庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣砖工程
岩土工程勘察报告 (
详勘阶段)
报告编制: 技术负责:
项目负责: (高级工程师 注册岩土工程师) 审 核: (高级工程师 注册岩土工程师) 审 定: (高级工程师 副总工程师) 总工程师:曾马荪(教授级高级工程师 总工程师) 院 长: 詹龙和(教授级高级工程师)
江西省
勘察设计研究
二
〇
一
〇
年
十
二
院 月
目 录
1.前言 ............................................................................................................................... 1 1.1工程概况 ................................................................................................................. 1 1.2勘察工作目的、任务 ............................................................................................. 1 1.3勘察依据 ................................................................................................................. 1 1.4完成工作量及质量评述 ......................................................................................... 3 2.场地工程地质条件 ....................................................................................................... 5 2.1地形地貌 ................................................................................................................. 5 2.2气象水文 ................................................................................................................. 5 2.3场地地层岩性 ......................................................................................................... 5 2.4场地地下水 ............................................................................................................. 6 2.5不良地质作用 ......................................................................................................... 6 2.6标准冻土深度 ......................................................................................................... 8 3. 场地土湿陷性分析评价 ............................................................................................. 8 3.1覆盖层厚度分布规律 ............................................................................................. 8 3.2覆盖层湿陷程度及规律 ......................................................................................... 8 3.3覆盖层湿陷类型及等级 ......................................................................................... 8 3.4覆盖层湿陷起始压力 ............................................................................................. 9 4. 水和土对建筑材料腐蚀性评价 ............................................................................... 12 4.1水对建筑材料腐蚀性评价 ................................................................................... 12 4.2土对混凝土的腐蚀性评价 ................................................................................... 12 4.3土对钢结构的腐蚀性评价 ................................................................................... 12 5.岩土工程分析评价 ..................................................................................................... 13 5.1地基土工程性质评价 ........................................................................................... 13 5.2岩土参数的选用 ................................................................................................... 13 6. 场地稳定性与适宜性评价 ....................................................................................... 14 6.1场地均匀性评价 ................................................................................................... 14 6.2场地稳定性及地震效应评价 ............................................................................... 15 6.3场地适宜性评价 ................................................................................................... 15 7.地基基础方案与问题 ................................................................................................. 15
