信息指挥中心岩土工程勘察报告正文讲义

1、山西省阳泉第一监狱信息指挥中心岩土工程勘察1工程概况拟建建筑物位于山西省阳泉市荫营煤矿通往监区主干道东侧，车管科北侧, 原荫营煤矿中学运动场内，主要建筑物为信息指挥中心 2幢(东楼、西楼)、食 堂+报告厅1幢。信息指挥中心为地上9层，地下1层车库，食堂+报告厅地上2 层。信息指挥中心平面形状为矩形，长 3宽约为 54.90m3 17.00m,建筑物高度约为27.00m,结构类型为框架结构，基础埋深约为5.00m， 0标高为842.00m,基础形式拟采用筏板基础，基底压力约为320k Pa。食堂+报告厅平面形状为不等边八边形，长、宽约为23.00m,占地面积约450 rf ,建筑物高度约为7.0

2、0m,结构类型为框架结构，基础埋深约为5.00m, 0标高为842.00m,基础形式拟采用筏板基础，基底压力约为180k Pa。本场区较平整，整平标高约为 841.20m。本工程由北京通辰建筑设计有限公司承担设计任务。 受山西省阳泉第一监狱的委托，山西云泉岩土工程有限公司承担了本场区的岩土工程勘察任务。 本次勘察为一次性详细勘察。2岩土工程勘察等级与勘察目的、要求2.1岩土工程勘察等级依据岩土工程勘察规范(GB50021 2001)( 2009年版)第3.1.1条,拟建信息指挥中心的工程重要性等级为二级，拟建食堂 +报告厅的工程重要性等 级为三级；根据地质踏勘情况及收集到的本地区相邻地段的勘察

3、资料，依据岩 土工程勘察规范(GB500212001)( 2009年版)第3.1.2及3.1.3条相关项目要求，本工程项目场地复杂程度和地基的复杂程度均为中等。 综合上述三方面 因素，本次岩土工程勘察等级确定为乙级。第3.0.1条，拟建信息丙级。依据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002 指挥中心和食堂+报告厅的地基基础设计等级分别为乙级、年版)附录A及建筑工依据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)(2008程抗震设防分类标准(GB 50223-2008),本地区的抗震设防烈度为 7度，拟建场区的抗震设防类别为标准设防类。-1-山西省阳泉第一监狱信息指挥中心岩土工程勘察2.2勘

4、察目的、要求依据勘察任务委托书、勘察合同及相关规范规程，通过本次勘察，应提供详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对拟建场地地基做出工程评 价，并对基础类型、基础型式、地基处理和不良地质作用的防治等提出建议，主要进行下列工作: 查明建筑场地各岩土层的成因、时代、地层结构和均匀性以及特殊性岩 土的性质，尤其应查明基础下软弱和坚硬地层分布，以及各岩土层的物理力学性 质。对于岩质的地基和基坑工程，应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质 量等级和风化程度; 查明地下水类型、埋藏条件、腐蚀性及稳定水位，提供基坑开挖工程应 采取的地下水控制措施; 对地基岩土层的工程特性和地基的稳定性进行分析，提

5、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;查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、采空区、孤石等对工程不利的埋藏物;预测地基沉降、差异沉降和倾斜等变形特征，提供计算变形所需的计算参数;对复合地基或桩基类型、适宜性、持力层选择提出建议，提供桩的极限侧阻力、极限端阻力和变形计算的有关参数;(7)提供场地土的标准冻结深度；查明不良地质作用以及地质环境遭受破坏的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议。3勘察方法及工作量3.1勘察依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001（ 2009年版）建筑地基基础设计规范（GB50007

6、-2002建筑抗震设计规范（GB50011-2001（ 2008年版）-2-山西省阳泉第一监狱信息指挥中心岩土工程勘察建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)建筑工程地质钻探技术标准(JGJ87-92)原状土取样技术标准(JGJ89-92)工程岩体分级标准(GB50218-94工程岩体试验方法标准(GB/T50266-99)土工试验方法标准(GB/T50123-1999)(11)建筑地基基础勘察设计规范(DBJ04-258-2008)(12)建筑工程抗震设防分类标准(GB50223-2008(13)建筑工程勘察文件编制标准(DBJ04-248-20

