岩土工程勘察课程设计(24页).doc

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1、-岩土工程勘察课程设计-第 24 页岩土工程勘察课程设计单 位： 专 业： 指导老师： 课设地点： 姓 名： 学 号： 日 期： 目录I、勘察报告文字部分一、前言（一）工程概况（二）钻孔资料（三）设计委托勘察要求及任务（四）本次勘察所执行的技术标准及规范（五）本次岩土工程勘察等级（六）本次勘察的工作方法及完成情况二、场区的工程地质条件（一）地形地貌（二）气象条件（三）地质构造及地震（四）人类工程活动（五）场地岩土构成及工程特性（六） 岩溶及地下水（七）岩土物理力学指标三、地基沉降计算四、基坑涌水量预测五、滑坡稳定系数和滑坡推力(剩余下滑力)计算六、场地地震效应评价与防震设防七、地基持力层及基础

2、形式建议（一）地基持力层（二）基础形式建议（三）基础尺寸设计及地基承载力验算八、建筑场地的稳定性和适宜性评价九、结论及建议、勘察报告图件部分工程地质剖面图 1：100 1张钻孔柱状图 1：100 1张（2个钻孔）一 、前言（一）工程概况我公司受贵州大学委托,对其拟建的贵州大学蔡家关校区采矿楼东侧的第五教学楼进行岩土工程初勘、详勘工作。拟建物为一幢地上十层，地下二层的高层建筑，高度为，钢筋混凝土框架剪力墙结构。主楼最大轴力11000KN/柱，裙房最大轴力2000KN/柱。建筑物地下室埋深-5.0m，0.00标高1092.00m。建筑物安全等级为二级，岩土工程勘察等级为乙级。（二）钻孔资料在贵州大

3、学蔡家关校区采矿楼东侧拟建的第五教学楼，初勘施工2个钻孔，孔距12m。钻孔记录如下：ZK1钻孔：高程1091m，0杂填土，1.4红粘土，4.2强风化白云岩，5.3中风化白云岩，10.8软塑红粘土，12.4m中风化白云岩。ZK2钻孔：高程1092.0m，0杂填土，2.0红粘土，4.8强风化白云岩，6.1中风化白云岩，10.3软塑红粘土，11.9中风化白云岩，16.2软塑红粘土，17.8m中风化白云岩。（三）设计委托勘察要求及任务根据场地基本地质情况及建筑物特征，按照岩土工程勘察规范（GB50021-2002）、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）、贵州建筑地基基础设计规范（DB22/

4、45-2004）、建筑工程地质钻探技术标准（JGJ87-92）等规范要求，其基本内容及要求如下：1、查明场地内地基土的物理力学性质；提供地基变形计算参数，预测建筑的沉降。2、场地内有无不良地质现象及防护意见。3、山区场地岩溶及土洞发育情况。4、地下水情况及其对混凝土腐蚀性判别。5、分析和评价场地的稳定性，提供地基土的承载力及基础的设计建议。6、提供地基土场地类别。（四）、本次勘察所执行的技术标准及规范在本次勘察中除严格按照国家规范执行外，同时还遵守地方规范。所遵守的技术标准如下：1、岩土工程勘察规范(GB5200212001)2、建筑地基基础设计规范（GB500072002）3、贵州建筑地基基

5、础设计规范（DB22/452004）4、贵州建筑岩土工程技术规范（DB22/462004）5、建筑抗震设计规范（DB500112001）6、建筑工程地质钻探技术标准（JGJ8792）7、建筑边坡工程技术规范（GB503302002）（五）、本次岩土工程勘察等级根据岩土工程勘察规范(GB5200212001)的规定，拟建物均为钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑物安全等级为二级，经现场踏勘，本场地为岩溶微发育地区，场地起伏相对较大，地下水埋深较浅，场地复杂程度为二级，场地岩土组成单一，发育的红粘土，场地地基复杂程度为二级，根据根据岩土工程勘察规范(GB5200212001)的划分条件，。本工程岩土工程

