吴江市某中心小学新建校区岩土工程勘察报告

吴江市××中心小学新建校区岩土工程勘察报告文字部分概况工程概况勘察目的勘察工作依据及执行规范勘察工作布置勘察成果汇编场地地质条件地形、地貌及场地现状地基土组成地基土性指标水文地质条件地震效应分析岩土工程分析与评价场地和地基稳定性、建筑适宜性地基土的分布及工程特性地基设计参数基础方案天然地基桩基础结论与建议及其说明附图表1、勘探点主要数据一览表1/662、勘探点平面位置图2/663、地质分区及等高线图3/664、工程地质剖面图4～20/665、钻孔柱状图21～26/666、双桥静力触探柱状图27～39/667、单桥静力触探柱状图40～52/668、地基土物理力学指标数理统计表53～56/669、土工试验成果总表57～63/6610、分层e～p关系曲线64～66/66一、工程及工作概况受吴江市平望镇镇政府的委托,我公司对其拟建的吴江市××中心小学新建校区进行岩土工程勘察，该项勘察为一次性的详细勘察。工程概况拟建工程包括教学楼、行政楼、图书阅览室及风雨操场，总建筑面积约27000m3。建筑物的规模、工程特性等见表1-1建筑物规模和工程特性一览表表1-1建筑物名称层数平面尺寸（m×m）结构形式柱网（m×m）最大轴压(kN)教学楼A580.0×10.0框架结构9.0×8.03500教学楼B、C、D495.0×10.0框架结构9.0×8.03000行政楼3框架结构3000风雨操场430.0×52.0框架结构6.0×7.54000图书阅览室3框架结构3000本工程重要性等级为二级，场地等级和地基复杂程度均为二级，因此，本工程岩土工程勘察等级划为乙级。勘察目的本次勘察目的在于查明地基土的组成、分布及其工程特性，提供合理的基础方案和准确的地基设计参数；查明地下水的埋藏条件并判断地下水和土对建筑材料的腐蚀性；场地地震效应分析等，为建筑施工图设计提供依据。勘察工作依据及执行规范勘察依据：业主提供的建筑总平面图苏州民用建筑设计院提供的结构荷载数据执行的主要规范有：GB50007-2002《建筑地基基础设计规范》GB50021-2001《岩土工程勘察规范》GB50011-2001《建筑抗震设计规范》JGJ94-94《建筑桩基技术规范》GB/T50123-1999《土工试验方法标准》勘察工作量布置本次勘察为一次性详细勘察，根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001，本工程勘察的勘探点基本按建筑物周边线、柱列线及角点布置，共布置勘探点54个，采用机钻取样－室内土工试验、静力触探原位测试相结合的勘察手段，最大勘探深度为40米。在勘探作业中揭示场地内拟采用的持力层变化较大，因此增加9个静探孔和6个手工螺纹钻孔，实际完成取土孔11个，最大孔深60.3米，双桥静探孔26个，单桥静探孔26个，最大孔深30本工程勘察工作于2004年11月11日～野外勘探测试工作量一览表表1—2项目孔数（个）最大孔深（ｍ）累计进尺（m）采集土样（件）标准贯入（次）机钻孔1160.3386.21423双桥静力触探孔2630.0724.0/单桥静力触探孔2627.0608.3手工螺纹钻孔66.031.5勘探点定位、高程测量69点本工程勘探点依据总平面图及地块界桩用全站仪测放的，勘探点主要数据见(附表1/66)。勘察成果汇编本工程勘察资料的整编工作在综合野外勘测结果和室内试验成果的基础上编制和绘制了勘探点主要数据一览表1张，勘探点平面位置图1张、地质分区及等高线图1张、工程地质剖面图17张、钻孔柱状图6张(11孔)、双桥静力触探柱状图13张（26孔）、单桥静力触探柱状图13张（26孔）、地基土物理力学指标数理统计4张、土工试验成果总表7张、分层e～p关系曲线3张、编写文字报告书1份。本报告于二○○四年十一月二十二日提交。二、场地地质条件（一）地形、地貌与场地现状吴江市平望镇地处长江三角洲东南缘太湖水网平原中南部。本区第四纪以来地壳运动以沉降为主，广泛接受堆积，形成广阔单一的堆积平原地貌。第四系地层分布广，厚度大。拟建场区位于吴江市平望镇西面，通运西路北面，新建二弄西面。场地南面为住宅小区，北面为湖荡，建筑场地原为湖荡，勘探时已推填整平。