湖北省丹江口城区污水处理厂.docx
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湖北省丹江口城区污水处理厂
湖北省丹江口城区污水处理厂
污水提升泵站场地
岩土工程勘察报告
(详细勘察阶段)
一、前言
(一)工程概况
丹江口中和水质净化有限责任公司拟在丹江口市沿江路旁建污水提升泵站,占地面积约2036米,由格栅间,污水泵房,配电间及管理间等组成,1层,为钢筋砼结构。
场地整平标高为93.80米,由中国市政工程中南设计研究院设计。
受建设单位委托,襄樊地质工程勘察院(以下简称我院)承担其详细勘察阶段的岩土工程勘察工作。
工程重要性等级为三级,场地等级三级,地基等级二级,勘察等级乙级。
(二)勘察目的、任务
根据拟建工程的特点和设计要求,针对工程的重要性和勘察工作的特殊性,及时组织了勘察工作项目组,并依据设计文件和我院现行质量管理体系文件(ISO9001)及相关标准、规程、规范,编制了详细可行的勘察方案,对勘察工作提出了具体的任务和技术要求。
依据丹江口中和水质净化有限责任公司提供的建筑物平面布置图和相应的坐标点,我院在收集、整理相关工作成果的基础上,通过现场调查、勘察、测绘,取得试验数据等资料,经室内分析、综合整理,提交此次岩土工程勘察报告。
本次勘察的主要技术要求如下:
1、搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点,基础形式、埋置深度,地基允许变形等资料;
2、查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议;
2、划分场地土类型及建筑场地类别,提拱抗震设防烈度,查明场地内不良工程地质现象,并提出评价整治建议;
3、查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
4、对需进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;
5、查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;
6、查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;
7、在季节性冻土地区,提供场地土的标准冻结深度;
8、判定水和土对建筑材料的腐蚀性。
详见附件1:
勘察委托书及岩土工程勘察技术要求。
(三)勘察执行标准
本次勘察执行标准:
1、《岩土工程勘察规范》GB50021-2001;
2、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002;
3、《建筑抗震设计规范》GB50011-2001;
4、《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002;
5、《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003;
6、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94。
(四)勘察方法和完成勘察工作量
1、勘察方法
我院受建设单位委托,在对拟建场地工程地质调查及测绘的基础上,勘察工作主要采用钻探取样,结合重型(N63.5)动力触探和岩石点荷载试验等手段对拟建场地进行详细勘察阶段的岩土工程勘察工作。
勘察方案科学、可行,勘察手段齐全,数据真实可靠。
钻探的目的是查明岩土的性质和分布。
重型(N63.5)动力触探试验的目的是进行力学分层,评定土的均匀性和物理性质、土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力,检测地基处理效果。
2、完成勘察工作量
我院勘探队于二○○七年十二月二十九日进场,根据建设方提供的建设场地建(构)筑物平面布置图,沿拟建物共布钻探孔17个,具体孔位详见附图1:
勘探点平面布置图。
于二○○八年一月十日完成外业工作,累计完成工作量详见表1:
完成主要工作量一览表。
完成主要工作量一览表表1
工作项目
单位
工作量
备注
岩心钻探
m/孔
285/17
动力(N63.5)触探试验
孔
7
扰动样
组
6
工程测量
点次
20
本工程采用水准仪测放孔位和孔口高程测量。
勘探点孔口高程和坐标以L1(x=3600394.85,y=34547583.24)点和L2(x=3600402.44,y=37547604.70)点为测量基点及坐标基准点(坐标和高程由甲方提供)。
勘探点主要数据见表2:
勘探点主要数据一览表。
勘探点主要数据一览表表2
序号
钻孔编号
坐标
相对高程(m)
备注
X(m)
Y(m)
1
K1
3600349.18
37547613.99
98.00
2
K2
3600345.40
37547600.37
97.50
3
K3
3600342.71
37547590.70
