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苏州地铁木渎站岩土工程勘察报告

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-23 06:51:15
文档

苏州地铁木渎站岩土工程勘察报告

苏州市轨道交通一号线工程木渎站岩土工程勘察报告(勘察编号:2007-K-413-1)1、前言受苏州轨道交通有限公司的委托,我院对拟建的苏州市轨道交通一号线工程木渎站进行了岩土工程详细勘察。1.1工程概况苏州市轨道交通一号线总体呈东西走向,线路西起于吴中区木渎镇北侧天平山东麓,沿竹园路东行进入苏州国家高新技术开发区后,往北转入长江路,经苏州乐园,东折进入邓尉路,沿邓尉路东行,穿过京杭大运河,进入金阊区,沿干将路东行,进入苏州工业园区,至钟南街站,线路全长约25.739km,全线设站24座,均为地
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导读苏州市轨道交通一号线工程木渎站岩土工程勘察报告(勘察编号:2007-K-413-1)1、前言受苏州轨道交通有限公司的委托,我院对拟建的苏州市轨道交通一号线工程木渎站进行了岩土工程详细勘察。1.1工程概况苏州市轨道交通一号线总体呈东西走向,线路西起于吴中区木渎镇北侧天平山东麓,沿竹园路东行进入苏州国家高新技术开发区后,往北转入长江路,经苏州乐园,东折进入邓尉路,沿邓尉路东行,穿过京杭大运河,进入金阊区,沿干将路东行,进入苏州工业园区,至钟南街站,线路全长约25.739km,全线设站24座,均为地
 苏州市轨道交通一号线工程木渎站

岩土工程勘察报告

(勘察编号:2007-K-413-1)

1、前言

受苏州轨道交通有限公司的委托,我院对拟建的苏州市轨道交通一号线工程木渎站进行了岩土工程详细勘察。

1.1工程概况

苏州市轨道交通一号线总体呈东西走向,线路西起于吴中区木渎镇北侧天平山东麓,沿竹园路东行进入苏州国家高新技术开发区后,往北转入长江路,经苏州乐园,东折进入邓尉路,沿邓尉路东行,穿过京杭大运河,进入金阊区,沿干将路东行,进入苏州工业园区,至钟南街站,线路全长约25.739km,全线设站24座,均为地下车站。轨道交通一号线具体走向,可参阅附图“苏州市轨道交通一号线走向示意图”。

木渎站位于苏州市吴中区木渎镇,金山路与竹园路交叉口处,东北侧为空地,西北侧为上岛咖啡及山雨墅,西南侧为中华园饭店,东南侧为商铺,轨道交通一号线测设里程右DK0+280.000处,车站型式为地下二层岛式,车站东西向长257m,结构底板最大埋深约16m,相应标高为-12.14m,拟采用明挖法施工。

该工程重要性等级为一级,工程安全性等级为一级,场地等级为二级,地基等级为二级,基坑侧壁安全等级为一级,勘察等级为甲级。

1.2勘察目的与任务

本次勘察工作是在工程地质初步勘察基础上进行的详勘,勘察目的及任务为:

1.2.1勘察目的

(1)查明车站区域内的水文地质及工程地质条件,并对场地水文和工程地质条件进行评价。

(2)查明不良地质作用的性质、特征、范围,提出对不良地质作用防护、治理的措施。

1.2.2勘察任务

(1)查明车站区域地貌、地层、岩性、地质构造和水文地质条件及其对工程方案的影响;

(2)查明不良地质作用的成因类型、性质、发生、发展、分布规律及其危害程度,并提出治理建议;

(3)查明湖淤积物的发育、分布,并结合工程要求作出地基稳定性评价;

(4)查明车站区域地层中是否存在充水洞穴、透镜体及障碍物。

(5)查明岩土的分类及其密实程度、含水特征、物理力学性质,结合设计及施工方法的要求,提供地基设计所需的技术参数;

(6)对场地和地基的地震效应作出评价。

(7)确定车站范围内土、石的可挖性分级和围岩分类;

(8)搜集调查本区地表水系水位、流量及其动态规律; 

(9)查明地下水类型、埋藏条件以及补给、迳流、排泄条件;根据室内渗透试验结合沿线抽水试验资料,确定地层的渗透系数等水文地质参数,对基坑开挖、地下水控制提出建议;

(9)水、土对建筑材料的腐蚀性评价;

(10)分析周边建筑物、地下管线在施工过程中的稳定性,并提出监测和防护措施。

    1.3勘察工作依据的规范、规程、标准及技术要求

    《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)

《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)

《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)

《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)

《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)

《铁路隧道设计规范》(TB 10003-2005)

    《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)

    《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ 87-92)

    《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)

    《静力触探技术规则》(TBJ 37-93)

    《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)

    铁道部第四勘察设计院对详细勘察的技术要求

    本院ISO 9001质量保证体系之程序文件

1.4勘察工作简况

1.4.1勘察工作量的布置及调整

勘察工作量依据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)及其它相关规范要求,根据车站的结构底板埋深及拟采用的施工方法,结合场地土层的复杂程度综合考虑,按25~40m左右间距布置勘探孔,并在主要节点布置一定数量的勘探孔。

本次勘察共布设勘探孔40个,其中取土机钻孔20个、标准贯入试验孔4个,双桥静力触探试验孔16个、扁铲侧胀试验孔2个、波速试验孔3个(机钻孔内兼)。孔深要求:控制性钻孔深度在结构底板以下不小于20m,并应满足抗浮设计的要求,故钻孔深度一般在 45m左右,控制性钻孔深度在55m左右。

场地现主要为道路,经人工开挖及调查走访,现路面下填埋有大量块石,无法施工,在取得业主及设计部门的同意后,将原先所布设的位于快车道上的静力触探孔C1100、C1101、C1105、C1106、C1114、C1115、C1116等7个双桥静力触探孔改为机钻取土孔;位于快车道中心的J1100、J1102、J1103、J1104机钻孔,由于路基为块石,经开挖至2m,仍无法施工,故将钻孔向北平移5~8m;J1154由于孔位处有地下管线,故向南平移4m,J1109同样由于原孔位处有地下管线,向南平移3m。另外由于车站主体中部偏西部位土层变化较大,为满足设计要求,增补了4个45m左右的双桥静探孔。

1.4.2勘察工作时间及投入设备

    本次勘察工作按业主及设计要求,野外施工自2007年7月4日进场,至2007年8月7日完成。投入XY-1A型钻机3台套,双桥静力触探仪1台套,孔内波速试验仪1台套,扁铲侧胀仪1台套,野外工作总历时约35天。

    勘察全过程按照有关规范及本院ISO 9001质量保证体系之程序文件、作业文件执行,并全过程接受委托方的指导和监督,施工质量优良。

    1.4.3勘探点测放

本次勘探点测放由我院测绘分院完成,根据苏州轨道工程精密导线点GD2、GD4~GD7作为本次平面、高程的首级控制,然后加密控制,采用Trimble 5700 GPS测定各勘探孔位置,孔口高程为1985国家高程基准,钻孔坐标为苏州轨道交通坐标系,各控制点坐标及高程见表1-1,具体位置详见“控制点平面位置图”,各勘探点坐标、孔口高程、孔深等详见表1-2“勘探点一览表”。

控 制 点 成 果 表

表1-1

点 名

X(m)

Y(m)

H(m)

备  注

GD0740878.93045948.5743.6
GD0440707.25644754.5626.201
GD0240455.69443728.0853.377
GD0540748.86045160.9283.548
GD0640816.16845590.2213.477
勘  探  点 一 览 表

                                                             表1-2

孔号坐标孔口高程孔深潜水位微承压水位钻孔性质备注
XY(m)(m)埋深标高埋深标高
J110040562.90343910.9393.3055.301.1.41机钻取土孔兼波速试验孔
J110140520.85243924.6072.54.00
J110240576.55243956.1593.2045.45标贯试验孔
J110340586.51143987.6073.1855.45机钻取土孔
J110440595.14544017.3163.0945.45标贯试验孔
J110540552.39644039.83.4145.30机钻取土孔
J110640597.01144046.3603.4755.30
J110740578.99944077.9993.5155.302.451.06兼波速试验孔
J110840612.96244100.5103.4854.45
J1109405.46244112.2313.2345.451.681.55标贯试验孔
J111040621.71844136.7993.3445.45
J111140667.56144150.9472.6044.301.051.55机钻取土孔
J111240636.87244180.63.3445.30
J111340611.74844187.7523.1454.301.761.38
J111440675.70144198.3262.6345.301.321.31
J111540652.48844245.8323.2555.30兼波速试验孔
勘  探  点 一 览 表

                                                             续表1-2

孔号坐标孔口高程孔深潜水位微承压水位钻孔性质备注
XY(m)(m)埋深标高埋深标高
J111640624.09444251.2813.2554.302.021.23机钻取土孔
J115440543.88543966.5433.3554.30
J115540557.643996.2433.3545.30
J115640574.45244056.1253.1844.301.1.29
J115740632.66644055.0783.4545.45
J115840627.26344161.9493.3755.45
J115940605.52244166.0553.1244.30
J1160401.30844207.7583.1555.30
C110240546.18844016.6033.9453.00双桥静力触探孔
C110340567.83644031.7423.4745.00
C110440521.63744045.9333.8145.00
C110740604.44544074.1364.6745.00
C110840569.23644111.2023.4745.00
C110940666.51944049.0783.5245.00
C1110405.68744100.5383.3945.00
C111140685.59144104.4533.4745.00
C111240665.01744131.3352.7445.00
C111340593.49244140.3123.3455.00
C111740619.35244213.1593.5445.00
C111840675.68744218.9013.1845.00
C1151405.99544000.5793.4740.00
C115240548.61243983.83.3845.00
C115340562.42244018.8763.4545.00
C115440600.76644031.9093.0345.00
DMT1101扁铲侧胀试验点C1108孔旁施工

DMT1102C1112孔旁施工

1.4.4勘察方法

本次勘察方案由本院编制,征得委托方及现场工程部的批准,采用钻探、静力触探、标准贯入试验、扁铲侧胀试验、工程物理勘探、实验室试验相结合的方法,力图准确客观地反映场地土特征。

1.4.4.1钻探方法

勘探钻孔采用XY-1A型钻机完成,开孔孔径146mm,终孔孔径110mm,护壁管径146mm,采用泥浆护壁循环钻进,分回次钻进取芯,并进行标准贯入试验,采取不扰动土样及扰动土样,对所采集的不扰动土样按土层变化情况进行常规测试及不固结不排水(UU)、固结不排水(CU)、K0固结、渗透试验、热物理指标、电阻率等试验,扰动土样进行颗粒分析。

