景晟化工有限公司产40万吨硫酸、20万吨磷肥生产项目.doc

一、前言受贵州省麻江景晟化工有限公司的委托，福建东辰综合勘察院对贵州景晟化工有限责任公司20万t/d硫酸生产线余热发电项目拟建场地进行详细阶段的岩土工程地质勘察工作。 工程概况贵州景晟化工有限责任公司20万t/d硫酸生产线余热发电项目拟建场地位于麻江县县城北西侧约2公里，贵州景晟化工有限责任公司规划场区内，交通十分便利。拟建物在平面呈长方形展布，包含电控楼、一期汽机发电机厂房、二期汽机发电机厂房、汽轮发电机、一期循环水站、二期循环水站共六个子项，各拟建子项详细情况见下表。 各拟建子项情况一览表 表1拟建子项规格结构类型单位基础荷载基础形式设计±0.00 电控楼3F 250.0 m2框架栋2000KN/柱单独柱基847.80m一期汽机发电机厂房3F、24×12m框排架结构栋2000KN/柱单独柱基二期汽机发电机厂房3F、24×12 m框排架结构栋2000KN/柱单独柱基汽轮发电机6MW现浇钢筋混凝土台2000KN/柱单独柱基一期循环水站1F、12.8×12.6框架结构座500 KN /柱150 KN /m2独基/筏基础池底标高-0.2m池壁顶标高+2.5 m二期循环水站1F、12.8×12.6框架结构栋500 KN /柱15 KN t/m2独基/筏基础池底标高-0.2m池壁顶标高+2.5 m拟建场区设计地坪标高为847.80米，一期循环水站池底标高及池顶标高由设计地坪标高起算。详见“总平面布置图和勘探点平面图及工程地质勘察委托书”。 委托的勘察要求及任务根据业主及设计部门提出的工程地质勘探委托书要求，本次勘察目的是查明拟建场地的岩土构成，为建设方提供地基基础方案及设计参数，其任务为：1、请查明建筑物场地范围内的地层结构及土层的分布、构造、厚度以及各层土的工程性质。对各土层的承载力特征值作出评价。 2、对地基的物理力学进行分析评价，并提出施工图设计所采用的基础方案及地基处理的建议。3、有无液化砂层、膨胀土等不良土层，查明其分布状况。判断其危害程度，并提出处理措施的建议。4、岩层的埋藏深度。若建议采用人工挖孔桩,请提供桩端端阻力特征值及上面各层土的桩侧侧阻力特征值。5、请查明地下水的分布及变化情况。地下水对钢筋、混凝土有无浸蚀。6、请提出混凝土结构的环境类别。7、对汽轮发电机基础的特殊要求：应着重查明地基中的饱和粉、细砂及人工填土等对振动反应敏感的土层的分布及其物理力学性质。请提供设计动力机器基础需要的天然地基抗压刚度系数Cz和垂直向阻尼比z。 依据的技术标准1、岩土工程勘察规范（GB500212001、2009版）2、建筑地基基础设计规范（GB500072011）3、贵州建筑岩土工程技术规范（DB22/462004）4、贵州建筑地基基础设计规范（DB22/452004）5、建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）6、建筑抗震设计规范（GB500112010）7、土的工程分类标准（GB/T501452007）8、工程岩体分级标准（GB5021894）9、建筑工程地质勘探与取样技术规程（JTJ/T87-2012）10、动力机器基础设计规范（GB50040-96）11、岩土工程勘察报告编制标准CECS99 ：9812、勘察委托书。 岩土工程勘察等级的确定根据拟建物设计方案及场地岩土构成情况，本次勘察的勘察的拟建项目为一般工程，由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果严重，其工程重要性等级为二级；场区抗震设防烈度为6度，处于抗震一般地段，场地内地下水位较低，基础位于稳定地下水位以上，地下水对工程基础施工无影响，场地复杂程度等级为三级；场地内岩土种类较多，为素填土、粘土、全风化页岩及中风化石灰岩，为岩溶地基，其地基复杂程度为二级。