工程地质勘察课程设计

   ——某大学逸夫教学二楼场地工程地质勘察报告        

 

专业班级   10勘查1班   

      报告编写   柳万里 10201030138

                所属小组   第七小组     

      小组成员 刘亚 郭旺 夏国荣 赵孝旗丁如玉 张炫

      指导教师  游敏老师       

      提交日期 20##年6月20日  

目录

一、前言：--------------------------------------------------------------------------------------------- 4

1.1、建筑工程概况：---------------------------------------------------------------------------- 4

1.2勘察的目的、任务与要求------------------------------------------------------------------- 5

1.2.1勘察的目的与任务------------------------------------------------------------------- 5

1.2.2、勘察的要求------------------------------------------------------------------------- 5

1.3勘察的技术依据------------------------------------------------------------------------------ 6

1.4 岩土工程勘察等级--------------------------------------------------------------------------- 6

1.5勘查方法及相关质量控制措施-------------------------------------------------------------- 7

1.5.1勘察方法------------------------------------------------------------------------------ 7

1.5.2相关质量控制措施------------------------------------------------------------------- 8

1.6 勘察施工概况-------------------------------------------------------------------------------- 8

1.6.1施工设备、人员安排---------------------------------------------------------------- 8

1.6.2完成工作量---------------------------------------------------------------------------- 8

2、 建筑场地的工程工程地质条件综述--------------------------------------------------------- 9

2.1 气象水文条件概况--------------------------------------------------------------------------- 9

2.1.1 气象条件------------------------------------------------------------------------------ 9

2.1.2 水文地质概况----------------------------------------------------------------------- 10

2.2建筑位置及地形地貌----------------------------------------------------------------------- 10

2.3 区域地质构造与场地稳定性评价--------------------------------------------------------- 11

2.3.1区域地质构造------------------------------------------------------------------------ 11

2.3.2场地稳定性评价--------------------------------------------------------------------- 11

2.4 地基土的组成及地质结构特征----------------------------------------------------------- 12

2.4.1 各土层工程地质特征简述--------------------------------------------------------- 12

2.4.2.2岩层特征-------------------------------------------------------------------------- 12

2.5 水文地质条件------------------------------------------------------------------------------- 13

3、 地基土的物理力学特征------------------------------------------------------------------------- 15

3.1 地基土室内试验成果分析--------------------------------------------------------------- 15

3.1.1土体的室内试验成果统计分析---------------------------------------------------- 15

3.1.2岩石室内试验成果统计分析（岩石试验报告数据见下表5）---------------- 15

3.2  原位试验成果分析------------------------------------------------------------------------ 16

3.2.1标贯试验成果分析------------------------------------------------------------------ 16

3.2.2 圆锥动力触探测试验成果分析--------------------------------------------------- 16

3.2.3 场地的波速测试成果统计分析--------------------------------------------------- 17

3.3 地基土的物理力学参数取值-------------------------------------------------------------- 17

3.4地基土的物理力学参数的统计分析及参数取值（见附表7）------------------------- 17

4、建筑场地的岩土工程评价------------------------------------------------------------------------ 18

4.1建筑场地稳定性及适宜性评价------------------------------------------------------------ 18

4.1.1不良地质作用评价------------------------------------------------------------------ 18

4.1.2 建筑场地土类型及建筑场地类别------------------------------------------------ 18

4.1.3 场地的地震效应评价-------------------------------------------------------------- 19

4.1.4 建筑场地压缩性与膨胀性评价--------------------------------------------------- 19

4.1.5 场地稳定性及适宜性综合评价--------------------------------------------------- 19

4.2 高层部分天然地基的稳定性评价--------------------------------------------------------- 20

4.2.1地基土的均匀性评价--------------------------------------------------------------- 20

4.2.2地基土承载力特征值及持力层选择评价----------------------------------------- 20

4.2.2.1 地基土承载力特征值评价------------------------------------------------ 20

4.2.2.2地基持力层选择评价------------------------------------------------------- 20

4.2.3 天然地基评价----------------------------------------------------------------------- 21

4.2.3.1 地基土强度验算、承载力计算判定------------------------------------- 21

4.2.4 高层部分地基土的变形评价------------------------------------------------------ 23

4.3 桩基础评价---------------------------------------------------------------------------------- 24

4.3.1 桩基的选取------------------------------------------------------------------------- 24

4.3.2 桩端持力层的选择----------------------------------------------------------------- 24

4.3.3 成桩分析---------------------------------------------------------------------------- 24

4.4 基坑开挖边坡稳定性及支护措施评价--------------------------------------------------- 25

4.4.1基坑工程安全等级划分------------------------------------------------------------ 25

4.4.2基坑侧壁允许自立高度------------------------------------------------------------ 25

4.5.3 基坑边坡支护措施----------------------------------------------------------------- 25

5.结论及建议------------------------------------------------------------------------------------------ 26

5.1 结论------------------------------------------------------------------------------------------ 26

5.2 建议------------------------------------------------------------------------------------------ 26

一、前言：

1.1、建筑工程概况：

 

  某大学为适应学校的发展的需要，拟建一集教学、实验研究、会议等功能于一体的综合教学实验楼。该工程总建筑面积46819.77，由教学楼、研究中心主楼及学术报告厅组成，平面总体呈不对称状，左侧为教学楼，中部为研究中心主楼，右侧为学术报告厅，与主楼呈21°的交角。

