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岩土研究院

工程地质勘察的基本要求

422 2021-12-15 14:34:29

深基坑支护工程地质勘察所提供的报告及资料,是做好深基坑支护设计与施工的重要依据。在一般情况下,深基坑支护勘察应与主体工程的勘察同步进行。制定勘察任务书或编制勘察纲要时,应考虑到深基坑支护工程的设计、施工的特点与内容,有专门章节对深基坑支护工程的地质,水文地质勘察工作提出要求。

在勘察任务书中,应具备下列资料∶

1)建筑场地的地形、管线及拟建建筑物的平面布置图∶

2)拟建建筑物的上部结构类型、荷载以及可能采用的基础类型;

3)基坑开挖深度、坑底标高、基坑平面尺寸及可能采用的基坑支护类型;

4)场地及附近地区的环境条件等。


勘探工作

勘察纲要

根据工程地质勘察任务书,搜集场地范围附近的已有地质、水文、气象及当地的建筑经验等资料,编写勘察纲要,基本内容包括∶

1)工程名称和建设单位;

2)勘察目的、任务;

3)勘察工作的方法和工作量布置∶包括测绘、调查、勘探、测试等内容、方法、数量,以及对各项工作的要求;

4)预计工作进行中可能遇到的问题及解决问题的措施;5)资料整理和报告书编写的内容和应附的图表。

现场勘探

现场勘探包括掘探、钻探、触探、物探等四大类。在工程地质勘探中,钻探是目前最常用、最广泛、最有效的一种手段。它利用钻探设备和工具,从钻孔中取出土石试样,以测定岩土物理力学性质,鉴别和划分地层。触探和物探既是勘探方法,同时也是一种测试手段。触探可以确定地基土的物理力学性质,选择桩基持力层和确定桩的承载力。物探如地质雷达可以探明古河道或暗浜的界面以及地下障碍物等。

深基坑支护工程勘探点的布置∶勘探范围为支护结构可能设置的地段,在开挖边界外的 1~2 倍基坑开挖深度范围内,布置勘探点。对于软土,勘察范围应适当扩大。勘探点应

布置在基坑周围,间距视地层复杂程度而定,一般为 20~30m 左右。勘察孔的深度应满足整体稳定性等的验算要求,一般应不小于基坑开挖深度的2~2.5倍。

基坑支护工程的设计与施工都会碰到地表浅层土,因而对其勘察要求更要详细一些。上海地区表层土常会遇到暗浜、暗塘、暗井、古河道及地下障碍物等,常见的填土为素土与垃圾土。如果回填前没有清除水草和浜土,则往往含有大量的有机质。杭州、宁波等地有的地区建筑垃圾的填土达2~5m,有些以炉碴或生活垃圾填成,有机质含量较多。

在对深基坑支护的工程地质勘察中,若遇上述填土、暗浜、古河道、地下障碍等土层情况,除采用控制性钻孔外,可布置较多的浅孔,例如小口径的勺钻或麻花钻,孔距可为2~3m 左右。要求查明其填土成因、类型,了解地形、地物、河塘变迁,查明其分布特征、厚度及界面变化,阐明主要工程特性。

为进行挡墙防渗和基坑降水设计,应进行水文地质勘察,查明含水层(包括上层滞水、潜水、承压水)和隔水层的层位、埋深和分布情况,测定静止地下水位。对重要工程应进行分层抽水试验或注水试验(对粘土),布置水位观测孔,以便分层提供各含水层的渗透系数K和补给来源。

测试工作

测试工作中测定的参数,应能满足深基坑支护和降水的设计与施工的需要,一般应进行下列试验与测试∶

1)土的天然重度y、天然含水量ø与孔隙 e。

2)颗粒分析试验,以确定砂粒、粉粒及粘粒的含量和不均匀系数 C,=dgo/dg,以便评价土层管涌、潜蚀及流砂的可能性。

若水的渗流方向自下而上,当向上的动水力与土的浮重度相等时,土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定,这时就产生流砂现象。流砂是发生在土体表面渗流逸出处,不发生在土体内部。流砂主要产生在细砂、粉砂及粉土中。

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3) 压缩试验。 室内压缩试验提供压缩性指标压缩系数与压缩模量。用以计算沉降量。当考虑深基坑开挖的卸荷再加荷影响,应进行回弹试验。考虑应力历史进行沉降计算,应确定先期固结压力、压缩指数与回弹指数。

对深厚高压缩性软土上的重要建筑物,应测定次固结系数,用以计算次固结沉降。当进行应力应变分析时,应进行三轴压缩试验,为非线性弹性、弹塑性模型提供计算参数。

4)抗剪强度试验。土的抗剪强度指标粘聚力C和内摩擦角。可选用原状土室内剪切试验、现场剪切试验,对饱和软粘土可采用十字板剪切试验和静力触探试验。

对重要工程应釆用三轴剪力试验,饱和粘性土当加荷速率较快时,用不固结不排水(UU)试验;当土体排水速率快且施工较慢时,可采用固结不野(CU)试验。当需提供有效应力抗剪强度指标时,应采用固结不排水測孔隙水压力(cti)试验。

对一般工程,可釆用直剪试验,试验方法由荷裁类型、加荷速率及土的排水条件确定,通常可釆用固结快剪。根据上海地区的经验,用于土压力与整体稳定计算的。、伊值,可按抗剪强度的峰值提供;对基坑隆起等其他计算的C、0值,可按峰值抗剪强度的70燃供。

对他和粘土,有时可进行无侧限抗压强度试验,确定无侧限抗压强度久及土的灵敏度%5>渗透系数的测定。对重要工程应釆用现场抽水试验或注水试验测定土的渗透系数。

一般工程可进行室内渗透试验,测定土层垂直向渗透系数&和水平向滲透系数M砂土和碎石土可用常水头试验,粉土和粘性土可用变水头试验。透水性很低的软土可通过周结试验测定。

6) 有机质试验。土按有机质含量,可分为无机土、有机质土、泥炭质土与泥炭等。可釆用灼失量试验或重铭酸钾容量法测定。必要时可应用化学分析方法确定有机酸成分。

7) 地基系数的测定。对一般工程可按有关规范确定竖向地基土抗力系数的比例系数啲及水平抗力系数的比例系数mD对重要工程可釆用平板载荷试验或旁压试验确定。

旁压试验尚可测定静止侧压力系数。

勘察报吿的主要内容

基坑支护工程的工程地质勘察一般应与主体工程结合起来一起进行,因此报告也应一起编写。除主体工程勘察报告应具有的内容外,主要应包括下列内容:

1) 概述与基坑开挖、支护有关的工程地质、水文地质条件。对与开挖、支护有关的地基土层在水平方向和垂直方向的分布与变化应进行详细划分与描述,在平面图与削面图上标明暗浜、填土与古河道的位置,易发生管涌、流砂的土层分布资料,并提出预防措施和建议$

2) 对基坑支护工程的设计与施工所需的土的物理力学参数进行统计和综合分析,提出参数的建议值;

3) 提供各含水层的资料和参数,并提出基坑防渗与施工降水方案的建议;

4) 预估基坑开挖引起的土体应力-应变关系的改变和降水对周围环境可能产生的不良影响.

5) 提岀支护结构现场测试与施工监测的建议。