慈溪市某污水处理厂勘察报告

1.绪言受xx市教场山污水处理厂的委托，xx院承担了xx市城区教场山污水处理厂改建工程的岩土工程勘察任务，本次勘察阶段为详勘。1.1工程概况拟建xx市城区教场山污水处理厂改建工程位于xx省xx市教场山客运中心北侧，现有污水处理厂内，场地总用地面积约24000m2。拟建工程主要由综合办公楼、各类水池、机房、泵房等组成，其中最大的水池开挖深度在3m左右，其余建筑物的荷载情况不详，具体位置详见勘探孔平面位置图。本次勘察工程重要性等级为二级，场地复杂程度等级为二级，地基等级为二级，综合确定本次勘察等级为乙级。1.2勘察目的与任务本次勘察属详细勘察阶段，其目的是查明场地工程地质条件，为基础设计和施工提供工程地质依据。其主要任务和要求如下：1.查明场地勘探深度范围内各地基土层的岩性特征、埋藏分布条件及物理力学性质，提供各地基土层物理力学性质指标、承载力指标；2.选择并评价基础方案，推荐合适的桩端持力层，提供桩基设计参数，并分析桩基施工时可能出现的问题。3.查明场地内有无影响工程建设的不良地质作用，查明不良地质作用的类型、成因、分布范围和危害程度，针对工程建设对其进行分析并提出防治措施。4.查明场地地下水的类型、赋存条件及渗透性，评价其水质对混凝土及混凝土中钢筋的腐蚀性。5．确定场地的地震基本烈度，提供场地类别和设计特征周期等有关抗震设计参数，划分建筑场地类别及对地基土进行地震液化评价。6.推荐基坑开挖围护方案，提供基坑围护设计、计算的有关参数。本次勘察执行的主要规范、标准有：1．国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；2．国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）；3．国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；4．国家标准《土工试验方法标准》（GB/T50123—1999）；5．国家行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）；6．xx省标准《建筑基坑工程技术规范》（DB33/T1008-2000）；7．xx省标准《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003）。8．国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223-2004）1.3勘察工作量布置、工作质量及完成工作量1.3.1勘察工作量布置勘察工作量由xx院与委托方、设计共同布置，采用实地钻探、取样、标准贯入试验、静力触探及室内水、土样测试相结合等多种勘察手段，全面获取本工程场地地基基础设计所需的各项岩土技术参数。本次勘探孔基本根据建筑物的布设情况分布，孔距在20~30m之间，其中，施工中途设计图纸发生变更，经与委托方协商，未施工的孔根据建筑物移位而移位，由于场地内有填土（主要为土堆）和污泥塘分布，经与委托方协商，部分钻孔进行了适当移位，由此产生个别孔未能位于建筑物角点上或部分孔孔距偏大的情况，如有必要，可进行施工补勘。最终实施钻孔26个，静探孔8个。各勘探孔位置详见勘探孔平面位置图（图号1-1）。本次土样数量及试验项目的选择、水质分析、原位测试的工作量布置均满足委托书、现行规范的要求。1.3.2工作质量评述本工程在勘察实施前，xx院已经较完整的收集了与本工程有关的各类基础资料，在实施过程中，结合业主及设计单位提出的要求，对技术方案作进一步的优化，然后根据优化后的方案开展工作。通过选择先进的钻探取样工具和原位测试设备，运用可靠的技术手段和理论方法，严格按xx院ISO9001:2000标准体系运行，保质保量的完成本次岩土工程勘察任务。1.3.2.1测量本次放样采用德国LeicaTC705型全站仪，先根据勘探点平面布置图进行实地定点放样，待施工完成后再精确测定各勘探孔的孔位坐标和孔口高程。