高平前和育苗基地实验室官及库房岩土工程勘察.doc

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1、1. 工程概况1.1 概述高平前和煤业农工商开发有限公司（甲方）计划新建育苗基地实验室及库房。拟建场地位于高平市原村乡秦城村南侧矿区公路旁，该建筑为三层楼房，预计采用独立基础，钢筋仝结构。为了查明拟建场地的工程地质、水文地质条件，为基础设计及施工提供必要的地质资料。受甲方委托，我单位对拟建场地进行了勘察。外业钻探、取样、室内土工试验工作于2013年10月2日开始至2013年10月13日结束。资料整理及报告编制工作于2013年10月15日完成。1.2勘察目的与要求根据场地条件并结合建筑物的特点和设计要求，按GB50025-2004和GB50021-2001，本次勘察的主要任务如下：1.2.1查明

2、不良地质现象的成因、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。如是否存在湿陷性黄土地基，软土地基及古河道等。1.2.2查明建筑物范围内各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价建筑物的稳定性和承载力，提供地表土的最大冻结深度，对建筑物基础形式提出建议。1.2.3对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的沉降，差异沉降或整体倾斜。1.2.4查明地下水埋藏条件、水位变化幅度与规律、提供地层的渗透性。判定地下水对混凝土的侵蚀性。1.2.5提供建筑场地地震基本烈度，划分场地土类型，场地类别及提供场地土的卓越周期。分析预测地震效应

3、，判定饱和砂土和饱和粉土的地震液化，并应计算液化指数。1.2.6判别地基土是否具有湿陷性，湿陷性类型及湿陷等级。提出湿陷性黄土地基的处理措施。2.勘察工作2.1 勘察工作依据的规范及技术标准本次岩土工程勘察与评价主要按下列国家规范及标准执行。2.1.1岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009修订版2.1.2湿陷性黄土地区建筑规范（GB500252004）2.1.3建筑地基基础设计规范（GB500072002）2.1.4建筑边坡工程技术规范（GB503302002）2.1.5建筑地基处理技术规范（JGJ79-2012）2.1.6建筑抗震设计规范（GB50011-2001）2.1.7建

4、筑桩基技术规范（JGJ942008）2.1.8建筑工程地质钻探技术标准（JGJ87-92）2.1.9土工试验方法标准（GBT501231999）2.1.10建筑工程勘察文件编制标准（DBJ04-248-2006）2.1.11建筑地基基础勘察设计规范（DBJ04-258-2008）2.1.12建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）2.2勘察方法及完成工作量2.2.1勘探点的布置及勘察要点（1）勘探点平面布置按详勘阶段要求结合场地条件布置。（2）勘探点深度：控制孔平均深度15米，一般孔平均深度12米。（3）考虑到目前国内勘察现状，原位测试受人为因素的影响最小，可靠性较高。如果和钻探配

5、合能达到很好的效果。按国标GB50021-2001，在有经验的地区，可以原位测试为主。根据场地土质条件，本次勘察地基评价原则上以原位测试为主，有助于缩短勘察周期，提高勘察质量。根据场地土质特点，原位测试采用标准贯入试验。（4）勘察重点是查明持力层及下卧层的地层分布和性状。2.2.2 勘察方法根据拟建工程的特点和地层情况，本次勘察主要采用钻探、原位测试和地区经验相结合的方法进行综合评价。（1）钻探：采用XY-1型工程钻机，薄壁钻头锤击钻进，取样孔采用无水钻进。钻探具体方法按JGJ87-92。（2）原位测试（GB50021-2001）：根据场地土质特点，原位测试采用标准贯入试验。具体方法按（GB5

6、0021-2001）。2.2.3 土工试验 常规试验本次勘察室内土工试验均按土工试验方法标准（GB/T50123-1999）进行试验；所有原状土样均进行了常规项目试验。固结试验为评价地基土的压密状态和实际受力工作状态下的压缩变形指标，各土层原状样均进行了固结试验，固结压力均加压至200kPa。3. 工程地质条件3.1 区域地质构造本区位于太行大断裂带的南部，由于受燕山运动的影响，生成了大小不等的褶皱构造，其中以北北东向大褶皱带纵贯全市外，在市区以北呈现为同向的短轴背向斜构造，市区以南的同向短轴褶皱构造表现很少。断裂构造推测有北东向断裂线通过市区中部。 3.2 场地地形、地貌拟建场地地貌特征属于

