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中华人民共和国行业标准
软土地区岩土工程勘察规程
Specification for geotechnical investigation in soft clay area
JGJ 83-2011
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2011年12月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第998号
关于发布行业标准《软土地区岩土工程勘察规程》的公告
现批准《软土地区岩土工程勘察规程》为行业标准,编号为JGJ 83-2011,自2011午12月1日起实施。其中,第5.0.5条为强制性条文,必须严格执行。原行业标准《软土地区工程地质勘察规程》JGJ 83-91同时废止。
本标准由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2011年4月22日
前 言
根据原建设部《关于印发<二O0二~二O0三年度工程建设城建、建工行业标准制订、修订计划>的通知》(建标[2003]104号)的要求,编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,修订了本规程。
本规程的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.测绘调查、勘探和测试;5.地下水;6.场地和地基的地震效应;7.天然地基勘察; 8.地基处理勘察;9.桩基工程勘察;10.基坑工程勘察;11.勘察成果报告。
本规程修订的主要技术内容是:1.将原规范由8章调整为11章;2.增加了“术语和符号”;3.岩土工程勘察基本要求中明确了软土勘察等级,初步勘察的勘探线、勘探点间距和初步勘察的勘探孔深度;4.修订了“调查、勘探和测试”一章,强调软土地区应加强原位测试工作,规定了原位测试的试验项目、测定参数、主要试验目的;5.修订了“地下水”一章,增加了“现场勘察时地下水测量要求”和“抗浮设防水位确定”内容;6.修订了“强震区场地和地基” —章,增加了“软土地区地震效应勘察内容”和“当设防烈度等于或大于7度时,对厚层软土分布区软土震陷可能性的判别”内容;7.增加了“天然地基勘察”一章;8.增加了“地基处理勘察”一章;9.修订了“桩基工程勘察”一章,增加了“单桩极限承载力根据地区经验按土的埋深和物理力学指标进行计算”的内容和“附录E 单桩竖向承载力的经验公式”;10.增加了“基坑工程勘察” —章;11.增加了“岩土工程勘察成果报告”一章。
本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国建筑科学研究院(地址:北京市北三环东路30号,邮政编码100013)。
本规程主编单位:中国建筑科学研究院
本规程参编单位:上海市岩土工程勘察设计研究院 南京市测绘勘察研究院有限公司 天津市勘察院 中航勘察设计研究院 北京市勘察设计研究院 深圳市勘察研究院有限公司 福建省建筑设计研究院
本规程主要起草人员:李显忠(以下按姓氏笔画排列)
邓文龙 吴永红 李 峰 杨俊峰 陈希泉 林胜天 周宏磊 顾国荣 樊有维 滕延京
本规程主要审查人员:方鸿琪 王静霞 宋二祥 姜建军 阎德刚 金 淮 周与诚 汪一帆 张效军
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1 总 则
1.0.1 为在软土地区岩土工程勘察中贯彻国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于软土地区的建筑场地和地基的岩土工程勘察。
1.0.3 软土地区岩土工程勘察,应做到体现软土地区的特点、重视地区经验、广泛搜集资料、详细了解建设和设计要求,精心勘察、精心分析,并应提出资料完整、真实准确、评价正确的勘察报告。
1.0.4 对于重要的建筑物和有特殊要求的软土地基或对环境有影响的工程,在施工及使用过程中,宜根据工程建设的需要进行监测。
1.0.5 软土地区岩土工程勘察除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 软土 soft clay
天然孔隙比大于或等于1.0、天然含水量大于液限、具有高压缩性、低强度,高灵敏度、低透水性和高流变性,且在较大地震力作用下可能出现震陷的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
2.1.2 薄壁取土器 thin wall sampler
内径为75mm~100mm、面积比不大于10%(内间隙比为0)或面积比为10%~13%(内间隙比为0.5~1.0)的无衬管取土器。
2.1.3 灵敏度 sensitivity
原状黏性土与其含水率不变时的重塑土的强度比值。
2.1.4 流变性 rheological property
软土在长期荷载作用下,随时间增长发生的缓慢、长期的剪切变形,导致土的长期强度小于瞬间强度的性质。
2.1.5 触变性 thixotropy
黏性土受到扰动作用导致结构破坏、强度丧失,当扰动停止后,强度逐渐恢复的性质。
2.1.6 压缩层 compressed layer
地基沉降计算深度范围内土层的总称。
2.1.7 软土震陷 soft clay earthquake subsidence
由于地震引起软土软化而产生的地面或地基沉陷的现象。
2.1.8 地面沉降 ground subsidence,1and subsidence
由于大范围过量抽汲地下水,引起地下水位下降,土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象,或者由于大面积堆载而产生的地面下沉现象。
2.1.9 负摩阻力 negative skin friction,dragdown
桩身周围土的沉降大于桩身垂直向下的位移时,土对桩侧面所产生的向下摩擦力,其方向与正摩擦力相反。
2.1.10 抗浮设防水位 water level for prevention of up floating
地下建(构)筑物抗浮评价所需的、保证抗浮设防安全合理的场地地下水水位。
2.2 符 号
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3 基 本 规 定
3.1 一般规定
3.1.1 按工程性质结合自然地质地理环境,可将我国划分为三个软土分布区,且沿秦岭走向向东至连云港以北的海边一线,作为Ⅰ、Ⅱ地区的界线,沿苗岭、南岭走向向东至莆田的海边一线,作为Ⅱ、Ⅲ地区的界线。中国软土主要分布地区的工程地质区划略图见附录A。中国软土主要分布地区软土的工程地质特征应符合本规程附录B的规定。
3.1.2 软土地区岩土工程勘察可划分为初步勘察阶段和详细勘察阶段,当工程需要时,应增加施工勘察阶段。
3.1.3 对大型厂址、重点工程,宜按可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察四个阶段进行勘察;对于一般建筑,当其建筑性质和总平面位置已经确定时,可仅进行详细勘察。
3.2 勘察等级
3.2.1 软土地区岩土工程的勘察等级可按工程重要性等级、软土场地和地基的复杂程度划分为甲、乙、丙三级。
3.2.2 工程重要性等级的划分应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。
3.2.3 软土场地和地基的复杂程度应根据下列规定划分为复杂、中等和简单三个等级:
1 符合下列条件之一者为复杂场地和地基:
1)场地地层分布不稳定,交交互层复杂;
2)土质变化大,场地处于不同的工程地质单元,地基主要受力层内硬层和基岩面起伏大;
3)抗震设防烈度大于或等于7度,存在可液化土层,发生过较大的软土震陷;
4)地形起伏较大,微地貌单元较多,不良地质作用发育,地下水对地基基础有不良影响;
5)场地受污染,地下水(土)对基础结构材料具有强腐蚀性;
6)暗塘、暗沟较多,分布复杂,填土很厚且工程性质很差;
7)场地地质环境或周边环境条件复杂。
2 符合下列条件之一者为中等复杂场地和地基:
1)场地地层分布不稳定,交互层较为复杂;
2)土质变化较大,地基主要受力层内硬层和基岩面起伏较大;
3)地形微起伏,地貌单元较单一;
4)不良地质作用较发育;
5)地下水对地基基础可能有不良影响;
6)暗塘、暗沟较少;
7)场地地质环境或周边环境条件较复杂。
3 符合下列条件之一者为简单场地和地基:
1)场地地层稳定,交互层简单,持力层的层面平缓;
2)土质变化较小,地基条件简单;
3)无不良地质作用;
4)地形平坦,地貌单元单一;
