從巖土工程設(shè)計看巖土工程勘察工作中幾個值得注意和改進(jìn)的問題課件

1、從巖土工程設(shè)計看巖土工程勘察工作中幾個值得注意和改進(jìn)的問題 主講人：張曠成 中國工程勘察大師 摘要近年來筆者在參予巖土工程設(shè)計和參加巖土工程設(shè)計評審中，接觸到各家的巖土勘察報告，感到報告中有幾個值得注意和改進(jìn)的問題，現(xiàn)提出來加以討論，供讀者參考。 1.建筑抗震地段類別的劃分需要慎重 2.巖體完整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分3.深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算方法對比及 計算參數(shù)的選取4.基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取5.嵌巖樁承載力計算分析和所需巖土工程參數(shù)目 錄1. 建筑抗震地段類別的劃分需要慎重國家標(biāo)準(zhǔn)建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001（以下簡稱抗震規(guī)范）強(qiáng)制性條文4.1.9條規(guī)定“場地巖

2、土工程勘察，應(yīng)根據(jù)實際需要劃分對建筑有利、不利和危險的地段”4.1.1條和表4.1.1提出了如何劃分的具體規(guī)定。但筆者看見有些勘察報告對此劃分并不確切，以下舉兩個工程實例加以分析。1. 建筑抗震地段類別的劃分需要慎重 筆者認(rèn)為將此場地劃為“危險地段”是不合適的。按抗震規(guī)范危險地段是“地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位”。深圳地區(qū)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計地震加速度為0.1g。在歷史上，深圳市地震活動很不強(qiáng)烈，自有史記載以來，未見破壞性地震。在建市初期和以后，深圳市有關(guān)部門進(jìn)行過專門性地震地質(zhì)工作，結(jié)論是：深圳不具備發(fā)生大于5級地震的構(gòu)造條件，在此

3、地震地質(zhì)背景條件下，上述場地不可能由于地震而產(chǎn)生滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。因而上述場地不能定為“危險地段”。由于場地內(nèi)有陡坎，按“不利地段”的“非巖質(zhì)的陡坡、邊坡的邊緣”條件，將場地定位“不利地段”是可以的。1. 建筑抗震地段類別的劃分需要慎重實例2 廣東東莞地區(qū)某建設(shè)場地的巖土工程勘察報告，在場地穩(wěn)定性評價一節(jié)中寫到：在場地西北角有數(shù)個鉆孔揭露了斷層角礫巖，厚度13.039.3m，層頂埋深9.840.0m，走向近南北，傾向西，傾角60o左右，據(jù)區(qū)域地質(zhì)成果，該斷層總體走向北西，延伸長度15km，角礫巖帶長2km以上，按斷層規(guī)模，系淺切割斷層，屬非發(fā)震斷裂，但斷層帶影響帶較寬，結(jié)構(gòu)面較松弱

4、，在地震作用和地應(yīng)力失去平衡條件下，可能發(fā)生滑動。由此，該勘察報告結(jié)論，本場地為“不利危險地段”。1. 建筑抗震地段類別的劃分需要慎重值得特別注意的是抗震規(guī)范3.1.1條強(qiáng)制性條文指出，選擇建筑場地時，對不利地段，應(yīng)提出避開要求；當(dāng)無法避開時，應(yīng)采取有效措施，不應(yīng)在危險地段建造甲、乙、丙類建筑?？辈靻挝辉谂卸ê蛣澐挚拐鸬囟晤悇e時，要了解判別的后果及其利害關(guān)系，它涉及到場地去舍的重大原則問題，需要高度慎重。2. 巖體完整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分在廣東地區(qū)，大部分大直徑灌注樁樁基均以微風(fēng)化巖作為樁端持力層，此時除應(yīng)通過巖芯進(jìn)行單軸抗壓強(qiáng)度試驗以判定基巖堅硬程度外，還要判定基巖巖體完整程度，對

5、于前者，幾乎所有勘察單位都會這樣做，只是取巖芯的數(shù)量和代表性方面，各有差異；而對后者，有關(guān)基巖完整程度的判定多數(shù)單位還是按野外描述，以國標(biāo)巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001（以下簡稱勘察規(guī)范）附錄A.O.2作定性判定，這樣判定結(jié)果，往往會因人而異，有時差異甚大。建議按“完整性指數(shù)”以勘察規(guī)范表3.2.2-2的規(guī)定進(jìn)行判定，現(xiàn)舉一個工程實例來加以說明。2. 巖體完整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分實例 深圳皇崗香港落馬洲第二公路橋橋基工程詳細(xì)勘察階段報告 第二公路橋橫跨深圳河，主橋長190m，寬23m，雙向四車道為過境貨車專用橋，橋墩采用大直徑樁基，樁基的持力層有兩種巖性，香港側(cè)為微風(fēng)化板巖

