岩土工程勘察作业指南.docx
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1、浙江宏宇工程勘察设计有限公司HYQM2006岩土工程勘察作业指南编号:HY/J-03-2006版号:B第1次修订持有者:分发号:发布日期:2006年12月01日实施日期:2006年12月01日地址:舟山普陀东港金城街185号邮编:316100电话:传真:岩土工程勘察作业指南第一章岩土工程基本概念与特点一、岩土工程基本概念与特点(一)基本概念岩土工程是土木工程的分支,是以土力学、岩体力学、工程地质学、基础工程学、弹塑性力学与结构力学等为基础理论,并将其直接应用解决和处理各项土木工程中土或岩石的调查研究、利用、整治或改造的一门技术科学。简而言之,岩土工程是土木工程中涉及岩石、土的利用、处理或改良的
2、科学技术。它贯穿于岩土工程勘察、设计、施工及工程运营等各个环节。(二)岩土工程与工程地质的关系与区别两者间的主要区别及对比如下表(表1)表1岩土工程与传统工程地质的区别与对比项目岩土工程工程地质所属为土木工程的分支为地质学的分支学科基本涉及土木工程中土及岩石的勘察、试验、调查、研究、解决涉及各类工程涵义评价利用、整治或改造的技术科学建设场地地质问题的科学服务服务工程建设和运营的全过程,在详勘、在工程建设的可行性研究、初步勘察的侧施工勘察中,特别是重大复杂的工程建设中,阶段,评价场地稳定性时作用突出。重回作用更为突出。1.勘察技术人员对工程结构设1.岩土工程师既熟悉土木工程又熟悉地质计不了解,勘
3、察、设计、施工各管一学,与设计既有分工,又密切结合。段,相互脱节。特2.要求工程技术人员理论和实践较全面,2.受专业分工限制,与岩土工占八、知识面更广,一般可提出最优化方案。程要求有一定差距。3.服务于工程建设和运营全过程,可承担3.往往只负责勘察,提交报告岩土工程勘察、设计、治理、监测和监理。后一般就算工作结束。、岩土工程勘察基本要求(一)岩土工程勘察概念根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动,称岩土工程勘察。(二)岩土工程勘察基本准则1 .岩土工程勘察技术标准为贯彻国家经济建设方针政策和基本建设程序,必须遵照执行有关现行的勘察技术标准
4、以利于提高工程经济效益、环境效益和社会效益,促进勘察技术的发展。技术标准分国家、行业、地方、企业四个等级,每个等级又分强制性和推荐性两种,规范中粗黑字体为强制性条文,必须严格执行。技术标准内容包括:(1)工程地质测绘与调查;(2)勘探与取样;(3)原位测试;(4)工程物探;(5)室内试验;(6)现场试验;(7)检测与监测;(8)岩土工程分析评价等。岩土工程勘察主要依据的规范、规程有:岩土工程勘察规范(GB50021-2001)、高层建筑岩土工程勘察规程(JGJ72-90)、建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)及(DB33/1001-2003)、建筑抗震设计规范(GB50011-2
5、001)、建筑桩基技术规范(JGJ94-94)、建筑工程地质钻探技术标准(JGJ87-92)、工程岩体分级标准(GB50218-94)、土的分类标准(GBJ145-90)、原状土取样技术标准(JGJ89-92)、土工试验方法标准(GB/T50123-1999)等。2 .岩土工程勘察主要内容及要求一般建(构)筑物岩土工程勘察主要工作内容如下:(1)查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层工程特性、地下水条件及不良地质作用;(2)提供满足设计、施工所需的岩土参数,确定地基承载力,预测地基变形性状;(3)提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理与施工方案的建议;(4)提出对建筑物有影响的不