5)地下水对地基基础无不良地质影响;
6)无暗塘、暗沟;
7)场地地质环境或周边环境条件简单。
3.2.4 根据工程重要性等级、场地和地基的复杂程度,软土地区勘察等级应按表3.2.4的规定划分。
3.3 可行性研究勘察
3.3.1 可行性研究勘察,应对拟选场址的稳定性和适宜性作出评价,并应为城镇规划、场址选择、建设项目的技术经济方案比选提供可行性研究的依据。
3.3.2 可行性研究勘察阶段应进行下列工作:
1 搜集区域地质、地形地貌、水文地质、地震、冻土和当地的工程地质、水文地质、岩土工程治理和建筑经验等资料;
2 进行现场踏勘、调查,了解场地的地形、地貌、地层、土质、不良地质作用和地下水等条件;
3 当拟建场地工程地质条件复杂,已有资料不能满足要求时,应针对具体情况和工程需要,增加工程地质调查、测绘和钻探、测试、试验工作;
4 调查有无洪水和海潮威胁或地下水的不良影响、地下有无未开采的矿藏和文物;
5 初步评价场地和地基的地震效应;
6 调查当地软土地基治理的工程经验;
7 对建设场地稳定性进行评价;
8 对工程建设的适宜性进行评价。
3.4 初步勘察
3.4.1 初步勘察阶段,应对场地内各建筑地段的稳定性作出评价,并应为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础方案及对不良地质作用的防治提供工程地质资料和依据。
3.4.2 初步勘察应在搜集分析已有资料或进行工程地质调查与测绘的基础上进行。
3.4.3 初步勘察前应取得下列资料:
1 建筑场地范围的地形图,其比例尺以1:500~1:2000为宜;
2 已有地质资料和建筑经验;
3 场地范围内地下管线的现状;
4 有关工程的性质、规模和规划布局的初步设想等。
3.4.4 初步勘察阶段应进行下列工作:
1 初步查明场地的地层结构、年代、成因,软土的分布范围、横向和纵向分布特征,土层的基本物理力学性质;
2 初步查明地表硬壳层的分布与厚度,下伏硬土层和浅埋基岩的埋藏条件与起伏;
3 初步查明场地微地貌的形态,暗埋的古河道、塘、浜、沟、坑、穴等的分布范围;
4 初步查明场区的不良地质作用发育特征,对场地稳定性的影响程度及发展趋势;
5 对抗震设防烈度等于或大于6度的地区,划分对建筑抗震有利、不利或危险的地段,判定场地的地震效应;
6 初步查明场地水文地质条件及冻结深度;
7 初步分析评价地质环境对建筑场地的影响;
8 对建设场地稳定性进行评价;
9 初步评价工程适宜性,为合理确定建筑物总平面的布置,地基基础方案的选择、软土地基的治理以及不良地质作用的防治措施提供依据。
3.4.5 初步勘察的勘探点、线、网的布置应符合下列规定:
1 勘探线应垂直地貌单元边界线、地层界线,在海边的勘探线应垂直海岸线;
2 勘探点宜按勘探线布置,在每个地貌单元和地貌交接部位均应布置勘探点,在微地貌和地层变化较大地段应当加密;
3 在地形平坦地区,可按方格网布置勘探点;
4 应按规划主要建筑物的设想布置勘探点、线。
3.4.6 初步勘察的勘探线、勘探点间距可按表3.4.6的规定确定,局部异常地段应适当加密。控制性勘探点宜占勘探点总数的1/4~1/2,且每个地貌单元均应有控制性勘探点,每个主要建筑物地段应有控制性勘探孔。
注:表中间距不适用于地球物理勘探。
3.4.7 初步勘察勘探孔的深度,应根据结果特点和荷载条件按表3.4.7的规定确定,并应符合下列规定:
1 在预定深度内遇基岩时,控制性勘探孔应钻入基岩适当深度,其他勘探孔在进入基岩后,可终止钻进;
2 在预定深度内有厚度较大、且分布均匀的密实土层时,控制性勘探孔应达到规定深度,一般性勘探孔的深度可适当减少;
3 当预定深度内有软弱土层时,勘探孔深度应适当增加,部分控制性勘探孔宜穿透软弱土层。
注:勘探点包括钻孔、探井和原位测试孔。
3.4.8 初步勘察采取土试样和进行原位测试时应符合下列规定:
1 采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、地层结构和土的工程性质进行布置,且其数量不应少于勘探点总数的1/2;
2 采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距,应按地层特点和土的均匀程度确定;每层土均应采取土试样或进行原位测试,且其数量不宜少于6个。
3.4.9 初步勘察的水文地质工作应符合下列规定:
1 应调查地下水的类型、与地表水的水力联系、补给和排泄条件,以及地下水位的变化幅度。需绘制地下水等水位线图时,应统一量测地下水位。
2 应采取有代表性的水试样进行腐蚀性评价,取样点位的数量不应少于2个,且在有污染源的地区宜增加取样点的数量。
3.5 详细勘察
3.5.1 详细勘察阶段应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数,并应对建筑地基作出岩土工程评价,对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、地下水控制和不良地质作用的防治等提出建议。
3.5.2 详细勘察前应搜集下列资料:
1 附有坐标及地形的建筑总平面布置图;
2 场地初步勘察报告或邻近地质资料;
3 建筑物的性质、规模、荷载、结构特点,室内外地面设计标高;
4 可能采取的基础形式、埋置深度,地基允许变形;
5 有特殊要求的地基基础设计和施工方案。
3.5.3 详细勘察阶段,应在初步勘察的基础上进行下列工作:
1 查明建筑物范围内的地层成因类型、结构、分布规律及其物理力学性质,软土的固结历史、水平向和垂直向的均匀性、结构破坏对强度和变形特征的影响,地表硬壳层的分布与厚度、下伏硬土层或基岩的埋深和起伏,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
2 查明微地貌形态和暗埋的塘、浜、沟、坑、穴的分布、埋深,并查明回填土的工程性质、范围和填埋时间;
3 查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;
4 判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
5 提供地基强度与变形计算参数,预测建筑物的变形特征和稳定性;
6 对抗震设防烈度等于或者大于6度的场地,提供勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震动加速度和设计地震分组,并划分场地类别,划分对抗震有利、不利或危险的地段;
7 提供深基坑开挖后,边坡稳定性计算、支护和降水设计所需的岩土参数,分析开挖、回填、支护、地下水控制、打桩、沉井等对软土应力状态、强度和压缩性的影响。
3.5.4 在详细勘察阶段采取土试样和进行原位测试时,应符合下列规定:
1 采取土试样和进行原位测试的勘探点数量,应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定,对地基基础设计等级为甲级的建筑物每栋不应少于3个;
2 每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组);
3 在地基主要受力层内,对厚度大于0.5m的夹层或透镜体,应采取土试样或进行原位测试;
4 当土层性质不均匀时,应增加取土或原位测试的数量。
3.5.5 软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的方法。软土取样应采用薄壁取土器,其规格应符合本规程附录C的规定。软土的力学参数宜采用静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验和螺旋板载荷试验等方法获取。
3.5.6 软土的物理力学参数宜采用室内试验和原位测试方法,并结合当地经验加以确定。有条件时,可根据载荷试验、原型监测反分析确定。抗剪强度指标室内宜采用三轴试验,原位测试宜采用十字板剪切试验。压缩系数、先期固结压力、压缩指数、回弹指数、固结系数,可分别采用常规固结试验、高压固结试验等方法确定。
3.5.7 根据工程重要性等级和场地地基的复杂程度,软土的岩土工程评价应包括下列内容;
1 判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性;对位于池塘、河岸、边坡附近的工程,应评价其稳定性。
2 根据室内试验、原位测试和当地经验,并结合下列因素综合确定软土地基承载力:
1)软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏度等力学特性和排水条件;
2)上部结构类型、刚度、荷载性质和分布,对不均匀沉降的敏感性;
3)基础的类型、尺寸、埋深和刚度等;
4)施工方法、加荷速率对软土性质的影响。