结合岩土工程勘察规范（GB50021-2001）3.1.4条之规定确定本次岩土工程勘察等级为乙级。 勘察手段、工作方法及完成工作情况1、勘察手段、工作方法在充分收集拟建场地周侧岩土勘察资料和场区环境调查的基础上，本次勘察采用钻探、原位测试等综合勘探手段和方法。2、勘察工作布置及完成工作情况本次勘察工作依据岩土工程勘察规范（GB50021-2001）2009年版、贵州建筑岩土工程技术规范（DB22/45-2004）和设计部门提供的勘探点（钻孔）布置平面图，结合场地的地形地貌、岩土构成等特点，共布置勘探孔19个。详见 “勘探点平面布置图”。 钻孔放样及孔口高程测量根据甲方提供的总平面图及一层平面图，依据场地北东侧控制点J10（坐标：X=2933485.68 Y=36457495.99，H=849.40m）、南东侧J12(坐标: X=2933502.90、Y=36457440.75，H=849.06m)，按拟建物角点及各柱位坐标进行实地放样，勘探点定位和高程采用全站仪坐标定位法进行测放，钻探结束后对钻孔坐标、孔口高程等进行了复测工作（两高程控制点均位于图外）。 岩芯钻探钻探施工采用XY-1型油压回转钻机进行施工。土层钻探采用干钻及冲击钻进；勘探点布置及钻进深度按设计要求及岩土工程勘察规范（GB50021-2001、2009版）中4.1.17-4.1.18条规定执行。钻探按照建筑工程地质勘探与取样技术规程（JTJ/T87-2012）中规定执行，岩土芯样从左至右按回次摆放，填写岩芯标签，按回次作钻探记录。钻探深度要求钻入中风化石灰岩6.00米以上。原位测试对粘土层采用标准贯入进行测试，标贯试验设备满足岩土工程勘察规范（GB 500212001）第10.5.2款表10.5.2的要求，并采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击。采用回转钻进至试验标高以上15cm处，清除孔底残土，放入贯入器预打15cm，然后记录每打入10cm的锤击数，累计打入30 cm时终止试验。试验成果直接标在柱状图和工程地质剖面图上。对素填土、全风化页岩采用重型动力触探进行测试，所进行的重型动力触探试验设备满足岩土工程勘察规范（GB 500212001、2009版）第10.4.1款表10.4.1的要求，其试验成果直接标在触探曲线图和工程地质剖面图上。室内资料整理野外钻探工作于2014年10月21日进场，组织2台钻机施工，于2014年10月26日（历时6天）结束野外钻探施工工作，室内资料整理与野外钻探施工同步进行，自2013年10月31日完成。共完成实物工作量详见表2。勘察工作量统计表 表2序号工作项目工作内容工作量单 位1工程测量钻孔定位及高程测量19个2工程钻探总进尺308.10m3原位测试 标准贯入试验8次/5孔次/孔 重型动力触探试验56.4m/7孔m/孔4资料整理总平面图及勘探点平面位置图1张钻孔柱状图19张标准贯入柱状图5张重型动力触探柱状图7张工程地质剖面图12/8条/张岩土工程勘察报告1份二、场地工程地质条件 地形地貌场区属中低山地区，剥蚀残丘岩溶地貌，其地势总体为北高南低。拟建场区处于缓坡地段，主要为拆迁用地、空地。勘察期间，拟建场地按设计标高开挖场平，场地内地势较为平坦，地面高程在847.35-847.95米之间，相对高差小于0.60米。 