1.4.4.2标准贯入试验

标准贯入试验在机钻孔内进行,钻至预定试验深度,将标贯器置于土层中,以重63.5kg的自由落锤提升76cm然后使其自由下落,将标贯器打入土层中,先预先将标贯器打入土中15cm(以消除土层扰动对标贯击数的影响),而后再记下打入30cm的击数(每10cm记一次击数)。

1.4.4.3静力触探

双桥静力触探采用双缸液压式静力触探仪(贯入力15T)将探头贯入土内,贯入速率均控制在1.20±0.30m/min,每2m进行一次归零校验。通过探头内的锥尖传感器及侧壁传感器把探头在贯入土层中所受的锥尖阻力(qc)及侧壁摩阻力(fs)转变为电讯号,最后由D310静探微机自动采集数据。

1.4.4.4波速测试

本次勘察采用检层法进行孔内波速测试(悬挂式波速测试仪)。悬挂式单孔波速测试是由地面控制系统控制井下震源(电磁锤)激发振动信号,并由井下两组水平分量拾震器接收振动信号。由于两组拾震器相距1米,根据两组拾震器的到时差可计算出拾震器之间的土层的横波速度Vs、纵波速度VP。由于各土层的物理性质各有差异,使波在其中的传播速度各不相同,分层求取VS、VP,即可按公式计算出各土层的各项动态模量及有关参数。

    1.4.4.5扁铲侧胀试验

本次勘察在DMT101(C1108孔旁)及DMT102(C1112孔旁)点进行扁铲侧胀试验,试验时将接在探杆上的扁铲测头压至土中预定深度,然后施加气压,使位于扁铲测头一侧面的圆形钢膜向土内膨胀,量测钢膜膨胀三个特殊位置(A、B、C)的压力,从而获得静止侧压力系数(K0)、水平应力指数(KD)、侧胀模量(ED)、水平基床系数(Kx)等力学指标。

1.4.4.6地下水位的量测

本场地潜水位及微承压水位按以下方法进行量测:在机钻取土孔中干钻进至浅部原状土层(第一隔水层)过程中见初见水位后,即停钻,隔日在该钻孔内量测得水位即为潜水稳定水位。

机钻孔在钻至微承压含水层(或承压含水层)上部隔水层后,下套管至微承压含水层(或承压含水层)上部隔水层,而后改变钻具直径,钻至本场地微承压水(或承压含水层)含水层后,停钻8小时左右或隔日,量测其水位即测得微承压水头或承压水头高度。

1.4.4.7室内土工试验

室内试验工作与野外勘探同步进行,2007年8月12日全部完成。试验工作根据《土工试验方法标准》(GB/T 50123-1999),对采集的不扰动土样进行试验,数据采集采用KTG-4型数据采集处理系统,以取得土的物理力学性质指标。

1.4.5工作量统计

1.4.5.1野外钻探及原位测试工作量

本次勘察共完成机钻取土孔24个,扁铲侧胀试验孔2个,孔内波速试验孔3个,静力触探孔16个。各勘探孔概况见勘探点一览表1-1,野外实际完成工作量见表1-3。

野外工作量统计表

                               表1-3

项  目

单 位

工作量备 注

机钻取土孔m/个

1200.10/24最大孔深55.45m

双桥静力触探试验孔m/个

733.00/16
波速试验孔m/个

150.00/3机钻取土孔内兼做
扁铲侧胀试验孔m/个

60.00/2
采集不扰动土样328
采集扰动土样81
标准贯入试验123
钻孔放样与高程测量40GPS、水准仪

   1.4.5.2钻孔回填

    本次勘察对所有机钻取土孔,根据有关要求,施工结束后,进行了回填封孔工作,并及时清洗施工现场。

   1.4.5.3室内土工试验

勘探过程中所采集的土样进行了物理力学性质试验,并提交试验成果报告,各项试验项目均按要求进行,具体完成工作量见表1-4。

室内土工试验工作量统计表

                                                                           表1-4

项    目

单位工作量备 注

项    目

单位工作量备 注

含水量409颗粒分析87
容重323固结快剪216
比重409三轴(UU)试验

90
液限381三轴(CU)试验

30
塑限381固结系数(垂直CV)

55
热物理指标14固结系数(水平CH)

55
电阻率13高压回弹固结试验60
K0固结试验

49常规固结试验323
渗透系数(垂直KV)

49常水头

变水头

水质分析5
渗透系数(水平KH)

45常水头

变水头

基床系数(垂直KV)

55固结试验
基床系数(水平KX)

55固结试验
1.4.6资料整理

根据外业工作成果,2007年9月编制了详勘报告,2008年根据施工图审查意见,利用2008年3月7日铁道部第四勘察设计院提供的线路平面图以及线路纵断面图,编制出版正式报告。由于车站平面位置有较大调整,原长度约340m,本次长约257m,本报告利用了J1100、J1101、J1102、J1154及C1152等5个勘探孔资料,并结合室内试验资料编制本勘察报告。

2、场地工程地质条件

     2.1区域地质概况

 2.1.1区域地形地貌

本区地貌成因和形态类型是在印支—燕山运动所奠定的基底构造格局基础上,经受各种内、外力营力的长期作用而塑造成的。大体上自西南向东北方向呈阶梯状逐级跌落,故而在现代地貌形态类型上,西南部与东北部形成了二个截然不同的地貌单元。西南部基岩抬升广泛,出露地表,发育较多的基岩山体,表现为构造—剥蚀地形;而东北部则因持续下降,长期接受第四系松散层的堆积,地形地貌上表现为广阔的堆积平原。场地位于太湖冲湖积平原区,地势平坦,地表水系发育,第四系覆盖层厚度较大(详见《苏州市第四系地质图》)。

2.1.2区域地层岩性

本区属江南地层区苏州—长兴小区的江苏部分。东部第四系地层较厚,前第四系均被覆盖于深部,而西部前第四系地层则广泛出露于地表,主要有泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系及第三系半松散沉积地层。岩性包括石英砂岩、泥岩、粉砂岩、灰岩等。区内岩浆活动比较频繁,岩体分布面积约160平方公里,主要为燕山期侵入的复式岩体,以中酸性花岗岩、花岗斑岩为主。

2.1.3区域地质构造与地震烈度

本区大地构造位于扬子准地台下扬子台褶带东端,印支运动使该区上升成陆地,构成木渎向斜,燕山运动使地壳进一步褶皱隆起,发生断裂活动,使本区山体与邻区山体断离,并伴随强烈的岩浆侵入和火山喷发。喜马拉雅运动又以北北东向、北西西向两组扭裂而控制,形成了该区基本构造和地貌格局,其后,地壳运动总体表现为平稳下降,接受沉积,时有短暂海侵,形成以陆相为主的海陆交互相沉积物。无全新活动断裂,区域基底稳定。区域构造资料显示,新生代以来构造活动主要表现为垂直升降运动。据中国岩石圈新构造时期升降幅度图,地形形变测量数据表明(1956~1977年),平原区20年间垂直形变速率不到-0.1mm/a,区域范围无浅层新构造明显活动痕迹。苏州地区处于地震活动相对稳定地区,据历史记载,最大震级均未超过5.1级。根据《中国地震烈度区划图》及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001),苏州市抗震设防烈度为6度(第一组),设计基本地震加速度为0.05g。

    2.2地形、地貌及气象概况

    2.2.1地形、地貌

    勘察区域为广阔的冲湖积平原,水系发育,地势平坦,系典型的水网化平原。拟建一号线工程木渎站区域地面标高一般在2.60~3.54m之间,地势较平坦。

    2.2.2气象条件

苏州市属北亚热带季风气候区,四季分明,气候温和湿润,是典型的海洋性气候。多年平均气温15.7℃,极端最高气温38.8℃,极端最低气温-9.8℃。多年平均降水量1128.9mm,最大降水量1611.7mm,日最大降水量343.1mm。降水主要集中在6~9月,多年平均蒸发量1322.6mm。苏州地区50年一遇的基本风压值为0.45kN/m2。

2.3场地现状

苏州市轨道交通一号线工程木渎站呈东西走向,位于苏州市吴中区木渎镇,金山路与竹园路交叉口处,东北侧为空地,西北侧为上岛咖啡及山雨墅,西南侧为中华园饭店,东南侧为商铺。拟建车站区域内主要为道路,DK0+300处为范仲淹雕像,无地表水系。

    2.4地基土的分布及特征

    根据野外编录资料,结合场地原位测试与室内土工试验成果,本场地55.45m以浅地基土属第四系(Q)沉积地层,按其成因类型、岩性和工程性能可划分 9个工程地质层,13个工程地质亚层。

    各土层分布情况详见工程地质剖面图,地基土特征自上而下分述如下:

①工程地质层(受人类活动影响明显的土层)

①素填土层

   灰黄色、褐灰、灰色,松软,快车道底部均压密处理过,道路部位均有0.30~0.60m左右厚度的混凝土路面,基层以三七灰土及块石,夹有碎石、道渣等,路床主要以粘性土为主,含少量碎石及碎砖等。其时代为第四系全新统(Q44)。层厚0.90~4.80m,平均厚度2.50m左右,层底标高-1.06~2.54m。其含水量为30.5%,湿密度1.92g/cm3,孔隙比0.871,塑性指数21.2,液性指数0.39,压缩系数为0.361Mpa-1,压缩模量5.16Mpa,粘聚力48.0kPa,摩擦角12.0º(以上均为平均值,抗剪强度指标为固结快剪值,下同)。该层勘区内均有分布。

②工程地质层(粉质粘土、粉质粘土层)

    根据其沉积顺序和工程地质特征可分二个工程地质亚层,分别描述如下:

②1粉质粘土层

    灰黄色~青灰色,可塑,含少量铁锰质氧化斑点,夹褐灰色条纹或斑块,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度、韧性中等。为第四系全新统(Q4)冲湖积相沉积物。层厚1.00~3.30m,平均厚度在2.10m左右,层顶标高0.55~2.54m,层底标高-1.40~-0.08m,埋深在1.50~2.70m之间,平均埋深2.30m左右。其含水量为28.2%,湿密度1.95g/cm3,孔隙比0.806,塑性指数18.4,液性指数0.42,压缩系数为0.355Mpa-1,压缩模量5.10Mpa,粘聚力44.0kPa,摩擦角12.54º。该层压缩性中等。勘区内大部分地段有分布。

