机械钻孔桩流沙处理专项施工方案
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重庆四联光电科技有限公司 LED 产业武隆基地一期工程
机械钻孔桩流沙卵石层处理
专 项 施 工 方 案
编制单位：重庆建工第七建筑工程有限责任公司 编制人：袁永江 编制日期： 二 0 一二年七月二十三日
目录
一、工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 2、工程地质条件。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3
目前化学加固的浆液主要采用，黏土水泥浆、黏土水玻璃浆、水 泥粉煤灰混合物、丙凝 Ac－Ms、铬木素以及无机试剂为固化剂的硅 酸盐浆液等。
a、 高压喷射注浆法利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层 的预定位置后，以高压设备使浆液成为 20 m 左右的高压流从喷嘴中 向四周围喷射，冲击破坏土体，使土粒与浆液混合。旋喷时，喷嘴一 面喷射一面旋转和提升，胶结硬化后，即在土层中形成直径比较均匀
此施工方法能有效控制孔桩施工中流沙层；能有效回填钻孔周围 地质孔隙，保证孔桩周边地层不下陷，增强土层的抗剪力，预防后期 地面塌陷下沉，是理想的处理孔桩流沙卵石层的有效施工方法。 但此法的施工周期较长，对施工工期不利。 （2）采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔的施工方法
采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层，钢护筒采用 8MM 钢板制 作，钢护筒内径等于 D+200MM（D 为钻孔设计直径），长度为 2~3 米。
场区北东侧一期拟建冷却塔位置现泉点出露口已被填土掩盖，在 野外勘察期间，其流量稳定。根据物探 B—B′测点号 13～20 长 35m 与 C—C′号和 43～48 号长 25m，深约地面以下 20m，基岩岩体局 部视电阻率相对偏低，层间裂隙较发育，致使有泉水出露。
根据野外水文地质调查和收集资料，该地区泥岩、泥灰岩和钙质 页岩为相对隔水层，灰岩为含水层；在场地内灰岩呈透镜体产出，灰 岩岩溶裂隙发育，拟建场地处于整体处于地势相对低洼处，南北两侧 地形较高，呈“U”字型，其蓄水面积较大，基岩溶蚀孔隙水在岩溶 管道中运行，向地势低洼处由构造裂隙向地表排泄。
（5）根据施工现场钻孔发现实际情况，施工区域流沙是由于地下 水极为丰富，承压大，原河滩冲积形成的砂夹卵石层在水压作用下形 成。
2 、钻孔灌注桩处理流沙卵石层的施工方法 如果改变动水压力的大小和方向，或者设法改变钻孔刃脚外围土质 物理力学性质，可将流沙转变为稳定土。在沉井施工中处理流沙的途 径有三种：一是采用混凝土回填凝固后重新钻孔；二是采用钢护筒；
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《建筑基桩技术规范》（JGJ 94-2008） 其它相关的施工及验收规范、规程。 三、流沙卵石层处理施工方法 1、 流沙对钻孔桩施工的影响
钻孔下沉是施工施工阶段的主要施工过程，发生流沙时，土完全 失去承载力，不但造成施工困难，而且流沙严重时会引起基础边坡塌 方，附近地基被淘空而下沉。因此，预防和处理流沙，在钻孔施工中 具有十分重要的作用。根据分析，流沙一般出现在如下土层：
该工程场地地质条件详见重庆高新工程勘察设计院提供的《四联 LED 产业武隆基地建设项目（一期）岩土工程勘察报告书》， 该拟建 场区为属侵蚀性剥蚀河谷丘陵地貌。地表水渗透到土体和基岩裂隙
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中。场地内见泉点出露，水文地质条件较复杂。地勘资料显示，在 16-16 至 19-19 地勘剖面图范围内，有最大厚度 9.9 米的河流冲积 形成的砂土卵石层，涉及孔桩有 139 根；地下水量大，基础施工过 程中将形成流沙塌孔。
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的圆柱体，当旋转喷射位置环绕沉井外围一定的均匀距离施工时，便 成一个闭合的帷幕。高压旋喷法的主要设备是高压脉冲泵和带有特殊 喷嘴的钻头。其他设备有钻机和浆液搅拌机等。喷射注浆的基本方法 有：单管法、二重管法和多重管法。
