宜兴文化中心详勘报告.doc

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1、宜兴文化中心二标段岩土工程勘察报告(勘察编号：2010KC030)1、概述 1.1 工程概况宜兴市文化中心（大剧院、科技馆、博物馆、图书馆）工程地点位于宜兴市城东新区，东氿大道东侧，解放东路北侧，总建筑面积约平方米，其中2标段（博物馆、图书馆（含商业用房及市政配套等）建筑面积85800平方米，各单体之间设沉降缝脱开，为框架-剪力墙结构，下部均设一层地下室，地下室底板相对标高-6.0m（0.0标高暂定为黄海高程4.50m），地面高程约2.0m，基坑开挖深度约3.5m。各单体工程基底压力详见下表：建筑单体层数高度平均基底压力（KN/m2）最大基底压力（KN/m2）平均柱荷载KN最大柱荷载KN图书馆

2、424m1005007000900016000博物馆422.5m1005007000900016000建筑物抗震设防类别及勘察等级 工程项目建筑抗震设防类别工程重要性等级场地复杂程度等级地基复杂程度等级岩土工程勘察等级地基基础设计等级图书馆、博物馆乙类一级二级二级甲级甲级一层商业用房丙类三级二级二级乙级丙级建筑桩基设计等级为甲级，基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数为1.0。我公司受宜兴市城市建设发展有限公司委托，进行该项目的岩土工程详勘工作。1.2 勘察的目的、要求本次勘察目的目的是为地基基础设计提供岩土技术参数，通过对拟建场地的钻探、原位测试、室内岩土试验成果进行分析、评价，提出经济合理的地

3、基基础设计方案的建议，具体要求如下：（1）查明拟建场地土层类别、结构、分布规律及其物理力学性质，并分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力；（2）查明拟建场地有无不良地质作用，并提出整治方案的建议；（3）评价场地和地基的地震效应，确定场地建筑场地类别及特征周期；（4）查明地下水类型、埋藏条件、水位变化幅度及水土对建筑材料腐蚀性；（5）查明可作为基础持力层的岩土层埋深、厚度、层面起伏与下卧层情况，并提供基础设计方案的建议；（6）提供变形计算所需的计算参数；（7）提出基坑设计及降（止）水方案的建议及相关设计参数。1.3勘察依据的技术标准及资料 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009年版

4、 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 建筑抗震设计规范（GB50011-2010） 建筑工程抗震设防分类标准（GB50233-2008） 土工试验方法标准（GB/T50123-1999） 工程岩体试验方法标准（GB/T50266-99） 高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ72-2004） 建筑桩基技术规范(JGJ94-2008) 建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99） 建筑工程地质钻探技术标准（JGJ8792）； 原状土取样技术标准（JGJ8992） 静力触探技术标准（CECS04：88） 岩土工程勘察报告编制标准（CECS99：98）等现行规范、规程、标准有关规定，以及业主提

5、供的建筑总平面图、规划红线图、地形图和设计单位提供的建筑设计参数及勘探技术要求。1.4 勘察工作简介1.4.1 勘探方法、手段根据拟建建筑物特点、场地施工条件及场地土层条件，本工程采用钻探、原位测试（静力触探、标贯、动力触探、波速测试）、室内岩土试验相结合的勘察方法，对地基岩土层进行综合分析评价，以满足地基基础及基坑设计要求。1.4.1.1勘探点定位及高程测量 根据业主提供的基准点A1（X=.612，Y=.104）及A2点（X=.213，Y=.290）（均位于场地南面的解放东路上），用GPS仪测放出各勘探点位置，并根据A2点的高程H=3.434m（黄海高程系）量测各钻孔孔口高程。各勘探点具体位

