哈尔滨市道外区曼哈顿健身广场岩土工程勘察报告(2006.7)

1、曼哈顿健身广场岩土工程勘察报告第一章 勘察任务、目的、要求和依据的技术标准一、勘察任务与目的曼哈顿多元房地产开发公司拟在道外区八区街八区体育场新建3-28层公寓。受其委托，我院承当了该工程工程详勘阶段的岩土工程勘察工作，目的是为拟建筑物的设计、施工提供详勘阶段岩土工程勘察报告。 二、勘察技术要求 根据国家标准?岩土工程勘察标准?GB500212001、?建筑地基根底设计标准?GB500072002，结合工程特征以及场地岩土条件，主要解决如下岩土工程问题： 1、收集建筑总平面图，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、根底形式、埋置深度等资料。 2、查明建筑物范围内岩土层的类型、深度、厚度、分布特征

2、、工程特性、分析和评价地基土的稳定性、均匀性和承载力。3、评价场地地震效应，判定对抗震有利、不利或危险地段，划分场地土的类型、建筑场地类别。4、查明地下水埋藏条件，水位变化幅度与规律，判定场地水对建筑材料的腐蚀性。5、提供桩基设计所需的岩土技术参数，提出可选的桩基类型和桩端持力层，提出桩长、桩径方案以及施工方法的建议。6、提供基坑开挖稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数。三、依据的技术标准 1、?岩土工程勘察标准?GB500212001 2、?建筑地基根底设计标准?GB500072002 3、?建筑地基根底设计标准?GB23/902-20054、?建筑基坑支护技术规程?JGJ120995、?建

3、筑抗震设计标准?GB500112001 6、?建筑桩基技术标准?JGJ9494 7、?土工试验方法标准?GB/T5012319998、?高层建筑岩土工程勘察规程?JGJ7220049、?哈尔滨市市区地基承载力特征值技术规定?试行HDB 001200510、?工程地质手册?第三版第二章 拟建工程概况曼哈顿健身广场位于哈尔滨市道外区八区街八区体育场，规划八区西路南侧，建筑场地邻近铁道线。交通便捷，根底设施完善，开展前景广阔。该工程工程由拟建28层公寓、3层健身广场和1层地下停车场组成，占地面积8018.4，绿地面积2180，建筑面积50050，其中公寓局部建筑面积为36850，公建局部建筑面积为1

4、3200，地下建筑面积为4400，建筑密度46.3%，绿地率为22.9%。建筑物上部结构拟采用框架剪力墙结构体系，地下车库局部拟采用框架结构体系，根底形式拟采用桩根底。据收集到的附近地质资料，高层建筑普遍采用高压注浆桩或水下钻冲孔桩根底，并且取得较为成功的经验。第三章 勘察方法和勘察工作完成情况一、勘察方案根据工程的规模和特征以及场地的岩土工程条件，按照?岩土工程勘察标准?GB50021-2001岩土工程勘察分级标准，确定该项工程的重要性等级为二级，场地等级为中等复杂场地，地基等级为中等复杂地基，综合确定该项工程的岩土工程勘察等级为乙级。根据?建筑地基根底设计标准?GB5000720023.0

5、.1规定：该拟建筑物的地基根底设计等级为乙级。 该项工程拟采用桩根底，根据?岩土工程勘察标准?GB50021-2001房屋建筑和构筑物详细勘察，以及桩基工程的要求，依据场地地基等级在建筑物周边、角点布设勘探点，勘探点的间距控制在30m以内，勘探孔深度确实定原那么为：一般性勘探孔的深度到达桩尖下3-5倍的桩径，控制性勘探孔的深度满足下卧层验算以及地基压缩变形计算深度。 根据建筑场地地层特点及性质，有针对性地采用了钻探取样、室内试验以及多种原位测试手段方法进行勘察，以获取场地准确的岩土设计参数。共布设勘探取样孔17个，深度21-42m。标准贯入试验孔6个，重型动力触探孔4个，波速试验2处。 二、勘

