1、 城市山谷一期边坡及基坑 正文目录 一、绪言 一拟建工程概况 二勘察目的、任务和要求 三勘察方法和勘察工作布置 四边坡及基坑等级 二、边坡及基坑工程地质条件 一地形地貌及气候特征 二地质构造及新构造运动 三边坡及基坑工程地质条件及岩土物理力学特征 四水文地质条件 五不良地质作用 六地震效应 三、边坡及基坑工程地质条件评价 一区域稳定性评价 二边坡地基岩土工程条件评价 三场地土的腐蚀性评价 四边坡及基坑稳定性评价 四、结论与建议 一结论 二建议 一、绪1言城市山谷一期位于长沙市雨花区劳动东路以南星城路以西。拟建场地在场地开挖整平后南部将形成一人工高边坡坡高随边坡位置坡其三侧为临而变化约 19时性2、基坑。该边.00坡m及基坡坑下对有拟两建层建地筑下物室和拟顶建设场计地有周别边墅地带它的建构 筑 物安全和稳定构成威胁。受长沙 XX房地产开发有限公司建设方的委托我院承担了该公司城市山谷一期边坡及基坑工程的工程地质详细勘察任务根据湖南省勘测设计院设计方提出的勘察任务书及相关规程规范的要求我院于 2010 年 9 月 1 日2010 年 9 月 26 日完成了现场工作。一勘察目的、任务和要求 1、据勘勘察察目任的务、书任及务相和关要规求范要求本次勘察的主要目的、任务及要依求为、查明场地地形地貌是否存在滑坡、危岩和崩塌、泥石流等不 1良地质作用查明岩土的类型、成因、工程特性覆盖层厚度基岩面的形2、3、态和坡度、明地下水的类型、水位、水量、补给和动态变化岩土的透3水性和地下查水的出露情 况 况4、查明地区气象条件、坡面植被地表水对坡面、坡脚的冲刷情 5、提供岩土的物理力学性质建议6、对边坡及基坑进行稳定性分析提出相应的边坡及基坑稳定性 2 7、其它相关事宜请参照岩土工程勘察规范 GB50021-20012009 版及建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002执行 2、勘察依据 1勘察任务书 2 建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002 3 建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99 4 岩土工程勘察规范 GB50021-2001 2009 年版 5 建筑地基基础设计规范 GB50004、7-2002 6 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 2008 年版 7 建筑桩基技术规范 JGJ94-2008等。二勘察方法和勘察工作布置 1、勘察方法 本次勘察主要采用工程地质钻探现场原位测试室内岩样、土样试验等方法。工程地质钻探采用冲击钻进及回转钻进工艺采取岩芯进行野外鉴别、工程地质分层及其岩性描述。原位测试采用标准贯入试验方法对土层进行现场测试并分别记录测试数据测试方法和数量符合规范要求。原状土样采用薄壁敞口式取样器冲击钻进采取并立即密封岩样采用回转钻进获取并立即密封取样质量符合规范要求 2、勘察工作布置 本次勘察依照有关规范要求布孔和建设方提供的座标基准点计算座标采用全站仪放5、样于实地并实测高程见附表 1 本次测量采用长沙座标系、国家黄海高程系。本次测量放样引测点为 LD004X=95013.573Y=54155.610H=49.827及 LD005X=95013.581Y=54428.586H=44.555 由建设方提供。3 在整个勘察过程中得到了建设方大力支持使勘察工作能够顺利进行。经建设方现场见证本次勘察完成的实物工作量见表 1。完成勘察实物工作量统计表 表 1 项 目 单 位 数 量 备 注 工程地质钻探 m/孔 2348.92/69 标准贯入试验 次 10 圆锥动力触探试验 次/m 45/4.50 土 样 组 13 岩 样 组 31 水 样 组 2 测量放6、样 点 69 水位测量 孔 69 三边坡及基坑等级 依据建筑边坡工程技术规范 GB50330-20023.2.1 和 3.2.2 条的有关规定该边坡工程安全等级为一级重要性系数0=1.10。