b、电硅化法利用硅酸钠（水玻璃）为主要的混合液进行化学加 固土层的方法叫硅化加固。该法是在透水性较大的土中，利用一定的 压力将浆液通过一根下端带孔的管子注入土中，使土中的硅酸盐达到 饱和程度。硅酸盐在土中分解形成凝胶变为固态胶结物，把土粒胶结 起来，也可分别注入硅酸钠和氯化钙两种溶液。氯化钙溶液的作用主 要是促进硅胶的形成，其反应 Na2nSO2＋CaCl2＋nH2O →nSO2 （m－1）H2O＋Ca（OH）2＋2NaCl，所生成的是凝胶氢氧化钙和 氯化钠。
二、编制依据.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 三、流沙卵石层处理施工方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
1 、流沙对钻孔桩施工的影响.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 2、钻孔灌注桩处理流沙卵石层的施工方法.。。。。。。。。。。。。。。。。4 （1） 采用混凝土回填凝固后重新钻孔的施工方法.。。。。。。。。。。4 （2）采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔的施工方法。。。。5 （3）化学固结形成防渗帷幕的施工方法.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 （4）、施工方法确定的建议。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7
场地内地下水主要为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，松散堆积 层孔隙水主要分布于人工填土和河流冲积层的卵石层与斜坡上坡积 层及崩坡积层中，基岩裂隙水主要赋存于基岩岩溶裂隙与风化带网状 裂隙中。 二、编制依据
1、《四联 LED 产业武隆基地建设项目（一期）》工程施工合同。 2、《四联 LED 产业武隆基地建设项目一期》工程施工图； 3、重庆市高新工程勘察设计院有限公司提供的《四联 LED 产业 武隆基地建设项目一期》工程（岩土勘察报告）； 4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔，在流沙卵石层上部采 用 D+400MM 的钻头钻孔至流沙卵石层不能继续下沉后，下放钢护 筒（钢护筒节与节之间应可靠焊接，并保证垂直度偏差在 10MM 内）， 钢护筒压至流沙卵石层不能继续下沉的深度，护筒以自然垮落的泥土 固定，减少二次下沉时的阻力。
钢护筒下放完成后，采用 D+100 钻头继续钻进流沙卵石层，至 二次不能继续下沉时，将钢护筒压至不能继续下沉的深度，重复施工， 直至钢护筒压至流沙卵石层底岩石顶部为止。钢护筒的顶部标高应在
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重庆四联光电科技有限公司 LED 产业武隆基地一期工程 机械钻孔桩流沙卵石层处理专项施工方案
一、工程概况
1、工程概况
《一号厂房工程》为工业建筑的 LED 生产厂房，占地面积 28129m²， 建筑面积 30345m²,设计标高±0.000= 204.60m，建筑高度 8.4m∕ -3.4m， 本工程建筑总高度 11.4m。基础形式为钻孔灌注桩基础， 结构形式为钢筋混凝土框架结构。
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地梁底为宜。 此施工方法能有效控制流沙卵石层的水压塌陷，加快施工进度，
对施工工期控制有利。但此法容易造成孔桩周围地质空隙，极易形成 后期地层下陷，影响建筑使用功能。 （3）化学固结形成防渗帷幕的施工方法
利用化学溶液或胶黏剂，通过压力灌注到孔桩外围刃脚下的流沙 卵石层，而将砂卵石粒胶黏起来，以改善孔桩外围刃脚下土层的物理 力学性质，这种处理方法叫化学加固法。其主要目的不仅是提高岩土 的力学强度和变形模量，而且还能降低土的渗透性，减小地下水的渗 流量，提高土的抗剪强度和抗渗能力，使其在孔桩周围形成一层新的 闭合防渗帷幕，截阻地下水流和治理流沙，使孔桩能继续下沉施工， 或者预先通过化学加固孔桩下沉位置附近可能出现流沙的土层，以形 成强度高，抗渗力好的新土层，从而为日后孔桩下沉施工创造良好条 件，杜绝流沙的产生。化学加固能否得到预期的效果主要决定于能否 根据各土层具体土质条件，选择适当的化学浆液（溶液和胶黏剂）和 有效的施工工艺。
（1）土层中亚黏土或粉沙层厚度＞25 cm 以上； （2）在粉沙土层中，黏土颗粒含量＜10％，粉粒含量＞75％的 土层； （3）土的含水量＞30％； （4）土的孔隙率＞43％ .地下水动水压力的水力坡度愈大（即 水位差愈大）愈容易发生流沙。一般在可能发生流沙土层挖土深度超 过地下水位0．5 m 时，就会出现流沙。
