资源描述
1工程概况及场地工程地质条件
1.1工程概况
拟建大连医科大学旧校区搬迁改造地F区项目位于沙河口区大连医科大学第二附属医院北侧,总占地面积约6032.0㎡,为教学楼、风雨操场及地下车库,地上4层,地下1层,教学楼、风雨操场设计地坪标高28.70m,地下车库设计地坪标高23.30m。勘察场地西侧为连山街,东、南、北侧为在建住宅及公建。据调查勘察场地周边无地下管网及正在开挖基坑。
1.2勘查工作概况
本次勘察共完毕勘察钻孔15个,钻探总进尺173.4m。本次勘察工作量如表:
孔数
(个)
总进尺
(m)
分层厚度(m)
杂填土
含砾粉质粘土
碎石
强风化板岩
强风化石英岩
中风化石英岩
15
173.40
47.2
27.8
52.2
25.8
12.30
8.1
SPT测试(次)
6
DPT测试(m)
1.4
0.9
0.9
0.9
取样及室内实验
原状土样8件,土常规实验6件,土腐蚀性实验2件。
工程测量
5组
钻孔波速测试
21.0m
1.3场地工程地质条件
1.3.1气候条件
大连市位于亚欧大陆东部、太平洋西海岸,地处北半球中纬度。失去三面环海,一面连接陆地,形成依山傍水自然地理环境。本区属于温带季风性气候,并具备海洋影响特点。其重要特性是冬夏风向明显交替,影响整个气候变化。冬季重要受蒙古及西伯利亚冷高压控制,多为便被讥讽,气温较低,降水少。夏季受太平洋副热带高压控制,盛行东南季风,气温较高,降雨多。春、秋两季则为过渡性变化气候。在季风气候基本上并受海洋影响状况下,本区其后总特点是气候温和、四季分明,空气湿润,降水集中,风力较大。
大连地区属于北温带季风气候区,并具备海洋影响特点,本区属于暖温带大陆性季风半到气候区,雨量集中,冬季寒冷,夏季炎热,八月最热,一月最冷。按中华人民共和国建筑气候区划属于寒冷地区、
依照国标《建筑气象参数原则》提供大连市气象资料(1951-1980年),重要气象要素如下:
年平均温度10.20℃,极端最高温度35.30℃,极端最低温度-21.10℃。
平均年总降水量658.7mm;一日最大降雨量171.1mm。
全年平均风速5.2m/s;30年一遇最大风速31.0m/s;全年最多风向N,平率15%;最大积雪厚度37cm。依照《建筑构造荷载规范》,本领基本风压0.65KN/㎡(1/50),基本雪压0.40KN/㎡(1/50)。
土壤原则冻结深度0.70米,最大冻结深度0.93米。
1.3.2地形地貌
大连地区地铁沿线地层岩性复杂多变,三大岩类沉积岩、变质岩、岩浆岩均有分布,地层地质时代跨度大,跨越元古代震旦纪至白垩纪地质时代,揭露不同步代石灰岩、白云质灰岩、泥灰岩、辉绿岩、构造碎裂岩等十几种岩性,每种岩性风化限度变化不一,按风化限度可分为残积土、全风化、强风化、中风化、微风化五种风化级别,不同岩层工程性质差别较大,在不同岩层变化及交界处,围岩易浮现滑移和坍塌。场地位于洪积裙地貌单元,场地地形西高东低,地面标高25.98~30.33m,相对高差4.35m。
1.3.3地质构造
勘察区大地构造划分从属中朝准地台(Ⅰ)——胶辽台隆(Ⅰ1)——复州台陷(Ⅰ41)——复州—大连凹陷(Ⅰ14-3)。据《大连区域工程地质勘察报告(南区)》地质资料现实,该场地附近有一条走向北西155°正断层,断层延展长度4350m,此外一条走向北东212°正断层,断层延展度900m;这两条断层均为非全新活动断裂。勘察区内未见有晚近期活动断裂分布,地质构造相对稳定。
1.3.4地层构造
据勘探资料,场地地层由上至下划分为:
1.杂填土(Q4ml):灰褐色,稍湿,松散,重要由粘性土、碎石、砖块等建筑垃圾构成,回填期龄不大于5年。该层在场地内普遍分布,厚度1.3~5.70m,底板标高22.98~27.53m。
2.含砾粉质粘土(Q3dl+pl):黄褐色,褐色,稍湿,可塑,无摇震反映,稍有光泽,干强度和韧性中档,具有10-15%石英质砾石,局部夹有薄层碎石。该层在场地内普遍分布,厚度0.50~4.50m,底板标高16.15~24.04m。
3.碎石(Q3dl+pl):黄褐色,稍湿,稍密,具有50~70%石英质碎石,粒径2~8cm,大者不不大于15cm,呈棱角~次棱角状,孔隙间由粉质粘土充填,局部夹有含砾粉质粘土透镜体。厚度0.7~6.40m,底板标高15.68~26.83m。
