中南大学新校区化学楼岩土工程详细勘察报告

1、前言
拟建的中南大学新校区化学楼于 2009 年 1 月由中航规划建设长 沙设计研究院有限公司（原中国航空工业第三设计研究院）曾进行岩 土工程详细勘察，现根据规划设计要求，拟建新校区化学楼位置发生 变动。在此情形下，受中南大学的委托，中航规划建设长沙设计研究 院有限公司按设计单位湖南方圆建筑工程设计有限公司提出的《施工 图设计阶段工程地质勘察任务书》（详见附件）的要求，于 2011 年 7～ 8 月对其位置变动的中南大学新校区化学楼拟建场地进行岩土工程详 细勘察。
2、场地岩土工程地质条件
2.1 场地位置及地形地貌
场地位于长沙市岳麓区土城头路与潇湘大道交叉处西北边，地处 中南大学新校区东南部，北与艺术楼毗邻。场地地貌单元属于湘江Ⅱ 级阶地，场地基本整平，地势较为平坦，场地内各钻孔口标高变化在 31.66m～34.92m 间。
2.2 地层岩性
根据本次勘察结果，场地内埋藏的地层主要由人工填土，第四系 新近冲积粉质粘土，第四系冲积粉质粘土、粉土及圆砾，下伏基岩为 白垩系泥质粉砂岩。按从上至下的顺序，现将各地层岩性特征描述为：
本次勘察的任务和要求： 1.严格执行《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009 版） 及《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； 2.查明场地各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特征、计 算和评价地基的稳定性，提供各层土（岩）的地基承载力特征值及桩 端、桩侧阻力特征值； 3.提供各层土（岩）的各项物理学性质指标（包括：容重、压缩 模量、粘结力（C）、内摩擦角（φ）等）； 4.查明地下水的埋藏条件、变化幅度、渗透指数，提出防水设计 水位，抗浮设计水位，判别地下水对建筑材料的腐蚀性； 5.划分场地土的类型和场地类别,分析地震效应,有无不良地质 现象； 6.对建筑物的地基作出岩土分析评价,对基础设计、地基处理、 不良地质现象的防治等具体方案作出结论和建议。 具体勘察要求详见附件 1《施工图设计阶段工程地质勘察任务 书》。
26 次 11.7m/12 孔
24 件 6件 18 件/6 组 3件 30 件 18 件/6 组 3件 41 处 2孔
尚需说明： （1）上述工作由我司岩土工程所完成，岩土试验和水质分析由我司委托湖南天翼工程
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勘察有限公司试验室完成。 （2）本次勘察采用的坐标系为长沙市独立直角坐标系，高程系黄海高程系，并由甲方
1.3 勘察技术标准
本次勘察工作的依据和遵循的技术标准、规程、规范、要求有： （1）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009 年版）； （2）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）； （3）《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）； （4）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）； （5）《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）； （6）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）等。
标准值 24.8 19.5 2.71 0.744 13.2 0.45 0.28 6.16 46 23.6
统计频数 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0
最小值 23.1 19.9 2.72 0.646 13.8 0.03 0.18 6.02 55 20.3
1 学实验教学 34.75
6F
框架结构 桩基础
楼（两栋）
6800kN
二级
专业实验教 2 学与学术研 34.75 5+1F 框架结构 桩基础
究楼
6800kN
二级
3 多媒体教室 34.75 5+1F 框架结构 桩基础
6800kN
二级
板柱-剪力
4
地下室
29.80 1F
桩基础
1500kN
墙结构
二级
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1.2 勘察任务、目的和要求
2.2.4.1 强风化泥质粉砂岩⑥：紫红色，大部分矿物已风化变质， 局部夹中风化块，节理裂隙发育，岩芯呈碎块状、块状、饼状，少量 短柱状，岩块手易折断，合金易钻进。属极软岩，其岩体基本质量等 级为Ⅴ级，岩芯采取率为 65%～80%。各钻孔均遇到该层，层顶标高 12.69～19.07m，层厚 0.85～11.60m。
2.2.3 第四系冲积层（Qal）：为晚更新统地层，可分为如下三个亚 层：
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2.2.3.1 粉质粘土③，褐黄色，湿，呈可塑~硬塑，切面稍光滑， 其干强度和韧性中等，摇振无反应。大部分场地有分布，层顶标高 22.10～30.92m，层厚 0.90～10.00m。
