中华人民共和国国家标准
高填方地基技术规范
Technical code for deep filled ground
GB 51254-2017
主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2018年4月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第1637号
住房城乡建设部关于发布国家标准《高填方地基技术规范》的公告
现批准《高填方地基技术规范》为国家标准,编号为GB 51254-2017,自2018年4月1日起实施。其中,第3.0.11条为强制性条文,必须严格执行。
本规范在住房城乡建设部门户网站(www.mohurd.gov.cn)公开,并由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2017年7月31日
前言
根据住房和城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结工程实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制了本规范。
本规范的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.工程测量和原场地勘察;5.原场地地基处理;6.填筑地基工程;7.边坡工程;8.排水工程;9.工程监测。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送中国建筑科学研究院(地址:北京市北三环东路30号,邮政编码:100013)。
本规范主编单位:中国建筑科学研究院
本规范参编单位:清华大学
中国民航机场建设集团公司
中国人民解放军成都军区空军勘察设计院
中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
贵州省建筑设计研究院
机械工业勘察设计研究院
云南机场集团有限责任公司
中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司
成都理工大学
中国航空港建设第九工程总队
中国水利水电第十六工程局有限公司
云南省建筑科学研究院
山西机械化建设集团公司
中咨公路养护检测技术有限公司
现代设计集团上海申元岩土工程有限公司
本规范主要起草人员:甘厚义 宫剑飞 席宁中 陈耀光 钱力航 张永钧 宋二祥 张合青 谢春庆 康景文 张志清 金幸初 郑建国 韩黎明 吴凡 姜良闽 曹定国 韩文喜 刘财华 李保华 张武华 陈维 张继文 李秀芳 水伟厚 邱存家
本规范主要审查人员:袁内镇 徐张建 高岱 周同和 郑刚 刘焕存 万凯军 唐建华 梅全亭 杨成斌 杨铁荣 郭萌 柳建国
1 总 则
1.0.1 为了在高填方地基工程中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于填筑厚度大于20m的建设场地或填筑地基形成中的勘测、设计、施工、质量检验与监测。
1.0.3 高填方地基工程设计应坚持因地制宜、就地取材、挖填平衡、节约土地、保护环境、防止水土流失与诱发次生灾害的原则,应根据填筑场地的岩土工程条件、工程特点、使用要求、环境和施工条件等因素精心设计。
1.0.4 高填方地基工程除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 高填方地基 deep filled ground
为解决工程建设用地,经人工分层填筑并采用强夯、振动碾压、冲击压实或其他技术措施处理所形成的、填筑厚度大于20m的场地或地基。
2.1.2 原场地地基 original ground
填筑之前未经人工处理的地基。
2.1.3 填筑地基处理 filled ground treatment
采用强夯、振动碾压、冲击压实或其他方法将黏性土、砂性土、碎石、块石等填筑材料处理密实的技术措施。
2.1.4 松铺系数 coefficient of looseness
填筑施工中填料的松铺厚度与其压(夯)实后厚度的比值。
2.1.5 堆填 landfill
将车载填料均匀倾卸摊铺于拟填筑场地的施工方法。
2.1.6 抛填 throw fill
将填料由较高、较远处抛投至拟填筑场地,粒径大小不等的填料颗粒会发生分选的施工方法。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 高填方地基 deep filled ground
为解决工程建设用地,经人工分层填筑并采用强夯、振动碾压、冲击压实或其他技术措施处理所形成的、填筑厚度大于20m的场地或地基。
2.1.2 原场地地基 original ground
填筑之前未经人工处理的地基。
2.1.3 填筑地基处理 filled ground treatment
采用强夯、振动碾压、冲击压实或其他方法将黏性土、砂性土、碎石、块石等填筑材料处理密实的技术措施。
2.1.4 松铺系数 coefficient of looseness
填筑施工中填料的松铺厚度与其压(夯)实后厚度的比值。
2.1.5 堆填 landfill
将车载填料均匀倾卸摊铺于拟填筑场地的施工方法。
2.1.6 抛填 throw fill
将填料由较高、较远处抛投至拟填筑场地,粒径大小不等的填料颗粒会发生分选的施工方法。
2.2 符 号
B——边坡顶到坡脚的水平距离;
Dr——土的相对密实度;
e——土体孔隙比;
H——填筑厚度;
Ip——土的塑性指数;
IL——土的液性指数;
K——缩分系数;
Q——缩分标准质量;
Rc——岩石单轴抗压强度;
s——强夯点夯夯点间距;
ρdmax——土的最大干密度;
ρ0——土的天然(湿)密度;
ρd——土的干密度;
λc——压实系数;
△Si——单击夯沉量。
3 基本规定
3.0.1 高填方地基的设计应根据使用要求,结合原场地工程测量及岩土工程勘察成果,确定原场地地基和填筑地基的处理范围、处理方法、质量控制及技术要求。
3.0.2 高填方地基应根据使用功能,结合原场地地基和填筑地基的工程特点,按表3.0.2进行工程建设场地分区。
表3.0.2 建设场地分区
3.0.3 高填方地基设计前应完成下列工作:
1 搜集填方场地的区域地质、工程地质、水文地质、气象、地震及地质灾害、水土保持、环境评价、矿产压覆等已有资料,以及场地拟建建(构)筑物的上部结构及地基基础设计资料等;
2 踏勘现场,调查、分析场地环境情况和现场施工条件,了解场地邻近建(构)筑物使用效果和工程经验;
3 根据场区地形地貌特征及拟建建(构)筑物规模、荷载等工程特性,在工程建设和规划用地范围内进行工程测量与岩土工程勘察。
3.0.4 高填方地基填筑前,应选择具有代表性的场地进行原场地地基处理和填筑地基处理的现场试验或试验性施工,确定地基处理施工方法、设计和施工参数。
3.0.5 工程测量应符合下列规定:
1 工程测量应准确反映场地地形、地貌和场地环境状态;