②2粉质粘土层

    青灰色为主,局部地段下部为灰色,软塑~可塑,含少量灰白色斑点,下部粉粒含量较高,夹少量粉土薄层,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度、韧性中等。为第四系全新统(Q4)冲湖积相沉积物。层厚2.00~5.30m,平均厚度在2.40m左右,层顶标高-1.40~-0.08m,层底标高-5.86~-2.99m,埋深在3.60~6.00m之间,平均埋深4.20m左右。其含水量为30.5%,湿密度1.92g/cm3,孔隙比0.848,塑性指数13.1,液性指数0.74,压缩系数为0.367Mpa-1,压缩模量5.10Mpa,粘聚力29.kPa,摩擦角12.59º。该层压缩性中等,勘区内均有分布。

④工程地质层(粉质粘土、粉土)

    根据其沉积顺序和工程地质特征可分三个工程地质亚层,分别描述如下:

④1a粉质粘土层

青灰色~灰色,软塑~流塑,夹有少量薄层状粉土,稍有光泽,干强度中等,韧性中等偏低,无摇振反应。为第四系晚更新统(Q32-2)海陆交互相沉积物。层厚1.00~4.80m,平均厚度4.0m左右,层顶标高-5.77~-4.45m,层底标高-9.41~-6.53m,埋深在8.00~8.80m之间,平均埋深8.40m左右。其含水量为31.5%,湿密度1.g/cm3,孔隙比0.883,塑性指数12.74,液性指数0.93,压缩系数为0.381Mpa-1,压缩模量4.99Mpa,粘聚力23.33kPa,摩擦角16.18º。该层压缩性中等偏高,主要分布于C1103、J1106一线以西。

④1粉土层

灰色,松散~稍密,很湿,粘粒含量稍高,局部夹有粉砂颗粒,无光泽,干强度、韧性低,摇振反应迅速。为第四系晚更新统(Q32-2)海陆交互相沉积物。层厚变化较大,在0.80~7.00m之间,层顶标高-8.97~-2.99m,层底标高-10.75~-8.73m,埋深在6.50~8.60m之间,平均埋深7.50m左右。其含水量为31.3%,湿密度1.g/cm3,孔隙比0.875,塑性指数9.3,液性指数0.85,压缩系数为0.185Mpa-1,压缩模量11.31Mpa,粘聚力10.50kPa,摩擦角28.93º。该层压缩性中等,主要分布于C1103、J1106一线以东。

⑤工程地质层(粉质粘土)

⑤粉质粘土层

灰色,软塑~流塑,上部具水平层理,夹少量薄层状粉土,下部夹有黑色炭质斑点,稍有光泽,干强度中等,韧性中等偏低,无摇振反应。为第四系晚更新统(Q32-2)海陆交互相沉积物。受水动力作用影响,其分布厚度埋深有一定变化,车站中部C1154、J1104、J1155、C1153部位厚度大,层厚6.50~19.70m,层顶标高-10.75~-7.98m,层底标高-28.91~-17.06m,埋深在12.40~14.00m之间,平均埋深13.0m左右。其含水量为36.2%,湿密度1.87g/cm3,孔隙比0.982,塑性指数15.3,液性指数1.06,压缩系数为0.537Mpa-1,压缩模量3.82Mpa,粘聚力23.26kPa,摩擦角11.81º。该层压缩性偏高,勘区内均有分布。

⑥工程地质层(粘土、粉质粘土层)

    根据其沉积顺序和工程地质特征可分二个工程地质亚层,分别描述如下:

⑥1粘土层

  暗绿色,可塑~硬塑,均质致密,偶含铁锰质结核,无摇振反应,刀切面有油脂光泽,干强度、韧性高。为第四系晚更新统(Q32-1)冲湖积相沉积物。层厚0.70~3.60m,平均厚度2.30m左右,层顶标高-20.65~-17.06m,层底标高-21.71~-20.06m,埋深在20.70~23.40m之间,平均埋深22.0m左右。其含水量为24.1%,湿密度2.01g/cm3,孔隙比0.682,塑性指数18.7,液性指数0.27,压缩系数为0.220Mpa-1,压缩模量7.70Mpa,粘聚力62.0kPa,摩擦角13.24º。该层压缩性中等,分布欠稳定,其中J1106、J1104、C1154、C1151、J1103及C1152、J1155、C1153、C1103孔缺失,其它钻孔均有揭示。

⑥2粉质粘土层

灰绿色、青灰色、灰黄色,可塑~软塑,粉粒含量较高,下部夹有薄层状粉土,局部夹有钙质结块,无摇振反应,刀切面稍有光泽,干强度、韧性中等。为第四系晚更新统(Q32-1)冲湖积相沉积物。层厚2.50~8.30m,平均厚度7.20m左右,层顶标高-25.83~-20.06m,层底标高-28.82~-27.56m,埋深在23.80~26.00m之间,平均埋深在24.10m左右。其含水量为28.9%,湿密度1.92g/cm3,孔隙比0.818,塑性指数12.8,液性指数0.70,压缩系数为0.266Mpa-1,压缩模量6.88Mpa,粘聚力28.7kPa,摩擦角17.01º。该层压缩性中等,除J1155、C1153、J1104孔缺失外,其它钻孔均有揭示。

⑧工程地质层(粉质粘土、粗砂夹粉质粘土层)

⑧1粉质粘土

灰色,软塑状为主,局部流塑,一般为均质状,局部夹有薄层状粉土,偶见腐植物,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。为第四系晚更新统(Q31)冲湖积相沉积物。层厚12.00~15.20m,平均厚度13.5m左右,层顶标高-28.91~-27.56m,层底标高-43.32~-40.45m,埋深在30.80~33.40m之间,平均埋深在31.30m左右。其含水量为31.6%,湿密度1.90g/cm3,孔隙比0.877,塑性指数12.1,液性指数0.93,压缩系数为0.311Mpa-1,压缩模量6.03Mpa,粘聚力25.02kPa,摩擦角13.47º。该层压缩性中等,勘区内均有分布。

⑧1a粗砂

灰色,中密,含砾,夹薄层状粉质粘土,主要矿物成份为长石、石英,颗粒分选性差,级配良好。为第四系晚更新统(Q31)冲湖积相沉积物。层厚0.80~2.70m,平均厚度1.40m左右,层顶标高-42.21~-40.73m,层底标高-43.99~-42.13m。其含水量为20.0%,湿密度1.96g/cm3,孔隙比0.661,压缩系数为0.147Mpa-1,压缩模量11.63Mpa,粘聚力17.0kPa,摩擦角21.6º。该层压缩性中等,分布不连续,车站主体北侧J1104~J1112段及南侧J1101~J1113段有分布。

⑨工程地质层(粉质粘土)

⑨粉质粘土

深灰色、青灰色,可塑,中上部为均质状,下部粉粒含量较高,稍有光泽,干强度高、韧性高,无摇振反应。为第四系晚更新统(Q31)冲湖积相沉积物。层厚2.80~5.70m,平均厚度在5.00m左右,层顶标高-43.99~-41.85m,层底标高-49.61~-45.72m,埋深在45.00~46.50m之间,平均埋深在46.0m左右。其含水量为23.9%,湿密度2.02g/cm3,孔隙比0.669,塑性指数12.7,液性指数0.59,压缩系数为0.221Mpa-1,压缩模量7.57Mpa,粘聚力41.67kPa,摩擦角14.95º。该层压缩性中等,勘区主要由孔深55m左右的控制性钻孔揭示。

⑩工程地质层(粉细砂)

⑩粉细砂

青灰色~灰色,密实,顶部夹有粉土或少量薄层状粉质粘土,中下部含砾,主要矿物成分为长石、石英及云母,颗粒分选性中等,级配差。为第四系晚更新统(Q31)冲湖积相沉积物。本次勘察主要由J1160、J1107孔揭穿,层厚4.00~4.20m,除余钻孔均未揭穿,控制最大厚度7.45m,压缩性偏低,主要由55m左右深度的控制性钻孔揭示。

⑾工程地质层(粉质粘土)

⑾粉质粘土

灰色,软塑,均质,稍有光泽,干强度中等,韧性中等,无摇振反应。为第四系晚更新统(Q31)冲湖积相沉积物。本次勘察未揭穿该层,控制最大厚度1.30m,压缩性中等,主要由J1160、J1107孔揭示。

    2.5地基土层物理力学性质指标

    2.5.1物理力学性质指标统计原则

    根据地基土层划分结果,以各工程地质亚层为统计单元,对地基土层的物理力学指标进行分析,数据选择按以下统计原则:大于u+3σ或小于u-3σ的异常数据被剔除(u—平均值,σ—标准差)。

    2.5.2数据的选择

   (1)物理性质指标采用平均值、最大值、最小值;

   (2)力学性质指标采用平均值、最大值、最小值、标准值;

   (3)静力触探指标采用平均值、最大值、最小值,标准值;

(4)标准贯入试验数据直接标注在柱状图和剖面图上,数据采用平均值、最大值、最小值;

    (5)扁铲试验各项指标采用平均值;

(6)地基土的承载力采用特征值;

    (7)地基土的桩基参数采用极限标准值;

(8)波速试验数据采用平均值、范围值;

(9)渗透系数采用最大值;

(10)热物理指标及电阻率采用平均值、范围值。

2.5.3地基土的物理力学性质指标

2.5.3.1土工试验指标

    (1)土层物理试验指标平均值及范围值

本次勘察所采集的原状土样进行了常规物理试验,根据各工程地质亚层划分结果,各土层的物理试验指标平均值及范围值见表2-1。

(2)土层力学试验指标平均值及范围值

本次勘察所采集的原状土样进行了常规力学试验,三轴(UU、CU法)剪切试验,根据各工程地质亚层划分结果,各土层的力学性质指标平均值及范围值见表2-2。

(3)固结试验指标平均值及范围值

本次勘察所采集的原状土样进行了固结试验,根据各工程地质亚层划分结果,各土层的固结试验指标(Cc、Cs、Pc)平均值及范围值详见表2-3,各级压力下的固结系数详见表2-4-1及表2-4-2。

固结试验指标统计表

             表2-3

土层名称

及代号压缩指数Cc

回弹指数Cs

先期固结压力Pc(kPa)

