岩土工程课程设计报告书

岩土工程勘察课程设计报告书学 院 资源与环境学院 专 业 岩土工程 姓 名 学 号 指导教师 目 录1、前言1.1 工程概况1.2 勘察目的及技术要求1.3 勘察工作依据及技术标准1.4 勘察工作方法及完成工作量2、场地工程地质条件2.1 区域气象特征2.2 场地地形地貌2.3 地质构造2.4地层结构2.5场地地下水2.6土对混凝土结构的腐蚀性2.7地基岩土物理力学性质3、场地地震效应评价3.1 抗震设防烈度及分组3.2 砂土液化判别3.3 土的类型及场地类别4、岩土工程评价4.1 场地稳定性及建筑场地的适宜性4.2场地地基土评价4.3不良地质作用4.4各岩土层物理力学性质指标5、地基基础方案分析评价5.1天然地基基础评价5.2 地基基础方案建议6 与施工有关的岩土工程问题6.1地下建筑的防水与抗浮6.2基坑支护及降水6.3地下管线6.4岩土工程设计和施工中应注意的问题7、结论及建议7.1 结论7.2 建议附录：1、勘探点平面布置图 1张2、工程地质剖面图 1张3、钻孔柱状图 1张1、前言1.1 工程概况成都建华投资有限公司拟在成都市温江区某街道修建1幢28层商业建筑，建筑高度120m。基础拟采用筏形基础，地下室两层，地下室埋置深度10m。建筑物长度为(80-xh)m，宽度为(20+xh)m根据岩土工程勘察规范（GB500212001）、高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004）等有关规范，确定拟建建筑工程重要性等级为一级，本场地复杂程度为中等复杂场地，本场地地基复杂程度为中等复杂场地地基。综上所述，拟建建筑工程岩土工程勘察等级划分为 级。1.2 勘察目的及技术要求本次勘察目的是对拟建物场地进行详细勘察工作，并为设计单位提供相关工程地质依据。主要技术要求如下：1.2.1 查明拟建场地内各岩土层的年代成因、地层结构，并进行均匀性评价；查明基础有无下卧软弱和各土层分布情况以及各岩土层的物理力学性质。1.2.2 查明有无埋藏的河道、沟洪、基穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。1.2.3 查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、稳定水位；提供季节变化幅度和各主要地层的渗透系数；提供基坑开挖工程应采取的地下水控制措施，当采用降水控制措施时，应分析评价降水对周围环境的影响。1.2.4 判定场地地基土对建筑材料的腐蚀性；1.2.5 对地基岩土层的工程特性和地基的稳定性进行分析评价，提出各岩土层的地基承载力特征值；论证采用天然地基基础形式的可行性，对持力层选择、基础埋深等提出建议。1.2.6 应查明场地地震效应，并提供相关参数。1.2.7对天然地基的适宜性、持力层选择提出建议，提供变形计算的有关参数。1.2.8 对基坑工程的设计、施工方案提出建议； 1.2.10 对不良地质作用的防治提出建议，并提供所需计算参数。1.3 勘察工作依据及技术标准根据上述要求，在充分搜集成都地区已有的工程地质资料的基础上，本次勘察根据以下国家规范、规程和地方标准执行：1.4 勘察工作方法及完成工作量1.4.1 勘察工作方法1） 勘探点布置及勘探深度：各勘探点平面位置及高程详见勘探点平面位置图。2） 钻探及原位测试：4） 室内试验：粉土、细砂、卵石取样进行室内土工试验，以测定地基土物理力学性质指标和颗粒分析成果；取水样进行简分析，取土样进行土壤易溶盐分析，以判别其对建筑材料的腐蚀性。5）波速测试：为划分场地类别，提供抗震设计所需参数等，本次勘察对 号钻孔进行孔内波速测试。1.4.2 完成工作量接受委托后，我院于2013年5月21日组织相关人员进行现场踏勘，收集周边场地已有勘察成果资料，并于次日进场施工，最终于2013年6月10日完成全部外业勘察工作。