7.1地基土的利用 ....................................................................................................... 15 7.2存在问题 ............................................................................................................... 16 7.3地基处理 ............................................................................................................... 16 8.工程建设及工程运行应注意的问题 ......................................................................... 17 8.1工程建设应注意的问题 ....................................................................................... 17 8.2工程运行应注意的问题 ....................................................................................... 17 9.结论和建议 ................................................................................................................. 18 9.1结论 ....................................................................................................................... 18 9.2建议 ....................................................................................................................... 18 参考文献: .................................................................................................................... 19
附图目录
1-1 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程勘探点平面布臵图(1:2000)
2-1 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程拟建场地粉土层厚度等值线图(1:2000)
3-1 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程拟建场地角砾顶面标高等值线图(1:2000) 4-(1-83) 工程地质剖面图 5-(1-593) 钻孔、探井柱状图
附表目录 附件目录 1、勘探点一览表 1、土壤易溶盐分析报告 2、地层统计一览表 2、钻孔波速测试报告 3、动力触探成骨一览表 3、土分析报告 4、标准贯入试验成骨一览表 4、颗分成果报告
江西省勘察设计研究院 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程详勘
1.前言
1.1工程概况
庆华环保建材有限公司拟在伊犁州伊宁县曲鲁海乡北山坡投资建设水泥厂,该厂是庆华煤化工循环经济工业园的一部分,为综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖的环保建材厂,是充分消化工业园的煤制天然气工程的废渣、灰渣、实现循环经济的重要工程,规模为日产5000吨熟料水泥、年处理量18万立方米灰渣制砖。因工程建设需要,江西省勘察设计研究院承担了该工程拟建场地的岩土工程勘察工作。
拟建场地位于伊宁县曲鲁海乡北山坡、现有55亿立方米/年煤制天然气工程的西北侧,两工程相距500米,工程建设场地东西长1400米、南北宽500米,面积约为700000平方米。南距伊宁县约14km,乡村公路直通伊宁县城,交通方便。
综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程按照生产工艺流程、物料运输方式及进出方向,平面布臵包含原料准备区、烧成系统区、水泥粉磨及发运区、余热发电区,冬储熟料堆棚和粉煤灰制砖生产线布臵在水泥粉磨及发运区的北侧,总降、空压机房、循环水池及泵房、耐火材料库、机电修理等生产辅助设施布臵在主生产线周围。工程的整体布局详见图1-1,从布局图来看,拟建场地主要为大型设备、管线、高耸构筑物,层高不一,建(构)筑物一般不设地下室。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年修订版)的要求,工程的重要性为一级,地基土的复杂程度为二级,场地的复杂程度为三级,本次的岩土工勘察等级为甲级。根据中材国际工程股份有限公司的要求,本次的工作包含拟建场地的岩土工程详细勘察和场地的物探工作,本报告为岩土工程详细勘察报告,物探工作作为附件单独出版。
工程资料和设计所需的岩土技术参数,对建筑地基基础做出岩土工程分析评价,并对基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案做出结论和建议。
根据2009年11月30日中材国际工程股份有限公司提出的关于“庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程岩土工程详细勘察要求”,结合《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)及拟建工程、场地地质条件的具体情况,确定本次勘察的任务如下:
(1)查明地质各层岩土的类别,结构厚度,坡度,工程特性,计算和评价地基的稳定性和承载力,并提供地基变形计算参数,预测建筑物的沉降及整体倾斜;
(2)查明场地不良地质现象的成因,类型,分布范围,及对场地的危害程度及发展趋势,并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案;
(3)划分场地土类别和场地类别,并分析预测地震效应。
(4)查明地下水的埋藏条件,水位变化幅度与规律,提供地层的渗透性; (5)判定环境水和土对钢筋混凝土结构和金属结构的腐蚀性;
(6)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期间可能产生的变化及其对工程的影响,并提出防治措施及地基处理意见;
(7)提供桩基础设计所需的岩土技术参数,并确定单桩承载力,提出桩的类型,长度和施工方法的建议;
(8)提供基岩(相当于场地的角砾层)岩层等高线图; (9)提供场地土的标准冻结深度。
1.3勘察依据
1.3.1勘察技术依据及参考文献
本次勘察工作执行的主要规范、规程及技术标准如下: (1)《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)2009年修订版; (2)《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002); (3)《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010);
1.2勘察工作目的、任务
本次勘察工作的目的是为拟建场地的建、构筑物施工图设计提供详细的岩土
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图1-1 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程功能分区简图