2 采用首级平面、高程控制点(网)的一级导线和二等水准测量,应与国家高一级或同级控制点(网)相联测;
3 平面测量宜根据工程规模采用建设场地独立坐标系统;
4 工程测量成果应满足工程建设的总平面规划、建设用地、初步设计、施工图设计要求。
3.0.6 原场地勘察应查明原场地的地形地貌、工程地质和水文地质条件,分析和评价岩土工程问题,为工程现场试验、设计、施工提供依据。
3.0.7 原场地岩土工程勘察阶段应与高填方工程各设计阶段要求相适应,并应符合下列规定:
1 对于一般场地的勘察可分为初步勘察和详细勘察两个阶段;
2 对于工程地质条件特别复杂、有特殊要求的场地,尚应进行施工勘察;
3 对于水文地质条件复杂、填筑施工可能引起水文地质条件变化或引起设计方案重大调整,以及工程使用期可能出现严重湿陷等工程危害的场地,应进行专项的水文地质勘察。
3.0.8 高填方地基设计与施工应包括原场地地基、填筑地基、边坡、排水、检测、检验及监测等工程内容。
3.0.9 原场地地基处理设计与施工应符合下列规定:
1 原场地地基处理设计与施工应包括原场地地表土的处理、原始地形边坡及坡面处理、填挖交界过渡段处理、软弱土层处理、特殊土处理等;
2 原场地中存在的岩溶、土洞等不良地质及地质灾害应综合分析埋置位置、形态大小、稳定性以及水文地质条件等,并应结合当地经验进行处理。
3.0.10 高填方地基设计与施工应符合下列规定:
1 高填方地基建设场地的设计及施工应根据所在区域的规划、地势设计和工程用途,并应与地质灾害治理同步进行;
2 高填方地基建设场地的设计及施工宜一次完成;分期完成时,应避免后期的原场地处理、边坡工程及排水工程施工对前期工程的影响;
3 高填方填筑地基应按地基变形控制设计,并应进行地基稳定性验算;
4 高填方填筑地基边坡坡型和坡比应根据填料的物理力学性质、工程地质条件、工况条件及边坡坡顶稳定影响区域内的使用荷载等进行稳定性计算,并应结合工程经验分析确定;
5 高填方填筑地基在施工期间应进行地基变形监测;并应依据监测结果验算地基和填筑地基的整体稳定性。
3.0.11 高填方地基应分层填筑、分层压(夯)实、分层检验,且处理后的高填方地基应满足密实、均匀和稳定性要求。
3.0.12 原场地地基和填筑地基应对填筑过程和施工完成后的地基变形进行监测。对重要的建(构)筑物或对沉降有特殊要求的填筑地基和边坡工程应进行长期监测。
3.0.13 高填方地基质量检验和验收应按分部工程、分项工程进行质量检验和验收,划分标准宜符合表3.0.13的规定。
表3.0.13 高填方地基工程项目划分
3.0.14 高填方地基上建(构)筑物的建造时间、顺序及加荷速率的安排应根据填筑完成后地基的实测沉降趋势,结合拟建工程的变形控制要求确定,且不得少于1个雨季的自然密实期。
3.0.15 高填方地基工程及其周边场地应采取措施防止水土流失、引发次生灾害和环境影响。
3.0.16 高填方地基工程位于抗震设防烈度为7度及以上地区的填筑地基,应进行抗震设计。
4 工程测量和原场地勘察
4.1 一般规定
4.1.1 工程测量和勘察阶段应根据项目规划和设计、施工要求确定。
4.1.2 与勘察阶段相适应的工程测量应符合下列规定:
1 工程测量应在岩土工程勘察前进行;
2 工程测量范围应为已批准的工程建设项目总平面规划范围,环境复杂时宜扩大测量范围;
3 工程测量应设置平面和高程控制点(网),首级平面、高程控制点,埋设永久性测量标志;
4 初步勘察阶段应根据场地规划设置测量控制网,并宜进行比例为1:1000~1:2000的地形测量;
5 详细勘察阶段应按设计要求或采用20m×20m方格网进行地形图测量,比例宜为1:500~1:1000;
6 对工程测量范围内的沟、坑、塘等地形变化较大区域宜进行比例为1:100~1:200的平面测量和间距20m~40m的剖面测量;
7 对排水构筑物应测量其位置、沟底和沟顶高程、结构断面尺寸,并应根据设计要求绘制断面图。
4.1.3 原场地岩土工程勘察应符合下列规定:
1 收集场地内总平面规划和地形测量资料;
2 根据拟建场地工程建设分区及填筑地基相应设计阶段的要求确定工程地质、水文地质勘察方案;
3 勘察范围应根据本规范第3.0.2条建设场地分区确定,场地附近存在影响工程安全的不良地质作用时应扩大。
4.1.4 原场地岩土工程勘察等级应根据场地复杂程度、场地地基的等级按表4.1.4-1确定,复杂程度和等级划分应按表4.1.4-2确定,地基等级划分应按表4.1.4-3确定。
表4.1.4-1 岩主工程勘察等级划分
表4.1.4-2 场地的复杂程度和等级划分
表4.1.4-3 场地地基等级划分
4.1.5 原场地水文地质勘察应根据水文地质条件和复杂程度查明场区地下水的补给、径流、排泄条件及地下水埋深、动态变化及与地表水体的相互联系等水文地质条件,并应提出地下水和地表水处理的建议。
4.1.6 场地遇有下列条件之一时,为复杂水文地质条件场地:
1 岩溶发育地区;
2 含水层多且含水岩组变化大;
3 地下水补给、迁流、排泄条件复杂或地下水位存在明显异常等;
4 地质构造复杂,岩体透水性强;
5 有较高的承压水头和承压含水层分布。
4 工程测量和原场地勘察
4.1 一般规定
4.1.1 工程测量和勘察阶段应根据项目规划和设计、施工要求确定。
4.1.2 与勘察阶段相适应的工程测量应符合下列规定:
1 工程测量应在岩土工程勘察前进行;
2 工程测量范围应为已批准的工程建设项目总平面规划范围,环境复杂时宜扩大测量范围;
3 工程测量应设置平面和高程控制点(网),首级平面、高程控制点,埋设永久性测量标志;
4 初步勘察阶段应根据场地规划设置测量控制网,并宜进行比例为1:1000~1:2000的地形测量;
5 详细勘察阶段应按设计要求或采用20m×20m方格网进行地形图测量,比例宜为1:500~1:1000;
6 对工程测量范围内的沟、坑、塘等地形变化较大区域宜进行比例为1:100~1:200的平面测量和间距20m~40m的剖面测量;
7 对排水构筑物应测量其位置、沟底和沟顶高程、结构断面尺寸,并应根据设计要求绘制断面图。
4.1.3 原场地岩土工程勘察应符合下列规定:
1 收集场地内总平面规划和地形测量资料;
2 根据拟建场地工程建设分区及填筑地基相应设计阶段的要求确定工程地质、水文地质勘察方案;
3 勘察范围应根据本规范第3.0.2条建设场地分区确定,场地附近存在影响工程安全的不良地质作用时应扩大。
4.1.4 原场地岩土工程勘察等级应根据场地复杂程度、场地地基的等级按表4.1.4-1确定,复杂程度和等级划分应按表4.1.4-2确定,地基等级划分应按表4.1.4-3确定。
表4.1.4-1 岩主工程勘察等级划分
表4.1.4-2 场地的复杂程度和等级划分
表4.1.4-3 场地地基等级划分
4.1.5 原场地水文地质勘察应根据水文地质条件和复杂程度查明场区地下水的补给、径流、排泄条件及地下水埋深、动态变化及与地表水体的相互联系等水文地质条件,并应提出地下水和地表水处理的建议。