另外待孔内地下水位稳定后，用钢尺统一测定钻孔内地下水位埋深。本次勘探孔的孔位测放、孔口标高测量由xx院专业测量人员实施，以场地内假设的Y1（X=232.43，Y=291.94）、Y2（X=223.67，Y=318.33）点作为平面控制依据（见图1-1），以H1（H＝3.87）点作为高程控制依据，表中坐标采用假设坐标系，高程为1985国家高程基准。1.3.2.2钻探采用额定钻探能力为100m深度的XY-1型油压工程钻机施工，第四系松散地层采用双层双动岩芯管钻具或单层活阀式钻具硬质合金钻头全断面取芯钻进，在钻进过程中使用优质泥浆护壁，以保持孔壁稳定和孔底清洁，确保取样和原位测试成果的准确性。主要技术指标：=1\*GB3①开孔孔径Φ110～130mm，终孔孔径Φ75～110mm。=2\*GB3②岩芯平均采取率，粘性土≥80%，砂性土≥65%，粉性土≥80%。=3\*GB3③岩土分层深度和钻探终孔的深度误差不超过5cm。=4\*GB3④地下水位以上采用干钻施工，待观测到初见地下水位后采用泥浆护壁钻进，终孔至少48小时后测量稳定的静止水位。1.3.2.3取样=1\*GB3①取原状土样为保证各类样品的质量，满足工程设计需要，针对场地内的地层特征和工程的重要性，不同的地层采用不同的取样工具和取样方法。原状土样取出后及时蜡封，并贴好土样标签，在贮存和运输过程中采取防震、防晒、防水等措施。=2\*GB3②取水样为了取得洁净、正确的地下水水样，钻孔施工前，先挖好泥浆池，待孔内有一定水量后，用清洗干净的塑料瓶或玻璃瓶采取1组水样，其中简分析水样不小于1000ml，侵蚀性CO2测试的水样不小于250ml，且加入碳酸钙稳定剂。取出的水样立即密封，并贴好水样标签及时送往实验室测试。③取岩样为了确定岩石的饱和单轴抗压强度，在储罐部位的钻孔内采集代表性岩芯样，单块芯样的有效长度不小于10cm，并贴上岩样标签分批送往实验室。1.3.2.4标准贯入试验（SPT）对于粉土、砂层采用质量为63.5kg的重锤、落距76cm、对开管外径51mm、内径35mm的标准贯入器进行标准贯入试验。试验应严格按照有关规范、规程要求进行操作，并精确记录其测试成果。1.3.2.5静力触探试验（CPT）采用SY-10型触探车，额定贯入能力10T，试验前对各类探头进行率定，试验后重新标定，探头各误差满足设计要求。利用先进的LMC-D310型静探微机自动采集记录数据并打印分析，提供各地基土层的锥尖阻力qc、侧壁摩阻力fs。1.3.2.6室内水、土样试验所有样品均由xx院测试中心岩土试验室（系省内规模最大的测试中心，并通过计量认证，获得国家技术监督局颁发的中华人民共和国计量认证合格证书）负责完成，试验方法执行国标《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）。1.3.3本次工作简况xx院于xx年4月5日进场，先后开动XY-1型钻机3台，10T静探车1台，按相应操作规程施工，于4月15日结束全部外业工作，完成工作量详见表1。实物工作量一览表表1项目类型单位工作量钻探孔数个26总进尺m699.50取样原状土样筒77扰动土样组/水样组2原位测试标准贯入试验段次28静探孔数个8总进尺m285.70测量孔位放样点34孔口高程点34地下水位次17室内试验常规组77颗分组29渗透组12无侧限组38水分析简分析组2侵蚀性CO2组2岩样试验饱和单轴抗压强度块102.气象工程场地位于亚热带南缘海洋型季风气候区，温暖湿润，四季分明，光照充足。春季降水丰富，且历时长；初夏因冷热高压对峙，造成连绵不断的梅雨天气；盛夏受太平洋副热带高压的控制，盛行东南风；秋季为过渡时期，天气干燥，冷暖变化大；冬季受副极地或极地大陆气团控制，盛行西北风，以晴冷干燥天气为主。气温按年平均看：1954～1987年的年平均气温16.0℃，1976年最低，平均气温15.5℃；1961年最高，平均气温17.0℃。