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(4)《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025—2004); (5)《土工实验方法标准》(GB/T50123—1999);
(6)《地基与基础工程施工验收规范》(GB50202—2002); (7)《工程地质钻探标准》(CECS240:2008); (8)《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008);
(11)《工程建设水文地质勘查标准》(CECS241:2008); (10)《岩土工程试验检测手册》(林宗元); (11)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002);
(12)“关于发布国家标准《岩土工程勘察规范》”局部修订的公告(中华人民共和国住房和城乡建设部公告,第314号)。
1.3.2其他依据
本次勘察工作的其他依据包括以下几方面;
(1)《庆华煤化有限公司伊宁庆华煤制天然气工程岩土工程勘察报告》(初步勘察阶段)(2009年5月,江西省勘察设计研究院);
(2)《庆华煤化工有限公司伊宁庆华煤制天然气工程厂前区岩土工程勘察报告》(详细勘察阶段)(2009年6月,江西省勘察设计研究院);
(3)《庆华煤化工循环经济工业园及周边地区水文地质勘查报告》(2009年9月,江西省勘察设计研究院);
(4)《庆华煤制天然气工程厂前区体育场及锅炉房岩土工程勘察报告》(2009年9月,江西省勘察设计研究院);
(5)《庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程岩土工程详细勘察要求》(2010年11月30日,中材国际工程股份有限公司土建所);
(6)《庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥工程厂址选择阶段工程地质勘探要求》(2010年11月30日,中材国际工程股份有限公司)
利 用 已 有 园 区 勘 探 资 料 (7)《任务委托书》及《合同》(2010年12月3日);
1.4完成工作量及质量评述
1.4.1 工作方法
本次详勘工作采用综合手段、科学合理的原则,工作方法包括利用已有资料、工程地质钻探、井探、原位测试,以及取样与室内试验,综合分析等。
依据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)及2010年12月5日中材国际工程股份有限公司提供的勘探点平面布臵图,本次详勘共布设勘探点155个,其中控制性孔47个、一般性钻孔108个,勘探点深度8.5~35.2米,勘探点间距10~45米,形成106条勘探剖面线,累积勘探进尺4357.7米。进行了标准贯入、动力触探等原位测试,在探井中采取原状样30组、颗粒分析样10组,探井计钻孔中取含水量分析与易溶盐分析样55组。
1.4.2 完成的工作量
本次完成的工作量包括野外勘探与室内试验,工作量表详见表1-1。
勘察工作量统计表 表1-1 工作内容 资料收集 工程地质测绘 钻探 井探 原标准贯入 位动力触探 测试 孔内波速 原状样 取样 扰动样 工程地质物探 颗粒分析 易溶盐 黄土土常规 渗透试验 剪切 勘探孔 单位 份 Km2 m/眼 m/眼 次 m m/眼 组 组 点/km 组 组 组 组 组 m/眼 设计数量 实际完成 6 8.5 1430.72/71 1306/163 145 212.18 161.48/6 181 59 135/7.2 32 11 181 6 26 420/3 完成比例(%) 园区初勘及厂前区详勘报告。 备 注 工 程 地 质 勘 探 室 内 试 验 水文地质工业园区及周第 3 页 共19页
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勘探 渗水试验 钻探 组 m/眼 m/眼 次 m/孔 组 组 组 点/工日 组 组 组 m/眼 m/眼 m/眼 次 m/孔 组 组 点/工日 组 组 组 组 1575/47 2700/103 40/5 100 10/10 50 30 155/2 20 20 10 30 5 6309.6/533 284/62 816 10.1/100 6 254 63 595/4 254 15 63 1532.1/47 2821.0/103 53.2/6 178 16.9/20 83 30 156/2 43 30 10 30 97 104 133 178 169 166 100 101 215 150 100 100 利 用 厂 区 详 勘 工 作 工程地质勘探 井探 原位测试 标准贯入 动力触探 载荷试验 边地区水文地质勘查报告。 原预计15m/眼,实际勘探孔深浅不一。 含浸水载荷试验 探井中取原状样。 勘探点测放。 取原状样 粉土层 角砾层 颗分、易溶盐 粉土原状样 勘探点测放 粉土层 粉土层 角砾 粉土层 (1)钻探
钻探工作使用车载100型钻机,粉土层采用无泥浆钻进,角砾采用泥浆护壁钻进,开孔与终孔孔径满足原状样采取对孔径的要求,终孔深度误差小于5%。为了解深部岩土体的特征提供了依据,也为孔内原位测试提供了条件。
(2)井探
井探直接揭露浅部的地层岩土体的特征,探井的平面尺寸为1.2m×0.8m,满足规范要求。探井的编录满足要求,记录准确,数据可靠,深度控制合理,达到了设计的要求。
(3)原位测试
标准贯入试验:采用63.5kg重锤,每贯入30cm为一个试验组,每贯入30cm记录一次,孔内在粉土层中间隔1-2米试验一次,操作步骤及记录均符合《岩土工程试验检测手册》的要求。
重型动力触探:在角砾层中进行动力触探试验,试验间隔为1.0米,操作步骤及记录符合《岩土工程试验检测手册》的要求。
(4)取样
原状样:原状样在探井内及部分钻孔内采取,钻孔采用专用薄壁取样器,取样符合规范要求,样品运输及时,实验室及时开启原状样、检查原状样的破损情况。
扰动样:扰动样在探井及钻孔内采取,样的代表性符合规范要求。 三、室内试验
室内试验委托有相关资质的测试单位进行,同时还进行平行样分析,试验对比合符规范要求,提供的试验数据真实可靠,可以使用。
扰动样 取样 原状样 工程测量 含水量分析 易溶盐 黄土土常规 钻控制性孔 探 一般性孔 井探 原标准贯入 位测动力触探 试 扰动样 取样 原状样 工程测量 含水量分析 易溶盐 颗粒分析 黄土常规 室内试验 本 次 详 勘 工 作 量 工程地质勘探 室内试验 1.4.3质量评述 一、利用已有资料
本次详勘有效利用已有的水文地质、工程地质资料,进行详勘时增强了勘察工作的针对性、目的性。此外,煤制天然气工程初勘报告中查明的区域地质构造、震中分布等资料,基本满足了岩土工程详勘对基础地质资料的要求。
二、工程地质勘探
工程地质勘探工作包括钻探、井探、原位测试及取样几方面的内容。
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2.场地工程地质条件
2.1地形地貌
拟建场地位于伊宁县曲鲁海乡北山坡,属天山南麓的低山丘陵地貌,地势总体是北高南低、东高西低。场地位于近南北向、倾向南的垄状丘陵的东侧坡地,西侧坡面标高1020~970米、坡下地面标高1000~940米,南北向地形坡度3.5%~4.3%、东西向地形坡度4~6%。地表为低矮牧草,为荒坡草地。
冲毁了经一路与庆华大道南端的大片路基,毁坏了路灯系统。因此,伊宁地区作为降雨较充沛的地区,场地建设应对现状地形地貌的排水系统作充分的考虑。
2.3场地地层岩性
根据工程地质勘探揭露,场地内主要为耕植土、粉土和碎石土,因此,场地内地基土分为三个主要的工程地质层。
2.3.1耕植土
耕植土①分布地表,在场地内大部分地段均有分布,厚度0.4—0.9m,平均厚度0.66m,变异系数0.19。
耕植土①为土黄色,主要由粉土组成,干—稍湿,松散。 2.3.2粉土