6、勘察等级为乙级。（六）、本次勘察的工作方法及完成情况为了查明地内地基土的物理力学性质、场地内有无不良地质现象、山区场地岩溶及土洞发育情况、地下水情况及其对混凝土腐蚀性情况、场地的稳定性等岩土工程问题，本次勘察以钻探为主，辅以地表地质调查、岩土样土工试验等综合评价场地工程地质条件，具体方法如下：1、工程测量及放线说明 本次采用的测量放线设备为南方仪器公司生产的全站仪依据甲方从规划处提供的控制点，GS15:（ X、Y），GS16: （X、Y）（由于测点于图外在平面图上为未标识）引测至本拟建物场地。A:（、Y），B：（X、Y）然后按照拟建物设计钻孔坐标实地测放。其钻孔定位水平误差不大于2cm。钻孔孔

7、口高程采用绝对标高。2、地表地质调查：以场地中心进行1:500的区域地质调查，内容包括地形地貌，地质构造，工程环境等以便为了校为准确的划分本场区内岩体的不同发育位置为基础选型提供有力证据。3、钻探：本次勘察采用XY100型钻机进行钻探，按设计提供单体依轴线共设计钻孔，实际钻孔2 个，总进尺米。其中土层钻探米，岩层钻探米。钻孔间距12米，根据相应岩土工程勘察规范(GB5200212001)2有关规定，勘探孔的深度对条形基础应不小于基础底面宽度的3倍，对 单独桩基不应小于1.5倍，对桩基础不应小于3倍桩径，基底以下持力层控制深度不应小于5米的范围。4、岩土样室内试验：为了确定拟建场地的岩土承载力，

8、以及物理力学性质指标为土质边坡和岩质边坡提供放坡依据，或为提供基坑支护需各项岩土实验数据等，对岩土样进行了室内力学实验。本次勘察的室内试验共取土样7件，5、水位观测：本次水位观测采取钻孔施工完毕24小时后的静态水位观测，共计观测20次。二、场区的工程地质条件（一）、地形地貌拟建物位于贵阳市贵州大学蔡家关校区，东北面紧邻贵黄高速公路，西面为采矿楼，东面为图书馆，南邻沙地足球场。交通较便利，利于工程建设。场地地形起伏较小，属于低洼的地带，岩溶较发育，土质松软，地下水埋深较浅，在低洼处有常年积水。（二）、气象条件贵阳地区属于北亚热带，冬春半干燥、夏季湿润型气候，四季分明，年平均温度，最冷一月平均气温

9、，最热七月平均温度，极端最高温度，极端最低温度，年平均降水量，集中于下半年，年平均风速/s,全年一东北风为主，年平均相对湿度77%。 （三）、地质构造及地震场区位于贵阳蔡家关断层西面，经过现场踏勘，处于T2h和T2gy交界处，大部分在T2h上岩层在薄中厚层，其岩石产状为6540。根据区域地质资料，场区内无大裂缝通过，场地岩层中节理裂隙不明显发育，均由第四系地层覆盖，下伏季出露岩基为二叠系含泥质灰岩。（四）人类工程活动在场区周围无高层建筑物，且场地周围及场地内植被未遭受严重破坏，因此人类活动对工程影响较小。（五）、场地岩土构成及工程特性经过现场踏勘及钻探表面，场地地层由杂填土、红粘土及下伏基岩组

10、成，各单元地层由上而下分述如下： 1、杂填土：一般呈褐黄色，空隙度较大，较湿，一般呈稍密中密，主要由建筑垃圾及植物根茎组成，局部含原建筑砼地坪及基础。该层结构松散，分布于场区大部分区域，层厚达。2、红粘土：为碳酸盐类岩石风化残积而成的粘土，土质均匀，具上硬下软的特点。分布于杂填土层下，棕红色至褐黄色、黄色，质较纯，土质状态可分为硬塑、可塑、软塑三个状态，由于场地基坑开挖，该层以可塑状态为主，整个场区均有分布。3、强风化白云岩：以灰黄色为主，钻探岩芯多成土状、沙状，少数碎石状，敲击声哑，岩芯用手较难掰断，小锤能敲碎，岩体破碎，分布不连续，厚m。4、中风化白云岩：紫红色至黄灰色，中至厚层状，细晶质