4.1.6 场地遇有下列条件之一时,为复杂水文地质条件场地:
1 岩溶发育地区;
2 含水层多且含水岩组变化大;
3 地下水补给、迁流、排泄条件复杂或地下水位存在明显异常等;
4 地质构造复杂,岩体透水性强;
5 有较高的承压水头和承压含水层分布。
4.2 工程测量
4.2.1 平面、高程控制点(网)测量精度和布设应符合下列规定:
1 首级控制点(网)测量精度应根据工程规模,平面宜采用四等或一级导线,高程采用二等水准;加密及独立地段的平面、高程控制点(网)可采用一、二级导线和三等水准,并应与高一级或同级控制点(网)相联测;
2 平面控制使用全球导航卫星系统测量方法时,首级网应为四等或一级全球导航卫星系统网,加密网应为一级或二级全球导航卫星系统网;
3 首级平面、高程控制点(网)宜沿沟谷轴线及其延长线,间距宜为200m~400m;平面控制网的布网精度应符合1:500比例尺地形图测量精度的要求;
4 高程控制点(网)的布置宜与平面控制点(网)的布置相结合,并可利用相应平面控制点作为高程控制点或单独布设高程控制点。
4.2.2 控制测量应符合下列规定:
1 初步设计阶段测量应建立适用于场地建设、设计阶段的永久性首级控制网,首级控制网的等级应根据工程规模、控制网的用途和精度要求合理选择;
2 施工图设计阶段测量应布设满足精度要求的加密网,并可越级布设或同等级扩展;
3 控制测量应满足工程建设的定位要求,精度应满足场地建设不同阶段的测量要求;
4 控制点应布设在沟谷延长线上,并应埋设作为场地永久性平面、高程控制点的标石(基岩标);每条延长线上两端应各设置(2~3)个永久性标石,并应有相应的保护措施的基准标石。
4.2.3 高程控制测量应符合下列规定:
1 高程系统应采用1985国家高程基准或1956年黄海高程系统;
2 高程控制网内复核精度应达到相应水准测量等级的要求;
3 施工图设计阶段高程控制测量应以二等水准网作为首级高程控制网,其他等级宜布设三~五等水准测量。
4.2.4 施工控制网测量应包括平面控制测量和场地高程控制测量,并应符合下列规定:
1 土石方施工前,应根据场地分项工程、分部工程和单位工程施工放样需要布设施工控制网;
2 施工控制网的精度,对于平面轴线允许误差应为50mm,高程的允许误差应为3mm;
3 网格线点的间距不宜大于50m,并按一级或二级导线测设,高程宜采用二等水准精度施测。
4.2.5 施工测量应包括施工区原始地形图或断面图测绘、放样测站点的测设、土石方开挖平面、填筑地基及坡脚轮廓点的放样、竣工地形图及断面图测绘、工程量计算和验收测量等,并应符合下列规定:
1 地形图的基本等高距应符合表4.2.5-1的要求。
表4.2.5-1 地形图的基本等高距(m)
注:一个测区同一比例尺,宜采用一种基本等高距。
2 放样测站点宜采用交会法、导线测量法或GPS定位法进行测设,点位限差应符合表4.2.5-2的要求。
表4.2.5-2 放样测站点的点位限差(mm)
项目 | 点位限差 | |
平面 | 高程 | |
混凝土浇筑工程 | ±15 | ±15 |
土石方开挖、填筑工程 | ±35 | ±35 |
3 土石方开挖工程测量放样应测放出设计开挖轮廓和填筑工程区域,并应采用明显标志加以标记,点位限差应符合表4.2.5-3的要求。
表4.2.5-3 开挖轮廓放样点的点位限差(mm)
轮廓放样点位 | 点位限差 | |
平面 | 高程 | |
附属物轮廓点 | ±100 | ±100 |
土、砂、石覆盖面开挖轮廓点 | ±150 | ±150 |
4 土石方开挖施工过程中应标明高程和开挖轮廓线,接近竣工时应及时测量场地分区轮廓线和高程;土石方开挖后,应及时测绘地形图或断面图,对有地质缺陷的部位应详细测绘。
5 施工过程中应定期测算已完成的工程量,并应以不大于20m×20m方格网测量计算成果为依据。
4.2.6 施工测量资料整理应符合下列规定:
1 每次测量放样作业结束后应及时整理测量放样记录、放样计算数据资料、测量放样通知单、测量放样交样单或测量检查成果表,并应按工程项目或工程部位归档保存;
2 每次测量工作完成后应及时将地形图、断面图、工程量计算表及外业数据资料整理保存;
3 单项工程竣工后应及时整理竣工测量记录、竣工图表及使用的设计图纸和测量技术总结。
4.2.7 竣工测量应随施工的进展逐步汇集资料。单项工程完工后,应进行竣工验收测量,施测精度不应低于施工测量放样的精度;竣工测量的部位应事先与设计、监理、施工管理单位协商确定。竣工测量资料宜包括下列内容:
1 开挖底面的比例尺为1:200~1:500竣工地形图或高程平面图;
2 填筑地基的竣工图测量,关键部位开挖的竣工纵、横断面图;
3 地下工程开挖、衬砌或支护结构竣工断面图;
4 地下水过流部位或隐蔽工程的形体,各种主要孔、洞的形体;
5 变形监测设备埋设、安装;
6 边坡及支挡结构的立面图和平面图等竣工测量的项目。
4.3 岩土工程勘察
4.3.1 初步勘察阶段应符合下列规定:
1 初步查明场地主要的地层结构、地质构造、地震烈度、工程地震特征,填方区岩土特性和软弱层的分布,场区土层冻结深度和冰冻期;
2 初步查明挖方区料场填料的工程性质、风化程度、石料可挖性、土石储量和土石比例;
3 初步查明岩溶和其他可能存在的不良地质体的分布范围和规模,并判定地表岩溶和地下岩溶的分布及形态;对不良地质作用、特殊性岩土、边坡稳定性应作出初步分析、评价及处理建议。
4.3.2 详细勘察阶段应符合下列规定:
1 查明填方区域的地层分布、不良地质作用、岩土层的物理力学性质指标,软弱地层、岩溶发育的位置与规模,并应作出稳定性评价,对地基处理提出建议;
2 对挖方区填料应进行详细分类和评价,并提供填料的土石比例及相应的工程技术参数;开挖至设计高程后应查明地面下有无软弱地层、岩溶与土洞以及其他不良地质作用,评价其工程影响,并应提出处理意见和建议;
3 查明场区内可液化地层、断裂破碎带分布,进行填方场地环境工程地质评价和地质灾害预测,提出不良地质作用的防治和监测措施建议;
4 边坡区应查明岩土层分布情况及影响边坡稳定的工程地质问题,提供边坡稳定分析及计算所需的物理、力学参数;
5 对可能采用的地基处理措施,应提供地基处理设计、施工的岩土特性参数,并应分析地基处理时对工程环境影响的有关问题。
4.3.3 场地工程勘探线(点)的布置应符合下列规定:
1 填筑区勘探线可按工程范围和建设场地分区,沿地形坡向、沟谷走向等布置,勘探线(点)间距可按表4.3.3确定,并应满足原场地地基处理、填筑地基的变形计算与边坡稳定性计算的要求。
表4.3.3 勘探线(点)间距
注:勘探线(点)布置应考虑后期详细勘察时的勘探点布置。
2 每个地貌单元和不同地貌单元交接部位应布置勘探点;对发现暗河、暗沟、断层破碎带、溶洞、岩溶洼地、岩溶漏斗、地表塌陷、落水洞、溶槽及溶蚀破碎带、冲(溶)沟等地质条件复杂的地段应适当加密钻孔。
3 挖方区填料和料源勘察应按山体坡度和基岩出露情况布置勘探线,并应根据地质条件及物探成果合理布置钻孔。