平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值
②1粉质粘土

0.23570.29650.15160.02370.02860.0127209.8271.9132.3
②2粉质粘土

0.27530.35330.14960.02310.03100.0109196.9238.2112.5
④1a粉质粘土

0.35990.41510.28410.03490.04160.0272152.9192.1120.8
④1粉土

0.15490.19860.11990.00980.01380.0069308.7397.5242.7
⑤粉质粘土

0.29590.41530.16930.02710.04250.00190.2254.790.4
⑥1粘土

0.20050.22170.18020.01790.01970.0156301.2354.5261.7
⑥2粉质粉土

0.19440.26620.13190.01460.02260.0101294.3326.0263.2
⑧1粉质粘土

0.24260.310.15130.01540.020.0084379.9455.1319.8
⑨粉质粘土0.18790.28660.13090.01200.01990.0074463.6508.0413.9
(4)土层特殊试验指标平均值

本次勘察所采集的原状土样进行了渗透试验、K0固结试验、基床系数等试验,根据各工程地质亚层划分结果,各土层的特殊试验指标平均值见表2-5。

特殊试验指标统计表

            表2-5

土层名称

及代号静止侧压力系数K0

泊松比

ν

渗透系数基床系数
KV(cm/s)

KH(cm/s)

KV(MPa/m)

KX(MPa/m)

②1粉质粘土

0.4740.3224.5E-61.4E-516.120.4
②2粉质粘土

0.4280.3003.9E-53.6E-518.120.0
④1a粉质粘土

0.4800.3244.4E-53.1E-523.726.6
④1粉土

0.4050.2881.6E-41.1E-441.843.1
⑤粉质粘土

0.4730.3214.2E-67.4E-611.411.9
⑥1粘土

0.4460.3086.2E-74.7E-627.932.3
⑥2粉质粉土

0.4390.3052.4E-51.6E-522.124.8
⑧1粉质粘土

0.4760.3224.4E-71.1E-621.121.7
⑨粉质粘土29.731.2
土 层 物 理 指 标 统 计 表

  表2-1

土层名称及代号含水量ω0(%)

湿密度ρ0(g/cm3)

土粒比重Gs

孔隙比e

孔隙度n

饱和度Sr

液限WL

塑限WP

塑性指数IP

液性指数IL

平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值
①素填土

30.530.630.41.921.921.912.752.752.740.8710.8710.87146464696979643.946.441.322.222.621.721.723.819.60.390.440.34
②1粉质粘土

28.232.825.11.952.011.872.742.752.710.8060.9090.706444741951009039.146.031.620.723.816.718.422.710.70.420.660.10
②2粉质粘土

30.534.626.61.921.971.851.471.561.400.8480.9480.742454842971009133.838.630.420.725.618.313.118.310.50.740.910.50
④1a粉质粘土

31.536.427.81.911.971.882.722.732.710.8830.9810.767464943981009432.838.529.420.123.716.112.715.910.60.931.210.77
④1粉土

31.335.928.11.1.941.862.702.712.690.8750.9410.800464844961009032.836.927.823.528.319.19.315.27.70.851.330.53
⑤粉质粘土

36.243.930.21.871.951.752.732.752.710.9821.1950.815495444981009235.747.029.020.324.816.815.322.610.71.061.800.69
⑥1粘土

24.125.221.72.012.051.942.742.752.720.6820.7070.5404139951009037.841.133.119.020.816.518.721.414.50.270.390.21
⑥2粉质粉土

28.932.525.51.922.001.862.722.742.710.8180.9060.7084447419510032.939.128.620.123.517.112.819.510.40.701.040.34
⑧1粉质粘土

31.635.423.81.901.951.802.712.732.710.8770.9590.784464943971009032.535.828.820.422.917.912.115.710.20.931.160.52
⑧1a粗砂

20.022.615.81.962.011.902.672.672.670.6610.6780.639394039859576
⑨粉质粘土23.926.421.22.022.061.972.722.742.710.6690.7280.602404237971009329.335.624.716.719.514.312.717.710.10.590.800.31
⑩粉细砂25.328.821.51.942.021.872.692.702.680.7370.8360.631424538929785
⑾粉质粘土27.829.226.31.971.991.942.722.732.710.7690.8050.73343444298989830.732.728.717.017.216.813.715.511.90.821.040.59
                            土 层 力 学 性 质 指 标 统 计 表  

                                表2-2

土层名称及代号取值压缩系数

α1-2(MPa-1)

压缩模量

Es(MPa)

直剪(固快)回弹模量三轴剪切试验UU法

三轴剪切试验CU法

C(kPa)φ(度)

总应力总应力有效应力
C(kPa)φ(度)

C(kPa)φ(度)

C’(kPa)φ’(度)

②1粉质粘土

平均值0.3555.1044.0012.5440.80.822.722.84.629.4
最大值0.4906.1860.0017.9052.02.530.028.19.031.7
最小值0.2773.5128.0010.0031.00.013.019.62.026.4
②2粉质粘土

平均值0.3675.1029.12.5940.60.418.025.32.433.4
最大值0.4906.2339.0017.5058.00.824.033.94.036.3
最小值0.2843.7722.0010.0028.00.012.019.30.031.7
④1a粉质粘土

平均值0.3814.9923.3316.1828.00.211.019.73.030.8
最大值0.5336.3327.0024.2037.00.6
最小值0.2873.7218.0010.8022.00.0
④1粉土

平均值0.18511.3110.5028.93
最大值0.36318.1714.0032.40
最小值0.1015.075.0026.30
⑤粉质粘土平均值0.5373.8223.2611.8112.425.80.719.317.96.829.5
最大值0.8346.2835.0017.4016.944.03.328.021.37.032.9
最小值0.2942.4015.008.509.515.00.014.011.96.023.6
⑥1粘土

平均值0.2207.7062.0013.2421.179.71.240.820.823.527.3
最大值0.2708.9672.0014.8029.9118.03.549.021.434.029.4
最小值0.16.3951.0011.5017.453.00.036.020.414.025.7
⑥2粉质粉土

平均值0.2666.8828.7017.0124.451.40.925.024.63.032.4
最大值0.3728.8143.0022.2035.477.05.732.030.59.033.5
最小值0.2034.7421.0011.0014.527.00.211.019.20.030.8
⑧1粉质粘土

平均值0.3116.0325.0213.4724.033.61.1
最大值0.4279.5438.0022.5038.665.07.8
最小值0.1904.4716.0010.0014.218.00.0
⑧1a粗砂

平均值0.14711.63
最大值0.19913.78
最小值0.1208.18
⑨粉质粘土

平均值0.2217.5741.6714.9523.271.30.8
最大值0.29310.1057.0018.1024.4125.02.5
最小值0.1705.3430.0010.9021.954.00.1
⑩粉细砂平均值0.11216.549.4329.6640.3
最大值0.15225.3014.0030.7059.2
最小值0.07010.707.0028.7025.5
⑾粉质粘土

平均值0.3774.7334.0015.00
最大值0.4335.2839.0015.50
最小值0.3204.1729.0014.50
各级压力下的固结系数

表2-4-1

土层名称

及代号垂直固结系数CV(10-3cm2/s)

50kPa

100kPa

200kPa

400kPa

平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值
②1粉质粘土

3.74.6293.2413.3524.3553.0442.8124.2492.2093.2303.7492.624
②2粉质粘土

3.8074.4833.1473.4823.8872.7813.1963.6782.4402.8433.3432.101
④1a粉质粘土

4.0144.3943.4433.13.9763.0803.1613.6882.5192.7233.5042.244
④1粉土

4.5024.8433.9463.9874.2083.6963.5133.7823.2773.2063.5262.420
⑤粉质粘土

2.1553.0671.4191.7872.5071.1661.4392.3730.7131.2742.3360.565
⑥1粘土

4.3384.63.7793.9044.2623.4443.3253.7412.9352.8243.1872.309
⑥2粉质粉土

4.0304.9193.1513.7954.32.8553.4853.9052.73.1713.5562.435
⑧1粉质粘土

3.6724.4303.1943.5204.7823.0083.3324.8122.9193.1834.6242.599
各级压力下的固结系数

                                                                                                                        表2-4-2                                                        

土层名称

及代号水平固结系数CH(10-3cm2/s)

50kPa

100kPa

200kPa

400kPa

平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值平均值最大值最小值
②1粉质粘土

3.2303.7492.6242.5753.5421.8292.0103.2761.2711.43.10.980
②2粉质粘土

3.5344.1982.8203.1573.9452.3362.8363.5012.1392.6163.1591.840
④1a粉质粘土

4.4825.3923.6363.7394.0523.4203.3103.7912.9812.7913.6072.113
④1粉土

4.3345.3923.2093.6714.4773.0093.34.2822.6992.7083.8462.113
⑤粉质粘土

2.2393.8681.6331.7462.8861.1851.4922.5820.8811.2112.0930.758
⑥1粘土

3.8084.0003.5852.9723.4532.3772.5683.4121.8091.9902.9721.352
⑥2粉质粉土

4.0614.7993.0433.8224.6762.9833.5594.4082.9033.2273.9962.707
⑧1粉质粘土

3.5384.3303.0683.2604.0432.43.0903.6912.62.9003.4252.430
(5)土层土粒组成、界限粒径及界限系数平均值

本次勘察揭示的开挖深度部分的土层为粘性土、粉性土、砂性土。按颗粒分析结果,进行分层统计,各土层的界限粒径及界限系数平均值见表2-6。

各土层土粒组成、界限粒径及界限系数平均值

表2-6

土层代号

及名称土粒组成界限粒径界限系数均匀性

评价

砂粒粉粒粘粒

(%)

有效

粒径

d10

平均

粒径

d50

粒径

d60

d70不均匀

系数

Cu

曲率

系数

Cc

(%)

(%)

(%)

(%)

0.5~

0.25

0.25~0.075

0.075~

0.05

0.05~

0.005

<0.005
②2粉质粘土

0.67.269.722.40.0180.0220.026
④1a粉质粘土

0.53.068.028.50.0130.0170.021
④1粉土

17.015.957.010.10.0170.0430.0600.0693.531.70均匀
⑤粉质粘土

0.93.153.342.70.0080.0110.014
从以上分析数据可看出,④1粉土层不均匀系数Cu=3.53,曲率系数Cc=1.70,为均匀土层。

(6)土层变形特征指标平均值

根据各土层压缩模量统计结果,各土层各级压力下的变形特征指标见表2-7。

各土层各级压力下的变形特征指标

表 2-7

土层名称

及代号压  缩  模  量  Es(MPa)

0~50

(kPa)

50~100

(kPa)

100~200

(kPa)

200~400

(kPa)

400~800

(kPa)

800~1600

(kPa)

