中华人民共和国国家标准 岩 土 工 程 勘 察规范GB 50021--- 2001 6
6.2.6 红粘土的室内试验除应满足本规范第11 章的规定外,对裂隙发育的红粘土应进行三轴剪切试验或无侧限抗压强度试验。必要时,可进行收缩试验和复浸水试验。当需评价边坡稳定性时,宜进行重复剪切试验。
6.2.7 红粘土的地基承载力应按本规范第4.1.24 条的规定确定。当基础浅埋、外侧地面倾斜、有临空面或承受较大水平荷载时,应结合以下因素综合考虑确定红粘土的承载力:
1 土体结构和裂隙对承载力的影响;
2 开挖面长时间暴露,裂隙发展和复浸水对土质的影响。
6.2.8 红粘土的岩土工程评价应符合下列要求:
1 建筑物应避免跨越地裂密集带或深长地裂地段;
2 轻型建筑物的基础埋深应大于大气影响急剧层的深度;炉窑等高温设备的基础应考虑地基土的不均匀收缩变形;开挖明渠时应考虑土体干湿循环的影响;在石芽出露的地段,应考虑地表水下渗形成的地面变形;
3 选择适宜的持力层和基础形式,在满足本条第2 款要求的前提下,基础宜浅埋,利用浅部硬壳层,并进行下卧层承载力的验算;不能满足承载力和变形要求时,应建议进行地基处理或采用桩基础;
4 基坑开挖时宜采取保湿措施,边坡应及时维护,防止失水干缩。
6.3 软土
6.3.1 天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土应判定为软土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。
6.3.2 软土勘察除应符合常规要求外,尚应查明下列内容:
1 成因类型、成层条件、分布规律、层理特征、水平向和垂直向的均匀性;
2 地表硬壳层的分布与厚度、下伏硬土层或基岩的埋深和起伏;
3 固结历史、应力水平和结构破坏对强度和变形的影响;
4 微地貌形态和暗埋的塘、浜、沟、坑、穴的分布、埋深及其填土的情况;
5 开挖、回填、支护、工程降水、打桩、沉井等对软土应力状态、强度和压缩性的影响;
6 当地的工程经验。
6.3.3 软土地区勘察宜采用钻探取样与静力触探结合的手段。勘探点布置应根据土的成因类型和地基复杂程度确定。当土层变化较大或有暗埋的塘、浜、沟、坑、穴时应予加密。
6.3.4 软土取样应采用薄壁取土器,其规格应符合本规范第9 章的要求。
6.3.5 软土原位测试宜采用静力触探试验、旁压试验、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验和螺旋板载荷试验。
6.3.6 软土的力学参数宜采用室内试验、原位测试,结合当地经验确定。有条件时,可根据堆载试验、原型监测反分析确定。抗剪强度指标室内宜采用三轴试验,原位测试宜采用十字板剪切试验。
压缩系数、先期固结压力、压缩指数、回弹指数、固结系数、可分别采用常规固结试验、高压固结试验等方法确定。
6.3.7 软土的岩土工程评价应包括下列内容:
1 判定地基产生失稳和不均匀变形的可能性;当工程位于池塘、河岸、边坡附近时,应验算其稳定性;
2 软土地基承载力应根据室内试验,原位测试和当地经验,并结合下列因素综合确定:
1)软土成层条件、应力历史、结构性、灵敏度等力学特性和排水条件;
2)上部结构的类型、刚度、荷载性质和分布,对不均匀沉降的敏感性;
3)基础的类型、尺寸、埋深和刚度等;
4)施工方法和程序。
3 当建筑物相邻高低层荷载相差较大时,应分析其变形差异和相互影响;当地面有大面积堆载时,应分析对相邻建筑物的不利影响;
4 地基沉降计算可采用分层总和法或土的应力历史法,并应根据当地经验进行修正,必要时,应考虑软土的次固结效应;
5 提出基础形式和持力层的建议;对于上为硬层,下为软土的双层土地基应进行下卧层验算。
6.4 混合土
6.4.1 由细粒土和粗粒土混杂且缺乏中间粒径的土应定名为混合土。