4 对场区内岩溶漏斗、岩溶洼地、地表塌陷和断层破碎带均应布置钻孔,钻孔数量应根据岩溶漏斗、岩溶洼地、地表塌陷和断层破碎带的分布范围确定,并应满足查明充填物及岩溶的发育情况要求。
4.3.4 钻探和原位测试应符合下列规定:
1 控制孔与一般钻孔在平面上宜均匀分布,挖方区钻孔深度可从该处地势设计高程起算;
2 勘察等级为甲级、乙级工程控制钻孔不宜少于勘探孔总数的1/4;丙级工程宜占1/6,岩溶突出部位宜占1/3,且每个地貌单元宜设控制钻孔;
3 钻孔深度应满足查明地基稳定性和控制沉降计算深度要求,查明地质构造的钻孔深度按实际需要确定;
4 挖方区填料勘察的钻孔深度应根据实际地质情况确定,并宜进入地势设计高程以下3m,尚应满足判明填料情况要求;岩溶勘察钻孔的深度应穿透表层岩溶发育带;
5 应根据地层厚度确定标准贯入孔或动力触探孔试验深度;静力触探孔应测试至主要压缩层或潜在滑移面深度以下,且宜布置在土层较厚地段;
6 填筑边坡稳定性分析所用的参数应通过室内相似条件下的密度、剪切试验以及现场大型密度、剪切等试验确定。
4.3.5 岩土、水取样应符合下列规定:
1 取样孔、井在平面上应均匀布置,数量不应少于勘探点总数的1/6~1/3;
2 钻孔岩土取样深度小于10m时,取样间距为1.5m;取样深度为10m~15m时,取样间距为2.0m~2.5m,每一岩土层必须取样;
3 遇地下水的钻孔宜量测地下水位,并取水样进行化验,确定对混凝土和金属的腐蚀性。
4.3.6 室内土工试验应符合下列规定:
1 岩土样应进行常规物理性质试验和力学性质试验,对于特殊岩土尚应进行判别指标和强度指标试验;
2 填筑地基边坡稳定性计算所采用的参数选取应符合本规范第7.2.1条的规定;
3 深厚软弱土层,应提供次固结系数和固结试验取得的各级压力下相应的e-p数值;
4 对用于场区各类细粒土填料,应进行击实试验,巨粒土和粗粒土的密度试验应按本规范附录A的要求进行,颗粒分析试验应按本规范附录B的要求进行。
4.4 水文地质勘察
4.4.1 水文地质测绘的比例尺及范围应根据勘察阶段、工程特点和场地水文地质条件复杂程度确定。
4.4.2 水文地质调查应符合下列规定:
1 根据区域水文地质条件,分析工程完工后区域水文地质条件改变可能引起的环境地质、水土保持和地质灾害问题,并应作出评价;
2 内容应包括区域地形地貌、地层岩性、地质构造、水文气象、植被分布等及其与水文地质条件的关系,区域水文地质特征,地下水的赋存条件与分布规律,地下水的水质、水量及其补给条件与运动规律,含(透)水层和隔水层的埋藏与分布特征,地下水的赋存条件复杂时应进行水文地质分区;
3 搜集和分析区域自然地理、地质和水文地质资料,包括勘探成果及水井资料;
4 水文地质资料缺乏的地区应进行区域水文地质调查,重点地段可采用简易勘探手段验证。
4.4.3 水文地质物探应根据被探测对象的物性特征,采用有效方法综合探测,关键点位及典型地段的探测成果应经钻探或其他手段验证。
4.4.4 水文地质试验应以现场试验为主,室内试验为辅。试验的位置、数量和方法应结合勘察阶段和工程特点确定。
4.4.5 水文地质勘察应符合下列规定:
1 查明场区地下水的类型、补给来源、排泄条件、历年最高地下水位、近3年~5年最高地下水位,确定水位变化幅度,并应实测地下水位,设置长期观测孔;
2 调查场区附近的河流、水系、水源及水的流向、流速、流量,10年、15年、20年一遇的水位和历年最高洪水位及其发生时间和淹没范围;
3 当地下水可能浸湿基础时,应根据其埋藏特征采取有代表性的水样进行腐蚀性分析,评价地下水对混凝土、金属材料有无腐蚀性;冻土地区应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。
4.4.6 岩溶地区水文地质勘察应符合下列规定:
1 查明岩溶地区的水文地质条件,对工程场地存在的岩溶水文地质问题进行分析评价,为工程设计和施工提供处理建议。
2 勘察内容应符合下列规定:
1)岩溶地貌发育特征及与邻近河流之间的关系,可能出现渗漏的低邻谷高程、距离,河弯捷径长度,本河流裂点及下游排泄基准面高程、距离等;
2)新构造运动特点及其对岩溶发育的控制作用,褶皱、断裂性质及空间展布情况;岩溶特征、规模、分布、发育规律,岩溶洞穴类型、规模、充填物及其空间分布规律,延伸性及贯通性,岩溶发育随深度的变化情况等;
3)相对隔水层的岩性组合特征、厚度、延伸分布及其封闭条件;
4)岩溶含(透)水层的类型及其富水性、透水性,水补给源、补给方式和渗流条件、形式;
5)岩溶水流动系统的边界和水文地质结构特征、水动力特征,地下水水位、流量、水质的动态变化规律,地下水分水岭位置、高程;
6)对岩溶渗漏及建筑物区渗透变形问题进行评价,提出防渗处理建议。
3 水文地质物探应采用综合物探的方法,探测内容应包括地下水位、岩溶通道及隔水层埋深等。
4 水文地质勘探钻孔布置应符合下列规定:
1)钻孔布置应兼顾观测网与数值模拟的需要,相对隔水层被断层切割或相变为可溶岩的地段、强岩溶渗漏带应布置控制性钻孔;
2)河间地块、河湾地带等可疑渗漏带应布置勘探剖面,钻孔间距可为50m~200m;
3)当无相对隔水层时,孔深应进入弱岩溶化岩体不小于10m;对岩溶洞穴可采用平硐开挖追索。
5 水文地质试验应符合下列规定:
1)钻孔进入正常蓄水位以下的岩体均应进行压(注)水试验,地下水位以下代表性地段宜进行抽水试验;
2)河岸及河床均应至少有一个钻孔,随钻进按孔深每20m~30m测量一次稳定的内、外管水位与相应时段河流水位,并应分层取水样3组以上进行水质分析,终孔一段时间后宜观测钻孔中地下水位并绘制曲线;
3)钻孔钻进中遇承压水时应测定承压水头,当承压水头高出孔口时应进行涌水试验,并取水样作水质分析;
4)分水岭或岸坡钻孔遇重要洞穴时和有水注入的落水洞均应进行示踪试验;试验时应测定投放点与接收点的地下水位;
5)宜进行堵洞抽水试验,并应布置相应观测网;
6)对岩溶洞穴充填物应取样进行物理性试验、渗透变形试验,宜进行破坏性压水试验,绘制P-Q关系曲线。
6 岩溶区渗漏问题评价应符合下列规定:
1)应根据地形地貌、地层结构、地质构造、岩溶发育程度及其空间分布规律、河谷岩溶水动力条件、地下水位等对岩溶区渗漏问题进行综合判定;
2)岩溶渗漏量估算可采用工程类比法、地下水动力学法、水力学法、水量均衡法、数值法进行;
3)当岩溶渗漏对工程正常使用或安全造成不利影响时,应提出处理建议。
4.4.7 边坡水文地质勘察应符合下列规定:
1 查明边坡地段的水文地质条件,研究分析地下水对边坡稳定性的影响,为工程边坡设计、施工提供水文地质资料。
2 勘察内容应符合下列规定:
1)各含(透)水层、相对隔水层的岩性、厚度、渗透性及空间分布特征;
2)地下水补给、径流和排泄条件,各含水层地下水位及其动态变化规律,地表水与地下水的水力联系;
3)地下水出露情况,主要包括:泉井类型、出露高程、涌水量及其动态变化,勘探人工洞和天然洞穴内地下水的出渗情况、变化规律及其与周边地质环境的关系;
4)分析评价地表水和地下水活动可能产生的冲刷、溶解、软化、潜蚀、静水压力和动水压力的变化等对边坡稳定性的影响;