4.强风化板岩(Zxhq):灰黄色,变余构造,板状构造,节理裂隙发育强烈,岩芯成碎石土状,碎块状,属极软岩,破碎,岩体质量级别为Ⅴ级。该层在场地内东侧有分布,揭露厚度1.4~2.60m,顶板标高15.68~18.25m。
5.强风化石英岩(Zxhq):黄褐色,灰白色,变晶构造,块状构造,岩石裂隙发育强烈,岩芯多呈碎块状,为软岩,破碎,基本质量级别为Ⅴ级。该层在场地西侧有分布,揭露厚度1.0~3.90m,顶板标高19.0~26.83m。
6.中风化石英岩(Zxhq):灰白色,变晶构造,块状构造,岩石裂隙发育,岩芯多呈碎块状,短柱状,为较软岩,岩体较破碎,岩体基本质量级别Ⅳ级。该层在场地西侧有分布,揭露厚度1.0~2.0M。顶板标高21.30~22.93。
1.3.5地下水状况及其她
勘察期间,在钻孔揭露深度内未见有地下水。在场地内韩立粉质粘土、碎石中取2件土样,依照室内分析成果鉴定,场地内含砾粉质粘土、碎石对混凝土构造具微腐蚀性,对钢筋混凝土构造中钢筋具微腐蚀性,对钢构造具微腐蚀性。土层原则冻深Z0=0.70m,最大冻深0.93m。
2岩土工程勘察
2.1 勘察目、任务
现阶段岩土工程勘察目和任务重要涉及如下几点:
1.查明勘察范畴内场地原始地形、地貌,岩土层成因、类型、深度、分布、工程特性和变化规律,分析评价地基稳定性和均匀性。
2.查明埋藏河道、墓穴、防空洞、旧基本、孤石等对工程不利埋藏物及其分布范畴。
3.查明影响建筑场地稳定性不良地质作用(涉及:岩溶、滑坡、危岩和崩塌、泥石流、采空区、地面沉降、场地和地基地震效应、活动断裂等)和特殊土(涉及软土、填土、污染土、湿陷性土、膨胀土、红黏土、近年冻土等)类型、成因、分布范畴、发展趋势和危害限度,并提出相应防治办法和建议。
4.查明地下水埋藏状况、类型、补给及排泄条件,地下水水位变化幅度及规律;评价地下水(土)对建筑材料腐蚀性。对基坑工程还应查明各土层渗入性质,分析评价地下水静水压力、动水压力及浮托力作用和影响;预估产生基坑突涌、流砂(土)或管涌等地下水不良作用也许性及危害限度,并提出相应防治办法建议;提供基坑降水关于技术参数及施工降水办法建议;提供用于计算地下水浮力设计水位。
5.基坑工程还应查明基坑周边环境,提供基坑设计所需岩土参数,分析评价放坡开挖也许性和基坑边坡稳定性,适当选用支护构造类型及其稳定性,基坑开挖与降水对地基变形、周边建筑物和地下设施影响。
6.本次岩土工程勘察是为建设工程实行,重要是为建筑工程设计、施工及基本设计等提供有力地质资料。对选址地基土进行岩土工程评价,以拟定可靠地持力层。勘察阶段应与设计阶段相适应,普通可分为可行性研究勘察(选址勘察)、初步勘察、详细勘察三个阶段。本次勘察工作是详细勘察。
2.2岩土工程勘察级别
2.2.1工程重要性级别
工程重要性级别是依照工程规模和特性,以及由于岩土工程问题导致工程破坏或影响使用后果,分为三级:
(1)一级工程:重要工程,后果很严重;
(2)二级工程:普通工程,后果严重;
(3)三级工程:次要工程,后果不严重;
本工程为大连医科大学教学楼、风雨操场及地下车库,地下1层,地上4层。该工程工程重要性级别为二级,场地级别为二级,地基级别为二级,综合拟定岩土工程勘察级别为乙级,地基基本设计级别为乙级。
2.2.2场地级别
依照场地复杂限度,可按下列规定分为三个场地级别:
(1)符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地):
①对建筑抗震危险地段;
②不良地质作用强烈发育;
③地质环境已经或也许受到普通破坏;
④地形地貌较复杂;
⑤有影响工程多层地下水、岩溶裂隙水或其她水文地质条件复杂,需专门研究场地。
(2)符合下列条件之一者为二级场地(中档复杂场地):
①对建筑抗震不利地段;
②不良地质作用普通发育;
③地质环境已经或也许受到普通破坏;
④地形地貌较复杂;
⑤基本位于地下水位如下场地。
(3)符合下列条件者为三级场地(简朴场地):
①抗震设防烈度等于或不大于6度,或对建筑抗震有利地段;
②不良地质作用不发育;
③地质环境基本未受破坏;
④地形地貌简朴;
⑤地下水对工程无影响。
由勘察场地状况可知,本工程场地地形较平坦,原地貌为浑河冲积平原,地质成因由第四季冲洪积而成。基本位于地下水位如下,故场地级别为三级。
2.2.3地基级别
依照地基复杂限度,可按下列规定分为三个地基级别:
符合下列条件之一者为一级地基(复杂地基):