基坑等级为二级。二、边坡及基坑工程地质条件 一地形地貌及气候特征 拟建场地原始地貌为构造侵蚀剥蚀“红层”碎屑岩低丘陵地貌勘察期间实测钻孔孔口标高为 73.0983.12m。该区域属亚热带季风湿润气候区温和湿润季节变化明显。冬寒夏热四季分明雨量较充沛降雨时间上分布不均匀35 月平均降雨天数有 52.8 天约占全年总降雨天数的 35%夏季降水不均旱涝无定秋冬雨水明显减少年最小、最大降雨量分别为 1018.20m7、m 和 1751.20mm平均为 1394.60mm。4 二地质构造及新构造运动 根据我院湖南省长株潭地区水文地质工程地质环境地质综合勘查报告15 万 场地在区域上属长沙株洲湘潭抬升构造区的长沙洞井铺大托铺相对抬升构造亚区3 基底为稳定的白垩 系泥质粉砂岩、含砾砂岩等。本次勘察在钻孔控制范围及深度内未发现构造破碎带及软弱夹层未发现断裂构造及新构造运动迹象。三 边坡及基坑工程地质条件 地层岩性及其分布特征 通过本次勘察查明边坡场地分布岩土层有残积粘土、强风化泥质粉砂岩、强风化含砾砂岩、中风化泥质粉砂岩等按其工程特性及指标共划分为 4 个工程地质层。现从上而下分述如下 1残积粘土Qel 棕红色由泥8、质粉砂岩风化而成上部见植物根系无摇震反应稍有光滑干强度及韧性中等稍湿硬塑坚硬。2强风化泥质粉砂岩K2d 棕红色泥砂质结构中厚层状构造岩石较破碎岩心呈短柱状及块状岩石极软岩块用手折易断遇水易软化失水易干裂岩石质量指标差RQD=2550岩体质量等级为类。3强风化含砾砂岩-1K2d 棕红色泥砂质结构中厚层状构造。砾石含量约 20%砾径一般 0.51.0cm,个别可达 3cm。砾石成分为硅质岩及板岩、砂岩等大部分矿物已风化变质岩芯破碎东部呈土状及砂状西部呈块状及砂状岩石极软岩块手折易断遇水易软化失水易干裂极软岩岩石质量指标极差岩体基本质量等级为类。4中风化泥质粉砂岩K2d 棕红色泥砂质结构中厚层状构造9、岩心较完整呈短柱状少量长柱状岩石软岩块手不易折断遇水易软化失水易干裂岩石质量指标较差RQD=5075岩体质量等级为类。5 2、岩土体物理力学性质及岩土参数选用 1残积粘土由泥质粉砂岩风化残积形成。稍湿硬塑坚硬。根据原位标贯测试成果见表 2和室内试验结果见表 3 结合地区工程经验 天然状态下粘聚力标准值 C=45.0kPa 内摩擦角标准值 =15.0饱和状态下粘聚力标准值 C=25.0kPa内摩擦角标准值 =12.0承载力特征值 fak=220kPa。标准贯入试验成果统计表 表 2 统计指标 岩土名称 试验数次 统计 试验数 次 范围值 击 平均值(实测值)击 标准差 变异 系数 残积粘土 1010、 10 1316 14.300 0.949 0.066 残积粘土基本性质成果统计表 表 3 试 验 项 目 单 位 统计 数 试 验 值 标准差 变异 系数 最小值 最大值 平均值 天然含水量 W%13 18.3 28.1 24.3 2.884 0.118 比 重 Gs 13 2.74 2.76 2.76 0.007 0.002 天然密度 0 g/cm3 13 1.79 1.97 1.88 0.062 0.033 干密度 d g/cm3 13 1.41 1.64 1.52 0.084 0.055 孔 隙 比 e 13 0.683 0.952 0.823 0.098 0.119 饱 和 度 Sr11、%13 73.9 86.1 81.5 3.475 0.043 液 限 WL%13 38.7 50.8 45.8 3.283 0.072 塑 限 Wp%13 21.2 27.7 24.0 1.880 0.078 塑性指数 Ip%13 17.2 24.7 