1概 述
受兰州军区68002部队的委托,我院对其拟建的兰州军区68002部队食堂工程场地进行岩土工程勘察,本次勘察为一次性详勘。我院于2010年7月2日进入现场勘察,于2010年7月10日完成全部的野外勘察工作。
1.1工程概况
拟建场地位于兰州市榆中县和平镇的兰州军区68002部队院内。拟建场地南北长约40m,东西宽约30m,拟建场地南面为部队院围墙及出入登记室,东面和北面邻已有的1层建筑。拟建建筑物为一栋地上1层的部队食堂,无地下室(见勘探点平面位置图)。拟建物结构形式及基础型式待定。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)规定,本工程重要性等级为三级,场地复杂程度等级为二级,地基复杂程度等级为二级,所以,岩土工程勘察等级为乙级。据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)3.0.1条规定,拟建物为丙类建筑。
1.2勘察目的与任务
目的:为拟建物的施工图设计、工程施工提供岩土工程参数。
具体任务如下:
⑴查明拟建场地范围内岩土层的类别、厚度、结构、工程性质等;
⑵查明马兰黄土的湿陷性,对场地湿陷性进行评价;
⑶查明地下水的埋藏条件,评价地下水、场地土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性;
⑷查明拟建场地范围内不利地质作用的发育程度和分布情况;
⑸评价各岩土层的稳定性、均匀性并确定其承载力特征值;
⑹对场地地震效应做出评价;
⑺提供场地的
标准
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冻土深度;
⑻对拟建物基础形式及基础处理提出建议。
1.3勘察依据的技术标准、规范
⑴《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版);
⑵《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004);
⑶《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
⑷《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002);
⑸《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001,2008年版);
⑹《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999);
⑺《岩土工程勘察
报告
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编制标准》CECS99∶98。
1.4勘察方法及工作量布置
本次勘察以钻探为主,辅以人工探井、现场原位测试、室内试验及综合分析的手段。勘察过程采用XY-100型百米钻,钻头为硬质合金钻头,钻孔口径为127mm。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版),结合场地地质条件和建筑物的特点,沿拟建物周边角点及中心点共布勘探点6个,其中钻孔4个,孔深31.20-39.20m;探井2个(其中先钻后挖孔1个),井深30.00-32.00m。勘探点间距26.50-40.00m。完成工作量见
表
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1(完成工作量统计一览表)
完成工作量统计一览表 表1
序 号
工 作 内 容
工 作 量
1
钻孔
钻孔进尺(m/孔数)
142.20/4
2
探井
探井进尺(m/孔数)
62.00/2
3
现场原位测试
标准贯入试验(次/孔)
25/2
4
采样及室
内试验
原状样(件)
32
易溶盐分析(件)
1
土工试验(件)
32
击实试验(件)
1
5
勘探点测放(点)
5
2场地工程地质条件
2.1气象
拟建场地位于兰州市榆中县和平镇,榆中县属暖温带半干旱气候区,夏无酷暑,冬无严寒,四季分明。据榆中县气象站资料,年平均气温6.7℃,多年平均降雨量381.6mm,降水量年内分配不均匀,降水主要集中在7-9月,占全年降水量的60%,且多以大雨、暴雨形式出现。多年平均蒸发量为1343.1mm,相对湿度63%。地表有季节性冻土,榆中县的标准冻土深度为126cm。
2.2区域地质构造
据区域地质资料及本次勘察钻探揭露,勘察场地勘探深度范围内地层岩性主要为大厚度湿陷性马兰黄土。场地内部无更新世活动断裂,场地地层结构特征较简单且稳定。
2.3场地地形地貌
场地地貌单元属黄土丘陵。场地原为部队院内空地,地表铺有水泥地坪,拟建场地高程采用相对高程,孔(井)口高程引自拟建场地南侧进出门登记室西北角室外地坪,引测点的假定高程为1000.0m。经测量,孔(井)口地面高程在999.6-999.7m之间,最大高差为0.1m,地形平坦。
2.4地层岩性特征
本次勘察最大揭露深度39.20m,据钻孔揭露,勘察深度范围内地层依次为:①素填土、②黄土。各层土的埋藏及分布特征详见附图2(工程地质剖面图)、附图3(工程地质柱状图)。根据地层的岩性特征及物理力学性质的差异,现从上至下将各层土分述如下:
①层素填土(Q4ml):上部0-0.20m左右为水泥地面,其下以回填粉土为主,浅黄色,土质较均匀,无层理,偶见砂砾,含少量植物根系及腐殖质。稍密,稍湿。该层层厚为0.80-1.20m,地面标高999.60m-999.70m。
②层黄土 (Q3eol ):为马兰黄土,浅黄色-黄褐色,土质较均匀,垂直节理发育,含白色钙质菌丝及钙质结核,虫孔、孔隙较发育,无光泽,切面较粗糙,摇振反应迅速,干强度低,韧性低,稍密,稍湿。顶面埋深为0.80-1.20m,顶面标高为998.50m-998.90m。最大揭露厚度38.20m(未揭穿)。
2.5场地地下水
本次勘察期间在勘探深度内未见地下水,可不考虑地下水对基础的影响。
3现场测试与室内试验
3.1现场原位测试
本次勘察在钻孔的②层黄土中进行了标准贯入试验,成果详见附表3(标准贯入试验成果表),统计结果如表2:
