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1工程概况及场地工程地质条件1.1工程概况 拟建的大连医科大学旧校区搬迁改造地F区项目位于沙河口区大连医科大学第二附属医院北侧，总占地面积约6032.0，为教学楼、风雨操场及地下车库，地上4层，地下1层，教学楼、风雨操场设计地坪标高28.70m，地下车库设计地坪标高23.30m。勘察场地西侧为连山街，东、南、北侧为在建的住宅及公建。据调查勘察场地周边无地下管网及正在开挖的基坑。1.2勘查工作概况 本次勘察共完成勘察钻孔15个，钻探总进尺173.4m。本次勘察工作量如表：孔数(个)总进尺(m)分层厚度(m)杂填土含砾粉质粘土碎石强风化板岩强风化石英岩中风化石英岩15173.4047.227.852.225.812.308.1SPT测试（次）6DPT测试（m）1.40.90.90.9取样及室内试验原状土样8件，土常规试验6件，土腐蚀性试验2件。工程测量5组钻孔波速测试21.0m1.3场地工程地质条件1.3.1气候条件 大连市位于亚欧大陆的东部、太平洋的西海岸，地处北半球的中纬度。失去三面环海，一面连接陆地，形成依山傍水的自然地理环境。本区属于温带季风性气候，并具有海洋影响的特点。其主要特征是冬夏风向明显交替，影响整个气候的变化。冬季主要受蒙古及西伯利亚冷高压的控制，多为便被讥讽，气温较低，降水少。夏季受太平洋副热带高压的控制，盛行东南季风，气温较高，降雨多。春、秋两季则为过渡性变化气候。在季风气候的基础上并受海洋影响的情况下，本区其后总的特点是气候温和、四季分明，空气湿润，降水集中，风力较大。 大连地区属于北温带季风气候区，并具有海洋影响的特点，本区属于暖温带大陆性季风半到气候区，雨量集中，冬季寒冷，夏季炎热，八月最热，一月最冷。按中国建筑气候区划属于寒冷地区、 根据国标建筑气象参数标准提供的大连市气象资料（1951-1980年），主要气象要素如下：年平均温度10.20，极端最高温度35.30，极端最低温度-21.10。平均年总降水量658.7mm；一日最大降雨量171.1mm。全年平均风速5.2m/s；30年一遇最大风速31.0m/s；全年最多风向N，平率15%；最大积雪厚度37cm。根据建筑结构荷载规范，本事基本风压0.65KN/（1/50），基本雪压0.40KN/（1/50）。土壤标准冻结深度0.70米，最大冻结深度0.93米。1.3.2地形地貌 大连地区地铁沿线地层岩性复杂多变，三大岩类沉积岩、变质岩、岩浆岩均有分布，地层地质时代跨度大，跨越元古代震旦纪至白垩纪地质时代，揭露不同时代的石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、辉绿岩、构造碎裂岩等十几种岩性，每种岩性风化程度变化不一，按风化程度可分为残积土、全风化、强风化、中风化、微风化五种风化等级，不同岩层的工程性质差别较大，在不同岩层的变化及交界处，围岩易出现滑移和坍塌。场地位于洪积裙地貌单元，场地地形西高东低，地面标高25.9830.33m，相对高差4.35m。1.3.3地质构造勘察区大地构造划分隶属中朝准地台()胶辽台隆（1）复州台陷（41）复州大连凹陷（14-3）。据大连区域工程地质勘察报告（南区）地质资料现实，该场地附近有一条走向北西155的正断层，断层延展长度4350m，另外一条走向北东212的正断层，断层延展度900m；这两条断层均为非全新活动断裂。勘察区内未见有晚近期活动断裂分布，地质构造相对稳定。1.3.4地层结构据勘探资料，场地地层由上至下划分为：1.杂填土（Q4ml）：灰褐色，稍湿，松散，主要由粘性土、碎石、砖块等建筑垃圾组成，回填期龄小于5年。该层在场地内普遍分布，厚度1.35.70m，底板标高22.9827.53m。2.含砾粉质粘土（Q3dl+pl）：黄褐色，褐色，稍湿，可塑，无摇震反应，稍有光泽，干强度和韧性中等，含有10-15%石英质砾石，局部夹有薄层碎石。该层在场地内普遍分布，厚度0.504.50m，底板标高16.1524.04m。3.碎石（Q3dl+pl）：黄褐色，稍湿，稍密，含有5070%的石英质碎石，粒径28cm，大者大于15cm，呈棱角次棱角状，孔隙间由粉质粘土充填，局部夹有含砾粉质粘土透镜体。厚度0.76.40m，底板标高15.6826.83m。4.强风化板岩（Zxhq）：灰黄色，变余结构，板状构造，节理裂隙发育强烈，岩芯成碎石土状，碎块状，属极软岩，破碎，岩体质量等级为级。该层在场地内东侧有分布，揭露厚度1.42.60m，顶板标高15.6818.25m。5.强风化石英岩（Zxhq）：黄褐色，灰白色，变晶结构，块状构造，岩石裂隙发育强烈，岩芯多呈碎块状，为软岩，破碎，基本质量等级为级。该层在场地西侧有分布，揭露厚度1.03.90m，顶板标高19.026.83m。6.中风化石英岩（Zxhq）：灰白色，变晶结构，块状构造，岩石裂隙发育，岩芯多呈碎块状，短柱状，为较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级级。该层在场地西侧有分布，揭露厚度1.02.0M。顶板标高21.3022.93。1.3.5地下水情况及其他勘察期间，在钻孔揭露深度内未见有地下水。在场地内韩立粉质粘土、碎石中取2件土样，根据室内分析结果判定，场地内含砾粉质粘土、碎石对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性，对钢结构具微腐蚀性。