地面标高一般为0.13～1.56m（二）地基土组成在勘探深度范围内，共揭露人工填土及第四纪各期陆海相沉积层13层，各土层土性描述及分布如下：第①层：填土，褐灰色，松散～稍密，以素填土为主，局部顶面有杂填土。层厚0.9～2.6米，层顶标高1.56～0.36米。第②层：淤泥质粉质粘土，灰、灰褐色，流塑，无光泽，干强度中等，韧性中等，摇振反应缓慢，高压缩性，工程性能极差。层厚2.9～14.4米，层顶标高0.67～-1.08米。普遍分布。第③层：粘土，暗绿～褐黄色，可塑，含铁锰结核，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇振反应，中低压缩性，工程性能较好，层厚0.9～4.0米，层顶标高-2.45～-5.54米。Ⅰ第④层：粉质粘土，灰黄、棕黄色，可塑～软塑，层底夹少量粉土，稍有光泽，干强度中等，韧性中等,摇振反应无，中等压缩性，工程性能一般。层厚2.0～4.9米，层顶标高-5.90～-6.98米。第⑤层：粉土夹粉质粘土，灰黄～棕黄色，稍密～中密，无光泽，很湿～饱和，见少量贝壳，干强度低，韧性低,摇振反应中等，中等压缩性，工程性能一般。层厚1.5～3.9米，层顶标高-8.98～-11.41米。Ⅰ第⑥层：粉质粘土夹粉土，灰、灰褐色，可塑～软塑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，摇振反应无，中等压缩性，工程性能一般。层厚3.4～15.9米，层顶标高-11.63～-15.27米。场地内普遍分布。第⑦层：粘土，暗绿～黄绿色，可塑，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇振反应。中低压缩性，工程性能良好。层厚0.8～5.0米，层顶标高-17.45～第⑧层：粉质粘土，灰夹黄、灰褐色，可塑～软塑，稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，中低压缩性，工程性能一般。层厚1.3～2.9米，层顶标高-20.70～-24.71米第⑨层：粘土～粉质粘土，棕黄、黄绿色，可塑～硬塑，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇振反应。中低压缩性，工程性能良好。厚度3.1～9.2米，层顶标高-20.85～-27.61米第⑩层：粉质粘土，灰黄～灰色，可塑～软塑，切面稍有光泽，干强度中等，韧性中等，摇振反应缓慢。中等压缩性，工程性能较差。层厚约2.3米，层顶标高-28.08～-31.11米。除J1孔外普遍分布。第eq\o\ac(○,11)层：粉质粘土，灰褐色，软塑，局部夹粉土、粉砂薄层，稍有～无光泽，干强度中等，韧性中等，摇振反应缓慢，中高压塑性，工程性能较差。层厚23.2米，层顶标高-30.01～-30.38米，在J1孔揭示巨厚分布。第eq\o\ac(○,12)层：粘土～粉质粘土，暗绿，可塑～硬塑，切面光滑，干强度高，韧性高，无摇振反应，中低压塑性，工程性能良好。层厚4.7米，层顶标高-53.21米，只在J1孔有揭示。第eq\o\ac(○,13)层：粉质粘土夹粉土，灰褐色，软塑，所夹粉土呈稍密状态，具微层理，层理厚2～5mm，切面无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应缓慢，中等压缩性，工程性能一般，揭示的最大厚度为1.8米。只在J1孔有揭示。上述土层的具体分布详见各<工程地质剖面图>。（三）地基土土性指标对所取土样进行了常规物理力学试验，土试成果见《土工试验成果总表》。对室内土工试验结果与标准贯入、静力触探原位测试成果按规范要求进行了数理统计，统计结果见《地基土物理力学指标数理统计表》，各项主要指标平均值、标准值列于表2-2。（四）水文地质条件1、本场地浅层地下水有二种类型：潜水、微承压水。a、潜水：赋存于上部①填土和②淤泥质粉质粘土中，富水性较差，主要通过大气降水、地面渗透补给，通过蒸发排泄，水位与降水量直接相关，年变化幅度在1.00～1.50米，高水位一般出现在7、8、9月份，低水位一般出现在12、1、2月份；勘察期间实测该水位为0.02～0.88米b、微承压水：赋存于⑤粉土夹粉质粘土层中，富水性较差，主要受侧向径流补给，其水位年变化幅度在0.80ｍ左右。