秦皇岛市某污水处理厂岩土工程勘察报告 12页

1.前言1.1工程概况受XX（天津）市政环境工程有限公司的委托，秦皇岛市XX岩土工程有限公司承担了其拟建的秦皇岛市XX区污水处理厂的岩土工程勘察工作。该工程安全等级、场地等级和地基等级均为二级。岩土勘察等级为二级。本次勘察为施工图设计阶段的详细勘察。本次勘察拟建的建（构）筑物特征见表1-1。建构筑物特征一览表表1-1序号名称单位数量地上层数结构基础类型埋深（m）安全等级1粗格栅套21沉井10.0二2进水泵房座11沉井10.0二3细格栅套21现浇砼2.5二4旋流沉砂池座2现浇砼3.5二5曝气池座2现浇砼3.0二6沉淀池座4现浇砼4.0二7加氯间座11框架二8接触池座1现浇砼3.0二9回流,剩余污泥泵房座11现浇砼3.5二10贮泥池座1现浇砼2.0二11污泥浓缩脱水机房座11框架二12鼓风机房座11框架二13综合楼座12框架二14锅炉房座11框架二15机修车间，汽车库座11框架二16仓库座11框架二17变配电室座11框架二18传达室座11框架三19自行车棚座11三1.2勘察目的和要求（1）查明建筑物范围内各岩土层的类别、结构、深度、分布、厚度、坡度、和岩土工程特性。（2）查明拟建建筑物场地内有无影响工程稳定的不良地质现象，分析评价场地的稳定性。\n（1）查明地下水的埋藏条件、水位变化幅度、地下水类型，判定地下水对建筑材料的腐蚀性，提供基坑开挖和降水设计的水文地质参数。（2）划分场地土类型和建筑场地类别，评价与预测地震效应。（3）提供地基土的物理力学性质指标，岩土的强度参数、变形参数及地基承载力的建议值。（4）对地基和基础设计方案提出建议，评价基础施工的环境影响，提出防治措施的建议。1.3勘察依据l《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）l《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）l《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）l《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）l《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）l《原状土取样技术标准》（JGJ89-92）l《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）l《岩土工程勘察报告编制标准》（CECS99:98）l《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-91）l勘察委托任务书1.4勘察方法和勘察工作量根据工作目的与要求编制了勘察工作技术纲要，按二级岩土工程勘察详勘阶段的技术要求布置勘察技术工作。勘探孔数量、位置、深度均由工程设计单位（中国市政工程华北设计研究院）确定，共布置勘探孔27个，主要技术方法为现场调查、工程钻探、原位测试和取样分析。\n依据勘察纲要及工程合同对工期的要求，结合场地施工条件，我公司共投入两台（套）外业施工设备，即一台DPP-100型和一台G2型工程钻机，采用泥浆护壁回转和锤击钻进、薄壁取土器静压和重锤轻击取样工艺，原位测试以标准贯入和动力触探为主，采用野外钻探、原位测试、室内土工试验等综合方法进行勘察评价，完成的主要外业工作量如表1-4。　　　　　　　　外业工作量统计表表１-4钻探标准贯入试验(次)重型动力触探(m)波速试验（m）取样(件)孔数(个)进尺(m)原状土扰动土27503.6510391.7020.04558需要说明的是：本次勘察利用了初勘的部分资料，包括两个水样分析资料和一个波速孔的测试资料。1.5勘察进程1.5.1野外作业：2002年10月17日~11月16日（因场地农作物收割其中停工15天）1.5.2提交报告：2002年11月20日2.