当碎石土中粒径小于0.075mm 的细粒土质量超过总质量的25%时,应定名为粗粒混合土;当粉土或粘性土中粒径大于2mm的粗粒土质量超过总质量的25%时,应定名为细粒混合土。
6.4.2 混合土的勘察应符合下列要求:
1 查明地形和地貌特征,混合土的成因、分布,下卧土层或基岩的埋藏条件;
2 查明混合土的组成,均匀性及其在水平方向和垂直方向上的变化规律;
3 勘探点的间距和勘探孔的深度除应满足本规范第4 章的要求外,尚应适当加密加深;
4 应有一定数量的探井,并应采取大体积土试样进行颗粒分析和物理力学性质测定;
5 对粗粒混合土宜采用动力触探试验,并应有一定数量的钻孔或探井检验;
6 现场载荷试验的承压板直径和现场直剪试验的剪切面直径都应大于试验土层最大粒径的5倍,载荷试验的承压板面积不应小于0.5㎡,直剪试验的剪切面面积不宜小于0.25㎡。
6.4.3 混合土的岩土工程评价应包括下列内容:
1 混合土的承载力应采用载荷试验、动力触探试验并结合当地经验确定;
2 混合土边坡的容许坡度值可根据现场调查和当地经验确定。对重要工程应进行专门试验研究。
6.5 填土
6.5.1 填土根据物质组成和堆填方式,可分为下列四类:
1 素填土:由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种材料组成,不含杂物或含杂物很少;
2 杂填土:含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物;
3 冲填土:由水力冲填泥砂形成;
4 压实填土:按一定标准控制材料成分、密度、含水量、分层压实或夯实而成。
6.5.2 填土勘察应包括下列内容:
1 搜集资料,调查地形和地物的变迁,填土的来源、堆积年限和堆积方式;
2 查明填土的分布、厚度、物质成分、颗粒级配、均匀性、密实性、压缩性和湿陷性;
3 判定地下水对建筑材料的腐蚀性。
6.5.3 填土勘察应在本规范第4 章规定的基础上加密勘探点,确定暗埋的塘、浜、坑的范围。勘探孔的深度应穿透填土层。
勘探方法应根据填土性质确定。对由粉土或粘性土组成的素填土,可采用钻探取样、轻型钻具与原位测试相结合的方法;对含较多粗粒成分的素填土和杂填土宜采用动力触探、钻探、并应有一定数量的探井。
6.5.4 填土的工程特性指标宜采用下列测试方法确定:
1 填土的均匀性和密实度宜采用触探法,并辅以室内试验;
2 填土的压缩性、湿陷性宜采用室内固结试验或现场载荷试验;
3 杂填土的密度试验宜采用大容积法;
4 对压实填土,在压实前应测定填料的最优含水量和最大干密度,压实后应测定其干密度,计算压实系数。
6.5.5 填土的岩土工程评价应符合下列要求:
1 阐明填土的成分、分布和堆积年代,判定地基的均匀性、压缩性和密实度;必要时应按厚度、强度和变形特性分层或分区评价;
2 对堆积年限较长的素填土、冲填土和由建筑垃圾或性能稳定的工业废料组成的杂填土,当较均匀和较密实时可作为天然地基;由有机质含量较高的生活垃圾和对基础有腐蚀性的工业废料组成的杂填土,不宜作为天然地基;
3 填土地基承载力应按本规范第4.1.24 条的规定综合确定;
4 当填土底面的天然坡度大于20%时,应验算其稳定性。
6.5.6 填土地基基坑开挖后应进行施工验槽。处理后的填土地基应进行质量检验。对复合地基,宜进行大面积载荷试验。
6.6 多年冻土
6.6.1 含有固态水,且冻结状态持续二年或二年以上的土,应判定为多年冻土。
6.6.2 根据融化下沉系数§0 的大小,多年冻土可分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级,并应符合表6.6.2 的规定。冻土的平均融化下沉系数§0 可按下式计算:
式中h1、e1-- 冻土试样融化前的高度(mm)和孔隙比;
h2、e2-- 冻土试样融化后的高度(mm)和孔隙比。
