工程地质勘察

工程地质勘察 一、前言 1.1 工程概况 受甲方北京勘察设计有限公司委托，我组承担了北京林业大学柏儒苑小区6# 、7# 、8# 楼工程勘察工作。拟建的“北京林业大学柏儒苑小区楼房”工程位于北京市海淀区肖庄，清华东路以北、荷清路以东、学清路以西，已建建筑物东北侧。建设规模约13369平方米。 拟建建筑物平面分布及尺寸详见“勘探点与建筑物平面布置图”，其相应的高度、结构类型及地下室情况: 根据建设单位和设计单位提供的资料，本工程由住宅楼和地下车库两部分组成。住宅楼部分包括6#、7#、8#楼，地上13,14层，地下3层，地下连续墙结构，基础埋深为?0.00标高下约12.00m;地下车库部分为地下3层，框架结构，基础埋深为?0.00标高下12.00m，其设计室内?0.00标高尚未确定，如下1所示: 表1 建筑物工程特性 基础 上部最大建筑物 建筑物 抗震 地上 高度 地下 埋深 荷载名称 安全等级 设防烈度 层数 (m) 层数 2(m) (kN/m) 8 13 39.0 3 10.0 195 6#楼 二级 8 14 42.0 3 10.0 210 7#楼 二级 8 14 42.0 3 10.0 210 8#楼 二级 8 0 0 3 10.0 45 纯车库 二级 根据建筑工程安全等级、建筑场地等级、建筑地基等级综合评定，岩土工程勘察等级应定位乙级。 1.2 场地现状、场地环境及区域工程地质条件和水文地质条件 1.2.1 场地现状、场地环境 据现场踏勘，拟建场地位于北京市海淀区肖庄，清华东路以北、荷清路以东、学清路以西，已建建筑物东北侧。拟建场地基本平整，地面标高1.7,2.0m， 1 “三通一平”基本实现，具备施工条件。 1.2.2 场地工程地质条件 根据对已有地质资料的综合，在本次勘探深度范围内(最深25.50m)地层，按成因年代可划分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，并按岩性及工程特性进一步划分为6个大层及亚层。现分述如下: 表层为人工堆积之厚度为0.80,3.20m的粘质粉土填土、砂质粉土填土?层及房渣土、碎石填土?层。 1 人工堆积层以下分布有厚薄不均的新近沉积的粉质粘土、重粉质粘土?层，粘质粉土、砂质粉土?层及粘土、重粉质粘土?层。 12 新近沉积层及局部人工堆积层以下为第四纪沉积的粉质粘土、重粉质粘土?层，粉砂、细砂?层，粘质粉土、砂质粉土?层及粉质粘土、粘质粉土?层;123粘质粉土、粉质粘土?层，砂质粉土、粘质粉土?层，粉砂、细砂?层及粘土、12重粉质粘土?层;粉质粘土、粘质粉土?层，粘质粉土、砂质粉土?层，粘土、31重粉质粘土?层及细砂?层;卵石?层及细砂、中砂?层。 231 1.2.3 水文地质条件 在场地深度范围内(25.50m)已测得3层地下水，现场实测的各层地下水水位及类型参见表2: 表2 地下水情况 地下水静止水位 序 号 地下水类型 埋深(m) 标高(m) 1.40~3.50 44.15~46.08 1 台地潜水 6.00~6.40(施工影响) 40.81~41.61(施工影响) 10.90~13.50 34.24~36.36 2 层间水 10.80~12.80 34.67~36.66 16.20~18.10 29.55~31.62 层间水(局部具承压 3 性) 20.10~22.00 25.61~27.37 工程场区台地潜水的天然动态类型属渗入蒸发、径流型，主要接受大气降水入渗、地下水侧向径流及管道渗漏等方式补给，以蒸发及地下水侧向径流等为主要排泄方式;其水位年动态变化规律一般为:6月份,9月份水位较高，其它月 2 份水位相对较低，其水位年变化幅度一般为1,2m。 场区层间水的天然动态类型属渗入径流型，主要接受地下水侧向径流等方式补给，以地下水侧向径流为主要排泄方式。 根据 “北京市区浅层地下水长期观测网”中的资料及相关成果图件，拟建场区1959年及近3,5年最高地下水位均接近自然地面。 