地基与基础工程施工指南

1 前 言

受××市××学校的委托，我院对其拟建的××市××职业中等专业学校场地进行了详勘阶段的岩土工程勘察。野外工作于2010年3月4日进行，于3月5日进入室内资料整理和土工试验工作阶段，3月9日提交正式勘察报告。

1．1 工程概况

拟建工程场地位于××市××学校院内。平面分布呈矩形，南北向展布，东西宽12．60m，南北长100m，高三层，具体的上部荷载不详，基础形式待定。

1．2 勘察目的与任务

本次勘察为详细勘察，目的是为施工图设计提供相关的岩土工程资料，主要任务是：

（1）查明建筑场地勘察深度范围内各土层的岩性、结构、厚度、分布情况及其工程地质性质。

（2）提供勘探深度内各土层的物理力学性质指标、原位测试成果、承载力特征值及其地基基础设计所需岩土的技术参数。

（3）查明场地内有无不良地质现象，以及发展趋势及危害程度，并提出评价及整治所需的技术参数和建议性方案等。

（4）查明场地浅层地下水类型、埋藏情况以及对基础施工的影响，判别地下水及土对砼及钢结构的腐蚀性，分析基坑开挖降水的可能性及对周围环境的影响，提供降低地下水位的有关资料及降水方案建议。

（5）对地基土的工程性质做出分析与评价，对基础类型及埋深提出初步建议。

（6）提供地基变形计算参数，估算沉降。

（7）划分场地土类型及建筑场地类别，提供抗震设计有关参数。

2 勘察方法及勘察工作量

2．1 勘察工作依据

本次勘察的主要技术依据为：

（1）勘察合同；

（2）委托方现场指定的拟建物平面位置；

（3）《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）；

（4）《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）；

（5）《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001），2008年版；

（6）《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2004）；

（7）《土工试验方法标准》（GB／T50123—1999）；

（8）《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87—92）；

（9）《原状土取样技术标准》（JGJ89—92）；

（10）其他相关规范、规程及标准。

2．2 岩土工程勘察等级

按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）规定，确定本工程重要性等级为三级，场地复杂程度等级为三级、地基复杂程度等级为二级，综合确定岩土工程勘察等级为乙级。

2．3 勘察工作量的布置

依据上述规范、规程要求，勘探点间距以满足地基复杂程度等级为二级、勘察阶段为详勘要求为原则，沿拟建物基础边线及角点，共布设各类勘探点10个（由于已有建筑物未拆除，个别勘探孔勘探位置稍有偏异），一般性勘探孔深度8．0m，控制性勘探孔深度12．0m，勘探点间距12．60～24．75m。