7、06)(14)山西省阳泉荫营煤矿信息指挥中心总平面布置图(15)工程地质任务委托书3.2勘探点的布设原则本次勘察的勘探点(见勘探点平面布置图)沿拟建构筑物周边呈矩形网状 布设，并以能控制场地工程地质条件为原则。勘探点间距依据岩土工程勘察规范(GB50021-2001( 2009年版)第4.1.15条,建(构)筑物的外形特点及地基复杂等级，并结合现场地层情况，综合各方面因 素确定勘探点间距。勘探点间距为 12.2125.40m。勘探点深度按建筑物预计的场平标高、基础形式、基础埋深确定勘探点的深度。勘探 点类型为鉴别孔、取样孔、原位测试孔。一般技术孔孔深设计原则为基岩面以下35m控制孔孔深到中等风

8、化岩石，根据调阅地质图件及相邻建筑物勘察资料,预测本场区下可能存在小窑采空区， 经与建设单位协商，故布置钻孔(ZK2 ZK4ZK6 ZK7 ZK9 ZK11 ZK16)为探15#煤钻孔，原则上若在60.00m以内揭露15#煤,则应穿过该煤层继续钻进约1.00m后终孔；若在60.00m以内未见15#煤，则 终孔深度为60.00m。施工时根据地层情况按设计原则调整钻孔深度。钻孔深度 为 24.33 29.44m。3.3勘察方法勘察手段针对场地地基土的特性，采用以钻探为主要勘察手段的勘察方法,同时配合孔内标准贯入试验、重型动力触探、土工试验和区域工程地质调查分析。钻机成孔，外业勘察施工采用GJ-24

9、0S、文登240工程钻机各两台。采用 089127mm勺复合片钻头回转转进，土层采用无水干钻与套管钻进工艺、岩层采用套管与泥浆护壁钻进相结合的工艺。原位测试：对于粉土、粘性土采用标准贯入试验，对砂土、杂填土采用重型动力触探试验。当钻进至预定试验位置时，清孔提钻，根据孔深丈量探杆长度, 然后下入标准贯入器或动探头，用 63.5kg标准贯入锤（自动脱钩）在落距 76cm高度下击打并记录击数。对于标准贯入试验其击打15cm后再贯入30cm的击数即为实测击数N,对于重型动力触探试验其平均贯入10cm的击数即为实测击数Nfe3.5。3.4实际完成工作量外业工作于2010年5月13日开始进场施工，于201

10、0年5月30日野外施工结束。根据场地实际情况，本次施工勘探钻孔16个，控制孔7个，一般孔9个，总进尺604.87m,采取岩样20个，由山西省三水实验测试中心对样品进行 各种室内试验。根据场地实际情况，本次施工设计勘探钻孔 16个，并按规范要求进行取样及原位测试。实际完成工作量详见勘察工作量统计表3.1。序号类别工作量1标定钻孔16个2钻探孔共16个，总进尺604.87米。（控制性孔7个，一般性孔9个）3原位测试4取样岩样20件5土工试验制岩样35块、岩石饱和单轴抗压强度18组。勘察工作量统计表表3.1-13-3.5测量系统及引测依据本次勘察的勘探点采用阳泉矿区独立坐标系统，1985年国家黄海高

11、程基准，各勘察点坐标及高程分别于2010年5月12日和2010年5月31日由全站仪进行了现场实测和复测，高程引测点由建设单位提供，该点位于荫营煤矿一食堂路口,其坐标为 X=107740.395, 丫=99071.172, H=841.217。3.6室内土工试验试验内容如下:岩石的饱和单轴抗压强度试验。3.7参数的统计、分析和选用指标的统计3.5.1对相同成因类型并具相近工程特性的岩土层位作为同一统计单元;3.5.23.5.3单元体中透镜体不参与统计；舍弃过于离散及有明显异常的指标;3.5.4各项指标统计值一般均提供最大值、最小值、统计数、算术平均值、标准差、变异系数，若子样少于6个，只提供最大

12、值、最小值、算术平均值及统计数。指标的选用3.5.5根据前述统计结果，按相关规范要求以及指标的用途及重要性，按不利组合考虑选用最大（或最小）平均值或按下式将平均值修正为标准值采用。 公式 如下：k = r s2mrs十（孚4+竺7毛vn n式中：k岩土指标标准值m岩土指标平均值rs 统计修正系数n统计数变异系数 按不利组合取“ +”或“-”号3.5.6若子样个数小于6个时，按不利组合取其最大值或最小值，或按经验进行取值。4场地与地基的岩土工程条件4.1地形地貌拟建场地位于原荫营煤矿中学运动场内，场地地貌原属中低山地貌单元。本场区较平整，紧邻中学挡墙处为运动场看台， 在勘察阶段未予拆除，经整平后