土层标准冻深Z0=0.70m，最大冻深0.93m。2岩土工程勘察2.1 勘察的目的、任务现阶段的岩土工程勘察的目的和任务主要包括以下几点：1.查明勘察范围内场地原始地形、地貌，岩土层的成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律，分析评价地基的稳定性和均匀性。2.查明埋藏的河道、墓穴、防空洞、旧基础、孤石等对工程不利的埋藏物及其分布范围。3.查明影响建筑场地稳定性的不良地质作用（包括：岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基的地震效应、活动断裂等）和特殊土（包括软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红黏土、多年冻土等）的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，并提出相应防治措施和建议。4.查明地下水埋藏情况、类型、补给及排泄条件，地下水水位变化幅度及规律；评价地下水（土）对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层的渗透性质，分析评价地下水的静水压力、动水压力及浮托力的作用和影响；预估产生基坑突涌、流砂（土）或管涌等地下水不良作用的可能性及危害程度，并提出相应的防治措施建议；提供基坑降水的有关技术参数及施工降水方法的建议；提供用于计算地下水浮力的设计水位。5.基坑工程还应查明基坑周边环境，提供基坑设计所需的岩土参数，分析评价放坡开挖的可能性和基坑边坡稳定性，适宜选用的支护结构类型及其稳定性，基坑开挖与降水对地基变形、周围建筑物和地下设施的影响。6.本次岩土工程勘察是为建设工程实施的，主要是为建筑工程的设计、施工及基础的设计等提供有力的地质资料。对选址的地基土进行岩土工程评价，以确定可靠地持力层。勘察阶段应与设计阶段相适应，一般可分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘察、详细勘察三个阶段。本次勘察的工作是详细勘察。2.2岩土工程勘察等级2.2.1工程重要性等级工程重要性等级是根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响使用的后果，分为三级：（1）一级工程：重要工程，后果很严重；（2）二级工程：一般工程，后果严重；（3）三级工程：次要工程，后果不严重；本工程为大连医科大学教学楼、风雨操场及地下车库，地下1层，地上4层。该工程的工程重要性等级为二级，场地等级为二级，地基等级为二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级，地基基础设计等级为乙级。2.2.2场地等级根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：（1）符合下列条件之一者为一级场地（复杂场地）：对建筑抗震危险地段；不良地质作用强烈发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。（2）符合下列条件之一者为二级场地（中等复杂场地）：对建筑抗震不利地段；不良地质作用一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；基础位于地下水位以下的场地。（3）符合下列条件者为三级场地（简单场地）：抗震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单；地下水对工程无影响。由勘察场地情况可知，本工程场地地形较平坦，原地貌为浑河冲积平原，地质成因由第四季冲洪积而成。基础位于地下水位以下，故场地等级为三级。2.2.3地基等级根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：符合下列条件之一者为一级地基（复杂地基）：岩土种类很多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。符合下列条件之一者为二级地基（中等复杂地基）：岩土种类较多，不均匀，性质变化大；除本条第一款规定以外的特殊性岩土。符合下列条件者为三级地基（简单地基）：岩土种类单一，均匀，性质变化不大；无特殊性土。本工程的场区地层中有杂填土、中砂、砾砂及少量的粉质粘土，所以中等复杂地基，因此地基等级为二级地基。 2.2.4岩土工程勘察等级岩土工程勘察规范2012版（GB 50021-2001）3.1.4 根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，可按下列条件划分岩土工程勘察等级2。甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；丙级:工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。本工程工程重要性等级为一级，场地等级为二级，地基等级为二级，因此工程勘察等级为甲级。