①岩土种类诸多,很不均匀,性质变化大,需特殊解决;
②严重湿陷、膨胀、盐渍、污染特殊性土,以及其她状况复杂,需作专门解决岩土。
符合下列条件之一者为二级地基(中档复杂地基):
①岩土种类较多,不均匀,性质变化大;
②除本条第一款规定以外特殊性岩土。
符合下列条件者为三级地基(简朴地基):
①岩土种类单一,均匀,性质变化不大;
②无特殊性土。
本工程场区地层中有杂填土、中砂、砾砂及少量粉质粘土,因此中档复杂地基,因而地基级别为二级地基。
2.2.4岩土工程勘察级别
《岩土工程勘察规范》(GB 50021-)3.1.4 依照工程重要性级别、场地复杂限度级别和地基复杂限度级别,可按下列条件划分岩土工程勘察级别[2]。
甲级:在工程重要性、场地复杂限度和地基复杂限度级别中,有一项或多项为一级;
乙级:除勘察级别为甲级和丙级以外勘察项目;
丙级:工程重要性、场地复杂限度和地基复杂限度级别均为三级。
本工程工程重要性级别为一级,场地级别为二级,地基级别为二级,因而工程勘察级别为甲级。
2.3当前惯用岩土工程勘察办法或技术手段
2.3.1工程地质测绘
工程地质测绘是岩土工程勘察基本工作,普通在勘察初期阶段进行。这一办法本质是运用地质、工程地质理论,对地面地质现象进行观测和描述,分析其性质和规律,并藉以推断地下地质状况,为勘探、测试工作等其她勘察办法提供根据。在地形地貌和地质条件较复杂场地,必要进行工程地质测绘,而都市民用建筑场地地形普通比较平坦、地质条件简朴且较狭小,因而可采用调查代替工程地质测绘。
2.3.2勘探与取样
勘探工作涉及物探、钻探、坑探以及触探等各种办法。它是被用来调查地下地质状况,并且可运用勘探工程取样进行原位测试和监测。应依照勘察目及岩土特性选用各种勘探办法。
物探是一种间接勘探手段,它长处是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,可以及时解决工程地质测绘中难于推断而又急待理解地下地质状况,因此经常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探先行或辅助手段。但是,物探成果判释往往具备多解性,办法使用又受地形条件等限制,其成果需用勘探工程来验证。
钻探和坑探也称勘探工程,均是直接勘探手段,能可靠地理解地下地质状况,在岩土工程勘察中是必不可少。其中钻探工作使用最为广泛,可依照地层类别和勘察规定选用不同钻探办法。当钻探办法难以查明地下地质状况时,可采用坑探办法。坑探工程类型较多,应依照勘察规定选用。
触探法是间接勘察办法,不取土样,不描述,只将一种特别探头装在钻杆底端,打入或压入地基土中,由探头所受阻力大小探测土层工程性质,称为触探法。因触探法不需要取原状土做实验,对难以取原状土水下砂土、软土等,更显示其优越性。触探法无法单独使用,无法对地基土定名或绘制地质剖面图。但若与钻探法配合,则可提高勘察质量和效率。
依照探头构造和入土办法不同,可分为圆锥动力触探、原则贯入实验和静力触探三大类,分述如下:
(1) 圆锥动力触探:圆锥动力触探类型可分为轻型、重型和超重型三种,详细规格见表2-1。其原理是用原则质量铁锤提高至原则高度自由落下,将特制圆锥探头贯入地基土层原则深度,所需击数N值得大小来鉴定土工程性质好坏。N值越大,表白贯入阻力越大,即土质越密实。
(2) 原则贯入实验:原则贯入实验原理与圆锥动力触探相似,原则贯入实验来源于美国,质量为140磅(即63.5kg)穿心锤,用钻机卷扬机提高,至30英寸(76cm)高度,穿心锤自由下落,将特制圆管状贯入器贯入土中,先打入土中15cm不计数,接着每打入10cm记下击数,合计打入1英寸(30cm)锤击数,即为原则贯入击数N。当锤击数已达50击,而贯入深未达30cm时,可记录实际贯入深度并终结实验。勘察报告提供N值是基本数值。在实际应用N值时,应按详细岩土工程问题,参照关于规范考虑与否作杆长修正或其她修正,以及用何种办法修正。