11、结构，节理微裂隙发育，含少量方解石脉及团块，质硬、性脆，钻探岩芯多成块状、短柱状，少数柱状，岩体内岩溶、节理裂隙发育的地段，岩体完整性稍好。场区有重复的中风化岩层，层厚为4.2mm。(六) 岩溶及地下水场地内基岩主要为白云岩，为碳酸盐岩类，较容易发育溶洞。本次勘察所出现的溶洞位于地表以下m17.8m。为了能准确的确定其大小，还需要在周围布设密集型钻孔。溶洞内由软塑红粘土充填。由于该溶洞内的软塑红粘土力学强度较低，所以要对其进行一定的处理。溶洞大致位置（高程）大小（高度）填充物备注1软塑红粘土2无可能是裂隙3软塑红粘土4软塑红粘土根据钻探资料，中风化基岩内存在以塑性红粘土填充的溶洞，厚度1.6m

12、左右，甚至更大，按溶洞的具体情况作如下处理方案。1、对洞口较小的岩溶洞隙，宜采用镶补、嵌塞与跨盖等方法处理；2、对洞口较大的岩溶洞隙，宜采用梁、板和拱等结构跨越跨越。结构应有可靠的支承面。梁式结构在岩石上的支承长度应大于梁高1.5倍也可采用浆砌块石等堵塞措施；3、对于围岩不稳定、风化裂隙破碎的岩体、可采用灌浆加固和清爆填塞等措施；4、对规模较大的岩溶洞隙，可采用洞底支撑或调整柱距等方法处理。若在地下水位高于基岩表面的岩溶地区，应考虑由人工降低地下水引起土洞或地表塌陷的可能性。塌陷区的范围及方向可根据水文地质条件和抽水试验的观测结果综合分析确定。在塌陷范围内不允许采用天然地基。在已有建筑物附近抽

13、水时，应考虑降水的影响。（七）岩土物理力学指标1、杂填土：土层结构松散，物理力学性质差，不能作为基础持力层。2、红粘土物理力学指标及承载力：红粘土：根据本次勘察中所取的11件原状土样，采用其中的10件。按照岩土工程勘察规范（GB500212001）和建筑地基基础设计规范（GB500072002）的规定，对红粘土的各项测试指标进行的数理成果详见表1，同时参照附表1。红粘土物理力学指标统计计算表1土质单元参数名称参数统计样数区间值平均值变异系数统计修正值标准值可塑红粘土重力密度(kN/m)7比重(kg/m )7饱和度Sr(%)794-99孔隙比e7液限WL(%)748-83塑限WP(%)730-5

14、0塑性指数IP(%)718-33液性指数IL7含水比W(%)7液塑比Ir76内摩擦角(度)7内聚力c(Kpa)7压缩系数7压缩系数7压缩系数1-270.331压缩系数2-37压缩模量Es (Mpa)7根据建筑地基基础设计规范（GB50007：采用土的抗剪强度指标（C、值）计算场地可塑红粘土的地基承载力特征如下：红粘土：=17.276KN/ m，m=20.00 KN/ m， Ck=32.473Kpa ，k =4.760，查表得：Mb752，Md=1.3032 ， Mc860 由公式： 得： fa=133.38KPa考虑到在对土样采集、运输、存放等工作时对土样产生的不利影响，使得土样测试结果与地方

15、经验有一定的差距，因而在本次勘查中，根据以上数据统计并结合地方规范贵州建筑地基基础设计规范（DB22/452004）以及现场袖珍贯入仪测试结果，建议红粘土地基承载力特征值及其力学参数值采用：红粘土承载力特征值：fa=180kPa Es=7MPa Ck=3kPa k=4.760度重力密度： =17.276 kN/m3（3）岩石力学指标及承载力：根据钻孔中所取的7件岩芯样的单轴饱和抗压强度，经过数据分析，7个样本中只有中等风化白云岩的样本数（共7个）大于岩土工程勘察规范（GB500212001）规定的6个。经过数理统计处理，将这7个样本的物理力学指标列于表2，同时参照附表2。岩体物理力学指标统计表