硅化加固的效果与所用的化学溶液的浓度、土的透水性及压力有 关。对于渗透系数在 1×10－6 m/min～1×10－5 m/min 的土应用 本法加固。如果渗透系数小于 1×10－5 m/min 的黏性土，则具有压 力水玻璃溶液难以注入的孔隙中，那就要借助于电渗作用，使水玻璃 液能进入土的孔隙中。施工时，先在沉井两边土中打入两个电极（即 两根金属管子），然后将水玻璃溶液和氯化钙溶液先后由阳极（下端 有金属管子）压入土中，通以电流，使溶液在土中电渗，这种加固方 法称为电动硅化法。
据本工程的具体条件和地质水文结构特点，建议采用(1)(2)种施工方 法中的一种或两种结合施工处理流沙卵石层孔桩施工。该专项方案按 照相关要求报送建设、监理单位审批，确认具体采用的施工方法，审 批确认后按审批确认的施工方法实施。
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采用电动硅化法加固土层，不但对土的加固作用快，抗剪力强， 而且抗渗能力极好，是理想的制止流沙、堵塞泉眼的施工方法。但此 法施工程序复杂，施工周期更长，治理效果的好坏取决的因素多，该
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工程的地质构造特殊，建议不采用。 （4）、施工方法确定的建议 以上是孔桩施工下沉过程中流沙卵石层处理的几种施工方法。根
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三是化学固结形成防渗帷幕的施工方法。 （1） 采用混凝土回填凝固后重新钻孔的施工方法 孔桩钻进至流沙卵石层后，记录钻进深度，继续钻进到不能下
沉的时，记录深度；立即采用 C20 砼浇筑回填至流沙卵石层以上 500MM，待砼强度达到 70%后，重新钻孔；至流沙卵石层后，继续 钻进，至第二次不能下沉，记录深度，重新浇筑回填 C20 砼，浇筑 至第一次钻进深度以上 500MM；依此类推，直至钻进至灰岩层。
《倒班楼》工程为一号厂房的配套工程，倒班楼共 5 层，占地面积 2034 平方米，建筑面积 6963m2，建筑设计标高±0.000= 205.10m， 基础形式为钻孔灌注桩，结构形式为钢筋混凝土框架结构。
2、工百度文库地质条件 拟建场地地质构造上位处白马向斜北西翼近轴部位置，岩层呈单
斜产出，产状 152°∠11°。根据钻探揭露情况，场地内岩体结构面多 为硬性结构面，结合程度差。
机械钻孔桩流沙卵石层处理
专 项 施 工 方 案
编制单位：重庆建工第七建筑工程有限责任公司 编制人：袁永江 编制日期： 二 0 一二年七月二十三日
目录
一、工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、工程概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 2、工程地质条件。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3
目前化学加固的浆液主要采用，黏土水泥浆、黏土水玻璃浆、水 泥粉煤灰混合物、丙凝 Ac－Ms、铬木素以及无机试剂为固化剂的硅 酸盐浆液等。
a、 高压喷射注浆法利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层 的预定位置后，以高压设备使浆液成为 20 m 左右的高压流从喷嘴中 向四周围喷射，冲击破坏土体，使土粒与浆液混合。旋喷时，喷嘴一 面喷射一面旋转和提升，胶结硬化后，即在土层中形成直径比较均匀
此施工方法能有效控制孔桩施工中流沙层；能有效回填钻孔周围 地质孔隙，保证孔桩周边地层不下陷，增强土层的抗剪力，预防后期 地面塌陷下沉，是理想的处理孔桩流沙卵石层的有效施工方法。 但此法的施工周期较长，对施工工期不利。 （2）采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔的施工方法
采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层，钢护筒采用 8MM 钢板制 作，钢护筒内径等于 D+200MM（D 为钻孔设计直径），长度为 2~3 米。
场区北东侧一期拟建冷却塔位置现泉点出露口已被填土掩盖，在 野外勘察期间，其流量稳定。根据物探 B—B′测点号 13～20 长 35m 与 C—C′号和 43～48 号长 25m，深约地面以下 20m，基岩岩体局 部视电阻率相对偏低，层间裂隙较发育，致使有泉水出露。
