的基础持力层。

4.2.4场区第三系基岩（泥岩）层位稳定，性质均匀，是良好的基础持力层和下卧层。

4.3基础类型选择

4.3.1多层建筑

对于层高为1~3层的多层建筑（食堂、研发中心、多功能厅及车间等），基础型式可采用浅基础，如条形基础或独立基础，均以粉细砂层为基础持力层，卵石层亦可做为基础持力层。

宿舍（6F）基础型式建议采用桩基础，持力层选择卵石层。

4.3.2高层建筑

拟建行政办公楼为18F，根据拟建物的特点，结合场区地层分布情况，可设计桩筏（桩箱）基础，以卵石层为基础持力层。

桩的极限侧阻力标准值qsik和桩的qpk建议值见表6。

表6桩的极限侧阻力标准值和桩的极限端阻力标准值

地层

人工挖井桩（KPa）

钻孔灌注桩（KPa）

qsik

qpk

qsik

qpk

素填土

20

20

粉细砂

40

40

粉质粘土

60

60

卵石

130

3500

150

3000

泥岩

强风化

qik=80KPa，天然状态单轴抗压强度Ra可按1.5MPa考虑

中等风化

qik=140KPa，天然状态单轴抗压强度Ra可按3.0MPa考虑

采用以上基础方案时，应注意下列问题：

①本报告建议的极限端阻力标准值是查表初步估算的，施工前应在现场进行压桩试验，桩基参数必要时根据试验结果作适当调整。

②桩基工程正式施工前，应在现场试桩，以核实施工条件，核实相应的桩尖标高，核实单桩承载力。

③井桩开挖注意施工安全，应采取必要的安全支护措施。

4.4地基土承载力特征值及压缩（变形）模量

根据现场原位测试及室内土工试验，结合当地建筑经验，综合考虑环境条件和拟建工程特点，推荐各层土的地基承载力特征值fak见表7。

表7地基土承载力特征值及压缩（变形）模量

地层名称

fak（KPa）

Es（E0）（MPa）

素填土

80

5.0

粉细砂

200

18.0

粉质粘土

150

10.0

卵石

500

45.0

泥岩

`

强风化

400

40.0

中等风化

600

60.0

4.5基坑开挖措施建议

高层建筑基坑开挖应进行适当放坡，考虑到上部地层主要为回填土及粉细砂层，稳定性较差，应分级放坡开挖，分级处设过渡平台，对放坡坡面及坡顶一定范围内宜采用土工薄膜覆盖、抹面、挂网（钢丝或铁丝网）喷锚等措施保护，以保证基坑的稳定性。

放坡坡率建议值：

1:

0.75~1:

1.00。

5.场地地震效应评价

5.1抗震设计条件

按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版）的有关规定，兰州地区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，建筑设计特征周期为0.40s，设计抗震分组第二组。

依据波速测试结果，经计算本场地土层等效剪切波速为240.7～244.2m/s，属中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类，

5.2建筑抗震地段划分

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（2008年版），工程场区地质条件良好，地形开阔，无全新活动断裂及崩塌、滑坡、泥石流等不良地质现象存在，从抗震角度划分，属对建筑抗震有利地段。

5.3地震液化判定

场地内不存在可液化地层。

6.结论及建议

6.1拟建工程位于黄河北（左）岸Ⅱ级阶地上，地层分布稳定，无全新活动断裂发育及不良地质现象存在，适宜进行工程建设。

6.2多层建筑（食堂、研发中心、多功能厅及车间等），基础型式建议采用浅基础，如条形基础或独立基础，均以粉细砂层为基础持力层。

宿舍楼（6F）基础型式建议采用桩基础，持力层选择卵石层。

行政办公楼（18F）建议设计桩筏（桩箱）基础，以卵石层为基础持力层。

6.3高层建筑基础设计应加强对卵石层的变形验算，采用人工挖井灌注桩基础时，应采取相应安全措施，确保施工安全。

6.4场区地下水埋藏较深，若基础置于上部卵石层中，施工开挖可不考虑地下水对工程的影响；若基础设计标高底面低于地下水标高时，在施工前需进行井点降水或集中降水，也可采用边挖边抽的降水措施，卵石层的渗透系数按K=100m/d考虑。

6.5场地内粉质粘土层厚薄不均，含砂量、含水量较大，建议按Ⅰ级非自重湿陷性土层考虑。

6.6场区土层对混凝土具弱腐蚀，对钢筋具微腐蚀。

6.7基础型式采用浅基础时，在施工和建筑物使用期间应避免地表水渗入粉细砂层，以免影响基础的稳定。

6.8从抗震角度划分，场区属对建筑抗震有利地段。

综合评定，场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为Ⅱ类。

6.9兰州地区最大冻土深度103cm。

6.10勘探点高程引自已知高程点，其值为1550.016m。

7.附件

7.1勘探点平面布置图1张；

7.2工程地质剖面图16张；

7.3钻孔柱状图40张；

7.4波速测试成果图2张；

7.5波速测试及计算表2张；

7.6动力触探试验曲线9张；

7.7动力触探试验统计表3张；

7.8标准贯入试验统计表2张；

7.9土颗粒分析结果表2张；

7.10土壤击实试验报告单3张；

7.11水质分析报告1张；

7.12土样易溶盐分析报告1张；

7.13勘探点一览表2张；

7.14地层统计表5张。