粉土②:在场地内均有揭露,埋深0.4~0.9m,层厚2.6~23.9m,平均厚度11.6m,厚度统计变异系数为0.41,主要受地形地貌及场地整平高程控制。总体上厚度自北向南逐渐减小,粉土层的厚度变化详见附件一(粉土厚度等值线图)。
粉土②为黄土状粉土,土黄色,稍湿—干燥,局部微塑,松散~稍密,黄土状粉土为风积成因,具有大孔隙结构。上部受地表降雨入渗影响呈稍湿状态,下部干燥、易碎,具有轻微~强烈湿陷性。
2.3.3角砾
角砾③:在场地内没有揭穿,呈大厚度分布,角砾顶板标高885.34—1046.19米,根据初勘物探成果表明该碎石土的厚度底界在120—150米范围,角砾的埋深2.8~23.9m。
碎石土为褐红色、灰白色等杂色角砾,稍湿,稍密~中密。碎石为花岗岩质、硅质、砂岩碎块,质地坚硬,基本无风化,呈棱角状、次圆状,分选性差、杂乱;粒径以2~15mm为主,约占60%左右,砾砂、泥土充填,泥质、钙质胶结,胶结程度中等,含少量漂石/块石,漂石/块石多为花岗岩质,次圆状—次棱角状,坚硬。场地揭露的角砾为晚更新统冰蹟成因,在伊犁谷地的北侧山坡分布面积大,厚度
2.2气象水文
2.2.1气象
勘察区属温带亚干旱气候区,主要气候特点表现为光热资源丰富,热量充足。年平均气温8.4℃,极端最高气温37.9℃,极端最低气温-40.4℃,且气温的垂直变化十分明显;全年平均日照时数2802.4小时,≥10℃的积温3310.6℃,无霜期167天。
全年降水量在230—450毫米之间,由于地形的影响,山区和平原地区有明显差异,但年际变化较小,幅度在21—21.5%之间,为全疆最小的地区。蒸发量较大,年蒸发量达1611.5毫米,为降水量的4.8倍。由于日照时间长,昼夜温差大,非常有利于农作物的生长。
2.2.2水文
勘察区属于伊宁县的北山水系,北山水系均发源于科古尔琴山南麓,该区域内从西向东分布的较大的河流有皮里青河、吉尔格朗河、博尔博松河,较小的河流包括布力开、库鲁斯台、曲鲁海、克孜勒布拉克、巴特巴布拉克、喀赞奇、若改土、铁厂沟等。
勘察区位于吉尔格朗河与曲鲁海河之间的河间地块,地表无常年河流。场地两侧分布有2条近东西向的冲沟,属季节性暴雨形成的冲沟。暴雨对场地的影响比较明显,2009年7~8月暴雨以及2010年4~5月融雪期间,降雨沿厂区的庆华大道、经一路与经二路顺势而下(东西高差约100多米),携带大量的泥沙、石块,
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相对稳定,受地形地貌、以及洪水冲刷的影响,局部地段厚度有较大变化,但厚度一般不小于20米。
使得填土与原土层之间存在一个明显的界面,界面分布有原地表草场植被。因此,原场地经场地平整后,在高边坡地段形成了可能产生滑移的界面,存在滑坡灾害的隐患。此外,因场地平整破坏了原始地形地貌,在挖方区揭露角砾层,在填方区形成高填方,角砾层与黄土状粉土的渗透系数差异巨大、角砾层透水性好、颗粒级配较差,在地表水的渗入作用下使粉土颗粒沿角砾层与粉土层的界面较快速运移形成潜在空洞,造成地面塌陷,出现类似“管涌”状的流土地质灾害。
2.5.1滑坡
滑坡灾害的形成机制主要与地表水或地下水的活动关系密切,主要表现在以下两方面。
(1)回填土在浸水下具有一定的湿陷性,并使其物理力学指标值下降,造成回填土形成的高边坡局部剪出(图3-1)。
(2)回填土与原土之间的界面,因填方区回填时对原土表层未作任何处理,存在埋填的植被,该界面可以是一个软弱面。该软弱面的存在,使回填区在降水浸入及润滑作用下易沿该软弱面产生整体滑出(图3-2),形成滑坡灾害,严重威胁工程的运行安全。
图 例回填土2.4场地地下水
勘察区地下水的类型包含第四系松散层孔隙潜水和承压水,含水层为中更新统的冲洪积角砾、砂卵砾石层,含水层厚度80—120米。
第四系松散层孔隙潜水含水层的富水程度中等,单井涌水量500~1000立方米/日,地下水位埋深70~95米,地下水位的年变幅1~1.5米,每年5~9月为丰水期、10~4月为枯水期。地下水的矿化度0.3~0.5克/升,各种病理指标符合国家生活饮用水标准,属二级生活饮用水。
第四系松散层承压水含水层的富水程度中等—丰富,位于第四系孔隙水含水层的下部,有2~3个承压含水层,单井涌水量1000~2000立方米/日。承压水的水位埋深57~70米,年变化幅度较小,一般小于1.0米。地下水的矿化度小于1.0克/升,各种病理性指标符合国家生活饮用水标准,属二级生活饮用水。
因此,勘察区内地下水埋深较大,地下水位变幅较小,地下水对拟建场地建设及工程运行影响程度低。
根据园区水文地质勘查报告资料表明,勘察区内分布的粉土和角砾对水的反映差异较大,即粉土与角砾的渗透系数差异明显,角砾层渗透系数k=10~20m/d,粉土层的渗透系数k=1×10-4~1×10-5cm/s。
厂区填方区道路系统剪出体2.5不良地质作用
拟建场地的地形地貌为低山丘陵,原场地内没有发现泥石流、断裂、滑坡和崩塌等不良地质现象。
根据工程建设需要,需进行大规模的场地平整,不同标高的平台间将形成5—20米不等高边坡。
组成平台的挖方区和填方区大部分为黄土状粉土,基底为冲洪积、部分冰水沉积的角砾层。填方区大部分是直接在原土层上回填,如不进行任何形式的处理,
剪出滑移面出水点黄土状粉土滑移方向 图3-1 填土高边坡滑塌形成条件图
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降雨渗入(5)工程建成运行过程,应切实做好工程用水的防渗、防漏措施,特别是工
厂区一期、二期整平平台 艺流程中进水、回水、出水口、废水处理等关键部位,建议在设计时设臵生产用水出现大量渗、漏情况的应急排水措施,减少因生产用水渗漏对地基土的破坏、诱发滑坡地质灾害的现象发生。
2.5.2 “管涌”状流土
图 例回填土角砾滑动方向“管涌”状流土是针对黄土状粉土与角砾层接触面,因强降雨或生产用水长时间渗漏诱发的一种地质灾害(图2-3)。
“管涌”状流土的发生主要与接触界面的坡度有关,根据经验,当该界面的坡度在15~30°,当出现强降雨时较容易发生“管涌”状流土现象。
图3-2 回填土沿界面滑坡形成条件图
黄土状粉土滑动面(原地形界面)出水点为有效防止“管涌”状流土的发生,建议采取以下措施。
(1)在挖方区角砾裸露与黄土状粉土接触带进行防水处理,采用粉土回填碾 挖方区根据周边地区及拟建场地勘察成果,粉土层的粘聚力c=15~20Kpa、内摩擦角φ=8~15°。经初步计算,在天然状态下,拟建场地回填土形成的高边坡以回填前为滑动面,其安全系数K=1.3~1.6,处于稳定状态;在该滑动面浸水条件下,安全系数k=1.05~1.15,处于可能滑动的临界值,具有滑动的可能。
因此,地基土的综合利用应充分考虑到工程建设及工程运行过程地表水与工艺用水对回填区产生滑坡地质灾害的危害,在进行设备、地面建筑与构筑物地基基础设计时,应充分考虑到以下关于滑坡地质灾害防治的建议及措施意见。
(1)对回填区原地面进行必要的处理,将植被清除,将原地面整理成宽15~20米、台阶高2~3米的台阶,并将回填土分层碾压。
(2)回填区与原地面的接触带应进行防水处理,处理方式建议为分层碾压、土工膜相结合,碾压后填土的渗透系数≤1×10-5cm/s。
(3)挖方的角砾裸露区与粉土的接触带应进行防水处理,处理方式为铺设粉土碾压层,层厚不小于0.5米,碾压层的渗透系数≤1×10-5cm/s。
(4)对高填方边坡进行处理,使边坡临空面高度小于5米,坡角不大于20°,但边坡临空面的高度因工程建设需要必须大于5.0米时,应设臵护坡挡墙、护坡格栅等措施。
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强降雨诱发的\"管涌\"状流土形成条件图强降雨平整平台图 例回填土黄土状粉土角砾 流土路线流土堆填区图2-3 “管涌”状流土形成条件图
压,回填厚度不小于0.5米,碾压层渗透系数≤1×10-5cm/s。
(2)做好拟建场地生产用水的渗、漏的防护措施,设臵应急排水系统。 (3)减少或避免在拟建场地外侧进行大面积的深开挖,或在深开挖地段设臵含反滤层的护坡、挡墙。
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2.6标准冻土深度