1.3 勘察编制的依据 (1) 建设方提供的《柏儒苑地勘工程招标文件》和《北林大柏儒苑工程平面图》; (2) 搜集临近场地的工程地质资料; (3) 现场踏勘所了解的场地情况及场地环境; (4) 现行国家有关勘察技术规范、规程和，见表3: 表3 本工程应执行的勘察技术规范、规程和标准 规范类别 规 范 名 称 规 范 编 号 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002) 《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 《建筑抗震设计规程》 (GB50011-2001) 国 家 标 准 《工程测量规范》 (GB50026-93) 《土工试验方法标准》 (GB/T50123-1999) 《工程建设标准强制性条文》 (2002版) 《静力触探技术标准》 (CECS04:88) 《高层建筑岩土工程勘察规程》 (JGJ72-2004) 行 业 标 准 《建筑桩基技术规范》 (JGJ94-94) 《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-99) 《建筑地基处理技术规范》 (JGJ79-2002) 《工程勘察设计收费管理规定》 计价格(2002)10号 国家计委 建 设 部 《工程勘察收费标准》 (2002修订本) 二、拟建物地基基础预分析 3 根据地层条件拟采用箱型基础，现从以下两方面考虑是否需要进行地基处理 或者采用桩基础。 2.1 天然地基承载力 该场地?层粘质粉土、粉质粘土，土质较好，层厚2.6m，地基承载力特征 值分别 fa,Mb,b，Md,md，Mcck (2-1) fa式中:——计入基础宽度和埋置深度影响的地基承载力特征值，kPa; ——基础下，1倍基础宽度范围内土的粘聚力标准值，kPa; ck ,k ——基础下，1被基础宽度范围内土的内摩擦角标准值; 、、——承载力系数，见表4; MbMdMc ——基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于3m时按3mb 取值; ——基础埋置深度，m;一般自室外地面标高算起，在填方平整地 区，d 可自填土底面标高算起，但填土在上部结构施工后才完成时，应 从天然地面标高算起;对于地下室，如采用箱基或筏基时，自室 外地面标高算起;采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标 高算起; 3——基底以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN/m; , ,m——基础底面以上土的加权平均容重，地下水位以下用浮容重，kN/ 表4 承载力系数Mb、Md、Mc 土的内摩擦角标准值土的内摩擦角标准值 Mc MbMdMcMbMd ,k,k(?) (?) 0 0 1.00 3.14 22 0.61 3.44 6.04 2 0.03 1.12 3.32 24 0.80 3.87 6.45 4 0.06 1.25 3.51 26 1.10 4.37 6.90 6 0.10 1.39 3.71 28 1.40 4.93 7.40 8 0.14 1.55 3.93 30 1.90 5.59 7.95 4 10 0.18 1.73 4.17 32 2.60 6.35 8.55 12 0.23 1.94 4.42 34 3.40 7.21 9.22 14 0.29 2.17 4.69 36 4.20 8.25 9.97 16 0.36 2.43 5.00 38 5.00 9.44 10.80 18 0.43 2.72 5.31 40 5.80 10.84 11.73 20 0.51 3.06 5.66 ,,20.3,m,10.3根据所给资料，可得，，，，，Mb,0.57Md,3.3Mc,5.9 。 ck,28 地基承载力特征值 fa,0.57，15.9，6，3.3，10.3，10，5.9，28,559.5kPa 基底最大压力 N，F p,,1.5，10，14，20，10,410kPaA fa,p 所以地基承载力验算满足条件。 2.2 沉降验算 以7#楼为例，按分层总和法进行沉降计算。 1)计算地基土的自重应力 ,SD,19.6，2，9.4，2，19，3，20.3，3,158.9kPa 2)基底压力计算 N，F p,,1.5，10，14，20，10,410kPaA )基地附加应力计算 3 p0,p,,SD,410,158.9,251.1kPa 4)按《建筑地基基础设计规范GBJ7—89》计算地基沉降量，计算如下 表5 地基沉降量计算表 p0z L/B z/B ESi ,,S',(z,iiS,,S',,iiz ,,izi,i ESi ,i,1zi,1,i,1zi,1) 5 (m) (kPa) (cm) (cm) 0 4.7 0 1 0 1.99 10200 4.90 4.90 2 0.136 