6、置详见“勘探点平面位置图”。1.4.1.2 钻探使用GXY-150型工程钻机及配套设备、采用机械回转钻进，开孔直径130mm，终孔直径110mm，粘性土、砂土及基岩均采用108岩芯管泥浆护壁钻进，全断面取芯。地下水位以上土层采用干钻，以量测地下水初见水位；水位以下使用泥浆护壁，以保护孔壁稳定，保证钻探质量和顺利钻进。回次进尺按1.5-2.0m控制，以满足分层鉴别及记录描述要求。1.4.1.3取样（1）原状土样严格控制取土质量，软土采取薄壁取土器采取，粘性土、粉土采用89中厚壁取土器，重锤少击方式取样，保证取土质量，满足强度和固结试验要求。（2）扰动土样扰动土样从标贯试验的贯入器中采取粉土、砂土

7、样，进行土的定名、含水量和颗粒分析试验。（3）岩样岩样从采取的岩芯中每23m留取一件样品。（4）水、土腐蚀性分析样在场地内各取3组水、土样进行腐蚀性分析。1.4.1.4原位测试(1) 标准贯入试验采用工程钻机成孔，试验采用42mm触探杆、63.5kg自动落锤和51对开管标准贯入器。试验时先用钻具钻至试验位置以上15cm处，清除孔底残土，将贯入器打入土层15cm（不计击数）后，记录每打入10cm的锤击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入击数，当土层坚硬、密实，累计锤击数达50击可终止试验，测量贯入长度，并换算成30cm的锤击数。试验目的：根据标准贯入击数和地方经验确定土的力学指标和承载力；确定

8、桩侧土层摩擦力及桩端土层承载力；判别地基土的软硬、密实程度及进行砂（粉）土的液化判别。(2) 静力触探试验静力触探采用15T液压静探，记录仪为LMC-310静探微机。试验时要求探头匀速垂直压入土中，连续贯入，贯入速率为1.2m/min，归零误差小于3，试验数据由静探微机自动采集。试验目的：测定各土层Ps值的大小和变化情况，划分土层，确定各土层的承载力，为桩基设计提供依据。（3）重型动探试验采用现行国家标准、规格设备，至试验深度连续贯入，记录每10cm锤击数至跳锤终止。试验目的：评价碎石类土的密实度，计算土的承载力。（4）波速测试波速测试采用单孔检层法。先由钻机成孔，然后在离孔口1.5米左右的地

9、面上铺设震源板，压上重物。将带气囊的三分量波速探头下入到孔中不同试验深度（间距为1.0m），敲击震源板使之振动，接收波从震源传到试验深度处的时间，求出各土层的剪切波速值、计算地基土等效剪切波速值。目的是为划分建筑场地类别，确定设计特征周期，计算地基动力特性参数，为抗震设计分析评价提供参数。在两栋场馆及一层商业用房位置各选2钻孔做波速测试，场馆的测试深度至钻孔底部，商业用房测试深度20m。1.4.1.5 地下水位量测地下水位（潜水位）以上采用干钻，遇地下水时测量初见水位，钻探结束24小时后，测量稳定水位。1.4.1.6 室内岩土试验1、物理试验 （1）试验目的：取得不同成因、不同类型土层的物理性

10、质指标，包括含水量、比重、重度、饱和度、孔隙比、液限、塑限、塑性指数、液性指数。 （2）试验方法：按现行的土工试验方法标准要求进行。2、固结试验、高压固结试验 （1）试验目的：确定不同压力段压缩系数、压缩模量、回弹指数Cc、压缩指数Cs、水平基床系数Kh，确定土的前期固结应力，用于计算地基变形，评价土层承载力，判断土的应力状态等。 （2）试验要求：加荷等级为50、100、200、300、400、600、800、前期固结压力试验时荷重等级增加至1600、3200kPa。3、渗透试验 （1）试验目的：确定土的水平和垂直渗透系数，评价土的渗透性能，计算沉降所需时间，计算涌水量。 （2）试验方法及要求