6、，4個試樣和單軸極限抗壓強(qiáng)度平均值 MPa，經(jīng)實測巖塊壓縮波波速的中值 為3540m/s，巖體壓縮波波速的中值 為2496m/s；深圳側(cè)巖性為微風(fēng)化花崗巖，9個試樣飽和單軸極限抗壓強(qiáng)度平均值 MPa，巖塊壓縮波波速的中值 為3316 m/s，花崗巖巖體壓縮波波速的中值 為2730 m/s。2. 巖體完整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分計算兩種巖性的完整性指數(shù) ：（1）微風(fēng)化板巖 微風(fēng)化板巖的完整性指數(shù)的中值 介于0.550.35之間應(yīng)屬“較破碎”。 2. 巖體完整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分（2）微風(fēng)化花崗巖 微風(fēng)化花崗巖的完整性指數(shù)的中值 介于0.750.55之間應(yīng)屬“較完整”。2. 巖體完

7、整程度建議按完整性指數(shù)作定量劃分 微風(fēng)化板巖單軸極限抗壓強(qiáng)度平均值 MPa，屬“較硬巖”，巖體完整性指數(shù) 屬“較破碎”，按勘察規(guī)范表3.2.3-3，巖體基本質(zhì)量等級屬類；微風(fēng)化花崗巖 MPa，屬“堅硬巖”， ，屬“較完整”，巖體基本質(zhì)量等級屬類，說明兩側(cè)巖體基本質(zhì)量等級有明顯差異，建議設(shè)計加以考慮。3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取 3.1 淤泥沉降計算方法對比深圳地區(qū)的海積淤泥，為新近沉積的全新世 地層， 年齡為64070215090，三個代表性工程，每個工程近90個試樣（其中 ， ， 值數(shù)量較少）土工實驗所測得的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計如表3.1。3. 深圳地區(qū)海積淤泥

8、的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取 三個工程所測得的平均值很接近，反映了深圳海積淤泥的性質(zhì)，由于后海灣填海工程更接近于陸域，其性質(zhì)較其它兩個工程略好。3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取作用于淤泥層頂面的附加壓力 計算如下： 行車荷載按汽車超20級，以土柱高0.78m計， 0.781914.8kPa 路面及結(jié)構(gòu)層的附加壓力， 0.82419.2kPa 交工面高程至地下水位的填土附加壓力， (3.2+0.28)1966.12kPa3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取 地下水位至淤泥層頂面的填土附加壓力， （1.5-0.28）910.98kPa 預(yù)留淤

9、泥固結(jié)沉降后的填土附加壓力， kPa 采用超載預(yù)壓，按超載土為2.0m計算， 21938kPa作用于淤泥頂面上的附加壓力： kPa 按172kPa計。3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取選擇曲線1，按標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)方法試驗，其物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)接近于后海灣淤泥土性參數(shù)平均值的典型曲線計算。其天然密度 g/cm3、天然含水率 、天然孔隙比 ，壓縮指數(shù) ，其各級壓力下的孔隙比（ 曲線的實測值）如表3.2：3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深

10、圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取3. 深圳地區(qū)海積淤泥的沉降計算 方法對比及計算參數(shù)的選取4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取4.1 計算穩(wěn)定性所需抗剪強(qiáng)度參數(shù) 穩(wěn)定性驗算往往需要進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗算、抗隆起穩(wěn)定性驗算、抗滑移穩(wěn)定性驗算等，這些驗算需要用到土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。這類穩(wěn)定性問題往往都是由于基坑底部存在軟粘土，且系快速開挖、卸荷所造成。由于快速卸荷，土中剪應(yīng)力快速增加，對于粘性土，尤其軟粘土，其超靜孔隙水壓力來不及消散，土體亦沒有充分時間產(chǎn)生固結(jié)，因而為這類問題計算提供的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的試驗方法宜采用三軸不固結(jié)不排水剪（UU）或直剪的快剪方法。基底抗隆起穩(wěn)定性驗算，規(guī)范就明確規(guī)定由十字板試驗或三軸不固結(jié)不排試驗確定。4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取4. 基坑工程中抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選取5. 嵌巖樁承載力計算分析 和所需巖土工程參數(shù)5. 嵌巖樁承載力計算分析 和所需巖土工程參數(shù)5. 嵌巖樁承載力計算分析 和所需巖土工程參數(shù)5. 嵌巖樁承載力計算分析 和所需巖土工程參數(shù)5. 嵌巖樁承載力計算分析 和所需巖土工程參數(shù)5. 嵌巖樁承載力計算分析