2.2.3.2 粉土④：褐黄色，局部夹粉细砂，湿，呈中密状态，无光 泽反应，其干强度和韧性低，摇振反应快。局部场地有分布，层顶标 高 21.82～27.38m，层厚 0.80～4.80m。
粘 标准差 0.450 0.22 0.012 0.021 0.103 0.077 0.023 0.621 3.869 2.225 土 ② 变异系数 0.018 0.01 0.004 0.030 0.008 0.200 0.088 0.093 0.079 0.088
修正系数 1.015 0.99 0.996 1.024 0.994 1.166 1.072 0.923 0.935 0.928
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1.4 勘察方法和勘察工作量
根据勘察的任务和要求，本项目工程重要性等级为二级，场地复 杂程度等级为二级，地基复杂程度等级为二级，故岩土工程勘察等级 为乙级。本次勘察按乙级岩土工程详细勘察共布置钻孔 38 个。我公 司于 2011 年 7 月 22 日调进 4 台 XY-1 型钻机进场施工，2011 年 8 月 8 日完成外业工作。采用工程地质钻探，现场标准贯入试验，室内岩 土、水试验等相结合的勘察方法，钻探时采用冲击和回转钻进工艺， 钻进过程各回次进尺，采芯率、孔径、岩芯编录均严格按相关规范要 求进行，现场采用标准贯入试验等对岩土进行现场测试，并记录测试 数据、测试方法和数量等符合规范要求。
标准差 0.17 0.14 0.014 0.008 0.264 0.050 0.021 0.223 8.424 1.129
变异系数 0.01 0.01 0.005 0.011 0.030 0.058 0.051 0.053 0.197 0.067
修正系数 1.01 0.99 0.996 1.009 0.976 1.048 1.042 0.957 0.838 0.945
本次勘察完成的工作量如下表 2：
本次勘察完成主要工作量
序号
工作内容
1 钻探
2 标准贯入试验
3 重型圆锥动力触探试验
4 采取Ⅰ类土试样
5 采取Ⅳ类土试样
6 采取岩石试料
7 采取地下水试样
8 室内土工试验
9 室内岩石试验
10 室内水质分析
11 测量定点
12 利用简易抽水试验
表2
工作量 1224.36m/38 孔
23.67
4.20
统计方法 %
统计频数 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
最小值 23.7 19.3 2.71 0.703 13.1 0.33 0.22 5.98 45 21.7
最大值 24.9 19.9 2.74 0.761 13.4 0.52 0.28 7.66 55 27.5 粉 质 平均值 24.5 19.6 2.72 0.727 13.2 0.38 0.26 6.68 49 25.4
标准值 27.3 20.0 2.72 0.732 8.7 0.91 0.42 4.06 36 16.0
岩石名称 统计项目 统计个数
最小值 最大值 平均值 标准差 变异系数 修正系数 标准值
岩石的物理力学指标统计表
中风化泥质粉砂岩
比重
天然容重 kN/m3 饱和吸水率%
2
2
2
2.59
23.45
3.90
2.67
最小值 27.0 19.9 2.71 0.713 8.6 0.83 0.37 4.08 35 15.9 粉 最大值 27.5 20.3 2.75 0.732 9.3 0.96 0.42 4.64 54 18.4 土 ④ 平均值 27.2 20.1 2.73 0.725 8.9 0.87 0.41 4.24 43 16.9
修正系数 1.03 1.00 0.998 1.026 0.981 / 1.073 0.934 0.923 0.969
标准值 25.5 20.1 2.73 0.705 14.4 / 0.24 7.13 63 21.3
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统计频数 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
2.2.3.3 圆砾⑤：褐黄色，灰白色，成分为石英质，粒径一般为 0.5～2.0cm，磨圆度好，分选性差，不均匀地混 10%～30%的卵石及 少量的粗砂，饱和，呈中密～密实状态，整个场地均有分布，层顶标 高 19.49～25.02m，层厚 2.10～8.80m。
2.2.4 白垩系（K）泥质粉砂岩：为场地下卧基岩，勘探深度范围 按其风化程度不同可分为强风化带、中风化带。
1.1 工程概况
拟建工程位于长沙市土城头路与潇湘大道交叉处西北边，现艺
术楼南侧，由湖南方圆建筑工程设计有限公司设计，建筑物基本情况
见表 1。
顺序 号
建筑物 名称
建筑物概况
设计 地坪 标高
层数
结构 类型
基础 型式
表1
单柱最大荷 建(构)筑
载（kN）或条 物安全等
基每米最大 级
荷载（kN/ m）
全校基础化
原位测试结果，场地内各土层的主要物理力学性质指标统计如下表 3、
4：
土的物孔 塑性 液性 压缩 压缩 凝聚 内摩
层
水 密度 重 隙 指数 指数 系数 模量 力 擦角
名
量 ρ Gs 比