②1粉质粘土

3.123.995.107.74
②2粉质粘土

2.613.5.108.24
④1a粉质粘土

2.584.074.998.54
④1粉土

4.887.8511.3117.4328.41
⑤粉质粘土

1.852.923.826.0110.9616.16
⑥1粘土

4.145.557.7012.0419.2025.56
⑥2粉质粉土

2.934.586.8811.3919.0428.75
⑧1粉质粘土

2.544.216.039.6515.7122.07
⑧1a粗砂

5.307.6011.6317.3929.7643.95
⑨粉质粘土3.685.167.5711.8818.9426.94
⑩粉细砂5.949.1516.5423.6537.5451.41
⑾粉质粘土3.324.737.3510.1811.6215.91
2.5.3.2原位测试指标

本次勘察进行了标准贯入试验(SPT)、静力触探试验(CPT)、波速成试验、扁铲侧胀试验。

根据SPT、CPT试验结果,SPT平均实击数、平均杆长修正击数及范围值,CPT的平均锥尖阻力qc、平均侧壁摩阻力fs及范围值统计结果见表2-8。各测点试验值详见SPT、CPT钻孔柱状图。

标准贯入试验(SPT)、静力触探试验(CPT)成果表

    表2-8

土层名称

及代号取  值

SPT锤击数(N)

静力触探
实测值修正值锥尖阻力qc(MPa)

侧摩阻力fs(kPa)

②1粉质粘土

平均值6.86.731.4259.63
最大值9.08.822.0479.25
最小值5.05.001.1939.84
②2粉质粘土

平均值5.34.851.3326.
最大值6.55.721.6339.44
最小值4.03.1.0815.14
④1a粉质粘土

平均值4.03.311.2116.98
最大值5.04.101.5125.38
最小值3.02.550.10.93
④1粉土

平均值11.39.264.0050.12
最大值14.011.906.3876.43
最小值6.05.282.3832.26
⑤粉质粘土平均值3.42.481.2114.93
最大值8.05.601.7320.83
最小值2.01.400.8810.
⑥1粘土

平均值15.510.852.8380.05
最大值20.014.002.9995.01
最小值12.08.402.6759.35
⑥2粉质粉土

平均值12.38.592.4956.24
最大值18.012.603.3093.04
最小值6.04.201.4432.50
⑧1粉质粘土

平均值5.94.141.9619.98
最大值9.06.303.3240.60
最小值3.02.101.4612.52
⑧1a粗砂

平均值19.013.3013.3373.37
最大值24.016.8021.12109.43
最小值15.010.505.6719.90
⑨粉质粘土

平均值15.010.502.77124.91
最大值3.12176.81
最小值2.4273.00
⑩粉细砂平均值53.037.1015.29185.98
最大值75.052.5016.32223.96
最小值24.016.8014.26147.99
(2)根据扁铲侧胀试验成果,各土层的水平应力指数KD、侧胀模量ED、静止土侧压力系数K0、水平基床系数Kx平均值见表2-9。各试验点的测试成果详见“苏州轨道交通一号线木渎站扁铲侧胀试验成果报告”。

    扁铲侧胀试验成果表                         表2-9

层号及土名项目DMT101DMT102平均值
②1粉质粘土

水平应力指数KD)

9.699.69
静止侧压力系数K0

0.5060.506
侧胀模量ED(Mpa)

9.289.28
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

20.0720.07
②2粉质粘土

水平应力指数KD)

4.504.954.73
静止侧压力系数K0

0.5340.5410.538
侧胀模量ED(Mpa)

7.304.685.99
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

20.0912.8716.48
④1a粉质粘土

水平应力指数KD)

2.2.
静止侧压力系数K0

0.5360.536
侧胀模量ED(Mpa)

9.789.78
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

26.9226.92
④1粉土

水平应力指数KD)

3.634.263.95
静止侧压力系数K0

0.4230.4150.419
侧胀模量ED(Mpa)

18.4832.1725.32
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

50.8688.5369.69
⑤粉质粘土水平应力指数KD)

2.902.412.66
静止侧压力系数K0

0.5400.5250.532
侧胀模量ED(Mpa)

7.515.506.51
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

10.4315.1412.78
⑥1粘土

水平应力指数KD)

4.184.18
静止侧压力系数K0

0.4410.441
侧胀模量ED(Mpa)

18.2918.29
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

48.48.
⑥2粉质粉土

水平应力指数KD)

2.072.292.18
静止侧压力系数K0

0.4840.5120.498
侧胀模量ED(Mpa)

16.5110.1513.33
侧向基床反力系数KD(Mpa/m)

39.2527.9333.59
(3)根据实测孔内波速试验成果,各土层剪切、压缩波速平均值、范围值,各土层的动剪切模量、动弹性模量及动泊松比平均值见下表2-10。

土层波速及动弹性参数表

        表2-10

层号及

土层名称剪切波波速vs(m/s)

压缩波波速vp(m/s)

动弹性参数
范围值平均值范围值平均值动剪切模量

Gd(MPa)

动弹性模量

Ed(MPa)

动泊松比

νd

①素填土

105.0~120.0114.0987.9~1056.31015.525.0374.780.50
②1粉质粘土

167.0~168.0167.71256.2~1278.31263.954.82163.480.49
②2粉质粘土

163.0~167.0165.31267.4~1278.11274.252.49156.570.49
④1a粉质粘土

151.0151.01214.81214.843.55129.970.49
④1粉土

163.0~165.01.01248.3~1259.21253.850.84151.630.49
⑤粉质粘土

161.0~173.0167.31302.2~1312.51307.052.41156.340.49
⑥1粘土

244.0~290.0261.71498.1~1578.31530.2138.45411.090.48
⑥2粉质粉土

232.0~323.0266.31478.9~1625.91536.5139.32413.310.48
⑧1粉质粘土

204.0~286.0236.01479.3~1578.61512.8108.26321.840.49
⑧1a粗砂

260.0260.01524.31524.3132.50393.520.49
⑨粉质粘土212.0~284.0248.01407.5~1625.31503.7125.99374.340.49
 注:表中各土层的动泊松比νd根据公式νd=(Vp2-2Vs2)/[2(Vp2-Vs2) ]计算得出。

2.5.3.3土层热物理指标及电阻率

根据设计部门提供的数据,木渎站基坑开挖范围内的土层主要为②1粘土、②2粉质粘土、④1a粉质粘土、④1粉土及⑤粉质粘土层,按GB 50307-1999要求,对基坑开挖深度范围内的粘性土及砂性土采集了6组土样进行了热物理指标及电阻率测定,土层的热物理指标及电阻率见表2-11。

土层热物理指标及电阻率

   表2-11

层号及

土层名称土层温度

比热容C(KJ/kg.k)

导热系数λ(W/m.k)

导温系数α10-3(m2/h)

电阻率Ω(Ω.m)

平均值范围值平均值范围值平均值范围值平均值范围值
粘性土171.821.~2.051.230.91~1.601.280.95~1.8240.1634.61~49.34
砂性土171.721.67~1.761.311.23~1.371.461.36~1.54125.094.62~175.23
2.5.3.4土层的基床系数

根据室内土工试验,原位测试(SPT、扁铲、)成果,结合规范(GB 50307-1999)确定的垂直、水平基床系数见表2-12。

各土层垂直、水平基床系数一览表

表2-12

土层名称及代号重直基床系数Kv(MPa/m)

水平基床系数Kx(MPa/m)

固结试验标贯试验建议值固结试验扁铲试验建议值
②1粉质粘土

16.120.418.020.420.0720.0
②2粉质粘土

18.115.914.020.016.1816.0
④1a粉质粘土

23.712.012.026.626.9214.0
④1粉土

41.828.324.043.169.6930.0
⑤粉质粘土11.410.210.011.912.7812.0
⑥1粘土

27.931.028.032.348.32.0
⑥2粉质粉土

22.124.622.024.833.5925.0
⑧1粉质粘土

21.117.714.021.716.0
⑨粉质粘土29.730.028.031.230.0
2.6地基土层主要物理力学指标综合建议值

根据地基土层土工试验原位测试成果,结合地区工程实践经验,各土层的主要物理力学性质指标综合建议值见表2-13。

物理力学性质指标综合建议值表

表2-13                                      

土层代号

及名称含水量ω

(%)

重度γ

(kN/m3)

孔隙比

e

压缩性基床系数

K(MPa/m)

固结系数静止侧压力系数K0

直剪(固快)

三轴(UU)

三轴(CU)

渗透系数
α1-2

(MPa-1)

Es1-2

(MPa)

垂直水平垂直水平C

(kPa)

φ

(度)

C

(kPa)

φ

(度)

C

(kPa)

φ

(度)

C’

(kPa)

φ’

(度)

垂直

Kv(cm/s)

水平

KH(cm/s)

渗透性分级
①素填土

30.519.20.8710.3615.160.6015.010.06.0E-5弱透水
②1粉质粘土

28.219.50.8060.3555.1018.020.03.3523.2300.5237.911.139.20.518.320.52.327.94.5E-61.4E-5微透水

②2粉质粘土

30.519.20.8480.3675.1014.016.03.4823.1570.5426.310.933.90.215.221.41.432.33.9E-53.6E-5弱透水
④1a粉质粘土

31.519.10.8830.3814.9912.014.03.13.7390.5520.412.228.00.211.019.73.030.84.4E-53.1E-5弱透水
④1粉土

31.318.90.8750.18511.3124.030.03.9873.6710.429.628.23.08E-3透水
⑤粉质粘土

36.218.70.9820.5373.8210.012.01.7871.7460.5621.711.122.40.417.017.96.224.94.2E-67.4E-6微透水
⑥1粘土

24.120.10.6820.2207.7028.032.03.9042.9720.4458.112.468.00.536.720.522.325.96.2E-74.7E-6微透水
⑥2粉质粉土

28.919.20.8180.2666.8822.025.03.7953.8220.5026.615.942.80.217.721.60.431.42.4E-51.6E-5弱透水
⑧1粉质粘土

31.619.00.8770.3116.0314.016.03.5203.2600.5423.012.130.40.64.4E-71.1E-6不透水
⑧1a粗砂

20.019.60.6610.14711.6330.036.06.5215.3164.030.0
⑨粉质粘土23.920.20.6690.2217.5728.030.03.5862.21336.913.855.703
⑩粉细砂25.319.40.7370.11216.547.529.0
⑾粉质粘土27.819.70.7690.3774.7328.114.4
注:含水量、重度、孔隙比、压缩模量、压缩系数为平均值;静止侧压力系数K0、基床系数为建议值;固结系数为P=100kPa压力段的平均值;直剪(固快、快剪)、三轴(UU、CU)为标准值;渗透系数为室内渗透试验最大值,④1粉土结合沿线抽水试验资料综合确定。