7、低山黄土丘陵区河流冲积黄土地貌。地基土主要由表层杂填土、第四系砂砾石层、黄土等地层组成。拟建场地原为空地，地势相对较为平坦。孔口高程假设场地东部已建办公楼外围散水面0点883.00米。3.3 不良地质作用根据山西省1：20万地形地质图及周边地质调查，没有活动性断裂、滑坡等不良地质作用。拟建场地位于煤矿区，采空区评价需专门进行。3.4 岩土类型及分层特性按土的成因类型、沉积时代，岩性特征及物理力学性质，根据钻孔现场编录资料，勘探深度内地层可划分为以下五层，由新至老分述如下：第一层杂填土：全场分布，厚度不大，为近期人工堆积。层底埋深（标高）：0.5 1m（883.00882.00 m）。厚度0.5

8、1m，平均厚度0.75m。由煤矸石、砖块、建筑垃圾等杂质夹粘性土组成。第二层砂砾石层（Q4）：新近河床冲积物，全场分布。层底埋深（标高）：0.53.9m（882.00879.50 m）厚度0.53.9m，平均厚度2.2m。杂色、土黄色，砾石成分为砂岩、灰岩。最大直径20cm，稍密，分选及磨圆度一般。动探击数N63.5=68击。第三层粉土（Q3）：全场分布。层底埋深（标高）：1.65.5m（881.40877.50m）厚度3.03.5m，平均厚度3.25m。湿陷性黄土，浅黄色，大孔隙结构，土质均匀，含砂砾。标贯击数N=69击。风积，褐黄色。稍湿，较密，具大孔结构,往下孔隙明显减少。见白色菌丝状钙

9、质网纹夹钙质结核。土质疏松且不均匀。属于高压缩土，标贯击数N=69击。第四层粉质粘土（Q2）：全场分布。层底埋深（标高）：5.514.3 m（877.50867.70m）厚度58.8m，平均厚度6.9m。浅黄色，可塑状，土质较均匀密实，含铁锰质结核。夹钙质结核。标贯击数N=913击。以上各层土的空间组合及层位关系详见工程地质剖面图4. 水文地质条件4.1 区域性气象概况受地形和季风的综合影响，本区气候属北暖温带半湿润大陆性季节气候区，年平均气温9.611.4，一月零下16，七月30。年降水量约537658，霜冻期自10月上旬至次年4月中旬，无霜期160天。4.2 地下水概况勘探深度内揭露地下水

10、类型为第四系松散岩类孔隙潜水。勘察时混合稳定地下水位5m左右。含水层为第层粉质粘土，水位年变幅1.0m。主要接受大气降水垂直入渗补给。水位受降雨和周边抽降水影响明显。勘察期间为丰水期。地下水位距基础较远，不考虑地下水的影响。水文地质条件简单。5. 地震效应5.1 地段类别根据场地地形、地貌和岩土特性，按GB50011-2001，本场地可视为可进行建设的一般场地。5.2 抗震设计参数拟建勘察场地建筑物的抗震设计参数，按建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）的规定：建筑场地抗震设防烈度：6度；设计基本地震加速度：0.05g；设计地震分组：第三组；建筑场地覆盖层厚度：d=3-50米；估算土层

11、等效剪切波速值为250Vs150m/s，场地土为中软土。建筑场地类别 ：类场地；建筑物设计特征周期：0.45s。6. 岩土工程分析评价6.1 岩土工程评价及推荐参数拟建场地地基基础设计等级为丙级。按建筑地基基础设计规范（GB500072002），该建筑物应作变形验算。根据原位测试结合外业编录，建议变形参数如下：层粉土： =17.0KN/m， e=0.90， Es=4.0MPa。层粉质粘土：=19.0KN/m， Il=0.20， Es=6.0MPa。6.2 地基均匀性和承载力评价拟建场地原为空地，各层土分布普遍，厚度稳定。层面坡度小于10%。标贯击数在平面上差异不大，仅地基土的状态有所变化。因此

12、综合评定天然地基为较均匀地基。影响黄土承载力的主要因素为土的堆积时代、土性指标和地下水埋藏条件。根据地基基础的设计等级、岩土条件并结合地区经验综合确定的地基承载力特征值如下：第层砂砾石层：fak=150 KPa 第层粉土：fak=120 KPa 第层粉质粘土：fak=170 KPa6.3 土的腐蚀性评价场地环境类别按III类考虑。场地及周边无污染源存在。据土的可溶盐检验报告，环境类型土对混凝土结构腐蚀评价如下：（1）硫酸盐（）含量166/， 镁盐（）含量42/，铵盐（）含量0.0/。 结论：环境类型土对混凝土结构腐蚀等级为微。（2）按地层渗透性影响的土对混凝土结构腐蚀性评价：场地地层渗透性类型

