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文檔簡介

巖土工程概念性問題

的案例分析2015.7.上海

《巖土工程典型案例述評》作者:顧寶和主審:高大釗、李廣信出版:中國建筑工業(yè)出版社案例:32個(gè)附錄(涉及術(shù)語釋義):32個(gè)內(nèi)容概要32個(gè)典型案例,既有成功,也有失敗。工程:天然地基、樁基、基坑支護(hù)、基坑降水、圍海造陸、堆山造景、造湖、高填方、鐵路、機(jī)場跑道、溢洪道、核電廠、放射性廢物處置、地質(zhì)災(zāi)害治理等;巖土:一般第四紀(jì)土、淤泥、泥炭質(zhì)土、殘積土、鹽漬土、多年凍土、第三紀(jì)軟巖、風(fēng)化巖等;問題:斷層、液化、滲透破環(huán)、巖溶塌陷、砂巷、高陡邊坡與破碎巖體等;技術(shù)方法:地震反應(yīng)分析、面波探測、管波探測、地震波CT等,

反映了巖土工程豐富多彩的個(gè)性。案例導(dǎo)引,用通俗語言將問題提升到理論層面上評議。分析了土的孔隙水壓力與有效應(yīng)力原理、

軟土擠土效應(yīng)、土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、鹽脹性原理、地下水動(dòng)態(tài)與均衡、潛水滲出面、水動(dòng)力彌散、

巖石力學(xué)基本準(zhǔn)則、斷層活動(dòng)性、變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)、

地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)協(xié)同作用等問題,巖土工程師必須深知現(xiàn)象背后的科學(xué)原理,

認(rèn)識(shí)問題要深刻,處理問題要簡潔、巧妙。強(qiáng)調(diào)概念,反對盲目相信計(jì)算,盲目套用規(guī)范。1案例的價(jià)值太沙基:一個(gè)詳盡案例應(yīng)當(dāng)受到10個(gè)具有創(chuàng)新性理論一樣的重視。太沙基在實(shí)踐中,從工程案例中吸取知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),上升為理論,成為巖土工程宗師。

成功的典范,失敗的警示;計(jì)算不可能精確,唯原型實(shí)測才能定量;

一比一的科學(xué)實(shí)驗(yàn),新概念新方法的源泉。新概念新方法的源泉蘇聯(lián)某鋼鐵基地與濕陷性土北京彩電中心與擴(kuò)底樁南京造紙廠與水泥粉煤灰碎石樁正負(fù)電子對撞機(jī)工程與全新活動(dòng)斷裂

案例24北京八寶山斷裂對北京正負(fù)電子對撞機(jī)工程影響的評價(jià)

預(yù)測斷裂活動(dòng)性難度極大,曾長期困擾工程界。八寶山斷裂已有活動(dòng)斷裂定論,1984年,因正負(fù)電子對撞機(jī)工程進(jìn)行深入研究,以確鑿證據(jù)作出工程使用期間不會(huì)發(fā)生淺表巖層錯(cuò)動(dòng)的結(jié)論。贏得了時(shí)間,節(jié)省了投資,為全新活動(dòng)斷裂新概念提供了工程范例,打下了理論基礎(chǔ)。全新活動(dòng)斷裂新概念以地質(zhì)歷史觀為分析依據(jù),注意地質(zhì)年代尺度與工程年代尺度巨大差別,“回顧一萬年,展望一百年”。1%新概念得到業(yè)內(nèi)專家普遍贊同,列入《巖土工程勘察規(guī)范》,《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》結(jié)束在斷裂活動(dòng)性面前束手無策的被動(dòng)局面。計(jì)算預(yù)測與原型監(jiān)測日本關(guān)西國際機(jī)場人工島臺(tái)北101工程(案例11)日本關(guān)西國際機(jī)場人工島上部為厚20m吹填軟土,砂井處理;下臥層為厚120m洪積土,未處理。

勘探測試、計(jì)算理論先進(jìn)。設(shè)計(jì)階段,計(jì)算50年沉降:上部軟土沉降6.5m,機(jī)場開通時(shí)沉降結(jié)束;洪積土沉降1.5m,機(jī)場開通時(shí)預(yù)計(jì)幾十厘米。填土達(dá)標(biāo)高后6個(gè)月實(shí)測,上部軟土沉降5.5m,小于計(jì)算值;洪積土沉降1.5m,遠(yuǎn)大于預(yù)計(jì)值。重新勘探試驗(yàn)和計(jì)算,調(diào)整為上部軟土沉降5.5m,洪積土沉降5.5m,總沉降11.0m。機(jī)玚開通時(shí),按實(shí)測數(shù)據(jù)推算,50年總沉降10.34m,比調(diào)整計(jì)算小0.66m。本案例條件不復(fù)雜,問題在于參數(shù).。缺乏經(jīng)驗(yàn)情況下,即使工作認(rèn)真細(xì)致,技術(shù)水平高,沉降計(jì)算還是沒有把握,單純計(jì)算靠不住,原型監(jiān)測多重要!案例11

臺(tái)北國際金融中心大樓巖土工程主塔樓101層,裙房6層,地下室5層。塔樓、裙房均采用樁筏基礎(chǔ)塔樓筏板長98m,寬87m,樁380根,樁徑1.5m,入巖15~33m,

平均入巖23.3m。裙房樁167根,樁徑2.0m,入巖5~28m,

平均入巖15.5m?;拥叵逻B續(xù)墻圍護(hù),厚1.2m,深40~45m塔樓7道內(nèi)支撐。巖土工程師:陳斗生主要巖土工程問題為:

臺(tái)北斷層及其抗震設(shè)計(jì)問題;

地基基礎(chǔ)問題;

基坑支護(hù)與監(jiān)測問題??辈焯峁┑膸r土指標(biāo)有:

密度、含水量、液限、塑性指數(shù)、孔隙比、

總應(yīng)力黏聚力、總應(yīng)力內(nèi)摩擦角、

有效黏聚力、有效內(nèi)摩擦角、

壓縮指數(shù)、再壓縮指數(shù)、

不排水強(qiáng)度、巖石單軸抗壓強(qiáng)度、

壓縮波速度、剪切波速度樁基試驗(yàn)性施工和靜載試驗(yàn)

基巖頂面深度42~60m,塔樓區(qū)較淺,

向西南漸深。根據(jù)巖相分析和化石鑒定,為400~800

萬年前沉積的上新統(tǒng)桂竹林層,

主要為灰色細(xì)砂巖和粉砂巖,偶夾砂頁巖互層。上部10m膠結(jié)不好,質(zhì)地軟弱;10m以下膠結(jié)較好基礎(chǔ)方案選擇基礎(chǔ)方案時(shí),考慮了

施工機(jī)械與施工技術(shù)、

入巖的可行性、

檢驗(yàn)的難易程度、

工期和造價(jià)等因素。采用大口徑現(xiàn)場灌注樁,

塔樓為抗壓樁,裙房為抗拔樁?;A(chǔ)設(shè)計(jì)樁基靜載試驗(yàn):