5)分析评价降水入渗、泄水等对边坡稳定性的影响。
3 水文地质物探应根据场区工程地质和水文地质条件确定。
4 水文地质勘探剖面及勘探点的布设应与工程地质勘察结合;勘探点深度和间距应满足水文地质测试、试验和监测的要求。
5 水文地质试验应视边坡具体情况采用现场压水试验或注水试验测定边坡岩土体的渗透性,试验组数可根据需要确定。
5 原场地地基处理
5.1 一般规定
5.1.1 原场地地基变形、稳定性不能满足填筑地基和拟建建(构)筑物地基要求时,应对原场地地基进行处理。
5.1.2 原场地地基处理设计应符合下列规定:
1 设计内容应包括场地环境保护、防止水土污染和流失,以及地表土、软弱土和岩溶地基处理等;
2 应考虑场地排水、截水、防洪等设施的综合利用;
3 明确施工中周围环境和水土保护措施;
4 提出进行环境和水质监测要求和控制目标。
5.1.3 施工过程中应设置地下水监测点并进行监测。
5 原场地地基处理
5.1 一般规定
5.1.1 原场地地基变形、稳定性不能满足填筑地基和拟建建(构)筑物地基要求时,应对原场地地基进行处理。
5.1.2 原场地地基处理设计应符合下列规定:
1 设计内容应包括场地环境保护、防止水土污染和流失,以及地表土、软弱土和岩溶地基处理等;
2 应考虑场地排水、截水、防洪等设施的综合利用;
3 明确施工中周围环境和水土保护措施;
4 提出进行环境和水质监测要求和控制目标。
5.1.3 施工过程中应设置地下水监测点并进行监测。
5.2 环境保护
5.2.1 原场地地基处理工程中的环境保护设计应符合下列规定:
1 结合原场地地基处理区域环境防护现状,因地制宜、合理布局,并与周边环境和景观相协调;
2 减少破坏原始地貌、天然林、人工林及草地;
3 采取临时防护措施,减少施工产生的废弃土;
4 考虑土地资源的合理利用,缩短临时占地使用时间;
5 在崩塌、滑坡危险区和泥石流易发区禁止取土、挖砂、采石。
5.2.2 防止水土污染和流失的措施应符合下列规定:
1 排水沟渠排出的水不得直接排放到饮用水源、农田、鱼塘中;
2 当使用工业废渣作为填筑材料时,应对其中的可溶性和有害物质进行处理。
5.2.3 原场地地表土处理应符合下列规定:
1 应根据弃土量设定弃土场,并应采取环境和水土保护措施;
2 清除地表土后地面应进行压(夯)实处理;
3 污染土的清除厚度宜根据实际状况确定。
5.2.4 高填方地基工程因开挖、排弃、堆填改变原场地及周边环境条件时,应根据地形、地质、水文条件、施工方式等,采取拦挡、削坡、护坡、截排水等环境和水土保护措施。
5.2.5 土方开挖形成的坡面应采取防止雨水径流由坡面或沟头进入填筑地基的措施。
5.3 原场地地基处理
5.3.1 原场地地基处理设计应综合考虑场地条件、填筑厚度、高填方地基使用功能、周边环境等要求进行技术、经济比较,并应结合现场试验确定地基处理方法。
5.3.2 原场地地基处理初步设计时,可选用下列方法:
1 土层厚度小于3m时,可采用压(夯)实换填法;土层厚度大于6m时,可采用强夯置换法或复合地基法。换填材料宜选用块石、碎石等透水性强的材料,填料最大粒径不宜大于400mm,并应小于分层填筑厚度的2/3。
2 土层厚度大于3m、小于6m时,可采用强夯置换法。
3 对新近填土和破碎带的松散岩土可采用强夯法。
4 当原场地为单向倾斜且基岩面坡度大于10%时,应在挖填零线以上部分按坡比1:10~1:8开挖成斜面。挖填零线低于场地设计标高不应小于3m。回填部分可采取分层压(夯)实法。
5 当场地设计标高以下3m内存在不稳定的石芽、石笋及大块孤石时,可破碎摊铺后采用压(夯)实法处理。
5.3.3 原始坡面与填筑地基接合处的设计应符合下列规定:
1 填筑区内原场地坡比大于1:5时,应在场地设计标高下4m内沿顺坡方向开挖高宽比为1:2的台阶,每步台阶高度宜为0.5m~1.0m,宽度宜为1.0m~2.0m,顶面宜向台阶内倾斜,坡度宜为1%~2%;
2 台阶部位宜使用粗粒土料或土夹石混合料分层回填并宜采用强夯法处理(图5.3.3);当使用细粒土料分层填筑时宜采用振动碾压法处理;
图5.3.3 接坡强夯处理示意
1-原场地地基;2-开挖植物土及软弱土后原地面;3-开挖台阶
3 接合处压(夯)实指标宜符合表5.3.3的规定。
表5.3.3 接合处压(夯)实指标
注:1 强夯收锤标准:点夯最后两击的平均夯沉量应小于50mm;
2 压实系数λc为土的实测于密度ρd与最大干密度ρdmax的比值;细粒土的最大干密度宜采用标准击实试验法确定。
5.3.4 填挖交界面过渡段处理设计应符合下列规定:
1 过渡段在场地设计标高下3.0m内挖方界面应按坡比1:10~1:8开挖成斜坡;
2 过渡段在场地设计标高下3.0m~8.0m内应按高宽比为1:2开挖成台阶,每步台阶高度宜为0.5m~1.0m;
3 对于场地设计标高下0.6m~8.0m内的填料和压(夯)实法应与填筑区相同;填料为粗粒土料和土夹石混合料时可采用冲击压实法、强夯法处理,填料为土夹石混合料或细粒土料时可采用振动碾压法、冲击压实法处理;
4 填挖交界面过渡段处理的压(夯)实指标应符合本规范表5.3.3的规定。
5.3.5 当场区溶洞或土洞对工程有影响时,应根据下列条件选取处理方法:
1 洞体大小、高度、埋藏深度、洞体形状、洞体分布特征;
2 顶板厚度及破碎程度以及覆盖层岩性与分布;
3 充填物性质、充填厚度、密实程度、水流冲蚀稳定性;
4 地下水位、地下水流及间歇性;
5 抗震设防烈度,地震断裂及裂隙发育情况;
6 工程场地分区或建(构)筑物情况,填筑厚度,填料与填筑方法等。
5.3.6 当无当地可靠经验时,溶洞和岩溶裂隙宜采用下列方法进行处理:
1 当洞体直径小于2m且围岩稳定、顶板完整时,宜采用填塞或跨越等处理方法;当洞体直径大于2m,小于5m,且围岩稳定、顶板完整时,可采用梁、板或拱等跨越结构进行处理,跨越结构应具备稳定的支撑条件;
2 对于顶板薄、直径大于5m的溶洞,可清除顶板后采用分层回填级配良好的块石、碎石进行强夯法处理或调整建筑物的平面位置;
3 溶洞围岩不稳定、风化较严重、顶板破碎或位置重要时,可采用注浆加固或清爆填塞、强夯等处理方法。
5.3.7 对工程有影响的土洞可按下列方式处理:
1 对埋深不大于3m的土洞,可挖除塌落的松散土和软土,回填级配良好的块石、碎石进行强夯法处理;地下水丰富时应设置排泄通道;
2 对埋深大于3m的土洞,可通过钻孔,灌入砂、砾石或细石混凝土,并辅以强夯法处理;
3 对重要建筑区域可采用桩基础,桩应穿透土洞到基岩的顶部或进入良好持力层。
5.3.8 岩溶漏斗、岩溶洼地应根据场地分区和充填土层厚度,可采用下列不同能级的强夯法处理:
1 当充填物厚度不大于5m时,宜采用强夯单击夯击能为2000kN·m~3000kN·m,夯击击数可按最后两击的平均夯沉量小于或等于50mm控制;
2 当充填物厚度大于5m、小于或等于8m时,宜采用强夯单击夯击能为3000kN·m~4000kN·m,夯击击数可按最后两击的平均夯沉量小于或等于50mm控制;