3 当建筑物相邻高低层荷载相差较大时,应分析其变形差异和相互影响;当地面有大面积堆载时,应分析对相邻建筑物的不利影响。
4 地基沉降计算可采用分层总和法或土的应力历史法,并应根据当地经验进行修正,必要时,应考虑软土的次固结效应。
5 提出基础形式和持力层的建议;对于上为硬层,下为软土的双层土地基,应进行下卧层验算。
3.6 施工勘察
3.6.1 当遇到下列情况之一,应进行施工勘察:
1 基槽开挖和地基基础施工过程,地质条件有差异,并影响到地基基础的设计施工时;
2 对暗埋的塘、浜、沟、谷等的位置,需进一步查明及处理时;
3 在施工阶段,变更设计条件或设计施工需要时。
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4 测绘调查、勘探和测试
4.1 一般规定
4.1.1 工程地质测绘和调查的内容应根据勘察阶段和地形、地貌复杂程度综合确定,测绘和调查的成果应作为勘察纲要编制和岩土工程评价的基本资料。
4.1.2 钻探、取样、室内试验和原位测试的适用范围、仪器标准、方法和有关要求,应与软土地区工程特点相适应,并应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021和《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。原位测试的仪器设备应定期检验和标定。
4.1.3 软土地区应加强原位测试工作。原位测试手段应根据岩土条件、设计对参数的要求和测试方法的适用性等因素选用。
4.1.4 原位测试应与钻探、取样、室内试验结合使用,成果的使用应考虑地区性和经验性,采用与地区经验相结合的原则确定岩土工程参数,进行岩土工程评价。
4.2 工程地质测绘和调查
4.2.1 工程地质测绘和调查宜包括下列内容:
1 土层的成因年代、埋藏条件、分布范围、应力历史等;
2 场地地形地貌特征和暗埋的塘、浜、沟、坑、故河道等的分布与埋深等;
3 地下水类型、补给来源、排泄条件、水位变化幅度及其与地表径流及潮汐的水力联系;
4 气象、水文、植被、土的标准冻结深度等;
5 场区的地震烈度、震害、地裂缝和软土震陷等;
6 拟建场地附近已建建筑物的变形和软土地基处理经验。
4.2.2 工程地质测绘和调查的范围,应包括拟建场地及其附近相关地段。
4.2.3 工程地质测绘和调查的比例尺宜符合下列规定:
1 可行性研究勘察可选用1:5000~1:10000;
2 初步勘察可选用1:2000~1:5000;
3 详细勘察可选用1:500~1:1000;
4 条件复杂时,比例尺宜适当放大;
5 对工程有重要影响的地质单元体,宜采用扩大比例尺表示。
4.2.4 对于建筑地段地质界线的测绘精度,在图上的不应超过3mm,其他地段不应超过5mm。
4.2.5 测绘与调查的成果资料宜包括实际材料图、综合工程地质图、工程地质分区图、综合地质柱状图、工程地质剖面图以及各种素描图、照片和文字材料等。
4.3 钻探和取样
4.3.1 钻探应符合下列规定:
1 在黏性土中应采用空心螺纹提土器进行回转钻进,提土器上端应有排水孔,下端应有排水活门。对于粉土和砂土,当螺纹提土器取不上土样时,可采用泥浆钻进,必要时可采用岩芯管取芯钻进。
2 钻进过程中应防止缩孔或坍孔。
3 当成孔困难或需间歇施工时,应采取护壁措施。
4 钻进时,应准确测量尺寸,并应保证分层清楚,软土回次进尺不应大于2.0m,粉性土回次进尺不应大于1.5m,取芯率应大于80%。当土的取芯率不能满足土的鉴别和分层要求时,可采用标准贯入器采取土样作土层鉴别。
4.3.2 钻探编录应符合下列规定:
1 记录应按钻进回次逐段填写记录表各栏内容,分层应另记,不得将若干回次合并记录和事后追记;
2 钻进过程中深度量测的允许偏差应为土0.05m;
3 编录内容除一般性要求外,尚应着重描述软土的状态、有机质和腐殖质含量、气味、含砂量(夹砂厚度),包含物、结构特征、钻进难易程度、提土情况等;
4 对于重要的工程或有特殊要求时,应选择有代表性钻孔分段留样,应详细描述土样结构或拍摄土芯照片,并应保存土芯样;
5 钻探结束后,次日应测量孔内地下水静止水位。
4.3.3 采取软土试样的质量以及所使用取土器,应根据工程要求、所需试样的质量等级确定,软塑~流塑状态的黏性土应采用薄壁取土器压入取土样。试样质量等级符合本规程附录C的规定。
4.3.4 在钻孔中采取Ⅰ~Ⅱ级土样时,应符合下列规定:
1 用泥浆钻进时,应保持孔内泥浆液面等于或稍高于地下水位;
2 采用回转方法钻进时,至取土位置前应减速钻进,且不得影响孔底土层;
3 孔底残留浮土厚度不得大于取土器上端废土段长度,进入取土器的土样总长度不得超过取土器(包括上端废土段)总长度,下放取土器时严禁冲击孔底;
4 贯入取土器宜采用油压给进装置的静压法,当遇到硬土夹层且人工压入困难时,可采用重锤少击方式贯入。
4.3.5 土试样封装、运输、储存应符合下列规定:
1 取土器提出地面之后,应小心地将土试样卸下,并应妥善密封、防止湿度变化。土样应直立安放,严禁倒放或平放,并应避免曝晒或冰冻。
2 土试样运输前应妥善装箱,并充填缓冲材料,运输途中应行驶平稳,避免颠簸。对易于扰动的土试样,宜在现场进行试验工作。
3 土试样应储存在温度10℃~30℃条件下,取后至试验前的储存时间不宜超过7d。
4.3.6 土试样制备应符合下列规定:
1 制备试样前,应进行描述,包括土名、颜色、状态、含有物、均匀性等,并应按扰动程度核定试样质量等级,对显著扰动的土样不得按不扰动土制备试样;
2 用环刀切取土试样前,应用钢丝锯小心切剖纵断面,土试样切取应具有层次的代表性和归一性;
3 土试样与环刀应密合,并应擦净环刀外壁后再称环刀和土的总质量,同一组试样的天然密度的差值不宜大于0.03g/cm³ 。力学性试件严禁重叠堆放。
4.4 室 内 试 验
4.4.1 室内试验宜包括土的物理性质、力学性质指标测试和化学分析,实际试验项目应根据工程性质、基础类型、荷载条件和土质特性等因素综合确定。试验方法、技术标准及仪器设备,应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。
4.4.2 对于一级建筑物,土粒相对密度应采用比重瓶法实测;对于二、三级建筑物,土粒相对密度可按本地区经验值确定,也可按本规程附录D表D.0.1确定。
4.4.3 液限试验宜采用圆锥仪方法,工程需要时也可采用碟式仪方法。
4.4.4 土的含水量与密度试验应采用环刀法同时测定,且试件应具有代表性,其天然密度的差值不应大于0.03g/cm³。
4.4.5 土的渗透试验应同时测定土的垂直向和水平向渗透系数,且应根据地下水的温度以K20作为标准提供数据。砂土应用取砂器所取土样进行试验。
4.4.6 水、土的化学分析应主要测定pH值、氯化物、硫酸盐、碳酸盐等成分的含量,评价标准应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定执行。
4.4.7 对于软土常规固结试验,第一级压力应根据土的有效自重压力确定,并宜用12.5kPa、25kPa或50kPa,最后一级压力应大于土的有效自重压力与附加压力之和。
试验报告中的压缩系数(α1—2)应为相应于垂直压力为100kPa~200kPa的值,并应按下列规定评价地基土的压缩性:
4.4.8 固结系数应包括垂直向固结系数(Cv)和水平向固结系数(Ch)的测定,压力范围可采用在土的自重压力至土的自重压力加附加压力之和的范围内选定。
4.4.9 当采用压缩模量进行沉降计算时,试验成果可用空隙比—压力(e-p)曲线整理,压缩系数和压缩模量的计算应取自土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的压力段。当考虑基坑开挖卸荷和再加荷影响时,应进行回弹试验,其压力的施加应模拟实际的加、卸荷状态。
4.4.10 当考虑土的应力历史进行沉降计算时,试验成果应按空隙比—压力对数(e-lgp曲线)曲线整理,并应确定前期固结压力(pc)、计算压缩指数和回弹指数。施加的最大压力应能满足绘制完整的e-lgp曲线的要求,并应在估计的前期固结压力之后,进行一次卸荷回弹,再继续加荷,直至完成预定的最后一级压力。
4.4.11 当需要计算厚层高压缩性软土的次固结沉降及其历时关系时,应测定其次固结系数,且每层不应少于6个土试样。
4.4.12 对一级工程或有特殊要求的工程,应采用三轴剪切试验测定黏性土的抗剪强度。三轴剪切试验的试验方法应按下列条件确定:
1 对饱和黏性土,当加荷速率较快时,宜采用不固结不排水(UU)试验;对饱和软土试样应在有效自重压力下预固结后再进行试验;
2 对经预压处理的地基、排水条件好的地基、加荷速率不高的工程,可采用固结不排水(CU)试验;当需提供有效应力抗剪强度指标时,应采用固结不排水试验测定孔隙水压力。