11、：采用南55渗透仪，粘性土做垂直和水平方向的变水头渗透试验，砂性土做常水头渗透试验。4、直接快剪、直剪固结快剪试验 （1）试验目的：测求地基土的抗剪强度指标C、值，用于计算承载力、地基稳定性验算、基坑支护设计、土压力计算等。 （2）试验方法及要求：在直剪仪上进行，垂直压力为50、100、200、300kPa。5、三轴剪切试验（不固结不排水剪（uu）、固结不排水剪（cu） （1）试验目的：测定地基土的抗剪强度指标C、值，用于计算地基承载力，地基稳定性验算、基坑支护设计、土压力计算等。 （2）试验方法：在三轴仪上进行三轴试验。 （3）试验结果：提供三轴压缩、三轴剪切包络曲线及相应的抗剪强度指标。6

12、、无侧限抗压强度试验 （1）试验目的：测定软粘性土的无侧限抗压强度、灵敏度，用于评价软土的不排水抗剪强度、估算软土的承载力，评价土的结构性。 （2）试验方法：采用应变控制式无侧限压力仪。 （3）试验成果：无侧限抗压强度、灵敏度。7、颗分试验：对粉土、粉砂进行颗粒分析试验，测定各粒组的百分含量，以确定土的名称。8、静止侧压力试验 （1）试验目的：测定土层在无侧向变形条件下侧向有效应力与轴向有效应力之比，为基坑支护设计提供技术参数。 （2）试验方法：采用侧压力仪。 （3）试验成果：静止侧压力系数K0。9、水、土分析 （1）试验目的：判定地下水、土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性。 （2）

13、试验项目：PH值、游离CO2、侵蚀性CO2、矿化度、硬度、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、NH4+、CI-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-等。10、岩石试验测定岩样的天然密度、弹性模量，软质岩测定天然单轴抗压强度，硬质岩测定饱和单轴抗压强度，为桩基设计提供计算参数。1.4.2 勘察工作布置及完成情况 1.4.2.1 勘察工作量布置及调整本次勘察勘探工作根据规范要求布置，勘探点按建筑物及基坑周边、角点、内部布置，勘探点间距24米左右,共布置114个勘探点，其中机钻孔80个，静探孔34个。图书馆共布置了23个勘探点，其中取土孔（控制孔）8个，标贯孔（一般孔）15个；美术及博物馆共布置

14、23个勘探点，其中取土孔（控制孔）8个，标贯孔（一般孔）15个，商业用房及地下室共布置32个勘探点，其中取土孔（控制孔）11个，标贯孔（一般孔）11个，静探孔（一般孔）10个。基坑外围共布置36个勘探点，其中取土孔12个，静探孔24个。勘察方案报业主和设计确定后进行。在外业施工期间，由于部分静探孔位于场地东半部的水塘及沼泽地位置，虽然孔位已进行了回填处理，但浅部回填土较松软，静探地锚的锚固力不够，孔深无法达到预定深度，经与业主协商后将这部分静探孔改为机钻孔，共计23个，孔号以JC开头。另外，局部位置持力层层面起伏较大，为进一步查明其分布状况，按照规范要求，并征得业主同意后，又增加了24个机钻孔

15、，孔号以B开头。 勘探点深度确定：博物馆、图书馆平均基底压力100Kpa，最大基底压力500Kpa，天然地基不能满足设计要求，需采用桩基。控制孔孔深55-60m(入中风化岩58m)，一般孔孔深约50-55m（入中风化岩35m），如强风化砂岩厚度较大，控制孔进入强风化岩20m左右，一般孔进入15m左右。勘探时孔深根据岩土层实际分布情况，在满足设计要求的前提下再进行调整。对于商业用房及市政配套、地下室，由于荷载相对较小，且设有沉降缝，有采用天然地基的可能，如使用桩基，可采用层硬塑土作桩端持力层，因此控制性孔孔深3035m左右，一般性孔孔深2530m左右，采用钻探与静探相结合的勘探方法。基坑外围孔深