勘察场地工程条件2.1场地位置及地形地貌场地位于秦皇岛市XX区港城大街东段南侧，龙港路西侧，原XX区污水处理厂北侧，场地地面较平坦，原地面大部分为农田（水稻田），勘察期间场地地面标高为2.67~4.07m，最大高差1.40m。场地北侧距场地边缘约40m有一天然水塘。本报告标示的孔口高程为绝对高程，高程基准点取自场地东北侧煤检办公楼西门厅西南角标识点ⅢBM76处，基准点高程海拔为3.490m。场区地貌属泻湖洼地。2.2气候\n秦皇岛市属暖温带半湿润季风型大陆性气候。本区地处冰冻区，标准冻土深度85cm。本区多年平均降雨量698.5mm，年最大降雨量1273.5mm（1969年），每年降雨多集中在7~8月份，占全年的35%。本区主导风向受季风控制，冬季多北风和东北风，夏季多西南风和南风，全年平均风速4.5m/s，最大风速为东北风，风速可达18m/s。夏季平均最高气温33.0～33.60C，冬季1月份最冷，平均最低气温-8.50C,极值-24.30C(2000年1月)。2.3地层岩性本次勘察查明在钻探所达深度范围内，场地地层上部属第四系松散堆积物，主要以杂填土、耕植土、粉细砂、粉土、粉质粘土、中粗砂、圆砾等为主，其下部为太古界混合花岗岩风化层，按其成因及物理力学性质差异，将场地所揭露的地层划分为9个工程地质层，现分述如表2-3。表2-3层号时代成因岩土名称层面标高(m)厚度(m)岩性描述①1Q4ml杂填土2.67~4.070.40~4.80灰褐色~杂色，湿，松散，主要由粘性土、砂性土、灰渣、碎砖头、碎石、煤渣及少量生活垃圾等组成，分布较连续，厚度不均，回填时间3年左右。①2Q4pd耕植土2.20~3.570.40~0.80灰褐色，松散，湿，由粉土混砂等成分组成，含植物根系，分布不连续。②Q4mc粉细砂-0.73~2.870.50~3.50灰褐色~灰黄色，湿~饱和，松散，长英质，级配较差，均粒，含粉土薄层和粘粒，分布连续。③Q4mc粉土-2.53~1.500.70~3.90灰黄~灰色,湿，稍密~中密，含淤泥质土和砂粒及少量贝壳碎片，分布连续。④Q4mc粉土-3.93~0.460.40~2.00灰~灰褐色~灰绿色，湿，中密，夹粉质粘土薄层，混砂粒,分布不连续。⑤Q4al+pl粉细砂-4.91~1.180.40~4.30黄褐色,松散，饱和，长英质，均粒，含粘粒，级配较差，分布连续。⑤1Q4al+pl粗砾砂-3.50~2.190.50~1.50黄褐色，中密，饱和，长英质，混粒，分布于第⑤层粉细砂中，仅见于15、16、21、22号钻孔附近。⑥Q4al+pl粉质粘土-7.51~4.540.40~3.40黄褐色，可塑，具铁染，含砂粒，分布连续。⑦Q3al+pl中粗砂-9.17~5.930.40~3.10黄褐色，饱和，中密，长英质，混粒，级配较差，夹有砾砂和卵石薄层，分布不连续，局部缺失。⑧Q3al+pl圆砾-10.04~6.44大于2.20\n黄褐色，中密~密实，饱和，主要成分为火山岩，部分为灰岩，圆砾呈圆形或亚圆形，由粘性土及中粗砂充填，局部轻微胶结，分布连续。⑨Ar强风化混合花岗岩-15.21~11.94未揭穿黄褐色，中粗粒花岗结构，块状构造，主要成分为长石、石英、云母等矿物组成，组织结构已大部分破坏，岩体呈碎块状，夹伟晶岩脉。2.4地下水2.4.1地下水类型及埋藏条件本区位于地下水的径流区，由北向南流动。地下水可分上下两个含水层组。第一含水层组：上部为第四系松散堆积物中的孔隙潜水，主要含水层为第②层粉细砂、第⑤层粉细砂。第③层粉土属弱含水层，第⑤-1层粗砾砂，由于含粘性土较多，透水性及富水性均较差。第二含水层组：下部弱承压水，主要含水层为第⑦层中粗砂及第⑧层圆砾。其中第⑦层透水性较好，第⑧层圆砾，因含较多粘性土，透水性较差。地下水主要补给源为大气降水和侧向径流补给，排泄方式以蒸发和侧向地下径流为主。勘察期间，所有钻孔中均见地下水，上层稳定地下水埋深0.53~1.95m，相应地下水位标高为1.74~2.27m。下层承压水，根据水文地质试验井观测，水位标高为0.68~0.89m。