13、形成两个台阶，其中北部整平标高约为845.00m,南部整平标高约为841.00m。4.2不良地质作用因场地覆盖层为人工形成的杂填土，密实度、均匀性差，致钻探过程中所有钻孔出现塌孔、漏水现象，我方采取无水干钻与套管钻进工艺； 因基岩上部为强风化砂岩，较破碎，为较软岩，局部裂隙发育，致钻探过程中部分钻孔出现漏 水现象；无地震液化等影响工程稳定性的不良地质作用。4.3地基土层构成及物质组成特征场区表层分布第四系全新统人工填土(Qml)，下伏石炭系上统太原组下部地层(C3t )。地层走向北东，倾向北西，倾角 58。本次勘察根据勘探点揭露的岩土层竖向变化情况，将本次勘察揭露的岩土层划分为十一层，各岩土层

14、分布构成特征参见表4.1。土 层 层 号土 层 名 称土层厚度(m)层底标咼(m)层底埋深(m)统 计 个 数最大 揭露 厚度(m)最小值最大值平均值最小值最大值平均值最小值最大值平均值杂填土1.5310.606.39833.10839.83836.311.5310.606.391610.60纟细砂岩2.2411.737.29824.78833.34829.027.7820.2613.681611.73泥岩0.559.133.85821.35832.17825.188.9523.8417.52169.13地层分布构成特征一览表表4.1石灰岩0.403.201.17820.35830.48824

15、.0010.6424.8418.70163.20泥岩5.2816.049.40812.13816.72814.6524.8230.1228.28716.04石灰岩1.253.662.54809.76814.19812.1127.3533.7830.8273.66泥岩2.356.925.00804.49809.39806.8931.8040.7036.0476.92-1石灰岩1.551.551.55806.26806.26806.2638.8038.8038.8011.55石灰岩1.003.852.44801.96807.99804.4533.5543.1038.4873.85泥岩1.719.2

16、54.71798.58801.65800.0740.3144.8143.1469.25煤岩5.777.546.40792.81795.58793.9347.8551.2049.6157.54(11)泥岩7.66备 注1. 统计厚度时每孔最后一层不参与统计。2. 当某层仅为部分钻孔揭穿时按揭穿该层的钻孔进行统计；如所有钻孔均未揭穿时说 明最大揭露厚度其物质组成、结构特征等分述如下:层杂填土（Qm）杂色，干，松散，多为碎石、砖屑、矿渣、碎砖块等建筑垃圾，主要为人工形成的杂填土，物质组成成分不均匀，为第四系新近人工堆积物，本层未经处理不宜作为建筑地基使用。揭露厚度 1.5310.60m。层细砂岩 （

17、d）灰白色、浅灰色，主要矿物成分为石英、长石、云母，强中等风化，较完整，细粒砂状结构，中厚层状构造，泥钙质胶结，裂隙局部发育，夹薄层泥岩,岩体较破碎，为较软岩，岩芯呈碎块短柱状。TCR=75%RQD=55%60%岩体基本质量等级为IV级。在所有钻孔中揭露。揭露层厚 2.2411.73m。灰黑色，主要矿物成分为泥质，强中等风化，较完整，泥质结构，中薄层状构造，层理较明显，节理较发育，岩体较破碎，为极软岩。TCR=670%RQD=30。岩体基本质量等级为V级。在所有钻孔中揭露。揭露层厚0.559.13m。层石灰岩（Ct）灰黑色，中等风化微风化，较完整，块状结构，中薄层状构造，钙质胶结，裂隙发育，含

18、方解石脉，岩体较完整，为较硬岩。TCR=85%RQD=80%岩体基本质量等级为III级。在所有钻孔中揭露。揭露层厚0.403.20m。浅灰色、灰黑色，主要矿物成分为泥质，中等微风化，较完整，泥质结构，中厚层状构造，节理发育，岩体较破碎，为软岩。TCR=80%RQD=60%岩体基本质量等级为V级。在所有钻孔中揭露。揭露层厚 5.2816.04m。层石灰岩（Ct）灰色、灰黑色，中等风化微风化，较完整，块状结构，中薄层状构造, 钙质胶结，裂隙发育，含方解石脉，岩体较完整，为较硬岩。TCR=85%RQD=75% 岩体基本质量等级为III级。揭露层厚1.253.66m。层泥岩 （&）灰黑色，主要矿物成分