根据野外水文地质调查和收集资料，该地区泥岩、泥灰岩和钙质 页岩为相对隔水层，灰岩为含水层；在场地内灰岩呈透镜体产出，灰 岩岩溶裂隙发育，拟建场地处于整体处于地势相对低洼处，南北两侧 地形较高，呈“U”字型，其蓄水面积较大，基岩溶蚀孔隙水在岩溶 管道中运行，向地势低洼处由构造裂隙向地表排泄。
（5）根据施工现场钻孔发现实际情况，施工区域流沙是由于地下 水极为丰富，承压大，原河滩冲积形成的砂夹卵石层在水压作用下形 成。
2 、钻孔灌注桩处理流沙卵石层的施工方法 如果改变动水压力的大小和方向，或者设法改变钻孔刃脚外围土质 物理力学性质，可将流沙转变为稳定土。在沉井施工中处理流沙的途 径有三种：一是采用混凝土回填凝固后重新钻孔；二是采用钢护筒；
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《建筑基桩技术规范》（JGJ 94-2008） 其它相关的施工及验收规范、规程。 三、流沙卵石层处理施工方法 1、 流沙对钻孔桩施工的影响
钻孔下沉是施工施工阶段的主要施工过程，发生流沙时，土完全 失去承载力，不但造成施工困难，而且流沙严重时会引起基础边坡塌 方，附近地基被淘空而下沉。因此，预防和处理流沙，在钻孔施工中 具有十分重要的作用。根据分析，流沙一般出现在如下土层：
该工程场地地质条件详见重庆高新工程勘察设计院提供的《四联 LED 产业武隆基地建设项目（一期）岩土工程勘察报告书》， 该拟建 场区为属侵蚀性剥蚀河谷丘陵地貌。地表水渗透到土体和基岩裂隙
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中。场地内见泉点出露，水文地质条件较复杂。地勘资料显示，在 16-16 至 19-19 地勘剖面图范围内，有最大厚度 9.9 米的河流冲积 形成的砂土卵石层，涉及孔桩有 139 根；地下水量大，基础施工过 程中将形成流沙塌孔。
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的圆柱体，当旋转喷射位置环绕沉井外围一定的均匀距离施工时，便 成一个闭合的帷幕。高压旋喷法的主要设备是高压脉冲泵和带有特殊 喷嘴的钻头。其他设备有钻机和浆液搅拌机等。喷射注浆的基本方法 有：单管法、二重管法和多重管法。
b、电硅化法利用硅酸钠（水玻璃）为主要的混合液进行化学加 固土层的方法叫硅化加固。该法是在透水性较大的土中，利用一定的 压力将浆液通过一根下端带孔的管子注入土中，使土中的硅酸盐达到 饱和程度。硅酸盐在土中分解形成凝胶变为固态胶结物，把土粒胶结 起来，也可分别注入硅酸钠和氯化钙两种溶液。氯化钙溶液的作用主 要是促进硅胶的形成，其反应 Na2nSO2＋CaCl2＋nH2O →nSO2 （m－1）H2O＋Ca（OH）2＋2NaCl，所生成的是凝胶氢氧化钙和 氯化钠。
二、编制依据.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 三、流沙卵石层处理施工方法。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4
1 、流沙对钻孔桩施工的影响.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 2、钻孔灌注桩处理流沙卵石层的施工方法.。。。。。。。。。。。。。。。。4 （1） 采用混凝土回填凝固后重新钻孔的施工方法.。。。。。。。。。。4 （2）采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔的施工方法。。。。5 （3）化学固结形成防渗帷幕的施工方法.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 （4）、施工方法确定的建议。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。7
场地内地下水主要为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水，松散堆积 层孔隙水主要分布于人工填土和河流冲积层的卵石层与斜坡上坡积 层及崩坡积层中，基岩裂隙水主要赋存于基岩岩溶裂隙与风化带网状 裂隙中。 二、编制依据
1、《四联 LED 产业武隆基地建设项目（一期）》工程施工合同。 2、《四联 LED 产业武隆基地建设项目一期》工程施工图； 3、重庆市高新工程勘察设计院有限公司提供的《四联 LED 产业 武隆基地建设项目一期》工程（岩土勘察报告）； 4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）