(3) 静力触探:19瑞典一方面使用静力触探,它具备持续、迅速、敏捷、精准、以便等长处。它原理是运用液压或机械传动装置,将圆锥形金属探头压入地基土中。探头中贴有电阻应变片,当探头受阻力时,电阻应变片相应伸长变化电阻,可用电阻应变仪测量微应变数值,计算贯入阻力大小,鉴定地基土工程性质。按其功能不同它可分为如下几种类型:①按主机功能分为3种:轻型—加力20~30kN,测深20m左右;中型—加力50~100kN,测深30~40m;重型—加力150kN,测深>50m。②按量测探头构造分为3种:单桥探头—测定参数为比贯入阻力ps;双桥探头—同步测定锥尖阻力qc和侧壁摩阻力ƒc;孔压静探探头—测定空隙水压力µ。③按动力方式分为3种:人力式—压入式或链条手摇式;液压式—有单缸、双缸、四缸3种构造,惯用双缸液压式;机械式—滑动丝杠或滚珠丝杠。④按反力装置分为两种:框架地锚、汽车自重加地锚。
圆锥动力触探和原则灌入实验类型和规格见表2-1和表2-2:
表2-1 圆锥动力触探类型
Tab 2-1 Cone type dynamic penetration
类 型
轻 型
重 型
超 重 型
落锤
锤质量/kg
10
63.5
120
落距/cm
50
76
100
探头
直径/mm
40
74
74
锥角/°
60
60
60
探杆直径/mm
25
42
50~60
指 标
贯入30cm读数N10
贯入10cm读数N63.5
贯入10cm读数N120
重要合用岩土
浅部填土、砂土、粉土、粘性土
砂土、中密如下碎石土、极软岩
密实和很密碎石土、软岩、极软岩
表2-2 原则贯入实验设备规格
Tab 2-2 Standard penetration test equipment specification
落锤
锤质量/kg
63.5
落距/cm
76
贯入器
双开管
长度/cm
>500
外径/cm
51
内径/cm
35
管靴
长度/cm
50~76
刃口角度/°
18~20
刃口单刃厚度/mm
2.5
钻杆
直径/mm
42
相对弯曲
<1/1000
勘探工程普通都需要动用机械和动力设备,耗费人力、物力较多,有些勘探工程施工周期又较长,并且受到许多条件限制。因而使用这种办法时应具备经济观点,布置勘探工程需要以工程地质测绘和物探成果为根据,切避盲目性和随意性。
2.3.3原位测试与室内实验
原位测试与室内实验重要目,是为岩土工程问题分析评价提供所需技术参数,涉及岩土物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗入性参数和应力、应变时间关系参数等。原位测试普通都借助于勘探工程进行,是详细勘察阶段重要一种勘察办法。原位测试与室内实验相比,各有优缺陷。原位测试长处是:试样不脱离本来环境,基本上在原位应力条件下进行实验;所测定岩土体尺寸大,能反映宏观构造对岩土性质影响,代表性好;实验周期较短,效率高;特别对难以采样岩土层仍能通过实验评估其工程性质。缺陷是:实验时应力途径难以控制;边界条件也较复杂;有些实验耗费人力、物力较多,不也许大量进行。室内实验长处是:实验条件比较容易控制(边界条件明确,应力应变条件可以控制等),可以大量取样。重要缺陷是:试样尺寸小,不能反映宏观构造和非均质性对岩土性质影响,代表性差;试样不也许真正保持原状,并且有些岩土也很难获得原状试样。
2.3.4 现场检查与监测
现场检查与监测是构成岩土工程系统一种重要环节,大量工作在施工和运营期间进行;但是这项工作普通需在高档勘察阶段开始实行,因此又被列为一种勘察办法。它重要目在于保证工程质量和安全,提高工程效益。现场检查涵义,涉及施工阶段对先前岩土工程勘察成果验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。现场监测则重要包括施工作用和各类荷载对岩土反映性状监测、施工和运营中构造物监测和对环境影响监测等方面。检查与监测所获取资料,可以反求出某些工程技术参数,并以此为根据及时修正设计,使之在技术和经济方面优化。此项工作重要是在施工期间内进行,但对有特殊规定工程以及某些对工程有重要影响不良地质现象,应在建筑物竣工运营期间继续进行。
2.4勘察工作布置
2.4.1勘探点间距拟定
在岩土工程地质勘察中,详细勘察勘探点间距可按《岩土工程勘察规范》(GBJ50021-)中拟定,见表2-3:
表2-3 勘探点间距
Tab 2-3 Exploration point spacing
地基复杂限度级别
勘探点间距
一级(复杂)
10~15
二级(中档复杂)
15~30
三级(简朴)
30~50
详细勘察勘探点布置,应符合下列规定:
(1)勘探点宜按建筑物周边线和角点布置,对无特殊规定其她建筑物可按建筑物或建筑群范畴布置;