6、察方法 1、钻探和取样 钻探设备使用SH30-2A型工程钻机及配套设备，采用跟管冲击钻进的方法进行。钻探执行?建筑工程地质钻探技术标准?JGJ87-92。取土器使用厚壁敞口取土器、自由活塞薄壁取土器，采用击入法取样，土试样质量等级为2.0m，对厚度大于m的夹层加取土样，操作符合?原状土取样技术标准?JGJ8992。 2、原位测试 A、标准贯入试验：为确定粘性土的状态、砂类土的密实度、土的强度、变形参数、地基承载力等布设标准贯入试验，试验点竖向间距2.0m。操作符合?岩土工程勘察标准?GB50021-2001标准贯入试验要求。B、重型圆锥动力触探试验：为确定粘性土下部砂类土的密度、土的强度、变形

7、参数、地基承载力，采用N重型圆锥动力触探试验，测试位置为见砂层时进行测试，重点确定砂类土的密度。操作符合?岩土工程勘察标准?GB50021-2001圆锥动力触探试验要求。C、波速测试试验：为计算土层的等效剪切波速，确定场地土类型，布设波速测试孔2个，试验深度20m，采用单孔法测试，试验竖向间距2m，操作符合?岩土工程勘察标准?GB50021-2001波速测试的要求。3、室内试验根据国家现行标准、规程，以及高层建筑对土工试验成果的要求，常规试验工程进行了含水量、比重、密度、液限、塑限、固结试验、颗分试验等试验工程，对基坑开挖深度范围内及基底下一倍短边宽深度内的土层分别采用静三轴试验来测求土的抗剪

8、强度c、j值，对深部粘性土层进行了测求土的前期固结压力的高压固结试验，对场地中所取的水试样进行了简分析试验，以评价其对混凝土结构和钢筋混凝土中钢筋的腐蚀性。 室内土工试验所用仪器均为标准厂家生产，使用KTG数据自动采集系统。三、勘察工作量完成情况 勘察外业工作于2006年5月31日结束，于2006年6月7日提交岩土工程勘察报告。完成勘察工作量详见?勘探点一览表?。第四章 场地地形、地貌及区域地质构造一、场地地形建筑场地位于哈尔滨市道外区八区街八区体育场，整个建筑场地比拟平坦，由于拟建场地基坑已经开挖接近设计标高，勘探点局部在基坑底，局部在自然地面处，故勘探点高差约5.66m，基坑底部大连高程系

9、标高在115.19-115.96左右，自然地面在120.42-120.77之间。二、场地地貌 哈尔滨处在松嫩平原的东南缘，地处松花江的中游，东部靠近丘陵山地，其余为广阔的冲积平原，平原波状起伏，河谷地貌发育，阶地清晰，漫滩开阔。 建筑场地地貌形态为松花江低漫滩，其成因为第四纪冲积作用下形成的。三、区域地质构造哈尔滨地区大地构造单元属松辽台向斜中国陆台的一局部，经海西及早期燕山运动之后，台向斜的轮廓已经形成。白垩纪初期，四周地区上升，台向斜开始全面下沉，整个白垩纪以接受堆积为主，因而沉积了巨厚的陆相堆积和内陆湖相堆积地层，喜马拉雅运动开始后，台向斜继续受到影响，使白垩纪第三纪地层产生了局部隆起，

10、其余继续下沉，接受新的堆积，因而普遍又堆积了很厚的第四纪地层。哈尔滨市区内及其附近，活动断裂少，而且活动断裂运动结果表现为断块整体升降为主。哈尔滨市区除阿什河与松花江交汇处是活动构造复合部位，稳定性比拟差外，其余区域稳定性好，处于相对稳定的断块上。四、不良地质作用及特殊土该场地属于松花江漫滩地段，不存在滑坡、崩塌、采空区等影响稳定性的不良地质作用。无特殊性岩土。第五章 场地地层结构及特征根据钻探、测试、室内土工试验和野外记录，对所揭露的地层按照岩土成因、结构、性质不同综合划分主层12层，亚层10层。场地地基土呈二元结构，上部为粘性土；下部为砂类土，其间不均匀分布有粘性土夹层。对地层结构及特征描