标准贯入试验成果数据统计表 表2
地层
样本个数(个)
统计个数(个)
最大值(击)
最小值(击)
平均值(击)
标准差σf
变异
系数δ
②黄土
25
25
15.0
5.0
9.8
3.2
0.3
3.2地基土的物理力学性质试验
本次勘察在取样探井的②层黄土中采取原状土样进行土常规试验,成果详见附表5(土工试验报告)。对其主要物理力学性质指标进行统计计算,结果见表3。
②层黄土主要物理力学性质指标统计 表3
参数
统计数
最大值
最小值
平均值
标准差
变异系数
含水量w%
32
17.9
5.7
11.2
3.58
0.32
密度ρ0(g/cm3)
1.70
1.33
1.48
0.10
0.06
重度γ(KN/m3)
16.7
13.0
14.45
0.99
0.06
天然孔隙比e0
1.172
0.873
1.041
0.08
0.08
饱和度Sr%
55.39
13.43
29.79
11.62
0.39
孔隙率n%
53.95
46.60
50.93
1.92
0.04
含水比u
0.69
0.23
0.43
0.14
0.31
压缩系数a1-2(MPa-1)
0.81
0.08
0.22
0.19
0.91
压缩模量Es(MPa)
23.26
2.64
13.33
5.13
0.39
从统计结果可知:②层黄土的含水量w平均为11.20%,w<20%,呈稍湿状态;天然孔隙比e0平均1.041,e0>0.9,呈稍密状;压缩系数a1-2平均值为0.22MPa-1,0.5MPa-1>a1-2≥0.1MPa-1,呈中等压缩性。
3.3击实实验
本次勘察在T1探井②层黄土中采取击实样用标准击实仪进行轻型击实试验,见附表6(击实试验成果表):试验结果表明,该场地马兰黄土的最大干密度为1.70g/cm3,最优含水率为16.3%。
4地基土工程地质评价
4.1地基土湿陷性评价
勘察中对采取的原状土样进行室内土工试验,根据土工试验结果:场地黄土层具有湿陷性,其湿陷系数δS为0.011-0.113,自重湿陷系数δZS为0.008-0.073。按照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004),经计算见附表5(湿陷量计算成果表)。统计结果见下表5:
湿陷性评价表 表5
勘探点号
总湿陷量
ΔS(mm)
自重湿陷量
△ZS(mm)
最大湿陷
深度
场地湿陷类型
湿陷等级
T1
1709.1
1388.6
26.0
自重湿陷
Ⅳ(很严重)
T2
2257.9
1726.5
26.0
自重湿陷
Ⅳ(很严重)
综合评价该建筑场地属自重湿陷性场地,场地最大湿陷深度为26.00m,地基的湿陷等级为
级(很严重)。
4.2地基土及地下水的腐蚀性评价
本次勘察在探井中采取易溶盐样进行分析试验,分析结果详见附表7(土腐蚀性分析报告)。其统计结果如下表6:
土腐蚀性分析离子含量(mg/kg)统计表 表6
取样位置
取样
深度
含水量
(%)
SO42-
Cl-
PH值
易溶盐总量
对混凝土结构的腐蚀性
对混凝土中钢筋的腐蚀性
T1
3.0
8.94
1367
123
8.75
2810
弱
微
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年版)中的有关规定,在环境类型为Ⅲ类的弱透水土层中,本场地地基土对混凝土结构具有弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。
本次勘察期间在勘探深度内未见地下水,可不考虑地下水对地基基础的影响。
4.3不良地质现象
根据区域地质资料及现场勘察,场地内无更新世活动断裂,亦未发现地裂缝、地面塌陷等不良地质现象;场地属于建筑抗震有利地段,适宜建筑物修建。
4.4地基土的综合分析与评价
根据区域地质资料、钻孔的揭露土层的岩性特征及现场测试结果,将场地各层土进行综合分析与评价。
①层素填土:表层有厚约0.20m的水泥地面,其下为回填粉土,工程力学性能差,不能做为拟建建筑物的基础持力层。
②层黄土:土质较均匀,厚度大,湿陷等级为
级(很严重),工程力学性能一般,经处理后可做拟建物基础持力层。
4.5地基土承载力特征值的确定
根据野外勘察及试验结果,并结合本区建筑经验,综合给定地基土的承载力特征值、压缩模量值:
①层素填土 fak=80KPa ES=5MPa
②层黄土 fak=130KPa ES=13MPa
5地震效应
5.1抗震设防烈度
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001(2008年版)中的有关规定,榆中县抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,属第二组。根据《建筑抗震设计规范》中的有关规定,场地内未见饱和砂土层,故可不考虑液化影响。
5.2场地土类型和场地类别
根据地层岩性特征及区域地质资料,该建筑场地的覆盖层厚度大于3.0m,小于50m,拟建场地土20m范围内等效剪切波速取值应在250≥νse>140m/s之间。按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(2008修订版)第4.1.3条的规定,综合判定该场地土的类型为中软场地土;按《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001(2008修订版)第4.1.6条的规定,建筑场地类别为Ⅱ类。
6持力层的选择及基础类型建议
根据拟建场地岩土工程地质条件并结合榆中县和平镇区域建筑经验,及拟建物为地上1层的的特点,基础类型建议采用浅基础,以处理后的复合地基为基础持力层。
建议采用整片灰土垫层法或强夯法处理地基,部分消除马兰黄土的湿陷性,提高地基土承载力,灰土垫层法处理厚度不宜小于3m。基础类型可采用条形基础或独立基础。
基础设计及施工时,应采取防止或减少建筑物地基浸水湿陷的措施,包括防水措施和结构措施,具体措施见《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)3.0.2,5.1.1,5.2.4。并做好建筑物周围的排水工作,防止地表水下渗造成黄土湿陷而引起地基的不均匀沉降,影响建筑物基础安全。