2.3目前常用的岩土工程勘察的方法或技术手段2.3.1工程地质测绘工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘，而城市民用建筑场地的地形一般比较平坦、地质条件简单且较狭小，因此可采用调查代替工程地质测绘。2.3.2勘探与取样勘探工作包括物探、钻探、坑探以及触探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的，并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用各种勘探方法。物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。但是，物探成果判释往往具有多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。触探法是间接的勘察方法，不取土样，不描述，只将一个特别探头装在钻杆底端，打入或压入地基土中，由探头所受阻力的大小探测土层的工程性质，称为触探法。因触探法不需要取原状土做实验，对难以取原状土的水下砂土、软土等，更显示其优越性。触探法无法单独使用，无法对地基土定名或绘制地质剖面图。但若与钻探法配合，则可提高勘察的质量和效率。根据探头的结构和入土方法不同，可分为圆锥动力触探、标准贯入试验和静力触探三大类，分述如下：（1） 圆锥动力触探：圆锥动力触探的类型可分为轻型、重型和超重型三种，具体规格见表2-1。其原理是用标准质量的铁锤提升至标准高度自由落下，将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度，所需的击数N值得大小来判定土的工程性质的好坏。N值越大，表明贯入阻力越大，即土质越密实。（2） 标准贯入试验：标准贯入试验的原理与圆锥动力触探相同，标准贯入试验来源于美国，质量为140磅（即63.5kg）的穿心锤，用钻机的卷扬机提升，至30英寸（76cm）高度，穿心锤自由下落，将特制的圆管状贯入器贯入土中，先打入土中15cm不计数，接着每打入10cm记下击数，累计打入1英寸（30cm）的锤击数，即为标准贯入击数N。当锤击数已达50击，而贯入深未达30cm时，可记录实际贯入深度并终止试验。勘察报告提供的N值是基本数值。在实际应用N值时，应按具体岩土工程问题，参照有关规范考虑是否作杆长修正或其他修正，以及用何种方法修正。（3） 静力触探：1917年瑞典首先使用静力触探，它具有连续、快速、灵敏、精确、方便等优点。它的原理是利用液压或机械传动装置，将圆锥形金属探头压入地基土中。探头中贴有电阻应变片，当探头受阻力时，电阻应变片相应伸长改变电阻，可用电阻应变仪测量微应变的数值，计算贯入阻力的大小，判定地基土的工程性质。按其功能的不同它可分为以下几种类型：按主机功能分为3种：轻型加力2030kN，测深20m左右；中型加力50100kN，测深3040m；重型加力150kN，测深50m。按量测探头结构分为3种：单桥探头测定的参数为比贯入阻力ps；双桥探头同时测定锥尖阻力qc和侧壁摩阻力c；孔压静探探头测定空隙水压力。按动力方式分为3种：人力式压入式或链条手摇式；液压式有单缸、双缸、四缸3种结构，常用双缸液压式；机械式滑动丝杠或滚珠丝杠。按反力装置分为两种：框架地锚、汽车自重加地锚。圆锥动力触探和标准灌入试验类型和规格见表2-1和表2-2：表2-1 圆锥动力触探类型Tab 2-1 Cone type dynamic penetration类 型轻 型重 型超 重 型落锤锤的质量/kg1063.5120落距/cm5076100探头直径/mm407474锥角/606060探杆直径/mm25425060指 标贯入30cm的读数N10贯入10cm的读数N63.5贯入10cm的读数N120主要适用岩土 浅部的填土、砂土、粉土、粘性土 砂土、中密以下的碎石土、极软岩 密实和很密的碎石土、软岩、极软岩表2-2 标准贯入试验设备规格Tab 2-2 Standard penetration test equipment specification落锤锤的质量/kg63.5落距/cm76贯入器双开管长度/cm500外径/cm51内径/cm35管靴长度/cm5076刃口角度/1820刃口单刃厚度/mm2.5钻杆直径/mm42相对弯曲0.801.2含水比w0.80.151.4大面积压实填土压实系数大于0.95、粘粒含量c10%的粉土01.5最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石02.0粉土粘粒含量c10%的粉土0.31.5粘粒含量c10%的粉土0.52.0E及IL均小于0.85的粘性土0.31.6粉砂、细砂（不包括很湿与饱和时的稍密状态）2.03.0中砂、粗砂、砾砂和碎石土3.04.4注：强风化和全风化的岩石，可参照所风化成的相应土类取值，其他状态下的岩石不修正； 地基承载力特征值按本规范附录D深层平板载荷试验确定时b取0。（5）重型动力触探试验N值确定地基承载力特征值重型动力触探指标N63.5也可用于确定砂、碎石及卵砾石等类地基土的承载力。通过锤击数查表4-3可得出承载力特征值。表4-3 重型动探法确定砂土、碎石土承载力Tab. 