11、述如下：第1层杂填土：杂色，含灰渣、碎砖头、碎石等大量的建筑垃圾，层底埋深0.5-6.8m，平均厚度为2.74m。第2层粉质粘土：灰黑色，软塑，高压缩性，含淤泥质粘土，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构，层底埋深1.5-8.0m，平均厚度为1.32m。第2-1层粉质粘土：灰黑色，可塑，大孔结构，高压缩性，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构，层底埋深4.5-5.5m，平均厚度为1.40m。第3层粉砂：灰色，稍密，很湿-饱和，含粘性土夹层，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深4.0-11.5m，平均厚度为3.09m。第4层细砂：灰

12、色，稍密，饱和，含粘性土夹层，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深5.5-13.5m，平均厚度为3.64m。第4-1层粉砂：灰色，稍密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深6.5-8.5m，平均厚度为1.30m。第4-2层粉质粘土：灰色，可塑，高压缩性，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构， 层底埋深13.5-13.5m，平均厚度为1.10m。第5层中砂：灰色，中密，饱和，含粘性土夹层，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深9.5-17.5m，平均厚度为3.89m。第5

13、-1层粉砂：灰色，稍密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深10.5-16.0m，平均厚度为1.00m。第5-2层砾砂：灰色，中密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深18.0-18.0m，平均厚度为0.50m。第6层粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性，含砂夹层，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构， 层底埋深13.5-20.0m，平均厚度为2.40m。第7层中砂：灰色，中密，饱和，含粘性土夹层，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深19.5-27.5m，平均厚度为5

14、.00m。第7-1层砾砂：灰色，中密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深15.5-26.0m，平均厚度为2.34m。第8层粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性，含砂夹层，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构，层底埋深21.0-32.0m，平均厚度为2.28m。第9层中砂：灰色，密实，饱和，含粘性土夹层，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深25.0-35.0m，平均厚度为5.12m。第9-1层砾砂：灰色，密实，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深29.4-35.5m，

15、平均厚度为1.00m。第9-2层细砂：灰色，中密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量中等，层底埋深25.5-25.5m，平均厚度为0.50m。第10层粉质粘土：灰色，可塑，中压缩性，干强度中等，韧性中等，稍光滑，摇振反响无，层状结构，层底埋深31.8-38.6m，平均厚度为3.47m。第11层中砂：灰色，密实，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深33.0-40.0m，平均厚度为2.34m。第11-1层砾砂：灰色，密实，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深35.0-41.4m，平均

16、厚度为1.49m。第11-2层粉砂：灰色，中密，饱和，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配一般，形状亚圆形，粘粒含量低，层底埋深34.0-34.0m，平均厚度为1.00m。第12层粘土：青灰色，硬塑，中压缩性，干强度高，韧性高，光滑，摇振反响无，层状结构，层底埋深37.0-42.0m， 平均厚度为1.00m。第六章 场地地下水条件一、地下水埋藏条件 按照地下水埋藏条件和含水层的状态分类，勘察场区地下水类型为第四纪松散层孔隙潜水，地下水赋存于下部的中、粗砂层中，含水层分布较稳定。场区地下水与松花江有水力联系，由于含水层的渗透性和径流条件较好，因此形成互补的排泄和补给条件，水位亦受一定的大气降水和蒸