6.6.3 多年冻土勘察应根据多年冻土的设计原则、多年冻土的类型和特征进行,并应查明下列内容:
1 多年冻土的分布范围及上限深度;
2 多年冻土的类型、厚度、总含水量、构造特征、物理力学和热学性质;
3 多年冻土层上水、层间水和层下水的赋存形式、相互关系及其对工程的影响;
4 多年冻土的融沉性分级和季节融化层土的冻胀性分级;
5 厚层地下冰、冰椎、冰丘、冻土沼泽、热融滑塌、热融湖塘、融冻泥流等不良地质作用的形态特征、形成条件、分布范围、发生发展规律及其对工程的危害程度。
6.6.4 多年冻土地区勘探点的间距,除应满足本规范第4 章的要求外,尚应适当加密。勘探孔的深度应满足下列要求:
1 对保持冻结状态设计的地基,不应小于基底以下2 倍基础宽度,对桩基应超过桩端以下3~5m;
2 对逐渐融化状态和预先融化状态设计的地基,应符合非冻土地基的要求;
3 无论何种设计原则,勘探孔的深度均宜超过多年冻土上限深度的1.5 倍;
4 在多年冻土的不稳定地带,应查明多年冻土下限深度;当地基为饱冰冻土或含土冰层时,应穿透该层。
6.6.5 多年冻土的勘探测试应满足下列要求:
1 多年冻土地区钻探宜缩短施工时间,宜采用大口径低速钻进,终孔直径不宜小于108mm,必要时可采用低温泥浆,并避免在钻孔周围造成人工融区或孔内冻结;
2 应分层测定地下水位;
3 保持冻结状态设计地段的钻孔,孔内测温工作结束后应及时回填;
4 取样的竖向间隔,除应满足本规范第4 章的要求外,在季节融化层应适当加密,试样在采取、搬运、贮存、试验过程中应避免融化;
5 试验项目除按常规要求外,尚应根据需要,进行总含水量、体积含冰量、相对含冰量、未冻水含量、冻结温度、导热系数、冻胀量、融化压缩等项目的试验;对盐渍化多年冻土和泥炭化多年冻土,尚应分别测定易溶盐含量和有机质含量;
6 工程需要时,可建立地温观测点,进行地温观测;
7 当需查明与冻土融化有关的不良地质作用时,调查工作宜在二月至五月份进行;多年冻土上限深度的勘察时间宜在九、十月份。
6.6.6 多年冻土的岩土工程评价应符合下列要求:
1 多年冻土的地基承载力,应区别保持冻结地基和容许融化地基,结合当地经验用载荷试验或其他原位测试方法综合确定,对次要建筑物可根据邻近工程经验确定;
2 除次要工程外,建筑物宜避开饱冰冻土、含土冰层地段和冰椎、冰丘、热融湖、厚层地下冰,融区与多年冻土区之间的过渡带,宜选择坚硬岩层、少冰冻土和多冰冻土地段以及地下水位或冻土层上水位低的地段和地形平缓的高地。
6.7 膨胀岩土
6.7.1 含有大量亲水矿物,湿度变化时有较大体积变化,变形受约束时产生较大内应力的岩土,应判定为膨胀岩土。膨胀土的初判应符合本规范附录D 的规定;终判应在初判的基础上按本节第6.7.7 条进行。
6.7.2 膨胀岩土场地,按地形地貌条件可分为平坦场地和坡地场地。符合下列条件之一者应划为平坦场地:
1 地形坡度小于5度,且同一建筑物范围内局部高差不超过1m;
2 地形坡度大于5度小于14度,与坡肩水平距离大于10m 的坡顶地带。
不符合以上条件的应划为坡地场地。
6.7.3 <, /SPAN>膨胀岩土地区的工程地质测绘和调查应包括下列内容:
1 查明膨胀岩土的岩性、地质年代、成因、产状、分布以及颜色、节理、裂缝等外观特征;
2 划分地貌单元和场地类型,查明有无浅层滑坡、地裂、冲沟以及微地貌形态和植被情况;
3 调查地表水的排泄和积聚情况以及地下水类型、水位和变化规律;
4 搜集当地降水量、蒸发力、气温、地温、干湿季节、干旱持续时间等气象资料,查明大气影响深度;
5 调查当地建筑经验。
6.7.4 膨胀岩土的勘察应遵守下列规定:
1 勘探点宜结合地貌单元和微地貌形态布置;其数量应比非膨胀岩土地区适当增加,其中采取试样的勘探点不应少于全部勘探点的1/2;
2 勘探孔的深度,除应满足基础埋深和附加应力的影响深度外,尚应超过大气影响深度;控制性勘探孔不应小于8m,一般性勘探孔不应小于5m;