4.4.13 直接剪切试验的试验方法,应根据荷载类型、加荷速率和地基土的排水条件确定。对内摩擦角(φ)接近于0的软黏土,可用Ⅰ级土试样进行无侧限抗压强度试验。对土体可能发生大应变的工程,应测定残余抗剪强度。
4.4.14 软土的静弹性模量可在应力控制式三轴压缩仪上在侧压力侧向压力σ2与σ3相等条件下,用轴向反复加、卸荷的方法确定,且垂直压力的施加应模拟实际加、卸荷的应力状态。
4.4.15 软土的动力特性试验,施加荷载的波形、频率、振幅、持续时间,试样的固结应力和破坏标准,以及操作方法和成果整理等,均应先编制能满足工程需要的试验方案。
4.4.16 对于土的泊松比(μ),对一级建筑物应通过试验求得,对其他等级建筑物可应用本地区的经验值或按本规程附录D的表D.0.2确定。
4.4.17 软土的结构性分类宜采用现场十字板剪切试验,也可采用无侧限抗压强度的试验方法测定其灵敏度(St),并按表4.4.17的规定进行判定。
4.4.18 有机质含量可采用灼失量试验确定,且当有机质含量不大于15%时,宜采用重铬酸钾容量法测定。
4.5 原位测试
4.5.1 原位测试的试验项目、测定参数、主要试验目的可按表4.5.1的规定确定。
4.5.2 采用静力触探方法评价土的强度和变形指标时,应结合本地区经验取值。应用静力触探曲线分层时,应综合考虑土的类别、成因和地下水条件等因素。
4.5.3 软土的抗剪强度可采取十字板剪切试验测定。对重荷载的大型建筑,应测定其残余强度并计算其灵敏度。
4.5.4 旁压试验宜采用自钻式旁压仪,并应根据仪器设备和土质条件,选择适当的钻头、转速、进速、泥浆压力和流量、刃口的距离等以确定最佳自钻方式。
4.5.5 用载荷试验确定地基承载力时,承压板面积不宜小于1.0㎡。承载力特征值的选用,应根据压力和沉降、沉降与时间关系曲线的特征,结合地区经验取值。
4.5.6 根据扁铲侧胀试验指标并结合地区经验,可判别土的类别,并确定静止侧压力系数、水平基床系数等参数。
4.5.7 标准贯入试验可用于评价土的均匀性和定性划分不同性质的土层,以及软土中夹砂层的密实度和承载力。
4.5.8 场地土的动力参数可采用弹性波速单孔法测试,测点间距宜采用1.0m~1.5m。当地层复杂时,宜采用跨孔法,两测孔间距宜采用4.0m~5.0m,并应测量孔的倾斜度。
4.6 监测
4.6.1 下列建筑物应在施工期和使用期进行沉降监测:
1 一级建筑物;
2 二、三级建筑物具有下列情况之一时:
1)工程地质条件复杂;
2)对周围建筑物有影响;
3)对地基不均匀变形特别敏感;
4)加层、接建及邻近开挖、堆载等使地基应力发生显著变化;
5)地基加固处理后需要检验;
6)其他有关规范规定需要做监测的工程。
4.6.2 遇下列情况之一,应进行地下水监测:
1 地下水位的变化对地基土的性质有较大影响时;
2 地下水位的变化对建筑物基础或地下工程的抗浮、防水、防潮和防腐有较大影响时;
3 施工降水对拟建工程或相邻工程有较大影响时;
4 施工或环境条件改变,造成的孔隙水压力、地下水压力变化,对工程设计或施工有较大影响时;
5 地下水位的下降造成区域性地面沉降时。
4.6.3 地下水监测工作应符合下列规定:
1 应设置专门的地下水位观测孔,每个场地的观测孔宜按三角形布置,孔数不得少于3个;
2 地下水变化较大的地段或上层滞水赋存地段,应布置观测孔;
3 在临近地表水体的地段,应观测地表水与地下水的水力联系;
4 地下水受污染地段,应长期进行水质变化的观测;
5 地下水监测方法与监测时间等应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。
5 地下水
5.0.1 在软土地区进行地下水勘察,应通过调查和现场勘察方法,查明地下水的性质和变化规律,为设计施工提供有关的参数和指标,分析评价地下水对地基基础设计、施工和环境的影响,预估可能产生的危害,提出预防和处理措施的建议。
5.0.2 软土地区地下水勘察,除应符合一般地区的勘察要求外,尚应根据工程需要重点查明下列内容:
1 地表水与地下水的水力联系,在江河、湖泊、滨海地区,还应查明潮汐变化;
2 地下水的补给排泄条件,与工程相关的含水层相互之间的补给关系;
3 地下水腐蚀性和污染源情况。
5.0.3 已有地区经验或场地水文地质条件简单,且有常年地下水位监测资料的地区,可通过调查方法掌握地下水的性质和规律、地下水的变化或含水层的水文地质特性。
5.0.4 对于需要采取水试样的含水层,同一场地应至少采取3件,对污染严重的场地,还应进行地基土的腐蚀性试验。地下水的采取和试验应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定执行。
5.0.5 现场勘察时,应测量地下水位,水位测量孔的数量应满足工程评价的需求,并应符合下列规定:
1 当遇第一层稳定潜水时,每个场地的水位测量孔数量不应少于钻探孔数量的1/2,且对单栋建筑物场地,水位测量孔数量不应少于3个;
2 当场地有多层对工程有影响的地下水时,应专门设置水位测量孔,并应分层测量地下水位或承压水头高度。
5.0.6 多层地下水测量时,应采取止水措施将被测含水层与其他含水层隔离,并宜埋设孔隙水压力计,或采用孔压静力触探试验进行测量。
5.0.7 初见水位和稳定水位可在钻孔或测压管内直接测量,软土地区测量稳定水位的间隔时间不得少于24h,测量结果的允许偏差应为±2cm。对位于江边、岸边的工程,地表水、地下水应同时测量,并应注明测量时间。水试样应及时试验,清洁水的放置时间不宜超过72h,稍受污染水的放置时间不宜超过48h,受污染水的放置时间不宜超过12h。
5.0.8 含水层渗透系数的测定宜采用现场试验和室内试验综合确定。砂性土的含水层渗透系数可直接通过抽水试验测定,黏性土的含水层渗透系数可采用室内试验测定。当对数据精度要求不高时,可采用经验数值。
5.0.9 软土地区地下水作用的评价,除应符合一般地区的要求外,尚应重点评价下列内容:
1 对地基基础、地下结构应评价地下水对结构的上浮作用;
2 采取降水措施或大量抽取地下水时,在地下水位下降的影响范围内,应评价可能引起土体变形或大面积地面沉降及其对工程的危害;
3 在有水头压差的粉细砂、粉土地层中,应评价产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;
4 在地下水位下开挖基坑,应评价降水或截水措施的可行性及其对基坑稳定和周边环境的影响;
5 当基坑底下存在高水头的承压含水层时,应评价基坑底土层的隆起或产生突涌的可能性;
6 对地下水位以下的工程结构,应评价地下水对混凝土与金属材料的腐蚀性。
5.0.10 评价地下水对结构的上浮作用时,宜通过专项研究确定抗浮设防水位。在研究场区各层地下水的赋存条件、场区地下水与区域性水文地质条件之间的关系、各层地下水的变化趋势以及引起这种变化的客观条件的基础上,应按下列原则对建筑物运营期间内各层地下水位的最高水位作出预测和估计:
1 当有长期水位观测资料时,抗浮设防水位可根据该层地下水实测最高水位和建筑物运营期间地下水的变化来确定;
2 无长期水位观测资料或资料缺乏时,可按勘察期间实测最高稳定水位并结合场地地形地貌、地下水补给、排泄条件等因素综合确定;
3 场地有承压水且与潜水有水力联系时,应实测承压水水位并考虑其对抗浮设防水位的影响;
4 只考虑施工期间的抗浮设防时,抗浮设防水位可按近3年~5年的最高水位确定。
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6 场地和地基的地震效应
6.1 一般规定
6.1.1 软土地区地震效应勘察,应根据工程的重要性、地震地质条件及工程的具体要求进行下列工作:
1 划分建筑场地抗震地段,评价建筑场地类别,提供抗震设计的地震动参数;
2 对可能发生液化的场地与地基,应判别液化土层,确定液化等级和液化深度;
3 对可能发生震陷的场地与地婆,应判别软土震陷,工程需要时应进行专门性的软土震陷量计算。
6.1.2 软土地区地震效应勘察与测试应符合下列规定:
1 土层剪切波速的测试宜采用单孔检层法、跨孔法或面波法(雷利波法)。同一地质单元测量土层剪切波速的钻孔数量,单幢高层建筑和多层建筑组团(每组团)不宜少于2个,高层建筑群每幢不得少于一个;钻孔深度一般情况下应大于场地覆盖层厚度或20m。
2 地震液化判别宜采用标准贯入试验和静力触探试验方法,且判断液化的勘探点不应少于3个,每个标准贯入试验孔的试验点的竖向间距宜为1.0m~1.5m,每层土的试验点数不宜少于6个。
3 地震液化判别应查明可能液化土层的地下水埋藏条件、水位变化幅度及近期3年~5年内最高水位。
4 对粉土、含泥质砂土、砂土夹淤泥质黏土、砂土与淤泥质黏土互层等,应取土的颗粒分析样品,并采用六偏磷酸钠作为分散剂的测定方法,测定土的黏粒含量百分比(ρc)。