21.7 2.039 0.094 液性指数 IL 13 0 0.21 0.06 压缩系数 a1-2(MPa)-1 13 0.13 0.31 0.23 0.049 0.215 压缩模量 Es MPa 13 5.4 14.6 8.4 2.467 0.293 内摩擦角 天然 度 13 14.00 19.60 15.95*1.948 0.115 凝聚力 12、C天然 kPa 13 49.1 68.8 57.4*6.257 0.103 内摩擦角 饱和 度 9 10.2 17.8 12.5*2.806 0.197 凝聚力 C饱和 kPa 9 27.2 39.5 30.2*4.228 0.129 注表中带*数据为标准值 2强风化泥质粉砂岩泥砂质结构中厚层状构造岩石较破碎岩心呈短柱状及块状岩石极软根据现场动力触探测试成果表 4及 6 地区类似工程经验天然状态下粘聚力标准值 C=40kPa内摩擦角标准值=35承载力特征值 fak=380kPa。3强风化含砾砂岩-1大部分矿物以风化变质岩芯破碎东部呈土状及砂状西部呈块状及砂状岩石极软根据根据现场动力触探测试成果13、表 4及地区类似工程经验东部天然状态下粘聚力标准值C=35kPa内摩擦角标准值 =30承载力特征值 fak=320kPa。西部天然状态下粘聚力标准值 C=30kPa内摩擦角标准值 =35承载力特征值fak=350kPa。圆锥动力触探试验成果统计表 表 4 统计指标 岩土名称 试验数 次 统计 试验数 次 范围值(杆长校后)击 平均值(杆长校后)击 标准差 变异 系数 强风化泥质粉砂岩 21 21 24.438.1 29.757 3.872 0.130 强风化含砾砂岩-1 24 23 13.929 20.143 4.196 0.208 4中风化泥质粉砂岩岩心较完整呈短柱状少量长柱状岩石软根据室内14、岩石测试成果表 5地区类似工程经验天然状态下粘聚力标准值C=45kPa 内摩擦角标准值=50 承载力特征值fak=1500kPa。岩石力学性质成果统计表 表 5 试验 项目 试验 状态 单位 统计 样本数 组 试验值 标准差 变异 系数 标准值 fak 范围值 平均值 强风化泥质 粉砂岩 天然 MPa 6 1.021.44 1.215 0.160 0.132 1.083 强风化含砾砂岩-1 天然 MPa 8 0.851.14 0.95 0.102 0.107 0.885 中风化泥质 粉砂岩 天然 MPa 21 5.7714.4 9.16 2.532 0.276 8.137 四水文地质条件 1地15、下水类型及富水性 场地内地下水类型主要为基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中水量极贫乏。根据勘察钻探结果各钻孔钻探勘察过程中各钻孔均见有地下水 7 据钻孔简易水文观测 稳定地下水位埋深 5.4222.00m 水位标高 38.4858.77m。2地下水补、迳、排条件及动态特征 场地内地下水主要受大气降水、地表水渗透补给及邻区地下水补给向低洼处渗流及大气蒸发排泄。据区域水文地质资料一般水位年变化幅度为 46m。3地下水化学特征 根据水质分析结果地下水 PH 值为 6.627.43侵蚀性 CO2含量为3.727.85mg/L水化学类型为 HCO3SO42-Ca2+Mg2+型见附表 7。五 不良地质作用 本次勘16、察在场地钻孔控制深度及范围内未发现影响场地稳定性的岩溶、泥石流、危岩及崩塌、采空区、地面沉降等不良工程地质作用。六地震效应 1抗震设防基本参数 场地在区域上是相对稳定的在历史上无中强地震记载近期小震亦很少。据中国震动参数区划图 GB18306-2001 场地位于抗震设防烈度度区的边缘据建筑抗震设计规范 GB50011-2001 抗震设防烈度度设计地震动加速度为 0.05g设计特征周期为 0.35s设计地震分区为第一组。