3 在大气影响深度内,每个控制性勘探孔均应采取Ⅰ、Ⅱ级土试样,取样间距不应大于1.0m,在大气影响深度以下,取样间距可为1.5~2.0m;一般性勘探孔从地表下1m 开始至5m 深度内,可取Ⅲ级土试样,测定天然含水量。
6.7.5 膨胀岩土的室内试验,除应遵守本规范第11 章的规定外,尚应测定下列指标:
1 自由膨胀率;
2 一定压力下的膨胀率;
3 收缩系数;
4 膨胀力。
6.7.6 重要的和有特殊要求的工程场地,宜进行现场浸水载荷试验、剪切试验或旁压试验。对膨胀岩应进行粘土矿物成分、体膨胀量和无侧限抗压强度试验。对各向异性的膨胀岩土,应测定其不同方向的膨胀率、膨胀力和收缩系数。
6.7.7 对初判为膨胀土的地区,应计算土的膨胀变形量、收缩变形量和胀缩变形量,并划分胀缩等级。计算和划分方法应符合现行国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112)的规定。有地区经验时,亦可根据地区经验分级。
当拟建场地或其邻近有膨胀岩土损坏的工程时,应判定为膨胀岩土,并进行详细调查,分析膨胀岩土对工程的破坏机制,估计膨胀力的大小和胀缩等级。
6.7.8 膨胀岩土的岩土工程评价应符合下列规定:
1 对建在膨胀岩土上的建筑物,其基础埋深、地基处理、桩基设计、总平面布置、建筑和结构措施、施工和维护,应符合现行国家标准《膨胀土地区建筑技术规范》(GBJ112)的规定;
2 一级工程的地基承载力应采用浸水载荷试验方法确定;二级工程宜采用浸水载荷试验;三级工程可采用饱和状态下不固结不排水三轴剪切试验计算或根据已有经验确定;
3 对边坡及位于边坡上的工程,应进行稳定性验算;验算时应考虑坡体内含水量变化的影响;均质土可采用圆弧滑动法,有软弱夹层及层状膨胀岩土应按最不利的滑动面验算;具有胀缩裂缝和地裂缝的膨胀土边坡,应进行沿裂缝滑动的验算。
6.8 盐渍岩土
6.8.1 岩土中易溶盐含量大于0.3% ,并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性时,应判定为盐渍岩土。
6.8.2 盐渍岩按主要含盐矿物成分可分为石膏盐渍岩、芒硝盐渍岩等。盐渍土根据其含盐化学成分和含盐量可按表6.8.2-1 和6.8.2-2 分类。
6.8.3 盐渍岩土地区的调查工作,应包括下列内容:
1 盐渍岩土的成因、分布和特点;
2 含盐化学成分、含盐量及其在岩土中的分布;
3 溶蚀洞穴发育程度和分布;
4 搜集气象和水文资料;
5 地下水的类型、埋藏条件、水质、水位及其季节变化;
6 植物生长状况;
7 含石膏为主的盐渍岩石膏的水化深度,含芒硝较多的盐渍岩,在隧道通过地段的地温情况;
8 调查当地工程经验。
6.8.4 盐渍岩土的勘探测试应符合下列规定:
1 除应遵守本规范第4 章规定外,勘探点布置尚应满足查明盐渍岩土分布特征的要求;
2 采取岩土试样宜在干旱季节进行,对用于测定含盐离子的扰动土取样,宜符合表6.8.4 的规定;
3 工程需要时,应测定有害毛细水上升的高度;
4 应根据盐渍土的岩性特征,选用载荷试验等适宜的原位测试方法,对于溶陷性盐渍土尚应进行浸水载荷试验确定其溶陷性;
5 对盐胀性盐渍土宜现场测定有效盐胀厚度和总盐胀量,当土中硫酸钠含量不超过1%时,可不考虑盐胀性;
6 除进行常规室内试验外,尚应进行溶陷性试验和化学成分分析,必要时可对岩土的结构进行显微结构鉴定;
7 溶陷性指标的测定可按湿陷性土的湿陷试验方法进行。
6.8.5 盐渍岩土的岩土工程评价应包括下列内容:
1 岩土中含盐类型、含盐量及主要含盐矿物对岩土工程特性的影响;
2 岩土的溶陷性、盐胀性、腐蚀性和场地工程建设的适宜性;
3 盐渍土地基的承载力宜采用载荷试验确定,当采用其他原位测试方法时,应与载荷试验结果进行对比;
4 确定盐渍岩地基的承载力时,应考虑盐渍岩的水溶性影响;
