中华人民共和国国家标准 岩 土 工 程 勘 察规范GB 50021--- 2001 5
5.3 危岩和崩塌
5.3.1 拟建工程场地或其附近存在对工程安全有影响的危岩或崩塌时,应进行危岩和崩塌勘察。
5.3.2 危岩和崩塌勘察宜在可行性研究或初步勘察阶段进行,应查明产生崩塌的条件及其规模、类型、范围,并对工程建设适宜性进行评价,提出防治方案的建议。
5.3.3 危岩和崩塌地区工程地质测绘的比例尺宜采用1:500~1:1000;崩塌方向主剖面的比例尺宜采用1:200。除应符合本规范第8 章的规定外,尚应查明下列内容:
1 地形地貌及崩塌类型、规模、范围、崩塌体的大小和崩落方向;
2 岩体基本质量等级、岩性特征和风化程度;
3地质构造,岩体结构类型,结构面的产状、组合关系、闭合程度、力学属性、延展及贯穿情况;
4 气象(重点是大气降水)、水文、地震和地下水的活动;
5 崩塌前的迹象和崩塌原因;
6 当地防治崩塌的经验。
5.3.4 当需判定危岩的稳定性时,宜对张裂缝进行监测。对有较大危害的大型危岩,应结合监测结果,对可能发生崩塌的时间、规模、滚落方向、途径、危害范围等做出预报。
5.3.5 各类危岩和崩塌的岩土工程评价应符合下列规定:
1 规模大,破坏后果很严重,难于治理的,不宜作为工程场地,线路应绕避;
2规模较大,破坏后果严重的,应对可能产生崩塌的危岩进行加固处理,线路应采取防护措施;
3 规模小,破坏后果不严重的,可作为工程场地,但应对不稳定危岩采取治理措施。
5.3.6 危岩和崩塌区的岩土工程勘察报告除应遵守本规范第14 章的规定外,尚应阐明危岩和崩塌区的范围、类型、作为工程场地的适宜性,并提出防治方案的建议。
5.4 泥石流
5.4.1 拟建工程场地或其附近有发生泥石流的条件并对工程安全有影响时,应进行专门的泥石流勘察。
5.4.2 泥石流勘察应在可行性研究或初步勘察阶段进行,应查明泥石流的形成条件和泥石流的类型、规模、发育阶段、活动规律,并对工程场地做出适宜性评价,提出防治方案的建议。
5.4.3 泥石流勘察应以工程地质测绘和调查为主。测绘范围应包括沟谷至分水岭的全部地段和可能受泥石流影响的地段。测绘比例尺,对全流域宜采用1:50000;对中下游可采用1:2000~1:10000。除应符合本规范第8 章的规定外,尚应调查下列内容:
1 冰雪融化和暴雨强度、一次最大降雨量,平均及最大流量,地下水活动等情况;
2 地形地貌特征,包括沟谷的发育程度、切割情况,坡度、弯曲、粗糙程度,并划分泥石流的形成区、流通区和堆积区,圈绘整个沟谷的汇水面积;
3形成区的水源类型、水量、汇水条件、山坡坡度,岩层性质和风化程度;查明断裂、滑坡、崩塌、岩堆等不良地质作用的发育情况及可能形成泥石流固体物质的分布范围、储量;
4 流通区的沟床纵横坡度、跌水、急湾等特征;查明沟床两侧山坡坡度、稳定程度,沟床的冲淤变化和泥石流的痕迹;
5 堆积区的堆积扇分布范围,表面形态,纵坡,植被,沟道变迁和冲淤情况;查明堆积物的性质、层次、厚度、一般粒径和最大粒径;判定堆积区的形成历史、堆积速度,估算一次最大堆积量;
6泥石流沟谷的历史,历次泥石流的发生时间、频数、规模、形成过程、暴发前的降雨情况和暴发后产生的灾害情况;
7开矿弃渣、修路切坡、砍伐森林、陡坡开荒和过度放牧等人类活动情况;
8当地防治泥石流的经验。
5.4.4 当需要对泥石流采取防治措施时,应进行勘探测试,进一步查明泥石流堆积物的性质、结构、厚度、固体物质含量、最大粒径、流速、流量、冲出量和淤积量。
5.4.5 泥石流的工程分类,宜遵守本规范附录C 的规定。
5.4.6 泥石流地区工程建设适宜性的评价,应符合下列要求:
1Ⅰ1 类和Ⅱ1 类泥石流沟谷不应作为工程场地,各类线路宜避开;