(2)同一建筑范畴内重要受力层或有影响下卧层起伏较大时,应加密勘探点,查明其变化;
(3)重大设备基本应单独布置勘探点,重大动力机器基本和高耸构筑物,勘探点不适当少于3个;
(4)勘探手段宜采用钻探与触探相配合,在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区、宜布置适量探井。
本工程场区地基级别为二级,参照上部荷载分布状况,勘探孔间距沿建筑物长度方向布孔点间距应在15.00~30.00m之间,依照场地及拟建建筑物状况,拟定本建筑物布孔点间距在15.00~30.00m。
2.4.2勘探孔深度拟定
详细勘察勘探深度自基本底面算起,应符合下列规定:
①勘探孔深度应能控制地基重要受力层,当基本底面宽度不不不大于5m 时,勘探孔深度对条形基本不应不大于基本底面宽度3倍,对单独柱基不应不大于1.5倍,且不应不大于5m;
②对高层建筑和需作变形计算地基,控制性勘探孔深度应超过地基变形计算深度;高层建筑普通性勘探孔应达到基底下0.5~1.0倍基本宽度,并进一步稳定分布地层;
③对仅有地下室建筑或高层建筑裙房,当不能满足抗浮设计规定,需设立抗浮桩或锚杆时,勘探孔深度应满足抗拔承载力评价规定;
④当有大面积地面堆载或软弱下卧层时,应恰当加深控制性勘探孔深度;
⑤在上述规定深度内当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时,勘探孔深度应依照状况进行调节。
详细勘察勘探孔深,除要按以上几点进行外,还应符合下列规定:
①地基变形计算深度,对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20%深度;对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10%深度;
②建筑总平面内裙房或仅有地下室某些(或当基底附加压力P0≤0时)控制性勘探孔深度可恰当减小,但应进一步稳定分布地层,且依照荷载和土质条件不适当少于基底下0.5~1.0倍基本宽度;
③当需进行地基整体稳定性验算时,控制性勘探孔深度应依照详细条件满足验算规定;
④当需拟定场地抗震类别而邻近无可靠覆盖层厚度资料时,应布置波速测试孔,其深度应满足拟定覆盖层厚度规定;
⑤大型设备基本勘探孔深度不适当不大于基本底面宽度2倍;
⑥当需进行地基解决时,勘探孔深度应满足地基解决设计与施工规定;当采用桩基本时,勘探孔深度应满足:1)普通性勘探孔深度应达到预测桩长如下3~5d(d 为桩径),且不得不大于3m;对大直径桩,不得不大于5m;2)控制性勘探孔深度应满足下卧层验算规定;对需验算沉降桩基,应超过地基变形计算深度;3)钻至预测深度遇软弱层时,应予加深;在预测勘探孔深度内遇稳定坚实岩土时,可恰当减小;4)对嵌岩桩,应钻入预测嵌岩面如下3~5d,并穿过溶洞、破碎带、到达稳定地层;5)对也许有各种桩长方案时,应依照最长桩方案拟定[3]。
本工程岩土工程勘察级别是甲级,结合地层分布状况,为穿透地基几种重要受力层,勘探孔深度拟定为20~35m。
(3)勘察点拟定
共15个勘探点,勘探点间距为15~30m,各勘探点钻探深度为8.2~14.5m。
2.5场地水文地质条件及地基土构成性质
2.5.1场地水文地质条件
勘察期间,在钻孔揭露深度内未见有地下水。在场地内含砾粉质粘土、碎石中取2件土样,据室内分析成果鉴定,场地内含砾粉质粘土、碎石对混凝土构造具微腐蚀性,对钢筋混凝土构造中钢筋具微腐蚀性,对钢构造具微腐蚀性。
2.5.2场地地基土构成及性质
场地地基土在钻探深度内自上而下依次论述如下
1.杂填土:松散,欠固结,未经解决不适当做基本持力层,应挖除。人工挖孔桩极限侧阻力原则值。其物理性质,,。
2.含砾粉质粘土:可塑,据现场原则贯入实验拟定其地基承载力特性值;室内土工实验成果(记录成果见表1)拟定其地基承载力特性值;结合现场SPT实验、室内土工实验及地区经验综合拟定其地基承载力特性值,压缩模量。人工挖孔桩极限侧阻力原则值。,,;由于粘性土吸附强度形成不稳定表观粘聚力强度很大,因而,按经验内聚力,。
含砾粉质粘土物理学性质指标记录成果表(表1)
各项指标
样本数
(n)
平均值
(fm)
原则差(s)
变异系数
(δ)
修正系数
(γs)
代表值
(N)
液性指数()