5 对需要采用时程分析法进行抗震设计的工程,每幢高层建筑物的同一地质单元宜布置不少于二个剪切波速孔,测试孔应深至准基岩面(剪切波速大于500m/s的土层)或深度超过100m,且剪切波速有明显跃升的分界面或由物探等其他分法确定的准基岩面。对于准基岩面及其以上各土层,宜采集土试样进行室内动三轴试验或共振柱试验,并提供剪变模量比与剪应变关系曲线、阻尼比与剪应变关系曲线。
6.2 抗震地段划分与场地类别
6.2.1 对设防烈度等于或大于6度区的场地进行抗震地段划分时,应根据场地岩土特性、局部地形条件以及场地稳定性对建筑工程抗震的影响等,划分出有利、不利和危险地段,以及可进行建设的一般场地。划分原则应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。对软土,当设防烈度为7度、8度、9度,等效剪切波速值分别小于90m/s、140m/s和200m/s时,可划分为不利地段。
6.2.2 对于设防烈度等于或大于6度区,建筑场地类别划分应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。对多层建筑组团场地类别评价时,宜进行剪切波速测定。对多层建筑物,当坚硬土层埋深大或受勘探孔深限制,难以查明覆盖层厚度时,有经验地区可收集并引用邻近工程深孔覆盖层厚度资料。
6.3 液化与震陷
6.3.1 设防烈度等于或大于7度区,对饱和砂土和粉土的液化判别应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。当符合下列条件之一时,可初步判别为不液化土或不考虑液化影响:
1 设防烈度为7度、8度、9度区,粉土中的黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率(ρc),分别不小于10、13和16时,可判为不液化土;
2 当土层为粉土或粉砂与黏土互层时,其黏性土合计厚度达到或超过土层总厚度1/3时,可不考虑液化影响;
3 粉土或砂土层的平均厚度不足1m或呈局部透镜体状时,可不考虑液化影响。
6.3.2 经初步判别认为需要进一步进行液化判别时,对含泥质砂土、砂土夹淤泥质黏土,砂土与淤泥质黏土互层等,除采用标准贯入试验方法外,尚宜采用静力触探试验方法,综合判定液化可能性及其液化等级。当采用静力触探试验方法判别液化时,若土的比贯入阻力或锥尖阻力实测值大于临界值,可判为不液化土。临界值应按下列公式计算:
3 液化判别式中的地下水深度,应根据可液化土层近期3~5年内最高水位确定。当确定与上部土层地下水存在水力联系和补给关系时,可采用上部含水层地下水深度。
4 对于粉土、含泥质砂土、砂土夹淤泥质黏土、砂土与淤泥质黏土互层等,液化判别式中的黏粒含量百分率,可计入各试验点颗粒分析的黏粒含量。
6.3.3 对于存在可液化土层的地基,除应按下式计算各孔和场地平均的液化指数外,尚应根据各孔液化指数,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011有关规定,综合评定场地液化等级,并应采取抗液化措施:
6.3.4 设防烈度等于或大于7度时,对厚层软土分布区宜判别软土震陷的可能性,并应符合下列规定:
1 当临界等效剪切波速大于表6.3.4—1的数值时,可不考虑震陷影响。
2 对于采用天然地基的建筑物,当临界等效剪切波速小于或等于表6.3.4—1的数值时,甲级建筑物和对沉降有严格要求的乙级建筑物应进行专门的震陷分析计算;对沉降无特殊要求的乙级建筑物和对沉降敏感的丙级建筑物,可按表6.3.4—2的建筑物震陷估算值或根据地区经营确定。
注:1 当地基土实际条件与表中的两项条件相比,只要有一项不符合时,应按实际条件变化的大小和建筑物性质及结构类型,适当地减小震陷值;当地基土实际条件与表中的两项条件均不相符时,可不考虑震陷对建筑物的影响,
2 当需要估算软土震陷量时,宜采用以静力计算代替动力分析的简化分层总和法。
6.4 地震效应评价
6.4.1 对工程建设场地,应提出工程抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和设计地震分组。
6.4.2 建筑的场地类别,是根据土层的等效剪切波速和场地覆盖层厚度作为评定指标;建筑的设计特征周期,一般工程是根据场地所在地的设计地震分组和场地类别确定。其取值应按现行的《建筑抗震设计规范》GB 50011有关规定。
6.4.3 评价建筑场地的抗震地段,应提出饱和砂土液化和软土震陷对建筑工程地基基础设计的影响和处理措施。
6.4.4 对需要采用时程分析的工程,应提出设计地震动参数和输入地震加速度时程曲线。
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7 天然地基勘察
7.1 一般规定
7.1.1 天然地基勘察应在确保各地基土层采取的原状土土样的数量符合本规程第4.4.8条和第4.5.4条规定的前提下,适当提高原位测试孔的比例。
7.1.2 勘探孔的平面布设应符合下列规定:
1 勘探孔宜沿建筑物周边或主要基础柱列线布置,对排列比较密集的建筑群可按网格状布置,且勘探孔位置宜布置在建筑物周边或角点处。勘探孔间距可按表7.1.2的规定确定。
2 重大设备基础应单独布置勘探孔;重大的动力机器基础和高耸构筑物,勘探点不宜少于3个;在复杂场地上,对面积小但荷重大或重心高的单独建筑物,勘探点不得少于2个。
3 控制性勘探孔应占总数的1/3;单栋高层建筑勘探孔的布置,应满足对地基均匀性评价的要求,且不应少于4个;对密集的高层建筑群,勘探孔可适当减少,但每栋建筑物至少应有1个控制性勘探孔。
4 当场地地层分布不稳定,持力层层面起伏大或处于不同工程地质单元并影响基础设计时,宜适当加密勘探孔。
7.1.3 勘探深度应自基础底面起算,并应符合下列规定:
1 一般性勘探孔深度应能控制地基主要受力层,当基础底面宽度不大于5m时,条形基础的勘探孔深度不应小于基础底面宽度的3.0倍,单独柱基础的勘探孔深度不应小于基础底面宽度的1.5倍,且不应小于5m;
2 需作变形计算的地基,控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度;对于地基变形计算深度,中、低压缩性土可取附加压力小于或等于上覆有效自重压力20%处的深度,高压缩性土层可取附加压力小于或等于上覆土层有效自重压力10%处的深度;
3 高层建筑的一般性勘探孔的深度应达到基底下0.5~1.0倍的基础宽度,并应深入稳定分布的地层;
4 当有大面积地面堆载或软弱下卧层时,应适当加深控制性勘探孔的深度;
5 在上述规定深度内,当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时,勘探孔深度应根据情况进行调整。
7.1.4 浅层勘探可采用小螺纹钻孔或轻便触探法,其勘探点宜沿建筑物周边和主要基础柱列线布置,孔距可为1Om~15m,深度宜进入持力层3m。当遇到暗浜等不良地质现象时,应加密孔距,控制其边界的孔距宜为2m~3m,进入正常沉积土层深度不宜少于0.5m。当拟建场地内存在明浜(塘)时,应测量其断面,并应查明浜底淤泥厚度。
7.1.5 当场地内存在厚度较大、填筑时间较长的大面积填土时,宜选择适当的原位测试手段。对由粉土或黏性土组成的素填土,可采用钻探取样或静力触探试验;对含较多粗粒成分的素填土和杂填土,宜采用轻便触探法或载荷试验法,查明其均匀性以及强度和变形特性。
7.2 地基承载力确定
7.2.1 软土的承载力应结合建筑物等级和场地地层条件按变形控制的原则确定,或根据已有成熟的工程经验采用土性类比法确定。当采用不同方法所得结果有较大差异时,应综合分析加以选定,并应说明其使用条件。
7.2.2 采用静载荷试验确定地基承载力特征值时应符合下列规定:
1 当试验承压板宽度大于或接近实际基础宽度或其持力层下的土层力学性质好于持力层时,其地基承载力特征值应按下式计算:
2 当试验承压板宽度远小于实际基础宽度,且持力层下存在软弱下卧层时,应考虑下卧层对地基承载力特征值的影响。
7.2.3 采用原位测试成果确定地基承载力特征值时,宜符合表7.2.3的规定。
注;1 表中经验公式具有一定的地区性,使用前应根据地区资料进行验证;
2 当土质较均匀时,可取平均值;当土质不均匀时,宜取最小平均值;
3 冲填土或索填土指冲填或回填时间超过5年以上者。
7.2.4 采用类比法确定地基承载力特征值时,宜在充分比较类似工程的沉降观测资料和工程地质、荷载、基础等条件后,综合分析确定。
7.2.5 当持力层下存在软弱下卧层时,应考虑下卧层对地基承载力特征值的影响,地基承载力特征值(fak)可按下列条件确定:
7.2.6 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,载荷试验或原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,应按下式进行修正:
7.2.7 当采用室内土工试验三轴不固结不排水抗剪强度计算时,地基承载力特征值可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定确定。
7.3 地基变形验算
7.3.1 天然地基最终沉降量可采用分层总和法、按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定进行计算。
7.3.2 地基变形计算值不应大于现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的地基变形允许值。计算地基变形时,应符合下列规定:
1 传至基础底面的荷载效应应采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,并不应计入风荷载和地震作用;
2 对于砌体结构,应由局部倾斜值控制;对于框架结构和排架结构,应由相邻柱基沉降差控制;对于多层或高层建筑,应由整体倾斜值控制,必要时尚应控制平均沉降量;
3 地面有大面积堆载或基础周围有局部堆载,沉降计算应计入地面沉降引起的附加沉降;
4 应考虑相邻基础荷载影响;当基础面积系数大于0.6时,可按基础外包面积计算基底附加压力;
5 当建筑物设有地下室且埋置较深时,应考虑基坑开挖后,地基土回弹再压缩引起的沉降值;
6 对高压缩性土地基,当基底附加压力大于地基土承载力特征值的0.75时,应预测沉降变化趋势,并控制施工期间的加荷速率;
7 宜考虑上部结构、基础与地基共同作用进行变形计算。
7.3.3 当考虑应力历史对粘性土压缩性的影响时,应提供各土层的前期固结压力(ρc)以及超固结比(OCR)、压缩指数(Cc)、回弹指数(Cs)的值。对正常固结土、超固结土、欠固结土,地基固结沉降量的计算应符合下列规定:
1 正常固结土的地基固结沉降量应按下式计算:
4 天然地基压缩层厚度应自基础底面算起。对于高压缩性土层,可算到附加压力等于土层自重压力的10%处;对中、低压缩性土,可算到附加压力等于土层自重压力的20%处。计算附加压力时,应考虑相邻基础的影响。
7.4 天然地基的评价
7.4.1 天然地基的评价应包括下列内容:
1 天然地基持力层的选择和建议;
2 各拟建物适宜采用的基础形式及基础埋置深度(标高)的建议值,相应基础尺寸的地基承载力特征值,地基变形的验算;
3 明浜、暗浜等不良地质的地基处理方法建议;
4 大面积填方工程等的压实填土的质量控制参数;
5 工程需要时,对可能采用的地基加固处理方案进行技术经济分析、比较并提出建议。
7.4.2 当地表有硬壳层时,应利用其作为天然地基的持力层。
7.4.3 当建筑物离池塘、河岸、边坡较近时,应判别软土侧向塑性挤出或滑移产生的危险程度。
7.4.4 当地基土受力范围内有基岩或硬土层,且表面起伏倾斜时,应判定其对地基产生滑移或不均匀变形的影响。
7.4.5 当地基主要受力层中有薄砂层或软土与砂土层呈互层时,应根据其固结排水条件,判定其对地基变形的影响。
7.4.6 天然地基评价时,应评定地下水的变化幅度和承压水头等水文地质条件对软土地基稳定性和变形的影响。
7.4.7 对含有沼气的地基,应评价沼气逸出对地基稳定性和变形的影响。
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8 地基处理勘察
8.1 一般规定
8.1.1 在地基处理勘察前,应进行下列工作:
1 初步掌握场地的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等;
2 根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题,确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术参数等;
3 结合工程情况,了解当地类似工程地基处理经验、施工条件以及地基处理后的使用情况;
4 调查邻近建筑物、管线等周边环境情况。
8.1.2 地基处理勘察除应查明软弱土层组成、分布范围和土质特性外,尚应完成下列工作:
1 针对软土的特点,结合建筑物性质、荷载特点和变形控制等要求,对可能选用的地基处理方法提供设计和施工所需的岩土特性参数;
2 搜集地区和类似工程经验;
3 提出地基处理方案的建议及质量控制要点;
4 预测所选用地基处理方法对周边环境的影响,提出防护措施及监测建议。
8.1.3 在选择地基处理方法时,应综合考虑场地工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求、建筑结构类型和基础形式、周围环境条件、材料供应、施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。
8.1.4 软土地基主要处理方法和适用范围可按表8.1.4的规定确定。
8.2 地基处理勘察与评价
8.2.1 换填垫层法的勘察与评价宜包括下列内容:
1 查明待换填的不良土层的分布范围和埋深;
2 测定换填材料的最优含水量、最大干密度;
3 评定换填材料对地下水的环境影响;
4 评定垫层以下软弱下卧层的承载力和变形特性;
5 对换填垫层施工质量控制及施工过程中应注意的事项提出建议;
6 对换填垫层质量检验或现场试验提出建议。
8.2.2 预压法的勘察与评价宜包括下列内容:
1 查明土的成层条件,排水层和夹砂层的埋深和厚度,地下水的补给和排泄条件等;
2 提供待处理软土的先期固结压力、压缩性参数、固结特性参数和抗剪强度指标;
3 预估预压荷载大小、分级、加荷速率和沉降量;
4 对重要工程,宜选择代表性试验区进行预压试验并反算软土固结系数,预测固结度与时间、沉降量的关系,为预压处理的设计施工提供可靠依据;
5 任务需要时,对检验预压处理效果提出建议。
8.2.3 水泥土搅拌法的勘察与评价宜包括下列内容:
1 查明浅层填土层的厚度和组成,软土层组成、含水量、塑性指数、有机质含量及分布范围;
2 查明地下水pH值及其腐蚀性;
3 提供加固深度范围内各土层侧阻力及桩端地基土承载力特征值;
4 对大型处理工程,设计前进行拟处理土的室内配比试验,针对现场拟处理的最弱软土层的性质,选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量,提供各种龄期、各种配比的强度参数;
5 选择有代表性场地进行水泥土搅拌法试成桩,确定各项施工参数;
6 对水泥土搅拌桩施工时桩身质量检验、承载力检验提出建议。
8.2.4 桩土复合地基的勘察与评价宜包括下列内容:
1 查明暗塘、暗浜、暗沟、洞穴等分布和埋深;
2 查明土的组成、分布和物理力学性质,软弱土的厚度和埋深,并可作为桩基持力层的相对硬层的埋深;
3 预估沉桩施工可能性和沉桩对周围环境的影响;
4 评定桩间土承载力,预估单桩承载力;
5 评定桩间土、桩身、复合地基、桩端以下变形计算深度范围内各土层的压缩性;
6 根据桩土复合地基的设计,进行桩间土、单桩和复合地基载荷试验,检验复合地基承载力。
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9 桩基工程勘察
9.1 一般规定
9.1.1 桩基勘察应包括下列内容:
1 查明软土的分布范围、厚度、成因类型,埋藏条件及工程特性,必要时应查明土层的应力历史;
2 查明软土中夹砂及可塑至硬塑黏性土层的分布及变化规律;
3 查明可供选择的持力层和下卧层的埋藏深度、厚度及其变化规律,同时根据工程需要提供其抗剪强度和压缩性指标;
4 查明水文地质条件,判定地下水对桩基材料的腐蚀性;
5 查明可液化土层的分布及其对桩基的危害程度,并提出防治措施的建议;
6 评价成桩可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响。
9.1.2 桩基勘探点的布设应符合下列规定:
1 对于端承型桩或以基岩作为持力层时,勘探点应按柱列线或建筑物周边、角点布置,其间距应以能控制桩端持力层层面和厚度的变化为原则,并宜取12m~24m;当相邻勘探点所揭露持力层层面的坡度超过10%时,宜加密勘探点。复杂地基的一柱一桩工程,宜在每个柱位设置勘探点。
2 对于摩擦型桩或以摩擦型为主的桩,勘探点应按建筑物周边、角点或柱列线布设,其间距宜为20m~35m。当相邻勘探点所揭露土层性质或状态在水平方向分布变化较大,可能影响成桩或桩基方案选择时,应适当加密勘探点。
3 控制性的勘探点应占勘探点总数的1/3~1/2。
9.1.3 勘探孔的深度应符合下列规定:
1 控制性勘探点的深度应深入预计桩尖平面以下5m~10m或6d~10d(d为桩身直径或方桩的换算直径,直径大的桩取小
