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岩土研究院

基坑工程勘察一般规定及详细步骤

363 2021-10-25 10:24:11

一般规定

基坑工程一般在工程的详细勘察阶段进行,主要采用钻探、原位测试和室内试验等多种手段的综合方法;当基坑工程场地的岩土工程性质复杂时,应针对特殊岩土进行专题研究,在详细勘察阶段前,可采用调查和测绘、地球物理勘探等进行勘探。布置勘探工作时应考虑勘探对工程场地自然环境的影响和作业安全,防止对架空线路和地下管线与地下设施和自然环境的破坏。钻孔完工后应及时按要求妥善回填。

地球物理勘探

地球物理勘探主要查明场地的地下空间的特性,探测隐伏的地质界线、界面、岩溶洞穴、采空区、含水层及地下障碍物等;地球物理勘探方法的选择应根据设备性能、物性参数、使用条件、场地条件及工程要求综合考虑。对基坑工程场地的地质条件复杂地段,若采用地球物理勘探方法进行勘察时,应采用两种以上的综合地球物理勘探方法进行。

原位测试

原位测试是岩土工程勘察中常用的勘探方法之一。在岩土工程详细勘察阶段,应根据基坑的埋深和大小及结构形式、场地地质条件,合理布置原位测试工作量。

1.布置原则

1)原位测试方法应根据岩土性质、基坑设计对参数的要求、地区经验和测试方法的适用性等因素选用;

2)根据原位测试成果,利用地区性经验估算岩土工程特性参数和对岩土工程问题做出评价时,应与室内试验和工程反算参数作对比,检验其可靠性;

3)原位测试的仪器设备应定期检验或标定;

4)分析原位测试成果资料时,应依据仪器设备、试验条件、试验方法等对试验成果的影响,结合地质条件,剔除异常数据。

2.静力触探试验

1)静力触探试验适用于软土、一般黏性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。静力触探可根据基坑工程需要采用双桥探头或带孔隙水压力量测的三桥探头,测定锥尖阻力 q。、侧壁摩阳力f.及贯入时的孔隙水压力u。

2)静力触探试验成果分析,可根据静力触探资料,利用地区经验,进行岩土的力学分层,估算土的塑性状态或密实度、强度指标、压缩性、地基承载力指标等,为设计提供有关参数。

3. 圆锥动力触探试验

1)锥动力触探试验的类型可分为轻型、重型和超重型,主要适用填土、砂土、粉土、黏性土、碎石土、软岩和极软岩。

2)圆锥动力触探试验成果分析,可根据圆锥动力触探试验指标和地区经验,进行场地岩土结构分层,评价土的均匀性和密实度、土的强度指标、变形参数、地基承载力指标,查明土洞、滑动面、软硬土层界面等。应用试验成果计算上述指标时,是否深度修正或如何修正,应根据建立统计关系的条件确定。

4.标准贯入试验

1)标准贯入试验适用于砂土、粉土和黏性土。

2)标准贯入试验锤击数N值,可对砂土、粉土、黏性土的物理状态,土的强度、变形参数、地基承载力等作出评价。当应用N值计算地基土强度指标时,应根据相关公式,对其N值进行深度修正。

5.十字板剪切试验

1)十字板剪切试验可用于测定饱和软黏性土,(Φ≈O)的不排水抗剪强度和灵敏度。

2)十字板剪切试验点的布置,对均质土竖向间距可为0.5~1.0m,对非均质或夹薄层粉细砂的软黏性土,宜先作静力触探,结合十层变化,选择适宜深度进行试验。

3)十字板剪切试验成果计算,可获取各试验点土的不排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和灵敏度;也可根据土层条件和地区经验,对实测的十字板不排水抗剪强度进行修正。

6.旁压试验

1)旁压试验适用于黏性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩和软岩等。2)旁压试验应在有代表性的位置和深度进行,旁压器的量测腔应在同一十层内。试验点的垂直间距应根据地层条件和工程要求确定,但不宜小于1m,试验孔与已有钻孔的水平距离不宜小于1m。

3)根据初始压力、临塑压力、极限压力和旁压模量,结合地区经验可提供地基承载力和变形参数。根据自钻式旁压试验的旁压曲线,还可测求土的原位水平应力、静止侧压力系数、不排水抗剪强度等基坑工程设计参数。

7.扁铲侧胀试验

1)扁铲侧胀试验适用于软土、一般黏性土、粉土和松散中密的砂土。

2)扁铲侧胀试验成果,根据扁铲侧胀试验指标和地区经验,可判别土类,确定黏性土的状态、土静止侧压力系数、水平基床系数等岩土设计参数。

2.5.4 钻探

1.钻探方法是通过钻机成孔的外业施工,查明场地内各岩土层的结构特征、岩性,进行地下水抽(注)试验、原状土样的采取等,获取有关第一手地质资料的一个过程。钻探机械设备的选用,可根据岩土类别和勘探要求确定。

2.钻探应符合下列规定∶

1)钻探深度和岩土分层深度的量测精度,不应低于±5cm;2)应严格控制非连续取芯钻进的回次进尺,使分层精度符合要求;

3)对鉴别地层天然湿度的钻孔,在地下水位以上应进行干钻;当必须加水或使用循环液时,应采用双层岩芯管钻进;