本场地西北侧，有一由西向东分布的长条形水塘，长约200m，宽30~50m，该水塘为市区排洪河在雨季排洪不畅的情况下的蓄洪洼地，现水深1~2m，水面标高2.19m。本场地上层潜水受排洪洼地水的补给，水位变化与其关系密切。2.4.2水文地质试验根据本工程基坑开挖的需要，共布置了两个含水层组的抽水试验，由于场地西部有南北灌渠的阻隔，抽水井只好布置于东部场地。共打了三口深井及两口浅井，成南北向布置。第一含水层组抽水试验，含水微弱，水量很小，抽水1\n小时后井水即疏干，而且恢复很慢，试验未继续进行。第二含水层组进行了完整井稳定流，带有两个观测孔的抽水试验，共进行了两个降深，其单井涌水量Q=16.9m3/h，单位涌水量q=3.36m3/h·m，平均渗透系数=0.360m/h（8.6m/d），详见抽水试验综合成果图表。2.4.3地下水动态特征地下水位将受季节性降水和地表水体影响变化浮动，其中主要是对第一含水层组影响较大。地下水位年最大平均变幅约为1.00m。本地区丰水期在6-9月份，一般至8月下旬地下水位达到最高值，枯水期间最低水位约在每年的5月。勘察期间处于平水位期。2.4.4水质评价根据初勘ZK4和ZK22号钻孔现场取水样的水质简分析报告结果，地下水类型属Cl-SO4+HCO3-Na型，PH=8.0，属偏碱性水。秦市属冰冻区，Ⅱ类环境，按地层渗透性及腐蚀介质Mg2+、SO42-及侵蚀性CO2的含量，依据规范标准评价，地下水对混凝土具有弱腐蚀性，在干湿交替条件下对混凝土结构中的钢筋具有中等腐蚀性，对钢结构有中等腐蚀性。应采取相应的防护措施。3.场地地震效应3.1抗震设计参数根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中的有关规定，本场地的抗震设计参数如表3-1。抗震设计参数表3-1县区抗震设计烈度设计基本地震加速度设计地震分组标贯锤击数基准值XX区70.10g第二组83.2建筑场地类别\n根据本次勘察的17号钻孔和初勘时ZK2号钻孔的实测剪切波速资料，按照《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第4.1.5条的规定，计算场地土层等效剪切波速，详见表3-2。主要土层剪切波速试验结果统计表表3-2孔号层号岩土层名称层底深度（m）层厚（m）剪切波速值υs（m/s）传播时间（s）等效剪切波速υse（m/s）ZK2①耕土0.600.60730.008212.8②粉细砂2.702.101420.015③粉土4.702.001130.018④粉土5.600.901540.006⑤-1粗砾砂6.100.501730.003⑤细砂8.001.902470.008⑥粉质粘土9.901.902760.007⑧卵石15.205.303030.018⑨强风化混合花岗岩16.501.303880.003⑨强风化混合花岗岩20.003.504390.00617①-1杂填土1.401.41290.011180.2②粉细砂2.000.61290.005②粉细砂2.600.693.50.006③粉土3.00.493.50.004③粉土4.01.0108.00.009③粉土5.01.096.70.010③粉土5.80.886.80.009④粉土6.00.286.80.002④粉土6.70.7102.00.007⑤粉土7.00.3102.00.003⑤粉土9.02.0233.00.009⑤粉土9.20.2205.00.001⑥粉质粘土11.01.8205.00.009⑧圆砾13.02.0271.00.007⑧圆砾15.02.0286.00.007⑧圆砾17.02.0396.00.005⑧圆砾17.90.9407.00.002⑨强风化混合花岗岩19.01.1407.00.003⑨强风化混合花岗岩20.01.0410.00.002根据表3-2计算结果表明，该场地20.0m深度范围内的平均等效剪切波速为196.5（m/s），综合评价场地土类型为中软场地土。