2．4 勘探点定位及高程

根据委托方现场指定的拟建建筑实地位置，我院采用经纬仪定向和钢尺测距，进行了勘探点的定位。

各勘探点高程采用相对高程，以场地东部三层教学楼室内地坪上一点为基准点，假设其高程为±0．00m，各勘探点孔口高程均由该点引测而得，各勘探点孔口高程详见附表1。

附表1 勘探点孔口高程一览表

续表

注：以下本文中所述高程均为相对高程。

2．5 勘察方法

采用钻探、取土试验和原位测试相结合的综合方法进行。

（1）钻探与取样。钻探采用DPP100－4HD型车装液压回转钻机，水位以上干作业螺旋钻进和水位以下泥浆护壁法相结合，原状土样用静压法和重锤少击法取样。

（2）原位测试。静力触探试验使用ZJYY－20A型双桥静力触探车液压连续贯入， LMC－D310型静探微机自动进行数据采集与资料处理。

标准贯入试验采用63．5kg自由落锤分层次试验。

（3）土工试验。对场地各土层采取原状土样，进行了常规物理力学性质试验、直剪快剪试验及压缩固结试验，对粉土进行了颗粒分析试验。

2．6 完成的勘察工作量

本次勘察共实际完成各类勘探孔10个，勘察总进尺96．0m。完成的工作量见附表2。

附表2 完成工作量一览表

3 岩土工程条件

3．1 场地地形地貌

勘探场地范围内地形基本平坦，勘察期间实测各勘探孔孔口最大高差0．61m。

场地在地貌上属黄淮冲积平原地貌单元，勘探深度内的场地地层属第四系全新统河流相沉积。

3．2 区域气候资料

勘察区地处北纬34度，为华北平原之东南部，属暖温带季风气候区，半湿润半干旱大陆性气候，一般春旱秋雨，夏热冬寒，四季分明。夏季多东南风，冬季多西北风，年平均风速3．4m／s，最大风速20m／s。

根据××市（县）气象站（1957—2004年）气象资料：

降水量：多年平均降水量为836．3mm，年最小降水量为235．4mm（1988年），年最大降水量为1518．6mm（1963年），年内降水分配不均，多集中在7、8、9三个月份，占全年降水量的56％左右，干旱年周期和丰水周期一般5年左右。

蒸发量：多年平均蒸发量为1656．1mm，年最大蒸发量为2087．0mm（1968年），年最小蒸发量为1156．7mm（2003年）。6～8月份多年平均蒸发量为678．6mm，占全年蒸发量的39％左右；12月份至次年2月份，多年平均蒸发量为180．2mm，占全年蒸发量的10％左右；多年平均蒸发量是降水量的2倍，年最长无雨期150天（1968年）。

气温：多年平均气温14．2℃，日最高气温41．5℃（1972年6月11日），日最低气温－23．4℃（1969年2月5日）。

湿度：年平均湿度71％左右。

3．3 场地水文地质条件

本场地浅层地下水补给主要为大气降水垂直入渗补给。排泄方式主要为蒸发和人工开采。本区降水量的大小直接控制了浅层地下水的水位埋深的变化，雨季水位抬升，旱季水位下降，一般情况下，区内浅层地下水低水位期出现在5～6月份，7月份受大气降水的影响水位迅速上升，但降水渗入补给地下水的时间会出现滞后，高水位期出现在7月份下旬至8月份，水位年变幅约2m。

经钻探揭露，场地勘探深度内的地层岩性主要为粉质黏土、粉土。勘察期间实测孔内场地浅层地下水位埋深2．20～2．40m，属潜水，主要赋存于第①层粉质黏土裂隙及其下部各层粉质黏土层，受粉质黏土层内钙质结核影响，土层的渗透性较好，根据区域性抽水实验资料，单位涌水量为2．90～6．47m3／h·m，渗透系数为53．66～193．92m／d，属中强富水层。

根据区域性水位观测资料，本工程抗浮设计水位标高可取－1．00m。

3．4 场地土质、地下水质腐蚀性评价及地基土的冻胀性

××省干燥指数小于1．5，属于湿润区。根据《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）中G．0．1表的有关规定划分，本场地环境类型为Ⅲ类。

据已有场地附近水质资料，场地浅层地下水质类型为重碳酸钠镁型，中性，地下水质对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

据已有场地附近资料，场地土质对混凝土结构、钢结构及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

场地土属于季节性冻土，根据区域资料分析，本区降霜和冰冻期11月份至翌年3月份，土壤最大冻深为21cm，一般为10cm左右，为不冻胀土。对于不冻胀土的基础埋深，可不考虑冻深影响。

3．5 场地地层划分及其特征

场地地层为第四系全新统河流相沉积层，其岩性主要为粉质黏土、粉土等。根据钻探取芯、室内土工试验和原位测试成果综合分析，将勘探深度范围内的场地地层划分为4层，现自上而下依次叙述如下：

①粉质黏土（Qal4）：场地内普遍分布；层底标高－4．10～－3．30m，层厚2．85～4．00m；以褐黄色为主，顶部夹有灰黑色薄层，色杂；可塑，中压缩性，含有少量圆粒状钙质结核（d＜0．5cm），土质稍光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等。(www.xing528.com)