量測不同深度樁身應(yīng)力和位移;

用16種方法對單樁承載力進(jìn)行分析評估;得到各層巖土的側(cè)阻力--深度曲線。以靜載試驗(yàn)成果參數(shù)為主,進(jìn)行結(jié)構(gòu)-樁-土相互作用分析。計(jì)算與實(shí)測的比較計(jì)算:塔樓中心沉降不超過6~8cm,結(jié)構(gòu)封頂時(shí)實(shí)測:沉降不大于2cm。計(jì)算結(jié)果令人滿意。沉降計(jì)算不可能很精確,計(jì)算模型在于實(shí)用,不過分追求先進(jìn)。重大工程、缺乏經(jīng)驗(yàn)工程,

一定的安全冗余是必要的。概念失誤和預(yù)測偏差概念失誤是原則性錯(cuò)誤。質(zhì)的錯(cuò)誤正常預(yù)測偏差一般由計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)與工程實(shí)際差別引起,與巖土工程特點(diǎn)有關(guān)。量的偏差為減小偏差:精心勘察設(shè)計(jì);現(xiàn)場原型試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工;加強(qiáng)工程監(jiān)測。計(jì)算可靠性有限的原因計(jì)算模式與實(shí)際條件的差別,以地基承載力和基坑降水為例;計(jì)算參數(shù)的不確定性,以壓縮系數(shù)和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)為例。地基承載力計(jì)算不如載荷試驗(yàn)推算;基坑降水計(jì)算有時(shí)不如經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。

2土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度案例6濟(jì)南萬科住宅群基礎(chǔ)與殘積土特性

工程概況7棟高層住宅,地上28~34層,地下2層,高度近100m,剪力墻結(jié)構(gòu),基底埋深7.2m。

地基土概況

地層:①填土、②黃土、③粉質(zhì)黏土、④卵石、⑤閃長巖殘積土、⑥全風(fēng)化閃長巖、⑦強(qiáng)風(fēng)化閃長巖、⑧中等風(fēng)化閃長巖。持力層:④卵石:局部夾硬塑~堅(jiān)硬粉質(zhì)黏土和黏土,部分膠結(jié),層位穩(wěn)定,未深寬修正承載力特征值400kPa,厚11.70~14.30m;主要下臥層:⑤閃長巖殘積土,土狀-粉細(xì)砂狀,普遍分布,厚度10m以上。

指標(biāo)平均值:含水量43.8、孔隙比1.342、壓縮模量3.76MPa、N=15.7,未深寬修正承載力特征值220kPa?;A(chǔ)方案天然地基2層地下窒,基礎(chǔ)埋深7.2m,持力層卵石?;讐毫?30~620kPa,修正后滿足,局部黏性土夾層適當(dāng)處理。下臥層殘積土承載力驗(yàn)算通過。主要問題:室內(nèi)試驗(yàn)壓縮模量低,高層建筑變形驗(yàn)算不能通過?;A(chǔ)方案樁基礎(chǔ)灌注樁,穿過④卵石、⑤閃長巖殘積土、⑥全風(fēng)化閃長巖、⑦強(qiáng)風(fēng)化閃長巖,以⑧中等風(fēng)化閃長巖為樁基持力層,嵌巖樁。樁端全斷面嵌入中風(fēng)化閃長巖不小于2倍樁徑。中風(fēng)化巖頂面起伏大,應(yīng)做樁基施工勘察。樁深27~41m,有效樁長20~30m,需穿過巨厚、膠結(jié)卵石及殘積土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖。補(bǔ)充測試和決策殘積土深層載荷試驗(yàn),結(jié)果,承載力特征值500kPa,變形模量28MPa。旁壓試驗(yàn)結(jié)果:承載力特征值432~529kPa,壓縮模量為20~27MPa。采用天然地基,補(bǔ)充原位測試數(shù)據(jù)。施工過程及施工后進(jìn)行沉降觀測,一般

1~2cm,最大22.5mm。殘積土特點(diǎn)沉積土:長途搬運(yùn)沉積,風(fēng)化碎屑經(jīng)撞擊、摩擦、氧化、溶解、分選,形成卵石、礫石、砂,顆粒堅(jiān)硬;黏性土蜂窩結(jié)構(gòu)或絮狀結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)土力學(xué)只考慮孔隙比變化,不考慮土??蓧嚎s性、可被壓碎,不研究土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。殘積土:原地殘留,未搬運(yùn)和分選,1保留巖石殘余凝聚力(結(jié)構(gòu)強(qiáng)度);2顆粒組成不明確,外力作用“顆?!笨蓧嚎s或壓碎,粒度變細(xì)。殘積土測試很不均勻,大小混雜,夾硬質(zhì)巖塊,不同母巖和不同風(fēng)化環(huán)境,

殘積土特性大不相同。試樣小代表性不足,試驗(yàn)數(shù)據(jù)離散性很大;取樣易擾動(dòng),殘余凝聚力或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極易破壞。原位測試為主,標(biāo)準(zhǔn)貫入、動(dòng)力觸探、

旁壓試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)等,以載荷試驗(yàn)為主確定地基承載力和變形參數(shù)。案例23墨西哥Texcoco抽水造湖與現(xiàn)場試驗(yàn)?zāi)鞲畿浲粒夯鹕交液粗谐练e,100%小于0.005mm,片狀,含水量達(dá)400%,塑限、液限以百計(jì)。原狀土十字板強(qiáng)度10kPa,靈敏度10以上。原狀土直立,搖晃幾下即成稀泥。抽取地下水,70年代地面沉降累計(jì)最大9m。砂層中井管高出地面數(shù)米。端承樁成“高樁承臺(tái)”,影響抗震性能。Texcoco改造項(xiàng)目軟黏土兩層,含水量約300%,孔隙比約10,上層厚35m,下層厚12m,中夾砂層,50m下是10m厚的砂層?,F(xiàn)為荒灘,擬改造為大公園。若干人工湖、排水渠道(總長18km,深5m)、高速公路、飛機(jī)場、污水處理場、植樹種草等大量原型試驗(yàn)研究厲時(shí)數(shù)年,工地成大實(shí)驗(yàn)室。項(xiàng)目:抽水造湖;補(bǔ)償式基礎(chǔ);樁基工程;堆方工程;機(jī)場跑道;高速公路;渠道開挖;土瓖改良,植樹種草。工程實(shí)施和使用過程中,繼續(xù)長期觀測。常規(guī)勘察是設(shè)計(jì)前期工作的一小部分。抽水造湖井距l(xiāng)60m,深60m,進(jìn)入下部砂層,井間設(shè)孔壓計(jì)。自然水位接近地面,井水位深平均30m,井間水位平均20m,深層沉降標(biāo)測分層壓縮。造湖面積4.2km×1.2km.5年抽水,體積壓縮總量l760萬m3。除邊緣外,沉降量約4m,180口井總抽水量700L/s。不用任何開挖設(shè)備和運(yùn)輸工具,

造價(jià)經(jīng)濟(jì),現(xiàn)場文明。天高不算高,人智高一超。平地沉作湖。不動(dòng)土一鍬。堆方試驗(yàn)為湖堤、高速公路,確定堆方穩(wěn)定性和沉降量,試段長l00m,高3m,頂寬20m,底寬60m。經(jīng)7年觀測,堆方中心沉降1.40m.測斜儀量測深部水平位移,平均5cm。結(jié)論:堆方壓力下豎向沉降為主.