2.7场地和地基的地震效应

    2.7.1地震活动

苏州及邻近地区地震活动不强烈,据近二千多年的历史记载,共发生大于4级的地震49次,大于5级的地震9次,其中较大的地震有1974年4月22日溧阳市上沛5.5级地震和1990年2月10日常熟~太仓沙溪5.1级地震。

苏州地区地震活动,无论从强度和频度上来看,地震活动水平属中等偏下,场地及附近未发现全新活动断裂,属基本稳定地区。

2.7.2地基地震效应

2.7.2.1浅层饱和砂土的液化判别

    据GB 50011-2001苏州市(6个市辖区)抗震设防烈度为6度(第一组),本构筑物抗震设防分类属乙类,工程安全等级为一级,按《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)第4.3.1条和《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)第3.0.11条之规定,对20m以浅饱和砂土和饱和粉土进行液化判别:

(1)标准贯入试验判别法:按《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001)和《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)所列相关公式计算,当标准贯入试验锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土,标准贯入试验锤击数临界值计算公式如下: 

按GB50011-2001,在地面以15m深度范围内,液化判别标准贯入试验锤击数临界值可按下列公式计算:

Ncr=N0 [ 0.90+0.1(ds-dw)](3/ρc)1/2(ds≤15);

在地面以15~20m范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下列公式计算:

      Ncr=N0 (2.4-0.1dw)(3/ρc)1/2(15≤ds≤20);

式中:Ncr—液化判别标准贯入锤击数临界值;

      N0—液化判别标准贯入锤击数基准值;

      ds—饱和土标准贯入点深度(m);

      dw—地下水位埋深(m);

      ρc—粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时,应采用3。

按GB50111-2006,公式:Ncr= N0•a1•a2•a3•a4

式中:N0—当ds为3m,dw为2m,du为2m,a4为1时土层的液化临界标准贯入锤击数,应符合下列规定:设计烈度7度时为8,8度时为12,9度时为16;

      a1—地下水位埋藏深度dw(m)修正系数,当地面常年有水且与地下水有水力联系时,dw为零;

a2—标准贯入试验点的深度ds(m)修正系数;

a3—上覆非液化土层的厚度du(m)修正系数,对深基础取a3为1

a4—粘粒重量百分比Pc修正系数。

上述修正系数可按以下各式计算:

a1=1-0.065(dw-2);a2=0.52+0.175ds-0.005ds2;

a3=1-0.05(du-2);a4=1-0.17Pc1/2

     按以上各公式液化判别计算结果见表2-14-1及表2-14-2。

标准贯入试验液化判别成果表(据GB 50011-2001)

表2-14-1

孔号土层代号土名标贯深度

(m)

水位埋深(m)

粘粒含量(%)

标贯试验击数(击)

液化

影响

基准值实测值临界值
J1109④1

粉土9.300.609.86145.88不液化
④1

粉土10.800.6010.8613不液化
④1

粉土12.300.607.96117.65不液化
J1110④1

粉土9.300.719.5695.93不液化
④1

粉土10.800.719.36116.51不液化
④1

粉土12.300.715.86148.88不液化
J1156④1

粉土7.300.554.6687.63不液化
④1

粉土8.800.559.2685.91不液化
④1

粉土10.300.558.26116.80不液化
④1

粉土11.800.557.96137.49不液化
注:地下水位标高按近年苏州地区最高潜水位2.63m取值。

标准贯入试验液化判别成果表(据GB50111-2006)                

表2-14-2

孔号土层代号土名基准锤击数NO

地下水位埋藏深度修正系数a1

标贯试验点深度修正系数a2

上覆非液化土层厚度修正系数a3

粘粒重量百分比修正系数a4

液化临界标贯击数Ncr

实测标贯试验击数N

液化

影响

J1109④1

粉土81.091.7010.476.9714不液化
④1

粉土81.091.8210.446.9813不液化
④1

粉土81.091.9110.528.6611不液化
J1110④1

粉土81.081.7010.487.059不液化
④1

粉土81.081.8210.487.5511不液化
④1

粉土81.081.9110.599.7414不液化
J1156④1

粉土81.091.5210.8.488不液化
④1

粉土81.091.6610.486.958不液化
④1

粉土81.091.7810.517.9211不液化
④1

粉土81.091.8810.528.5213不液化
(2)根据剪切波速测试资料,抗震设防烈度为7度时,其实测剪切波速值VS大于地层剪切波速临界值Vscr。本场地15m以浅饱和粉、砂性土不存在液化趋势(详见附件《苏州市轨道交通1#线木渎站波速测试报告》)。

(3)根据静力触探资料,当土层的实测qc小于临界贯入阻力qccr时,可判定为液化土,否则为不液化土。临界贯入阻力qccr值,按下式确定:qccr=qco×αw×αu×αp,αw、αu、αp分别为地下水位埋深修正系数、上覆非液化土层厚度修正系数、土性修正系数。经上述公式计算,结果见下表2-15,本场地15m以浅饱和粉、砂性土不存在液化趋势。

静力触探液化判别成果表

表2-15

勘探孔号土层代号及名称7度区

基准值qco(MPa)

地下水位埋埋深修正系数αw

上覆非液化土层厚度影响系数αu

土性修正系数αp

临界锥尖阻力qccr=qco×αw×αu×αs(MPa)

实测平均值qc(MPa)

液化趋势
C1102④1粉土

4.61.0410.452.153.02不液化
C1103④1粉土

4.61.0810.452.242.38不液化
C1104④1粉土

4.61.0510.452.172.79不液化
C1107④1粉土

4.61.0010.452.072.78不液化
C1108④1粉土

4.61.0810.452.243.不液化
C1110④1粉土

4.61.0810.452.245.37不液化
C1111④1粉土

4.61.0810.452.243.13不液化
C1112④1粉土

4.61.1210.452.326.38不液化
C1113④1粉土

4.61.0810.452.242.92不液化
C1117④1粉土

4.61.0710.452.215.39不液化
C1118④1粉土

4.61.0910.452.266.04不液化
采用标准贯入试验、静力触探试验、实测剪切波速试验成果进行了液化判别,20m以浅分布的④1粉土层为不液化土层,综合判定,地基土不存在液化趋势。

2.7.2.2建筑场地类别

据《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2001),苏州市区抗震设防烈度为6度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.05g,特征周期值0.45s。据 J1100、J1107、J1115等三个孔波速测试结果,场地20m深度范围内等效剪切波速Vse分别为152.0m/s、157.0m/s、156.0m/s,据波速试验资料,50m以浅土层剪切波速Vsi<350.0m/s,场地覆盖层厚度大于50m,按GB 50011-2001第4.1.6条,拟建场地属Ⅲ类建筑场地。

2.7.2.3场地分类

由本次勘察结果,勘探深度范围内土层基本由软塑~可塑状粘性土及以中密状为主的粉土、粉砂组成,剪切波速值一般在150m/s~250m/s之间,按《铁路工程抗震设计规范》(GB 50111-2006)表4.0.1-1,拟建场地土的类型为中软土。

据实测剪切波速成果,拟建场地50m以浅土层的等效剪切波速Vse在184.3~217.1m/s之间,按GB 50111-2006表4.0.1-2,拟建场地分类为Ⅲ类。

2.7.2.4建筑抗震类别的划分

根据本次勘察结果,场地土的类型为中软土,其均匀性较好,场地内无软弱土层,不存在液化土等,按《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规范之第4.1.1条及相应的条文说明,属可进行建设的一般场地。

2.8水文地质条件

    2.8.1地表水

苏州市地处江南水网区,属长江流域太湖水系,区内地表水系极其发育,主要有太湖、阳澄湖群及大小规模不等的河渠组成。太湖水域面积2250km2,总蓄水量90亿m3(临界量)。阳澄湖群:主要由阳澄湖、澄湖、漕湖、金鸡湖等组成,湖底较平坦,除阳澄湖最大水深达9.5m外,其余均在2m左右。湖泊之间河汊通连,构成水力联系密切的群体。主要骨干性的河道有京杭大运河,通连江海,还有外城河沿老城区环城分布。水位主要受大气降水和太湖排水影响,并受人为控制,常年水位(1985国家高程基准)1.10~1.30m,其年变幅1m左右。

据本次勘察结果,拟建场地内及附近无地表水存在。

    据苏州市枫桥水文站观察资料,历史最高洪水位2.63m(1985国家高程基准),最低河水位标高0.01m。

    2.8.2地下水

根据地下水埋藏条件,可将地下水分为孔隙潜水及微承压水。

    2.8.2.1潜水

    潜水含水层主要由填土层组成,勘察区域内均有分布,填土层由粘性土夹碎石组成,由于其颗粒级配不均匀,固结时间短,往往存在架空现象而形成孔隙,成为地下水的赋存空间,其透水性不均匀。主要接受大气降水的入渗补给。其下的②粘性土层:上部②1粉质粘土层,为正常固结土层,据室内试验,其渗透系数(取最大试验值,下同)KV=4.5E-06cm/s、KH=1.4E-05cm/s,属微透水土层,②2粉质粘土层,据室内试验,其渗透系数KV=3.9E-05cm/s、KH=3.6E-05cm/s,属弱透水土层。苏州地区降雨主要集中在6~9月份,在此期间,地下水位一般最高;旱季为12月份至翌年3月份,在此期间地下水位一般最低。年水位变幅为1.00m。勘察期间实测潜水稳定水位标高在1.41~1.55m之间。

    据区域水文资料,苏州市历年最高潜水位标高2.63m,最低潜水位标高为0.21m。

2.8.2.2微承压水

    根据钻探结果,微承压水含水层由晚更新统沉积成因的土层组成,主要为④1粉土层,其透水性及赋水性一般~中等。本车站部位该含水层组分布不稳定,车站西侧缺失,主要分布于车站中东侧,埋深一般在6.50~8.80m之间,厚度在0.70~7.00m。根据室内渗透试验结果结合金枫路站抽水试验成果,④1层渗透系数K值按最大值考虑,取值3.08E-3cm/s,为透水土层。