6、良地质作用的防治方案建议;(5)对于抗震设防烈度6度的场地,进行地震效应评价。岩土工程勘察的工作内容和任务要求,是结合岩土工程勘察等级和工程特性分阶段进行的,不同阶段勘察内容及任务如下表。(表2)表2不同勘察阶段工作内容及任务勘察阶段要求主要,作内容勘察任务应符合1.搜集区域地质、地形地貌、地震、当1.分析场地稳定性和适宜可行选择场地工程地质、岩土工程、建筑经验等。性。性研址方案2.踏勘、调查场地地层、构造、岩性、2.明确选择场地范围和应避究勘的要求不良地质作用、地下水等工程地质条件。开的地段。察3.必要时进行工程地质测绘和少量勘探。3.进行选址方案对比,确定取佳场地方柔。初步应符合1.搜集拟
7、建工程岩土工程等后关资料。1.根据岩土工程条件分区,勘察初步设2.根据选址方案范围,按本阶段勘察要论证场地适宜性。计的要求,布置适量的勘察、测试工作。2.提供地基岩土承载力及变求3.初步查明场地地质构造、地层结构、形量。岩土工程特性、地下水特征。3.不良地质作用,地下水初4.初步查明场地不良地质作用,对场地步评价。和地基的地震效应作出初步评价。4.指出下阶段勘察注意的问题。应符合1.查明建筑范围内岩土层类型、分布、1.提供各层土的设计、施工施工图工程特性,分析地基稳定性、均匀性、承载力。所需岩土参数。设计的2.查明不良地质作用,提出整治方案的2.对建筑地基做出岩土工程详细要求建议。评价。勘察3
8、查明地下水埋藏条件,判定水和土对3.对地基类型、基础型式、建筑材料腐蚀性。地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用防治提出建议。场地条1.配合施工开挖进行地质编录,校对补1.对施工提出补救措施。件复杂充勘察资料,对基坑稳定性进行监测、预报。2.地质情况出入很大时,应施工或有特2.针对桩基施工中重大问题,补充勘察。考虑是否修改设计方案。勘察殊要求时进行三、岩土工程勘察基本程序岩土工程勘察工作基本程序一般如下:1 .接受委托,承接勘察项目。委托方一般应提供勘察委托书及技术要求,建筑总平面布置图,工程场地范围地形图,已有测量资料。2 .编制勘察纲要或勘察设计。3 .筹备工作。搜集有关资料,人员、
9、设备、仪器等筹备,勘探点测量放点。4 .进场,开展外业工作。5 .资料综合整理及报告编制、送审、提交。四、岩土工程勘察分析评价基本要求(一)场地稳定性宏观分析场地稳定宏观分析是工程选址、规划设计或初勘的重要内容,目的是避免工作盲目建造在不稳定的地段上,如水坝、核电站等工程场地一旦失稳,将会造成极为严重的后果。故场地稳定性分析是岩土工程勘察的工作重点之一,岩土工程勘察规范(GB50021-2001)规定,抗震设防烈度等于或大于6度的地区,应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察。主要分析以下因素。1 .区域地壳稳定性分析研究内容包括岩石圈结构与其动力学条件和内力作用引起的地质灾害对工程建设的影响两
10、大方面。具体研究内容及方法见下表。(表3)表3区域地壳稳定性研究内容及方法内容研究方法及手段意义深断裂1 .地质分析;2 .重力、磁法、地震、大地电磁测深等深部地球物理探测;地壳结构与演化区域活动性断裂1 .野外调查;2 .遥感;3 .年代学测试;4 .活动速率;断裂分布、活动特性、灾害分析重力场、地热1 .重力度梯度计算;2 .大地热流;地壳运动动力地壳现代构造应力场1 .震源机制分析;2 .地应力测量、地形变分析;3 .物理、数学模型分析;应力条件,断裂错位地震震级、烈度、应变能量灾害分析地面形变位移滑坡、山崩、地裂灾害分析通过以上研究,进行区域地壳稳定性分析、区域地壳稳定性评价。2 .地