水平位移很小,堆方穩(wěn)定。渠道開挖試驗(yàn)按常規(guī)計(jì)算,穩(wěn)定坡度1/12。

靈敏度高,不擾動(dòng),利用其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。兩個(gè)試驗(yàn)段,不用挖土機(jī)和運(yùn)輸車,

保持水位,用挖泥船水下開挖運(yùn)輸。挖深4m,坡度1/3。設(shè)監(jiān)測元件監(jiān)測

開挖、放水、灌水時(shí)的水平、垂直位移,

控制施工速度。

多次放水、灌水,四、五年觀測,邊坡穩(wěn)定,方法可行。樁基試驗(yàn)負(fù)摩擦試驗(yàn)試驗(yàn)樁長30m,三角形截面,邊長500mm。沿樁長設(shè)置觀測壓力元件。第一階段無附加荷載,觀測抽水地面沉降的負(fù)摩擦力;第二階段為加載試驗(yàn),考察時(shí)未開始。第一階段隨著抽水和地面沉降,從地表至22m,軸向壓力自上而下增加;22m下自上而下減小,樁端最小。中性點(diǎn)位置在22m,以上負(fù)摩擦,以下正摩擦。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的普遍性土的原狀結(jié)構(gòu)具有的強(qiáng)度,非壓密固結(jié)形成。幾乎所有土都有結(jié)構(gòu)性,成因和表現(xiàn)各不相同:黏性土:膠體化學(xué)、雙電層;黃土:鈣質(zhì)膠結(jié)架空結(jié)構(gòu);紅黏土:紅土化、上硬下軟、裂隙特征;膨脹土:親水礦物、反復(fù)脹縮、“裂土”;結(jié)晶巖殘積土:巖石的殘余凝結(jié)力;鹽漬土:陽離子和陰離子組分和含量;“硬殼層”:干縮形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;砂:粒狀土,不同排列不同強(qiáng)度,

黏聚力不一定是0;靈敏度反映結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,低靈敏黏土1~2,高靈敏黏土10以上。多數(shù)情況一旦破壞,很難恢復(fù)。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性軟土的觸變:膠體搖晃,凝膠--溶膠,靜止,溶膠--凝膠,

有結(jié)構(gòu)--無結(jié)構(gòu)的可逆過程,時(shí)間的函數(shù)。黏性土表面吸附膠體,

凝膠生成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,溶膠喪失結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。膠體顆粒小于0.002mm。粉土搖振效應(yīng)機(jī)制與上述觸變不同。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性紅土化:高溫高濕氧化環(huán)境下,堿金屬、堿土金屬、硅遷移;鐵、鋁氧化物積聚。黏粒聚集,負(fù)電荷與陽離子結(jié)合,

形成水穩(wěn)性好的結(jié)構(gòu)。鹽酸鹽紅黏土,下接基巖,上硬下軟,裂隙??紫侗雀撸合薷?,黏粒含量高,強(qiáng)度也高。強(qiáng)度形成不能用自重壓密和固結(jié)狀態(tài)解釋。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性黃土:干旱或半干旱環(huán)境生成,粉土顆粒以點(diǎn)接觸為主的架空結(jié)構(gòu),少量鹽晶和黏粒膠結(jié),水穩(wěn)性差。膨脹土:親水黏土礦物脹縮性;隨氣候反復(fù);超固結(jié)性:反復(fù)脹縮形成,側(cè)壓力系數(shù)很高;裂隙性:密集鏡面狀剪切裂隙;強(qiáng)度特性:隨含水量增大衰減;干濕循環(huán)破壞結(jié)構(gòu)性,重塑土脹縮性高于原狀土。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的多樣性膨脹土強(qiáng)度試驗(yàn):直剪、三軸剪意義不大,初始含水量不代表工程實(shí)況;

非飽和土參數(shù)不實(shí)際。放坡:自然穩(wěn)定坡角;擋土:不能用土壓公式計(jì)算,側(cè)壓力很高;構(gòu)造措施防增濕強(qiáng)度降低;地基:脹縮變形控制,大壓力有利;無理論計(jì)算方法,按脹縮性分級(jí)采取措施。傳統(tǒng)土力學(xué)的局限傳統(tǒng)土力學(xué)是重塑土力學(xué),飽和土力學(xué)。傳統(tǒng)土力學(xué)未考慮結(jié)構(gòu)性;非飽和土力學(xué)不成熟巖土工程用土力學(xué)應(yīng)注意其局限。黏性土的狀態(tài)----原狀土不同重塑土;固結(jié)試驗(yàn)----理論上限飽和土;三軸試驗(yàn)的固結(jié)和排水----理論上限飽和土土的結(jié)構(gòu)性難以用傳統(tǒng)土力學(xué)理論說明:孔隙水壓力與有效應(yīng)力原理;土的壓密狀態(tài)或固結(jié)狀態(tài);建立在有效應(yīng)力基礎(chǔ)上的強(qiáng)度理論和測試方法;沈珠江:土體結(jié)構(gòu)性數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)理論用原位測試和原型試驗(yàn)補(bǔ)充不足,載荷試驗(yàn)、試樁、試驗(yàn)性施工、原型監(jiān)測等。原型試驗(yàn)?zāi)鞲鏣EXCOCO;敦煌鹽脹性土(案例30);青藏鐵路(案例32);載荷試驗(yàn)、試樁:現(xiàn)場原型試驗(yàn)、試驗(yàn)性施工;《地基處理規(guī)范》:預(yù)壓、強(qiáng)夯、強(qiáng)夯置換、注漿、復(fù)合地基,均強(qiáng)調(diào)現(xiàn)場試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工;新編《高填方地基處理規(guī)范》《機(jī)場巖土工程設(shè)計(jì)規(guī)范》要求:高填方大面積施工前,在代表性場地進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工,確定或優(yōu)化施工方法和參數(shù)。3軟土地基的變形控制

案例4大理某住宅區(qū)軟土地基的過量沉降工程概況:共14幢住宅,1幢辦公樓,4~6層磚混結(jié)構(gòu),設(shè)構(gòu)造柱和圈梁。

毛石混凝土

條形基礎(chǔ),粉噴樁地基處理,做了靜載荷試驗(yàn),

通過了驗(yàn)收。建筑抗震設(shè)防烈度9度。平面布置地基條件鉆孔45個(gè),勘探深度40m。除表層人工填土外,深度40m范圍內(nèi)均為沖湖相和湖沼相,