2、场地土类型和场地类别 根据现场单孔剪切波速测试成果结合场地岩土名称和性状及当地经验按建筑抗震设计规范 GB50011-2001表 4.1.3 和表 4.1.6将场地地基土类型17、确定为中硬场地土场地类别为类见表 6。场地特征周期为 0.35s.8 场地类型与场地类别判别表 表 6 岩土名称 土层平均厚度 m 土层剪切波速m/s 场地最大覆盖层厚度m 土层等效剪切波速m/s 场地土类型 场地 类别 残积粘土 2.77 230.0 50 329.7 中硬 场地土 强风化泥质粉砂岩 2.70 380.0 强风化含砾砂岩-1 24.72 350.0 3、液化判别 本场地抗震设防烈度为度区场地内无可液化地层根据建筑抗震设计规范 GB50011-2001第 4.3.1 条规定可不进行地震液化判别。4建筑抗震地段划分 根据场地内地质、地形地貌情况依据建筑抗震设计规范GB50011-18、2001第 4.1.1 条判定建筑场地为建筑抗震不利地段。三、边坡及基坑工程地质条件评价 一区域稳定性评价 据区域资料和钻孔揭露情况场地范围内无软土、液化土等不良地质作用场地内未发现断裂构造及新构造运动迹象其构造稳定性和重力稳定性良好。经现场勘察结果拟建场地地基土较均匀也未发现影响场地稳定性的不良地质作用拟建场地是稳定的适宜进行拟建工程的建设。二 边坡及基坑地基岩土工程条件评价 1、残积粘土稍湿硬塑压缩性低-中等工程性能一般承载力特征值 fak=220kPa。作为边坡体应对其采取支护措施。2、强风化泥质粉砂岩岩石极软工程性能较好承载力特征值fak=380kPa。作为边坡体应对其采取支护措施。319、强风化含砾砂岩-1岩芯破碎东部呈土状及砂状岩石极软工程性能较好承载力特征值 fak=320kPa。西部呈块状及砂状岩石极软工程性能较好承载力特征值 fak=350kPa。作为边坡体应对其采取支护 9 措施。4、中风化泥质粉砂岩岩心较完整呈短柱状少量长柱状岩石软工程性能好承载力特征值 fak=1500kPa。作为边坡体应对其采取支护措施。根据室内试验、原位测试成果结合地区工程经验推荐各岩土层承载力特征值见表 7。各岩土层力学指标推荐表 表 7 岩 土 名 称 承载力 特征值 fak(kPa)天然抗剪强度 饱和抗剪强度 压缩模量Es(MPa)C(kPa)(0)C(kPa)(0)残积粘土 220 20、45.0 15.0 25 12.0 7.0 强风化泥质粉砂岩 380 40 35 35.0 30.0 强风化含砾砂岩-1东部 320 35 30 30.0 28.0 强风化含砾砂岩-1西部 350 30 35 28.0 35.0 中风化泥质粉砂岩 1500 45 50 40.0 45.0 三 场地地下水的腐蚀性评价 根据岩土工程勘察规范 GB50021-2001附录 G 的规定拟建场地环境类型为类。根据水质分析报告单按岩土工程勘察规范 GB50021-2001)2009年版有关评价标准判定场地环境水对混凝土及混凝土中的钢筋具微腐蚀性对钢结构具微腐蚀性。四边坡及基坑稳定性评价 1、边坡及基坑稳定21、性评价 由于场地平整及工程需要应进行垂直开挖在场地南部将形成一高约 19.00m 的人工高陡边坡且坡顶、坡下均设计有建筑物其它三侧为临时性基坑组成边坡体及基坑的主要土层为残积粘土、强风化泥质粉砂岩、强风化含砾砂岩-1、中风化泥质粉砂岩等属土岩混合边坡。10 在边坡开挖完成后将会破坏岩土层的内部受力特征特别是在雨季或暴雨时在雨季大气降水及地表水可入渗进入岩土层并在残积粘土层的底部及强风化岩层达到暂时饱和状态降低岩土层的抗剪强度从而使边坡岩土层沿潜在的结构面产生位移破坏。岩石若长期裸露已风化崩解也是不稳定的原因之一。为了保证边坡及基坑的稳定和坡顶、坡下建筑物的安全应对该边坡及基坑采取支护措施。2、22、边坡及基坑稳定性计算 根据边坡类型和可能的破坏形式对边坡及基坑稳定性计算采取圆弧滑动法的瑞典条分法计算方法。