17、发的影响。地下水动态变化规律为：7-9月份为丰水期，水位高，3-5月份为枯水期，水位低，且地下水呈逐年下降的趋势。勘察期间场区地下水：在自然地面下初见水位埋深5.00米，静止水位埋深4.50米，稳定水位量测时间符合标准要求。基坑底部在地下水位以上根据调查地下水位年变化幅度3.00-5.00米左右。由于建筑场地正在抽水，水位明显比正常自然地面下水位浅。场区附近没有对地下水产生污染的污染源。二、地下水腐蚀性评价根据在该区段1#、4#钻孔中采取的2件水样的水质分析结果，场区地下水的化学类型为SO42·HCO3Na+K+ ·Ca2+型水，PH值平均为7.26，无侵蚀性CO2 。场区

18、地下水对钢筋混凝土结构无腐蚀性，对混凝土结构中钢筋无腐蚀性。三、地下水对工程的影响 该场区地下水正常埋深在自然地面下4.20-4.50m，而基坑开挖在5.0-6.0m左右，因此基坑开挖及施工中需对场地地下水进行降水或隔水治理，地下水对基坑工程构成不良影响。假设采用水下钻孔桩根底，那么桩端局部落在第7层中砂层上，位于地下水位以下，因此地下水对桩基施工也有影响。第七章 岩土参数的分析与选用一、岩土参数的分析、选用场地岩土参数的取值分析了取样方法、测试方法、试验方法对试验结果的影响，并对不同测试结果进行比拟，舍弃离散程度大、不具代表性的异常数据，按照综合确定的层位进行指标的统计计算，根据不同情况综合

19、给定岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围、数据的数量以及统计修正系数和岩土参数的标准值。标准贯入试验锤击数的取值，进行了钻探杆长度修正及数理统计修正，计算锤击数的标准值杆长修正公式 N¢=aN，以确定各土层的承载力。计算锤击数的实测平均值，以确定砂类土的密实度。重型圆锥动力触探试验的取值，进行计算单孔锤击数平均值时剔除临界深度内以及超前和滞后范围内的异常数值，分层统计时按各孔的平均值计算。 二、场地岩土的主要物理力学性质1、粘性土的物理力学性质指标统计，详见?物理力学性质指标统计表?。2、标准贯入试验锤击数统计表表7.2.1 标准贯入试验锤击数统计表表7.2.1 单位：击

20、地 层编 号岩 土名 称试验次数n最大值max最小值min平均值m标准差f变异系数统计修正系数gs标 准 值 N2粉质粘土63粉 砂814114细 砂815125中 砂1023186粉质粘土7757中 砂1524198粉质粘土8869中 砂10332910粉质粘土9711中 砂637323、重型圆锥动力触探试验锤击数统计表表7.2.2重型圆锥动力触探试验锤击数N统计表表7.2.2单位：击地 层编 号岩 土名 称试验次数n最大值max最小值min平均值标准差变异 系数统计修正系数s标准值N7中 砂67-1砾 砂69中 砂6第八章 场地地震效应一、建筑场地地段划分根据?建筑抗震设计标准?GB500

21、11-2001中表4.1.1确定，该建筑场地不处于对建筑抗震有利、不利和危险地段，为可进行建设的一般场地。二、场地土的类型和建筑场地类别根据剪切波速测试结果20米以内土层的250Vsm/s140，可判定场地土为中软土。经计算20m深度内等效剪切波速Vse=m/s建筑场地类别根据附近区域地质资料，确定该建筑场地覆盖层厚度小于50m，按照?建筑抗震设计标准?GB50011-2001表确定，建筑场地类别为类。三、抗震设计参数根据?建筑抗震设计标准?GB50011-2001附录A“我国主要城镇抗震设防烈度、设计根本地震加速度和设计地震分组中规定：哈尔滨地区抗震设防烈度为6度。设计根本地震加速度为0.0

22、5g，设计地震分组为第一组，设计特征周期值为0.35s。 四、地震液化由于该场地抗震设防烈度为6度，且拟建筑物不属于对液化沉陷敏感的乙类建筑，但由于建筑物规模较大，因此如按7度设防，需对场地20m深度范围内的饱和粉细砂进行液化判别。经用标贯试验方法判别，该场地20m深度内的饱和粉细砂不液化。 第九章 天然地基评价一、地基承载力特征值确实定地基承载力特征值根据重型圆锥动力触探试验、标准贯入试验、土工试验，并结合工程实践经验等方法综合确定。详见?地基承载力特征值综合确定一览表?表9.1。1、理论计算确定地基承载力特征值依据?建筑地基根底设计标准?(GB50007-2002)中式fa=Mbgb+Md