完成工作量统计如下表1：完成工作量统计表 表1工作项目单位工作量备注钻孔个采用全站仪测放回旋钻进进尺m采用XY100型钻机钻进N120超重型动力触探试验m标准贯入测试次波速测试孔采用国产SWS1A型多功能波速仪土样件常规、颗粒分析岩样件水样件水质简分析易溶盐测试件土腐蚀性试验水位观测次2、场地工程地质条件2.1 区域气象特征根据成都气象台观测资料：成都地区属亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，夏无酷署，冬少冰雪。多年平均降水量947mm，丰水期为69月份，降水量占全年降水量的74%，枯水期为10月至次年5月。丰、枯水期地下水位变幅为1.02.0m。多年年平均蒸发量为1020.50mm，相对湿度多年年均为82%。多年年平均气温为16.2，极端最高气温37.3，极端最低温度为-5.9。多年年平均风速为1.35m/s，最大风速为14.8m/s，极大风速27.4m/s（1961年6月3日），最多风向为NNE向，出现频率为11.0%。2.2 场地地形、地貌根据区域地质资料及本次勘察可知：勘察场地地势开阔，地形起伏较小，交通便利。地貌属于岷江水系级阶地。2.3地质构造场地区位于四川盆地西部，地质构造系川西新华夏构造的一部分，称为成都洼陷，为一继承性的新生代沉降盆地。据区域地质资料查证，平原基底构造方向为北北东-北东向，西陡东缓，基底起伏，盆地东西边缘皆受断裂控制，东缘蒲江-新津隐伏断裂，经成都西郊-广汉以东，与西缘大邑-彭州断裂对冲，中间相对下陷，在坳陷盆地内堆积了厚度不等的第四系冰水堆积层和冲洪积层，形成现今平原景观。沉降中心位于成都平原偏西侧，即邛崃-大邑-崇州一线，形成较厚的第四系堆积层，下卧白垩系或第三系基岩，顶面凹凸不平，并分布有大小不一的洼槽或盆湖。由于场地处于四川沉降带西侧，介于龙门山隆起褶皱带与龙泉山褶皱带之间，地质构造简单，地层平缓，无断裂通过，场地相对稳定；2008年5月12日“汶川地震”波及成都周边的温江地区，震感强烈，但地震烈度均在7级以下，属于地震波及影响区，从区域地质分析该场地较为稳定。 2.4 地层结构经钻探揭露，场地内上覆土层主要由人工填土及第四系全新统冲洪积层粉质粉土、细砂、卵石层组成。现分述如下：（1）杂填土（Q4ml）：杂色，松散，稍湿，以人工回填的卵石、砖块等为主，含少量粘土和粉土，回填年限约2年。该层场区内局部分布，层厚0.8+0.05xhm。（2）粉土（Q4al+pl）：黄褐色、灰褐色，稍密中密，湿，以粉粒为主，粘粒含量（8+0.1xh）%，见铁锰质氧化物侵染，无光泽反应，摇振反应轻微，干强度低,韧性低。部分地段底部夹薄层细砂。场地内普遍分布，层厚4-0.05xhm。（3）细砂（Q4al+pl）：青灰色、灰褐色，湿饱和。以石英、长石等颗粒为主，见大量云母碎片及暗色矿物，局部夹少量卵石。呈透镜体状分布于卵石层顶板。层厚3.2m。（4）卵石层（Q4al+pl）：灰色，松散密实，湿饱和。以花岗岩、石英岩、闪长岩等硬质岩石为主，卵石表面中等风化；磨圆度较好，呈圆亚圆形；级配较好，粒径以2080mm为主，最大可达200mm，局部夹少量漂石；充填物以中、细砂为主，局部地段夹中砂透镜体。 以上各土层空间分布详见工程地质剖面图。2.5 场地地下水2.5.1 地下水类型及赋存条件根据所搜集的水文地质资料和勘察结果，地下水主要为杂填土层中上层滞水和砂卵石层中潜水两种。（1）上层滞水：上层滞水是季节性的，主要是靠大气降水和地表水下渗补给，以蒸发或逐渐向下渗透到潜水中的方式排泄，雨季水量增加，干旱季节减少甚至完全消失。（2）潜水：主要赋存于冲洪积形成的砂卵石中的孔隙中，含水量丰富，主要由大气降水和地下径流补给，并通过地下径流、蒸发等方式排泄。2.5.2 地下水埋深及水位变化幅度施工期间由于临近场地工地降水作业影响，场地地下水位极不稳定，测得场地地下水位深0.8+0.05xhm。根据成都地区水文地质资料，场地地下水年变化幅度为1.0-2.0米。2.5.3 含水层渗透性及地下水腐蚀性场地地下水较丰富，依据区域水文地质资料及成都地区降水经验知，该场地卵石层渗透系数可按2225.0m/d取值。本次勘察在场地内取水样3组，对其进行水质分析，结合场地环境类型，判定其腐蚀性，判定结果见表2。 