某×××项目勘察实录

时间:2022-07-24 07:44:20

某×××项目勘察实录

【摘要】本文介绍了某×××项目勘察实际工程情况,采用泥浆护壁的方法进行勘探,并结合了标准贯入试验、波速测试、静力载荷试验等原位测试等手段,对类似工程的勘察有借鉴意义。

【关键词】泥浆护壁 原位测试 勘察

一、概论

(一)工程概况

某×××项目工程位于内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区东北工业园区谢尔塔拉产业区,距海拉尔市区24公里,地形较为平坦,交通便利。

煤库区主要包括型煤库2个,原煤库3个,煤库直径约为120m,挡料墙高6~9m,扶壁柱柱底轴力约10000kN,水平力约1500kN,柱底拟采用钻孔灌注桩。拟建工程重要性等级为二级,岩土工程勘察等级为甲级。因初勘报告在解决场地类别及场地土承载力时数据有疑问,对此,我们采取了波速测试及载荷试验等原位测试手段。

(二)勘察目的与任务

为施工图设计提供所需要的计算参数,对建筑地基做出岩土工程分析及评价。需解决的问题如下:①查明建筑物范围内的土层结构和岩土的物理力学性质,并对地基的稳定性、承载力、均匀性等做出评价;②判定地基土在建筑物施工和使用过程中可能产生的变化及带来的影响并提出防治建议;③提供建筑场地类别、场地土类型、冻土深度、地震烈度等,如有不良地质作用,应提供防治建议及防治所需的计算参数;④如需做地基处理应提供地基处理的有关设计参数;⑤对地基基础进行多方案论证分析后提出地基基础方案建议,提供地基承载力及变形计算参数;⑥查明地下水埋藏情况及场地内有无洞穴、沟管等;⑦提供基坑开挖的边坡支护计算参数并对支护方案提出建议。

根据本工程特点,本次勘察主要采用钻探、标准贯入试验、载荷试验、波速测试以及室内土工(水)试验等综合勘察手段。

(三)勘察方案及完成情况

(1)勘察方案。根据设计提供的勘探点平面布置图,勘探点按方格网布置,间距控制在25.0m以内,共布置勘探点306个,设计变更后,最终布孔278个。载荷试验点5点;波速测试孔5个;标准贯入试验钻孔为119个;取土试验钻孔为94个;取水试样3组,取土化学分析试样2组。

根据国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版),结合工程性质及场地周围地质资料,依据设计提供的勘探点平面布置,一般性孔深35.00m,控制性勘探孔深度超过地基变形计算深度,孔深为45.00-55.00m。

(2)完成情况。具体完成工作量见表1。

二、场地工程地质条件

(一)地层分布及岩土特征

本次勘探最大深度55.00m范围内所揭露的主要地层除表层耕土外,均为第四系冲洪积成因的黏性土、粉土及砂类土,依据其工程地质特征,自上而下分为13个工程地质主层及4个亚层,具体评述如下:

(1)层:耕土,深褐色~灰褐色,以粉质黏土为主,含植物根系及氧化铁,无光泽反应,无摇振反应,干强度及韧性中等。层厚0.40~0.80m,层顶高程619.43~621.80m。该层位于地层表部,该层在场地内均有分布,强度及厚度不等,建议挖除。

①层:粉土,灰褐色~黄褐色,稍密~中密,稍湿~湿,土质不均,含氧化铁、云母,无光泽反应,摇振反应迅速,干强度及韧性低,属正常固结土。层厚0.80~3.30m,层顶高程618.83~621.40m,层顶深度0.40~0.80m。该层在场地内均有分布。

②层:粉土,黄褐色,松散~稍密,稍湿~湿,含氧化铁,云母,无光泽反应,摇振反应迅速,干强度及韧性低,局部夹粉质粘土薄层,属正常固结土。层厚0.90~5.60m,层顶高程616.19-619.75m,层顶深度1.40-4.00m。该层在场地内均有分布。

③层:粉质黏土,黄褐色~灰黄色,软塑~可塑,含氧化铁,切面较光滑,无摇振反应,干强度及韧性中等,局部夹粉土薄层。层厚0.90-6.00m,层顶高程611.58-616.42m,层顶深度4.00~8.20m。该层在场地内均有分布。

④层:粉质黏土,灰绿色~灰色,软塑~可塑,含有机质,土质不均匀,局部夹粉土薄层,无摇振反应,切面稍光滑,干强度及韧性中等。层厚1.00~7.40m,层顶高程608.91~613.21m,层顶深6.50~11.70m。该层在场地内均有分布。