11、壳稳定性与地震区划的关系及地震危险性分析场地的工程地震工作是重大工程选址可行性研究阶段与初步勘察设计阶段中的一个组成部分。要求:(1)预测场址及周围地区可能存在的潜在震源区及其强度;(2)查明可能危及场址的活动断裂带;(2)对场址地震危险性评价,估计地震动参数(如加速度和速度等),以及预测场区可能的次生灾害。3 .区域构造稳定性研究及全新活动断裂分级区域构造稳定性研究内容有:(1)区域构造背景研究;(2)活断层判定;(3)地震危险性分析。全新活动断裂分级如下表(表4):表4全新断裂分级指标断裂分级活动性平均活动速率U(mm/a)历史地震震级M强烈全新活动断裂(I)中晚更新世以来后活动,全新世活
12、动强烈U17中等全新活动断裂(n)中晚更新世以来后活动,全新世活动较强烈1U0.17M6微弱全新活动断裂(m)全新世有微弱活动g0.1M0.4变异性很低低中等高很高标准彳tfkrsfm式中:fm一平均值%统计修正系数彳1.7044.678rs1、nn式中:n数据个数一变异系数式中正负号按不利组合考虑,如c、值修正系数取负号。根据建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)规定:土的工程特征指标中压缩性指标应取平均值,抗剪强度指标应取标准值,载荷试验承载力应取特征值。(四)地基基础方案分析岩土工程勘察通过岩土工程条件,分析地基与基础适宜性,并为地基基础设计提供可靠的岩土参数,为施工指明施工条
13、件。主要任务如下:1 .分析天然地基的适宜性(1)评价地基土承载力;(2)评价地基变形量;(3)分析地基均匀性。2 .人工地基的处理与要求采用各种办法:如压(夯)实法,换土垫层法,砂桩与石灰桩,碎石桩,CFG桩,深层搅拌,排水固结,深基加固等,对天然地基进行改良与加固。对桩基勘察评价的具体要求是:(1)持力层的选定;(2)正确提供各种桩基参数和单桩极限承载力;(3)评价成桩的可能性;(4)提出桩型的建议和设计施工中应注意的问题。第二章岩土工程勘察工作方法一、勘察纲要(或设计)的编制勘察纲要是岩土工程勘察工作的纲领性文件,勘察纲要的编写应根据勘察任务书(合同书)以及国家、地方和行业的有关技术规范
14、规程,还应考虑工程特点,岩土工程特征,勘察等级等因素。编写前应搜集邻近场地及类似工程有关资料,并进行现场踏勘。纲要一般应包含以下主要内容:(1)工程概况;(2)纲要(或设计)编制依据;(3)勘察工作目的与任务;(4)工作部署原则;(5)工作方法和质量要求;(6)工作布置、技术措施、设计工作量;(7)施工组织;(8)技术经济指标及经费预算;(9)预计工期及成果。勘察纲要要求内容全面,重点突出,工作部署合理,方法选用正确,技术措施切实可行,施工组织恰当。重大工程应按勘察阶段编写岩土工程勘察设计。二、勘探点部署原则及布置(一)部署原则勘探点的布置应根据建(构)筑物体型、荷载分布,以及岩土工程特点和
15、复杂程度,并应满足纵横两个方向地层结构和均匀性的评价要求。勘探线垂直地貌、地质构造、地层界线等地质体变化最大的方向布置;勘探点布置在拟建物周边线、角点、突出部分中点等基础主要承重部位、应力集中、变形沉降可能较大的部位。(二)勘探点布置勘探点的具体布置见下表(表6)表6勘探点布置勘察阶段工作用初步勘察1.勘探线垂直地貌单元、地质构造和地层界线布置;每个地貌单元均应布置勘探点,在交接部位及变化较大地段应予加密。详细勘察1 .勘探点宜按建筑物周边线和角点布置。2 .同一建筑范围内主要受力层或有影响的下伏层起伏较大时(层面坡度10%),应该加密。3 .勘探手段视岩土工程条件等,宜采用多种手段相结合,如