按月平均看：7月平均气温最高，历年平均28.2℃，极端最高气温38.5℃，出现在1964年7月14日和1966年8月6日。1月平均气温最低，历年平均3.8℃。年极端最低气温-9.3℃，出现在1977年1月5日。受CO2温室效应影响，近年气温普遍较前些年高3～5℃。风全年风向随季节变化。冬季盛行西北到北风。夏季盛行东到东南风。年平均风速3.0m/s。由于xx地处东部沿海，台风影响较多，1954～1987年，对xx有较明显影响的台风共31次，普遍集中在8～9月份。3.地形地貌工程场地属于冲海积平原，地形较平坦，主要为荒地，中间分布小水沟、土堆和污泥塘，场地标高一般3～4m，土堆标高在8～10m左右，污泥塘厚度预计在0.50～1.00m左右。4.区域稳定性根据区域资料，历史上见于文字记载的有感地震计43次，无破坏地震。xx地震主要特点：1、震级小、强度弱，列入《xx省历史地震年表》的8次地震，4级1次，3～4级5次，3级以下2次。2、浅震性。3、地震分布与近东西向弱活动性断裂关系密切，分布在此断裂带附近的地震占全部地震的88%。4、地震频度低，但在清道光二十六年至光绪五年（1846～1879）的30年间，频度异常升高，共发生有感地震21次，几近历史地震总次数的一半。根据《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》，确定本区域地震动峰值加速度为0.05g，按国家标准《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001），相应的抗震设防烈度为6度，区域地壳稳定性为稳定类型。5.场地工程地质条件5.1工程地质层的划分及分层评述5.1.1工程地质层的划分根据地基岩土的成因、岩性特征、埋藏分布条件及物理力学性质，结合静力触探曲线，将勘探深度以浅地基土划分为6个工程地质层，10个亚层，详见表2。5.1.2工程地质层的分层评述根据上述划分的工程地质亚层，自上而下分层评述如下：工程地质层划分表表2层号地层名称顶板标高(m)层厚(m)1素填土3.16～6.630.50～3.302a粉质粘土2.39～3.831.30～3.402b粉质粘土0.10～1.921.60～5.603a粘质粉土-3.81～0.474.40～12.303b粘质粉土-9.68～-7.191.80～4.104a淤泥质粉质粘土夹粉土-12.15～-1.932.10～13.204b淤泥质粉质粘土-22.41～-8.752.00～18.104c含粘性土粉砂-30.51～-21.491.30～4.105含粘性土卵石-33.29～-17.070.10～3.406中风化安山玢岩-29.28～-4.03未揭穿1层：素填土灰黄～灰杂色，结构松散，主要由粘性土组成，夹碎、砾石等，局部段为杂填土，含建筑垃圾。本层性质不均，局部分布。2a层：粉质粘土灰褐～灰黄色，软～软可塑，厚层状，见铁锰质斑点、渲染，浅表部一般含较多植物根系，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层中等偏高压缩性，全场分布。2b层：粉质粘土灰色，软～流塑，厚层状，含少量粉土，局部粉土含量较高，以粉质粘土夹粉土为主，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层性质较差，局部缺失。3a层：粘质粉土灰色，稍～中密状，湿，厚层状，局部为砂质粉土～粉砂，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。该层中压缩性，性质较好，层厚变化较大，个别孔缺失。3b层：粘质粉土灰色，稍～中密状，湿，层状，局部含有少量粘性土，性质稍差，无光泽，干强度低，韧性低，摇振反应迅速。该层中压缩性，以夹层状产出，局部分布。