土質(zhì)極軟,泥炭質(zhì)土含水量214%,孔隙比4.8;淤泥含水量72.6%,孔隙比2.0;黏土含水量73.8%,孔隙比2.0。地層穩(wěn)定,水平方向變化不大。

序號(hào)土名天然含水量w(%)天然孔隙比e壓縮模量Es(1-2)(MPa)承載力fak(kPa)層底平均深度

(m)1填土

2粉質(zhì)粉土30.00.825.7150

2-1粉土15.60.507.8160

2-2粉土23.10.616.71202.53粘土69.31.782.6803.64泥炭質(zhì)黏土214.04.81.1307.55淤泥72.62.01.63516.05-1泥炭質(zhì)黏土216.05.81.330

6粘土73.82.01.860

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)毛石混凝土條形基礎(chǔ),埋深1.5m?;A(chǔ)頂部設(shè)圈梁,粉噴樁地基處理,

樁長9m,樁徑500mm,置換率25.6%。處理后復(fù)合地基承載力150kPa,檢驗(yàn)全部滿足設(shè)計(jì)要求。復(fù)合地基靜載荷試驗(yàn)承壓板尺寸0.88m×0.88m,面積0.7744m2。最大加載為340kPa,

為設(shè)計(jì)荷載的2.77倍。荷載150kPa時(shí)

沉降量小于20mm。實(shí)施結(jié)果各樓號(hào)沉降量和傾斜均過大,最大沉降量近1m因上部結(jié)構(gòu)剛度較大,未見結(jié)構(gòu)開裂,但底層已影響使用。多次組織鑒定,中國建筑學(xué)會(huì)地基基礎(chǔ)委員會(huì)等三個(gè)組織聯(lián)合評審事故原因概念性分析曾有人認(rèn)為,置換率25%不夠,需36%才能滿足;粉噴樁用于泥炭土未做試驗(yàn);未做樁身取芯試驗(yàn);樁的有效長度不足;布樁數(shù)量不足;應(yīng)采用混凝土樁。如采用混凝土樁、置換率36%、做了試驗(yàn)、樁數(shù)、樁長足夠,過量沉降可以避免嗎?評審意見實(shí)質(zhì)是設(shè)計(jì)方案概念性失誤:基礎(chǔ)埋置過深,未充分利用硬殼層;用條形基礎(chǔ)不當(dāng),基底壓力過大,

超過復(fù)合地基下極軟土的承載能力;粉噴樁達(dá)不到控制沉降和差異沉降目的。在深不見底(勘察深度40m未揭穿)的極軟土上用任何增強(qiáng)體均無效果(包括樁基礎(chǔ))?;A(chǔ)荷載傳到復(fù)合地基,應(yīng)力并非到此為止,而是繼續(xù)向下傳遞。如復(fù)合地基落到硬層,沉降肯定不大;如雖無硬層,但模量增大,沉降會(huì)減少。復(fù)合地基下是極軟土,不會(huì)有明顯效果。厚層軟土上的復(fù)合地基必然大量沉降。樁基也要落在相對硬層,樁間土向下傳遞應(yīng)力泥炭土和淤泥土的區(qū)別淤泥:靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學(xué)作用形成,天然含水量大于液限,孔隙比大于1.5的粘性土。淤泥質(zhì)土:靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學(xué)作用形成,天然含水量大于液限,孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的粘性土或粉土。主要是微生物作用,有機(jī)質(zhì)充分分解,不含植物纖維。泥炭土和淤泥土的區(qū)別泥炭:含有大量未分解的腐殖質(zhì),且有機(jī)質(zhì)含量大于60%的土。泥炭質(zhì)土:含有大量未分解的腐殖質(zhì),且有機(jī)質(zhì)含量大于10%,小于或等于60%的土。沼澤沉積,含大量不同分解程度的腐殖質(zhì),孔隙比很大,重度很小,壓縮性高,固結(jié)和蠕變時(shí)間長;含較多纖維,有一定抗拉強(qiáng)度,可直立一定高度。工程性質(zhì)很差,不能作為天然地基。檢驗(yàn)的誤導(dǎo)承壓板面積0.88m×0.88m,板下有相當(dāng)厚的硬殼層,壓力影響范圍內(nèi)硬殼層起了重要作用。實(shí)際基礎(chǔ)尺寸比承壓板大得多,影響深得多,硬殼層下的軟土起了主要作用。復(fù)合地基載荷試驗(yàn)成果成了假象,誤導(dǎo)了設(shè)計(jì)。地基與結(jié)構(gòu)的剛?cè)嵯酀?jì)本案例雖沉降很大,但上部結(jié)構(gòu)未見損壞。差異沉降相同,硬土比軟土傷害大。硬土剛度大,適應(yīng)柔性結(jié)構(gòu),如膨脹土;軟土剛度小,加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度以控制差異沉降。如十字交叉基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)和箱形基礎(chǔ)。建筑體型簡單、增加隔墻、控制長高比等。概念清楚是關(guān)鍵對地基變形內(nèi)在機(jī)制的深刻理解:傳力過程、應(yīng)力分布、土的特性、與結(jié)構(gòu)的共同作用;包括天然地基、地基處理、樁基?;窘?jīng)驗(yàn)來自:地區(qū)觀測數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的長期積累:原型試驗(yàn)、原型監(jiān)測;專門性研究;計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)、安全系數(shù)的配套。地基基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用分析北京國家體育場(鳥巢)的地基基礎(chǔ)工程(案例2)北京豐聯(lián)廣場大廈地基與基礎(chǔ)的共同作用分析(案例12)變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)北京望京新城兩項(xiàng)目基礎(chǔ)工程的變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)(案例3)

4飽和土的擠土效應(yīng)案例8武漢某高層住宅的樁基失穩(wěn)事故地上l8層,地下l層,總高度56.6m,

鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。

地下室底板埋深原設(shè)計(jì)5m,

夯擴(kuò)樁,

樁徑480mm,單樁承載力l000kN。實(shí)際樁長l6.0~20.0m,

樁端持力層粉細(xì)砂,穿過厚度13m的淤泥和

淤泥質(zhì)土,進(jìn)入粉細(xì)砂層深度約0.8m。地基條件人工填土,厚1.5~6.0m;高壓縮性淤泥,厚9.4~14.4m高壓縮性淤泥質(zhì)黏土,厚2.2~2.4m

兩層總厚度12.4~16.8m;

含水量最高78.1%,平均58.0%;

孔隙比最大2.30,平均1.63;