13、：弱透水型，值7.9 结论：地层渗透性土对混凝土结构腐蚀等级为微。（3）土对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价（）含量35/。结论：土对钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀等级为微。（4）土对钢结构腐蚀性评价值7.9， 结论：土对钢结构腐蚀等级为微。7. 地基方案分析评价7.1 场地适宜性和地基的稳定性据收集山西省1/20万地质图和现场调查，场地及附近无全新活动性断裂、滑坡等不良地质作用，可以进行本工程建设。7.2 天然地基强度分析根据场地工程地质条件和建筑物特性分析，整平标高为现自然地坪，基础埋深自室外标高算起，预估埋深至少-1.5m。如果采用天然地基，层土为直接持力层，根据勘察结果分析：第层土为第四

14、系砂砾石层，较密实，综合确定fak =150KPa，层以下土的物理力学性质较好。综合以上分析，除杂填土外，天然地基为良好地基。回填区域杂填土必须清除。7.3 场地湿陷类型及地基湿陷等级分析为了准确评价场地黄土湿陷性，本次勘察人工挖掘探井取级土样进行了湿陷性分析。根据探井土工试验结果，结合钻探资料分析，本场地湿陷性土层最大厚度4.5m，最大湿陷系数 ，湿陷程度为中等。自重湿陷量计算值zs=0.0mm。湿陷量计算值s mm。按GB50025-2004判定为非自重湿陷性场地，湿陷等级为级。7.4 地基液化分析拟建场地水位以下以粘性土为主。按GB50011-2001，不考虑液化影响。8.地基与基础方案

15、8.1地基条件分析拟建场地地形平坦，地貌类型单一。地下水埋藏深，土层坡度不大为均匀地基。场地为非自重湿陷性场地，湿陷等级为级。综上所述，本场地地基处理的主要目的是消除地基湿陷性，提高地基承载力并减少建筑物的变形。 8.2地基方案选择根据GB50025-2004规定，丙类建筑，当地基湿陷等级为级时，对多层建筑，地基处理厚度不应小于1米，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力不应小于100 kPa。以此原则分别对以下几种地基处理方案进行分析。8.2.1换填法(大换土)据土工试验结果，拟建场地层土为湿陷性黄土，最大深度4.5m，全部挖除，土方工程量大且不经济。部分换填不安全。8.2.2强夯法成本较低

16、，施工周期短。拟建场地周边空旷，表层为砂砾石层，可以采用该方案。雨季施工地基土含水量要偏高，易出现橡皮土。8.2.3挤密法(灰土挤密桩)灰土挤密桩地基是灰土桩与桩周围被挤密土共同组成的复合地基。如果保证施工质量能全部消除黄土湿陷量，使承载力提高1倍左右。如果雨季施工，被加固土层的含水量可能偏高，宜采用晾干或其它措施适当降低加固土层的含水量在挤密成孔的适宜含水量范围内。该方案的主要问题是，灰土桩属于柔性桩。如果施工质量把握不好（桩体压实系数、灰土质量、施工技术等），对于建筑可能会造成后期沉降过大的情况。8.3推荐地基加固方案8.3.1灰土垫层方案设计根据场地土质条件和构筑物特点，为了提高垫层土的

17、承载力及增强土的水稳性，建议采用整片灰土垫层进行处理。压实系数不小于0.95。垫层的厚度和宽度应满足下卧土层的承载力和基础底面应力扩散的要求。按GB50025-2004：当地基湿陷等级为级时，对多层建筑，地基处理厚度不应小于1m，且下部未处理湿陷性黄土层的湿陷起始压力值不宜小于100KPa。根据场地土质条件和建筑物特点，建议对基底下黄土进行换填处理。换填材料可采用3:7灰土，压实系数不小于0.95。理论上灰土垫层的承载力在保证施工质量的情况下（压实系数）可达到250 kPa。为了减小基底压力并考虑一定的安全储备，建议基础类型设计为筏板。垫层的设计、施工及检验按有关规范执行。具体处理方案推荐如下