23、gmd+Mcck其中 fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值 Mb、Md、Mc承载力系数 b根底宽度 d根底埋深ck基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值2、地基承载力特征值综合确定 地基承载力特征值综合确定一览表表9.1 单位：kPa地层编号岩 土名 称动力触探fak标准贯入fak土工试验fak理论公式fak特征值fak2粉质粘土1151131211102-1粉质粘土1041101003粉 砂1501504细 砂1601604-1粉 砂1501504-2粉质粘土1411405中 砂2562505-1粉 砂1621605-2砾 砂3013006粉质粘土1561511507中 砂25526

24、22507-1砾 砂3103033008粉质粘土1571521509中 砂2802892809-1砾 砂3223209-2细 砂18618010粉质粘土16616316011中 砂30530011-1砾 砂36035011-2粉 砂21020012粘 土288280二、地基土均匀性评价该建筑场地拟采用桩根底，针对这一情况重点评价基坑底部地基土的均匀性及桩端持力层的均匀性，采用地基持力层层面坡度和厚度差法两种方法计算评价，以1、2剖面为例，取其长轴方向上深孔1#、2#孔地层资料及宽度方向上1#、4#孔地质资料进行计算：1、持力层层面坡度法 基坑底部地基土层层面坡度计算表表9.2 单位：m地层编号

25、岩 土名 称层面埋深层面埋深层面高差水平距离层面坡度孔号标高孔号标高2粉质粘土140.95%2、厚度差法： 以1#、2#钻孔为例，两孔间距25m。1#孔第7层厚度为7.50m，2#孔第7层厚度为6.00m，两者之间厚度差为1.50m，小于0.05b。因此可视为均匀地基。 综合上述两种评价方法确定该建筑场地地基土为均匀地基。三、地基土固结性评价根据取自深部粘性土的土样进行了高压固结试验，根据elgp曲线确定先期固结压力Pc值，计算上覆土层的自重应力P0，确定超固结比OCROCR=Pc/P0，经计算场地内下部粘性土为正常固结土计算过程略。四、天然地基承载力验算假设根底采用筏片或箱形根底，根底埋深6

26、.0米，根底位于第2层粉质粘土上，修正后地基承载力特征值按?建筑地基根底设计标准?GB5007-2002公式5.2.4计算如下： fa = fak+hb gb3+hdgm式中：fa修正后的地基承载力特征值 fak地基承载力特征值，取110kPa b根底底面宽度，按6m考虑 dm g根底底面以下土的重度，取8.0kN/m3 gmkN/m3 hb 、hd根底宽度和埋深的地基承载力修正系数，分别取0和1.0 fa = 110+1.0×15.0×6=192.5kPa按上部每层荷载16kPakPa估算基底压力为Pk=16×28+20=468kPa根底底面压力值大于修正后的地

27、基承载力特征值pk>fa，不能采用天然地基。由于荷载为估算值，计算结果仅供设计参考第十章 桩基工程评价一、桩基适宜性评价勘察结果说明：该场地下部地基土主要为砂类土，工程地质剖面图显示约21-22米深度以下第7层中砂性质较好，层位连续、且埋藏较厚，符合作桩基持力层条件，但不同地段持力层埋深及厚度有差异，建议桩基设计时应根据各自工程地质剖面图中反映的地层情况确定桩长。二、桩基类型的选择 根据地层结构、岩土性质、地下水埋深以及桩基施工工艺，结合该拟建筑物性质及特点，适宜采用水下钻孔桩，选桩径600mm，桩长16m，以第7层中砂作为桩端持力层。三、桩基设计参数确实定根据岩土类别、状态及拟采用的桩