根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002),中国季节性冻土标准冻深
过50%,因此,场地内湿陷程度较大,为中等—强烈。
场地内粉土的湿陷程度在深度上的变化呈现一定的规律,即粉土湿陷系数与深度变化反映以下基本规律:
(1)粉土的形成时代具有明显的间断性,每次的沉积间歇时间长短不一; (2)场地内的粉土基本上有三个沉积阶段,越早沉积的粉土湿陷系数越小,自重湿陷系数也越小;
(3)受沉积间歇环境的影响,每个间歇期粉土表层(1-2米)的湿陷系数较小,在2-4米达到高值,随后是湿陷系数快速减小。
(4)粉土层在受压状态下,湿陷系数明显减小,这反映在钻孔取原状样的湿陷系数普遍小于探井取原状样的湿陷系数。
线图及当地调查访问,结合伊宁县北山坡的气候特点,确定拟建场地土标准冻结深度为100cm。
3. 场地土湿陷性分析评价
勘察区内广泛分布黄土状粉土,粉土的成因为风积,分布厚度变化较大,具有湿陷性。
3.1粉土层厚度分布规律
场地内大部分地段分布有耕植土、黄土状粉土,耕植土、粉土的分布与场地的地形地貌关系较密切。从粉土层厚度等值线图(附图二)来看,厚度大于10米的分布面积占场地面积的56%、厚度小于5米的分布面积约14%、5~10米的分布面积约30%。由此反映出角砾层的顶面标高变化的复杂性,在沉寂风积黄土状粉土之前,地形的起伏变化是明显的,从角砾层顶板标高等值线来看,两者从形态上具有一致性,即北高南低、东高西低的地形变化趋势。
3.3粉土层湿陷类型及等级
3.3.1湿陷类型
粉土的湿陷类型与粉土的湿陷系数、自重湿陷系数,以及粉土层的厚度关系密切。按照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)第4.4.4条、第4.4.5条要求,计算场地内粉土层的自重湿陷量与湿陷量,计算结果详见表3-2。
从表3-2来看,场地内粉土层薄的地段计算结果为非自重湿陷,粉土层厚度较大的地段计算结果为自重湿陷。
3.3.2湿陷等级
湿陷等级是根据湿陷量与自重湿陷量的计算结果进行判断的,按照《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)第4.4.7条及表4.4.7的要求,场地内粉土的湿陷等级评价结果见表4-3,由此将场地粉土层的湿陷等级划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级,其平面分布见图3-2。
在对场地粉土层湿陷等级划分是,考虑两方面的因素,一是参考煤制天然气工程场地岩土工程勘察所做的大量分析成果,二是结合拟建场地粉土层的厚度变化特征等,由此综合考虑,即粉土层的厚度小于5米的、5~12米、13~25米的不
3.2粉土层湿陷程度及规律
本次勘察采取了30组黄土状粉土原状样,在煤制天然气工程的厂区范围内共取122组原状土样,其中有104组样具有湿陷性,占69%。根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB20025-2004)关于湿陷性黄土的湿陷程度的划分标准,对场地内黄土状粉土的湿陷程度进行统计,统计结果详见表3-1。从表3-1来看,场地内的湿陷程度为轻微的占19.0%、中等的占23.0%、强烈的27.0%,中等—强烈的超
湿陷系数(δs) δs<0.015 0.015≤δs≤0.03 0.03<δs≤0.07 Δs>0.07 湿陷程度统计表 表3-1 湿陷程度 样的数量 所占比例(%) 非湿陷性 轻微 中等 强烈 47 24 47 34 31 16 31 22 备 注 第 8 页 共19页
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同区域来划分湿陷等级分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。这样的场地湿陷等级的分类,在伊宁县北山坡地区是符合一般性规律的,从煤制天然气工程的地基处理、检测的结果来说是可行的,对场地湿陷性等级的划分是可行的、符合实际情况的。
钻孔编号 TK01 TK02 TK03 TK04 ZK21 ZK25 ZK33 ZK61 ZK73 ZK77 ZK91 ZK99 ZK107 ZK110 ZK117 ZK121 ZK130 ZK133 ZK15 ZK55 ZK58 湿陷等级评价结果表 表3-3
自重湿陷量(mm) 湿陷量(mm) 0 98 48 218 44 209 46.5 226 133 660 48 280 143 539 132 637 0 32 53 231 56 243 42 221 231 714 123 434 54 321 56 370 0 34 0 78 176 720 165 5 215 783 湿陷等级 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅲ 场地 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 自重湿陷 非自重湿陷 自重湿陷 3.4粉土层湿陷起始压力
湿陷起始压力(Pah)是反映非自重湿陷性黄土特性的重要指标,具有使用价值,本次勘察采用室内压缩试验结果确定湿陷起始压力。湿陷起始压力与湿陷系数δs具有明显的相关性,δs越小、Pah越大。
自重湿陷量与湿陷量统计表 表3-2
钻孔编号 TK01 TK02 TK03 TK04 ZK21 ZK25 ZK33 ZK61 ZK73 ZK77 ZK91 ZK99 ZK107 ZK110 ZK117 ZK121 ZK130 ZK133 ZK15 ZK55 ZK58 计算厚度(m) 自重湿陷量(mm) 湿陷量(mm) 3 0 98 10 48 218 10 44 209 10 46.5 226 17.5 133 660 11.5 48 280 21.5 143 539 20 132 637 4.5 0 32 11.5 53 231 12.5 56 243 10.5 42 221 12 231 714 10 43 434 13 54 321 12 56 370 2.6 0 34 5.0 0 78 23 176 720 18.5 165 5 23.5 215 783
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湿陷类型 备 注 非自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 β0取0.5 自重湿陷 未取原非自重湿陷 状样的自重湿陷 钻孔按自重湿陷 类比相自重湿陷 邻探井、钻孔的自重湿陷 原状样自重湿陷 计算。 自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 非自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷 自重湿陷
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图3-1 拟建场地粉土层厚度等值线图
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湿陷等级Ⅲ级湿陷等级Ⅱ级湿陷等级Ⅰ级湿陷等级Ⅱ级湿陷等级Ⅲ级湿陷等级Ⅱ级湿陷等级Ⅰ级湿陷等级Ⅰ级湿陷等级Ⅱ级湿陷等级Ⅲ级
图3-2 地基土湿陷类型及等级分区图
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4. 水和土对建筑材料腐蚀性评价
4.1水对建筑材料腐蚀性评价
场地地下水的水位埋深大于50米,地下水位年变幅1-2米,可以不考虑地下水对场地建筑材料腐蚀的影响。
场地属于伊宁县曲鲁海乡北山坡的山前洪积扇,地表没有径流,场地中分布两条明显的东西向冲沟,冲沟的坡降3.5—8%,是地面降雨可能形成短暂洪流的排泄通道。因场地内既没有地表径流、也没有储存大气降雨的洼地,故不评价地表水对建筑材料腐蚀性。