4a层：淤泥质粉质粘土夹粉土灰色，流塑，厚层状，淤泥质粉质粘土与粉土含量之比为6：1～3：1，局部粉土含量较高，为粉质粘土夹粉土，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层中偏高压缩性，性质较差，局部缺失。4b层：淤泥质粉质粘土灰色，软塑，湿，细鳞片状，土质较均一，粉粒含量较高，局部夹少量粉土，土质不均，局部以粉质粘土为主，稍有光泽，无摇震反应，干强度中等，韧性中等。该层中偏高压缩性，性质差，个别孔缺失。4c层：含粘性土粉砂灰色，稍～中密，湿，无层里，粘性土含量20%左右，局部以粉砂为主，性质较好，该层局部分布。5层：含粘性土卵石灰杂色，中密状为主，卵石粒径一般3～8cm为主，含量50%左右，圆砾粒径一般0.2～1.5cm，含量20%左右，粘性土含量30%左右，其余为少量砂等，局部段圆砾含量高，以含粘性土圆砾为主。6层：中风化安山玢岩青褐～紫褐色，斑状结构，块状构造，岩石风化较强烈，裂隙较发育，裂面碳酸盐充填，局部绿泥石化蚀变明显，岩芯碎块状为主，局部短柱状，RQD=0～60%左右。本层最大揭穿厚度4.15m。5.2各岩土层物理力学性质指标的统计与选择5.2.1指标的统计以上述划分的工程地质亚层作为统计单元，对地基土物理力学性质指标进行统计，统计方法执行《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中的有关规定。统计方法如下：=1\*GB3①土工试验指标：首先对全部指标逐一检查，剔除个别偏值后进行统计，常规指标提供算术平均值、最小～最大区间值、变异系数和统计个数（其中对统计个数不足6个的指标不提供变异系数）；其中抗剪强度为峰值强度；颗分指标，剔除个别偏值后，提供各土层的算术平均值。=2\*GB3②标准贯入试验：剔除个别偏值后，提供标贯实测击数的最小～最大区间值、算术平均值和统计个数以及变异系数。=3\*GB3③静探：首先对单孔进行分层统计，分别确定单孔土层的锥尖阻力qc、侧壁摩阻力fs值，剔除个别偏值后统计出各土层qc、fs的最小～最大区间值、算术平均值、变异系数和统计个数。=4\*GB3④渗透试验、无侧限试验以及岩石饱和抗压强度在剔除个别偏值后，提供算术平均值。各指标的统计成果详见附表二、三、四、五。5.2.2指标的选择从统计成果分析，一般各地基土层主要物理力学性质指标的变异系数均较小，同一层位试验指标的离散性较小，统计成果真实地反映了土层的岩性及特征，指标准确可靠。因此，土工试验指标和原位测试指标均可选择算术平均值作为基本值，当选择计算值时，设计可根据变异系数及经验值做适当修正。6.场地水文地质条件根据场地含水层埋藏、赋存条件、分布、水理性质和水力特征，将场地勘探深度范围内地下水分为第四系孔隙潜水、孔隙承压水和基岩裂隙水三大类。从场地地基土构成情况来看，潜水主要赋存于素填土及浅部全新统海积粉质粘土层中，为弱透水层，水量较为贫乏。潜水位随季节性影响变化较大，变幅一般0.50～1.00m。本次勘察期间，地下水位埋深基本在0.10～1.10m之间，标高2.49～3.56m，平均标高2.99m（各钻孔水位埋深详见附表一）。本次抗浮设计水位可按标高3.0m取值。本次勘察在Z5孔和Z34孔各取了一组水样作水质分析，根据分析成果，水化学类型为Cl–Na水，属微咸水～咸水。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）查表确定其腐蚀性，场地含水层属弱透水层，环境类别为Ⅱ类，判定结果详见表3。场地孔隙潜水水质腐蚀性评价表表3水质分析成果项目SO42－HCO3－Cl－Mg2+NH4+侵蚀性CO2PH值单位mg/Lmmol/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L含量Z5Z34对混凝土结构的腐蚀性评价弱腐蚀对混凝土结构中钢筋的腐蚀性评价长期浸水弱腐蚀干湿交替强腐蚀对钢结构的腐蚀性评价中等腐蚀孔隙承压水主要赋存于下部3a、5层中，3a层透水性一般，水量不大，据区域资料，其水质对混凝土结构无腐蚀，对混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。