28、型，结合土工试验和标准贯入试验及重型动力触探试验结果，按照?建筑地基根底设计标准?DB23/902-2005表11.3.3-1、表11.3.3-4根据岩土的物理力学性质粉质粘土根据IL，砂类土根据密实度确定了水下钻孔桩的侧阻力特征值qsia、端阻力特征值qpa。详见?桩基设计参数一览表?表10.3.1。桩基设计参数一览表表10.3.1 单位：kPa地层编号岩土名称水下钻孔桩侧阻力特征值qsia端阻力特征值qpa2粉质粘土212-1粉质粘土273粉 砂154细 砂154-1粉 砂154-2粉质粘土275中 砂305-1粉 砂155-2砾 砂586粉质粘土287中 砂30800桩长16m7-1砾

29、砂58850桩长16m8粉质粘土289中 砂40850桩长22m9-1砾 砂639-2细 砂2510粉质粘土11中 砂11-1砾 砂11-2粉 砂12粘 土 四、单桩竖向承载力的估算 单桩竖向承载力特征值应由现场静载荷试验确定，试桩数量应符合有关标准的要求，以下单桩竖向承载力特征值估算仅供设计参考。 按?建筑地基根底设计标准?DB23/902-2005土的物理指标与承载力之间的经验关系计算：水下钻孔桩：设定桩径d=600mm ，桩长L=16.00m ，以第7层中砂作为桩端持力层，以2#钻孔地层资料为例，单桩竖向承载力特征值按下式计算：Ra =uSqsiali +qpaAp 式中：qsia桩侧第

30、i层土的侧阻力特征值 qpa桩端持力层端阻力特征值 u桩身截面周长单桩承载力特征值估算一览表表10.2桩径mm桩长m单桩竖向承载力特征值kN60016936五、桩基沉降估算依据?建筑桩基技术标准?中5.矩形根底角点沉降公式s=·e·p0(zi izi-1 i-1)/Esi mm式中s桩基最终沉降量 桩基沉降计算经验系数e桩基等效沉降系数 p0平均附加压力 zi、zi-1自地面起算的第i、i-1层土中点深度i、i-1根据矩形长宽比a/b及深宽比zi/b=zi/Bc，zi-1/b=zi-1/Bc Esi第I层土的压缩模量中点沉降公式s=4··e·p

31、0(zi izi-1 i-1)/Esi mm式中 s桩基最终沉降量 桩基沉降计算经验系数e桩基等效沉降系数 p0平均附加压力 zi、zi-1自地面起算的第i、i-1层土中点深度i、i-1根据矩形长宽比a/b及深宽比zi/b=2zi/Bc，zi-1/b=2zi-1/Bc Esi等效作用底面以下第i层土的压缩模量估算沉降量为3mm左右，本次计算是按等效作用分层总和法并在众多假设条件根底上进行的，与实际情况存在较大差异，因此计算结果仅供设计参考，不能作为设计使用。桩端位于砂类土中，由于砂类土性质稳定且分布均匀，一般情况下不会使建筑物角点沉降出现较大差异。六、桩基施工与检测1、桩施工时应按照施工标准要求制定技术方案，采取有效保证质量的施工措施，防止砂类土的塌落，引起离析、断桩，保证成孔质量。 2、桩基工程质量检测应按有关的标准、规程进行。第十一章 基坑工程一、基坑稳定性分析该场地设地下室一层，地下埋深约6米，从地质剖面看其埋深深度内的土层性质如下：表层为杂填土，上部为性质较差的粉质粘土，下部为粉细砂，且该场地不同地段各土类分布及厚度差异大，因此基坑开挖深度内土层的抗剪强度有较大差异，且地下水位埋藏较浅，存在易引起基坑失稳的软弱结构面，如处理不当极易造成坑壁坍塌、滑坡等问题，为保证施工平安，采取平安稳定、