6
0.33
0.052
0.15
1.12
0.37
孔隙比(eo)
6
0.701
0.003
0.004
1.003
0.703
凝聚力()
6
59
4.52
0.08
0.93
54.87
摩擦角()
6
12.28
0.87
0.07
0.94
11.54
压缩模量(Mpa)
6
5.63
1.07
0.19
5.63
3.碎石:稍密,依照DPT测试拟定其地基承载力特性值,变形模量。人工挖孔桩极限侧阻力原则值,,。
4.强风化板岩:依照DPT测试及野外鉴别综合拟定其地基承载力特性值20kPa,变形模量。结合地区经验拟定人工挖孔桩极限端阻力原则值。
5.强风化石英岩:依照DPT测试及野外鉴别综合拟定其地基承载力特性值,变形模量,结合地区经验拟定人工挖孔桩极限端阻力原则值。。
6.中风化石英岩:依照地区经验野外鉴别综合拟定其地基承载力特性值。结合地区经验拟定人工挖孔桩极限端阻力原则值。。
3抗震分析评价及地基土评价
3.1抗震分析评价
(1)抗震设防烈度等于或不不大于6 度地区,应进行场地和地基地震效应岩土工程勘察,并应依照国家批准地震动参数区划和关于 规范,提出勘察场地抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特性周期分区。
(2)在抗震设防烈度等于或不不大于6 度地区进行勘察时,应划分场地类别,划分对抗震有利、不利或危险地段。
(3)对需要采用时程分析工程,应依照设计规定,提供土层剖面、覆盖层厚度和剪切波速度等关于参数。任务需要时,可进行地震安全性评估或抗震设防区划。
(4)为划分场地类别布置勘探孔,当缺少资料时,其深度应不不大于覆盖层厚度。当覆盖层厚度不不大于80m 时,勘探孔深度应不不大于80m,并分层测定剪切波速。10 层和高度30m 如下丙类和丁类建筑,无实测剪切波速时,可按现行国标《建筑抗震设计规范》 (GB50011)规定,按土名称和性状预计土剪切波速。
(5)抗震设防烈度为6 度时,可不考虑液化影响,但对沉陷敏感乙类建筑,可按7 度进行液化鉴别。甲类建筑应进行专门液化勘察。
(6)场地地震液化鉴别应先进行初步鉴别,当时步鉴别以为有液化也许时,应再作进一步鉴别。液化鉴别宜采用各种办法,综合鉴定液化也许性和液化级别。
(7)液化初步鉴别除按现行国家关于抗震规范进行外,尚宜涉及下列内容进行综合鉴别:
①分析场地地形、地貌、地层、地下水等与液化关于场地条件;
②当场地及其附近存在历史地震液化遗迹时,宜分析液化重复发生也许性;
③倾斜场地或液化层倾向水面或临空面时,应评价液化引起土体滑移也许性。
(8)地震液化进一步鉴别应在地面如下15m 范畴内进行;对于桩基和基本埋深不不大于5m 天然地基,鉴别深度应加深至20m。对鉴别液化而布置勘探点不应少于3 个,勘探孔深度应不不大于液化鉴别深度。
(9)地震液化进一步鉴别,除应按现行国标《建筑抗震设计规范》(GB50011)规定执行外,尚可采用其她成熟办法进行综合鉴别.当采用原则贯入实验鉴别液化时,应按每个实验孔实测击数进行。在需作鉴定土层中,实验点竖向间距宜为1.0~1.5m,每层土实验点数不适当少于6个。
(10)凡鉴别为可液化土层应按现行国标《建筑抗震设计规范》(GB50011)规定拟定其液化指数和液化级别。
勘察报告除应阐明可液化土层、各孔液化指数外,尚应依照各孔液化指数综合拟定场地液化级别。
(11)抗震设防烈度等于或不不大于7 度厚层软土分布区,宜鉴别软土震陷也许性和估算震陷量。
(12)场地或场地附近有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空区等不良地质作 用时,应进行专门勘察,分析评价在地震作用时稳定性。
本工程场地抗争设防烈度7度,设计地震加速度为0.1g,属设计地震分组为第二组。依照工程物探报告《大连医科大学旧校区搬迁改造地块项目勘察场地波速测试》钻孔原为波速实测场地个土层剪切波速:
杂填土
含砾粉质粘土 ;
碎石 ;
强风化板岩 ;
强风化石英岩 ;
中风化石英岩 ;
计算办法如下:
地层i
自上而下
名称
类型
厚度
Di(m)
剪切波速Vsi(m/s)
预计值
实测值
1
杂填土
4.30
126
2
含砾粉质粘土
0.50
251
3
碎石
3.70
331
计算深度(m):
传播时间(s):
等效剪切波速(m/s):