CI-含量折算后为88mg/kg~321mg/kg,地基土对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。场地内地基土对建筑材料腐蚀性评价详见表4-1。
4.3土对钢结构的腐蚀性评价
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001,2009年修订本)局部修订的条文, 12.2.5条文(表12.2.5)关于土对钢结构的腐蚀性评价要求,本次详勘参考园区初勘物探资料进行评价,粉土层的视电阻率值为20-40Ω•m,判定场地土对钢结构为中等腐蚀。
场地土对建筑材料腐蚀性评价表 表4-1
深度 CL-含量 SO42-含量 混凝土腐蚀 9.20 115 395 微 2.30 145 529 微 4.50 258 316 微 6.30 196 279 微 8.20 202 245 微 10.30 188 196 微 12.40 94 217 微 15.30 271 284 微 1.60 303 1507 弱 3.80 255 579 微 5.60 194 317 微 8.40 88 254 微 11.70 127 194 微 1.00 195 779 弱 1.50 227 485 微 2.50 205 506 微 3.50 188 334 微 1.50 175 1125 弱 2.50 211 617 微 3.50 1 554 微 5.00 214 419 微 6.00 179 336 微 2.40 229 617 微 4.50 321 496 微 6.20 196 379 微 8.30 217 425 微 1.40 236 946 弱 3.30 145 8 编号 ZK33-5 ZK70-1 ZK70-2 ZK70-3 ZK70-4 ZK70-5 ZK70-6 ZK70-7 ZK97-1 ZK97-2 ZK97-3 ZK97-4 ZK97-5 TK01-1 TK01-2 TK01-3 TK01-4 TK05-1 TK05-2 TK05-3 TK05-4 TK05-5 ZK04-1 ZK04-2 ZK04-3 ZK04-4 ZK33-1 ZK33-2 4.2土对混凝土的腐蚀性评价
4.2.1场地环境类型
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)附录G、表G.0.1关于环境类型的分类划分依据,环境类型与气候、地基土的含水量关系密切,也与地基土的渗透性相关。
伊宁县属于温带半干旱气候区,场地粉土层含水量随深度变化较大,当深度小于3米时,粉土层的含水量大部分小于20%,主要分布在10%以下,因此,场地的环境类型为Ⅲ
4.2.2室内试验成果
在场地内的不同微地貌单元,进行了土的易溶盐试验,分析结果详见附件3(土的易溶盐分析报告)。
4.2.3对建筑材料腐蚀性评价
场地土中Na2SO4的含量均小于1%,根据规范并结合地区经验,可不考虑场地土盐胀性和溶陷性,仅考虑其对建筑材料的腐蚀性。
依据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)结合场区地质情况划分,拟建场地环境类别均属Ⅲ类,根据拟建场地详勘资料,场地勘探深度范围内地基土易溶盐含量为0.072 %~0.309%,属碱性盐渍土,土中
SO42-含量
194mg/kg~
1507mg/kg,地基土对混凝土结构具微~弱腐蚀性,按照弱腐蚀性进行防护;土中
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钢筋腐蚀 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 微 江西省勘察设计研究院 庆华环保建材有限公司综合利用工业废渣生产水泥、灰渣制砖工程详勘
5.岩土工程分析评价
5.1地基土工程性质评价
本次勘察中采用钻探、取样、室内分析、原位测试等手段,在勘察深度内场地地基土从上至下为①耕植土、②粉土、③角砾。现对地基土②粉土层、③角砾分析评价如下: 5.1.1粉土
(一)基本参数 (1)粉土层厚度
在场地内均有分布,埋深0.7~3.6m,层厚2.6~23.9m。 (2)物力力学指标
粉土层采取原状土样30组进行室内试验,试验内容包括土常规、压缩、剪切及湿陷起始压力等。试验结果结果见附件4(土工试验结果报告),数理统计见表5-1。
根据室内试验成果,粉土层为大孔隙、低饱和度、中压缩性。 (二)原位测试
粉土层的原位测试是指标准贯入试验,统计试验次数117次,修正后的最大锤击数18.4击、最小锤击数10.0击,平均值锤击数13.6击,为中密状态。
(三)湿陷性
根据室内试验分析,粉土层具有湿陷性,部分具有自重湿陷性。湿陷程度从轻微、中等,到强烈都有,其中湿陷程度中等—强烈的超过试验总样品的70%,
(1)厚度
勘探深度范围内未见底,根据工程地质物探解译及园区水文地质勘探孔揭露,场地内的角砾厚度30—50米。
(2)原位测试
在角砾层共进行重型动力触探试验(N63.5)212.18米,重型动力触探的成果一览表详见附表3,经杆长修正后数理统计如下表5-2。
角砾层动探数据统计表 表5-2
动力触 探试验 N63.5 试验量(米) 212.18 最大值 击数 31.5 最小值 击数 17 平均值 23.3 标准差 4.863 变异系数 0.208 标准值 22.4 根据规范判定角砾为中密—密实; 5.2岩土参数的选用
5.2.1基本参数
1、粉土
粉土层的基本参数选用推荐值,推荐值详见表5-1。 2、角砾
角砾层的密实度为中密—密实。 5.2.2承载力及其他
粉土与角砾的承载力及其他他参数详见表5-3、表5-4。
承载力特征值建议表 表5-3
地层 按室内试验 ƒak(kPa) 140 — 按触探测试 ƒak(kPa) — 780 按载荷试验 ƒak(kPa) 200 — 经验值 ƒak(kPa) 130 400 推荐 ƒak(kPa) 130 400 是场地内粉土层湿陷程度的主要类别。
根据湿陷量与自重湿陷量的计算结果,场地的湿陷等级分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,以Ⅲ级为主。 5.1.3角砾
(一)基本参数
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粉土 角砾
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粉土物理力学指标数理统计表 表5-1
含水量 (ω) % 最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 统计修正 系数 标准值 推荐值 3.2 13.8 7.9133 3.0327 0.3832 0.87 6.955 6.955 湿密度 (ρ0) g/cm3 1.41 1.6 1.54133 0.05277 0.03424 0.918 1.52466 1.52466 干密度 (ρd) g/cm3 1.31 1.5 1.4292 0.05786 0.04048 0.98721 1.41092 1.41092 比重 (GS) 2.7 2.7 2.7 0 0 1 2.7 2.7 孔隙比 (e) 0.755 1.1 0.23 0.0772 0.0866 0.9726 0.8679 0.8679 孔隙度 (n) % 43.02 51.6 47.067 2.1428 0.0455 0.9856 46.39 46.39 饱和度 (Sr) % 10.22 41.0 23.687 8.1562 0.3443 0.12 21.11 21.11 液限 ωL % 21.20 23.8 22.543 0.22 0.0285 0.995 22.34 22.34 压缩 系数 (a1-2) Mpa-1 0.120 0.7 0.305 0.1329 0.4358 0.8623 0.263 0.263 压缩 模量 (Es) MPa 3.060 15.2 7.3155 2.8486 0.34 0.877 6.4153 6.4153 粘聚力 (C) KPa 11.3 18.6 15.587 1.9225 0.1233 0.961 14.979 14.979 内摩 擦角 (Φ) 度 10.5 19.1 12.92 1.9393 0.1501 0.9526 12.307 12.307 指 标