该层顶部局部颗粒粗，相变为粉土。

②粉质黏土（Q4al）：场地内普遍分布；层底标高－7．53～－6．30m，层厚2．20～4．00m；以灰黄色为主，顶部夹有灰黑色薄层，色杂；可塑，中压缩性，有黑色星点状锰质浸染斑点，含有少量圆粒状钙质结核（d＜0．5cm），钙质结核含量约占10％；土质稍光滑，摇振反应无，干强度中等，韧性中等。

该层局部颗粒较粗，相变为粉土，单层厚度小于0．50m。

③粉土（Qal4）：场地内普遍分布；层底标高－8．13～－7．25m，层厚0．60～1．02m；浅黄色，质纯，湿，中密～密实，摇振反应中等，光泽无，干强度低，韧性低，中压缩性。

④粉质黏土（Qal4）：未揭穿，最深揭露层底标高－12．63m，最大揭露层厚4．99m；棕黄色，可塑，中压缩性；土质细腻，稍光滑，摇振反应无，干强度高，韧性高。

3．6 不良地质作用和现象

勘察期间，未发现场地内有滑坡、崩塌、沉陷等不良地质作用；未发现古墓、防空洞等对工程不利的埋藏物。

4 岩土工程指标统计

岩土参数的分析与选定按照《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的第14．2条执行。

4．1 地基土物理力学性质指标

根据室内土工试验成果，经分析筛选，统计出各土层的物理力学性质指标范围值、平均值、标准差、变异系数。统计时剔除异常值。统计结果见物理力学性质指标统计表。

4．2 静力触探试验成果

本次勘察共完成静力触探孔5个，根据原位测试结果对勘探深度范围内的各层土进行了分层统计。统计时，采用厚度加权平均法进行了锥尖阻力及侧壁摩阻力平均值的统计计算。根据经验公式计算出每层土的地基土承载力特征值和压缩模量指标。静力触探试验成果见附表3。

附表3 静力触探试验成果表

4．3 标准贯入试验成果

根据标准贯入原位测试成果进行分层统计，统计时剔除异常值，分别统计出标准贯入试验成果杆长修正前和修正后的平均值、标准值、标准差、变异系数及统计个数。标准贯入试验成果见附表4。

附表4 标准贯入试验成果一览表

4．4 各层土抗剪强度指标统计

根据GB50007—2002规范附录E的有关规定，分别对各层土的直剪抗剪强度指标сq、φq进行分层统计，统计结果见附表5。

附表5 各层土抗剪强度指标统计表

5 场地岩土工程分析与评价

5．1 工程环境评价

拟建场地地处居民区为未拆迁区，场地内有较多建筑物，工程环境条件尚可，适宜进行工程建设。

5．2 各层土承载力特征值

按GB50007—2002规范第5．2．3条规定，依据室内试验、标准贯入试验及静力触探试验成果，结合当地及我院经验，经综合评定，确定各层土承载力特征值fak（kPa），见附表6。

附表6 地基土承载力特征值一览表

5．3 各层土压缩模量指标及压缩性评价

根据室内土工试验、标准贯入和静力触探试验分别确定地基土各土层100～200kPa压力段压缩模量指标，结合当地及我院经验，经综合评定，给出地基土各土层的压缩模量指标Es1－2（MPa）及压缩性评价见附表7。

附表7 各层土100～200kPa压力段压缩模量及压缩性评价一览表

5．4 地震效应评价

5．4．1 区域地质构造背景

据我院地质资料，本区上部新生界河流相～河湖相沉积物（厚度200～400m）不整合覆盖于奥陶系灰岩之上。各类构造均为隐伏的基底构造，并且为非活动性构造，对本次勘察拟建工程的稳定性影响不大。

5．4．2 抗震设防烈度

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001）附录A所提供的我国主要城镇的抗震设防烈度，黄冈市抗震设防烈度为6度，地震分组为第二组，设计基本地震加速度为0．05g。

