岩土工程勘察的阶段划分是与工程设计与施工的阶段划分密切相关的,大型工程的建筑设计一般分为工程选址方案设计、扩初设计和施工图设计3个阶段,所以对应岩土工程勘察可分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察3个阶段。
1)可行性研究勘察阶段
可行性研究勘察阶段,也是选址阶段,该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性作出评价,并应符合下列要求:
①搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料;
②在充分搜集和分析已有资料的基础上,通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件;
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,应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作;
④当有两个或两个以上拟选场地时,应进行比选分析。
2)初步勘察阶段
初步勘察阶段应对拟建建筑地段的稳定性作出评价。
(1)初步勘察的主要工作要求
①收集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料,以及工程场地范围的地形图;
②初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件;
③查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,并应对场地的稳定性作出评价;
④抗震设防烈度等于或大于6度的场地,应对场地与地基的地震效应作出初步评价;
⑤季节性冻土地区,应调查场地土的标准冻结深度;
⑥初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
⑦在高层建筑初步勘察时,应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。
(2)初步勘察的主要方法
初步勘察应在收集已有资料的基础上,根据需要进行工程地质测绘、勘探、室内试验和原位测试及物探工作。
采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、土层结构和土的工程性质布置,其数量可占勘探点总数的1/4~1/2;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,数量不宜少于6个。
调查含水层的埋藏条件、地下水类型、补给排泄条件、各层地下水位,并查明地下水的变化幅度,必要时应设置长期观测孔,监测水位变化;当需绘制地下水水位线图时,应根据地下水的埋藏条件和层位,统一量测地下水位;当地下水可能浸湿基础时,应采取水试样进行腐蚀性评价。
(3)初步勘察的点线布置
①勘探点、线、网的布置
勘探线应垂直于地貌单元、地质构造、地层界线布置。每个地貌单元均应布置勘探点,在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段,勘探点应当加密。在地形平坦地区,可按网格布置勘探点。对岩质地基,勘探线和勘探点布置及勘探孔的深度,应根据地质构造、岩体特性、风化情况,按当地标准或当地经验确定。
②勘探线、勘探点的间距
初步勘察中勘探线、勘探点的间距,根据场地复杂程度等级可按表9.5确定。
③勘探孔深度
初步勘察的勘探孔深度根据工程重要性等级可按表9.6确定。
控制性勘探孔是对拟建场地起控制作用的钻孔,钻孔深度要穿过上部土层并进入下部稳定持力层3m以上。一般性钻孔深度可以只进入下部稳定持力层1~2m。(www.daowen.com)
表9.5 初步勘察勘探线、勘探点的间距
注:表中间距不适合于地球物理勘探。控制性勘探点宜占勘探点总数的1/5~1/3,且每个地貌单元均应有控制性勘探点。
表9.6 初步勘察勘探孔深度
注:勘探孔包括钻孔、探井和原位测试孔等,特殊用途的钻孔除外。
3)详细勘察阶段
详细勘察是为施工图设计提供详细勘察资料的。详细勘察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,对建筑地基作出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。
(1)详细勘察的主要工作要求
①搜集附有坐标及地形的建筑物总平面布置图,场区的地面整平标高、建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度,地基允许变形等资料;
②查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,提出整治方案和建议;
③查明建筑物范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性,分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;
④对需进行沉降计算的建筑物,提出地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;
⑤查明河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;
⑥查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度;
⑦在季节性冻土地区,提供场地土的标准冻结深度;
⑧判定水和土对建筑材料的腐蚀性。
(2)详细勘察的主要方法
详细勘察的主要勘察方法为工程地质测绘、工程地质钻探与取样、室内土工试验、现场原位测试等。详细勘察的勘探工作量,应按场地类别、建筑物特点及建筑物的安全等级和重要性来确定。
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。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)。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。当土层性质不均匀时,应增加取土数量或原位测试工作量。
(3)详细勘察的勘探点线布置
①详细勘察的勘探点布置:详细勘察的勘探点宜按建筑物周边线和角度布置,对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物和建筑群的范围布置;同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时,应加密勘探点,查明其变化;重大设备基础应单独布置勘探点;重大的动力机器基础和高耸构筑物,勘探点不宜少于3个;勘探手段宜采用钻探与触探相配合,在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区,宜布置适量探井。
详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置,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,勘探点可适当减少,但每栋建筑物至少应有1个控制性勘探点。
②详细勘察的勘探点间距:详细勘察的勘探点间距可根据地基复杂程度按表9.7确定。
表9.7 详细勘察勘探点的间距
③详细勘察的勘探深度:详细勘察的勘探深度自基础底面算起,应符合下列规定: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,勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍,对单独柱基不应小于1.5倍,且不应小于5m;对高层建筑和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;高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5~1.0倍的基础宽度,并深入稳定分布的地层;对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房,当不能满足抗浮设计要求,需设置抗浮桩或锚杆时,勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求;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;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。
详细勘察的勘探孔深度,除应符合上述要求外,尚应符合下列规定:地基变形计算深度,对中、低压缩性土,可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20%的深度;对于高压缩性土层,可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10%的深度;建筑总平面内的裙房或仅有地下室的部分(或当基底附加压力≤0时)的控制性勘探孔的深度可适当减少,但应深入稳定分布地层,且根据荷载和土质条件不宜少于基底下0.5~1.0倍基础宽度;当需进行地基整体稳定性验算时,控制性勘探孔深度应根据具体条件满足验算要求;当需确定场地抗震类别而邻近无可靠的覆盖层厚度资料时,应布置波速测试孔,其深度应满足确定覆盖厚度的要求;大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的2倍;当需进行地基处理时,勘探孔的深度应满足地基处理设计与施工要求;当采用桩基时,勘探孔的深度应满足桩基工程勘察的有关要求。
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