壓縮模量最小1.2MPa,平均2.0MPa。稍密-中密粉細(xì)砂,夯擴(kuò)樁持力層,以下為砂卵石、基巖。事故概況結(jié)構(gòu)封頂后,突然向東北方向傾斜,頂端位移470mm?;A(chǔ)東北角沉降54~55mm,西南角沉降僅5mm,對角傾斜1.2%。搶救措施:東北角挖土卸載,注漿加固,打7根錨桿靜壓樁;西南角加載5000kN。第18天突然轉(zhuǎn)向西北方向傾斜,第22天頂端位移達(dá)2884mm,建筑重心偏移1442mm。第二天實(shí)施爆破。從發(fā)現(xiàn)傾斜到爆破拆除,僅隔三個(gè)星期。事故原因分析上述過程可見,傾斜是群樁失穩(wěn),變形呈發(fā)散和不穩(wěn)定態(tài),不是樁端下土壓縮造成的不均勻沉降。1樁型選擇不當(dāng):夯擴(kuò)樁是擠土樁,淤泥和淤泥質(zhì)土對擠土極為敏感;2

樁端進(jìn)入持力層僅0.8m:側(cè)向有十幾米厚的淤泥和淤泥質(zhì)土,約束力嚴(yán)重不足;3

樁身嚴(yán)重缺陷:三類樁占被檢測樁的20%;4基坑開挖失控:僅部分地段設(shè)置粉噴樁,致淤泥移動(dòng),推動(dòng)樁體偏移,336根樁中有172根樁位偏移超過規(guī)范,最大1700mm;5

歪樁正接:336根樁完成l90根時(shí),底板提高2m。偏位樁接長2m,樁身成折線。6應(yīng)急措施不當(dāng):對失穩(wěn)性質(zhì)缺乏正確判斷,采取挖土、注漿、堆載措施糾傾,加速失穩(wěn)。巍巍鋼骨水泥樓,歪斜旋動(dòng)不可收。只緣淤泥無約束,可憐一瞬石渣流。案例7昆明某工程基礎(chǔ)事故的概念設(shè)計(jì)問題綜合樓,地面以上4部分:①28層筒體塔樓,高109.0m;②主體部分26層;③副體部分18層;④純地下室。筏基底板長78.6m,寬35.9m,埋深近11.0m。框架剪力墻結(jié)構(gòu),振動(dòng)沉管樁+梁板式筏板,樁徑500mm,有效樁長21.5m,滿堂布置。樁距:1.8mx1.8m和1.8mx2.lm兩種。單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值:1100kN,靜載荷試驗(yàn)確定。筏板主梁:1.40m×2.30m,次梁0.60m×2.18m;筏板厚度:筒體部分1.0m,其余0.6m。筏基平面地基條件70m深度內(nèi)全部為第四紀(jì)沉積物,前期為湖相粘土、泥炭層,中期為湖相粘土及含粉細(xì)砂的粉土層,后期為沖洪積粘土、圓礫和粉土層。穩(wěn)定地下水位埋深1.2~1.6m。筏基座落在粉土層④上,樁端持力層為粘土層⑧(相對軟弱)。事故主要表現(xiàn)筏基主、次梁及筏板開裂、滲漏。上部結(jié)構(gòu)也有裂縫。筒體附近出現(xiàn)最早,最密集。事故原因的概念性分析飽和粘性土中采用擠土樁,

樁數(shù)多,樁距??;樁尖持力層為軟弱土;均勻布樁,筏板太薄。荷載不均勻,地基軟弱,或加大基礎(chǔ)剛度,筏板足夠厚或用箱基;或采用變剛度調(diào)平設(shè)計(jì),對應(yīng)荷載分布布樁。受力明確,荷載傳遞路徑短,減小結(jié)構(gòu)內(nèi)力,減少結(jié)構(gòu)變形和次應(yīng)力。荷載和剛度差異如此之大,采取基本均勻布樁,筏板做得如此之?。⌒〗Y(jié)擠土效應(yīng):飽和土和非飽和土,

強(qiáng)透水土和弱透水土,

擠土樁和非擠土樁。

其他實(shí)例:福州、丹東軟土側(cè)向約束和樁進(jìn)入持力層深度工程師的判斷力5基坑隆起和水患廣東某工程工程概況地面以上27層,總高99.8m,地面以下4層,基坑深度16.5m。地下室平面尺寸為:

東西寬約70m,南北長約90m。土質(zhì)概況海積、海陸交互沉積,厚度極不均勻,海陸交互沉積以下為殘積土,頂面深約23m。支護(hù)結(jié)構(gòu)無嵌固深度的逆作擋墻+鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐;攪拌樁加旋噴樁截水圍幕。鋼筋混凝土直墻分6層,鋼支撐4層,

分別支撐在第一、二、四、五層直墻上。

標(biāo)高為-3m、-6.5m、-10m、-13.5m。每層直墻分35段,鋼支撐13道,每角有3道,45度角對撐,東西向水平支撐一道。事故經(jīng)過擋土墻從上至下逆作施工,4月10日第四層擋墻封閉,開挖深度應(yīng)11.7m,但實(shí)測已達(dá)15.0m,局部16.8m,低于第四層鋼支撐。此時(shí)第四層鋼支撐尚未安裝,第三層還有1號(hào)和13號(hào)未安裝。4月28日測試,超過130MPa的已達(dá)24個(gè),超過150MPa的已達(dá)20個(gè)。第一層支撐受壓構(gòu)件變成了受拉構(gòu)件。4月30日,發(fā)現(xiàn)擋墻下沉和傾斜明顯增加。5月2、3日連續(xù)暴雨,加速險(xiǎn)情。5月6日上午,坑外地表累計(jì)下沉176mm,下午2時(shí),基坑南面鋼支撐連續(xù)爆裂、端部多處開裂、脫落、失穩(wěn),坑底土隆起200mm。4時(shí)全線撤離,居民疏散。4點(diǎn)30分,坑內(nèi)頻繁爆裂聲響,東南角首先坍塌,墻體后仰滑入坑內(nèi)。接著西南角也后仰滑入坑內(nèi),坑外3棟房屋整體滑入坑內(nèi)(滑距20余米)。晚上8時(shí)許,整個(gè)基坑全部倒塌。由于人員撤離及時(shí),未造成人員死亡。事故原因分析1地質(zhì)條件復(fù)雜;2嚴(yán)重超挖;3設(shè)計(jì)方案重大失誤。軟土深基坑采用無嵌固深度的混凝土擋墻逆作圍護(hù),嚴(yán)重概念性錯(cuò)誤。

設(shè)計(jì)者僅考慮側(cè)土壓力,忘記了豎向力的問題。隨基坑加深,基坑內(nèi)外豎向壓力差越來越大,如土質(zhì)好,可依靠承載力平衡;如土質(zhì)軟,壓力超過土的強(qiáng)度,必然產(chǎn)生塑性流動(dòng)和破壞,表現(xiàn)在坑內(nèi)隆起,護(hù)壁后仰,整體滑動(dòng)。無嵌固直墻基底隆起土釘墻基底承載力不足