  教学楼平面形状为向右凹的槽型，横向长度83.6m，纵向宽度33.9m，两端向左凸出部分长13.8m，宽16.5m，总高36.3m，地上8层，地下1层（层高4.8m），拟采用现浇框架—抗震墙结构，钢筋混凝土肋梁式筏基。

  研究中心主楼平面形状为矩形，横向长度19.2m，纵向长度42.3m，悬挑最大长度2.5m，总高度84.9m，地上19层，地下2层（层高4.8+4.5m），拟采用现浇框架—抗震墙结构，钢筋混凝土肋梁式筏基。

  学术报告厅平面形状为弧形与扇形组合的异形平面，其中弧形半径为15.5m，角度171°，与X方向水平旋转角度21°，扇形报告厅跨度为21.3~25.5m。层高分别为：地下一层至地上2层为6m，三层为8m，总高度20m，属于较空旷的复杂体型建筑。户型部分拟采用铝框架结构，大跨度报告厅采用后张预应力框架结构，基础拟采用大直径摩擦扩底桩，桩径Φ1000~1200mm，扩底直径分别为Φ3000、Φ2500、Φ2000mm、桩长约10m。

1.2勘察的目的、任务与要求

  根据上述规范和设计方、委托方提出的工作技术要求，我院根据该地区已有的区域地质和工程地质资料，依据有关规范，根据勘察任务委托书，同时结合建筑物的结构特点，并参照场地周围地质资料，按照乙级岩土工程详细勘察的要求，编写了《某大学教学实验大楼岩土工程详细勘察方案》，明确了本次勘察的目的、任务与要求。现将勘察目的、任务及要求列条如下：

1.2.1勘察的目的与任务

   通过工程地质测绘与调查、岩土工程勘探和取样、原位测试和室内岩土试验、钻探、触探、物探等手段，对场地岩土工程条件作出全面而详细的分析与评价，提出详细的岩土工程地质资料和设计所需的岩土技术参数，为基础设计、地基处理以及不良地质作用的防治等具体方案作出论证与建议，为施工图设计和岩土治理提供依据。

1.2.2、勘察的要求

  通过查找相关规范，我们了解到房屋建筑物与构筑物是指一般房屋建筑、高层建筑、大型公用建筑、工业厂房及烟囱、水塔、电视电讯等高耸建筑物。此类工程的勘察应在收集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度及变形限制等有关资料的基础上进行。而本次需要勘察的建筑物为高层建筑且教学楼地基基础为钢筋混凝土肋梁式筏基、学术报告厅为复杂体型建筑。故根据相关规范和本次委托，此次勘察设计要求为：

（1）、查明该建筑场地的稳定性、地层结构，持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和建筑物适宜性；

（2）查明拟建场地地基岩土构成及其分布规律，为地基基础设计提供满足设计、施工所需的岩土工程设计参数，并利用参数确定地基承载力，预测地基变形性状；

（3）查明建筑场地及其附近有无影响工程稳定性的不良地质现象，并针对不同的地质现象提出具体解决措施和预防性建议；

（4）查明建筑场地的区域稳定性、地基土抗震性能、地基土类别；场地内有无可液化土层，并对地层液化可能性作出评价；

（5）查明建筑场地内的地质结构及其均匀性、基础下软弱地层和坚硬地层的分布及各层岩土的物理性质及粘土的膨胀性；

（6）查明地下水的类型、埋深、腐蚀性及地下水位的变化，判明基坑开挖稳定性、降水可能性及对周围建筑场地的影响；

（7）查明持力层和主要受力层的分布，并对其承载力和变形特征作出评价提出承载力建议值并进行变形计算；核算地基土的膨胀性等级；对地基基础设计方案进行论证，提出较经济合理的建议方案、提出深基坑开挖与基坑边坡处理方案。

    则为完成上述勘察任务及要求，应主要提供以下指标：地基土的比重、含水量、重度、孔隙比、饱和度、液限、塑限、塑性指数、液性指数、压缩系数、压缩模量、粘聚力、内摩擦角、标准贯入试验锤击数及静力触探试验指标、承载力特征值、桩极限侧阻力和端阻力标准值等。

1.3勘察的技术依据

本次勘察根据拟建工程规模、结构特点和场地地质条件，勘察报告编制主要依据设计规划图纸及以下规范、标准：

⑴国家标准《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)；

⑵国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）；

⑶国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)；

⑷国家标准《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）；

⑸国家标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）；

⑹行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72-2004）；

⑺行业标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）；

⑻协会标准《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99：98)；

⑼国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）等；

   （10）《工程地质手册》（第三版）；

   （11）《岩土工程勘察》，王奎华主编，中国建筑工业出版社，2013.

1.4 岩土工程勘察等级

  根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）3.0.1条，对于拟建一集教学、实验研究、会议等功能于一体的综合教学实验大楼，该建筑为体型较复杂，层数相差超过10层的高低层连成一片建筑物，因此地基基础设计等级为甲级。同时根据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001），本工程重要性等级为二级（一般工程），场地复杂程度等级为二级（中等复杂场地），地基复杂程度等级为二级（中等复杂地基）。因此综合判断本工程岩土工程勘察等级为乙级。

1.5勘查方法及相关质量控制措施

1.5.1勘察方法

  本次勘察采用钻探、原位测试和室内试验等多种手段，具体说明如下：

（1）钻探：本次勘察采用岩芯工程钻机，土层采用螺旋钻头回转钻进，每回次进尺1.5～2.5m；岩层采用合金或金钢石钻头回转钻进，自造浆，填土较厚处采用跟管钻进。每台钻机配备技术人员一名，进行现场编录和质量控制。进行钻探的目的是为解决与建筑物有关的岩土工程稳定性问题、变形问题及渗漏问题提供资料。