16、2030m。1.4.2.2实际完成工作量外业工作于2010年10月3日开始，第一次进场3台钻机及一台静探仪，由于场地未平整，仅完成了少量钻孔，至10月19日撤场，；第二次于11月29日进场，安排8台钻机及一台静探施工，至12月19日完成全部外业工作。 勘探内外业实际完成工作量见下表：勘探工作量一览表 表1.4.2.2序号工 作 容单 位工作量备 注1野 外 工 作勘 探 点 定 位 测 量点1382钻探总进尺孔/米127/5391.43取样原 状 土 样件498扰 动 土 样件 17岩 样件114水土分析样组各3组4原位测试静力触探试验孔/米11/241.1标准贯入试验次1059重 型 动 探

17、米5.8碎石土钻孔波速测试孔/米6/2795室 试 验土 工 试 验常规物理试验组471压 缩 试 验组357高压固结试验组42无侧限抗压强度组10直剪快剪组93直剪固快组77基坑开挖影响深度三轴剪切试验uu组34三轴剪切试验cu组57渗 透 试 验组61基坑开挖影响深度颗粒分析试验组75粉土、砂土回弹指数Cc、压缩指数Cs组42地下室影响范围内土层5-20米水平基床系数kh组37基坑以下覆盖层厚度内静止侧压力系数ko组32地下室影响范围内土层水腐蚀性试验组3土腐蚀性试验组3岩石天然密度试验组85岩石天然单轴抗压强度组69岩石饱和单轴抗压强度组21岩石干燥单轴抗压强度组4岩石弹性模量组122、

18、场地工程地质条件2.1地形、地貌拟建场地东面紧邻东氿湖，南面为解放东路，西面为东氿大道，北面为创意产业中心。该场地原为东氿渔场，有大面积鱼塘，后大部分已经回填整平作为耕植地，仅剩东面部分鱼塘未回填。场地整体地势较平缓，芦苇及杂草较茂盛，水沟较多，地势低洼，局部地表积水较多。 场地地貌单元属太湖流域湖积冲积平原。2.2地基土构成及分布特征根据野外钻探鉴别、现场原位测试及室内岩土试验成果综合分析评价，将钻探揭露深度内各岩土层自上而下分述如下：本次勘探揭示的地层概况如下： 素填土：灰褐色、灰黄色，含植物根茎，较松散，状态不均匀，以可塑的粉质粘土为主，表层为耕植土，原鱼塘位置底部夹少量塘泥，填龄小于5

19、年。层厚：0.43.7m。-1粉质粘土：灰色，可塑，局部软塑，压缩性中等，仅在场地东北部分布。层厚：0.54.4m，层顶埋深：0.53.7m。-2 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑状态，含有机质，局部夹粉土，压缩性高，强度低，灵敏度中等。场地东北角缺失。层厚：1.111.1m，层顶埋深：0.43.8m。-3 粉土：灰黄色，中密，很湿，干强度及韧性低，摇振反应中等，压缩性中等。该层主要分布于场地东北部。层厚：1.68.9m，层顶埋深：2.38.0m。 粉质粘土：灰色，可塑，局部软塑，压缩性中等，仅局部分布。层厚：1.05.8m，层顶埋深：7.013.0m。-1 粘土：灰色、灰黄色，硬塑，局部为粉质粘土

20、，压缩性中等偏低。层厚：0.89.3m，层顶埋深：8.015.5m。-2 粉质粘土：灰色、灰黄色，夹粘土，可塑，局部软塑，压缩性中等。层厚：2.07.8m，层顶埋深：12.218.8m。-1粘土：灰黄色，硬塑状态，局部可塑，夹粉质粘土，含铁锰结核，压缩性中等偏低。层厚：1.57.4m，层顶埋深：19.024.5m。-2粉质粘土：灰黄色，可塑，局部夹粉土、粉砂及粘土。中等压缩性。层厚：1.49.6m，层顶埋深：22.027.5m。-3粉质粘土：黄褐色，灰色，硬塑，局部可塑，夹粘土，含少量铁锰结核，压缩性中等偏低。层厚：0.56.2m，层顶埋深：25.332.2m。残（坡）积土：灰黄色，中密，可塑