岩土参数建议表 表5-4
岩土参数 地层 粉土 角砾 γ (kN/m3) 14.1 21.0 E0 (MPa) 24.32 50. Es (MPa) 9.1 0— K C (kN/m3) (kPa) 20000 30000 14.98 9 Φ 高程变化较大,造成局部地段粉土层厚度变化剧烈,局部粉土层在受力作用时可
(度) 12.31 12 能产生剪出的危险,为不均匀地基土。南北向粉土层基地面标高变化幅度相对较小,粉土层基地面平均坡度4.5—10%,局部为不均匀地基。因场地粉土层基底面高程起伏变化较大,评判为不均匀地基土。
角砾层,为山前洪积扇的主要组成物,厚度大,尽管其存在物质组成的差异性、胶结程度的差异性,但作为巨厚的洪积层,从总体上可视为均质体。碎石土层表面标高随地形地貌起伏变化,相对碎石土层的大厚度来说就小得多,不会在附加应力作用下产生明显变化。因此,碎石土层为均匀地基土。
拟建场地地基土的均匀性评价结果为: (1)耕植土:为不均匀地基土。 (2)粉土:为不均匀地基土。 (3)角砾:为均匀性地基土。
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6. 场地稳定性与适宜性评价
6.1场地均匀性评价
根据本次勘探揭露地层情况、土工试验结果、原位测试结果表明,各拟建物基底地基土主要为粉土、角砾层。粉土地层在水平方向上受整平场地的影响分布不连续,在垂直方向上厚度变化较大,物理力学性质变化较大。
图6-1是工程物探勘探剖面典型的地质解译剖面,从解译结果分析,东西向粉土层基底面起伏较大、变化较大,反映顺山前洪积扇轴线方向碎石土层的表层
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粉土ρ:30--50Ω.从区域资料分析,距离场地70公里的东侧分布有活动断裂,即区域性活动断
高程(米)裂F9(麻扎断裂)。拟建场地内及近周边地段,没有活动断裂及其产生的不利影响。
6.2.3地震及基本参数 (1)抗震地段
砂砾石
图6-1 物探测试典型剖面地质成果图
图例粉土砂砾石ρ:100Ω.ρ:50--200Ω.场地位于伊宁县北山坡山前洪积倾斜平原,地势开阔,相对平缓,没有高矗孤立的山丘、条状突出的山嘴,没有土层液化、河岸和边坡的边缘,周边没有不良地质作用产生。但是拟建场地的粉土的分布厚度变化较大,从《建筑抗震设计
基岩ρ:20--40Ω.规范》(GB50011-2010)第4.1.1条及表4.1.1关于建筑抗震地段的划分来说,拟建场地即不属于抗震有力地段、不利地段,也不属于危险地段,而是属于可进行建设的一般地段。
视电阻率值(2)基本参数
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的规定,场地抗震的基本参数为:抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,分组为第三组。建筑结构的水平地震影响系数最大值在多遇地震时取0.12、罕遇地震时取0.72,特征周期为0.45s。
6.2场地稳定性及地震效应评价
6.2.1场地类别 1、覆盖层厚度
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第4.1.4条的规定,场地内覆盖层的厚度可以确定为粉土层的分布厚度,因此,场地内覆盖层的厚度为2.6—23.9米,平均厚度11.6米。
2、土层的等效剪切波速
根据“场地钻孔波速测试报告”(附件2),煤化工厂区的初勘阶段进行了6眼钻孔的孔内波速测试,土层的剪切波速为187.3m/s—286.7m/s。
3、场地类别的判定
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)表4.1.3和表4.1.6的划分标准,场地土的类型为中软土,场地类别为Ⅱ类。
6.2.2活动断裂
6.3场地适宜性评价
根据场地的均匀性与稳定性评价结果,场地总体来说是适宜本工程的建设。同时应该看到,场地的粉土层是不均匀地基土,存在湿陷性与自重湿陷性,对工程建设会产生不利的影响,特别是对大型的煤化工设备在选择持力层时应避开粉土的湿陷性不利条件,谨慎对待。
7.地基基础方案与问题
7.1地基土的利用
7.1.1粉土
场地内粉土层存在明显的差异性,主要表现为:
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1、厚度差异性,厚度变化在2.6—23.9米;
2、湿陷程度的差异,湿陷程度从弱、中等,到强均有分布; 3、湿陷等级的差异
因此,粉土层不适宜直接作天然地基持力层使用,需要经过灰土桩复合地基处理,或强夯等地基处理,经检测全部消除、或部分消除粉土湿陷性后方可作为地基土持力层使用。
7.1.2角砾
角砾层在场地内分布连续、厚度稳定、物理力学性质均匀,工程性质良好,可作为拟建物天然地基持力层。
7.3地基处理
7.3.1桩基础
(1)桩基础的可行性
桩基础可以将上部建筑的荷载直接传递到下部良好的持力层的优点,场地内的地下水水位埋深大,不影响施工,粉土层的厚度变化较大,相对松散。因此,对于生产区的大型、重要设备基础建议采用人工挖孔成桩、旋挖成孔的桩基础。在施工桩基础时应考虑到粉土层孔壁的稳定,建议采用旋挖机挖孔施工。
(2)桩基础设计
桩端持力层宜选用厚度稳定的均质角砾层,桩身长度进入角砾层不小于1d(d为桩的直径或边长),桩的极限端阻力标准值qpk可取4500kpa,粉土层的极限侧阻力标准值qsik可取35kpa、角砾层的极限侧阻力标准值qsik可取160kpa,因粉土的湿陷性可能引起桩侧负摩阻力,单桩负摩阻力标准值qsin可按下式求取。
qsin=δnσi' (对于自重湿限性粉土δn可取0.3) σi'=γi'•zi(粉土γi'取值14.5kN/m3)
当zi(自地面起算的第i层土中点深度)取10m时qsin可取29-51kpa; 当zi(自地面起算的第i层土中点深度)取20m时qsin可取58-102kpa; 7.3.2强夯
(1)强夯的可行性
强夯的目的包括两方面,一是消除粉土的湿陷性;二是提高粉土的承载力,减小其压缩系数。根据地区经验,在伊犁地区普遍存在的粉土采用强夯进行处理,可以达到上述两方面的效果,因此,强夯在拟建场地对粉土处理是可行的,有效的。
(2)强夯设计与施工应注意的问题
①重点针对具有Ⅱ~Ⅲ级自重湿陷性粉土区域进行强夯处理,完全消除其湿陷性,对于非自重湿陷性的粉土区域可以根据生产工艺布臵及实际情况,酌情考虑
7.2存在问题
7.2.1粉土的湿陷性问题 (1)粉土的湿陷量
场地内的粉土湿陷性是普遍存在的,其湿陷量是基于对粉土原状样的室内试验成果进行计算结果。根据伊犁谷地粉土的成因、分布及湿陷量的经验,粉土作为地基土的实际湿陷量与计算结果存在一定的差异,一般是计算结果偏小,实际的湿陷量偏大。
(2)粉土湿陷性计算底界
根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)关于湿陷量计算值Δs的计算深度,对于非自重湿陷性黄土计算深度为基底下10米,对于湿陷性黄土计算深度累计至非湿陷性的顶面。
对于伊犁谷地黄土状粉土成因的特殊性,粉土的沉积环境经历了多回次的间歇期(一般为3-4个间歇期),间歇期的界面确定困难,给查明粉土的自重与非自重湿陷性带来了一定的困难。因此,在确定湿陷量的计算深度时,建议均计算到角砾的顶面。
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选择使用。
②建议在场地内选择有代表性的地段进行试夯,确定强夯的基本参数,包括单击夯击能、夯击方式、夯击遍数,以及处理深度与效果。在试夯结束后进行检测,以便及时调整试夯的参数,达到强夯的设计要求。
③强夯对粉土层的含水量有一定要求,本次详勘工作对勘探孔扰动样的含水量进行分析,结果表明粉土的含水量随深度变化明显,其变化规律详见表7-1和图7-1。