4-3 Heavy dynamic agent to determine sand and gravel soils standard capacity重型动力触探击数N63.5承载力标准值fk（kpa）卵石圆砾砾砂粗、中砂粉、细砂稍湿很湿3200195180120906042752502251601208053403102702001501006400360320240180120849545040032024016010580540480400300200126606205554801678576069520885865815-22930910865-24970950910-261010985945-2810451015970-3010801045995-注：1.深度范围不大于15m；2.表中N63.5是修正后的值；3.表中粉、细、中、粗砂为冲积和洪积形成；4.中、粗砂不均匀系数不大于6.当采用重型圆锥动力触探确定碎石土密实度时，锤击数N63.5 应按下式修正： （4-3）式中：N63.5修正后的重型圆锥动力触探锤击数；1修正系数，查表4-4取值；N63.5实测重型圆锥动力触探锤击数。表4-4 重型圆锥动力触探锤击数修正系数Tab. 4-4 Heavy hammer conical dynamic contact number agent correction coefficientN63.551015202530354050L=21.001.001.001.001.001.001.001.00L=40.960.950.930.920.900.890.870.860.84L=60.930.900.880.850.830.810.790.780.75L=80.900.860.830.800.770.750.730.710.67L=100.880.830.790.750.720.690.670.640.61L=120.850.790.750.700.670.640.610.590.55L=140.820.760.710.660.620.580.560.530.50L=160.790.730.670.620.570.540.510.480.45L=180.770.700.630.570.530.490.460.430.40L=200.750.670.590.530.480.440.410.390.36 注：L为杆长。本工程可通过重型动力触探的锤击数（DPT）、标准贯注试验（SPT）和规范建议的地基承载力公式，来确定各地层的地基承载力：1.杂填土：松散，欠固结，未经处理不宜做基础持力层，应挖除。人工挖孔桩的极限侧阻力标准值qsik=20kPa。粘聚力c=10kPa，内摩擦角=15，土天然容重=15KN/m；（1）由根据规范建议的承载力计算公式fa=Mbb+Mdmd+MCck承载力系数根据内摩擦角=15，查表得Mb=0.33，Md=2.3，MC=4.85。其中基础宽度设b=5m。根据钻孔综合柱状图，粉质粘土层底深度为d=3.5m。由公式计算得fa=194kPa。（2）DPT重型圆锥动力触探标准值为2，根据建筑地基基础规范（GBJ7-89）中附表5-9，承载力特征值为再根据公式fa=fak+bb-3+dm(d-0.5)来确定修正后的承载力特征值，其中查表得b=0，d=1.b=5m，d=3.5m，=15KN/m，m=15KN/m。得fa=2.含砾粉质粘土：黄褐色，稍湿，可塑，无摇震反应，稍有光泽，干强度和韧性中等，含有1015%石英质砾石，局部夹有薄层碎石。根据地区经验其土层的物理力学性质为c=54.87kPa，=11.54，=19.5KN/m；（1）由根据规范建议的承载力计算公式fa=Mbb+Mdmd+MCck承载力系数根据内摩擦角=11.54，查表得Mb=0.2，Md=1.84，MC=4.3。其中基础宽度设b=5m。根据钻孔综合柱状图，粉质粘土层底深度为d=6m。由公式计算得fa=405.6kPa。（2）SPT标准贯入试验标准值为9，根据建筑地基基础规范（GBJ7-89）附表查的地基承载力特征值为180kPa。再根据公式fa=fak+bb-3+dm(d-0.5)来确定修正后的承载力特征值，其中查表的b=0，d=1.b=5m，d=6m，=19.5KN/m，m=16.9KN/m。得fa=272.8kPa。3. 碎石：稍密，根据DPT测试确定其地基承载力特征值fak=280kPa，变形模量E0=18.50Mpa。人工挖孔桩的极限侧阻力标准值qsik=90kPa。c=20kpa，=32，=19KN/m。（1）由根据规范建议的承载力计算公式fa=Mbb+Mdmd+MCck承载力系数根据内摩擦角=32，查表得Mb=2.60，Md=6.35，MC=8.55。其中基础宽度设b=5m。根据钻孔综合柱状图，粉质粘土层底深度为d=9.5m。由公式计算得fa=1484.8kPa。（2）DPT重型圆锥动力触探标准值为7，根据建筑地基基础规范（GBJ7-89）附表查的地基承载力特征值为220kPa。再根据公式fa=fak+bb-3+dm(d-0.5)来确定修正后的承载力特征值，其中查表的b=3，d=4.4.b=5m，d=9.5m，=19KN/m，m=17.7KN/m。得fa=1034.9kPa。4.强风化板岩：根据DPT测试及野外鉴别综合确定其地基承载力特征值fak=320kPa，变形模量E0=21.0Mpa。结合地区经验确定人工挖孔桩的极限端阻力标准值qpk=4500kPa。DPT重型圆锥动力触探标准值为8，根据建筑地基基础规范（GBJ7-89）附表查的地基承载力特征值为320kPa。5.强风化石英岩：根据DPT测试及野外鉴别中和确定其地基承载力特征值fak=520kPa，