《岩土工程勘察》课程设计指导书

《岩土工程勘察》课程设计指导书主讲人:张文东华理工大学土木与环境工程学院一课程设计目的与教学要求•岩土工程勘察是采用各种勘察手段和方法，对建筑场地的工程地质条件进行调查研究与分析评价。•岩土工程勘察是一门实践性很强的课程，课程设计是岩土工程专业重要的实践性教学环节，是学生走向生产第一线的桥梁。•课程设计必须强调理论与实践相结合，紧密联系工程实际。本次课程设计的目的•1.进一步巩固岩土工程勘察课程中有关的基本理论和基本知识；•2.掌握房屋及构筑物岩土工程勘察方案的制订，能根据场地条件、勘察阶段和建筑物特点，选择合适的勘察方法，并进行工作量布置；•3.掌握建筑场地岩土工程参数的数据处理方法，场地地基稳定性评价以及岩土工程勘察报告的编写；掌握钻孔平面布置图和工程地质剖面图的编绘。教学要求•1.要求同学要以认真、勤于思考的态度对待此次设计；•2.课程设计要求在一周时间内，在老师的指导下独立完成；•3.在设计前仔细阅读指导书所提供的技术资料；•4.提交文字报告和相应图件。报告应内容完整，表达清楚、文理通顺、书写工整；图件要求内容齐全，布局合理、美观。二、课程设计内容•某办公楼场地岩土工程条件评价•三、设计资料•（一）某办公楼岩土工程勘察课程设计资料1工程概况和勘察目的任务•该建筑物楼高12层，拟建地下室一层。•基坑埋深4m，占地面积约20×60m2，拟采用基础为筏基础或桩基础。•柱底最大轴力8000KN，结构拟采用框（剪）结构。•本次工程勘察属一次性详细勘察。•目的在于查明拟建建筑物场区内岩土体的分布情况，岩土层的均匀性及物理力学性质，查明地下水位埋藏情况。•为工程基础设计等提供可靠的场地工程地质条件依据。勘察任务技术要求•（1）判明建筑物场地内及其附近有无影响稳定性的不良地质现象；•（2）查明建筑物场地内地层结构、均匀性，以及各层岩土的物理力学性质，提供地基承载力的可靠数据，讨论选择合适的持力层；•（3）查明地下水的埋藏情况；•（4）进行场地与地基的地震效用评价；•（5）对地基基础方案进行选择论证。•勘察孔数和孔位由设计部门布置,共布置钻孔8个（见勘探点布置图）。•以zk7孔口高程假设为40.00m，各钻孔孔口高程均以此为标准量测其相对高程。•本次勘察采用（长探）GY-50-1型钻机，采用冲击、回转等方法钻进，表1完成的实物工作量表钻探水文地质原位测试室内测试钻孔数(个)土层进尺(米)岩层进尺(米)稳定水位观测(次)标准贯入试验(次)土样常规分析(组)岩石饱和单轴抗压强度(组)•本次勘察执行《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）•《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）•《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)、•《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)等的技术要求。2场地地形地貌及周围环境概况•勘察场地位于河流阶地上，地势较为平整。•工程勘察场地地貌为河流Ⅱ级阶地。•根据测量成果，各勘探孔涉及的场地自然地面标高39.05–40.50m。•施工期间，场地原有建筑正在拆除，部分地段垃圾堆填较高。•场地位于某市中心地带，紧邻城市道路及现有建筑,拟建物距现有建筑及道路边线距离一般为10m左右(最近约5.0m)。•工程设计和施工应考虑环境条件的影响。3场地地层及主要物理力学性质•3.1地层分布•经钻探揭露的资料表明，本场地上部覆盖有近期人工堆积的杂填土、第四系粉质粘土、粉砂、淤泥质土、粉土、细砂，下部为白垩系紫红色泥质粉砂岩，钻孔揭露至基岩中等风化层。•现将本场地所揭露的地层自上而下分述如下：•层-杂填土：分布于整个场地。灰黑色，主要为粘性土夹少量细砂、砖瓦等，松散，饱和。•层-粉质粘土：褐黄、褐红色，硬塑，较湿，含浅黄色条带，具有网纹状结构，较致密。•层-粉砂：分布于整个场地。褐黄色，颗粒较均匀，级配不良，泥质胶结，稍密，饱和。•层-粉土：黄色夹红色，可塑，饱和，粘粒含量，粉砂感强，摇振反应明显。•层-淤泥质土：灰黑色，软塑-流塑，饱和，含少量粉砂，有腥臭味。•层-细砂：黄褐色，颗粒不均匀，含少量砾石，稍密，饱和。•-1层-全风化粉砂岩：暗红色，风化强烈，岩石结构已基本破坏，呈粉土、粉砂状，中密。•-2层-强风化粉砂岩：红色，结构面呈黑色，泥质胶结，岩质较软，手可折断，岩芯呈碎块状-短柱状，Lmax=12cm，RQD10%。•-3层-中等风化粉砂岩：红色，结构面呈黑色，泥质胶结，岩质较硬，锤击声较脆，岩芯呈碎块状，短柱状-中柱状，Lmax=38cm，RQD=20-40%。本层未揭穿。3.2主要岩土层的物理力学性质•根据原位测试，岩土取样、分析测试确定该场地主要岩土层的物理力学指标列入下表2表2粉质粘土土工实验成果土样编号取样深度(m)天然含水量W(%)密度(g/cm3)土粒比重孔隙比e液性指数IL压缩系数a(MPa-1)压缩模量ES(MPa)凝聚力C(kPa)内摩擦角(度)ZK1-11.50-1.9023.51.972.710.680.130.189.187.022ZK2-12.30-2.7024.51.962.700.700.150.2010.218.523ZK3-12.20-2.6023.21.972.710.720.140.219.708.124ZK4-11.30-1.7024.61.972.700.730.160.1911.309.522ZK6-12.10-2.5025.11.982.710.750.180.2310.508.623ZK7-11.90-2.3026.21.972.720.780.160.229.859.222rkfrkraffrrmrkffrmf)678.4704.1(12nn表3粉砂岩饱和单轴抗压强度试验结果统计表岩石地基承载力特征值：—岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa）—折减系数，对较完整岩体取0.2—0.5，破碎岩体取0.1-0.2。