值,直径小的桩取大值),并应满足软弱下卧层验算要求。对于需要验算沉降的桩基,应超过地基变形计算深度(可按1~2倍假想实体基础宽度考虑);一般性勘探孔深度达到预计桩端下3m~5m或3d~5d。
2 对于基岩持力层,控制性勘探点的深度应深入中、微风化带5m~8m,一般性勘探点的深度应深入中、微风化带内3m~5m。遇断裂破碎带时,宜将破碎带钻穿,并应进入完整岩体3m~5m。
9.1.4 桩基工程勘探手段的选择应符合下列规定:
1 应以回转钻进提取鉴别土样,并宜用薄壁取土器采用原状土样进行室内物理、力学试验;
2 应有静力触探原位测试手段相配合,其测试孔的布置原则宜与钻探孔相同,部分测试孔可单独布置或钻探孔并列布置;
3 对于软土中夹粉性土和砂土地层以及下伏砂性土、全风化和强风化岩,宜采用标准贯入原位测试方法,并采取Ⅲ级土样测定土的组成;对碎石土宜采用重型圆锥动力触探;
4 对于极软弱的土层,在难以取得原状土样时,应进行十字板原位试验,测试土的抗剪强度。
9.1.5 桩基工程勘察除应进行一般物理力学试验外,尚应进行下列试验项目:
1 当需验算下卧层强度时,对桩尖以下压缩范围内的黏性土宜进行三轴不固结不排水剪切试验;
2 对需估算沉降的桩基工程,应进行压缩试验,试验最大压力应大于上覆自重压力与附加压力之和;
3 需查明土层的应力历史,并进行固结沉降计算时,应进行高压固结试验,提供ρc、Cc,Cs值;需测算沉降速率时,尚应进行固结系数的测定,提供Cv和Ch值;
4 当桩端持力层为基岩时,应采取岩样进行饱和单轴抗压强度试验,必要时尚应进行软化试验;对软岩和极软岩,可进行天然湿度的单轴抗压强度试验。对于破碎和极破碎的岩石,宜进行原位测试,也可进行点荷载试验。
9.2 承载力与变形
9.2.1 单桩承载力应通过单桩静载荷试验确定。当基础承受水平荷载控制时,应进行桩的水平载荷试验;当基础受上拔荷载时,应进行抗拔试验。单桩竖向极限承载力估算应符合下列规定:
1 当有本地区经验,可根据土的埋深和物理力学性质指标,按本规程附录E第E.0.1条进行估算,且当静力触探的测试深度满足桩基勘察深度要求时,应同时结合本地区的经验,按静力触探测试参数进行估算;
2 当无本地区经验时,可按本规程附录E第E.0.2条进行估算;
3 当有标准贯入的地区经验时,可应用标准贯入的测试参数和土的试验指标综合确定;
4 当无标准贯入的地区经验时,可按本规程附录E第E.0.3条进行估算;
5 单桩竖向承载力特征值(Ra)可按下式确定:
9.2.2 下列桩基应进行变形计算,并应分析变形对建筑物的影响:
1 地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基;
2 体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基;
3 摩擦型桩基。
9.2.3 下列桩基可不进行变形计算和分析:
1 嵌岩桩、设计等级为丙级的建筑物桩基、对沉降无特殊要求的条形基础下不超过两排桩的桩基、吊车工作级别A5及A5以下的单层工业厂房桩基(桩端下为密实土层);
2 当有可靠的地区经验时,地质条件不复杂、荷载均匀、对沉降无特殊要求的端承型桩基。
9.2.4 当工程需要验算建筑物桩基沉降时,宜按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007计算最终沉降量,也可按当地成熟的桩基沉降计算方法计算最终沉降量。
9.3 桩基勘察评价
9.3.1 桩基勘察评价应包括下列内容:
1 提出桩的类型、规格和桩入土深度的要求,提出桩周各岩土层侧阻力和桩端阻力的设计参数,预测或计算单桩承载力,工程需要时提出试桩方案及要求;
2 提出沉降计算参数,工程需要时进行桩基沉降分析;
3 评价地下水对桩基设计和施工的影响,提出成桩可能性的分析意见;
4 评价桩基施工对周围环境影响,并提出预防措施和监测方案;
5 当桩侧土层为欠固结土或抽取地下水且有大面积地面沉降的场地,以及周围有大面积堆载时,应考虑桩的负摩阻力。
9.3.2 桩端持力层的选择应符合下列规定:
1 软土地区中的桩基应优先选择软土中夹砂及可塑至硬塑黏性土层,以及软土场地下伏砂性土、可塑至硬塑黏性土、碎石土、全风化和强风化岩及基岩作为桩端持力层;
2 以较硬地层作为桩端持力层时,桩端下持力层厚度不宜小于4倍桩径,扩底桩桩端下持力层厚度不宜小于2倍扩底直径。
9.3.3 成(沉)桩的分析评价内容应包括下列内容:
1 采用挤土桩时,分析挤土效应对邻近桩、建(构)筑物、道路和地下管线等产生的不利影响;
2 锤击沉桩产生的多次反复振动对邻近既有建(构)筑物及公用设施等的损害;
3 先沉桩后开挖基坑时,分析基坑挖土顺序、坑边土体侧移对桩的影响;
4 灌注桩施工中产生的泥浆对环境的污染。
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10 基坑工程勘察
10.1 一般规定
10.1.1 软土地区基坑工程勘察宜与地基勘察同步进行。在初步勘察阶段,应初步查明场地环境情况和工程地质条件,预测基坑工程中可能产生的主要岩土工程问题,并应为基坑工程的设计、施工提供相应参数和基础资料,对基坑工程安全等级、支护方案提出建议。必要时,应进行专项勘察。
10.1.2 基坑工程勘察应进行环境状况的搜集调查,并应包括下列内容:
1 邻近的建(构)筑物的结构类型、层数、地基、基础类型、埋深、持力层及上部结构现状;
2 周边各类管线及地下工程情况;
3 周边地表水汇集、排泄以及地下管网分布及渗漏情况;
4 周边道路等级情况等。
10.1.3 基坑工程勘察报告除应包括一般工程勘察报告的内容外,尚应包括下列内容:
1 基坑工程设计所需的地层结构、岩土的物理力学性质指标以及含水层水文地质参数指标,主要包括下列内容:
1)土层不固结不排水抗剪强度指标或十字板原位测试指标,有经验的地区,宜提供固结不排水抗剪强度指标或直接快剪强度指标;
2)土的颗粒组成、颗粒级配曲线、不均匀系数等;
3)回弹系数;
4)对基坑工程深部有影响的承压水头。
2 评价地下水对基坑工程的影响,提出地下水控制方法的建议。
3 评价基坑工程与周边环境的相互影响并提出设计、施工应注意的事项和必要的保护措施的建议。
4 对施工过程中形成的流砂、流土、管涌及整体失稳等现象的可能性,进行评价并提出预防措施;对具有特殊性质的岩土,分析其对基坑工程的影响,并提出设计施工的相应措施的建议。
5 提供平面图、地层剖面图及与支护设计有关的岩土试验成果图表。
10.2 勘察工作量及参数选用
10.2.1 基坑工程勘察区范围宜达到基坑边线以外2~3倍基坑深度,勘探点宜沿基坑周边布置,边线以外宜以调查或搜集资料为主。勘探点的间距应根据地质条件的复杂程度确定,并宜为15m~30m。当基坑周边遇暗浜、暗塘,填土厚度变化或基岩面起伏很大时,宜加密勘探点。
10.2.2 基坑工程勘探深度应满足支护结构稳定性验算的要求,并不宜小于基坑深度的2.5倍。当在此深度内遇到坚硬土层时,可根据岩土类别和支护设计要求减少深度。控制性勘探孔应穿透主要含水层,并进入隔水层。当在基坑深度内遇微风化基岩时,一般性勘探孔应钻入微风化岩层1m~3m,控制性勘探孔应超过基坑深度1m~3m;控制性勘探点宜为勘探点总数的1/3,且每一基坑侧边不宜少于2个控制性勘探点。
10.2.3 基坑工程勘察除应分层采取土试样进行试验外,还应进行相应的原位测试。对软土、一般黏性土、粉土、砂土,可进行静力触探试验;对粉土、砂土,可进行标准贯入试验;对软土,尚可进行十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等。每一主要土层的室内试验和各种原位测试的数量不应少于6个。
10.2.4 当地下水可能与邻近地表水体有水力联系时,宜查明其补给、排泄条件,水位变化规律;当基坑坑底以下影响深度范围内有承压水,且有突涌可能时,应测量其水头高度和含水层界面。当基坑内钻孔钻入拟开挖深度以下的砂土、粉性土时,钻探结束后应立即采用黏土球回填封孔。
10.2.5 室内试验项目除包括常规试验外,尚应符合下列规定:
1 土的抗剪强度试验方法应与基坑工程设计工况一致,并应符合设计采用的标准,且应在勘察报告中说明;
2 对于软土及淤泥或淤泥质土,应测定土的灵敏度;
3 必要时,应提供土的静止土压力系数。
10.3 基坑工程评价及地下水控制
10.3.1 软土地区基坑工程岩土工程评价应包括下列内容:
1 对基坑工程安全等级提出建议;
2 对基坑的整体稳定性和可能的破坏模式作出评价;
3 对地下水控制方案提出建议,且当建议采取降水措施时,应提供水文地质计算的有关参数和预测降水对周边环境可能造成的影响;
4 对基坑工程支护方案和施工中应注意的问题提出建议;
5 对基坑工程的监测工作提出建议。