16、钻探与槽、井探相结合,钻探与静力触探、标准贯入、动力触探等相结合。一般来讲,对于独立柱基和条形基础,勘探点宜按柱列线和承重墙布设,角点应有勘探点;复杂地基的一柱一桩工程,宜每柱设置勘探点;当建筑物平面为矩形时,宜按双排布设;建筑物为不规则形时,宜按突出部位角点和中心点布设;高层建筑的详细勘察,单栋勘探点不应少于4个;密集的高层建筑群,勘探点可适当减少,但每栋至少有1个控制勘探点;对于基础底面宽度大于30m的高层建筑,其中心应布置勘探点;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。三、勘察线、勘探点间距初步勘察因多按网络法布置勘探点,所以有勘探线、勘探点间距
17、之区别,而详细勘察的勘探点系按建筑物或建筑群范围布置,故不存在勘探线距问题。有关规范中对勘探线、勘探点间距的规定如下表(表7)。表7勘探线、勘探点间距一览表依据勘探等级地基复杂等级间距(m)勘探线勘探点岩土工程勘察规范(GB50021-2001)初步勘察一级(复杂)50-10030-50二级(中等复杂)75-15040-100三级L(简单)150-30075-200详细勘察一级(复杂)10-15二级L(中等复杂)15-30三级L(简单)30-50桩基础(土质地基)端承桩12-24摩擦桩20-35建筑桩基技术规范(JGJ94-94)桩基础端承桩、嵌岩桩12-24摩擦桩20-30天然地基15-35
18、W网层娃见右察规范(JGJ72-90)端承桩12-24摩擦桩20-35建筑地基基础设计规范(DB33/1001-2003)详细勘察天然地基20-40桩基20-30,地质条件复杂时10-20从表7可以看出,勘探点的间距主要是根据勘察等级(阶段)、地基复杂程度确定;桩基按端承桩与摩擦桩进一步区分则更为合理。舟山地区中等复杂场地详细勘察,勘探点孔距20-30m较为合适;相邻两孔持力层层面坡度大于10%时,宜适当加密,但加密孔距不宜小于10m(如北京地区建筑地基基础勘察设计规范(DBJ01-501-92)、上海市地基基础设计规范(DBJ01-11-89)中已有规定)。四、勘探深度(一)勘探深度设计原则
19、勘探深度过大,将导致勘察费用增加,造成浪费;而勘探深度不足,则造成地质情况不明,当持力层之下存在软弱层时,可能造成地基不均匀沉降或变形过大,给设计、施工带来诸多隐患。勘探孔深度应能控制地基主要受力层,对高层建筑和需作变形计算的地基,控制性勘探孔深度应超过地基变形计算深度。据高层建筑岩土工程勘察规范(JGJ72-90)规定,勘探点深度可用以下公式确定:1.控制性勘探点深度(箱形、筏形基础)dcdacbcc2.般性勘探点深度(箱形、筏形基础)dgdagbdc、dg一控制性及一般性勘探点深度(m)d一基础埋置深度(m)b一基础宽度(m)a。、ag一与土的压缩性有关的经验系数,见下表(表8)。表8经验
20、ac、ag值土类取值f碎石土砂土粉土粘性土(含黄土)软土a。0.5-0.70.7-0.90.9-1.21.0-1.52.0ag0.3-0.40.4-0.580.5-0.70.6-0.91.0(二)详细勘察阶段桩基勘探深度有关规范中详勘阶段桩基勘探深度的规定见下表表9勘探深度的有关规范规范名称勘探深度的要求岩土工程勘察规范(GB50021-2001)1 .控制性孔应满足下卧层验算要求;对需验算沉降的桩基,应超过地基变形计算深度;2 .一般性孔应达到预计桩长以下3-5d(桩径),且不得小于3m;对于大直径桩,不得少于5m。高层建筑岩土工程勘察规范(JGJ72-90)1 .控制性孔应深入预计桩尖平面
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