⑤层:粉土,灰色,稍密~中密,湿~很湿,土质不均匀,局部夹粉质黏土薄层,摇振反应迅速,无光泽反应,干强度及韧性低。层厚1.50~6.90m,层顶高程604.61~610.98m,层顶深度9.50~16.50m。该层在场地内均有分布。

⑥层:粉质黏土,黄褐色~灰褐色,可塑,含氧化铁,土质不均匀,无摇振反应,切面较光滑,干强度及韧性中等,局部混有粗砂薄层。层厚0.5-5.70m,层顶高程602.21-607.36m,层顶深度12.50-19.20m。该层在场地内均有分布。

⑦层:粗砂,褐黄色,中密,饱和,主要矿物成分为石英、长石,级配较差,黏粒含量约3~5%。层厚0.80-8.30m,层顶高程599.40-604.96m,层顶深度14.90~21.20m。该层在场地内均有分布。

⑦1层:粉质黏土,黄褐色~灰褐色,软塑~可塑,土质不均匀,局部混砾砂,无摇振反应,切面较光滑,干强度及韧性中等。层厚0.20-3.90m,层顶高程597.68-602.91m,层顶深度16.90-23.30m。该层在局部钻孔缺失。

⑧层:粉质黏土,灰色,灰褐色,软塑~可塑,土质不均匀,夹粉土、粉砂薄层,含腐殖质,无摇振反应,切面稍有光泽,干强度及韧性中等。层厚1.40-8.50m,层顶高程593.82-599.31m,层顶深度20.40-26.60m。该层在场地内均有分布。

⑧1层:粗砂,灰色,中密,饱和,主要矿物成分为石英、长石,级配较差,黏粒含量约3~5%。层厚0.30-4.60m,层顶高程590.29-597.45m,层顶深度22.30-29.60m。该层在部分钻孔缺失。

⑨层:粉质黏土,灰褐色,可塑,土质均匀,偶见砾砂,无摇振反应,切面较光滑,干强度及韧性中等。层厚1.00~8.80m,层顶高程589.04-594.91m,层顶深度25.80-31.20m。该层场地均有分布,35m钻孔未揭穿此层。

⑩层:黏土,褐灰色,可塑~硬塑,混少量砾石,土质较均匀,无摇振反应,切面光滑,干强度及韧性高。层厚0.90-8.50m,层顶高程583.21-587.97m,层顶深度33.20-36.50m。该层在场地内均有分布。

11层:黏土,黄褐色~灰褐色,硬塑~坚硬,混少量砾石,土质均匀,无摇振反应,切面光滑,干强度及韧性高。层厚1.00~8.00m,层顶高程576.29-582.28m,层顶深度38.00-43.00m。该层在场地内均有分布,45m钻孔未揭穿此层。

11层:砾砂,灰黄色~黄褐色,密实,饱和,主要矿物成分为石英、

长石,级配较差,黏粒含量约3-5%。层厚1.00-4.10m,层顶高程574.28~580.71m,层顶深度39.90-45.40m。该层在部分钻孔缺失。

12层:黏土,灰褐色,硬塑~坚硬,土质均匀,无摇振反应,切面光滑,干强度及韧性高,ZK34、ZK214、ZK227、ZK233混有1-2m粗砂。层厚1.50-10.60m,层顶高程571.68-576.75m,层顶深度43.50-48.00m。该层在场地内均有分布。

13层:黏土,灰绿色,褐色,硬塑~坚硬,土质均匀,无摇振反应,切面光滑,干强度及韧性高。层厚3.80-5.20m,层顶高程568.83-570.69m,层顶深度49.80~51.20m。本次钻探未揭穿此层。

(二)地下水

勘察期间场地内的地下水埋深为4.18-7.00m,高程在614.03-615.71之间。地下水类型为潜水,水位随季节变化,变化幅度为1~2m,随着工业园区建设规模的扩大,水位有下降的趋势。根据对场地内ZK57、ZK109、ZK214孔所取水样进行水质分析,结果表明,在环境类型为Ⅱ类的条件下,地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在长期浸水和干湿交替条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。

据调查场地勘察范围内及其附近没有地下水与土的污染源。

(三)不良地质作用

建筑场地位于构造相对稳定地带,无新构造活动迹象,场地及附近地势开阔,未发现影响工程稳定的不良地质作用。

三、岩土工程分析与评价

(一)地基土分析与评价

根据现场揭露地层情况及室内土工试验成果分析,型煤库和原煤库除②层粉土、③层粉质黏土、④层粉质黏土、⑧层粉质黏土在岩土物理力学性质方面存在差异外,其余各土层物理力学指标比较接近。根据地基土室内试验和原位测试成果,依据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)2009年版,结合本地区工程实践经验,综合确定各地基土层计算参数如表2所示。