16、2项目平均值标准差变异系数统计修正系数标准值frk（MPa）折减系数r承载力特征值fa（MPa）白云岩湿重度（KN/m3）1单轴饱和抗压强度fr（MPa）48.19632940835.73140.2原始统计数据53.41、31.77、44.24、40.49、49.42、35.66、舍弃样本（注：岩样径高比为1:2）fa=rfrkfa-岩石地基承载力特征值(kPa)；frk-岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa) r-折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产 状和组合，由地区经验确定。无经验时，0.2。根据岩石单轴饱和抗压强度实验结果，并综合考虑场地地基岩体的风化程度、完整程度以及岩溶

17、发育程度等因素，建议使用以下参数：强风化白云岩：fa=1Mpa (经验值)中风化白云岩：fa=MPa (计算值)三、地基沉降计算 在场地东侧标塔为独立柱基础尺寸4m4m,基础地面处的附加应力为130kPa,地基承载力特征值为fa=180kPa,根据表3所提供的数据，按建筑地基基础设计规范（GB500072002）公式（5.3.5）计算独立桩基础地基最终变形量。变形量计算深度为基础底面下6.0m，沉降计算经验系数取s=0.4。表3第i土层基底至第i层土底面距离Zi/mEsi/MPaZi/i11621132543060根据建筑地基基础设计规范（GB500072002）公式（5.3.5）计算地基沉降

18、量得：=。四、基坑涌水量预测经过勘察，由ZK2钻孔得知，该建筑场地的隔水底板高程为1055.5m，静水位于地面以下3.50m处。经过统计计算，采用Dupuit潜水完整井公式，计算渗透系数K，如表4所示。ZK2钻孔抽水试验相关参数统计表4孔口高程（m）孔深（m）静止水位（m）观测及抽水时间降深s（m）涌水量Q （l/s）单位涌水量q（）稳定时间（h）水温水位恢复时间（min）气温 （C0）1091088.50(-3.50)2003.03.248:002003.03.2720:008151020815271981556（1）、计算渗透系数KDupuit潜水完整井公式：第一次抽水试验数据：第一次抽水

19、试验数据：r= H=40.00m R= S=3/dR1-R =3.6235m将R1=8.3765m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K2095 m/d R2=8.0926mR2-R1 =0.2839m将R2=926m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K3073 m/d R3638mR3-R2 288m将R3=代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K4 m/d R4R4-R3 =0.00286m所以第一次抽水试验影响半径R1和含水层渗透系数K1612m K=071m/d第二次抽水试验数据： H=m R=12.0m S=2.73m Q=3/d=0.2626R1 - R58m将R158

20、m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K2=0.2815 m/d R2=18.3215mR2-R1 =m将R2=18.3215m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K3=0.2832 m/d R3=mR3-R2 553m将R3=代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K4 m/d R4R4-R3 =0.0065m所以第二次抽水试验影响半径R2和含水层渗透系数K2为：R=18.3833m K=0.2834m/d第三次抽水试验数据： H=40.0m R=12.0m S=4.60m Q=3/dR1 - R=m将R1=m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K2=0.2459 m/d R2=

21、mR2-R1 =m将R2=m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K3548 m/d R3=mR3-R2 =0.5175m将R3=m代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K4=0.2554 m/d R4=mR4-R3 将R4=代入Dupuit潜水完整井公式，计算得：K5 m/d R5R4-R3 =0.0057m所以第三次抽水试验影响半径R3和含水层渗透系数K3为：R=m K=555m/d因此可得K=（K1+K2+K3）/3=0.2820(m/d) R=(R1+R2+R3)/3=18.8186（m）（2）、推算S6.0m，孔桩涌水量 由潜水完整井稳定流计算公式：当S6.0m时，各项数据分别为