基岩裂隙水主要赋存于下部的安山玢岩中，由于裂隙连通性较差，透水性差，水量贫乏，据区域资料，其水质对混凝土结构无腐蚀，对混凝土结构中的钢筋无腐蚀，对钢结构具弱腐蚀。从上述可以看出：孔隙潜水在长期浸水条件下，其水质对混凝土结构具弱腐蚀，对混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀，对钢结构具中等腐蚀；在干湿交替条件下，潜水水质对混凝土结构具弱腐蚀，对混凝土结构中的钢筋具强腐蚀，对钢结构具中等腐蚀。7.场地和地基的地震效应1、场地类别的划分根据《中国地震动参数区划图（GB18306-2001）》，场地地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度VI度。据《建筑抗震设计规范GB50011-2001》，场地地基土上部存在软弱土，属建筑抗震不利地段，抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g，设计地震分组为第一组，通过场地地基土的构成和性质，估算20m以浅地基土等效剪切波速值140m/s≤Vse≤250m/s；据本次钻探揭示，场地覆盖层厚度3～50m，综上判定建筑场地类别为Ⅱ类，设计特征周期可取0.35s。2、砂土液化评价根据《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）》第4.3.1条，饱和砂土和饱和粉土的液化判别和处理，6度时，一般情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别和处理。据《建筑抗震设防分类标准（GB50223-2004）》，本工程抗震设防类别属丙类建筑，故本场地可不考虑砂土液化的影响。8.场地不良地质作用拟建场地地处冲海积平原，无滑坡，崩塌等不良地质现象。场地内局部地段分布有污泥塘，需进行地基处理后才可使用。另外，浅部分布粉土，过量打桩振动有可能使表层粉土振动液化。9.场地稳定性和适宜性评价本场地抗震设防烈度为6度，区域地壳稳定性为稳定类型；场地现状地质灾害不发育，地质灾害危险性小；从场地地基土分布情况来看，当采取桩基或地基处理等措施后，能够满足拟建（构）筑物的荷载要求，因此，本场地的稳定性较好，适宜于本工程建设。10.地基基础的分析与评价10.1地基土承载力及桩基参数的确定10.1.1地基土承载力特征值的确定根据《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003）及《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002），地基土承载力特征值可由载荷试验或其它原位测试、公式计算、并结合工程实践经验等方法综合确定。综合本场地地基土层的岩性特征、土试、动探、静探等指标，结合地区经验确定地基土承载力特征值建议值，详见表4，表中承载力特征值未进行基础深宽修正。10.1.2桩基参数的确定本次桩基参数主要按《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）、《建筑地基基础设计规范》（DB33/1001-2003），结合建筑经验综合确定。桩基参数建议值详见表4。