2Ⅰ2 类和Ⅱ2 类泥石流沟谷不宜作为工程场地,当必须利用时应采取治理措施;线路应避免直穿堆积扇,可在沟口设桥(墩)通过;
3Ⅰ3 类和Ⅱ3 类泥石流沟谷可利用其堆积区作为工程场地,但应避开沟口;线路可在堆积扇通过,可分段设桥和采取排洪、导流措施,不宜改沟、并沟;
4 当上游大量弃渣或进行工程建设,改变了原有供排平衡条件时,应重新判定产生新的泥石流的可能性。
5.4.7 泥石流岩土工程勘察报告,除应遵守本规范第14 章的规定外,尚应包括下列内容:
1 泥石流的地质背景和形成条件;
2形成区、流通区、堆积区的分布和特征,绘制专门工程地质图;
3 划分泥石流类型,评价其对工程建设的适宜性;
4 泥石流防治和监测的建议。
5.5 采空区
5.5.1 本节适用于老采空区、现采空区和未来采空区的岩土工程勘察。采空区勘察应查明老采空区上覆岩层的稳定性,预测现采空区和未来采空区的地表移动、变形的特征和规律性;判定其作为工程场地的适宜性。
5.5.2 采空区的勘察宜以搜集资料、调查访问为主,并应查明下列内容:
1 矿层的分布、层数、厚度、深度、埋藏特征和上覆岩层的岩性、构造等;
2 矿层开采的范围、深度、厚度、时间、方法和顶板管理,采空区的塌落、密实程度、空隙和积水等;
3 地表变形特征和分布,包括地表陷坑、台阶、裂缝的位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与地质构造、开采边界、工作面推进方向等的关系;
4 地表移动盆地的特征,划分中间区、内边缘区和外边缘区,确定地表移动和变形的特征值;
5 采空区附近的抽水和排水情况及其对采空区稳定的影响;
6 搜集建筑物变形和防治措施的经验。
5.5.3 对老采空区和现采空区,当工程地质调查不能查明采空区的特征时,应进行物探和钻探。
5.5.4 对现采空区和未来采空区,应通过计算预测地表移动和变形的特征值,计算方法可按现行标准《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》执行。
5.5.5 采空区宜根据开采情况,地表移动盆地特征和变形大小,划分为不宜建筑的场地和相对稳定的场地,并宜符合下列规定:
1 下列地段不宜作为建筑场地:
1)在开采过程中可能出现非连续变形的地段;
2)地表移动活跃的地段;
3)特厚矿层和倾角大于55度的厚矿层露头地段;
4)由于地表移动和变形引起边坡失稳和山崖崩塌的地段;
5)地表倾斜大于10mm/m,地表曲率大于0.6mm/㎡或地表水平变形大于6mm/m 的地段。
2 下列地段作为建筑场地时,应评价其适宜性:
1)采空区采深采厚比小于30 的地段;
2)采深小,上覆岩层极坚硬,并采用非正规开采方法的地段;
3)地表倾斜为3~10mm/m,地表曲率为0.2~ 0.6mm/㎡或地表水平变形为2~6mm/m 的地段。
5.5.6 采深小、地表变形剧烈且为非连续变形的小窑采空区,应通过搜集资料、调查、物探和钻探等工作,查明采空区和巷道的位置、大小、埋藏深度、开采时间、开采方式、回填塌落和充水等情况;并查明地表裂缝、陷坑的位置、形状、大小、深度、延伸方向及其与采空区的关系;
5.5.7 小窑采空区的建筑物应避开地表裂缝和陷坑地段。对次要建筑且采空区采深采厚比大于30,地表已经稳定时可不进行稳定性评价;当采深采厚比小于30 时,可根据建筑物的基底压力、采空区的埋深、范围和上覆岩层的性质等评价地基的稳定性,并根据矿区经验提出处理措施的建议。
5.6 地面沉降
5.6.1 本节适用于抽吸地下水引起水位或水压下降而造成大面积地面沉降的岩土工程勘察。
5.6.2 对已发生地面沉降的地区,地面沉降勘察应查明其原因和现状,并预测其发展趋势,提出控制和治理方案。