22、：H=m R=18.8186m K=0.2820m/d Swm rw代入公式，经计算得此时的用水量Q=6m3/d当Sw=6.0m时，孔桩的涌水量Q=6m3/d五、滑坡稳定系数和滑坡推力(剩余下滑力)计算根据现场勘察，按岩土工程勘察规范（GB500212001），用滑动面为折线形的稳定安全系数和滑坡推力计算方法。勘察场地的滑坡面为折线的单个土质滑坡，其主断面如图1所示，参数见表5所示，地下水未形成统一水位，滑带土无排水条件，采用极限平衡法计算其滑坡稳定系数和滑坡推力。图1表5编号滑体重力W（KN）滑带长度L（m）滑面倾角（）滑带土粘聚力c（kpa）滑带土摩擦系数（f=tan）1110005040

23、20253760100181835320221818现将该边坡的基本参数列于表5中，用于计算滑坡稳定系数的计算参数：场地边坡物理参数指标统计表6编号滑体重力W（KN）滑带长度L（m）滑面倾角（）滑带土粘聚力c（kpa）内摩擦角()滑带土摩擦系数（f=tan）滑动面上法线方向的反力N(kN)滑动面上切线上的反力T(kN)滑动面抗滑力R（kN）123根据建筑边坡工程技术规范（GB503302002）公式2以及13.1.12计算得：（1）、采用折线滑动法计算边坡稳定性系数： 则稳定系数： 传递系数： 作用于第块段的抗滑力：一号土块：R1=N1tan1+c1L1=11000cos400.37+2050

24、 T1=W1sin1=11000sin40=7070.664 KN/m二号土块：R2=N2tan2+c2L2=53760cos180.34+10018T2=W2sin2=53760sin18三号土块：R3=N3tan3+c3L3=5320cos180.34+1822T3=W3sin3=5320sin18传递系数:=cos(40- 18)-sin(40- 18) = cos(18- 18)-sin(18- 18) 代入稳定性系数公式：综上计算可以得到该场地土质滑坡的稳定系数根据岩土工程勘察规范（GB500212001）的规定，由于,属于欠稳定滑坡，因此需要采取一定的滑坡防治措施。根据该场地的工程

25、地质、水文地质条件以及后期施工的影响，可以采取改变该土质滑坡体的力学平衡的措施，使其达到长期的相对稳定状态，具体措施有设置抗滑挡土墙、增加一定数量的抗滑桩等。（2）、采用建筑地基基础设计规范（GB500072002）公式643-1和公式643-2计算滑坡推力Fn和传递系数： 滑坡推力： 传递系数： 而滑坡推力安全系数，应根据滑坡现状及其对工程的影响因素确定。对地基基础设计等级为甲级的建筑物宜取，设计等级为乙级的建筑物宜取，设计等级为丙级的建筑物宜取。因此在这里可以取计算。第1条块的滑坡推力:第2条块的滑坡推力：第3条块的滑坡推力：故该勘察场地的土质滑坡体的推力为。六、场地地震效应评价与防震设防

26、场地内有蔡家关断层通过，无其他活动性断层，场地内无液化地层等不良地形地貌、地质构造。按建筑抗震设计规范（GB500112001）表4.1.3，该场地主要属中软场地土，据表4.1.6综合判断，场地覆盖层平均厚度大于3.00m，小于5.00m，建筑场地类别为类.属于抗震一般地段.据建筑抗震设计规范(GB50011-2001),拟建场地抗震设防烈度为6度区,设计基本地震加速度为0.05,抗震分组为第一组,设计特征周期0.35s，设计应按相关规定设防。七、地基持力层及基础形式建议（一）地基持力层m，强风化白云岩厚度为1.1m-1.3m，不适宜做地基。采用中风化白云岩作为持力层。（二）基础形式建议根据场