（2）取样：取样时为了给岩土特性进行鉴定和将要进行的各种室内试验提供所需要的样品。根据本工程地层的特点，采用锤击法取土，但要注意在提动重杆或重锤时，应使其提高高度不超过允许的滑动距离，以免将取土器从图中拔出而拔断土样。土样采取后，及时盒装、密封，并采取有效的避振措施运往实验室，确保Ⅰ、Ⅱ级土样的质量。

（3）标准贯入试验：使用63.5kg的穿心锤，自由落距为76cm的锤杆。当钻进至试验标高以上15cm处时，停止钻进。试验时，先将贯入器打入土中15cm，然后再将贯入器继续贯入，记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数即为标贯击数。以根据贯入击数评定天然地基土的承载力和单桩承载力。

（4）静力触探试验：本次勘察采用JTY-1型静力触探仪。试验时，先将探头贯入土中15～20cm，然后提升5cm左右，在确定仪器无明显温漂后再继续贯入，贯入速度控制在20±5mm/s，每隔0.1m记录一次仪器读数。在贯入过程中，如贯入读数变化较大时，应进行“回零”操作。

（5）波速测试：本工程采用单孔法波速测试，采用RS—1616K（P）井中三分量检波器，在离钻孔1.5米处放置一块长方形的木板，并使之与地面紧密耦合。用铁锤分别侧击长方形木板的两端，进行人工激发剪切波，经地层向下传播，在孔内不同深度处依次用检波器接收，完成振动信号的采集并记录。

（6）室内试验：土样执行《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)，主要进行常规的物理和力学试验；岩样主要测试天然状态单轴抗压强度；水样进行简分析。

1.5.2相关质量控制措施

（1）在勘察过程中严格执行现行的有关规范、规程，并按勘察纲要进行有计划的施工。

（2）每一个勘探点在进行施工前均有技术交底，施工后进行验收。在施工过程中，工程技术负责人不定期地进行检查，对发现的问题立即予以纠正或弥补。

1.6 勘察施工概况

1.6.1施工设备、人员安排

 本次野外施工采用工程钻机二台，动力触探仪一套，标准贯入测试仪，全站仪器一套，波速测试仪器一套，运输车辆二部。

  本次施工主要施工人员有：项目负责1人、项目技术负责1人、技术人员2人、技术钻工14人、后勤人员2人。总人数共20人。

1.6.2完成工作量

本次工程地质勘察，沿建筑物周边线结合方格网共布置勘探点47个，其中钻孔27个，圆锥动力触探试验孔20个，详见附图N0.1（勘探点平面布置图）。主要工作量详见表1。

表1 勘察工作量统计表

  

2、建筑场地的工程工程地质条件综述

2.1 气象水文条件概况

2.1.1 气象条件

   合肥市地处中纬度地带，位于江淮之间，全年气温冬寒夏热，春秋温和，属于暖温带向亚热带的过渡带气候类型，为亚热带湿润季风气候。

  合肥市的气候特点是：四季分明，气候温和、雨量适中、春温多变、秋高气爽、梅雨显著、夏雨集中。春天：冷暖空气活动频繁，常导致天气时晴时雨，乍暖乍寒，复杂多变。夏季：季节最长，天气炎热，雨量集中，降水强度大，雨量主要集中在5-6月的梅雨季节。秋季：季节最短，气温下降快，晴好天气多。冬季:天气较寒冷，雨雪天气少，晴朗天气多。

   同时春天的阴雨天气最多，日降水量≥0.1毫米的历年平均日数为22.8天，约占全年总雨日数的20%；平均降水量156.6毫米，占全年总降水量的15.7%；平均总云量6.8成，为全年最多。 夏季三个月的总降水量为436.6毫米，占全年总降水量的43.9％。雨量主要集中在梅雨季节，平均入梅期为6月17日，出梅期为7月10日，梅雨期24.1天，梅雨量266.6毫米，约占夏季总降水量的61.1％。出梅后多数年份出现持续高温少雨天气。暴雨天气主要集中在这一季节，占全年总数的 75％。 秋季平均降水量为196.7毫米，约占全年总量的19.8％，降水日数25.1天，约占全年22%，秋旱天气较多。例1995年秋季降水总量仅为57.2毫米，较常年偏少7成多，秋旱严重。秋季最大日降水量为 109.6毫米(71年9月24日)；平均暴雨日数为0.3天；最早初霜日期是10月22日(72年)。 冬季降水量最少，仅为110.4毫米，约占全年总降水量的11％，其中以12月份最少， 2月"立春"后，随着暖湿气流的增强降水开始增多，历史最大日降水量为39.7毫米(84年1月18日)。本市年年都有降雪天气，平均初雪日期为12月11日；平均降雪日数为12.6天，最多22天(1984年)；最大暴雪量为39.7毫米(1984年1月18日);最大积雪深度45厘米(54年12月31日)，雪灾严重。

   春天的平均风速最大，为3.2米/秒，其中最多风向是偏东风。本地俗话说“春东风，雨祖宗”，这是因为东风加大，是高压入海所致，此时天气将转坏。 雷暴天气也集中在这一季节，历年平均17.1个雷暴日，约占全年总数的66%，雷雨时常伴有大风。 冬季偏北风增多；平均雾日7.6天约占全年42%，为最多。