97.55
4
K4
3600338.77
37547576.54
93.00
5
K5
3600353.24
37547572.08
91.40
6
K6
3600357.16
375475586.68
96.00
7
K7
3600359.84
37547596.31
97.50
8
K8
3600363.58
37547610.58
97.93
9
K9
3600378.31
37547606.75
92.60
10
K10
3600374.29
37547592.30
92.78
11
K11
3600371.61
37547582.66
91.40
12
K12
3600367.57
37547567.65
90.30
13
K13
3600384.94
37547563.39
89.70
14
K14
3600391.63
37547587.47
90.80
15
K15
3600395.65
37547601.93
97.00
16
K16
3600410.66
37547601.36
95.00
17
K17
3600403.45
37547580.19
90.00
二、场地地形地貌及地质构造
拟建物场地位于丹江口市沿江路,场地为汉江一级阶地前缘,场区地形起伏大,场地现高程为89.70-98.00米,最大高差为8.3米,场地土层自上而下为杂填土和第四系全新统(Q4)冲积地层。
上部为杂填土;中部为圆砾,下覆基岩为第三系泥岩(E),该场地无断层构造。
三、气象、水文
丹江口市处于中纬度季风环流区域的中部,地处鄂西北山区东部,属于北亚热带半湿润季风气候。
因受太阳辐射和季风环流的季节性变化的影响,丹江口市气候温和,四季分明,光照充足,雨量充沛,无霜期较长,严寒酷暑时间较短。
年平均气温15.9℃,年降雨量790-850mm,最大降雨量1360mm(1964年)、最小降雨量503mm(1978年),年平均降水量797.5mm,年降雨天数月137天,暴雨集中在6-8月,约占年降水量的73%,且降雨连续,集中强度大,日最大降雨量179.6mm(1975年8月5日)。
年蒸发量1566.6mm。
年平均无霜期256天。
长年风向东(E)风,次多西西北(WWN)风。
场地的西侧为汉江,场地86.0米以下含丰富的孔隙潜水,其水源主要受汉江水补给;场地水的排泄方式主要为蒸发和向西自然排泄。
拟建物场区地势较高,地表水向西排泄通畅。
四、场地岩土层特征及物理力学性质
(一)场地岩土层特征
根据钻探揭露,结合原位测试成果,本场地在勘察深度范围内共有三大力学层,其特征简述如下:
①层杂填土(Qml):
杂色,主要由建筑垃圾等组成,松散。
全场地分布,层厚为3.00-12.11米,平均厚度为7.59米。
②层圆砾(Q4al):
杂色,饱和,中密状态。
主要成分为白云岩、灰岩、硅质岩及燧石等,砾石含量约35-92%,其中卵石含量约4-27%,磨圆度好,卵石最大粒径可达20cm左右,局部夹中粗砂薄层。
全场地分布,层厚为2.89-15.00米,平均厚度为7.76米
③-1层强风化泥岩(E):
铁锈红色,泥质结构,层状构造,裂隙发育,结构面呈闭合状,主要由粘土矿物构成,含少量石英,手捏易碎,遇水易崩解,大部分矿物已风化变质,全场地分布,层厚为1.00-2.00米,平均厚度为1.63米。
③-2中风化泥岩(E):
铁锈红色,泥质结构,层状构造,泥质胶结,较完整,主要由粘土矿物构成,含少量石英,遇水易崩解,取芯呈饼状或短柱状,少量长柱状、指甲可划,基本质量指标RQD约为80%。
较完整,为极软岩,岩体基本质量等级Ⅳ。
该层在勘察深度范围内无洞穴、无临空面、无破碎岩体、无软弱夹层。
全场地分布。
最大揭露厚度6.00米,顶板埋深20.0-26.5米(标高70.00-71.00米)。
以上各岩土层空间展布和纵横向变化特征详见附图2:
工程地质剖面图。
(二)岩土层的物理力学性质指标
对各土层重型(N63.5)动力触探锤击数和岩石点荷载试验结果进行统计分析,按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001要求进行。
重型(N63.5)动力触探及岩石点荷载成果表分别见表3、表4
重型(N63.5)动力触探试验锤击数统计表表3
层
号
岩土名称
试验
孔数
n
最大值max
(击)
最小值min
(击)
平均值
mux
(击)
标
准
差
σ
变异
系数
δ
统计修正系数γs
标准值
(击)
杂填土
13
4
2
3
0.69
0.23
0.89
2
圆砾
11
15
8
12
2.33
0.19
0.90
11
岩石点荷载试验成果表表4
破坏荷载
P(N)
截面宽度
W(mm)
加荷点间距
D(mm)
等价岩芯
直径平方
(mm2)
岩石点荷载强度
Is(50)
岩石单轴抗压强度
fr(MPa)
统计数
20
20
50
20
0.053
2.52
最大值
266.8
83.8
5338
最小值
230.0
63.9
4070
平均值
257.0
75.22
4792