对可能发生地面沉降的地区,应预测发生的可能性,并对可能的沉降层位做出估计,对沉降量进行估算,提出预防和控制地面沉降的建议。
5.6.3 对地面沉降原因,应调查下列内容:
1 场地的地貌和微地貌;
2 第四纪堆积物的年代、成因、厚度、埋藏条件和土性特征,硬土层和软弱压缩层的分布;
3 地下水位以下可压缩层的固结状态和变形参数;
4 含水层和隔水层的埋藏条件和承压性质,含水层的渗透系数、单位涌水量等水文地质参数;
5 地下水的补给、径流、排泄条件、含水层间或地下水与地面水的水力联系;
6 历年地下水位、水头的变化幅度和速率;
7 历年地下水的开采量和回灌量,开采或回灌的层段;
8 地下水位下降漏斗及回灌时地下水反漏斗的形成和发展过程。
5.6.4 对地面沉降现状的调查,应符合下列要求:
1 按精密水准测量要求进行长期观测,并按不同的结构单元设置高程基准标、地面沉降标和分层沉降标;
2 对地下水的水位升降,开采量和回灌量,化学成分,污染情况和孔隙水压力消散、增长情况进行观测;
3 调查地面沉降对建筑物的影响,包括建筑物的沉降、倾斜、裂缝及其发生时间和发展过程;
4 绘制不同时间的地面沉降等值线图,并分析地面沉降中心与地下水位下降漏斗的关系及地面回弹与地下水位反漏斗的关系;
5 绘制以地面沉降为特征的工程地质分区图。
5.6.5 对已发生地面沉降的地区,可根据工程地质和水文地质条件,建议采取下列控制和治理方案:
1 减少地下水开采量和水位降深,调整开采层次,合理开发,当地面沉降发展剧烈时,应暂时停止开采地下水;
2 对地下水进行人工补给,回灌时应控制回灌水源的水质标准,以防止地下水被污染;
3 限制工程建设中的人工降低地下水位。
5.6.6 对可能发生地面沉降的地区应预测地面沉降的可能性和估算沉降量,并可采取下列预测和防治措施:
1 根据场地工程地质、水文地质条件,预测可压缩层的分布;
2 根据抽水压密试验、渗透试验、先期固结压力试验、流变试验、载荷试验等的测试成果和沉降观测资料,计算分析地面沉降量和发展趋势;
3 提出合理开采地下水资源,限制人工降低地下水位及在地面沉降区内进行工程建设应采取措施的建议。
5.7 场地和地基的地震效应
5.7.1 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,并应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范,提出勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。
5.7.2 在抗震设防烈度等于或大于6 度的地区进行勘察时,应划分场地类别,划分对抗震有利、不利或危险的地段。
5.7.3 对需要采用时程分析的工程,应根据设计要求,提供土层剖面、覆盖层厚度和剪切波速度等有关参数。任务需要时,可进行地震安全性评估或抗震设防区划。
5.7.4 为划分场地类别布置的勘探孔,当缺乏资料时,其深度应大于覆盖层厚度。当覆盖层厚度大于80m 时,勘探孔深度应大于80m,并分层测定剪切波速。10 层和高度30m 以下的丙类和丁类建筑,无实测剪切波速时,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的规定,按土的名称和性状估计土的剪切波速。
5.7.5 抗震设防烈度为6 度时,可不考虑液化的影响,但对沉陷敏感的乙类建筑,可按7 度进行液化判别。甲类建筑应进行专门的液化勘察。
5.7.6 场地地震液化判别应先进行初步判别,当初步判别认为有液化可能时,应再作进一步判别。液化的判别宜采用多种方法,综合判定液化可能性和液化等级。
5.7.7 液化初步判别除按现行国家有关抗震规范进行外,尚宜包括下列内容进行综合判别:
1 分析场地地形、地貌、地层、地下水等与液化有关的场地条件;
2 当场地及其附近存在历史地震液化遗迹时,宜分析液化重复发生的可能性;
3 倾斜场地或液化层倾向水面或临空面时,应评价液化引起土体滑移的可能性。
5.7.8 地震液化的进一步判别应在地面以下15m 的范围内进行;对于桩基和基础埋深大于5m 的天然地基,判别深度应加深至20m。对判别液化而布置的勘探点不应少于3 个,勘探孔深度应大于液化判别深度。
5.7.9 地震液化的进一步判别,除应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的规定执行外,尚可采用其他成熟方法进行综合判别。
当采用标准贯入试验判别液化时,应按每个试验孔的实测击数进行。在需作判定的土层中,试验点的竖向间距宜为1.0 ~1.5m,每层土的试验点数不宜少于6 个。
5.7.10 凡判别为可液化的土层、应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011)的规定确定其液化指数和液化等级。
勘察报告除应阐明可液化的土层、各孔的液化指数外,尚应根据各孔液化指数综合确定场地液化等级。
5.7.11 抗震设防烈度等于或大于7 度的厚层软土分布区,宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量。
5.7.12 场地或场地附近有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空区等不良地质作用时,应进行专门勘察,分析评价在地震作用时的稳定性。
5.8 活动断裂
5.8.1 抗震设防烈度等于或大于7 度的重大工程场地应进行活动断裂(以下简称断裂)勘察。断裂勘察应查明断裂的位置和类型,分析其活动性和地震效应,评价断裂对工程建设可能产生的影响,并提出处理方案。
对核电厂的断裂勘察,应按核安全法规和导则进行专门研究。
5.8.2 断裂的地震工程分类应符合下列规定:
1 全新活动断裂为在全新地质时期(一万年)内有过地震活动或近期正在活动,在今后一百年可能继续活动的断裂;全新活动断裂中、近期(近500 年来)发生过地震震级M≥5级的断裂,或在今后100 年内,可能发生M≥5级的断裂,可定为发震断裂;
2 非全新活动断裂:一万年以前活动过,一万年以来没有发生过活动的断裂。
5.8.3 全新活动断裂可按表5.8.3 分级。
5.8.4 断裂勘察,应搜集和分析有关文献档案资料,包括卫星航空相片,区域构造地质,强震震中分布,地应力和地形变,历史和近期地震等。
5.8.5 断裂勘察工程地质测绘,除应符合本规范第8 章的要求外,尚应包括下列内容的调查:
1 地形地貌特征:山区或高原不断上升剥蚀或有长距离的平滑分界线;非岩性影响的陡坡、峭壁、深切的直线形河谷,一系列滑坡、崩塌和山前叠置的洪积扇;定向断续线形分布的残丘、洼地、沼泽、芦苇地、盐碱地、湖泊、跌水、泉、温泉等;水系定向展布或同向扭曲错动等。
2 地质特征:近期断裂活动留下的第四系错动,地下水和植被的特征;断层带的破碎和胶结特征等;深色物质宜采用放射性碳14(C14)法,非深色物质宜采用热释光法或铀系法,测定已错断层位和未错断层位的地质年龄,并确定断裂活动的最新时限。
3 地震特征:与地震有关的断层、地裂缝、崩塌、滑坡、地震湖、河流改道和砂土液化等。
5.8.6 大型工业建设场地,在可行性研究勘察时,应建议避让全新活动断裂和发震断裂。避让距离应根据断裂的等级、规模、性质、覆盖层厚度、地震烈度等因素,按有关标准综合确定。非全新活动断裂可不采取避让措施,但当浅埋且破碎带发育时,可按不无均匀地基处理。
6 特殊性岩土
6.1 湿陷性土