场地覆盖层厚度20.0m~21.0m，属于大于等于3.0m小于等于50.0m范围，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）第4.1.6条判定，该建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.40s。该建筑场地位于秦皇岛市抗震设防区划中的C区。\n3.3液化判别按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中的规定，对场地内可液化的饱和砂土层进行了初判。粉土的粘粒含量均大于10，可判为不液化土；第②、⑤层粉细砂为可液化土层，需进一步进行液化判别，故采用标准贯入试验进行判别，结果表明该场地内的第②、⑤层粉细砂均为可液化土层，场地平均液化指数为12.1，属中等液化场地，其判别结果见表3-3.砂土液化计算表表3-3孔号土层名称及编号地下水位深度（m）标贯深度(m)厚度（m）实测值(击)临界值(击)是否液化液化指数(ILE)液化指数(ILE)单孔平均5②粉细砂0.701.301.0087.7×15.912.1②粉细砂0.702.30　　0.70　　4　8.5　√3.7⑤粉细砂0.706.401.60611.8√6.8⑤粉细砂0.707.801.40612.9√5.48②粉细砂0.701.801.3075.1√1.88.6②粉细砂0.705.300.801110.9×⑤粉细砂0.706.301.401911.7×⑤粉细砂0.708.102.10713.1√6.811②粉细砂0.402.301.4068.1√3.611.5②粉细砂0.403.300.7049.5√4.1⑤粉细砂0.408.000.50613.3√3.819②粉细砂0.601.301.3097.8×12.1⑤粉细砂0.605.600.85611.2√3.7⑤粉细砂0.606.901.25712.2√4.3⑤粉细砂0.608.101.10613.2√4.122②粉细砂0.891.601.1537.8√7.118.3②粉细砂0.892.501.1548.5√6.1⑤粉细砂0.897.801.90812.7√5.126②粉细砂1.162.801.1078.5√1.96.3⑤粉细砂1.168.400.95913.0√1.9⑤粉细砂1.169.900.95714.2√2.5注：地下水位深度按年平均最高水位计取。3.4地段类别判定根据抗震规范第4.1.1条判定，该场地属于对建筑抗震的不利地段和在地震条件下的不稳定场地。4.岩土参数的统计分析各岩土层的主要物理力学性质及原位测试统计结果见表4-1《物理力学指数统计表》。现场取样室内土工试验结果见《土工试验成果表》。\n本报告各项岩土参数指标的统计均是剔除异常数据后的最后统计结果。根据表4-1，从各土层主要力学性质测试指标（砂土的N值，粘性土和粉土的Es值）可以看出：第②层细砂δ>0.3，为高变异性土层，力学性质不均匀；第③层粉土δ<0.2，变异性低，力学性质较均匀；第④~⑦层各土层变异系数均小于0.3，属中等变异性土，力学性质较均匀。5.岩土工程分析评价5.1岩土层的工程性质本场地第①层杂填土和耕植土，成分较复杂，呈松散状态，物理力学性质差，无工程利用价值；第②层粉细砂：松散，饱和，厚度不均匀，属液化土层；第③层粉土：稍密~中密，湿，部分地段含淤泥质土，属中压缩性土层；第④层粉土：中密，湿，分布不连续，属中压缩性土层，按③、④两层所处的位置，将成为本工程绝大部分构筑物的基础持力层；第⑤层粉细砂：松散，饱和，液化土层；第⑤1层粗砾砂：饱和、中密，呈透镜体分布于第⑤层中；第⑥层粉质粘土：可塑，属中压缩性土层；第⑦层中粗砂：中密，局部稍密，分布较连续；第⑧层圆砾：中密~密实，层位稳定，层顶面较平缓，本层可选作为粗格删和进水泵房的基础持力层；第⑨层强风化混合花岗岩：层位稳定，层面较平缓，力学性质好，强度高。5.2岩土层地基承载力及变形参数根据室内外勘察测试资料综合分析确定各岩土层承载力标准值及压缩模量见表5-2。