地层岩性及地质构造1、地层岩性测区内出露地层为三叠系下统大冶群（T1d），岩性主要为灰黄色、灰黑色薄层状页岩及浅灰、灰色薄至中厚层石灰岩；第四系主要为人工填土层。第四纪地层覆盖于三叠系下统大冶群地层之上。页岩与石灰岩为沉积间断、整合接触。2、地质构造根据区域地质资料，区段位于区域性翁井断层（南北向）西侧约1.0公里处。受其影响，次级小构造较发育，岩石节理裂隙发育，岩体较破碎。其主要节理的产状：节理倾向225°245°，倾角多在78°88°，次为倾向305°325°，倾角多在70°80°。岩层单斜，倾向120°度，倾角44°，局部地段由于褶皱引起的挤压变形，产状较混乱。详见黔东南区域矿产地质图（1：20万）。黔东南区域矿产地质图（1： 20万） 场地内岩土构成经钻探揭露结合周围环境地质调查，场区内出露地层为三叠系下统大冶群和第四系覆盖层，三叠系大冶群岩性主要为灰黄色、灰黑色薄层状页岩及浅灰、灰色中厚层石灰岩，第四系土层覆盖在页岩、石灰岩之上，其场地内岩土构成按其成因，自上而下发育有：填土层（Qml）：素填土；粘土（Qel）；III基岩(T1d)：全风化页岩、中风化石灰岩，分述如下： 素填土：杂色，主要由粘性土和碎块石混合组成，顶部含少许建筑垃圾，其结构松散，稍湿。该层分布于拟建场地部分地段，其分布范围内厚度变化较大，厚度0.6014.60米，埋藏高程847.35847.95米。粘土：残积成因。灰黄、褐黄色，呈硬塑状，湿度为稍湿，无摇振反应，稍有光滑，干强度中等，韧性中等，质地均一。该层分布于拟建场地部分地段，其厚度变化较大，层顶埋深6.50-14.60米之间，厚度4.807.30米，埋藏高程833.12-841.39米。全风化页岩：灰色、灰黄色，岩石节理裂隙极其发育，岩体极其破碎，呈半岩半土状，钻进快，岩芯呈砂粒状、土柱状及少许碎块状。该层在拟建场地部分地段有分布，大部分地段尖灭，其厚度变化较大，层顶埋深0.60-11.30米之间，厚度1.705.60米，埋藏高程836.59-846.90米。全风化页岩：岩石坚硬程度为极软岩，极破碎岩体，岩体基本质量等级为V类。 中风化石灰岩：浅灰色、灰色，薄至中厚层状，细晶结构，岩石节理裂隙较发育，岩体较破碎，多被切割成岩块状，间夹薄层状灰黄、灰黑色页岩，钻进较慢，岩芯呈碎块及短柱状。该层在拟建场地内钻探揭露厚度6.00米，层顶埋深3.80-19.70米之间，埋藏高程827.89-843.64米。根据各工程地质剖面图所示，岩层顶面起伏变化大，溶沟溶槽发育。 中风化石灰岩：岩石坚硬程度为较软岩，较破碎岩体，岩体基本质量等级为类。 场地水文地质条件根据钻探和周围环境地质调查，结合该地区进行的水文地质调查资料表明，地下水为岩溶裂隙水，属中性碳酸钙镁型水，主要贮藏在石灰岩溶隙及构造节理裂隙中，区内地下水补给来源主要为大气降水。场地内地下水类型和特点与区域内地下水类型和特征一致，由于处于地势相对较高地段，故地下潜水位埋藏较深，勘察勘间在钻探深度范围内未见地下水。 岩溶及场地地震效应5.1、岩溶场地基岩属可溶性碳酸盐类岩石，岩溶形态主要表现为溶沟、溶槽。、根据钻探和本区地质调查及岩土工程勘察资料，拟建场区岩溶发育，其场地的周侧基岩出露地段见有竖向裂隙及溶蚀小孔。据工程地质剖面图所示：拟建场地内溶沟、溶槽发育，石灰岩基岩面相对高差大于5.00米。、拟建场地内溶沟、溶槽发育，基岩面相对高差大于5.00米，根据按贵州省建筑岩土工程技术规范（DB22/46-2004 第7.1.3条，拟建场地属岩溶强发育等级。