21、状粉质粘土混砾石，砾石以灰岩、石英砂岩、安山岩为主，含量2040%，粒径310cm不等，状态不均匀，底部夹粗砂及少量强风化岩碎屑。层厚：0.24.1m，层顶埋深：28.036.8m。强风化砂岩：棕红色，块状结构，原岩结构基本破坏，岩芯为长柱、短柱状，手捏易松散成砂土状，矿物成分显著风化，局部含少量小砂砾，泥砂质胶结，为极软岩，岩体较完整，局部夹中风化岩块，取芯率7090%，厚度较大。岩体基本质量等级为类。层厚：1.020.2m，层顶埋深：30.536.3m。b中风化砂砾岩：棕红色，砾状结构，厚层状构造，砾石成分以石英砂岩、灰岩、安山岩等为主，原岩结构基本破坏，风化裂隙较发育，泥砂质胶结，胶结强

22、度较低，砾石含量3060%，粒径315cm不等，取芯率2030%，为极软岩。岩体基本质量等级为类。层厚：3.026.2m，层顶埋深：31.352.0m。中风化砂砾岩：棕红色，砾状结构，厚层状构造，风化裂隙较发育，岩芯呈短柱状，泥砂质胶结，砾石含量3060%，粒径315cm不等，最大20cm以上，成分以石英砂岩、灰岩、安山岩等为主，取芯率6080%，为较硬岩，岩石强度差异较大。岩体基本质量等级为类。层厚：5.215.0m，层顶埋深：38.260.0m。场地地层分布情况见附件中剖面图，C33、B6、B14、B20、B21五孔的地层分布情况见附件中钻孔地质柱状图。3、气象资料及水文地质条件3.1 地

23、区气象资料宜兴地区属亚热带季风气候，气候温和湿润，四季分明，全年温暖湿润。年平均气温约为15.7，夏季最热月平均气温约28.3 。年平均无霜期240多天，生长期可达250天左右，日照较足，78月日照时数最多；且降水丰沛，全年有雨，年平均降雨日136.6天，年平均降雨量1207.7毫米，其中年最大降雨量1738.4毫米（1957年），年最小降雨量679.1毫米（1978年）。雨期主要集中在6月、7月、8月和9月，占年降水量的48.5。宜兴地区降水量大于蒸发量，大气降水是地下水的主要补给来源。一年中以东南季风最多，其次是偏东风和西北风。年平均风速3.3m/s，其中4月份是全年风速最大月，平均风速3

24、.9m/s。10月为全年风速最小月，平均风速2.6m/s。3.2 地区水文资料宜兴属江南水乡，地表水系特别发育，地表水均向南流入大溪河，再向东流入东氿，最后汇入太湖。宜兴城区常年平均河水位为1.31米（黄海高程），历年高水位平均值为2.11米，出现在69月，历史最高洪水位为1991年7月14日的3.39米；历年低水位平均值为0.69米，出现在12月至次年的2月，历史上最低水位为1934年8月25日的-0.43米。3.3 地下水类型及水位量测场地地下水类型上部为潜水，主要分布于层填土、-1层粉质粘土粉土、-2层淤泥质粉质粘土、-3层粉土及层粉质粘土中，层为相对隔水层，层强风化砂岩、b层及层中风化

25、砂砾岩中含裂隙水，其水量较小，对本工程影响不大。潜水补给来源主要为大气降水和地表径流，排泄方式主要为自然蒸发。地下水位呈季节性周期变化，年变幅在0.51.0m左右。勘探期间测得的初见水位及稳定地下水位埋深及高程见下表：初 见 水 位表3.3-1数据个数初见水位埋 深最小值(m)初见水位埋 深最大值(m)初见水位埋 深平均值(m)初见水位标 高最小值(m)初见水位标 高最大值(m)初见水位标 高平均值(m)270.602.701.130.221.271.03稳 定 水 位表3.3-2数据个数稳定水位埋 深最小值(m)稳定水位埋 深最大值(m)稳定水位埋 深平均值(m)稳定水位标 高最小值(m)稳