岩土层地基承载力及压缩模量一览表表5-2层号岩土层名称承载力标准值fk(kpa)压缩模量Es(Mpa)\n②粉细砂90∴5.5③粉土704.0④粉土1005.0⑤粉细砂105∴7.0⑤1粗砾砂300∴25.0⑥粉质粘土1806.0⑦中粗砂250∴23.0⑧圆砾400∴35.0⑨强风化混合花岗岩550注：∴根据原位测试指标换算的经验值5.3场地的稳定性和建筑的适宜性评价本场地在同一地貌单元和水文地质单元内，地层基本水平分布。地层岩性较复杂，层次多，且厚度不均匀。均匀性和密实度均较差，场地为中等液化场地，属抗震不利地段；地下水埋藏浅，且对混凝土具弱腐蚀性；基岩岩体基本完整，局部起伏平缓，勘察中未发现断裂构造破碎带。综合评价属工程地质条件较差的非稳定场地，但适宜本工程建设。6.结论及建议（1）根据勘察结果表明，该场地上部地层结构较复杂，层次多，厚度不稳定，上部各土层均匀性和密实度较差。综合评价该场地工程地质条件较差。（2）该区地震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅱ类，为中等液化场地，抗震不利地段，属于在地震条件下的不稳定场地。（3）本区标准冻土深度0.85m。（4）根据场地工程地质条件和拟建筑物的特点地基基础可采用如下天然地基方案：a.粗格栅、进水泵房埋深10.0m，可以第⑧层圆砾作持力层，承载力fk按400kpa进行设计，可采用沉井法进行施工，沉井外壁摩阻力见表6-1.沉井外壁摩阻力表6-1层号岩土层名称土与沉井外壁的单位摩阻力f(kpa)下沉系数备注\n①1杂填土101.10采用泥浆助沉时为4①2耕土13②粉细砂12③粉土11④粉土13⑤粉细砂15⑥粉质粘土20⑦中粗砂20⑧圆砾25b.自行车棚、传达室可以第②层粉细砂作持力层，按fk=90kpa进行设计。c.上述构筑物以外的其它建（构）筑物，由于基础埋深较浅（<4.0m）相应深度的土层为第②层细砂和第③层粉土。前者为液化层，后者为软弱土层，压缩性高，不适宜直接作基础持力层，建议采用振冲置换碎石桩对地基进行处理，处理深度至第⑤层底面。处理后的复合地基承载力应满足设计要求，并消除7度地震烈度下的地震液化。（5）工程降水，粗格栅和进水泵房（1、2号建筑物）由于基坑深度大，应采用管井降水。其余基础埋深小于4.0m的建筑物，可采用浅井或轻型井点降水，也可考虑布置深井抽水、浅井作渗水井相结合的降水方案，降低水位来疏干浅层地下水。基坑降水可按抽水试验成果资料取值，建议综合渗透系数K取9m/d，影响半径R取80m。基坑降水，水位应降至基底下0.5~1.0m为宜。各土层渗透系数建议值如表6-2。各土层渗透系数建议值表6-2层号岩土层名称渗透系数K(m/d)①1杂填土5~10①2耕土0.1~0.5②粉细砂3~5③粉土0.1~0.5④粉土0.1~0.5⑤粉细砂1~3⑥粉质粘土0.05⑦中粗砂12⑧圆砾10\n(6)建议粗格栅和进水泵房采用沉井法施工，沉井一般靠自重下沉，当摩阻力较大时，为减少井壁摩阻力，可增加配重助沉，为使沉井顺利下沉，沉井重量必须大于井壁与土体间的摩阻力，一般约大于25％。为防止沉井突然下沉或减少突然下沉幅度，除结构设计应符合有关规定外，当锅底挖的越深，突沉量也随之增加，所以当沉井不沉时，应对井壁外侧采取破坏摩阻力的措施，不得将锅底开挖过深。其余基础小于4.0m埋深的建筑物，可按1：1放坡开挖，没有环境影响。（1）建议先施工1粗格栅、2进水泵房，后施工3细格栅和其它建筑物。（2）拟建场地北侧蓄洪水塘对本场地地下水位的影响要给以充分注意，施工前应该将水引出场地以外，防止地表水流入场区，如无法解决，应对地下结构采取切实可靠的抗浮措施。（3）地下水质对混凝土具弱腐蚀性，应按岩土规范第13.4.1的要求，采取一级防护措施。（10）最高抗浮水位，可按现有平均水位2.0m，再提高1.0m即3.0m。（11）基槽开挖到设计标高后，应注意保护好基底土层不受扰动，作好钎探并及时通知我公司派人验槽。采用振冲处理的场地，应按要求进行检测并确保处理质量满足设计要求。