引發(fā)隆起破壞

案例17安貞雅園地下車庫基坑事故

基坑深度:13.0m。周邊情況復(fù)雜:西側(cè)距坑邊13m:兩座居民樓、兩個(gè)化糞池;化糞池與基坑間:新回填土,有污水管道;緊鄰坑邊:

電纜管道、燃?xì)夤艿?、上下水管道等?;訃o(hù)土釘與錨桿組合的復(fù)合土釘墻,共8道,第1道深2.0m,以下間隔均1.5m。第2、3、4、5道為錨桿,配2根16mm鋼筋;第2、3道長度13m;第4、5道長度12m。第1、6、7、8道為土釘,鋼筋直徑22mm,長度第1道12m;

第6、7、8道10m、9m、8m。地質(zhì)條件人工填土,厚度1.50~4.20m;②粉質(zhì)黏土、重粉質(zhì)黏土;③粉質(zhì)黏土、③1砂質(zhì)粉土、黏質(zhì)粉土;④粉質(zhì)黏土、重粉質(zhì)黏土;⑤1中砂、細(xì)砂、⑤卵石、圓礫;⑥卵石、圓礫;⑦粉質(zhì)黏土、重粉質(zhì)黏土。地下水位埋深1.05~2.40m。事故第二、三排土釘施工時(shí)孔內(nèi)有少量臭水,邊坡無異常。5月6日,5號(hào)樓東側(cè)污水井涌水,地面積水。5月7日,地面方磚輕微下沉。5月8日,疏通管道,未徹底,中午污水井抽水,避免繼續(xù)外溢。5月6日,5號(hào)樓東側(cè)污水井向上涌水,致地面積水。5月7日地面方磚輕微下沉。5月8日疏通管道,未徹底。中午從污水井抽水,避免繼續(xù)外溢。5月9日早晨,方磚嚴(yán)重下沉。挖開發(fā)現(xiàn)兩個(gè)化糞池4個(gè)出口管道接口錯(cuò)位。排出污水不能流入污水管道,滲入基坑。隨即化糞池抽水,坡面混凝土局部崩裂,加大。5月10日早晨,方磚嚴(yán)重下沉,局部斷裂。開始疏導(dǎo)小區(qū)車輛,準(zhǔn)備斷水、斷電、斷氣。8點(diǎn)05分,西側(cè)北段下滑,10分鐘南段下滑,最深下滑8~9m,整體向東推入坑內(nèi)。原因分析基坑不深,環(huán)境復(fù)雜。土釘和錨桿組合支護(hù),土釘需一定位移才能發(fā)揮,錨桿為了限制位移,二者不能同步發(fā)揮。墻面柔性,錨桿并非固定在護(hù)坡樁上,控制位移能力有限。土釘與錨桿的作用有本質(zhì)不同??舆呑詠硭?、電力、燃?xì)?、污水管道、化糞池,采用了難以控制位移的支護(hù)方案,不妥。

原因分析事故直接原因:坑側(cè)污水管道錯(cuò)位堵塞,污水滲入土內(nèi),降低土的強(qiáng)度,增加水壓力(或滲透力),增加土重,促使土體加大位移。土體位移加大進(jìn)一步增大管道錯(cuò)位和漏水,進(jìn)一步增加土重和水壓力,降低強(qiáng)度,如此反復(fù)惡性循環(huán),最終導(dǎo)致整體滑坡。水患是北方基坑大敵,

絕大多數(shù)基坑事故與水患有關(guān)。某基坑水患案例15北京郊區(qū)某工程的基坑滲透破壞

滲透破壞概況上部粉土和黏性土,厚約12m;下部巨厚新近系長辛店礫石層(卵石,半膠結(jié))。地下水位:地面以下2m?;娱L76m,寬38m,深9.1m,放坡開挖,坑中坑。

天然地基,粉土和粉黏為持力層。降水回灌結(jié)合,36個(gè)降水井,井深12m,到達(dá)長辛店礫石層頂面,回灌井在降水井外圍。實(shí)施挖至7m,再挖一鏟發(fā)現(xiàn)地下水,水位深8.1m,水量較大。認(rèn)為上覆粉土和黏性土豎向滲透系數(shù)遠(yuǎn)大于水平滲透系數(shù),估計(jì)為2m/d。無法繼續(xù)降水。基坑內(nèi)側(cè)周邊強(qiáng)行挖至深度9.4m(深于基坑標(biāo)高300mm),碎石回填成盲溝,集水坑抽出。問題繼續(xù)開挖,接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)冒水,似“泉眼”;盲溝頂部“橡皮土”,開挖較淺處情況正常。坑內(nèi)4處載荷試驗(yàn)(實(shí)際完成2處)。

壓板面積2m2,要求承載力特征值250kPa。實(shí)際:1號(hào)極限承載力350kPa;2號(hào)不正常,加載很小即大量沉降,未能完成。地基土嚴(yán)重?cái)_動(dòng),放棄天然地基,用樁基礎(chǔ)。判斷失誤,方案失誤是滲透破壞,非滲透系數(shù)垂直遠(yuǎn)大于水平。自然水位2m,基坑深9.1m,降水井深12m,礫石層頂,深于基坑底不到3m,有回灌井。含水層滲透性強(qiáng)、厚度大,降水井全深度在弱透水性土中,抽水只能井底進(jìn)入,不能有效降低礫石層水頭。周邊盲溝排水對上層滯水和降深不大潛水有效,本案例強(qiáng)透水層水頭高出坑底7.1m,盲溝降水不可能。滲透破壞土體骨架由于滲透力作用而發(fā)生的破壞現(xiàn)象,主要包括流土和管涌。流土:向上滲流地下水流速超過臨界狀態(tài),滲透力使水流逸出處的土粒處于懸浮狀態(tài),造成地面隆起、水土流失的現(xiàn)象。

管涌:滲流作用下,土中的細(xì)粒通過骨架孔隙通道隨滲流水從內(nèi)部逐漸向外流失,形成管狀通道,可使土體破壞的現(xiàn)象。流土與管涌的區(qū)別流土:發(fā)生在顆粒較細(xì)而均勻的土中;管涌:發(fā)生在顆粒粗細(xì)不均勻的土中。流土:發(fā)生時(shí)土粒全面懸浮,迅速失去強(qiáng)度;管涌:開始流失細(xì)顆粒,逐漸發(fā)展為管狀通道,漸進(jìn)式破壞。

流土比管涌更危險(xiǎn)。突涌:力學(xué)平衡問題,開挖速度較快,承壓水頭將黏性土拱破,形成裂縫,水土涌出,坑底隆起、破壞。壓力超越臨界度,基坑頓成萬泉湖。

強(qiáng)度盡失地基毀,一池泥水難排除。

6岸邊液化案例25岸邊地震液化和地震液化的基本經(jīng)驗(yàn)