该含水层的补给来源主要为微承压水的越流补给及地下迳流补给,微承压水头埋深约2.0m左右,相应标高在1.20m左右。据区域资料,年变幅1m左右。

该含水层的隔水顶板为②2粉质粘土及④1a粉质粘土层,隔水底板层(据室内试验资料)⑤粉质粘土层渗透系数KV=4.2E-6cm/s,KH=7.4E-6cm/s,因此,具微承压性。

2.8.2.3承压水

本场地承压水主要赋存于⑩粉细砂层中,该层顶板埋深一般在49.0~52.0m,本工程可不考虑其影响。

2.8.2.4环境水及土的腐蚀性评价

(1)环境水的腐蚀性评价

根据气象资料,本地区干燥度指数小于1.5,属湿润区,场地土层含水量一般大于30%,因此可判定本地区环境类型为Ⅱ类。

根据潜水、微承压水的水质分析结果(各水样检测结果详见附件《水质检验报告》,统计结果见表2-16),按《岩土工程勘察规范》(GB 50021-2001)第12.2条之规定进行判别,判别结果见表2-17。

水样测试结果分析统计表

 表2-16      

分析项目

(mg/L)

水样编号
潜水微承压水
水1

水2

水3

水4

水5

K+ Na+

73.579.6.867.967.6
Ca2+

61.260.2121.5117.6115.7
Mg2+

5.86.412.814.515.1
NH4+

00000
HCO3-

173.6178.3406.6401.9399.5
CO32-

00000
Cl-

98.8100.375.075.875.0
SO42-

52.759.655.061.961.9
OH-

00000
NO3-

00000
游离CO2

21.620.936.241.038.2
侵蚀性CO2

13.78.60.00.00.0
PH值

7.157.166.926.956.96
总硬度176.7176.7355.8353.4351.0
暂时硬度142.4146.3333.5329.6327.6
永久硬度34.330.422.323.823.4
负硬度0.00.00.00.00.0
总碱度142.4146.3333.5329.6327.6
地下水的腐蚀性评价

表2-17

水样类型水样编号及

取样位置

腐   蚀   性

长期浸水环境干湿交替环境
对砼对钢筋砼中的钢筋对钢结构对砼对钢筋砼中的钢筋对钢结构
潜    水

水1,金山路东侧

潜    水

水2,竹园路南侧

微承压水水3,J1156  

微承压水水4,J1116

微承压水水5,J1112

据水质分析结果,场地内潜水对混凝土无腐蚀性,长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,干湿交替环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性;微承压水对混凝土无腐蚀性,长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。    

(2)土的腐蚀性评价

据本地区气象条件,结合场地环境及环境水腐蚀性评价结果,经综合判别,场地土对混凝土及钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。

3、工程地质评价

    3.1场地稳定性及适宜性

    本区属江南地层区苏州—长兴小区的江苏部分,太湖冲积平原区,场地第四系覆盖层厚度大。据区域资料及苏州市轨道交通一号线工程场地地震安全性评价报告,场地内未发现晚更新统以来的活动性断裂,属地壳活动相对稳定区。穿越场地附近的断裂构造对轨道线路场地不会产生直接影响,不具备由于地震作用而产生地面破裂和裂缝、砂土液化和滑坡等地震地质灾害的条件。因此可判定本场地稳定性属基本稳定。

    勘察场地55.45m以浅各土层分布较稳定,土的类型为中软土,无不良地质作用。场地适宜性较好,适宜本工程建设。

    3.2地基土的分析及评价

据勘察结果,场地55.45m以浅各土层分布较稳定,地层层序较完整,土层均匀性中等~较好,其中:

    ①素填土层,厚度0.90~4.80m之间,压缩性中等偏高,强度低,均匀性差,属弱透水土层,勘区内均有分布。

    ②粘性土层分布稳定,厚度4.50~8.40m,压缩性中等,强度中等~高。②1粉质粘土层分布较稳定,为微透水层;②2粉质粘土层为弱透水土层。

    ④1a粉质粘土层分布不稳定主要分布于车站西侧,厚度1.00~4.80m,压缩性中等偏高,强度中等偏低;④1粉土层分布欠稳定主要分布于车站中部及东侧,厚度0.80~7.00m,压缩性中等,强度中等偏低;⑤粉质粘土层场地内均有分布,车站中偏西部位厚度变化较大,厚度6.50~19.70m,压缩性中等,强度中等偏低。④1a粉质粘土为弱透水土层,⑤粉质粘土层均为微透水土层,④1粉土层为透水土层。

⑥1粘土层,分布不稳定,车站中偏西部位缺失,厚度0.70~3.60m,压缩性中等,强度中等~高;⑥2粉质粘土层车站范围内均有分布,局部埋深大,厚度2.50~8.30m。其中⑥1粘土层为不透水性土层,⑥2粉质粘土层为弱透水土层。

⑧1粉质粘土层分布较稳定,厚度12.00~15.20m,压缩性中等,强度中等;

⑧1a粗砂夹粉质粘土层分布欠稳定,主要分布于车站主体部位J1104~J1112地段,厚度0.80~2.70m,压缩性偏低,强度中等。

⑨粉质粘土层场地内均有分布,顶板埋深49.00~52.00m,厚度2.50~5.70m,压缩性中等,强度中等~高。

⑩粉细砂层分布尚稳定,车站西北侧未揭示,主要由孔深55m左右的控制性钻孔揭示,本次勘察未揭穿该层,控制最大厚度7.45m,压缩性中等偏低,强度中等。

⑾粉质粘土层分布不稳定,主要由J1160及J1107孔揭示,未揭穿该层,控制最大厚度1.30m,压缩性中等,强度中等。

    3.3地基土的承载力特征值及桩基参数的确定

根据土工试验、原位测试成果,结合我院长期工程实践经验,按《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)及《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)提供各土层的承载力特征值及桩基参数见表3-1。

承载力特征值及桩基参数

表3-1 

土层代号

及名称承载力特征值fak(kPa)

桩基参数抗拔系数
经 验 计 算 值

综合

确定值

钻孔桩预制桩
由抗剪强度确定由SPT确定

由CPT确定

qsik

(kPa)

qpk

(kPa)

qsik

(kPa)

qpk

(kPa)

②1粉质粘土

11518419115036420.70
②2粉质粘土

11714218313032360.70
④1a粉质粘土

9811110710028320.70
④1粉土

15713714414040460.60
⑤粉质粘土

921251129024280.70
⑥1粘土

22727629222065750.70
⑥2粉质粉土

14517623517048550.70
⑧1粉质粘土

119134135130354004013000.70
⑧1a粗砂

1481832180
⑨粉质粘土1872132200
⑩粉细砂178236391240
⑾粉质粘土1160
注:②1、②2、④1a、⑤、⑥1、⑥2、⑧1层由UU三轴试验指标计算fak。

3.4基础形式分析

由业主及设计部门提供的相关资料,拟建木渎站为地下二层岛式,结构底板埋深约16.00m,相应标高-12.14m。根据本次勘察结果,车站结构底板位于⑤粉质粘土层中,⑤粉质粘土为高压缩性土层,承载力特征值fak=90kPa,车站可以该土层作为天然地基基础持力层,基础形式可采用筏板基础。由于⑤粉质粘土层土质相对较软弱,若承载力不能满足车站设计要求,可对该土层进行加固处理。

3.5围岩分类、围岩分级及土可挖性分级

3.5.1围岩分类及围岩分级

据业主及设计部门提供的相关资料,木渎站拟采用明挖法施工,结构底板埋深约16.00m。勘察结果显示,勘察深度内的土层自上而下分为①素填土、②1粉质粘土、②2粉质粘土、④1a粉质粘土、④1粉土、⑤粉质粘土层,20m以浅土层剪切波速Vse=152.0~157.0m/s,地下水位(微承压水)标高在1.40m左右。

据开挖深度内的土质特征,按规范《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB 50307-1999)及《铁路隧道设计规范》(TB 10003-2005)相关条款综合判别,各土层围岩分类及围岩分级见表3-2。

3.5.2土可挖性分级

勘察深度范围内的土层由松土和普通土组成,按规范GB 50307-1999第4.4.1条规定,各土层土可挖性分级见表3-2。

围岩分类及土可挖性分级表

                                                                表3-2

层号及名称围岩分类围岩分级土可挖性分级
①素填土Ⅰ~Ⅲ

Ⅳ~Ⅵ

Ⅰ~Ⅲ

②1粉质粘土

②2粉质粘土

④1a粉质粘土

④1粉土

⑤粉质粘土

3.6基坑开挖与支护

拟建灵天路路站采用明挖法施工,基础底板埋深约16.00m,相应标高-12.14m。

3.6.1基坑支护

车站基坑面积大、开挖深度大,经综合确定,工程安全等级为一级(据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB50307-1999第3.0.3条),基坑侧壁安全等级为一级(据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)第3.1.3条)。

根据场地的工程地质条件,开挖深度内的土层自上而下依次为①素填土、②1粉质粘土、②2粉质粘土、④1a粉质粘土、④1粉土、⑤粉质粘土层,土的类型为中软土。其中④1粉土层为微承压含水层,土层结构松散,自立性差,基坑开挖时,易产生侧向变形而导致开挖面失稳。另外木渎站位于吴中区木渎镇金山路与竹园路交叉口,东北侧为荒地,西北侧为上岛咖啡及山雨墅,西南侧为中华园饭店,东南侧为商铺,受现场条件,不宜采用强排水的大面积放坡开挖,应采取相应的基坑支护措施。

根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)第3.1.3条,本基坑工程的支护结构形式可采用地下连续墙+内支撑或排桩+止水帷幕+内支撑的形式,出入口及风亭可据实际开挖深度分别选用钻孔灌注桩+内支撑、SMW工法+内支撑的支护形式(基坑支护设计参数见表2-13),支护结构嵌固深度宜根据实际开挖深度、结合地层特征按相关规范要求确定,并应满足基坑稳定性的要求。

3.6.2基坑开挖

本基坑开挖深度范围内的土层自上而下依次为①素填土、②1粉质粘土、②2粉质粘土、④1a粉质粘土、④1粉土、⑤粉质粘土层,土的类型为中软土,围岩分类为Ⅰ~Ⅲ类,围岩分级为Ⅳ~Ⅵ级,土的可挖性分级为Ⅰ~Ⅲ级。

基坑开挖应根据支护结构设计、降水要求等确定开挖方案。开挖前应做好地下管线(网)的迁移或临时改线工作,特别是地下排水管道的迁、改线工作,防止渗、漏水现象的发生,基坑边界周围地面应设排水沟,避免漏水、渗水进入坑内,基坑周边严禁超堆荷载。基坑开挖过程中,应采取分层均衡开挖,应采取有效措施防止碰撞支护结构、工程桩,防止扰动基底土。