0.995 1.99 1.97 10200 4.85 9.75 4 0.273 0.990 3.96 1.818 13400 3.41 13.16 6 0.409 0.963 5.778 1.638 13400 3.07 16.23 8 0.546 0.927 7.416 1.504 13400 2.82 19.05 10 0.682 0.892 8.92 1.34 13400 2.51 21.56 12 0.819 0.855 10.26 1.192 13400 2.23 23.79 14 0.955 0.818 11.452 0.662 65000 0.26 24.05 15.2 1.037 0.797 12.114 综上所述，天然地基满足要求，可以直接采用箱形基础。 三、勘察工作量布置 3.1 勘察工作量布置的原则 3.1.1 勘探点间距 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)4.1.15规定:详勘阶段、地基复杂程度中等，勘探点间距:15~30m。宜按建筑物周边或角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置。 综合各方面因素，最终确定出的勘探点布置详细位置，见纲要附图。 3.1.2 勘探孔深度 6 1)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)4.1.18规定:对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度;高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5~1.0倍的基础宽度，并深入到稳定分布的地层。 根据计算，得到变形计算深度为15.2m，所以按照规范，控制性孔深取16m，一般性勘探孔孔深取10m。 2)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)5.7.8规定:对于桩基和基础埋深大于5m的天然地基，地震液化的判别深度应增加至20m，并且布置的勘探点不少于3个。 、K16、K36这3个孔作为地震液化的勘探孔，孔深为20m。 所以，选择K01 3.1.3 取样及试样要求 《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)4.1.20规定:每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组);在地基主要受力层内，对厚度大于0.5m的夹层或透镜体，应取土试样或进行原位测试。 另外采取试样和进行原位测试的勘探点数量，应按建筑地基复杂程度确定，宜占总数的1/3至1/2。 所以，取土标贯孔选择13个，即K01、K03、K06、K08、K09、K11、K14、K16、K20、K29、K31、K34、K36;取土孔选择6个，即K17、K19、K21、K23、K25、K27。 3.2 具体勘察工作量布置 勘探孔按建筑周边和角点安排，具体工作量布置见下表4所示: 表4 勘探点工作量布置 项 目 孔深(m) 工作量(个) 合计(个) 备 注 16 10 控制性孔 拟建地下室为3层，基础埋 20 3 39 深约10m 10 26 一般性孔 标贯试验根据土层情况每隔1.5m做一次，并要求标贯试验第一点离孔泥面不得大于1m。现场钻探时取样拍照，并采取扰动样做室内试验。 计划一般性孔取土样30(6×5)件，控制性孔取土样97(10×7+3×9)件共计取土样127件;布置取水试验孔2个，即K09、K29;静力触探孔8个，预 7 计进尺10m。 四、现场勘察 基于勘察目的与要求，结合区域地质资料，本次现场勘察拟采用钻探取样、标准贯入试验、静力触探试验、现场渗透试验等多种手段进行综合勘察和评价。 4.1 钻探 4.1.1 钻探目的 摸清土层和基岩的构成、分布和埋深，测定地下水，取样并作为原位点测试加以利用。 4.1.2 钻探数量和位置 13个控制孔K01、K03、K06、K08、K09、K11、K14、K16、K20、K29、K31、K34、K36，6个取土孔K17、K19、K21、K23、K25、K27，剩下的11个一般性勘探孔，都进行钻探。 4.1.3 使用设备和钻探方法 深孔采用XY-150型工程钻机，水位以上采用干法钻进，重锤少击法取土，当遇地下水时采用泥浆护壁、回转钻进并取土，采用单动双管全断面取样器。