场地地下水腐蚀性判定表 表2评价项目腐 蚀 介 质介 质 含 量判定等级腐蚀等级备 注对 混 凝 土 结 构 的 腐 蚀 性SO42-（mgL）59.483.7260+50*xh按环境类型应为类Mg2+（mgL）23.731.51800+50*xh总矿化度（mg/L）325.6409.719000+500*xhPH值7.087.286.5按地层的透水性属B侵蚀性CO2（mgL）015HCO3- (mmolL)4.495.441.0对钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性CL-（mgL）15.621.5100属干湿交替条件由上表可知，场地地下水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中的钢筋具有 腐蚀性。2.6 土对混凝土结构的腐蚀性经调查，场地周边无制造酸、碱等的污染源，钻探表明地基土无污染迹象。结合本次取土试验成果分析，按岩土工程勘察规范（GB500212001，2009年版）对场地土的腐蚀性进行评价，场地土对混凝土结构、混凝土结构中的钢筋及钢结构均具微腐蚀性。判定结果见表3。场地土的腐蚀性判定表 表3评 价 项 目实 测 值评 价标准腐蚀等级备 注按环境类型对砼的腐蚀性SO42-（mgkg）123.6147.2450微环境类型为类Mg2+（mgkg）30.741.23000微按地层渗透对砼的腐蚀性PH值7.527.836.5微按地层的透水性属B对钢筋混土结构中钢筋的腐蚀性CL-（mgkg）15.621.4400微B类对钢结构的腐蚀性PH值7.527.835.5微2.7 地基岩土物理力学性质本次勘察主要采取标准贯入试，N120超重型动力触探测试和取土样进行室内土工试验、颗粒分析等查明地基土物理力学性质。2.7.1 标准贯入试验针对场地内粉土、细砂进行了现场试验，以确定其承载力和压缩性，测试结果见表4。标准贯入试验成果表 表4土层名称统计数n击/30cm标准差f变异系数修正系数i击/30cm范围值平均值m修正值k粉 土207119.540.1530.0970.8568.17细 砂47.09.07.57.5备 注 变异系数：统计修正系数：,修正值：2.7.2 N120超重型动力触探原位测试针对场地内卵石层进行了N120超重型动力触探原位测试，其测试结果见表5。N120超重型动力触探试验成果统计表 表5 指标土层频数n击/10cm标准差f变异系数修正系数i击/10cm范围值平均值m修正值k卵石2067.29.38.500.155备 注变异系数：统计修正系数：,修正值：2.7.3 室内岩土试验本次勘察取得粉土、细砂、卵石原状样和扰动样进行了常规土工试验、颗粒分析试验，试验成果统计如表6。 粉土土工试验成果一览表 表6 土名项目含水量W()密度o(g/cm3)孔隙比e o塑限WP(%)液限WL（）塑性指数I p液性指数Il压缩模量EsMPa)内聚力C（kPa）内摩擦角()粉土频 数22222222222222222222范围值25.534.31.851.930.7560.9621.627.331.136.48.69.90.300.784.16.810.028.08.517.2平均值28.71.900.83423.032.39.30.614.716.811.92.7.4 波速测试：本次勘察在 号钻孔内进行单孔波速测试，经计算场地等效剪切波速为356.0m/s，场地卓越周期为0.226s。场地各个土层动力学参数综合成果见表7。 岩土层动力学参数成果表 表7岩性横波波速Vs（m/s）人工杂填土107 粉土184 细砂320+xh松散卵石380+xh 3、场地地震效应评价3.1 抗震设防烈度及分组根据建筑抗震设计规范（GB500112010） 附录查证：拟建场地抗震设防烈度 度，设计地震分组为第 组，设计基本地震加速度值为 g，特征周期为 s。3.2 砂土液化判别本次勘察揭见粉土、细砂层，根据建筑抗震设计规范（GB500112010）的有关规定，粉土和细砂液化判定如下：注：根据一个钻孔内标准贯入试验数据计算即可，标准贯入锤击数的实测值根据表4适当自己酌情选取，试验点数和深度根据自己的课程设计情况自己酌情选取。 