10.3.2 基坑工程应根据地层情况、含水层埋置条件、补给条件、地下水类型等条件进行地下水控制设计,可采用降低地下水位、隔离地下水、坑内明排等方法,并应提出控制降、排水引起的地层变形的措施建议。
10.3.3 基坑工程应充分考虑基坑开挖暴露时间造成对土体可能发生的软化崩解及强度的影响。
10.3.4 当基坑底部有饱和软土时,应提出抗隆起、抗突涌和整体稳定加固的措施或建议,必要时,应对基坑底土进行加固以提高基坑内侧被动抗力。
10.3.5 软土地区基坑工程应建立信息反馈处理程序,加强过程监测。监测的主要内容宜包括变形监测、应力监测、地下水动态监测等方面。
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11 勘察成果报告
11.1 一般规定
11.1.1 软土地区勘察成果报告应对岩土试验成果进行统计分析,并结合场地实际情况进行岩土工程分析评价。岩土工程分析评价宜具备下列条件:
1 上部结构的类型、刚度、荷载情况和对变形控制等要求;
2 软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏性、流变性等力学特性和排水固结条件等场地的工程地质条件;
3 地区经验和类似工程经验。
11.1.2 岩土工程分析评价内容应符合本规程第6章~第11章中的有关规定。
11.1.3 软土的强度参数指标宜优先选择静力触探试验等原位测试指标。
11.1.4 勘察报告应结合软土地区的特点和主要岩土工程问题进行编写,并应做到资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、重点突出、建议合理、有明确的工程针对性、便于使用,文字报告与图表部分应相互配合、相辅相成、前后呼应。
11.2 岩土参数的分析和选定
11.2.1 岩土参数应根据下列因素分析和选定:
1 取样和试验的方法;
2 软土的形成条件、成层特点、均匀性、应力历史、地下水及其变化条件;
3 施工方法、程序以及加荷速率对软土性质的影响;
4 测试方法与计算模型的配套性。
11.2.2 地基土室内试验及原位测试的参数统计应符合下列规定:
1 应按不同工程地质单元分层进行统计;
2 子样的取舍宜考虑数据的离散程度和已有经验;
3 按工程性质及各类参数在工程设计中的作用,可分别给定范围值、计算值(算术平均值、标准值或最大、最小平均值)、子样数及变异系数,当变异系数较大时,应分析其原因,并提出建议值。
11.2.3 地基土室内及原位测试的参数统计应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。
11.2.4 岩土工程特性指标应包括强度指标、压缩性指标、静力触探试验、标准贯入试验、动力触探试验指标和载荷试验承载力等特性指标。岩土工程特性指标代表值可包括标准值、平均值及特征值等。抗剪强度指标应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验应取承载力特征值,土的物理性质指标宜取平均值。
11.2.5 静力触探测试参数应提供分层统计值,当土质均匀、测试数据离散较小时,可采用单孔分层平均法确定计算值。当土质不均匀、测试数据离散性较大时,可采用单孔分层厚度加权平均法计算最小平均值。
11.2.6 十字板剪切强度、标准贯入试验击数、扁铲侧胀试验成果及剪切波速等指标,应提供分层统计值和建议值,并应绘制随深度的变化曲线。
11.2.7 对于重大的岩土工程问题,可根据工程原型或足尺试验获得量测结果,用反分析的方法反求土性参数,验证设计计算,查验工程效果。
11.3 成果报告的基本要求
11.3.1 软土地区勘察成果报告编写前,应对所依据的搜集、调查、测绘、勘探、测试所得等原始资料,进行整理、分析、鉴定,并应经确定无误后再作为编写报告的依据。
11.3.2 初步勘察报告应满足软土地区初步设计的要求,并应对拟建场地的稳定性和建筑适宜性作出评价并给出明确结论,为合理确定建筑总平面布置、选择地基基础结构类型、防治不良地质作用和地基处理提供依据。
11.3.3 详细勘察报告应满足施工图设计要求,为地基基础设计、地基处理、基坑工程、基础施工方案及降水截水方案的确定等提供岩土工程资料,并作出相应的分析和评价。
11.3.4 详细勘察报告除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定外,尚应重点阐明下列问题:
1 影响地基稳定性的各种因素及不良地质作用,埋藏的河道、浜沟、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物的分布及发育情况,评价其对工程的影响;
2 对地基岩土层的空间分布规律、均匀性、强度和变形状态及与工程有关的主要地层特性进行定性和定量评价;
3 软土层采取土试样的方法;
4 场地地下水的类型、埋藏条件、水位、渗流状态及有关水文地质参数,评价地下水的腐蚀性及对深基坑、边坡等的不良影响,必要时应分析地下水对成桩工艺及复合地基施工的影响;
5 当采用天然地基方案时,应对地基持力层及下卧层进行分析,提出地基承载力和沉降计算的参数,必要时结合工程条件对地基变形进行分析;
6 提供地基处理分析计算所需的岩土参数,根据软土地区特征及场地条件建议一种或多种地基处理方案,并宜分析评价复合地基承载力及复合地基的变形特征;
7 提供桩基承载力和桩基沉降计算的参数,必要时应进行不同情况下桩基承载力和桩基沉降量的分析与评价,提出桩型、桩端持力层的建议,对各种可能选用的桩基方案进行分析比较,提出成桩中可能出现的问题和可能引起的环境问题,建议可行的基础方案及施工方法;
8 根据基坑的规模及场地工程地质、水文地质条件提出基坑支护、地下水控制方案的建议;
9 对地基基础及基坑支护等施工中应注意的岩土工程问题及工程检测、现场检验、监测工作提出建议;
10 必要时,对特殊岩土工程问题提出专题研究的建议。
11.3.5 软土地区勘察成果报告宜对地基基础和上部结构的设计、施工和使用等进行综合分析,提出减少和预防由于地基变形引起建筑物的结构损坏或影响正常使用的建议。
11.3.6 软土地区勘察报告应包括下列主要图件:
1 拟建建筑平面位置及勘探点平面布置图;
2 勘探点主要数据一览表;
3 工程地质钻孔柱状图或综合柱状图;
4 工程地质剖面图;
5 室内试验及原位测试图表。
11.3.7 当工程地质条件复杂或地基基础分析评价需要时,应附下列图表:
1 软土层面等高线图和等厚度线图;
2 拟采用持力层层面等高线图;
3 不良地质作用发育平面分布图;
4 综合工程地质图或分区图;
5 地下水等水位线图;
6 岩土利用、整治、改造方案的有关图表;
7 岩土工程计算简图及计算成果图表。
11.3.8 软土地区勘察报告可根据需要附下列附件:
1 岩土工程勘察任务书(含建筑物基本情况及勘察技术要求);
2 重要的审查报告或审查会(或鉴定会)纪要;
3 任务委托书(或勘察合同)、勘察工作纲要;
4 本次勘察所用的机具、仪器的型号、性能说明;
5 重要函电;
6 专题研究报告。
附录A 中国软土主要分布地区的工程地质区划略图
附录B 中国软土主要分布地区软土的工程地质特征表
附录C 试样质量等级的选择
C. 0.1 薄壁取土器的技术参数应符合表C. 0.1的规定。
C. 0.2 软土试验取样的工具和方法可按表C. 0.2选择。
C. 0.3 土样质量应根据被扰动程度进行分级,并应符合表C.0.3的规定。
附录D 土粒相对密度和泊松比的经验值
D. 0.1 土粒相对密度经验值可按表D.0.1确定。
D.0.2 土的泊松比(μ)可按表D.0.2确定。
附录E 单桩竖向承载力的经验公式
E. 0.1 当单桩竖向极限承载力按土的埋深和物理力学性质指标估算时,可按下式计算:
E. 0.2 当单桩竖向极限承载力按静力触探试验成果估算时,应符合下列规定:
1 采用单桥静力触探比贯入阻力(ps)估算预制桩单桩竖向极限承载力时,可按下式计算:
对于比贯入阻力值为2500kPa~6500kPa的浅层粉性土及稍密的砂性土,计算桩端阻力和桩周侧阻力时应结合经验,考虑数值可能偏大的因素。用ps估算的桩的极限端阻力不宜超过8000kPa,桩周极限测阻力不宜超过100kPa。
2 对于一般黏性土和砂土,采用静力触探试验双桥静力触探锥尖阻力(qc)和探头侧摩阻力(fsi)估算预制桩单桩竖向极限承载力时,可按下式计算:
E.0.3 对于预制桩、预应力管桩和沉管灌注桩,采用标准贯入试验成果估算单桩竖向极限承载力时,可按下式计算:
本规程用词说明
1 为了便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007
2 《建筑抗震设计规范》GB 50011
3 《岩土工程勘察规范》GB 50021
4 《土工试验方法标准》GB/T 50123