遇到局部承压水孔段的时候，每次进尺应较岩芯管长度小0.1 m以上，防止发生烧钻、埋钻事故，钻进中要配备专用高压注水泵，保证停钻不停泵。要经常用注水泵，正循环钻进必须大于孔内水压的压力向孔内注水，严防孔底无水打干眼。 若钻进过程中出现孔壁坍塌或缩径等必须采用跟管钻进。钻探回次进尺,2.00m，岩芯采取率:粉质粘土、粘质粉土?80%，砂土?70%。 4.2 取样 4.2.1 取样目的 为室内物理力学性质试验提供原状土样和水样。 4.2.2 位置和数量 13个控制孔K01、K03、K06、K08、K09、K11、K14、K16、K20、K29、K31、K34、K36，以及6个取土孔K17、K19、K21、K23、K25、K27每2m取一次试样，在地层?中必须取一次。 4.2.3 取原状土样机具 8 采用固定活塞式取土器取原状土试样。 4.3 标准贯入试验 4.3.1 标准贯入试验目的 按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的规定确定粘质粉土、粉质粘土的承载力，判断细砂土的液化趋势;根据确定基础底下(住宅楼基础埋深3.00m，纯地下车库基础埋深12.00m)细砂土的密度和力学指标，判断沉桩的可能性，确定桩侧土层摩擦力及桩端土层承载力。 4.3.2 位置和数量 在13个控制孔K01、K03、K06、K08、K09、K11、K14、K16、K20、K29、K31、K34、K36中都进行标贯试验。 4.3.3 标准贯入试验设备规格 根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，标准贯入试验设备规格符合如下表5要求: 表5 标准贯入设备要求 63.5 锤的质量(kg) 落 锤 76 落 距(cm) >500 长 度(mm) 对 开 管 外 径(mm) 51 35 内 径(mm) 贯 入 器 长 度(mm) 50~76 18~20 管 靴 刃口角度(º) 2.5 刃口单刃厚度(mm) 直 径(mm) 50 钻 杆 相对弯曲 <1/1000 4.4 静力触探试验 4.4.1 静力触探试验目的 确定各土层的力学性质，即触探参数的大小和变化情况，按规范确定各土层的承载力，划分土层，为桩基设计、持力层选择和单桩承载力估算提供依据。 4.4.2 位置和数量 9 在8个孔K4、K5、K12、K13、K18、K22、K32、K33进行静力触探，具体位置见附图。 4.4.3 静力触探机具及要求 静力触探使用ZJYY-20A型静力触探车，采用双桥探头，液压连续贯入，微机自动采集并处理测试数据。技术要求应符合《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)第10.3条规定。操作时注意孔不能打斜，记录深度与实际深度应严格吻合。 五、 室内试验 5.1 物理性质试验 本次勘察为提供天然状态下的各土层的物性指标，全部取原状样进行常规项目试验，室内土工试验均按《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)进行试验。试验项目主要为含水量、密度、比重、液限、塑限、压缩试验。 为进行分类定名及评价颗粒级配情况，砂土、碎石类土及全部粉土样均进行了筛分法颗分试验，为评价地基土的液化状况，标贯孔25.50m以内粉土样增做粘粒含量试验。 5.2 力学性质试验 5.2.1 剪切试验 为基坑支护提供可靠的计算参数，选择25.50m以上部分代表性土样进行快剪试验，用三轴剪切试验测定c、φ并提供试验曲线。 uu 同时选择部分土样进行静三轴压缩试验(不固结不排水UU)，二者对比后结合地区经验对地基土的承载力进行计算。 5.2.2 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，地基各土层原状样均进行固结试验并选择代表性土样进行高压固结回弹试验。 固结试验压力如下表6所示: 10 表6 固结压力 0.0~5.0m 5.1~20.0m 20.1~40.0m 深度范围 200kPa 800kPa 1000kPa 固结试验压力 5.3 水质、土质分析 遵照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)，查明地下水对建筑材料的腐蚀性，对所取水样进行水的腐蚀性分析，选择代表性水样、土样增做腐蚀性分析。 11