3 当充填物厚度大于8m时,宜采用强夯单击夯击能为4000kN·m~6000kN·m,夯击击数可按最后两击平均夯沉量小于或等于100mm控制。
5.3.9 落水洞可按下列要求采取过滤层处理:
1 清理洞体周围及洞体内的草皮、树根、植被土和松动的岩体;
2 自洞底至洞口宜采用由大到小逐级不同粒径的碎石填筑形成过滤层;
3 在洞顶洞径范围内可采用单击夯击能为2000kN·m~3000kN·m的强夯法处理;
4 洞口表层填料的不均匀系数应大于10,曲率系数宜为1~3,含泥量不应大于5%,最大粒径不宜大于200mm;
5 在洞口周围外延5m范围内宜铺设土工布,在土工布上、下表面宜分别铺设厚度为200mm的砂砾石保护层。
5.4 质量检验
5.4.1 原场地地基处理质量检验应满足设计要求,并符合现行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79和相关标准的规定。
5.4.2 原场地地基处理质量检验应采用钻探取样、动力触探、静力触探及载荷试验等原位测试方法和室内土工试验等。
5.4.3 对用于质量检验的探坑或重型动力触探孔等,检验后应及时填实恢复。
6 填筑地基工程
6.1 一般规定
6.1.1 填筑地基设计前应取得下列资料:
1 当地气象、地形、工程地质及水文地质、防洪、建设总体规划和社会经济等基本资料;
2 分期施工或改(扩)建工程,应具备已建高填方工程现状及使用情况等资料;
3 土石方料源勘察资料;
4 施工条件和地方工程经验等资料。
6.1.2 填筑地基应结合地势设计、建设场地分区对土石方填筑和地基压(夯)实以及质量检验和监测等进行设计。
6.1.3 填筑地基施工应建立现场试验室,对填筑材料取样,进行填料性质、颗粒分析、击实等试验。
6.1.4 填筑施工过程中应保证观测仪器埋设与监测工作的正常进行,保护埋设仪器和测量标志完好。
6 填筑地基工程
6.1 一般规定
6.1.1 填筑地基设计前应取得下列资料:
1 当地气象、地形、工程地质及水文地质、防洪、建设总体规划和社会经济等基本资料;
2 分期施工或改(扩)建工程,应具备已建高填方工程现状及使用情况等资料;
3 土石方料源勘察资料;
4 施工条件和地方工程经验等资料。
6.1.2 填筑地基应结合地势设计、建设场地分区对土石方填筑和地基压(夯)实以及质量检验和监测等进行设计。
6.1.3 填筑地基施工应建立现场试验室,对填筑材料取样,进行填料性质、颗粒分析、击实等试验。
6.1.4 填筑施工过程中应保证观测仪器埋设与监测工作的正常进行,保护埋设仪器和测量标志完好。
6.2 填筑材料
6.2.1 填筑材料应符合下列规定:
1 巨粒土料中的粒径大于2mm的颗粒质量应超过总质量的70%,不均匀系数应大于或等于10,曲率系数宜为1~3,级配应良好,最大粒径不应大于800mm,并小于填筑层厚度的2/3,不得含有植物土、生活垃圾等;
2 粗粒土料中的粒径大于2mm的颗粒质量应大于总质量的50%,不均匀系数应大于或等于10,曲率系数宜为1~3,级配应良好,不得含有大于100mm粒径的黏土块、植物土、生活垃圾等;
3 土夹石混合料中的粒径大于2mm的颗粒质量应为总质量的30%~50%,最大粒径不应大于800mm,并小于填筑层厚度的2/3,不得含有大于100mm粒径的黏土块、植物土、生活垃圾等;
4 细粒土料中的粉土和黏性土不得含有粒径大于100mm的黏土块、污染土和生活垃圾等,有机质含量不得大于5%;
5 其他填筑材料的组成应满足设计要求,并应进行水稳性、耐久性和无害性等试验确认;
6 对膨胀土、盐渍土、多年冻土等特殊性岩土作为填筑材料时,应经人工处理并符合填筑材料设计要求后方可用于填筑。
6.2.2 填筑材料宜根据材料来源和建设场地分区按下列要求选择:
1 建(构)筑物区和边坡区应选用巨粒土或粗粒土料;建(构)筑物区拟采用桩基时,应避免使用影响后续施工的填料;
2 场地平整区宜选用土夹石混合料。
6.3 设计与施工
6.3.1 填筑地基设计应包括下列内容:
1 绘制填筑区平面图和断面图、挖填方分区图、土石方调配图,并应提供挖填土石方工程量等;
2 确定挖填方分区平面及竖向分层剖面的纵横坐标、平整标高、纵横坡度、边坡坡形和坡比,以及填方区地基填筑的压实系数等指标。
6.3.2 填筑地基的松铺系数宜通过试验确定。
6.3.3 填筑试验应确定下列设计参数和施工方法:
1 根据填筑厚度确定边坡坡形和坡比;
2 巨粒土料、粗粒土料和土夹石混合料的粒径、级配;细粒土料的最大干密度和最优含水量;
3 分层填筑厚度和松铺系数;
4 分层压(夯)实施工方法和施工参数等;
5 质量检验项目、方法、数量和频率,以及质量控制指标与评价标准。
6.3.4 填筑范围应符合下列规定:
1 建(构)筑物区填筑范围宜为从建(构)筑物基础底面或建筑物用地区边缘外扩不小于5m处以本规范第7.3.6条第2款规定的坡比放坡确定;
2 边坡区的填筑范围应根据建筑物平面设计要求、填筑厚度、原场地的工程地质和水文地质条件,通过边坡稳定性分析确定;
3 场地平整区的填筑范围可根据工程建设项目的规划确定。
6.3.5 分层填筑与压(夯)实应符合下列规定:
1 分层填筑应采用堆填摊铺,不得抛填施工。
2 巨粒土、粗粒土料宜选用强夯法、冲击压实法处理。
3 土夹石混合料或细粒土料宜选用冲击压实或振动碾压法处理。
4 巨粒土、粗粒土料及土夹石混合料采用强夯法处理时,其分层厚度、施工参数及夯实指标应根据现场强夯单点夯击试验或地区经验确定;当无试验资料或经验时,可按表6.3.5-1采用。
表6.3.5-1 巨粒土、粗粒土料及土夹石混合料分层厚度、施工参数及夯实指标
注:分层强夯时,上层点夯位置应布置在下层四个夯点中间位置。
5 土夹石或细粒土料采用冲击压实或振动碾压法处理时,其分层厚度、施工参数及压实指标应根据现场试验或地区经验确定;初步设计时,可按表6.3.5-2采用。
表6.3.5-2 土夹石或细粒土料分层厚度、施工参数及压实指标
6 强夯单点夯击试验可按本规范附录C执行。
6.3.6 相邻施工工作面之间搭接部位处理应符合下列规定:
1 当填筑区域较大,各工作面施工的起始填筑标高不同时,从低处开始相邻工作面的高差不宜大于施工时的一个填筑层厚度;
2 不同填筑层搭接面应在竖向位置错开;
3 相邻施工工作面搭接部位应采用强夯补强处理(图6.3.6),补强处理宽度不得小于夯点间距的2倍和每层填筑层厚度;
图6.3.6 工作面搭接处理示意
1-现处理工作面;2-上一搭接处理工作面;3-工作交界面
4 工作面搭接部位强夯法处理分层厚度不宜大于4m,其强夯施工参数及夯实指标宜符合表6.3.6的规定。
表6.3.6 工作面搭接处理强夯参数及地基夯实指标
注:点夯最后两击的平均夯沉量不应大于50mm。
6.3.7 压(夯)实处理施工环境保护应符合下列规定:
1 施工前,应对振动、噪声和扬尘对周围环境等造成的影响及风险进行评估,并应采取有效的防护措施;
2 应采取措施,做好施工期排水。
6.4 质量检验
6.4.1 填筑地基质量检验应符合下列规定:
1 巨粒土、粗粒土和土夹石混合填料分层压(夯)实质量检测应采用现场干密度试验,试验坑的直径宜大于3倍最大填料粒径,且不应小于1.0m;
2 填料粒径大于38mm时,应在填筑地基深度内挖探坑采用灌水法检测干密度;填料粒径小于38mm时,可采用灌砂法或环刀法检测压(夯)实系数;
3 对干密度检验的试验坑、动力触探试验和标准贯入试验孔等,检验后应及时回填压(夯)实。
6.4.2 填筑地基采用同一填筑材料、施工方法和参数的检验项目在各建设场地分区不应少于3点,并应符合表6.4.2的规定。
表6.4.2 质量检验项目、范围及频数
6.4.3 当检验指标未达到设计要求时,应进行两组以上的复检。当复检指标达到设计要求时,可仅处理不合格区域;当复检指标仍未达到设计要求时,应对检验划定的不合格范围重新处理,直到合格。
6.4.4 填筑地基监测宜包括下列项目:
1 填筑地基顶面沉降监测;
2 填筑边坡坡面位移监测;
3 填筑地基分层沉降监测;
4 填筑地基内部水平位移监测。
7 边坡工程
7.1 一般规定
7.1.1 高填方地基工程的边坡包括填筑前的原始边坡和因填筑所形成的挖方边坡和填筑边坡。
7.1.2 边坡工程设计前应进行下列工作:
1 搜集工程建设规划、场地分区、地势设计、功能使用要求、工程测量和岩土工程勘察资料;
2 了解建设场地规划的边坡场地条件及水土保持、环境保护的相关规定和要求;
3 充分了解土石方调配和总体施工方案,掌握原始边坡、挖方边坡、填方边坡的形成条件;
4 当工程分期建设时,应结合工程建设规划综合进行边坡设计,减少临时边坡。
7.1.3 填筑边坡稳定性分析应符合下列规定:
1 根据岩土工程勘察资料及填料特性,确定原始边坡和填筑边坡稳定性分析的计算参数;
2 填筑边坡的稳定性应选择不少于3个具有代表性剖面进行分析;
3 永久边坡在保证原始边坡和填筑边坡稳定的前提下,应提高综合坡比。
7.1.4 挖方边坡稳定性分析和设计应根据本期工程和后续工程使用要求综合确定,并应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的规定。
7.1.5 边坡工程应根据边坡环境、工程地质和水文地质、支护结构类型等条件编制施工方案,采取合理、可行、有效的措施保证施工安全。
7 边坡工程
7.1 一般规定
7.1.1 高填方地基工程的边坡包括填筑前的原始边坡和因填筑所形成的挖方边坡和填筑边坡。
7.1.2 边坡工程设计前应进行下列工作:
1 搜集工程建设规划、场地分区、地势设计、功能使用要求、工程测量和岩土工程勘察资料;
2 了解建设场地规划的边坡场地条件及水土保持、环境保护的相关规定和要求;
3 充分了解土石方调配和总体施工方案,掌握原始边坡、挖方边坡、填方边坡的形成条件;
4 当工程分期建设时,应结合工程建设规划综合进行边坡设计,减少临时边坡。
7.1.3 填筑边坡稳定性分析应符合下列规定:
1 根据岩土工程勘察资料及填料特性,确定原始边坡和填筑边坡稳定性分析的计算参数;
2 填筑边坡的稳定性应选择不少于3个具有代表性剖面进行分析;
3 永久边坡在保证原始边坡和填筑边坡稳定的前提下,应提高综合坡比。
7.1.4 挖方边坡稳定性分析和设计应根据本期工程和后续工程使用要求综合确定,并应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330的规定。
7.1.5 边坡工程应根据边坡环境、工程地质和水文地质、支护结构类型等条件编制施工方案,采取合理、可行、有效的措施保证施工安全。
7.2 边坡稳定性分析
7.2.1 边坡稳定性计算所采用的参数应根据室内相似条件下抗剪试验和现场剪切试验成果,结合当地工程经验按下列要求选取:
1 施工期边坡稳定性分析宜采用击实曲线上压实度对应含水量制备的试样所做的直接快剪和三轴不排水剪参数;
2 巨粒土、粗粒土料及土夹石混合料,宜采用相同级配条件下的干密度、固体体积率的室内三轴试验或现场大型剪切试验获取的抗剪参数;
3 软弱土、黄土等地基宜考虑施工后期强度的增长,可采用地基土的综合抗剪强度;
4 地下水位以下原场地地基和粗粒土料填筑地基、毛细水上升高度以下的细粒土料填筑地基,应采用饱水试件的直接快剪和三轴不排水剪参数;
5 填筑边坡内部排水以及填筑地基与原场地地基结合部排水不畅时,应采用饱水试件的直接快剪和三轴不排水剪参数;
6 原场地地基在具备条件时宜进行现场大型直剪试验,试验点应选在具有代表性土层及控制性的软弱层(带)上。
7.2.2 填筑边坡稳定性分析宜根据原场地岩土性质、填筑材料及填筑厚度等条件,采用下列方法:
1 当原场地地基均匀或为软土时,宜采用圆弧滑动法分析;
2 当原场地地基存在高程变化较大的相对软弱层时,宜采用折线滑裂面分析;
3 对复杂场地除进行工程地质类比法、极限平衡法分析外,尚宜进行三维数值法分析。
7.2.3 填筑边坡稳定性应进行整体抗滑稳定、局部抗滑稳定和抗倾覆稳定分析,并应符合下列规定:
1 初步计算时应根据与填筑相似条件下试验获得的岩土参数、原始地表形态、边界条件等进行;
2 核算时应根据地基处理后的岩土参数、地表形态、边界条件等进行;
3 抗震设防区,应分析地震作用对边坡稳定性的影响。
7.2.4 边坡底部存在软弱土时,应根据场地地形、地基岩土性质、地下水条件、处理深度、稳定性要求等选用换填、碎石挤密桩、强夯置换、反压及其组合等方法进行处理,处理范围可结合表7.2.4边坡稳定影响区划分确定(图7.2.4)。
表7.2.4 边坡稳定影响区划分表
图7.2.4 边坡稳定影响区划分示意
1-边坡区;2-马道;3-坡顶线;4-坡脚线
7.2.5 填筑边坡稳定计算安全系数不应小于表7.2.5的要求。
表7.2.5 填筑边坡稳定安全系数
边坡类别 | 天然工况 | 暴雨工况 | 暴雨+地震工况 |
圆弧法 | 1.30 | 1.15 | 1.05 |
平面滑动法和折线法 | 1.35 | 1.20 | 1.10 |
7.3 填筑边坡设计
7.3.1 填筑边坡设计宜采用综合设计和动态设计。应在充分掌握场地工程地质条件、水文地质条件、填料来源及其工程性质的基础上,综合进行填筑断面、排水设施、边坡防护等设计。
7.3.2 填筑边坡设计应符合下列规定:
1 当场地、地形和填料等不受限制时,可采取抗滑平台、设反压平台或通过减缓坡比来满足边坡稳定要求;
2 当场地、地形和填料等受到限制,不能通过放坡满足边坡稳定要求时,宜采用提高原场地地基强度、阻滑键、加筋土、挡土墙和抗滑桩(墩)等抗滑措施来保证填筑地基边坡稳定性;
3 抗滑措施应通过稳定计算确定。
7.3.3 边坡填筑材料不得使用未经处理的红黏土、膨胀土、盐渍土或膨胀岩。
7.3.4 边坡区底部的碎石垫层、盲沟、透水管等应满足填筑地基疏、排渗水及地下水的要求。
7.3.5 当填料为易风化的软质岩石时,边坡稳定和坡度应按风化后土质边坡设计计算。
7.3.6 填筑地基边坡形式设计应符合下列规定:
1 边坡形式应在稳定分析的基础上进行不同形式的比较,优选出适合拟建场地不同填筑边坡的形式,并应采用变坡形式优化土石方量;