1计算公式 边坡稳定性系数按下式计算 式中 Ks边坡稳定性系数 ci第 i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值kpa i第 i 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值u65289X li第 i 计算条块滑动面长度m ii第 i 计算条块底面倾角和地下水位面倾角u65289X Gi第 i 计算条块单位宽度岩土体自重kNm Gbi第 i 计算条块滑体地表建筑物的单位宽度自重kNm PWi第 i 计算条块单位宽度的动水压力kNm Ni第 i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力kNm Ti第 23、i 计算条块滑体在滑动面切线上的反力kNm 11 Ri第 i 计算条块滑动面上的抗滑力kNm 2计算工况及荷载组合 本边坡及基坑稳定性分析考虑两种工况即工况-“自然”工况以及工况-“暴雨”工况。工况仅考虑现状边坡土体自重工况考虑暴雨之后地层力学参数降低。工况详见表8。工况及荷载组合 表 8 组合 荷载组合 边坡 安全等级 基坑 安全等级 验算项目 稳定 安全系数 Fst 土体自重+暴雨 一级 二级 稳定安全系数 1.30 土体自重+暴雨+坡顶建筑物荷载 一级 二级 稳定安全系数 1.30 3计算剖面 本次边坡及基坑稳定性计算选择代表性坡面7-7、9-9、13-13、15-15、17-17、1924、-19、20-20、24-24、26-26、27-27、28-28、30-30剖面进行计算。图 1 7-7剖面边坡 12 图 2 9-9剖面边坡 图 3 13-13剖面边坡 13 图 4 15-15剖面边坡 图 5 17-17剖面边坡 14 图 6 19-19剖面边坡 图 7 20-20剖面边坡 15 图 8 24-24剖面基坑 图 9 26-26剖面基坑 16 图 10 27-27剖面基坑 图 11 28-28剖面基坑 17 图 12 30-30剖面基坑 4计算结果 根据建筑边坡工程技术规范 GB50330-2002、建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99 本边坡为一级边坡基坑为二级边坡及25、基坑稳定系数 Fs 应Fst=1.30Fs1.00 时属不稳定状态1.00Fs1.05 时属欠稳定状态1.05FsFst 时属基本稳定状态FsFst 时属稳定状态。本次边坡稳定性计算结果见表 9。边坡稳定性计算成果表 表 9 计算剖面 工况 稳定系数 Fs 稳定状态 7-7边坡 工况 0.910 不稳定 工况 9-9边坡 工况 0.751 不稳定 工况 0.719 不稳定 13-13边坡 工况 0.750 不稳定 工况 0.718 不稳定 18 续表 9 15-15边坡 工况 0.755 不稳定 工况 0.736 不稳定 17-17边坡 工况 0.796 不稳定 工况 0.753 不稳定 1926、-19边坡 工况 0.654 不稳定 工况 0.624 不稳定 20-20边坡 工况 0.836 不稳定 工况 0.781 不稳定 24-24基坑 工况 1.224 稳定 工况 1.185 基本稳定 26-26基坑 工况 1.416 稳定 工况 1.367 稳定 27-27基坑 工况 1.699 稳定 工况 1.461 稳定 28-28基坑 工况 1.036 欠稳定 工况 1.006 欠稳定 30-30基坑 工况 0.865 不稳定 工况 0.833 不稳定 经计算边坡 7-7剖面在工况自然状态+暴雨状态为不稳定状态其它剖面在工况自然状态+暴雨状态为不稳定状态。在工况自然状态+暴雨状态+坡顶建27、筑物荷载均为不稳定状态。