工程概況6層磚混住宅區(qū),無地下室。場地:400m×600m,位于一級(jí)階地邊緣,略向漫灘傾斜,坡度2%。東側(cè)為河漫灘,階地高于河漫灘約3m。地基概況耕土:粉質(zhì)黏土:厚2.5~5.4m;細(xì)砂:N=8~10,1.2~2.1m;粉質(zhì)黏土:厚3.3~4.4m;中砂:N=24~32,厚5.0~7.0m;粉質(zhì)黏土:未揭穿。液化判別按當(dāng)時(shí)《工業(yè)與民用建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》判別上層砂土可液化,下層砂土不液化。上層砂土厚度小,液化輕微,不作地基處理??梢夯瘜与m很薄,但向河漫灘傾斜,地震液化可能導(dǎo)致場地滑移,后果嚴(yán)重,應(yīng)地基處理,消除液化。地震液化廣義液化:按有效應(yīng)力原理,土的抗剪強(qiáng)度為:飽和土在動(dòng)力、靜力或滲透作用下,由固體轉(zhuǎn)為液體,抗剪強(qiáng)度喪失的現(xiàn)象。松砂剪縮,孔壓迅速上升,剪應(yīng)變迅速增加而破壞;密砂孔壓和剪應(yīng)變保持穩(wěn)定變化,荷載相當(dāng)高時(shí)強(qiáng)度仍不破壞。2003年7月1目上海4號(hào)地鐵越江隧道突涌事故

規(guī)范液化判別方法的由來開始時(shí)引進(jìn)Seed簡化法,擾動(dòng)砂樣制成密度與原狀土“相等”試樣,動(dòng)三軸儀液化試驗(yàn),代入Seed公式,判斷液化。試驗(yàn)可重復(fù)性很差,試樣失去原狀結(jié)構(gòu),密度與原狀土不能相等,還有儀器、動(dòng)應(yīng)力模擬、用于現(xiàn)場判別等問題。作為研究手段不錯(cuò);解決工程問題,不現(xiàn)實(shí)。改用“概念加經(jīng)驗(yàn)”方法。概念:影響液化的主要因素地震設(shè)防烈度、地震分組;場地條件:土性(砂土、粉土及其密實(shí)度)、

上覆壓力、水位。N值表征密實(shí)度:松砂和密砂在循環(huán)荷載作用下

表現(xiàn)完全不同?;蛴渺o力觸探,不用動(dòng)三鈾試驗(yàn)。深度表征上覆有效壓力。經(jīng)驗(yàn):現(xiàn)場調(diào)查測試

統(tǒng)計(jì)分析分別在液化場地和非液化場地進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn)(以噴水冒砂為標(biāo)志),1970年通海地震、1975年海城地震、1976年唐山地震等,將試驗(yàn)成果用兩組判別統(tǒng)計(jì)分析

(“液化組”和“非液化組”),多次調(diào)整修改后得到現(xiàn)行規(guī)范的判別方法判別方法的局限性不確定因素多,隨機(jī)性強(qiáng),只大致判斷。液化與非液化交叉,液化組與非液化組均有不成功子樣。判別成功率90%,并非可靠性90%。地震烈度、地震分組、地震歷時(shí)的不確定性;只考慮黏粒含量,粗、中、細(xì)、粉砂一律對待;液化后密實(shí)度不能真正代表液化前密實(shí)度。參與統(tǒng)計(jì)子樣代表性有限,將局部地區(qū)經(jīng)驗(yàn)推廣到全國,可靠性不會(huì)太高,方法的簡捷和實(shí)用花了很多專家和科技人員的心血:尋找既科學(xué)又簡便的判別方法,現(xiàn)場原位測試,大量計(jì)算分析。理論雖不完善,但簡便、實(shí)用,可靠性優(yōu)于基于動(dòng)三軸試驗(yàn)的Seed法。了解其中問題,才能自覺應(yīng)用。理性認(rèn)識(shí)深刻,解決問題簡捷。認(rèn)識(shí)問題是大道理,要憧;解決問題是硬道理,要做。平原液化平原液化地基失效與噴水冒砂有關(guān)。噴冒水土流失,地面嚴(yán)重變形,無法計(jì)算。計(jì)算震陷評價(jià)液化,不會(huì)有良好前景。振動(dòng)使松砂趨密產(chǎn)生超靜水壓力,超靜壓消散噴水冒砂實(shí)質(zhì)是滲透破壞,使土變松。噴冒使土極不均勻,模型試驗(yàn)噴冒前“水夾層”唐山三次試驗(yàn):震后2個(gè)月深部砂土變密,淺部變松;震后11個(gè)月淺部恢復(fù)。密實(shí)度和強(qiáng)度變化復(fù)雜,前期振動(dòng)液化增密,后期滲流液化變松,固結(jié)恢復(fù)有較長時(shí)間過程。岸邊液化斜坡岸邊液化失穩(wěn)與側(cè)向擴(kuò)展或滑移有關(guān),后果比噴水冒砂更嚴(yán)重。液化層很薄,也發(fā)生嚴(yán)重后果?!督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》液化指數(shù)計(jì)算和液化程度判別,其實(shí)只適用于噴水冒砂。側(cè)向擴(kuò)展實(shí)例:天津毛條廠。臨近河岸,柱向河岸側(cè)移,房頂垮塌。唐山地震、阪神淡路地震唐山液化滑移張裂阿拉斯加1964年8.4級(jí)(9.2級(jí))地震長1000km,寬800km的范圍內(nèi)地殼形變,下陷12m,上升11.6m。小島移動(dòng)15m。地面斷裂長60km,斷層崖高11m。液化滑坡體長2400m,從20m高的懸崖滑出150m,直達(dá)海中。至少70棟房屋被毀,道路、電力、通訊、自來水、煤氣破壞。港口下陷1m多,嚴(yán)重破壞,改為旅游區(qū)。阿拉斯加1964年8.4級(jí)(9.2級(jí))地震海嘯:每11.5小時(shí)一次,最大一次浪高30m,倒卷時(shí)高50m。波及日本、加州、直至南極。加州第一次浪高6m,第二次9m,沖毀房屋百棟。地面大變形,巖層破裂長8公里,與海溝平行。地面與房屋像海浪起伏,翻騰,裂口張合。市區(qū)出現(xiàn)深3.66m,寬15.23m大裂縫,一男子和兩個(gè)兒子掉入吞沒。阪神-淡路1995年7.3級(jí)地震兩人工島液化嚴(yán)重,幾乎所有岸壁崩塌,滑向大海,跨海大橋損壞嚴(yán)重,神戶港頓失生機(jī)。碼頭、防波堤、貨場及附屬結(jié)構(gòu)均損害;地面大規(guī)模下陷,最大1m以上,致地面龜裂、基礎(chǔ)淘空等;樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物未倒塌,但四周地面下陷剝離,基礎(chǔ)外露。唐山地震不同自振周期的表現(xiàn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》4.3.16在故河道以及臨近河岸、海岸和邊坡等有液化側(cè)向擴(kuò)展或流滑可能的地段內(nèi)不宜修建永久性建筑,否則應(yīng)進(jìn)行抗滑動(dòng)驗(yàn)算、采取防土體滑動(dòng)措施或結(jié)構(gòu)抗裂措施。怎樣對待規(guī)范?規(guī)范要遵守,但不能盲目,基本概念和基本經(jīng)驗(yàn)不能忘記。規(guī)范的權(quán)威性;規(guī)范的作用;規(guī)范局限性:1規(guī)范只規(guī)定量大面廣普遍性問題,不能包含一切特殊問題。2規(guī)范只規(guī)定成熟被公認(rèn)的經(jīng)驗(yàn),爭議尚無定論的問題先放一放,繼續(xù)探索和積累。神圣化、絕對化,盲目、迷信,有害。在理解科學(xué)原理和基本經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上執(zhí)行。標(biāo)準(zhǔn)化改革解決“亂”結(jié)構(gòu)不合理,矛盾重復(fù)、“軟”約束不力、“低”水平低的問題。政府主導(dǎo),側(cè)重?;荆?/p>