从表7-1分析,粉土的在不同深度的含水量平均值均低于10%,远低于塑限含水量,根据《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)第6.3.4条规范要求及当地经验,建议强夯前需对粉土进行增湿,使其含水量接近最优含水量(室内试验结果为最大干密度1.8g/cm3、最优含水量19.94%)。
强夯施工过程中或施工结束后按照规范要求进行检测,检测合格后方可进入下道工序施工。
粉土层含水量变化表 表7-1
深度(m) 含水量平均(%) 2 6.15 4 6.29 6 5.76 8 5.28 10 5.55 12 4.24 14 4.03 16 3.2 8.工程建设及工程运行应注意的问题
8.1工程建设应注意的问题
8.1.1次生地质灾害问题
为适应工艺流程需要进行大规模的场地平整,形成大面积的挖方区和填方区,将改变原始地形地貌、土的初始结构平衡遭到破坏,容易形成次生地质灾害,这种地质灾害主要表现为填方区高边坡在长期水浸或强降雨条件下的局部剪出和填方区整体滑出的可能。同时,挖方区揭露角砾与粉土接触带、以及坡体下游地段大开挖形成的临空面,在强降雨条件下也容易诱发“管涌”状流土灾害的发生。因此,在进行拟建场地建设工程,全面的、详细的规划设计应从最基本地质灾害防范要求做起,以免工程建设遭遇其本身产生的次生地质灾害的危害,造成不必要的人员、经济损失。
8.1.2地基处理问题
拟建场地建设包括大规模的地基处理,使用强夯的地基处理手段可能是主要的,由于粉土的含水率低,从单一的采用大能级(7000~8000KN.m)夯击能手段要达到地基处理的最终效果的思路,需要慎重。主要是大能级的夯击能在处理低含水率的粉土时,其本身的机理、理论并不成熟,即在巨大冲击力作用下粉土颗粒之间的粘合程度及时效缺乏可靠的理论支持,存在一定的风险。
因此,采用强夯处理低含水率的粉土时,更应该从地基土增湿的思路来考虑
含水量(%)76543210246810121416可能是更有效的手段。同时,对于大型设备基础也应该考虑到除强夯之外、如桩基础与复合地基来综合考虑,可以在强夯的基础上实施桩基础,这样可以解决强夯处理后仍不能满足大型设备基础的承载力问题。
8.2工程运行应注意的问题
深度(m)
8.2.1生产用水的渗、漏问题
生产用水的渗、漏是不可避免的,渗漏水对地基土的浸泡是非常严峻的问题,主要表现为粉土浸水沉陷后破坏设备基础的整体性和稳定性,轻者降低设备的运
图7-1 粉土含水量、深度关系曲线图
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行效率,重者使设备报废、中断生产,造成严重的经济损失。
因此,设臵防止生产用水渗、漏的应急措施,可以减少因生产用水渗漏造成的危害,建议在设计阶段做好这方面的工作。
8.2.2地表水管理问题
拟建场地位于伊犁谷地,降雨相对充沛,6~8月降雨相对集中,强度较大,拟建场地范围较大,东西高差较大,纵坡比达到5%。降雨形成的地表径流能够在短时间内汇合在一起,形成的破坏力是可观的,由此造成的破坏是明显的,其中包括对设备地基土、拟建场地边坡的冲刷、掏蚀,威胁设备及道路系统的运行安全。因此,建议加强拟建场地地表水的管理,采用分段截流、统一归口管理地表水,形成完善的雨水管理系统。
胶结程度较差。角砾层厚度大,勘察深度内没有揭穿,根据工业园区水文地质勘探孔揭露,角砾层厚30~60米,其下为中更新统冲洪积砂砾石层、粉土层的互层。
(4)场地内地下水为松散岩类孔隙潜水和承压水,水位埋深大于50米,地下水的径流方向为东西向,含水层的富水程度为中等,单井涌水量为100—1000立方米/日,水化学类型为碳酸、硫酸钙钠型,矿化度一般小于1.0克/升,基本符合生活饮用水的标准。地下水的水位年变幅1-2米,对场地建筑没有直接不良影响。
(5)场地内不存在崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地面沉降、地裂缝等不良地质作用。工程建设时将进行大规模的场地平整,可能产生堆积土的滑塌、滑坡、“管涌”状流土等次生地质灾害现象,应根据地质灾害防治的相关措施进行防范。场地内及附近没有活动断裂,以及深大断裂分布。
(6)根据规范及当地实际情况,地基土的标准冻结深度为100cm。 (7)粉土具有明显的湿陷性,湿陷程度包括弱、中等、强烈三个等级。粉土既有自重湿陷性,也有非自重湿陷性,湿陷量与粉土层的厚度关系密切,场地的湿陷等级包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在平面上分布具有一定的规律性。
(8)场地内地基土对混凝土结构具微~弱腐蚀性;地基土对混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性;地基土对钢结构具有中等腐蚀。
(9)经综合判定拟建场地地基土中粉土为不均匀地基土,角砾为均匀地基土;拟建场地地基土为中软土,建筑场地类别为Ⅱ类;拟建场地为可进行建设的一般场地。抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.15g,分组为第三组,特征周期为0.45s。
(10)经综合分析及数理统计,分别对粉土和角砾的工程地质特性指标给出了建议值和参考值,具体详见表5-4、表5-5。
(11)针对场地内粉土的分布特点、湿陷性特点,提出了地基土利用方案,粉土层不能直接作为建筑物基础的持力层,可以采用灰土桩、强夯法进行地基处
9.结论和建议
9.1结论
(1)本次岩土工程勘察等级为甲级。
(2)拟建场地位于伊宁县曲鲁海乡北山坡,属天山南麓的低山丘陵地貌,地势总体是北高南低、东高西低。场地位于近南北向、倾向南的垄状丘陵的东侧坡地,西侧坡面标高1020~970米、坡下地面标高1000~940米,南北向地形坡度3.5%~4.3%、东西向地形坡度4~6%。地表为低矮牧草,为荒坡草地。
(3)勘察深度内范围内,组成拟建场地的地层岩性为晚更新统风积黄土状粉土、以及冰蹟含漂砾的角砾层。
①黄土状风积粉土层:土黄色、干燥、稍密~中密,局部含粉砂,厚度变化较大,2.6~23.9米。
②角砾:土黄色、灰白色、浅灰色,干燥~稍湿,中密~密实,主要成份为花岗岩、凝灰岩、硅质岩等,质地坚硬,部分表层风化,次棱角状~次圆状,分选性差、颗粒级配较好。含漂石、卵石,可见最大粒径达到50~80cm。泥砂质胶结,
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理后综合利用。对于大型、重要设备及建筑建议在强夯的基础上采用桩基础,对于使用面积大、粉土层厚度较小,容易受浸水影响的一般地段建议采用强夯或强夯臵换法进行地基处理;角砾层可以作为建筑物、构筑物基础的良好持力层。
(12)工程建设过程应做好次生地质灾害的预防和防范,在进行地基处理时应切实考虑粉土的低含水率问题以及地基处理的综合效应,减少风险;工程运行过程应积极做好生产用水渗、漏应急管理和雨水外排的管理工作。
参考文献:
1、《岩土工程勘察设计手册》林宗元 1994年 2、《岩土工程试验检测手册》林宗元 1994年 3、《岩土工程治理手册》林宗元 1994年 4、《工程地质学原理》张卓元等,1986年
5、《工程地质手册》(第四版)工程地质手册编委 2007年2月
6、《维吾尔自治区伊宁县地下水资源调查与评价》伊犁水文水资源勘测局,2005年6月
7、《伊宁县伊东工业园供水工程水文地质与工程地质勘察报告》伊犁州水利电力勘测设计研究院,2008年4月
9.2建议
(1)勘探点采用的是1954年北京坐标系、1956年黄海高程系、6度带坐标,根据场地平整标高的不同,在利用详勘勘成果时应注意地面标高的变化。
(2)采用强夯或强夯臵换法进行地基处理,应进行试夯并经检验满足设计要求后方可大面积施工。
(3)地基处理应根据实际情况采用多种方法相结合来满足不同大型设备基础对地基土的要求,如强夯+桩基础对某些特、重大设备是有利的。
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