地基土承载力及桩基参数建议表表4层号岩性名称地基土参数桩基参数岩石饱和单轴抗压强度建议值Rb天然地基土承载力特征值(fak)预制桩桩侧阻力特征值(qsia)桩端端阻力特征值(qpa)桩侧阻力特征值(qsia)桩端端阻力特征值(qpa)kPakPakPakPakPaMpa2a粉质粘土7015132b粉质粘土551093a粘质粉粘质粉土12020450154a淤泥质粉质粘土夹粉土8018174b淤泥质粉质粘土7016144c含粘性土粉砂22035305含粘性土卵石3005040004520006中风化安山玢岩180050003010.2地基土分析场地1层素填土，土质不均，性质变化大，厚度小，工程意义不大；2a层粉质粘土广泛分布于浅表部，性质较好，但厚度小，一般仅2～3m，可作为轻型建筑的浅基持力层；2b层粉质粘土，软～流塑状，性质较差；3a、3b层粘质粉土，局部为砂质粉土或粉砂，可考虑联合作为短桩桩端持力层；4a层淤泥质粉质粘土夹粉土及4b层淤泥质粉质粘土，流塑状，是本场地的主要软弱压缩层，中偏高～高压缩性，性质较差；4c含粘性土粉砂主要分布在场地西侧，且仅局部分布，工程意义不大；5层含粘性土卵石，性质好，但分布不稳定，仅局部分布，厚度变化大，在厚度比较大的地段，此层可作桩基持力层；6层中风化安山玢岩，物理力学性质好，端承载力高，是本场地良好的桩基持力层。10.3基础方案的评价由于本工程建筑荷重不详，本次根据建筑经验进行评价。（1）、对于一些轻型建筑可采用浅基础，以2a层为浅基持力层。当浅基满足不了设计需要时，可采用短桩基础，桩型宜选择预应力管桩，以3a、3b层作桩端持力层。当选择预应力管桩时，应注意：1、由于进入粉土层一定深度，要选择合适的沉桩配重，应合理安排施工顺序，控制打桩速率；2、这类桩属挤土桩，场地分布有粉土，有一定的挤土效应，设计、施工时应注意其不利影响；3、过量打桩振动有可能使表层粉土振动液化。（2）、对于综合楼等荷重要求相对较高的建筑物，可供选择的桩型主要为钻孔灌注桩。可选择6层作桩端持力层。采用桩径φ600～φ800，桩端全断面进入持力层1.00～2.00D以上为宜。该桩型的优点是施工难度相对较小，单桩承载力高，桩长容易控制，主要缺点是成桩质量和排污问题，另外工期相对较长，施工工序较多。（3）、对于水池，开挖深度最大一般为3m左右，可将基础直接置于2b层位上。10.4单桩竖向承载力估算为了更好的进行基础方案比选，本次按《建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）》第8.5.5条公式对场地适宜采用的桩型进行单桩竖向承载力特征值估算。有效桩长从自然地面起算，估算结果详见表5。按规范要求，估算值仅供初步设计使用，最终单桩竖向承载力设计值应通过静载荷试验确定。11.基坑围护及开挖本工程含多个水池，最大开挖深度一般3m左右。基坑开挖及影响深度内的地基土层主要有：1层填土，2a、2b层粉质粘土、3a层粘质粉土。开挖时建议采取支护措施。单桩竖向承载力特征值估算表表5桩型估算点桩径(mm)桩端持力层桩端入持力层深度(m)有效桩长(m)桩端标高（m）单桩竖向承载力特征值（kN）预应力管桩Z8φ5003a5.013.10-6.88310.39Z23φ5003a6.012.80-7.33405.89钻孔灌注桩Z16φ60060.827.90-24.402215.20Z19φ60060.823.70-19.872240.08Z26φ60060.821.90-18.022020.48Z35φ60060.817.30-13.451869.50Z28φ60061.629.80-26.212315.29建议采用土钉墙支护方案，其特点是喷锚网结构与土体紧紧结合在一起，形成喷锚网复合体，是一种主动受力体系，施工时配合降水进行。其优点是：a、可随基坑开挖逐次分层施工，不需单独占用场地，不占和少占单独作业时间，施工效率高；b、施工噪音低，振动小，无污染；c、成本费用比传统支护方法明显降低。当开挖深度不大时，也可采用放坡或叠袋式挡墙支护。由于地基土层为弱透水层，水量较小，基坑开挖时一般可采用集水井法排水。基坑开挖围护方案应通过专门设计确定，本次根据勘察资料结合经验，确定基坑支护设计参数，详见表6。基坑围护设计参数建议表