19、为泥质，中等微风化，较完整，泥质结构，中厚 层状构造，节理发育，岩体较破碎，为软岩。 TCR=85% RQD=60。岩体基本质量等级为V级。揭露层厚2.356.92m。-1层石灰岩（C3t）灰色，中等风化微风化，较完整，块状结构，中薄层状构造，钙质胶结,裂隙发育，含方解石脉，岩体较完整，为较硬岩。TCR=75%RQD=65%岩体基本质量等级为III级。揭露层厚1.55m。层石灰岩（Ct）灰色，微风化，较完整，块状结构，中厚层状构造，钙质胶结，裂隙发育,含方解石脉，岩体较完整，为较硬岩。TCR=90%RQD=80%岩体基本质量等级为III级。揭露层厚1.003.85m。层泥岩(&) 灰黑色，主要

20、矿物成分为泥质，微风化，较完整，泥质结构，中厚层状构造，节理发育，岩体较破碎，为软岩。TCR=85%RQD=65%岩体基本质量等级为V级。揭露层厚1.719.25m。层煤岩 (Gt) 黑色，煤质软，为阳泉煤田15*煤，俗称丈八煤，为阳泉地区主要可采煤层。TCR=70% RQD=45%揭露层厚 5.77 7.54m。(11)层泥岩 (&) 灰黑色，主要矿物成分为泥质，微风化，较完整，泥质结构，中厚层状构造，岩体较破碎，为软岩。TCR=85% RQD=55%岩体基本质量等级为 V级。4.4地基岩土层承载力特征值场区内地基土层的承载力确定主要依据岩芯野外鉴定及地区经验值，并参考 相关土工试验数据，根

21、据有关技术规范、手册给定图表查表等方法。按上述原则 确定的承载力特征值见表4.2。土 层 层 号土 层 名 称标贯、重型动 力触探查表法(kP a)野外鉴 别法(kPa)土工试验值(kP a)地区建筑 勘察经验(kPa)岩石地基承 载力特征值(kPa)建议地基承载 力特征值fak(k Pa)杂 填 土细 砂 岩100011500100011501000泥I-JLI 岩4502500400500400石灰400088300400088304000地基岩土层承载力特征值fak ( kPa)表4.2I-JLI 岩泥I-JLI 岩550216005002160500石 灰I-JLI岩400040003

22、5003500泥 岩600500500500-1石灰岩40001528004000152804000石 灰I-JLI岩60001100005000110005000泥 岩600331006003310600煤 岩300300280280(11)泥I-JLI 岩600141006001410600备 注对非地基土层，不提供承载力特征值。4.5地下水在勘察阶段所有钻孔均未见地下水。故根据该地区勘察经验，可不考虑地下 水对建筑物的影响。4.6地基土的湿陷性和水土腐蚀性评价依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001 （2009年版）附录G表G.0.1 中规定，本区海拔高度小于3000m干燥度指数k

23、 1.5，属干旱区，则本区环境类别为III类。本场区不存在地下水和地表水的污染源， 根据该地区勘察经验，可不考虑地 下水对建筑材料的腐蚀性。本场区覆盖层只有人工形成的杂填土， 应全部挖除或换填，根据该地区勘察 经验，可不考虑地基土的湿陷性和腐蚀性。4.7地震烈度及地震效应依据建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)(2008年版)附录A及建筑工程抗震设防分类标准(GB 50223-2008)，本地区的抗震设防烈度为 7度。设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组。依据钻孔揭露地层，结合区域地质资料及场地地形地貌等考虑且杂填土层平 面分布上较为均匀，须经过处理才可作为地基土层。

24、依据建筑抗震设计规范(GB 50011-2001) ( 2008年版)第4.1.1条及周边环境，因场地下伏15#煤层采空区，拟建场地为不利地段，将采空区充填密实后，拟建场地为一般地段。依据建筑抗震设计规范(GB 50011-2001) (2008)第4.1.6划分，土层确定本场区场地土类型为0.35s 0剪切波速vs 140m/s，覆盖层厚度介于315m之间, 软弱土，本场地类别为II类，设计地震特征周期值为4.8标准冻结深度阳泉市地区标准冻结深度为0.68m。5地基基础方案建议5.1场地的稳定性及建筑适宜性根据1973年地质图和相应的采空区设计施工资料,紧邻本场区的拟建高层住宅楼的场地下存在