3.3 土的类型及场地类别3.3.1土的类型判定本次勘察于场地内 号钻孔内进行了波速测试，依据波速测试结果，根据GB500112011的相关规定知：场地内杂填土属于 土；粉土、砂类土属 土；卵石属 土。3.3.2 场地的类别判定4、岩土工程评价4.1 场地稳定性及建筑场地的适宜性从区域地质资料查证：成都坳陷与成都平原分布基本一致，长轴走向N3040E，为晚近期形成的不对称坳陷盆地，在下、中更新世活动强烈，而上更新世及其以后至今，沉降及其断裂活动性已大为减弱，趋于稳定。成都地区就区域地壳稳定性来讲，是处于周围微.弱活动环绕中的地震稳定区，对高层建筑无不良影响。成都地区属地震波及区，不论周围松潘、平武的强震或邻近周边（如汶川映秀）的强震波及到成都最高烈度在7度以下，而成都地区地震按7度设防，安全度是保证的。 4.2场地地基土评价 4.3不良地质作用经走访调查并结合钻探成果知:本场地无防空洞、沟洪、墓穴、孤石等对工程不利的埋藏物。拟建场地地形平坦，地貌单一，场地无断裂、滑移等影响工程稳定性的不良地质作用。拟建场地稳定性好，适宜建筑。4.4各岩土层物理力学性质指标经野外钻探鉴别、现场原位测试，结合室内土工试验成果，拟建场地各岩土层的主要物理力学参数值建议按表8采用。各岩土层物理力学参数值建议表 表8 岩 土名 称重度(kN/m3)压缩模量Es(MPa)变形模量E0 (Mpa)粘聚力C(kPa)内摩擦角(o)承载力特征值fak(kPa)岩土体与锚固体的极限摩阻力标准值qsk (kPa)地基基床系数K(KN/m3)杂填土18.010粉土19.04.716.011.013040细 砂18.55.02011045卵石（Q4al+pl）22.032.0405502004.51045、地基基础方案分析评价 5.1天然地基基础评价（1）地基土均匀性评价 5.1.3 地基承载力修正5.2 地基基础方案建议 根据分析和计算结果，拟建高层建筑为28F，建筑高度120m，结构复杂，荷载较大，若采用天然地基，需以稳定的中密或以上密实度的卵石层作为地基持力层，选用对不均匀变形调整能力很强的筏板式基础是可行的。对局部下卧的中砂、松散、稍密卵石土进行强度和变形验算。若不满足设计要求，可对上部表层的中砂、松散、稍密卵石进行换填处理；对深部的中砂、松散、稍密卵石软弱层，采用基底压浆法或高压旋喷法处理。以满足设计荷载及变形要求。 6 与施工有关的岩土工程问题6.1地下建筑的防水与抗浮 6.2基坑支护与降水6.2.1基坑工程安全等级 6.2.2基坑支护 6.2.3基坑降水 （1）降水方案（2）基坑降水的不良地质作用分析 基坑降水引起的不良地质作用有两种：一是在降水漏斗范围内，形成的水力坡度引起管涌和潜蚀；二是由于降水引起孔隙水压力消散，产生有效应力增加而引起地基土的附加变形。由于成都地区砂卵石层的透水性好，抽水时降水漏斗平缓，水力坡度较小。因此第一种情况可以通过控制降水井施工质量来避免潜蚀或管涌的发生；第二种情况由于地基土主要为卵石土，有效应力增加而产生的附加变形，对工程影响甚微。因此，在保证降水井施工质量的提前下，仅降水过程中除使附近的供水井出水量减少外，降水引起的不良地质作用在本工程中可应予考虑。降水工程须具有资质单位做专项岩土工程设计。 6.3 地下管线场地内地下管线分布数量较多。因此施工时要注意管线调查，避免破坏地下管网。 6.4岩土工程设计和施工中应注意的问题6.4.1本工程基础施工中应重视验槽工作及各工序间的配合，由于本次勘察工作中大多数钻孔对砂卵石层的力学性质主要根据N120超重型动力触探原位测试判定，特别是松散卵石和中砂层的N120击数较相近，开挖时观察易引起争议，为便于准确确定基础持力层及合理解释N120超重型动力触探测试曲线，基坑开挖完成后应及时通知勘察、设计、质检等单位现场进行检验，以便对可能出现的异常问题采取相应措施，必要时建议进行施工勘察，以进一步查明卵石层的力学性质并确定软弱层的分布范围。6.4.2若同一结构单元基础置于力学性质差异的较大的地基土上时，应考虑差异性沉降对建筑物的影响。7、结论与建议7.1 结论 7.2 建议