备注
按《建筑地基基础技术规范》(DB42/242-2003)公式:
Is(50)=P/De2=0.053Mpa
fr=2.282×Is(50)0.75=2.52Mpa
岩石承载力特征值fa=ψifrk,ψi为折减系数,中风化泥岩ψi取0.32,强风化泥岩ψi取0.15。
五、场区水文地质条件
(一)水文地质特征
本场区上部杂填土,孔隙度变化大,为透水层,不含水;其下圆砾层为透水层和含水层;底部为泥岩,不含水。
本次勘察期间,其地下水稳定水位埋深标高为86.00m,为自由潜水水位。
根据建设方提供的水文观测资料显示:
加坝前常水位为87.90米(对应流量为1670米3/s),出现月份据泄时间而不同;加坝前枯水位86.31米,出现月份5-11月;百年一遇洪水位为93.23米。
该场地地下水位变化幅度约6.92米。
根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001,根据丹江口市区域水文及气象资料,地基土的最大冻结深度<0.5m,通过调查并结合地区经验,取0.4m。
(二)地下水对混凝土腐蚀性评价
根据临近场地地下水水质分析成果SO42-=37.46mg/L<250mg/L;Mg2+=16.51mg/L<1000mg/L;PH值=7.7>6.5;侵蚀性CO2=0.5mg/L<15mg/L。
按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)环境类型水和地层渗透性水对砼结构的侵蚀性评价,该场地地下水和土对砼无侵蚀性。
场地水类型为重碳酸盐类、钙组、Ⅰ型。
。
六、场区地层地震效应
(一)地震
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),丹江口市地震基本烈度为6度,拟建物抗震设防烈度为6度,抗震设计分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,设计特征周期为0.35s。
为抗震不利地段。
(二)场地土类型及建筑场地类别
据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)及湖北省《岩土工程勘察工作规程》(DB42/169-2003)附录P查取各土层的剪切波速,杂填土①为软弱土,v=100m/s;圆砾②为中硬土,v=450m/s;强风化泥岩③-1和中风化泥岩③-2为坚硬土,v≥500m/s;经计算本场地土层的等效剪切波速约Vse=158.7m/s,根据本次地质钻探资料反映,该场地覆盖的层厚度约20.0m,场地土类型为中软土,场地类别为Ⅱ类;波速计算至20米,
场区建筑范围内土层等效剪切波速计算表5
钻孔编号
覆盖层厚
(m)
等效剪切波速
(m/s)
备注
K2
20.0
158.7
Vse=do/t
n
Σ
i=1
t=(di/vsi)
七、岩土工程分析和评价
(一)场地稳定性评价
场区为河流地貌,地形起伏较大,地质构造简单,上部为第四系人工回填土层,中部沉积一套第四系全新统(Q4)冲积形成的圆砾层、底部为第三系泥岩。
通过对该场地进行地貌单元及地质构造的工程地质调查,尚未发现滑坡、崩塌、冲沟、岩溶、砂土液化等不良工程地质现象,场地地层处于相对稳定状态。
建筑场地现高程为89.7-98.5米,场地整平高程为93.80米,西北部为填方区,东南侧为挖方区。
场地整平后,场地西北部回填土边坡最大高度为4.1米,东南侧(临近沿江路)挖方边坡最大高度为4.7米。
压实后的回填土层稳定边坡坡度可取32度。
建议场地周边边坡挡土构筑物采用重力式挡土墙。
(二)岩土设计参数的确定
场地各土层设计参数建议值根据动力触探和岩石点荷载等测试资料,参照《岩土工程勘察规范》GB50021-2001、《建筑地基基础技术规范》DB42/242-2003等综合确定。
根据以上取值,并结合我院经验,综合确定各土层岩土设计参数建议值,详见附表1:
岩土测试参数及建议值表。
(三)场地岩土层均匀性及适宜性评价
1、场地①层杂填土,结构松散,孔隙度变化大,含植物根絮,力学强度低,承载力特征值fak=40-80Kpa,Es=3.0-5.0Mpa,容重γ=18.0KN/m3,全场地分布,不能直接作拟建筑物天然地基持力层使用。
2、场地②层圆砾,承载力特征值fak=400Kpa,变形模量Eo=26.0Mpa,容重γ=19.5KN/m3,全场地均有分布,可作拟建筑物天然地基持力层使用。
3、场地③-1层强风化泥岩,承载力特征值fak=400Kpa,容重γ=23.0KN/m3,属高强度,低压缩性土,全场地均有分布,可为桩基础提供较高的侧摩阻力和桩端阻力。
4、场地③-2层中风化泥岩,承载力特征值fak=800Kpa,容重γ=24.5KN/m3,强度高,厚度大,分布均匀稳定,可为桩基础提供较高的侧摩阻力和端阻力,可为桩基础提供侧摩阻力。
(四)场地平整方案
建筑场地现高程为89.7-98.0米,场地整平高程为93.80米,西北部为填方区,东南侧为挖方区。