27、地岩土体单元的质量特征及其在平面与剖面上的土岩组合关系以及甲方提供的设计要求，结合上部结构特征，建议采用扩底桩基础。以中风化白云岩作为持力层。（三）基础尺寸设计及地基承载力验算根据建筑地基基础设计规范（GB500072002）的规定，采用该规范中的公式（1）计算该桩基础的竖向承载力标准值：取主楼桩基础直径：d1=0.649m 扩底半径：D1取裙楼桩基础直径：d2=0.319m 扩底半径：D2主楼实际承受的荷载：N1=11000kN主楼实际承受的荷载：N1=2000kN单轴承载力特征值桩端岩石承载力特征值圆桩的横截面积（这里使用的是扩底直径计算基础底面积）圆桩周长第层土的桩周土摩擦力标准值第层土

28、的桩长由于甲方设计的地下室埋深为m，该深度已基本接近强风化白云岩，桩基础不受土的摩擦力。主楼基础的单轴承载力特征值：裙楼基础的单轴承载力特征值：八、建筑场地的稳定性和适宜性评价场地地貌属于贵州洼地丘陵低山的溶蚀地貌单元，拟建场区无大的地形变化，未见有大型断层通过、无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，环境总体稳定性良好。拟建场地属于缓坡山脚地带，未进行开挖平整，场地稳定，场地地基稳定性良好。场地的杂填土因结构不稳定、力学强度低，变形量大，地基均匀性差，不能作为地基持力层。以红粘土或中风化基岩作为地基持力层时，地基均匀性好、稳定性良好，因此本拟建场区适宜建筑。九、结论及建议1、拟建场地内未见有断层

29、出露现象，场地地形平缓，地层连续。2、场地内开挖后出现不稳定边坡，很容易发生滑坡，应进行排水、支挡等一系列处理措施进行防护。3、场地内的中风化白云岩层内出现较大规模的溶洞，溶洞埋置深度较深且位于中风化基岩之间，溶洞内由软塑红粘土充填，力学强度较低，需要进行灌注水泥砂浆、混凝土等方式填充溶洞，提高其抗压强度。4、场地内的红粘土层内出现土洞，但由于基础打入基岩内，且土洞可以成为该建筑物地下室空间的一部分，所以无需对其进行处理。5、场区内岩土力学指标及地基承载力特征值建议如下：（1）可塑红粘土： 红粘土承载力特征值：fa=180kPa Es=7MPa Ck=32.473kPa k重力密度： =17.

30、276 kN/m3（2）强风化白云岩：fa=1Mpa（3）中风化白云岩：fa=7MPa6、根据场地岩土构成，以及建筑物的结构特点等综合考虑，建议基础形式按照第四章意见，采用扩底桩，以中风化基岩作为持力层。7、场地内地下水位稳定，水量小，地下水对基础施工影响微小。场区附近无污染源，地下水对基础无腐蚀性。但由于地下室埋置在地下水位以下，所以要对地下室进行相应的防水处理。8、建筑场地类别为II类，属于抗震一般地段，场地抗震设防烈度为6度区，设计基本地震加速度为，请设计部门按相关规定设防。9、打入桩基后，请及时通知有关各方验基，检验合格后方可浇灌混凝土。施工完毕后，应立即会同地勘、质检、设计、施工等部

31、门人员进行检验工作，以确保建筑物的安全。10、施工中，若遇到疑难工程地质问题，应及时通知有关各方到现场协调解决。附表1红粘土物理力学指标参数名称1234567平均值变异系数修正系数标准值重力密度1817.67 比重2.78 饱和度9495969997979796.43 空隙比1.27 液限4855536152588358.57 塑限3035343734375036.71 塑限指数1820192418213321.86 液限指数0.34 含水比0.76 液塑化1.59 内摩擦角5.81 内聚力38.23 a0.65 a0.48 a1-20.38 a2-30.29 压缩模量6.02 附表2岩石试验参数序号钻孔编号岩性试样描述湿溶重（KN/m3）饱和抗压强度(MPa)1Zk1白云岩灰色、致密1:22Zk1白云岩灰色、致密、方解石脉填充1:23Zk2白云岩灰色、致密、方解石脉填充1:24Zk1白云岩灰色、致密1:25Zk1白云岩灰色、致密、方解石脉填充1:26Zk2白云岩灰色、致密、方解石脉填充1:27Zk2白云岩灰色、致密1:2