依照《建筑抗震设计规范》(GB50011-)规范第4.1.5条计算场地土层等效剪切波速,根据规范(GB50011-)规范第4.1.6条,场地覆盖层最大厚度为3.50~13.10m,鉴定该建筑场地类别为Ⅱ类,为普通地段,地震特性周期为0.40s。该工程按现行新版抗震规范及其配套抗震设防分类原则(GB50223-)规定,应属于重点设防(乙类)。
3.2地基土评价
综上所述,本建筑场地属于坡洪积群地貌单元,场地地面相对高差为4.35m,地层构造自上而下重要为:松散状杂填土、可塑状含砾粉质粘土、稍密状碎石、强风化板岩、强风化石英岩及中风化石英岩;拟建场地覆盖层分布不均匀,下覆板岩及石英岩较稳定,适当进行本工程建设。
4地基承载力与地基稳定性
4.1地基承载力
地基承载力是指地基承担荷载能力。在荷载作用下,地基要产生变形。随着荷载增大,地基变形逐渐增大,初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态,具备安全承载能力。当荷载增大到地基中开始浮现某点或社区域内各点在其某一方向平面上剪应力达到土抗剪强度时,该点或社区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态,土中应力将发生重分布。这种小范畴剪切破坏区,称为塑性区地基小范畴极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态,地基尚能趋于稳定,仍具备安全承载能力。但此时地基变形稍大,必要验算变形计算值不容许超过容许值。当荷载继续增大,地基浮现较大范畴塑性区时,将显示地基承载力局限性而失去稳定。此时地基达到极限承载力。
4.2地基承载力拟定办法
(1)原位实验法:是一种通过现场直接实验拟定承载力办法。涉及(静)载荷实验、静力触探实验、原则贯入实验、旁压实验等,其中以载荷实验法为最可靠基本原位测试法。
(2)理论公式法:是依照土抗剪强度指标计算理论公式拟定承载力办法。
(3)规范表格法:是依照室内实验指标、现场测试指标或野外鉴别指标,通过查规范所列表格得到承载力办法。规范不同(涉及不同部门、不同行业、不同地区规范),其承载力不会完全相似,应用时需注意各自使用条件。
(4)本地经验法:是一种基于地区使用经验,进行类比判断拟定承载力办法,它是一种宏观辅助办法。
4.3地基承载力特性值fak及影响其大小因素
地基承载力特性值fak是指,由载荷实验测定地基土压力变形曲线线性变形阶段内规定变形所相应压力值,其最大值为比例界限值。
不同地区、不同成因、不同土质地基承载力特性值差别很大。例如,密实卵石,fak可高达800~1000kpa;而淤泥或淤泥质土,当天然含水率ω=75%时,地基承载力特性值仅有40kpa,两者相差20倍。影响地基承载力特性值重要因素有如下几种方面:
(1)地基土成因与堆积年代。普通冲积与洪积土承载力比坡积土承载力大,风积土承载力最小。同类土,堆积年代越久,地基承载力特性值越高。
(2)地基土物理力学性质。这是最重要因素。例如,碎石土和砂土粒径越大,孔隙比越小,即密度越大,则地基承载力特性值也越大。
(3)地下水。本地下水上升,地基土受地下水浮托作用,土天然重度减小为浮重度,即γ→γ′;同步土含水率增高,则地基承载力减少。特别对失陷性黄土,地下水上升会导致湿陷。膨胀土遇水膨胀,失水收缩,对地基承载力影响都很大。
(4)建筑物状况。普通上部构造体型简朴,整体刚度大,对地基不均匀沉降适应性好,则地基承载力可取高值。基本宽度大,埋置深度深,地基承载力相应提高。
4.4地基承载力特性值拟定
地基承载力特性值可有载荷实验或其她原位测试、公式计算并结合工程实践等办法拟定[4]。
(1)按载荷载实验p—s曲线拟定
对于设计级别为甲级建筑物或地质条件复杂、土质很不均匀状况,采用现场荷载实验法,可以获得较精准可靠地基承载力数据。进行现场荷载实验,需要相应实验费和时间,应对建设单位阐明:采用现场载荷实验成果,不但安全可靠,并且往往可以比其她办法提高地基承载力数值,从而节约一笔投资,远超过实验费,因而是值得做。
地基承载力特性值应符合下列规定:
①当载荷实验p—s曲线上有比例界限是,取该比例界限所相应载荷值;
②当极限荷载不大于相应比例界限载荷值得2倍时,取极限荷载值得一半;