拟建场地区气候影响深度为1.5米。

 2.1.2 水文地质概况

  合肥市属于中、新生界分布的波状平原区，地区分布着以粘性土为主的第四系松散沉积物，其下为侏罗系~第三系的红色碎屑岩类。第四系松散岩类所组成的冲积平原为现代河流所控制，地下水主要赋存于漫滩相和河床相粉土夹透明状砂层孔隙水；第四系覆盖的红色碎屑岩，为泥质胶结，其透水性和富水性差，地下水主要赋存于红色粗碎屑岩类、富钙层位的裂隙、断裂破碎带以及风化带中。

按含水介质分，本区地下水可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水、火山岩类裂隙水等三类。

2.2建筑位置及地形地貌

  拟建教学逸夫楼场地位于合肥市经济技术开发区紫云路北侧，安徽建筑大学新校区内西南地段。拟建场地位置按规划图（1∶1000）放孔（由建设单位提供）。地形较平坦。勘探孔地面标高29.17～30.25m，高差1.08m。高程由已建的电教中心内地坪相对标高30.00 m（甲方提供）引测。

  建筑场地第四纪地貌形态属南淝河二级阶地地貌单元，为合肥波状平原地带，地质结构较简单，地形平坦，高差1.55m。

  同时从宏观性来看，合肥市位于东经117°10′～117°22′，北纬31°48′～31°58′，地处江淮丘陵，江淮分水岭横贯东西，形成较低缓的鱼背状地带。总趋势是西南、东南和北面高，中南部低，境内地形较平缓。

2.3 区域地质构造与场地稳定性评价

2.3.1区域地质构造

  合肥市位于安徽省中部，构造位置处在华北板块南部边缘，南部为大别山造山带，东侧以郯庐断裂带为界，其形成和演化与两大构造体系密切相关，是两者共同作用下形成的中新生代残留盆地。大地构造处于华北地台、下扬子地台和北淮扬褶皱带三大构造单元的结合部。

合肥市主要是第四纪沉积土，分布广泛，下伏中生代粉砂质泥岩。

  合肥地区断裂构造比较发育，由于大部分地区呗第四系覆盖，基岩露头较少，根据相关资料显示，本地区主要的断裂构造大致分类为：

①合肥-六安东西向断裂；

②合肥-乌云山北北东向断裂；

③桑涧子-广寒侨断裂；

④池河-西山驿断裂；

⑤东关-桥头集北西向断裂；

⑥大蜀山-长临河断裂；

  自第四纪以来，合适地区的新构造运动明显继承了早期构造运动的特点，并受其严格控制，池河-西山驿断裂以东为相对上升的低山丘陵区，而该断层以西为相对下降的平原区，这是自燕山运动初期就已经形成的地貌格局。地壳表现为大幅度的水平和垂直升降运动，并以振荡性垂直升降运动为主。由于间歇性升降运动，使低山丘陵和分水岭地带继续上升，其两侧相对下降，形成了逐渐降低的层状地貌带，使流水地质作用加强，河流地质作用及河流地貌发育，合肥地区广泛堆积了第四系松散沉积物。

2.3.2场地稳定性评价

  拟建场地区属合肥波状平原，地质结构简单，地形平坦，高差为1.5米。 

拟建场地较平坦、开阔，难以发生滑坡、崩塌、地面塌陷等不良地质作用。底部粘土层厚度较大，埋深为17.3~18.7m，土体处于坚硬、硬塑状态。该场地及周边地域没有发现影响场地稳定性的断裂构造通过，钻孔揭示深度内没有发现破碎带、软弱夹层等。该场地稳定性较好。

  拟建场地无饱和粉土、粉砂、无液化土层分布。

  拟建场地表层分布厚度不等的填土，其下为处于硬塑、坚硬状态的粘土、可塑状粉质粘土。再有磨圆度较好的卵石，中等~强风化，花岗岩风化呈砂砾状，该层中含漂石。底部分布着可塑状态，处于中风化到全风化不等粉砂质泥岩，属软岩岩体，较为完整。

2.4 地基土的组成及地质结构特征

根据现场工程地质调查及钻探揭露，各土层的成因及物理力学性质差异，按岩土层分类原则，将场区土层划分为4个主单元层。

1、第四系人工回填土（Q4ml）层；2、第四系冲、洪积（Q2al+pl）层；3、第四系冲、湖积（Q2fgl+al）层；4、白垩系（K2g）岩性为粉砂质泥岩。

2.4.1 各土层工程地质特征简述

第一层：第四系人工回填土（Q4ml）层

主要土质为：

1、填土：杂色、黑灰、灰、黄灰色，主要为粘性土及碎砖、三合土渣及建筑垃圾组成，依据其成分相对含量的多少可以分为素填土、杂填土。

2、粘土：灰黄、黄、褐黄、棕黄、棕红色，上部含Fe、Mn质结核，斑点、侵染、少量姜结石，网纹状微裂隙，其间含灰白色亲水矿物及Fe、Mn之渠膜，向下多贝壳状胀缩斜裂面近于45°。