5 盐渍岩边坡的坡度宜比非盐渍岩的软质岩石边坡适当放缓,对软弱夹层、破碎带应部分或全部加以防护;
6 盐渍岩土对建筑材料的腐蚀性评价应按本规范第12 章执行。
6.9 风化岩和残积土
6.9.1 岩石在风化营力作用下,其结构、成分和性质已产生不同程度的变异,应定名为风化岩。已完全风化成土而未经搬运的应定名为残积土。
6.9.2 风化岩和残积土的勘察应着重查明下列内容:
1 母岩地质年代和岩石名称;
2 按本规范附录A 表A.0.3 划分岩石的风化程度;
3 岩脉和风化花岗岩中球状风化体(孤石)的分布;
4 岩土的均匀性、破碎带和软弱夹层的分布;
5 地下水赋存条件。
6.9.3 风化岩和残积土的勘探测试应符合下列要求:
1 勘探点间距应取本规范第4 章规定的小值;
2 应有一定数量的探井;
3 宜在探井中或用双重管、三重管采取试样,每一风化带不应少于3 组;
4 宜采用原位测试与室内试验相结合,原位测试可采用圆锥动力触探、标准贯入试验、波速测试和载荷试验;
5 室内试验除应按本规范第11 章的规定执行外,对相当于极软岩和极破碎的岩体,可按土工试验要求进行,对残积土,必要时应进行湿陷性和湿化试验。
6.9.4 对花岗岩残积土,应测定其中细粒土的天然含水量ωf、塑限ωP、液限ωL。
6.9.5 花岗岩类残积土的地基承载力和变形模量应采用载荷试验确定。有成熟地方经验时,对于地基基础设计等级为乙级、丙级的工程,可根据标准贯入试验等原位测试资料,结合当地经验综合确定。
6.9.6 风化岩和残积土的岩土工程评价应符合下列要求:
1 对于厚层的强风化和全风化岩石,宜结合当地经验进一步划分为碎块状、碎屑状和土状;厚层残积土可进一步划分为硬塑残积土和可塑残积土,也可根据含砾或含砂量划分为粘性土、砂质粘性土和砾质粘性土;
2 建在软硬互层或风化程度不同地基上的工程,应分析不均匀沉降对工程的影响;
3 基坑开挖后应及时检验,对于易风化的岩类,应及时砌筑基础或采取其他措施,防止风化发展;
4 对岩脉和球状风化体(孤石),应分析评价其对地基(包括桩基)的影响,并提出相应的建议。
6.10 污染土
6.10.1 由于致污物质侵入改变了物理力学性状的土,应判定为污染土。污染土的定名可在原分类名称前冠以"污染"二字。
6.10.2 污染土场地包括可能受污染的拟建场地、受污染的拟建场地和受污染的已建场地三类。污染土场地的勘察和评价应包括下列内容:
1 查明污染前后土的物理力学性质、矿物成分和化学成分等;
2 查明污染源、污染物的化学成分、污染途径、污染史等;
3 查明污染土对金属和混凝土的腐蚀性;
4 查明污染土的分布,按照有关标准划分污染等级;
5 查明地下水的分布、运动规律及其与污染作用的关系;
6 提出污染土的力学参数,评价污染土地基的工程特性;
7 提出污染土的处理意见。
6.10.3 污染土的勘探点和采取试样间距应适当加密。当有地下水时,应在勘探孔的不同深度采取水试样。
6.10.4 污染土的承载力宜采用载荷试验和其他原位测试确定,并进行污染土与未污染土的对比试验。
6.10.5 污染土的室内试验宜包括下列内容:
1 根据土在污染后可能引起的性质改变,增加相应的物理力学性质试验项目;
2 根据土与污染物相互作用特性,进行化学分析、矿物分析、物相分析,必要时作土的显微结构鉴定;
3 进行污染物含量分析、水对混凝土和金属的腐蚀性分析;
4 考虑土与污染物相互作用的时间效应,并作污染与未污染和不同污染程度的对比试验。
6.10.6 对污染土的勘探测试,当污染物对人体有害或对机具仪器有腐蚀性时,应采取必要的防护措施。
6.10.7 污染土的岩土工程评价应满足下列要求:
1 划分污染程度并进行分区;
2 评价污染土的变化特征和发展趋势;
3 判定污染土、水对金属和混凝土的腐蚀性;
4 评价污染土作为拟建工程场地和地基的适宜性,提出防治污染和污染土处理的建议。
7 地下水
7.1 地下水的勘察要求