5.2、场地地震效应建筑场地类别的确定：拟建场地上覆土层主要为素填土、粘土及全风化页岩，其设计标高以下覆盖层平均厚度大于5.00米，依据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）表4.1.3、表4.1.6和现场测试拟建场地土类型为中硬土，拟建场地类别为II类。场地抗震设防烈度：拟建场地抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010）表4.1.1及条文说明之规定，拟建场地处于建筑抗震一般地段。 三、场地岩土工程评价 场地稳定性评价经周围环境地质调查，拟建场地及其外围未发现明显滑坡、崩塌、泥石流及地裂缝等与地质作用有关的地质灾害。拟建场区岩溶发育，其场地周侧基岩出露地段见有竖向裂隙及溶蚀小孔，拟建场地内溶沟、溶槽较发育，对钻探揭露的倾斜岩面进行相应的处理措施后，场地稳定，适宜各拟建物的兴建。 岩土均匀性评价 素填土：素填土在拟建场地分布不均，厚度变化大，成份复杂，其均匀较差。粘土在拟建场地内仅局部地段见有所分布，厚度变化大，其均匀性差。全风化页岩：拟建场地内分布不均，呈半岩半土状，厚度变化较大，岩体稳定性较差。中风化石灰岩在场地内均有分布，岩溶发育，岩层连续性一般，岩体较稳定。 各岩土层力学指标的确定 素填土：根据本次所作重型动力触探试验成果，其试验击数一般在24击之间，剔出较异常值后统计，其平均锤击数=3.50击，标准差=1.05，变异系数s=0.30，统计修正系数=0.75，修正后锤击数为2.63击，结合工程地质手册第四版得：fK= 110.9kPa。结合当地工程经验建议取：fak=110.0kPa，=17.0KN/m3。 粘土：根据本次勘察所作标准贯入试验成果，其平均锤击数=4.75击，标准差=1.03，变异系数s=0.22，统计修正系数=0.85，修正后锤击数为4.05击，根据工程地质手册第四版表3-3-8公式fk=80+20.2N进行计算，其fk=80+20.2×4.05=161.81kPa。结合当地工程经验建议取：fak =150.0kPa，Es=8.11Mpa，=17.7KN/m3。全风化页岩: 根据本次勘察所作重型动力触探试验成果，锤击数一般37击。经剔出异常击数后，平均锤击数=5.93击，标准差=0.98，变异系数s=0.16，统计修正系数=0.86,修正后锤击数为5.10击，根据工程地质手册第四版表3-2-17按碎石土得：fK=204.0kPa。结合当地工程经验取值：fak =200.0kPa。中风化石灰岩： 根据我公司相邻场地“贵州省麻江县景晟化工有限公司年产40万吨硫酸、20万吨磷肥生产项目职工宿舍楼”(距本项目约100米左右)勘察中所取中风化石灰岩的岩芯样作饱和单轴极限抗压强度试验，经数理统计，其饱和单轴极限抗压强度平均值=21.55MPa，标准差1.23，变异系数 0.06，修正系数0.95，则其饱和单轴极限抗压强度标准值frk20.53MPa，取折减系数0.12。fa=·frk=2.464MPa，其承载力特征值fa=2464.0kPa(取2500kPa)。 持力层和基础类型的选择1、持力层的选择 素填土：为前期场平施工堆填土，其厚度变化大，结构松散，不能作为拟建物的地基持力层。粘土：大部分地段缺失，厚度变化大，虽具有一定的承载能力，但该层不宜作为拟建物地基持力层。全风化页岩：部分地段缺失，厚度变化大，虽具有一定的承载能力，但该层不宜作为拟建物地基持力层。中风化石灰岩：具有较高的承载力，对发育的倾斜岩面采取相应的处理措施后，是拟建物良好的地基持力层。