6.1.1 本节适用于干旱和半干旱地区除黄土以外的湿陷性碎石土、湿陷性砂土和其他湿陷性土的岩土工程勘察。对湿陷性黄土的勘察应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025)执行。
6.1.2 当不能取试样做室内湿陷性试验时,应采用现场载荷试验确定湿陷性。在200kPa 压力下浸水载荷试验的附加湿陷量与承压板宽度之比等于或大于0.023 的土,应判定为湿陷性土。
6.1.3 湿陷性土场地勘察,除应遵守本规范第4 章的规定外,尚应符合下列要求:
1 勘探点的间距应按本规范第4 章的规定取小值。对湿陷性土分布极不均匀的场地应加密勘探点;
2 控制性勘探孔深度应穿透湿陷性土层;
3 应查明湿陷性土的年代、成因、分布和其中的夹层、包含物、胶结物的成分和性质;
4 湿陷性碎石土和砂土,宜采用动力触探试验和标准贯入试验确定力学特性;
5 不扰动土试样应在探井中采取;
6 不扰动土试样除测定一般物理力学性质外,尚应作土的湿陷性和湿化试验;
7 对不能取得不扰动土试样的湿陷性土,应在探井中采用大体积法测定密度和含水量;
8 对于厚度超过2m 的湿陷性土,应在不同深度处分别进行浸水载荷试验,并应不受相邻试验的浸水影响。
6.1.4 湿陷性土的岩土工程评价应符合下列规定:
1 湿陷性土的湿陷程度划分应符合表6.1.4 的规定;
2 湿陷性土的地基承载力宜采用载荷试验或其他原位测试确定;
3 对湿陷性土边坡,当浸水因素引起湿陷性土本身或其与下伏地层接触面的强度降低时,应进行稳定性评价。
6.1.5 湿陷性土地基受水浸湿至下沉稳定为止的总湿陷量Δs(cm),应按下式计算:
6.1.6 湿陷性土地基的湿陷等级应按表6.1.6 判定。
6.1.7 湿陷性土地基的处理应根据土质特征、湿陷等级和当地建筑经验等因素综合确定。
6.2 红粘土
6.2.1 本节适用于红粘土(含原生与次生红粘土)的岩土工程勘察。颜色为棕红或褐黄,覆盖于碳酸盐岩系之上,其液限大于或等于50%的高塑性粘土,应判定为原生红粘土。原生红粘土经搬运、沉积后仍保留其基本特征,且其液限大于45%的粘土,可判定为次生红粘土。
6.2.2 红粘土地区的岩土工程勘察,应着重查明其状态分布、裂隙发育特征及地基的均匀性。
1 红粘土的状态除按液性指数判定外,尚可按表6.2.2-1 判定;
2 红粘土的结构可根据其裂隙发育特征按表6.2.2-2 分类;
3 红粘土的复浸水特性可按表6.2.2-3 分类;
4 红粘土的地基均匀性可按表6.2.2-4 分类。
6.2.3 红粘土地区的工程地质测绘和调查应按本规范第8 章的规定进行,并着重查明下列内容:
1 不同地貌单元红粘土的分布、厚度、物质组成、土性等特征及其差异;
2 下伏基岩岩性、岩溶发育特征及其与红粘土土性、厚度变化的关系;
3 地裂分布、发育特征及其成因,土体结构特征,土体中裂隙的密度、深度、延展方向及其发育规律;
4 地表水体和地下水的分布、动态及其与红粘土状态垂向分带的关系;
5 现有建筑物开裂原因分析,当地勘察、设计、施工经验等。
6.2.4 红粘土地区勘探点的布置,应取较密的间距,查明红粘土厚度和状态的变化。初步勘察勘探点间距宜取30~50m;详细勘察勘探点间距,对均匀地基宜取12~24m,对不均匀地基宜取6~12m。厚度和状态变化大的地段,勘探点间距还可加密。各阶段勘探孔的深度可按本规范第4.1 节的有关规定执行。对不均匀地基,勘探孔深度应达到基岩。
对不均匀地基、有土洞发育或采用岩面端承桩时,宜进行施工勘察,其勘探点间距和勘探孔深度根据需要确定。
6.2.5 当岩土工程评价需要详细了解地下水埋藏条件、运动规律和季节变化时,应在测绘调查的基础上补充进行地下水的勘察、试验和观测工作。有关要求按本规范第7 章的规定执行。