25、采空区，且为小煤窑采空，开采方式为老式的穿洞扩帮等, 开采厚度在26m不等，其采矿、通风等巷道形态变化多样，所留煤柱大小等具有很大的随意性，采后的采空区形态极不规则，开采范围小、连通性差、且没有 任何资料能显示采空区的确切分布范围。所以在本场区存在小煤窑采空区的可能 性很大。在详细勘察阶段，为准确评估本场区内可能存在的采空区范围及影响程度，经建设单位同意，我方在原方案的基础上，增加2个钻孔并将3个一般孔改为控 制孔，总延米共增加154.87m,其中钻孔ZK11在43.25m47.60m处掉钻4.35m； 钻孔ZK16在42.82m44.10m处掉钻1.28m。因此在本场区的东部及东南部存在 采

26、空区，也不排除存在采掘巷道的可能性。依据地质填图、区域地质分析和本次勘察所提供的资料分析，以钻孔ZK11钻探资料分析:拟建建筑物下伏采空区，采深 42.80m,采厚平均为3.00m,采深采厚比为 14.42，依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（ 2009年版）5.5.5条及 5.5.7条规定，采深采厚比小于30,初步判定该地基不稳定。当拟建建筑物位于影响范围以内时，可按工程地质手册（第四版）公 式（6-4-24 ）求得临界深度Ho，评价地基的稳定性。具体如下:BY+Jb2Y2 rBYPotantan2（45 -上）Ho =qj2Yta nWtan2（45-）2B巷道宽度（m，取B

27、=4m （根据矿区资料及本地建筑经验确定）Y岩层的重度（kN /m3），取 Y =22.0 kN / m3;F0基底压力，取P）=320kPa ；申岩层内摩擦角，取W =42由上式求得Ho=32.45m,因H=42.80m 1.5 Ho=48.68m,则地基稳定性差。因此，拟建的建筑场地必须将采空区充填密实后，为适宜建筑场地。5.2天然地基均匀性评价拟建建筑物的基础埋深按5.00m计，天然地基持力层为层杂填土地基，由 野外钻探资料可知，该层杂填土密实度、均匀性较差，物质组成成分和工程力学 性质不均匀，属不均匀地基，未经过处理不宜作为建筑地基使用。5.3基础方案与地基处理建议基础方案建议根据上述

28、对天然地基的评价，结合本地区建筑设计经验，拟建信息指挥中心 可采用以下方案：将杂填土全部挖除至基岩面，然后采用毛石混凝土进行补至基底标高以下300mm采用砂石褥垫层补至基底标高，建议采用独立基础或设计单 位结合上部结构采用相应的基础型式;山西省阳泉第一监狱信息指挥中心岩土工程勘察拟建报告厅可采用以下方案：将杂填土全部挖除至基岩面，然后采用毛石混凝土进行补至基底标高以下300mm采用砂石褥垫层补至基底标高，建议采用独 立基础或设计单位结合上部结构采用相应的基础型式。地基处理方法建议杂填土需换填为灰土或砂卵石，其中灰土的体积配合比宜为3:7，压实系数宜大于0.97，并应分层进行质量检验；砂卵石应级

29、配良好，不含植物残体、垃 圾等杂质，压实系数宜大于0.95，并应分层进行质量检验。6基坑支护依据建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）第3.3.3条规定，结合本工 程基坑开挖深度及周边环境，确定基坑侧壁安全等级为三级。根据地层情况、场地条件，基坑开挖可采用坡率法施工，坡率允许值为1:11:1.25。在基坑开挖前，建议设置监测点，随时监测基坑开挖过程中侧壁的变形情况, 若发现异常应及时处理。7结论与建议7.1结论拟建场地位于原荫营煤矿中学运动场内，场地地貌原属中低山地貌单元。本场区较平整，紧邻中学挡墙处为运动场看台，在勘察阶段未予拆除，经整平后形成两个台阶，其中北部整平标高约为845.00m,南部整平标高约为841.00m。场区表层分布第四系全新统人工填土（Qml）,下伏石炭系上统太原组下部地层（d） 0在勘察阶段所有钻孔均未见地下水。故根