该含水层由于埋深较深（一般在11.0米左右），该含水层对基坑开挖影响不大。2、现场观察地下水无色，无味，透明，根据区域地质资料，场地地下水水化学类型为HCO3·Cl－Ca·Na型水，场区周边无污染源，地下水和土对建筑材料无腐蚀性。3、苏州市河水历史最高洪水位为2.49米，(1954年)，最低枯水位为0.01米(1934年)，年平均水位0.88米(1951至1992年统计资料)，1999年觅渡桥水文站记录到的最高水位为2.55米。可作为本工程参考。三、场地地震效应分析1、本场地位于抗震设防烈度6度第一组范围内，设计基本地震加速度值为0.05g，本工程为丙类建筑，位于6度设防区，可不作饱和粉土、砂土的液化判别。2、依据GB50011-2001《建筑抗震设计规范》第4.1.3第三条的规定，以1、30、54号孔为例，按经验波速测试资料估算本场地20米以浅各土层的等效剪切波速，见下表3-1：等效剪切波速估算成果表表3-1土层代号岩土名称1号孔土层厚度di（米）30号孔土层厚度di（米）54号孔土层厚度di(米)各土层剪切波速Vsi（m/s）①填土01.00.5100②淤泥质粉质粘土4.94.014.490③粘土2.52.00160④粉质粘土4.64.70150⑤粉土夹粉质粘土2.72.60180⑥粉质粘土夹粉土5.34.23.4150⑦粘土1.51.7240Vse(m/s)132.4136.1102.7Vse=d20/t，t=∑(di/vsi)本场地20米以浅土层的估算平均等效剪切波速为102.7～136.1（m/s）<140.0（m/s），又依据区域资料，场地的覆盖层厚度大于80米，按GB50011-2001《建筑抗震设计规范》表4.1.6规定，本建筑场地类别为Ⅳ3、拟建场地普遍分布着一定厚度的软土层，根据地形、地质条件综合分析，本场地属建筑抗震不利地段。因为无法避让，设计时应采取有效措施。四、岩土工程分析与评价场地和地基稳定性，建筑适宜性勘察结果表明，场地和地基稳定，无任何不良地质作用，适宜本工程建设。（二）地基土的分布及工程特性1、建筑范围内地基土的分布变化较大，根据=3\*GB3③层粘土的分布情况，把本场地分为不同的工程地质分区，即Ⅰ区和Ⅱ区：Ⅰ区内普遍分布第=3\*GB3③层粘土，其下的=4\*GB3④粉质粘土=5\*GB3⑤粉土夹粉质粘土完整分布且较均匀，Ⅱ区内缺失=3\*GB3③、=4\*GB3④、=5\*GB3⑤层地基土，自=6\*GB3⑥层往下，Ⅰ区和Ⅱ区的分布一致；根据=7\*GB3⑦层粘土的分布情况分为A区和B区：B区内普遍分布=7\*GB3⑦粘土和=9\*GB3⑨粘土～粉质粘土，土层分布较均匀，A区内该土层受切割变薄或缺失，且在=7\*GB3⑦和=9\*GB3⑨层土中分布着相对较弱的=8\*GB3⑧层粉质粘土。至场地西面，J1孔附近已完全缺失=7\*GB3⑦、=8\*GB3⑧、=9\*GB3⑨层土，其下为eq\o\ac(○,11)层粉质粘土，工程地质条件极差。2、建筑场地内普遍分布着软弱的=2\*GB3②淤泥质粉质粘土层，高压缩性，高灵敏度，是本工程的不良地质层。3、Ⅰ区内普遍分布的=3\*GB3③层粘土呈可塑状态，中等偏低压缩性，层厚一般在3.0米左右，工程性能较好，具有一定的承载能力，可考虑作为单桩承载力要求不大的桩基础桩端持力层,或直接作为天然地基基础持力层。4、B区内普遍分布的=7\*GB3⑦层粘土呈可塑状态、中低压缩性，具较高的桩端承载能力，水平向分布较稳定，厚度在0.8～5.0米，一般为3.0米左右，工程性能良好，是拟建场地较理想的桩端持力层。其下伏的=9\*GB3⑨层粘土～粉质粘土呈可塑～硬塑状态，工程性能良好，同=7\*GB3⑦层粘土构成共同的桩端持力层。(三)地基设计参数本报告在综合分析各土层的土工试验和原位测试结果的基础上，结合地区经验，提出了各土层的基础设计参数，见表2-2，天然地基主要受力层内的承载力特征值fak通过土试指标经验值法和理论计算比较，提出了建议值，见表4-1。另外，根据压缩试验结果绘制了分层e～p关系曲线。