4)岩芯钻探的取芯率,应符合有关国家和地方的建设标准,对需要具体查明的部位(滑动带、软弱夹层等)应采用双层岩芯管连续取芯;

5)当需要确定岩石质量指标 ROD时,应采用75mm 直径(N 型)双层岩芯管和金刚石钻头;

6)定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量;倾角和方位的量测精度应分别为±0.1°和±3.0°。

3.钻探操作的具体方法,应按现行的国家、行业及地方标准。4.钻探的野外描述和记录应符合下列要求∶

1)野外描述记录应由经过专业培训人员承担,记录应真实、准确及时,按钻进回次逐段记录、严禁事后追记;

2)钻探记录可用钻孔野外柱状图或钻探记录,单孔验收,交工程项目负责人验收签字,岩土芯样应在孔口前整齐排列由工程项目负责人查验签字;

3)以要时岩芯样应按要求装箱保存,对十芯、岩芯拍照存香或纳入勘察成果资料中。5.野外钻探应文明施工,注意对自然环境的保护,防止对地下管线、地下设施的破坏;对地上高架电缆要避让,严禁钻机整体移位,确保安全生产;钻孔完工后应做好场地清理与冲洗,钻孔应按有关要求回填。

水文地质勘探

1.一般规定

水文地质勘探是基坑工程勘察中极其重要的组成部分,因此,应根据基坑工程的性质、埋深,通过搜集资料和勘探工作,查明场地的水文地质条件,并应符合下列规定∶

1)收集影响建筑场地水文地质条件的区域性气象、水文资料;

2)查明地下水的水位、水量和水质及地下水类型和赋存状态;提供历史最高地下水位或近3~5年最高地下水位;

3)查明主要含水层的分布规律及其渗透性和富水性,提供工程设计所需的水文地质参数;4) 查明地下水的补给排泄条件、地下水与地表水的水力联系;分析和评价水位变化趋势和主要影响因素;

5)评价地下水化学成分是否存在腐蚀性和污染及其可能的程度。

2.对重大的深基坑工程,当水文地质条件对基坑工程和工程降水或隔渗有重大影响时,应进行抽水试验或专门的水文地质勘察。

3.水试样的采取和试验应符合国家相关的规程、规范,评价地下水对地下室结构是否存在腐蚀性及处理建议。

4. 水文地质参数确定

水文地质参数是基坑工程设计最重要的参数之一,对基坑工程的安全性至关重要。因此,在基坑工程勘察中,应高度重视。

1)地下水位的量测应符合下列规定∶

(1)遇地下水时应量测初见水位;

(2)稳定水位应在初见水位后经一定的稳定时间后量测;

(3) 当场地存在多层对工程有影响的地下水时,应分层量测地下水水位。

2)水文地质参数的测定方法应符合表2-1的规定。

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5.抽水试验应符合下列规定∶

1)抽水试验方法可按表2-2 选用;

2)抽水试验宜三次降深,最大降深应接近工程设计所需的地下水位降深的标高;

3)水位量测应采用同一方法和仪器,读数对抽水孔为厘米,对观测孔为毫米;

4)当涌水量与时间关系曲线和动水位与时间的关系曲线,在一定范围内波动,而没有持续上升和下降时,可认为已经稳定;

5)抽水结束后应量测恢复水位。

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6.渗水试验和注水试验可在试坑或钻孔中进行。对砂土和粉土,可采用试坑单环法;对黏性土可采用试坑双环法;试验深度较大时可采用钻孔法。

7.压水试验应根据工程要求,结合工程地质测绘和钻探资料,确定试验孔位,按岩层的渗透特性划分试验段,按需要确定试验的起始压力、最大压力和压力级数,及时绘制压力与压入水量的关系曲线,计算试段的透水率,确定 P-Q曲线的类型。

8.地下水作用的评价

基坑工程勘察应评价地下水对基坑工程设计、施工的作用和影响,预估可能产生的危害,提出预防和施工控制的建议。评价应包括下列内容∶

1)对基坑边坡和挡土墙,应考虑在最不利组合情况下,地下水对支挡结构物的上浮作用;有渗流时,地下水的水头和作用宜通过渗流计算进行分析评价;并应对抗浮水位确定的合理性进行评价;

2)验算边坡稳定时,应考虑地下水及其动水压力对边坡稳定的不利影响;

3)在地下水位下降的影响范围内,应考虑地面沉降及其对工程的影响;当地下水位回升时,应考虑可能引起的回弹和附加的浮力;

4)当墙背填土为粉砂、粉土或黏性土,验算支挡结构物的稳定时,应根据不同排水条件评价静水压力、动水压力对支挡结构物的作用;

5)在有水头压差的粉细砂、粉土地层中,应分析产生潜蚀、流砂、流土和管涌等渗透破坏的可能性,评价其对工程的影响;

6)应根据岩土的渗透性、地下水补给条件,分析评价降水或隔水措施的可行性,以及其对基坑稳定、邻近建筑物和地下设施等的影响,并提出采取有效防止措施建议;

9.当场地存在有承压含水层时,对深大基坑工程应评价承压水可能引起的突涌破坏;并要求基坑开挖至设计标高后坑内地基土抗承压水头的稳定性应满足式(2-1)∶

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