根据场地内岩土构成特征、埋藏深度和拟建物结构、荷载要求，建议以压实填土、中风化石灰岩作为各拟建物地基持力层 。2、基础类型的选择根据工程地质剖面图反映的地质资料及上述持力层的选择，其拟建物经济可行的地基基础方案建议如下表7：各拟建物基础方案建议一览表 表7拟建物名称荷载建议地基持力层建议基础类型电控楼2000KN/柱中风化石灰岩（fa=2400Kpa）桩基础一期汽机发电机厂房2000KN/柱桩基础二期汽机发电机厂房2000KN/柱桩基础汽轮发电机2000KN/柱桩基础一期循环水站150KN /m2压实填土（fak=150Kpa）筏板基础二期循环水站150KN t/m2压实填土（fak=150Kpa）筏板基础（1）电控楼、一期汽机发电机厂房、二期汽机发电机厂房、汽轮发电机：根据各拟建物各轴线工程地质剖面图反映的岩土层情况及拟建物上部结构特征和荷载要求，建议以中风化石灰岩作地基持力层，采用桩基础。（2）一期循环水站、二期循环水站：根据各拟建物各轴线工程地质剖面图反映的岩土层情况及拟建物上部结构特征和荷载要求，建议以压实填土作地基持力层，采用筏板基础。 地基基础设计及施工应注意的的问题5.1、桩基础1、以中风化石灰岩作电控楼、一期汽机发电机厂房、二期汽机发电机厂房、汽轮发电机拟建物地基持力层，各拟建物在进行地基基础设计时，桩基础各柱位基底面积宜根据各柱位设计竖向最大荷载确定，基底高程宜根据各柱位中风化石灰岩顶面高程并满足规范嵌岩深度确定。2、拟建场地局部地段持力层埋藏深度大，采用桩基础时，由于持力层（中风化石灰岩）顶面埋深相差大，且上覆土层结构松散，厚度大，桩孔施工时应采用钢筋砼短护壁施工措施，保证孔深、孔径、垂直度及孔底残渣清理，且应加强通风措施，确保施工安全。在上覆土层中（雨季）存在少量上层滞水，可采用有效的抽排水措施保证孔桩挖至预定深度。3、各柱位基础基底全截面嵌入持力层最小深度不宜小于0.50米。4、部分倾斜岩面地段，相邻桩底的高差应满足现行规范和设计要求。5、桩基础施工完成后，应按规范要求对桩身质量进行检测。6、拟建场地岩溶强发育，而施工钻孔不可能完全揭露岩溶及其它不良地质作用变化特征，在桩基施工时，对基底持力层的检验和认定应以现场施工情况为准，并确定地基条件是否与勘察报告一致。如有异常情况或与勘察报告不吻合，应进行全面的施工勘察，确保基底持力层的稳定性，并满足现行“规范”要求（桩端以下三倍桩径范围内无岩溶洞隙存在）。5.2、处理地基施工1、若采用换填垫层法进行地基处理，并以压实填土作为一期循环水站、二期循环水站的基础持力层。由于上覆土层厚度较大，不稳定，易产生滑塌，根据拟开挖基坑特征，建议采取分段放坡开挖，并采用相应的措施（钢管、木板）作临时支护治理，在基坑支护稳定后，方可进行地基基础施工。2、采用换填垫层进行地基时，应对基底进行压实处理。其换填垫层地基施工时，应选择透水性较强的填料，建议采用级配碎石土分层压实，碎石粒径应小于20mm，不得使用淤泥质土、耕植土、杂填土及有机质含量大于5%的土。施工时必须分层夯实，分层夯实厚度及压实系数和施工工序应满足建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002、J220-2002）相关规定要求。且地基施工阶段应对压实填土进行检测和试验，在满足“规范”和设计要求后，方可进行基础施工。四、地基检验和监测内容与建议由于场地内岩土层变化较大，加之拟建工程对地基质量要求较高，为此加强基坑检验和监测的意义重大。