3.6.4地下水的控制

3.6.4.1止水

本地区地下水位较高,为防止地下水直接渗入基坑而产生不良的地质现象,必须采取相应的止水措施,采用地下连续墙或排桩+止水帷幕+内支撑的支护形式,可有效切断坑内外的水力联系,达到止水目的。同时应采取有效措施,防止基坑周边的地表水及地下排水管道漏、渗水进入基坑。

3.6.4.2降、排水

施工时,若采用上述支护方案,由于开挖深度有含水层④1粉土层存在,及④1a粉质粘土和⑤粉质粘土层含水量高,必须进行坑内降、排水,以降低基坑内的地下水位,确保施工安全。降、排水可采用管井+集水明排的组合形式。

3.6.5基坑抗浮设计

根据场地水文地质资料,由于地下水位较高,基础结构施工周期较长,施工期间需进行抗浮设计,并应进行抗拔试验。另由于拟建灵天站为地下二层岛式,施工结束后的运营期间亦需要进行抗浮设计,抗浮验算水位可按地区最高潜水位2.63m取值,当整体抗浮验算不能满足要求,可在车站基础底板下设置抗拔预制桩、钻孔灌注桩或采取必要的构造措施。单桩抗拔极限承载力估算可按《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)公式(5.2.15-1)计算,各土层极限侧阻力标准值可参阅表3-1。桩型、桩长、桩径可根据设计要求确定。

3.6.6工程监测

根据《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999)及《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)相关条款及规定,地下轨道交通岩土工程应根据工程需要进行监测,根据本工程特点,应进行下列工作:

(1)制定监测计划,建立监测系统,量测点的埋置应符合有关规范条款要求,并应完成观测点的初始值量测。

(2)施工过程中的监测包括:地下水位长期动态观测,施工中水位、水质、水量的变化及基坑渗、漏、冒水、管涌等;基坑周围地表水平位移、垂直位移和开裂等;基坑附近的建筑物、地下重要管线沉降观测;支护系统、墙体和桩基等的应力和应变观测;验槽、验桩;土体回弹量;土体分层沉降量及土体位移。

施工过程中量测点的布置及量测频率应符合《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999)第17.3条之规定。监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构要求确定。监测过程中应根据设计要求提交阶段性监测报告,工程结束时应提交完整的监测报告。

(3)施工后的监测包括:收集、整理区域地质、工程地质和水文地质最新资料,确定区域地质变化可能对地下轨道永久结构和运营的影响;监测附近工程施工可能对运营造成的影响;对永久结构、地面建筑物和土体变形进行监测。

3.7地震和动载作用引起地层液化及震陷的可能性

按7度抗震设防烈度进行判别,本场地20m以浅的④1粉土层为不液化土层,⑤粉质粘土层剪切波速平均值Vsi=167.3m/s,可不考虑地震作用下的震陷问题。由于本场地内的④1粉土、⑤粉质粘土层土质相对较软弱,轻轨运营过程中长期的动载作用对该两层土将产生不同程度的影响,易产生不均匀沉陷,其影响程度宜通过长期的监测及专题研究确定。

3.8不良地质作用

经查明,拟建场地内不存在对工程安全有影响的岩溶、滑坡、泥石流、危岩、崩塌及采空区等不良地质作用。

4、结论与建议

    4.1结论

    4.1.1 本次勘察工作量布置,符合详勘阶段技术规范要求,所提供工程参数可供施工图设计使用。

4.1.2 场地内地形平坦,未发现浅埋的全新活动性断裂,场地的稳定性、适宜性较好,适宜本工程建设。

    4.1.3 据勘察结果,场地55.45m以浅土体可分9个工程地质层,13个工程地质亚层,在勘探深度范围内,各土层基本具水平成层特征,沉积环境较均一,水平层理基本连续贯通沿线整个场地,车站主体中部偏西部位20~30m左右土层变化较大。各土层物理力学性质指标平均值、范围值见表2-1、2-2;基坑支护及降排水设计参数建议值见表2-13;各土层各级压力下的变形特征指标见表2-7,车站通风设计所需的热物理参数见表2-11,各土层电阻率见表2-11,地基土承载力特征值见表3-1。

4.1.4 场地水文地质条件相对较简单,影响工程建设的地下水为孔隙水,主要含水层为浅部潜水及微承压含水层,分别赋存于浅部素填土层、④1粉土层中,潜水含水层渗透系数K=5.0E-05cm/s,微承压水含水层渗透系数K=3.08E-3cm/s。据水质分析结果:潜水对混凝土无腐蚀性,长期浸水环境中对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,干湿交替环境中对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性;微承压水对混凝土无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋无腐蚀性,对钢结构具弱腐蚀性。

4.1.5 ①素填土层为本场地主要软弱土层;②1粉质粘土层、②2粘质粘土、⑥1粘土、⑥2粉质粘土、⑨粉质粘土、⑩粉细砂、⑾粉质粘土层压缩性中等,工程特性中等~较好,其它土层工程特性一般~中等。

4.1.6 苏州地区抗震设防烈度为6度(第一组),设计基本地震加速度值0.05g,设计特征周期值0.45s。根据钻探结果,经综合判定,拟建场地20m以浅饱和的④1粉土层为不液化土层,地基土不存在液化趋势。

4.1.7 据波速试验结果,场地20m以浅土层平均等效剪切波速为Vse=152.0~157.0m/s,据波速试验资料,50m以浅土层剪切波速Vsi<350.0m/s,场地覆盖层厚度大于50m,按GB 50011-2001判定,场地属Ⅲ类建筑场地,土的类型为中软土,属可进行建设的一般场地。50m以浅各土层的动弹性参数见表2-10。

4.1.8 据波速试验结果,按GB50111-2006判定,场地分类为Ⅲ类。

4.1.9 经查明,拟建场地无不良地质作用。

4.1.10 根据勘察结果,各土层围岩分类均为Ⅰ~Ⅲ类,围岩分级为Ⅳ~Ⅵ级,土可挖性分级均为Ⅰ~Ⅲ级,开挖深度范围内各土层的围岩分类、围岩分级及土的可挖性分级详见表3-2。

4.1.11 基坑开挖不宜采用强排水的大面积放坡开挖,应采取相应的支护措施,支护结构嵌固深度宜根据实际开挖深度、结合地层特征按相关规范要求确定,并应满足基坑稳定性的要求。

4.1.12 潜水及微承压水对施工有直接影响,本场地内承压水含水层对本工程影响不大,基坑开挖后,基底稳定,不会出现管涌、流土等现象。基坑应进行降、排水设计,各土层的渗透系数见表2-13。

4.1.13车站应进行抗浮设计。抗浮验算水位可按地区最高潜水位2.63m取值,当整体抗浮验算不能满足要求时,可在车站基底设置抗拔桩或采取必要的结构措施,抗拔桩桩型、桩径、桩长应根据设计要求确定,抗拔桩设计参数见表3-1,单桩抗拔承载力应按规范要求由试验确定。

4.1.14 应对支护结构及周边环境进行必要的工程监测。

4.1.15 地震及动载作用对土层的震陷可能性宜通过长期的监测及专题研究确定。

    4.2建议

    4.2.1据基坑埋深,基础底板可选择⑤粉质粘土层作为天然地基基础持力层。若该层土的承载力特值不能满足设计要求,可对其进行加固处理。

4.2.2据场地工程地质、水文地质条件,车站基坑可选择地下连续墙+内支撑的支护结构类型,出入口及风亭可据实际开挖深度分别选用钻孔灌注桩+内支撑、SMW工法+内支撑的支护结构类型。

4.2.3 根据本次勘察结果,若采用上述支护方案时,应进行坑内降、排水,降水应在开挖前进行。降水方案应根据土层分布、含水层的富水性、渗透性、基坑的挖深情况综合确定,建议采用坑外隔渗,坑内采用管井+集水明排。

4.2.4 抗拔桩桩端宜置入相对稳定的⑧1粉质粘土层中。

4.2.5 基坑施工过程中,严禁在其周边超堆荷载,重型机械的行车应设置专门通道。

4.2.6 做好相关的工程监测工作,特别是支护结构的应力、应变观测。

4.2.7 由于长时间的施工降水,周边地面可能会产生一定程度的沉降,应设置观察井,实时监控地下水的变化情况,必要时可进行地下水的回灌。

4.2.8车站基底处于相对软弱的⑤粉质粘土层中,在车站建成后以及运营阶段,各种地质条件随之发生较大变化,且轻轨运行所产生的动载作用较之地震作用有较大不同,应对其进行长期观测和专题研究,以确保安全运营。

4.2.9由于车站平面位置有较大变动,为满足工程施工及设计要求,应进行施工勘察工作。

4.2.10 施工前应做好周边各种地下管线的迁移或改建工作。

4.2.11 做好施工组织设计,防止基坑施工对周边环境产生影响,特别是泥浆的二次污染。

4.2.12 道路结构影响围护结构的施工,应清除。

4.2.13 部分地段⑤层切割深,水平向土层性质差异大,围护结构设计时应采取相应措施。

说  明

1、本工程岩土工程勘察于2007年8月7日结束,并于2007年9月提交了岩土工程勘察报告。本项目勘察报告于2008年1月送审,我院按审图意见对勘察报告进行了修改,按有关规定要求重新编制本勘察报告。本报告勘探点平面布置图根据2008年3月7日铁道部第四勘察设计院提供的平面图绘制,轨线,结构顶、底板埋深资料由铁道部第四勘察设计院2008年3月7日提供。

2、由于车站平面位置变更较大,局部结点无勘探资料,为满足施工及设计要求,建议进行施工勘察。

文档

苏州地铁木渎站岩土工程勘察报告

苏州市轨道交通一号线工程木渎站岩土工程勘察报告(勘察编号:2007-K-413-1)1、前言受苏州轨道交通有限公司的委托,我院对拟建的苏州市轨道交通一号线工程木渎站进行了岩土工程详细勘察。1.1工程概况苏州市轨道交通一号线总体呈东西走向,线路西起于吴中区木渎镇北侧天平山东麓,沿竹园路东行进入苏州国家高新技术开发区后,往北转入长江路,经苏州乐园,东折进入邓尉路,沿邓尉路东行,穿过京杭大运河,进入金阊区,沿干将路东行,进入苏州工业园区,至钟南街站,线路全长约25.739km,全线设站24座,均为地
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