第二层：第四系冲、洪积（Q2al+pl）层

主要土质为卵石：灰黄、棕黄、褐黄色，主要为冰川运动过程中堆积的泥沙、卵石少许岩土碎屑组成，其中卵石磨圆度较好，中等-强风化。花岗岩风化呈砂砾状，该层中含漂石。

第三层：第四系冲、湖积（Q2fgl+al）层

其土层性质与第二层没有多少区别，也为灰黄、棕黄、褐黄色，主要为冰川运动过程中堆积的泥沙、卵石少许岩土碎屑组成，其中卵石磨圆度较好，中等-强风化。花岗岩风化呈砂、砾状，该层中含漂石。

第四层：白垩系（K2g）岩性为粉砂质泥岩

土层组成及性质为：粉砂质泥岩：紫红色泥质结构，块状构造中厚层状，见水平节理，其上部风化成土状。处于可塑状态，强风化层岩芯呈短柱状，碎块状，中风化岩芯呈柱状。属软岩岩体，较为完整。

2.4.2.2岩层特征

  拟建区基岩层主要为侏罗纪以来细砂岩,泥质砂岩和泥岩,主要岩层有:

(l)侏罗系上统周公山组:分布在西区部分地段,主要为紫红、灰白、青灰色,含砾长石石英砂岩,钙质胶结,致密,岩质硬,局部地段裂隙发育,岩石天然抗压强度为40~70Mpa。

(2)白奎系下统新庄组:分布在北区,东区部分地段,主要为棕褐,灰红,灰棕色细砂岩夹粉砂质泥岩,岩质中硬。砂岩的天然抗压强度17~22Mpa,泥岩为3一7Mpa。

(3)白奎系上统张桥组:本区广为分布,为要为砖红、鲜红色中细砂岩夹薄层粉砂质泥岸及泥岩,岩质稍软。砂岩天然抗压强度为15一20Mpa,泥岩为2一4Mpa。  

  地基岩土物理力学性质指标详见《安徽建筑大学逸夫第二教学楼土工试验成果报告》和《地基土物理力学指标数理统计表》。

2.5 水文地质条件

   勘察场地埋藏有上层滞水型地下水，分布在第一层素填土底部。其来源主要是大气降水和地表迳流渗入补给。水位随降水多寡而升降。勘察期间，测得地下

水静止水位埋深1.80～2.20m（以地表起算），标高27.8～28.7m。

  根据环境水文地质条件分析，场地地下水及土对砼无侵蚀性。对钢结构弱腐蚀。同时将水质分析报告表列在下方：（见表2、表3和表4）

表2 18#孔水质分析表

表3  地下水分析项目祥表

表4 地下水中各离子种类及含量

3、地基土的物理力学特征

3.1 地基土室内试验成果分析

3.1.1土体的室内试验成果统计分析

 通过对土工试验结果报告进行分析，可以由土样含水量、密度、比重、孔隙比、饱和度、液限、塑限、塑性指数、液性指数等数据评判土体的塑性状态、裂隙型和重度。而通过对压缩系数、压缩模量的分析可以判定土体的压缩性；对自由膨胀率和收缩率等的分析可以得出土体是否属于膨胀性土和膨胀性潜势；而由内聚力和内摩擦角可以计算出土体的抗剪强度，对土体强度进行评价。

3.1.2岩石室内试验成果统计分析（岩石试验报告数据见下表5）

表5 岩石试验成果数据

3.2  原位试验成果分析

3.2.1标贯试验成果分析

  对于钻孔17采用了标准灌入试验，通过对实验数据的分析可以对粘土的密实度、物理状态、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力、成桩的可能性等做出评价。经计算可知，标贯试验的平均击数为14，则通过查找相关规范可知该地区粘性土稠度状态为硬可塑状态。

3.2.2 圆锥动力触探测试验成果分析

  钻孔16在地下18m以下和钻孔18在18m以下采用的是动探试验，根据圆锥动力触探试验指标的分析和地区经验，可进行力学分层，评定土的均匀性和物理性质(状态、密实度)、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，查明土洞、滑动面、软硬土层界面，检测地基处理效果等。钻孔16在测试段埋深为18.2-18.7m之间为圆砾层，平均动探击数为4；在测试段埋深为18.9-22.5m段内为卵石层，平均动探击数为5。而对于钻孔18测试段埋深从18.4-22.9m之间为卵石层，其平均动探击数为5.5。

3.2.3 场地的波速测试成果统计分析

   对于钻孔18从地表至地下40m内的地层进行了波速测试。因为弹性波在地层介质中的传播分类不同，故它们在介质中传播特征和速度各不相同，通过分析ZK18波速测试数据表可以间接地测定岩土体在小应变条件下（）的动弹性模量和泊松比。

  根据以下公式可以测定土体的剪切模量和弹性模量等。

          

        

上式中：、 、：分别为剪切波波速、压缩波波速和瑞利波波速。

：土的剪切模量；：土的弹性模量；：土的泊松比；：土的密度。

3.3 地基土的物理力学参数取值

地基土的物理力学实验记录数据见附表6

3.4地基土的物理力学参数的统计分析及参数取值（见附表7）

4、建筑场地的岩土工程评价

4.1建筑场地稳定性及适宜性评价

4.1.1不良地质作用评价

  根据区域地质资料、场地周边地形地貌、地质条件及场地土的地层结构综合分析，场区内无岩溶、滑坡、危岩、崩塌、泥石流、采空区等不良地质作用。

  拟建区内在上更新统至今，沉降活动大为减弱，且断裂构造和地震活动较弱，从地壳稳定性来看应属稳定区。就区域构造稳定来讲是处于周围微弱活动环境中的地震稳定区，对高层建筑无不良影响。