26、定水位标 高最大值(m)稳定水位标 高平均值(m)270.202.400.790.421.631.36拟建场地属湿润区，上部为弱透水土层，根据岩土工程勘察规范GB50021200l（2009年版）附录G判定场地环境类型为II类。3.4地下水、土腐蚀性分析评价J20、J60、J80三个钻孔的水、土分析结果见附件。根据水质分析结果，场地地下水化学类型属HCO3- SO4-ClCa-Mg型水。按岩土工程勘察规范12.2腐蚀性评价，判定地下水、土对混凝土结构及钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。水 腐 蚀 性 分 析 评 价 表3.4-1评价项目含量（mg/L）评价标准（mg/L）判 定 结 果SO45

27、.852.3300微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性Mg215.816.52000微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性NH4+0.05微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性总矿化度331.2360.61.0微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性侵蚀性CO20.0B区：30微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性Cl59.363.9100微腐蚀性（干湿交替）对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性土 腐 蚀 性 分 析 评 价 表3.4-2评价项目含量（mg/kg）评价标准（mg/kg）判 定 结 果SO239.6268.8450微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性Mg219.425.55.0微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性HCO（mmol/k

28、g）8.28.61.0微腐蚀性对混凝土结构具微腐蚀性Cl88.8102.4150 m/s之间。据本次勘探揭示，场地第四系覆盖层厚度30.536.3m,按照建筑抗震设计规范GB50011-2010表4.1.6确定该场地为类建筑场地，场地地震动反应谱特征周期值为0.35s。4.1.3粉土、粉砂液化判别场地内20m深度范围内分布有中密的-3层粉土。由于本工程抗震设防类别为乙类，且对液化沉陷具一定敏感性，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010），可按7度的要求进行判别和处理。根据标准贯入试验成果，按建筑抗震设计规范（GB50011-2010）有关公式进行液化判别，判别结果为不液化土层，详见附件

29、“砂（粉）土液化判别成果表”。4.1.4 软土震陷拟建场地-2层软土承载力特征值80kPa，但土层等效剪切波速90m/s,抗震设防烈度按7度考虑时，根据岩土工程勘察规范条文说明5.7.11条表5.5，可不考虑软土震陷影响。4.2场地稳定性及适宜性评价通过本次勘察期间收集到的区域地质资料进行研究，本场地不存在活动性断裂构造。根据历史记载（公元276年至1948年），宜兴共记录有感地震22次，但无震灾。1949-1987年，共记载地震5次，但震中均在溧阳，宜兴有震感，并对宜兴部分地区造成一定程度的破坏。根据江苏断裂系统图拟建场地无全新活动断裂通过，属稳定场地，适宜本工程建设。 4.3 各岩土层物理

30、力学性质指标4.3.1各岩土层物理力学指标可靠性分析为了便于评价和使用，各项测试指标按岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）及建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）等有关规定进行分层统计，个别异常值作了剔除处理，得出了各土层物理力学指标和标准贯入试验统计表，统计数据见附表（物理力学性质指标统计）。从统计结果看，土层垂直向物理力学性质的差异性较大，水平向指标变异系数低，多属低变异性，指标值可靠。表中给出的地基承载力特征值是根椐土工试验、标贯试验、重型动探、静力触探、强度公式计算等综合确定的建议值。 4.3.2各岩土层参数的统计与分析4.3.2.1 室内土工试验指标

31、（1）各土层常规物理力学试验指标平均值（表4.3.2.1-1）表4.3.2.1-1指 标层 号W(%)(kN/m)3eIPILa1-2(MPa1)ES(MPa)-129.718.80.83413.90.540.296.39-241.317.51.17713.91.270.813.29-329.318.70.8428.40.630.219.5428.319.00.80812.00.720.315.97-126.419.50.74417.40.100.1811.06-230.618.80.86015.30.520.306.26-126.519.40.75217.40.160.1710.80-229.218.90.82615.4