③当不能按上述规定拟定期,当压板面积为0.25~0.50mm2,取s/b=0.01~0.015所相应荷载,但其值不应不不大于最大加载量一半。
(2)依照土抗剪强度指标计算
当偏心距e≤0.033倍基本底面宽度是,依照土抗剪强度指标拟定地基承载力特性值可按下式计算:
(4-1)
式中fa——由土抗剪强度指标拟定地基承载力特性值;
Mb、Md、Mc——承载力系数,按表4-1拟定;
b——基本底面宽度,不不大于6m时按6m取值,对于砂土不大于3m是按3m取;
ck——基底下一倍短边宽深度内土粘聚力原则值。
表4-1 承载力系数Mb、Md、Mc
Tab. 4-1 Bearing capacity factors Mb、Md、Mc
φk/(°)
Mb
Md
Mc
φk/(°)
Mb
Md
Mc
0
0
1.00
3.14
22
0.61
3.44
6.04
2
0.03
1.12
3.32
24
0.80
3.87
6.45
4
0.06
1.25
3.51
26
1.10
4.37
6.90
6
0.10
1.39
3.71
28
1.40
4.93
7.40
8
0.14
1.55
3.93
30
1.90
5.59
7.95
10
0.18
1.73
4.17
32
2.60
6.35
8.55
12
0.23
1.94
4.42
34
3.40
7.21
9.22
14
0.29
2.17
4.69
36
4.20
8.25
9.97
16
0.36
2.43
5.00
38
5.00
9.44
10.80
18
0.43
2.72
5.31
40
5.80
10.84
11.73
20
0.51
3.06
5.66
注:φk——基底下一倍短边宽深度内土内摩擦角原则值
式(4-1)是在中心载荷下导出,而偏心短e≤0.033倍基本底面宽度时,偏心载荷下地基承载力条件pkmax≤1.2fa(fa为宽度和深度修正后地基承载力)与中心载荷下条件pk≤fa所拟定基本底面积是相似。因而,《建筑地基基本设计规范》(GB50007—)规定,式(4-1)可以用于偏心距e≤0.033倍基本底面宽度时情形。
除按式(4-1)计算地基承载力特性值外,也可采用地基临塑载荷pcr、地基临界荷载p1/4(或p1/3)及地基极限荷载除以安全系数f=pu/K来计算地基承载力特性值。
(3)本地经验参数法
对于设计级别为丙级中次要、轻型建筑物可依照临近建筑物经验拟定地基承载力特性值。
(4)地基承载力特性值深宽修正
当基本宽度不不大于3m或埋置深度不不大于0.5m时,从载荷实验或其她原位测试、经验值等办法拟定地基承载力特性值,尚应按下式修正:
(4-2)
式中:
fa——修正后地基承载力特性值;
fak——地基承载力特性值;
ŋb,ŋd——基本宽度和埋深地基承载力修正系数,按基底下土类别按表4-2采用;
γ——基本底面如下图重度,地下水位如下取浮重度;
b——基本底面宽度,m,当基宽不大于3m按3m取值,不不大于6m按6m取值;
γm——基本底面以上土加权平均重度,地下水位如下取浮重度;
d——基本埋置深度,m,普通自室外地底面标高算起。在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部构造施工后完毕时,应从天然地面标高算起。对于地下室,如采用箱型基本或筏基时,基本埋置深度自室外标高算起;当采用独立基本或条形基本时,应从室内标高算起。
表4-2 承载力修正系数
Tab. 4-2 Bearing capacity correction coefficient
土 类 别
ŋb
ŋd
淤泥和淤泥质土
0
1.0
人工填土
e或IL不不大于等于0.85粘性土
0
1.0
红粘土
含水比αw>0.8
0
1.2
含水比αw≤0.8
0.15
1.4
大面积压实填土
压实系数不不大于0.95、粘粒含量ρc≥10%粉土
0
1.5
最大干密度不不大于2.1t/m3级配砂石
0
2.0
粉土
粘粒含量ρc≥10%粉土
0.3
1.5
粘粒含量ρc<10%粉土
0.5
2.0
E及IL均不大于0.85粘性土
0.3
1.6
粉砂、细砂(不涉及很湿与饱和时稍密状态)
2.0
3.0
中砂、粗砂、砾砂和碎石土
3.0
4.4
注:①强风化和全风化岩石,
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