4.1.2 建筑场地土类型及建筑场地类别

  根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.1.5款和4.1.6款，据该场地钻孔波速测试成果（见附件波速测试报告）进行统计，该场地地基土的等效剪切波速=298.95m/s，卓越周期=0.132s，上覆盖层厚度为3.50～4.20m，根椐《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）表4.1.6和表5.1.4-1，场地类别为Ⅰ类，场地土类型为中硬土，特征周期为0.35S。

4.1.3 场地的地震效应评价

   合肥地区是地震波及区，但最高烈度在7度以下，而按7度设防安全是有保证的。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）附录A区划，拟建场地地震设防烈度虽然为7度，但拟建项目大部分为乙类建筑，对沉降较敏感，故应按7度进行抗震设防。

4.1.4 建筑场地压缩性与膨胀性评价

  通过分析土工试验报告数据，对建筑场地土层压缩性和膨胀性作出如下评价：（1）、对于钻孔16下的土层，经计算可知平均塑性指数为21.2；17＜=21.2＜26，故将土层评定为高塑形粘土；同时平均液性指数为为0.04，则0＜=0.04≦0.25，为硬塑形土。同时经计算所得压缩指数a为0.07，小于0.1，判定为低压缩性土。压缩模量Es为23.6。自由膨胀率为55.5%，具弱膨胀性潜势，为弱膨胀性土。

（2）：对于钻孔18处：经计算可知平均塑性指数为20.25，17＜=20.25＜26，故将土层评定为高塑形粘土；同时平均液性指数为为0.06，则0＜=0.0,6≦0.25，为硬塑形土。同时经计算所得压缩指数a为0.05，小于0.1，判定为低压缩性土。压缩模量Es为24.2。自由膨胀率为47.75%，具弱膨胀性，为弱膨胀性土。

   同时根据我院于1998年所作的《安徽省合肥市城区地面沉降防治勘查报告》，拟建场区存在地面沉降地质灾害现象。地面沉降是在人类工程经济活动影响下，由于地下松散土层固结压缩，导致地壳表面标高降低的一种局部的下降运动，合肥市区地主要是由膨胀性土层组成，因膨胀性土层的显著地吸水膨胀和失水收缩的特性。且由土工试验报告数据可知，该场地土质条件为低压缩性土和弱膨胀性土。根据资料显示，该拟建场区占地面积小，地表水平变形为1.1mm/m，小于《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第5.5.5 条1款所规定的6mm/m的地段。

 4.1.5 场地稳定性及适宜性综合评价

   根据区域地质资料，场区内无断裂构造通过。根据现场踏勘及勘探亦不存在对抗震不利的高陡临空面和地基土压缩层内的地下空洞。场区内地层连续，分布基本均匀，厚度较大，地基土的强度总体上较好，该场地为相对稳定场地。因而适宜该工程的建设。

  同时拟建场地属Ⅱ类建筑场地和中硬场地土，场地内无断裂通过，无不良地质作用，场地内第四系冲洪积层厚度不大，基底为白垩系上统（K2g）基岩，钻探揭露发现：岩体为中～厚层状，完整、强度较高，故场地稳定性较好。

  拟建场地地形平坦、地貌单一，处于抗震较有利位置。

  综上，拟建场和地基稳定性良好，适宜建筑。

4.2 高层部分天然地基的稳定性评价

4.2.1地基土的均匀性评价

  拟建场地主要分布填土、粘土、卵石、粉砂质泥岩，土体工程性能差异较大，且各土层厚度变化较大。表层填土之下分布粘土，厚度较大。标贯实测击数区间变化较大，土层液性指数经计算，变异系数为1.2，变异性很高，土质不均匀，各拟建地段均为不均匀地基。

4.2.2地基土承载力特征值及持力层选择评价

4.2.2.1 地基土承载力特征值评价

本次勘察工作，在确定地基承载力方面，对于钻孔16进行了相关的土工试验来确定土层的数据参数、钻孔17做了标准贯入试验用以确定地基承载力、钻孔18做了相关的动力触探试验确定地基承载力。根据动力触探试验、标准贯入试验等原位测试方法，并结合相关结合理论计算公式计算出了地基承载力的数值，并对承载力是否满足要求做了初步判定。

4.2.2.2地基持力层选择评价

  地基持力层初步取为粘性土，取为硬塑状态的粘性土为持力层，验证是否满足要求。

  基础埋置深度和宽度的选择：由前面已知基础底部采用钢筋混凝土肋梁式筏基，建筑物教学楼高为36.3米、研究中心楼总高度为84.9米、学术报告厅总高度位20米且采用的是大直径摩擦扩底桩。根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)可知：本地区抗震设防烈度为7度，根据在抗震设防区，除岩石地基外，天然地基上的箱型和筏形基础其埋置深度不应小于建筑物高度的1/15。桩型或桩伐基础的埋置深度（不计桩长）不宜小于建筑物高度的1/18或1/20。则初步将基础埋置深度取为10米。（因为在基础埋置深度的取值规定中，对于地下室，如采用箱型基础或筏型基础时，基础埋置深度自室外地面标高算起）。

  基础宽度：教学楼纵向宽度为33.9米，研究中心主楼纵向宽度为42.3米。因为采用筏形基础，故可将基础宽度取为45米。

4.2.3 天然地基评价

4.2.3.1 地基土强度验算、承载力计算判定

  地基承载力计算及强度验算：

  地基承载力特征值的取值：可由工程地质手册（见下表6）查表取值。因计算的第一指标孔隙比e为0.575、第二指标液性指数=0.04。则由下表确定地基承载力特征值为=900kpa。基底压力取为1000kpa。则通过验算地基承载力修正值是否大于基底压力，得出基础设计要求是否满足条件。