本次勘察的拟建物为教学楼，按《建筑工程抗震设防分类标准》（GB50223—2004）第6．0．8条规定，属丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防裂度的要求。

5．4．3 剪切波速测试成果及覆盖层厚度

根据我院已有场地附近剪切波速资料，剪切波速vs＞500m／s的地层深度在50m以下，确定本场地覆盖层厚度大于50m。

5．4．4 场地土类型及建筑场地类别

依据场地土性质及场地土类型，可判别场地土属于中软土。按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001，2008年版）第4．1．6条的有关规定，判定建筑场地类别为Ⅲ类，属可进行建设的一般场地。

5．5 场地稳定性与建筑适宜性评价

本场地基底地块较完整，根据区域资料，区内的断裂为隐伏的非活动断裂，且为基底断裂。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011—2001，2008年版）第4．1．7条规定，本工程可不考虑发震断裂影响。场地内未发现其他影响工程稳定性的不良地质现象，属可进行建设的一般场地。综合评价场地稳定，适宜建筑。

6 地基基础方案论证

6．1 荷载估算

根据设计方提供的上部结构荷载情况，结合GB50007—2002规范，对拟建建筑物基底压力进行估算，以作为评价天然地基和桩基础的依据，工程荷载及基底压力估算见附表8。

附表8 荷载估算一览表

6．2 地基基础方案论证

本次勘察的拟建教学楼高三层，勘察期间委托方未提供上部结构具体荷载，根据我院以往经验估算，采用条形基础时，估算的基础顶部每延米荷载约380k N。

拟建教学楼预估基础埋深1．00m。天然地基持力层为第①层粉质黏土。

第①层粉质黏土承载力特征值fak＝120kPa，经深度修正后的地基土承载力fa＝135kPa。采用条形基础时，根据公式b≥Fk／（fa－γGd）进行估算可知：不考虑偏心时，按轴心受压，可以估算出b＞3．3m时，fa＞Pk天然地基持力层能够满足上部结构荷载要求。

下卧层强度较高、厚度大，无需进行下卧层强度验算。

拟建教学楼可采用天然地基条形基础，第①层粉质黏土可作为其天然地基持力层。

7 基坑降水

勘察期间实测孔内场地浅层地下水位埋深2．20～2．40m，属潜水～微承压水，主要赋存于第①层粉质黏土裂隙及其下部各层粉土、粉质黏土层，受粉质黏土层内钙质结核影响，土层的渗透性较好。

拟建的三层教学楼无地下室，预估基础埋深1．00m，地下水对基坑开挖没有影响，但应避免雨季施工。

8 基坑开挖与支护

拟建教学楼预估基础埋深为1．00m，需开挖土层主要为第①层粉质黏土。根据直剪快剪试验所得出的土工试验成果，并结合建筑施工经验，给出基坑开挖所需的第①层粉质黏土。等效抗剪强度指标如下：c＝29．0kPa，φ＝21．8°，γ＝18．4k N／m3。坡顶无堆载情况下，采用边坡允许自立高度计算方法：

h＝2ctan（45°＋φ／2）／γ

经计算，边坡允许自立高度4．60m。

9 结论及建议

（1）拟建建筑场地地形平坦，第四系全新统河流相。

（2）拟建工程，属三级工程，场地等级为三级，二级地基，岩土工程勘察等级为乙级。

（3）黄冈市抗震设防烈度为6度，设计地震分组为第二组，本场地土为中软土，建筑场地类别为Ⅲ类，属可进行建设的一般场地。

（4）拟建工程可采用天然地基条形基础，第①层粉质黏土可作为其天然地基持力层。

（5）勘察期间实测孔内场地浅层地下水位埋深2．20～2．40m，属潜水～微承压水。场地浅层地下水水质对混凝土结构无腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

（6）地下水对基槽开挖无影响，但应避免雨季施工。

（7）加强施工验槽，发现异常情况及时处理。