18、：（1）局部处理方案：灰土垫层的作用是作为持力层使用，其目的主要是提高地基承载力，改善地基应力扩散，增强地基稳定性，防止地基受水浸湿产生侧向挤出。换填厚度不小于1m，每边放宽不小于0.5m。该方案无防水、隔水作用。应采取结构措施和基本防水措施。（2）整片处理方案：整片处理的目的是增强地基土的水稳性，起防水作用。按黄土规范处理厚度不小于1m，每边外扩不小于2m。灰土垫层应用较广其特点是材料低廉、后期强度较高。如果基础施工在雨季，地基土含水量较高。为了防止出现橡皮土，可底部先铺设碎石垫层。其作用是加快地基土的排水固结，减小沉降并提高承载力。8.3.2灰土挤密桩加固方案设计(1)加固深度的确定桩端应

19、穿透层湿陷性黄土，进入层至少0.5m。因此加固深度为地表下至少5m。(2)桩径和桩间距的确定桩径取0.4m，桩距取2.02.5倍桩径。正三角形布置。桩距不大于1m。可取1m。排距0.87m。(3)桩体填料设计填料采用3:7灰土。严格控制灰土质量，分层夯填。压实系数不小于0.96。(4)其它注意事项建议在施工前进行试桩试验，以核实施工条件，确定合理的施工参数，经检测合格后再进行大面积施工。另外在灰土挤密桩施工过程中遇到孔底软弱时，填料可加入部分二灰（粉煤灰和生石灰）。施工过程中，应由专人监理成孔及回填夯实的质量，并应做好施工纪录。雨季或冬季施工，应采取防雨或防冻措施，防止灰土受雨水淋湿。8.3.

20、3强夯加固方案设计有效加固深度至少5.0m。单击夯击能4000KN.m。其它设计参数根据设备情况和地区经验确定。如果雨季施工，本场地被加固土层的天然含水量要大于塑限含水量，宜采用晾干或其它措施适当降低加固土层的含水量在强夯施工的适宜含水量范围内。综合以上分析，换填法施工简便，周期短。但全部换填湿陷土层，土方工程量较大不经济。后几种方案需大型机械设备，本工程占地面积大，工程量大，从地基处理效果、施工周期等方面综合考虑，强夯和灰土垫层法是最佳选择。具体采用何种地基处理方案由甲方和设计部门从安全适用，经济合理方面综合考虑。采用换填法（灰土垫层），建议基础类型为条基。8.5变形验算参数推荐值如果采用换

21、土垫层（部分换填），层为一相对软弱层，推荐变形验算参数为：Es=4.0MPa，fak=100kPa。9.基坑工程评价根据本区经验，利用黄土直立性较好的特点可直接放坡开挖。坡率可控制在1：0.3。但坡顶不允许堆载。特别是行走车辆动荷载不允许在坡顶通过。在雨季施工要防止边坡失稳，须采取必要的安全措施。10. 结论与建议10.1 拟建场地地貌单元属于低山黄土丘陵区。地形比较平坦开阔。除采空区外，无影响地基稳定性的不良地质作用，可以进行本工程建设。10.2 场地地基土由表层杂填土、第四系Q4砂砾石层、Q3粉土，Q2粉质粘土组成。原土分布普遍，厚度比较稳定。10.3 钻孔揭露地下水类型为松散岩类孔隙潜水

22、，水位埋深4.5m，土对基础腐蚀等级为微。10.4 本区抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第三组。建筑场地类别为类。10.5 本区标准冻土深度56厘米。10.6 建议地基承载力特征值见6.2。10.7 黄土地基的特点是天然状态下抗剪强度较高，但遇水浸泡强度将大幅降低。一定要做好地面排水措施，防止地基浸泡危及建筑物安全。10.8 基坑开挖后应进行钎探，发现异常土质及时进行处理。11目 录文字部分1、 工程概况 12、 勘察工作 23、 工程地质条件 34、 水文地质条件 45、 地震效应 56、 岩土工程分析评价 57、 地基方案分析评价 68、 地基与基础方案 79、 基坑工程评价 810、结论和建议 8附图表1、勘探点平面布置图 1张2、工程地质剖面图 6张4、地层统计表 2张5、工作量统计表 1张6、土工试验成果总表 1张山西高平科兴前和农工商开发有限公司育苗基地实验室及库房岩 土 工 程 勘 察 报 告（详 勘）山西创亿建筑工程勘察设计有限公司长治分公司二一三年十月山西高平科兴前和农工商开发有限公司育苗基地实验室及库房岩 土 工 程 勘 察 报 告（详 勘）总 经 理：何剑萍总 工：刘文京审 核：明照畔项目负责人：刘 欢编 写：赵宇新山西创亿建筑工程勘察设计有限公司长治分公司二一三年十月