表7 工程地质手册承载力特征值选取原则

一、对钻孔16，计算得出其内摩擦角标准值为26°。

（1）、则由《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）推荐的，以地基临界荷载p1/4为基础的理论公式来计算地基承载力特征值。采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）第5.2.5公式计算地基承载力特征值：

  ----5.2.5

、 、：承载力系数，用值按表5.2.5查得

：基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；

：基础底面以上土的加权平均重度；

、：基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力、内摩擦角标准值。

  对于此处已知内摩擦角标准值为26°，查表可知为1.10，为4.37，为6.90。重度为20.9，为20。埋置深度d为10m，基础宽度b为45米（宽度b大于6米，按6m取值）。内聚力标准值为98kpa。则计算所得地基承载力特征值为：=1319kpa＞1000kpa。

（2）、依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)5.2.4公式，计算经深宽修正后的地基承载力特征值，即：

式中：

：修正后的地基承载力特征值；

：地基承载力特征值，取为900kpa。

γ：基础底面以下土的重度，取为20.9；

：基础底面以上土的加权平均重度，取为20；

、：基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，查找相关表格分别取为0.3和1.6；

b：基础底面宽度，大于6m时按6m取值，因为宽度大于6m，故此处按6m计算。

d：基础埋置深度，取为10m。

则经计算后地基承载力修正值为=1267kpa＞1000kpa。

（3）、依据《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72－2004)附录A第A.0.1公式估算天然地基极限承载力?u，即：

式中：

、、：承载力系数，根据地基持力层代表性内摩擦角标准值查表取值。已知内摩擦角标准值为26°，则查表可知、、分别为：12.54、11.85、22.25.

、、：基础形状系数，查表计算取值分别为：0.97、1.03、1.04.

：黏聚力标准值为98kpa。

安全系数K取为2.5。

计算出来的天然地基极限承载力为4637kpa，除以安全系数K=2.5后，得到地基承载力设计值为1840kpa＞900kpa。

二、对于钻孔17，采用的是标贯试验来评价土层性质和承载力计算。根据标贯值可以查表确定地基土承载力标准值和单桩承载力。

  经计算平均锤击数N为14，则由武汉市建筑规划设计院提供的数据表格可知。因为3≤N=14＜18，可知此时=20.2N+80=365.6kpa。

三、对于钻孔18，采用的是圆锥动力触探试验计算地基承载力。

  因此，基础埋置深度标高为-10.0m时，采用天然地基肋梁式筏形，地基土的承载力在强度上能满足要求。

4.2.4 高层部分地基土的变形评价

  （1）、由于基坑开挖深度不大，根据有关规范及合肥当地建筑经验地基土的回弹变形较小，可忽略不计，地基土的变形主要表现在沉降变形上。

表7 各层压力下的孔隙比平均值

（2）地基沉降变形验算

按《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)公式，采用分层总和法计算地基最终变形量，即：

==

式中：

S：地基最终变形量（mm）；

S＇：按分层总和法计算出的地基变形量；

ψ_s：沉降计算经验系数；

p₀：对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力；

   ：第i层土的压缩模量，按土的自重应力至土的自重应力与土的附加应力之和段取值；

、：基础底面至第i-1层、第i层土底面的距离；

、：基础底面计算点至第i层、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。

沉降变形数据见下表8：

计算所得地基变形计算深度=11-13m.

地基变形计算深度Zn，满足下式要求：

 

式中　：在计算深度范围内，第i层土的计算变形值；

：在由计算深度向上取厚度为Δz的土层计算变形值。

表8 沉降变形计算数据表

4.3 桩基础评价

4.3.1 桩基的选取

   拟建教学楼为地上8层，地下1层建筑，总高度为36.3m。上部荷载较大，所处地段填土埋深1.50～3.80m，地基土均匀较好，采用筏基或独立基础可以满足上部沉降变形和下卧层强度验算要求，故拟采用钢筋混凝土肋梁式筏基。

  拟建研究中心主楼为地上19层，地下2层的高层建筑，总高度为84.9。上部荷载大，所处地段填土埋深0.90～3.80m，地基土均匀性好，采用筏基或独立基础可以满足上部沉降变形和下卧层强度验算要求，故拟采用钢筋混凝土肋梁式筏基。

  拟建学术报告厅为地上三层，地下一层的建筑，总高度为20m，上部荷载较大，所处地段填土埋深2.20～3.80m，地基土均匀好，采用筏基或独立基础可以满足上部沉降变形和下卧层强度验算要求。根据拟建场区土层结构的特点分析，结合当地施工经验，拟采用大直径摩擦扩底桩，桩径Φ1000~Φ1200mm，扩底直径分别为Φ3000、Φ2500、Φ2000mm，桩长约10m。

4.3.2 桩端持力层的选择

  从岩石的实验报告中可以看出，地层下岩石为粉砂质泥岩，因桩基采用大直径摩擦性扩底桩，故可满足持力层要求。

4.3.3 成桩分析

  ⑴人工挖孔桩：由于本场地中无淤泥及流砂，且地下水不丰富，根据合肥地区施工经验，在保证施工人员安全的前提下，采用人工挖孔桩成桩较容易，施工噪音低，对周围环境影响小，并且沉渣厚度及桩身质量易于控制。但应根据合肥市的相关规定进行专项论证。