基坑边坡24-24、26-26、27-27剖面在工况自然状态+暴雨状态为稳定状态24-24剖面在工况自然状态+暴雨状态+坡顶建筑物荷载为基本稳定状态。26-26、27-27剖面在工况自然状态+暴雨状态+坡顶建筑物荷载为稳定状态。28-28、30-30剖面在工况自然状态+暴雨状态为欠稳定状态28-28、30-30剖面在工况自然状态+暴雨状态+坡顶建筑物荷载为不稳定状态其因此该边坡及基坑在现状情况下仍需治理。19 现状边坡及基坑坡壁裸露因雨水冲刷、渗入可能产生圆弧滑动或松动、崩塌等破坏本边坡及基坑亟需进行专项边坡治理。3、边坡及基坑支护方案选取 根据本次勘察边坡及基坑坡壁揭28、露地层为残积粘土、强风化泥质粉砂岩、强风化含砾砂岩-1、中风化泥质粉砂岩等属土岩混合边坡及基坑。边坡及基坑可能的破坏形式为圆弧滑动和崩塌。根据形成边坡及基坑的高度和组成坡体的岩土层的工程特性建议对南部高边坡采用护坡桩+锚杆的形式进行支护西部与北部基坑边坡宜采用素混凝土喷面进行支护东部采用护坡桩+锚杆的形式进行支护或土钉墙进行支护。在条件允许的情况下可适当放坡。推荐边坡支护参数见表 10。边坡支护参数推荐表 表 10 土层种类 重度 KN/m3天然抗剪强度 饱和抗剪强度 土体与锚固体粘结强度特征值 frbkPa 人工挖孔灌注桩 粘聚力 C(kPa)内摩 擦角(0)粘聚力 C(kPa)内摩 擦角(29、0)侧阻力 特征值kPa 端阻力 特征值kPa 残积粘土 20.0 45.0 15.0 25.0 12.0 30 45 强风化 泥质粉砂岩 24.0 40 35 35.0 30.0 130 70 强风化含砾砂岩-1东部 23.0 35 30 30.0 28.0 110 65 2000 强风化含砾砂岩-1西部 23.0 30 35 28.0 35.0 110 70 2500 中风化 泥质粉砂岩 25.0 45 50 40.0 45.0 150 150 3000 注本表数据适用于注浆强度等级为 M30,若采用上述数据应进行基本试验。四、结论与建议 一结论 1拟建场地环境类型为类未发现不良地质作用钻30、孔控制范围内未发现断裂构造及新构造运动迹象场地是稳定的适宜作为拟建建筑物的场地。20 2本场地为抗震设防烈度度设计地震分区为第一组。据建筑抗震设计规范 GB50011-2001有关规定判定场地地基土为中软场地土建筑场地类别为类。地震动峰值加速度为 0.05g、地震动反应谱特征周期为 0.35s建筑场地为建筑抗震一般地段。3、本场地抗震设防烈度为度区根据建筑抗震设计规范GB50011-2001第 4.3.1 条规定可不进行地震液化判别。4、场地内地下水类型主要为基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中水量极贫乏。据钻孔简易水文观测稳定地下水位埋深 5.4222.00m水位标高 38.4858.77m。5、根据31、水质分析结果按照岩土工程勘察规范 GB50021-20012009 年版有关评价标准场地环境水对混凝土及混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性对钢结构具微腐蚀性。二 建议 1、拟建场地位于抗震设防 VI 度区建议按建筑抗震设计规范GB50011-2001 2008 年版有关抗震要求采取抗震措施。2、根据形成边坡及基坑的高度和组成坡体的岩土层的工程特性建议对南部高边坡采用护坡桩+锚杆的形式进行支护西部与北部基坑边坡宜采用素混凝土喷面进行支护东部基坑边坡采用护坡桩+锚杆的形式进行支护或土钉墙进行支护。3、采用桩护坡时各岩土层有关技术参数见表 10。4、由于桩基础持力层具有遇水易软化失水易干裂的特点在基础施工时桩孔成孔后应及时进行混凝土灌注以免降低地基土承载力。5、在边坡及基坑施工期间及运营期间应加强监测工作。6、在基础施工过程中应及时通知我院派驻派人验槽。