场地整平后,场地西北部回填土边坡最大高度为4.1米,东南侧(临近沿江路)挖方边坡最大高度为4.68米。
压实后的回填土层稳定边坡坡度可取32度。
建议场地边坡挡土构筑物采用重力式挡土墙。
场地回填时应清除有机物和腐植物。
1、回填料可选用碎石土或粘性土作为回填料,回填时应严格控制回填碎石直径,最大直径不得大于30cm,粘性土控制含水量。
2、压实标准:
压实系数λc=0.93-0.95。
3、施工:
不同的填筑材料应选择不同的施工机械,粘性土宜采用平碾、振动碾或羊角碾。
碎石宜采用振动碾。
施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。
一般情况下,分层铺填厚度可取200-300mm。
4、质量检验:
粘性土料施工质量检验方法可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验;碎石料可用重型动力触探检验。
并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。
压实系数也可采用环刀法、灌水法检验。
(五)建筑物地基基础方案评价
根据场地工程地质条件,并结合拟建物荷载特征。
1、建议采用人工地基,用碎石桩方法对场地进行地基处理;处理深度大于10米,对回填土进行处理,杂填土的天然孔隙比可取e0=0.90,要求处理至密实状态,即e1≤0.60。
桩土应力比n=2。
以处理后的人工地基作为持力层。
可采用筏板基础。
2、采用桩基础。
以②层圆砾层作为桩端持力层。
可采用机械钻孔灌注桩方法施工,桩端嵌入圆砾层深度大于2倍桩直径。
设计参数见附表1《场地土层设计参数建议值表》。
(六)机械钻孔桩竖向承载力特征值估算
根据《建筑地基基础技术规范》(DB42/242-2003)式10.3.3-2初步估算单桩竖向承载力特征值如下:
Ra=ψpqpaAp+upΣψsiqsiali
人工挖孔桩单桩竖向承载力特征值估算表表6
孔号
有效桩长
桩径
(mm)
ψpqpaAp
(KN)
upΣψsiqsiali
(KN)
Ra
(KN)
桩端
持力层
K9
11.0
800
544
248
792
②圆砾
K9
11.0
1000
785
336
1121
②圆砾
以上单桩竖向承载力特征值均为估算值,实际应用时应以试桩静荷载试验为准。
(七)施工注意事项
1、采用碎石桩处理地基时应控制好深度和贯入度。
2、钻孔灌注桩基础施工中,要控制好泥见浆浓度,避免断桩现象,设置观测点,确保施工安全。
钻至设计标高时,终孔后应清理好护壁上的浮土和孔底残渣、然后进行隐蔽工程验收,验收合格后应立即进行水下浇注桩身混凝土。
(八)经济技术比较
碎石桩施工速度快,投资相对较小;钻孔灌注桩施工难度大,工期长并且投资大,建议采用碎石桩对地基进行处理。
八、结论与建议
1、场地土类型为中软场地土,建筑场地类别为Ⅱ类;
2、丹江口市地震基本烈度为6度。
拟建物抗震设防烈度按6度考虑。
设计基本地震加速度值为0.05g,抗震设计分组为第一组。
设计特征周期为0.35s,拟建场地为可进行建筑的一般地段。
3、勘察期间,测得地下水稳定水位埋深为4-12m左右,为地下孔隙潜水位。
场区地下水对混凝土和混凝土结构中的钢筋不具侵蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。
4、场地整平方案:
①、回填料可选用碎石土或粘性土作为回填料,回填时应严格控制回填碎石直径,最大直径不得大于30cm,粘性土控制含水量。
②、压实标准:
压实系数λc=0.93-0.95。
③、施工:
不同的填筑材料应选择不同的施工机械,粘性土宜采用平碾、振动碾或羊角碾。
碎石宜采用振动碾。
施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。
一般情况下,分层铺填厚度可取200-300mm。
④、质量检验:
粘性土料施工质量检验方法可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验;碎石料可用重型动力触探检验。
并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。
压实系数也可采用环刀法、灌水法检验。
5、地基、基础方案:
⑴、建议采用人工地基,用碎石桩方法对场地进行地基处理;处理深度大于10米,对回填土进行处理,杂填土的天然孔隙比可取e0=0.90,要求处理至密实状态,即e1≤0.60。
桩土应力比n=2。
以处理后的人工地基作为持力层。
可采用筏板基础;⑵、采用桩基础。
以②层圆砾层作为桩端持力层。
可采用机械钻孔灌注桩方法施工,桩端嵌入圆砾层深度大于2倍桩直径。
6、基槽(孔)开挖后,应通知设计、质检、监理、施工和勘察等单位联合验槽(孔),发现问题,共同商量,及时解决。
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