  ⑵钻孔灌注桩：由于本场地主要地层为粘性土及风化软质岩石，钻孔灌注桩在本场地也较为适宜。如采用泥浆护壁钻孔桩，可自行造浆，但施工中应控制好沉渣厚度，同时施工中有大量的泥浆外运。干作业成孔也应控制好沉渣厚度。如沉渣较厚而承载力达不到设计要求时，也可采用后压浆技术。

4.4 基坑开挖边坡稳定性及支护措施评价

4.4.1基坑工程安全等级划分

  本工程基坑开挖最深约10m，地质条件较复杂，拟建楼周边较近范围内暂无建筑，依据《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ72—2004）第8.7.2条，基坑工程安全等级划分有关规定，确定本基坑工程安全等级为二级。

4.4.2基坑侧壁允许自立高度

  根据《工程地质手册》，计算粘性土的侧壁允许自立高度，即：

式中：

：侧壁土体粘聚力，取为98kpa。

：侧壁土体天然重度，为20.9kpa。

：侧壁土体的内摩擦角，取为26°。

  经计算后可得粘性土的侧壁允许的自立高度为13.62米。

  因为合肥市粘性土体自立高度小于13.62米。故应对基坑进行支护。通过调查访问和工程施工情况可知，场区附近无重要建筑物，拟建楼周边10m以内无地下管线等影响基坑施工的地下设施，地层较稳定，变化不大，但开挖深度较大，综合各种因素，应对基坑进行支护，同时基坑周边应尽量避免大的动、静堆载。以免引起土体扰动。

4.5.3 基坑边坡支护措施

  采用相关基坑支撑措施进行支护，如采用放坡开挖（若建筑场地允许的情况下）、悬臂是围护结构、重力式围护结构、内撑式围护结构、拉锚式围护结构、土钉墙围护结构等。或在基坑内设置有内支撑如斜撑和横撑或采取外支撑如锚杆系统和拉锚系统进行支护。

 

5.结论及建议

5.1 结论

1、拟建场地地形平坦，地貌单一，无不良地质作用及特殊性土分布，场地区域构造稳定，适宜建筑。

2、场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0.05g，设计地震分组为第一组，特征周期为0.35s，该场地地基土的等效剪切波速=298.95m/s，卓越周期=0.132s，场地类别为Ⅰ类，场地土类型为中硬土。处于建筑抗震有利地段。但对于乙类建筑对沉降敏感的建筑，应按7度设防。

3、卵石层以上粘土层具较小的液性指数，粘土状态达到硬塑至坚硬状态，可作基础持力层。

4、场地中地下水埋深较深，地下水作用不明显，对于建筑物无显著影响，可以忽略该拟建区的地下水作用。场地内场地内土对砼结构、砼中钢筋及钢结构均不具腐蚀性。

5、场地粘土层以下存在卵石层，且厚度较大，中等~强风化，且排列较松散，卵石层中存在较多破裂面，不宜做持力层。

5.2 建议

1、拟建教学楼为地上8层，地下1层建筑，总高度为36.3m。上部荷载较大，所处地段填土埋深1.50～3.80m，地基土均匀较好，采用筏基可以满足上部沉降变形和下卧层强度验算要求，故拟采用钢筋混凝土肋梁式筏基。具有施工简单、工期短等特征，但基础造价高。从建筑质量安全、基础造价等因素考虑，建议采用人工挖孔桩方案较适宜，以硬塑粘土层作桩端持力层。

2、拟建研究中心主楼为地上19层，地下2层的高层建筑，总高度为84.9m。上部荷载大，所处地段填土埋深0.90～3.80m，地基土均匀性好，采用筏基或独立基础可以满足上部沉降变形和下卧层强度验算要求，故拟采用钢筋混凝土肋梁式筏基。但由于其形状为弧形和扇形组合的异形平面，属于叫空旷的复杂体形建筑，采用筏基从地基土强度、地基土均匀性、沉降变形和下卧层强度等方面不能满足设计要求，故此方案不可行，宜采用大直径摩擦扩底桩。基础类型可根据拟建物荷重及地质情况综合确定。多层及地下室可采用筏型基础，高层建筑可采用灌注桩基础。

3、基础施工中宜采用管井降水方案，将地下水降至基坑底面-1.00m或桩孔底-0.50m以下，以确保基础施工。在进行降水方案设计时，渗透系数K暂按20m/d(降水井施工时宜进行抽水试验，确定有关参数以便作出调整)，对降水方案需进行专门设计，施工降水中应加强对周边建筑物的变形观测，发现异常情况应采取切实可行措施。基坑开挖后及时认真做好验槽工作。 地基变形验算时Es按实际应力范围取值。基坑开挖时宜进行适当的放坡，基坑周边应尽量避免大的动、静堆载。基坑开挖时应作好支护工作，可采用桩锚式支护方案。并应做好排水和变形监测工作。

5、基坑开挖时应采取护壁措施，建议采取土钉墙或其他支护措施，基坑支护应作专门设计。基坑开挖至设计标高时严防基坑长时间积水浸泡和曝晒。同时基坑开挖至设计标高时，通知我院验槽后方可浇灌基础。

6、本报告可作为施工图设计依据，若基础施工中地质条件有所出入，应及时通知本单位，会同设计、监理和质监等相关单位予以解决。施工过程中如发现异常地质现象，请及时通知我院查验。