強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn):國標(biāo),全文強(qiáng)制,包括引用;

推薦性標(biāo)準(zhǔn):國標(biāo)、行標(biāo)、地標(biāo),無強(qiáng)條。市場為主,側(cè)重提高競爭力:

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn);

企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。7巖溶探測和治理案例29長昆客專懷化南站

巖溶的綜合探測技術(shù)地質(zhì)和工程概況長沙至昆明高鐵

懷化南站第四系雜填土、粉質(zhì)黏土、黏土,含礫砂,厚一般10~20m?;鶐r為白云質(zhì)灰?guī)r,中厚-厚層,節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖溶強(qiáng)烈發(fā)育,全場分布。巖溶水連通性好,孔隙潛水和地表水下滲補(bǔ)給。填方可能巖溶塌陷。采用低樁板和橋結(jié)構(gòu),將荷載通過鉆孔樁直接作用在完整巖體上,一柱一樁,最大樁長84.0m地質(zhì)和工程概況溶洞埋深3.7~79.0m,洞高0.2~24.30m,

多無充填。鉆孔遇洞率70.9%,線溶率0.36%~48.57%。

地下水位多高于可溶巖頂板。溶洞大小、深淺和分布極不規(guī)律,

單純鉆探無法查明。結(jié)合鉆探,采用地震波CT和管波技術(shù),

解決了難題。探測方法例如:一個(gè)橋墩16根樁為一組,

縱向樁間距6.0m,橫向樁間距5.5m,4鉆孔,取芯鑒定;兼管波探測;兼地震CT激發(fā)孔和接收孔,相鄰孔間孔透。地震CT最大孔透距離24.4m,最小16.5m。發(fā)現(xiàn)孔底溶洞依然發(fā)育時(shí)加深,以最深溶洞底板下10~15m控制,確??椎淄暾鶐r。地震波CT利用射線走時(shí)重構(gòu)巖土波速分布,堅(jiān)硬完整巖體波速高,裂隙、溶蝕、空洞低速異常。

波速差異是探測的物理基礎(chǔ)。一發(fā)多收扇形系統(tǒng),組成密集交叉射線網(wǎng)絡(luò)。激發(fā)深度間隔1.0m,接收深度間隔0.5m,反演形成被測區(qū)域波形圖像,劃分巖體性質(zhì),確定溶洞、溶蝕、裂隙發(fā)育帶等的分布。管波技術(shù)液體與固體相鄰,液體振動(dòng)在界面附近產(chǎn)生沿界面?zhèn)鞑サ慕缑娌?,稱廣義瑞利波??變?nèi)稱管波。管波在孔壁外一定范圍內(nèi)沿鉆孔軸向傳播,除在孔徑變化、孔底和孔液表面產(chǎn)生反射外,在管波有效探測范圍內(nèi)任何波阻抗變化都會(huì)產(chǎn)生反射。波阻抗變化必是孔側(cè)存在不良地質(zhì)體(溶洞、溶蝕、軟層、風(fēng)化帶、裂隙發(fā)育帶等)。管波能量強(qiáng)、衰減慢,很容易識(shí)別。有效探測半徑2.0m,分辨力0.3m,豎向探測精度非常高。有效探測半徑為2.0m,分辨能力為0.3m,具有非常高的垂向探測精度。

有效探測半徑為2.0m,分辨能力為0.3m,具有非常高的垂向探測精度。

有效探測半徑為2.0m,分辨能力為0.3m,具有非常高的垂向探測精度。

優(yōu)勢互補(bǔ)鉆探:直接勘探手段;但孔徑不足一百毫米,“一孔之見”,不能查明洞隙分布和形態(tài)。地震波CT:提供大量孔間信息,全面;

但某些條件不易正確解釋。管波:范圍不大;但精度很高,彌補(bǔ)鉆孔和地震波CT不足,直徑2m對樁基很有價(jià)值。三種方法優(yōu)勢互補(bǔ),達(dá)到有效查明樁基相關(guān)地段隱伏洞隙目的。對工程物探的期待本案例使我們豁然開朗,物探不僅可在勘察前期提供線索,還可在施工圖設(shè)計(jì)和施工階段發(fā)揮不可或缺作用,能發(fā)現(xiàn)樁基相關(guān)部位大于0.5m的洞隙,還能檢驗(yàn)鉆孔的真實(shí)性,做得如此精確!物探可以為工程建設(shè)做更大貢獻(xiàn),物探可以成為勘察工作的主力軍,為工程物探的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步增強(qiáng)了信心。鬼斧神工千百態(tài),鑿成陷阱工程栽。鉆探管波加CT,勾出洞隙免受災(zāi)。案例27唐山市體育中心

巖溶塌陷治理唐山市體育中心巖溶塌陷概況1988年6月6日,第二田徑訓(xùn)練館地面塌陷,深6.5m,面積約35m2。碎石填滿。6月15日再塌陷,兩混凝土柱陷入,房頂坍塌,同時(shí)主席臺(tái)西北角地面沉陷,2001年4月最大沉陷達(dá)47cm,面積496m2,成危險(xiǎn)建筑。1991年始,多次勘察,未進(jìn)行治理勘察設(shè)計(jì)。為迎接2001年9月18日全國陶瓷博覽會(huì),市政府決定對巖溶塌陷徹底勘察和治理。塌陷松動(dòng)帶塌陷范圍土體被潛蝕、破壞,形成松動(dòng)帶,強(qiáng)度明顯降低,標(biāo)貫錘擊數(shù)顯著低于正常值。明豐房地產(chǎn)公司場地標(biāo)貫試驗(yàn)14次,錘擊數(shù)最大僅6擊,有的測不出錘擊數(shù);

正常地層黏

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