采用钢护筒护壁加固处理流沙卵石层钻孔，在流沙卵石层上部采 用 D+400MM 的钻头钻孔至流沙卵石层不能继续下沉后，下放钢护 筒（钢护筒节与节之间应可靠焊接，并保证垂直度偏差在 10MM 内）， 钢护筒压至流沙卵石层不能继续下沉的深度，护筒以自然垮落的泥土 固定，减少二次下沉时的阻力。
钢护筒下放完成后，采用 D+100 钻头继续钻进流沙卵石层，至 二次不能继续下沉时，将钢护筒压至不能继续下沉的深度，重复施工， 直至钢护筒压至流沙卵石层底岩石顶部为止。钢护筒的顶部标高应在
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重庆四联光电科技有限公司 LED 产业武隆基地一期工程 机械钻孔桩流沙卵石层处理专项施工方案
一、工程概况
1、工程概况
《一号厂房工程》为工业建筑的 LED 生产厂房，占地面积 28129m²， 建筑面积 30345m²,设计标高±0.000= 204.60m，建筑高度 8.4m∕ -3.4m， 本工程建筑总高度 11.4m。基础形式为钻孔灌注桩基础， 结构形式为钢筋混凝土框架结构。
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地梁底为宜。 此施工方法能有效控制流沙卵石层的水压塌陷，加快施工进度，
对施工工期控制有利。但此法容易造成孔桩周围地质空隙，极易形成 后期地层下陷，影响建筑使用功能。 （3）化学固结形成防渗帷幕的施工方法
利用化学溶液或胶黏剂，通过压力灌注到孔桩外围刃脚下的流沙 卵石层，而将砂卵石粒胶黏起来，以改善孔桩外围刃脚下土层的物理 力学性质，这种处理方法叫化学加固法。其主要目的不仅是提高岩土 的力学强度和变形模量，而且还能降低土的渗透性，减小地下水的渗 流量，提高土的抗剪强度和抗渗能力，使其在孔桩周围形成一层新的 闭合防渗帷幕，截阻地下水流和治理流沙，使孔桩能继续下沉施工， 或者预先通过化学加固孔桩下沉位置附近可能出现流沙的土层，以形 成强度高，抗渗力好的新土层，从而为日后孔桩下沉施工创造良好条 件，杜绝流沙的产生。化学加固能否得到预期的效果主要决定于能否 根据各土层具体土质条件，选择适当的化学浆液（溶液和胶黏剂）和 有效的施工工艺。
（1）土层中亚黏土或粉沙层厚度＞25 cm 以上； （2）在粉沙土层中，黏土颗粒含量＜10％，粉粒含量＞75％的 土层； （3）土的含水量＞30％； （4）土的孔隙率＞43％ .地下水动水压力的水力坡度愈大（即 水位差愈大）愈容易发生流沙。一般在可能发生流沙土层挖土深度超 过地下水位0．5 m 时，就会出现流沙。
硅化加固的效果与所用的化学溶液的浓度、土的透水性及压力有 关。对于渗透系数在 1×10－6 m/min～1×10－5 m/min 的土应用 本法加固。如果渗透系数小于 1×10－5 m/min 的黏性土，则具有压 力水玻璃溶液难以注入的孔隙中，那就要借助于电渗作用，使水玻璃 液能进入土的孔隙中。施工时，先在沉井两边土中打入两个电极（即 两根金属管子），然后将水玻璃溶液和氯化钙溶液先后由阳极（下端 有金属管子）压入土中，通以电流，使溶液在土中电渗，这种加固方 法称为电动硅化法。
据本工程的具体条件和地质水文结构特点，建议采用(1)(2)种施工方 法中的一种或两种结合施工处理流沙卵石层孔桩施工。该专项方案按 照相关要求报送建设、监理单位审批，确认具体采用的施工方法，审 批确认后按审批确认的施工方法实施。
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采用电动硅化法加固土层，不但对土的加固作用快，抗剪力强， 而且抗渗能力极好，是理想的制止流沙、堵塞泉眼的施工方法。但此 法施工程序复杂，施工周期更长，治理效果的好坏取决的因素多，该
-8-
工程的地质构造特殊，建议不采用。 （4）、施工方法确定的建议 以上是孔桩施工下沉过程中流沙卵石层处理的几种施工方法。根
-5-
三是化学固结形成防渗帷幕的施工方法。 （1） 采用混凝土回填凝固后重新钻孔的施工方法 孔桩钻进至流沙卵石层后，记录钻进深度，继续钻进到不能下
沉的时，记录深度；立即采用 C20 砼浇筑回填至流沙卵石层以上 500MM，待砼强度达到 70%后，重新钻孔；至流沙卵石层后，继续 钻进，至第二次不能下沉，记录深度，重新浇筑回填 C20 砼，浇筑 至第一次钻进深度以上 500MM；依此类推，直至钻进至灰岩层。
《倒班楼》工程为一号厂房的配套工程，倒班楼共 5 层，占地面积 2034 平方米，建筑面积 6963m2，建筑设计标高±0.000= 205.10m， 基础形式为钻孔灌注桩，结构形式为钢筋混凝土框架结构。
2、工百度文库地质条件 拟建场地地质构造上位处白马向斜北西翼近轴部位置，岩层呈单
斜产出，产状 152°∠11°。根据钻探揭露情况，场地内岩体结构面多 为硬性结构面，结合程度差。