1、基坑检验 检验开挖情况是否与勘察报告一致，检验开挖到位的基底持力层的质量特征是否与地勘报告相吻合； 对开挖揭露的基底面有异常的应提出措施和建议；2、基坑监测建议 基坑的检验和监测，应由业主方、设计、地勘、监理、施工等单位的有关责任人到场共同参加，如实作好记录； 拟建场地为岩溶强发育等级，所施工钻孔按一孔一探不可能完全揭露场地岩土层全部变化特征，因此在进行地基开挖施工阶段，对持力层变化较大地段和其它不良地质作用地段，应进行施工勘察。而对基底持力层的确定和检验应以现场桩孔施工结果为准，若出现基底持力层厚度不能满足设计和规范的桩孔应作小口径超前钻探。五、结论与建议1、经周围环境地质调查，拟建场地及其外围未发现明显滑坡、崩塌、泥石流及地裂缝等与地质作用有关的地质灾害。拟建场地除溶沟溶槽发育外，场地稳定，适宜拟建物兴建。2、根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010），场地抗震设防烈度为6度。场地土类型为软弱土，场地类别为II类。3、拟建场地处于缓斜坡地带，地下水类型主要为岩溶裂隙水，以大气降水为主要的补给来源。本次钻探深度范围内未见地下水。据本地区工程经验，地下水对砼微侵蚀性。 4、场地主要岩土层地基设计参数建议使用值如下：素填土 fak=110.0kPa，=17.0KN/m3。粘土： fak =150.0kPa，Es=8.11Mpa，=17.7KN/m3。全风化页岩:fak =200kPa。中风化石灰岩：frk=20.53MPa ，fa =2500.0kPa。6、地基设计与基础施工中应注意的事项详见第三章“（五）”小节。7、设计动力机器基础需要的天然地基抗压刚度系数Cz和垂直向阻尼比z：天然地基抗压刚度系数Cz，根据动力机器基础设计规范（GB50040-96）表3.3.2，粘土承载力fak=150.0Kpa，其Cz=35000KN/m3;垂直向阻尼比z，由于缺少必要的计算条件（动力机器详细位置等），建议由设计方按动力机器基础设计规范（GB50040-96）3.3.9条之规定进行计算。8、拟建场地为岩溶地基，岩溶强发育，而勘察按一孔一探不可能完全揭露场地岩土层和岩溶发育的全部变化特征，以中风化石灰岩作为地基持力层，采用人工挖孔桩，在进行桩基施工阶段，对持力层变化较大和岩溶洞隙发育地段，应进行全面的施工勘察，保证桩基的安全和稳定，而对基底持力层的确定和检验应以现场桩基施工结果为准，若出现基底持力层厚度不能满足设计和规范的桩孔应作小口径超前钻探。9、施工过程中应加强地基基础的检验和监测工作，对地基持力层及其岩溶发育特征的认定以现场桩孔施工结果为准，如遇疑难工程地质问题，应组织各有关参建单位人员到场，共同研究、确定解决方案。特别说明：1、 本报告请甲方送当地主管部门审查通过后，方可交付有关部门设计、施工使用。2、拟建物楼层及位置、坐标、地下层开挖线，周边建（构）筑物位置、各柱位的荷载等根据设计单位提供的图件和技术要求说明资料。3、勘察时建筑物轴线角点坐标根据设计总平面图的标注，由建设方测放，施工时若场地有移动，请甲方以书面形式告之我方。4、施工部门在作隐蔽资料时，注明持力层的位置(深度、标高等)。目 录一、前言1 工程概况1 委托的勘察要求及任务1 依据的技术标准2 岩土工程勘察等级的确定2 勘察手段、工作方法及完成工作情况3二、场地工程地质条件5 地形地貌5 地层岩性及地质构造5 场地内岩土构成7 场地水文地质条件9 岩溶及场地地震效应9三、场地岩土工程评价10 场地稳定性评价10 岩土均匀性评价11 各岩土层力学指标的确定11 持力层和基础类型的选择11 地基基础设计及施工应注意的的问题13四、地基检验和监测内容与建议14五、结论与建议15