—岩石饱和单轴抗压强度平均值（kPa）序号名称样本数(个)变化范围(MPa)均值(MPa)标准差Σ(MPa)变异系数δ(MPa)备注-2强风化71.5—2.941.950.45-3中风化85.50—13.136.751.66表4标准贯入试验分层统计表层号岩性孔号孔深钻杆长度（m）击数N承载力特征值fak(kPa)实际平均值粉质粘土ZK12.20-2.503.0015ZK21.45-1.753.0015ZK31.60-1.903.0015ZK42.20-2.503.0013ZK51.95-2.253.0014ZK61.50-1.803.0015ZK72.70-3.003.5013ZK82.40-2.703.0013粉砂ZK13.60-3.904.90-5.204.205.5079ZK23.45-3.754.50-4.804.205.5088ZK33.70-4.005.20-5.505.005.80810ZK44.35-4.655.70-6.005.006.5098ZK54.25-4.555.75-6.055.006.5089ZK63.70-4.005.30-5.604.606.50910ZK75.10-5.406.10-6.406.007.0099ZK84.50-4.805.80-6.105.506.80810粉土ZK24.65-4.956.0010ZK35.50-5.806.0010ZK45.65-5.956.509ZK55.45-5.756.0011ZK65.60-5.906.5010ZK76.10-6.407.0010细砂ZK17.65-7.956.0010ZK37.60-7.908.0011ZK48.20-8.509.0010ZK58.00-8.308.5011ZK68.50-8.809.0097-1全风化ZK28.00-8.309.0015ZK49.50-9.8010.0018ZK69.70-10.0010.0021ZK710.00-10.3010.0019表5粉质粘土层标准贯入试验统计表（杆长修正后）序号名称样本数(个)统计样本数(个)标准差σ变异系数δ范围值(击)均值(击)粉质粘土粉砂粘土⑥粗砂-1全风化表6土工试验结果统计表统计值天然含水量W(%)容重(kN/m3)土粒比重孔隙比e液性指数Il压缩系数av(MPa-1)压缩模量Es(Mpa)凝聚力C(kPa)内摩擦角(度)统计样本数变化范围均值变异系数标准值v表7土层剪切波速试验成果表土的类型土层剪切波速(m/s)杂填土90粉质粘土180粉砂150粉土170淤泥质土80细砂200全风化500表8主要岩土层承载力表地层编号岩土层名称承载特征值fak(kPa)标贯试验土工试验饱和岩石抗压强度建议值粉质粘土粉砂粉土淤泥质土细砂-1全风化-2强风化-3中等风化4场地水文地质条件•本场地地下水位埋深较浅，为0.80m，上层滞水赋存于:•层杂填土，受大气降水补给明显，地下水位变化受季节气候影响较大；•第四系孔隙潜水主要赋存于层-粉细砂层及层-细砂中，渗透系数为。•根据场地下水分布特征，结合地区建筑经验，本场地地下水对混凝土无腐蚀性。5场地稳定性•勘察过程中，拟建场地及周围未发现池塘、暗滨、地下洞穴等其它任何不良地质现象分布，场地稳定性较好。•本场地地震烈度为8度，设计地震第一组。表9地基（岩）土层桩基承载力参数表岩土名称预制桩承载力参数钻孔灌注桩承载力参数桩周土极限侧阻力标准值桩端土极限端阻力标准值桩周土极限侧阻力标准值桩端土极限端阻力标准值qsik(kPa)qpk(kPa)qsik(kPa)qpk(kPa)粉质粘土粉砂粉土淤泥质土细砂全风化强风化中等风化钻孔号土层钻孔1钻孔2钻孔3钻孔4地面标高：39.10m地面标高：39.05m地面标高：39.10m地面标高：39.90m层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)杂填土38.150.9538.051.0038.101.0038.801.10粉质粘土36.302.8035.953.1035.603.5036.653.25粉砂32.406.7032.406.6531.907.2032.357.55粉土30.358.7530.108.9530.009.1030.259.65淤泥质土29.159.9529.109.9528.7010.4029.0510.85细砂26.5512.5526.3012.7526.1013.0026..4513.45粉砂岩全风化25.4513.6525.3013.7525.0014.1025.4514.45粉砂岩强风化23.4515.6523.1515.9022.8016.3023.8016.10粉砂岩中风化17.9021.2017.9521.1018.3521.55附表1场地各钻孔揭露的岩土层分布情况表钻孔号土层钻孔5钻孔6钻孔7钻孔8地面标高：39.90m地面标高：39.90m地面标高：40.00m地面标高：40.50m层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)层底标高(m)层底深度(m)杂填土38.501.4038.901.0038.701.3039.101.40粉质粘土36.903.0037.202.7036.353.65.36.903.60粉砂32.557.3532.557.3532.107.9032.707.80粉土30.509.4030.409.5030.0010.0030.5010.00淤泥质土29.1510.7529.1010.8028.8011.2029.4011.10细砂26.5013.4026.3013.6027.2012.8027.2013.30粉砂岩全风化25.3014.6025.1014.8026.0014.0026.0014.50粉砂岩强风化22.8017.1022.717.223.7016.3024.3016.20粉砂岩中风化18.4021.6019.0021.506提交的报告和图件•