浅层地基土承载力特征值fak取值表表4-1土层代号土层名称fak(kPa)按土试成果按Ps算按Ck、φk算建议值②淤泥质粉质粘土70/5050③粘土228297250220④粉质粘土190297177170注：1、粘性土按Ps值计算式：fak=104Ps+26.92、按Ck、Φk计算式：fa=Mbγb+Mdγmd+McCk，计算时取b=3m、d=0.5m五、基础方案天然地基1、本工程中风雨操场的集中荷载最大，轴压为4000KN，但该位置位于工程地质分区的A区和Ⅰ区的重叠位置。该部位在埋深4米左右普遍分布工程性能较好的=3\*GB3③粘土，但缺失或部分缺失=7\*GB3⑦层粘土和=9\*GB3⑨层粘土～粉质粘土,因此,无合适的桩端持力层,宜选择天然地基,以=3\*GB3③粘土为直接持力层。在风雨操场范围内,=3\*GB3③粘土的层厚在2.5～3.3米，层面标高-2.45～-4.31米，分布均匀且稳定，其下伏=4\*GB3④层粉质粘土呈可塑～软塑状态，工程性能一般。因此，该范围内建筑宜选择天然地基。2、基坑开挖时应特别注意②层淤泥质粉质粘土，具很低的抗剪强度，高灵敏性，易流变、触变等特性，放坡开挖难以保证安全，应考虑必要的人工支护措施。3、风雨操场位置有一贯穿南北向的排水沟，勘探时正值下雨，沟内水流较大，采用天然地基，在基坑开挖前必须解决该水沟的排水问题。（二）桩基础1、桩端持力层：拟建场地可供选择的桩端持力层有三层：a、=3\*GB3③粘土，呈可塑状态，层厚3.0米左右，具一定的桩端承载力，可作为荷载不大的建筑的桩端持力层。普遍分布于Ⅰ区。b、⑤粉土夹粉质粘土，稍密~中密，Ps值2.6～8.1Mpa，平均值6.4MPa，中等压缩性，工程性能一般，具有一定的承载能力，但场地内分布欠均匀，局部夹较软弱的粉质粘土较多，只可作为荷载不大的一般建筑的桩端持力层。c、⑦粘土+⑨粘土～粉质粘土，⑦粘土呈可塑状态，中低压缩性，工程性能良好，B区内水平方向分布较稳定，层顶标高在-17.45～-23.26m之间，其下伏的2、桩型选择：根据当地经验，本工程可采用振动式沉管灌注桩或静压预制管桩。该两种桩型均为挤土桩，因此应充分考虑挤土效应，合理安排施工顺序，防止出现桩位偏移和斜桩。3、单桩竖向极限承载力估算方案一：采用静压预制管桩，桩径Φ450mm，方案二：采用沉管灌注桩，直径φ426mm。按《建筑桩基技术规范》第5.2-8式估算单桩竖向极限承载力标准值Quk，估算结果见表单桩竖向极限承载力标准Quk估算表表5-1位置（孔号）假定桩顶标高（m）假定桩端标高（m）有效桩长桩端持力层单桩竖向极限承载力标准值Quk(kN)450预制桩φ426沉管桩J10-1.0-26.625.6⑨20081595C13-1.0-20.019.0⑦+⑨16361280J30-1.0-18.517.5⑦+⑨998760C54-1.0-20.719.7⑦+⑨11198534、沉桩可行性分析：预制桩、沉管桩施工时桩体（桩管）穿过上部填土和流塑淤泥质粉质粘土，进入⑤粉土夹粉质粘土层，该层中粉土密实度由稍密～中密，中部密实度相对较大，静力触探比贯入阻力Ps平均值2.6～8.1MPa，最大值达10～12MPa，厚度在1.5-3.95、⑦粘土层面有起伏，桩基设计、施工时可根据本报告提供的土层分布情况适当调整桩长，确保桩体进入持力层深度不小于2d。6、桩基负摩擦力，场地内②淤泥质粉质粘土为近期冲填土，未完成自重固结，桩基础施工完成后，在地面荷载和有效自重压力下，桩周土沉降对桩产生下拉荷载。设计时应予以考虑。六、结论及建议1、场区内无不良地质作用，场地和稳定，适宜本工程的建设。2、建筑场地类别划为Ⅳ类，属建筑抗震不利地段，因无法避让，设计时应采取有效措施。3、本工程中教学楼A、B、C、D及图书阅览室、行政楼均可采用桩基础，以⑦层粘土+⑨层粘土～粉质粘土为桩端持力层。4、风雨操场因集中荷载较大，但地处A区内，基本缺失⑦层粘土和⑨层粘土～粉质粘土,难以提供较大的单桩承载力。建议采用天然地基，以③层粘土为直接的持力层。5、基坑开挖时注意做好基坑坑内及周边排水及基坑围护工作。6、按有关规范做好桩基检测工作，桩基础单桩竖向极限承载力应根据现场荷载试验确定。7、场区内的地下水和土对钢筋混凝土无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。说明：本报告