(二)地基土均匀性评价

拟建建筑处于同一地貌单元,在垂直方向上呈多层结构,水平方向主层位分布稳定,依据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)第8.2.4条,按地基持力层底面坡度小于10%、地基持力层和第一下卧层在基础宽度方向上的厚度差值小于0.05b(b为基础宽度)、同一建筑物下各钻孔中,压缩层范围内当量模量Esmax/Esmin的比值与地基不均匀系数界限值K的关系三个标准综合判定,该建筑地基为均匀地基。

(三)地基土冻胀性评价

根据室内土工试验结果,依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)附录F、G,呼伦贝尔市标准冻深为2.80m,场地内粉土①层(221.5m)为冻胀,粉土②层(221.5m或hw≤1.5m)为冻胀~强冻胀,粉质黏土③层((ω+5

(四)抗震性能评价

依据《某×××项目工程场地地震安全性评价》中有关规定,场地抗震设防烈度按6度考虑,设计基本地震加速度值小于0.05g。该场地在抗震地段划分上属建筑抗震一般地段。

根据本次勘察实测ZK31#、ZK108#、ZK194#、ZK245#、ZK260#钻孔弹性波速测试结果(成果图如图1),地表下20.0m深度范围内土层等效剪切波速Vse计算值为207.7m/s~220.3m/s,平均值为214.0m/s,场地覆盖层厚度大于50.0m,按照上述规范有关规定判定,场地土类型为中软土,建筑场地类别划分为Ⅲ类。

(五)地基土的液化效应评价

根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)相关规定,拟建场地可不进行地基土液化判别。

(六)水、土的腐蚀性评价

根据对场地内ZK57、ZK109、ZK214孔所取水样进行水质分析,结果表明,在环境类型为Ⅱ类的条件下,地下水对混凝土结构具微腐蚀性,在长期浸水条件下地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋均具微腐蚀性。

根据对现场ZK117、ZK235所取土样进行土质分析,结果表明,在环境类型为Ⅱ类的条件下,土对混凝土结构具微腐蚀性,在干湿交替条件下对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具微腐蚀性。

勘察期间对场地及周边进行调查,未发现影响场地地下水与土的污染源。

四、桩基设计参数

根据设计要求,拟建场地煤库区采用钻孔灌注桩基础。根据现场勘探揭露地层情况并结合原位测试和室内土工试验结果、依据行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008),综合确定桩基设计参数,见表3。

根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)第5.7.2条规定,对于受水平荷载较大的设计等级为甲级、乙级的建筑桩基,单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定。

成桩可能性:场地地层较为稳定,可采用泥浆护壁成孔水下灌注成桩工艺。

桩基正式施工前应该进行试桩,并由具有资质的单位通过单桩静载试验确定单桩承载力特征值。桩基工程结束后,需按相关规范要求进行工程桩的桩身完整性和单桩竖向静载荷试验检测。

五、基坑工程

拟建场地如存在基坑开挖工程时,在场地允许情况下可采用1:1自然放坡,在受场地条件限制时,可考虑土钉墙或护坡桩支护方案,基坑设计参数见表5-1。场地内地下水埋深较浅,勘察期间稳定水位4.18-7.00m,高程在614.03-615.71之间,基坑开挖如超过水位时,应做好防排水措施。

基坑开挖后,不宜长期暴露,防止周围积水、渗水,避免基础施工中的不利因素。基坑周边严禁堆载,应采取措施防止碰撞支护结构,避免扰动基底原状土;开挖时应遵循先支后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。

基坑开挖时,土体的应力条件会发生变化,导致基坑周围土体发生位移及地面变形,因此在施工过程中对支护结构及基坑周围土体变形、地下水位变化及周边等进行监测,并制订监测方案。如基坑开挖超过5m时,应组织专家进行支护方案论证。

六、结束语

通过土工测试及载荷试验等原位测试,确定了场地土的承载力数据,提出了桩基参数,并提供的桩基方案。

拟建建筑采用桩基础,根据设计需要可采用粉质黏土⑨及其以下各层可作为建筑桩基持力层。施工后的桩基达到龄期后应按《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)及《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)规定进行检测。根据最终成桩及检测结果,提供参数得到了良好的验证,桩基检测结果均为合格。

基坑开挖工程时,场地允许情况下可采用1:1自然放坡,在受场地条件限制时,可考虑土钉墙或护坡桩支护方案。

通过波速测试测试,解决了初勘场地土类别等问题。最终确定场地土类型为中软土,建筑场地类别划分为Ⅲ类。

呼伦贝尔市标准冻深为2.80m,场地内粉土①为冻胀,粉土②为冻胀~强冻胀,粉质黏土③为强冻胀。拟建建筑宜在施工和建(构筑物)使用期间进行沉降观测。

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