2 边坡形式和坡比应根据填料的物理力学性质、边坡高度、荷载、工程地质条件、边坡稳定性分析及当地工程经验等综合确定,并应采用上陡下缓形式,且宜满足表7.3.6-1和表7.3.6-2要求。
表7.3.6-1 边坡形式和坡比
综合坡比 | 边坡设计参数 | |||
单级边坡坡高(m) | 单级边坡坡比 | 马道宽度(m) | 马道坡度(%) | |
1:1.75~1:3.0 | 10~15 | 1:1.5~1:2.5 | 2.0~3.0 | 1~2 |
表7.3.6-2 临时边坡形式和坡比
综合坡比 | 边坡设计参数 | |||
单级边坡坡高(m) | 单级边坡坡比 | 马道宽度(m) | 马道坡度(%) | |
1:1.5~1:2.5 | 15~20 | 1:1.5~1:2.0 | 1.5~2.0 | 1~2 |
注:土料填筑的边坡和高度大的边坡坡比、坡高取小值,马道宽度取大值。
7.3.7 当填筑厚度大于150m时应进行专项研究与设计。
7.4 边坡排水设计
7.4.1 边坡排水设计应包括与场外排水系统相接的坡体内排水和坡面排水。
7.4.2 坡体内排水应符合下列规定:
1 巨粒土、粗粒土料、土夹石混合料等透水性好的填筑地基可不设边坡内部排水,底部宜设置排水滤层,水平排水滤层宜采用碎石铺设。碎石滤层垂直间距应根据填料、气候条件、水文地质条件确定,在对应马道布设一层滤层,滤层厚度不宜大于分层填筑碾压厚度。
2 黏性土填筑地基内部水平排水宜采用碎石滤层;采用单一或综合的水平排水的塑料(丝)排水笼或排水管等排水方法,塑料(丝)排水笼或排水管的长度、间距应根据排水量和填料的性质确定。对应于填筑地基内部排水系统出口应布设不少于一个排水笼或排水管,其长度不宜小于填筑地基内部泄水系统出口与坡面之间的距离。
3 碎石排水层和排水笼的坡度宜为1%~2%。
4 填筑地基内部排水出口应与坡面排水沟结合,不得破坏边坡坡脚。
7.4.3 坡面排水应符合下列规定:
1 渗透性小的填筑地基应在坡面上设置纵向和横向排水系统;
2 纵向排水宜在马道上设置砌石排水沟,排水沟断面尺寸应根据地形、地质、汇水面积和气象条件确定,坡度不宜小于0.3%;
3 横向排水应顺坡方向每隔30m~50m设置一道;
4 坡面排水应与填筑地基内部排水和场外排水相结合。
7.5 坡面防护设计
7.5.1 高填方边坡坡面防护应根据当地气象条件、水文条件、边坡的岩土性质、水文地质条件、边坡坡比与高度、环境保护、水土保持要求等进行设计。
7.5.2 护坡的覆盖范围应包括边坡坡面和边坡稳定影响区。
7.5.3 植被防护应符合下列规定:
1 应根据当地气候、坡面土质条件,选用护坡效果好且便于养护的草种或灌木;
2 按设计要求放坡和修坡后,宜在坡面设置200mm厚的腐殖土,种植草或灌木。
7.5.4 当植被不能保证坡面冲刷破坏时,宜结合当地的经验采用框格、封面、护面墙、干(浆)砌片石或预制块等刚性防护。
刚性防护应符合下列规定:
1 浆砌预制块防护的预制块混凝土强度等级不宜低于C15;在严寒地区不宜低于C20;
2 现浇混凝土或钢筋混凝土、浆砌石护坡应设排水孔;
3 浆砌石、混凝土护坡及挡墙应每隔15m~20m设置伸缩缝;当基础地质条件变化时,应分段砌筑,并设沉降缝;
4 对于常年受湖塘或积水影响的高填方边坡,应在坡面上干砌或浆砌片(卵)石、预制块罩护面;
5 对于受季节性积水影响的高填方边坡,最高水位加0.6m以下可采用干砌或浆砌片(卵)石、预制块护罩面;最高水位加0.6m以上的坡面,宜采用植被防护;
6 冻土地区的填筑边坡坡脚,应设防冻垫层,其厚度不得小于当地冻结深度。防冻垫层以上坡脚宜采用干砌护坡。
7.6 边坡施工与质量检验
7.6.1 高填方填筑边坡施工应符合下列规定:
1 放坡和马道应按设计要求施工,每完成一级边坡和马道后,应及时修整;
2 边坡采用分层填筑强夯法处理时,外侧夯点锤边缘离边坡坡面距离应留足够的安全距离;
3 边坡采用分层填筑碾压时,外边轮距坡面距离宜为0.4m~0.6m,修坡厚度宜小于0.5m;
4 填筑边坡施工应控制填筑速率。当填筑地基沉降量大于10mm/d,水平位移大于3mm/d时,应及时分析原因,并应减缓填土速度、停止加载或卸载。
7.6.2 边坡质量检验应符合下列规定:
1 边坡质量检验项目应包括坡比、压实度、物理和力学性质指标等;
2 边坡的压实度检测宜采用环刀法、灌砂法或灌水法;
3 检测点的布置和检测频率宜根据工程特点、填料性质、设计要求及施工工艺等因素确定,对施工完成后处于地下水位以下地段宜增加检测频率。
7.6.3 质量检测报告应包括下列内容:
1 质量检测目的及要求;
2 质量检测点平面布置图;
3 质量检测方法及仪器设备型号;
4 质量检测资料整理与分析;
5 质量检测结论。
8 排水工程
8.1 一般规定
8.1.1 高填方地基排水工程应包括地表排水和地下排水。地表排水包括场内排水和场外排水,地下排水包括原场地地基排水和填筑地基内排水。
8.1.2 排水工程应充分利用场地地形和天然排水系统,结合高填方地基范围进行总平面规划设计,形成场内排水与场外排水完整的排水系统。
8.1.3 排水工程设计应根据场地地形地貌、气候条件、工程地质和水文地质条件、地下水类型和补给来源、地下水的活动规律、工程排水范围、汇水面积和流量等资料确定。
8.1.4 排水工程应与坡面防护工程综合考虑,并应符合环境保护和水土保持要求,防止坡面岩土遭受冲刷和失稳。
8.1.5 排水工程水力设计应对排水系统主、支排水沟控制段的汇水面积分段计算,并应根据设计降雨强度和校核标准分别计算主、支沟排水段汇流量和输水量,确定排水沟断面或校核已有排水沟的过水能力。
8.1.6 汇水面积计算可采用积仪法、方格法、称重法、梯形计算法或经验公式法。
8.1.7 排水系统设计应符合下列规定:
1 应包括排除地表水、地下水和减少地表水下渗等措施,并应相互结合形成完整的排水体系;
2 排水工程结构应安全可靠,便于施工、检查及维修。
8.1.8 地面临时排水设施,应满足地表水(含临时暴雨)、地下水和施工用水等的排放要求,并宜与地面工程的永久性排水措施相结合。
8.1.9 纵向排水沟间距宜为100m~300m,其纵向坡降不应小于0.2%。排水沟宜预留0.2m超高值,在转弯半径较小的坡段,凹向侧超高宜大于0.2m。
8.1.10 地下排水系统设计应符合下列规定:
1 综合考虑地形地貌、水文地质条件、地下水类型、地下水补给、活动及排泄规律等因素;
2 防止排水设施堵塞,水位壅高溢流、渗漏、淤积、冲刷和冻结等影响;
3 根据地形、含水层与隔水层结构及地下水特征,选用管、涵、隧洞、钻孔、盲沟等排水方案。
8.1.11 施工中宜对地下水变化情况进行观测并及时反馈。
8 排水工程
8.1 一般规定
8.1.1 高填方地基排水工程应包括地表排水和地下排水。地表排水包括场内排水和场外排水,地下排水包括原场地地基排水和填筑地基内排水。
8.1.2 排水工程应充分利用场地地形和天然排水系统,结合高填方地基范围进行总平面规划设计,形成场内排水与场外排水完整的排水系统。
8.1.3 排水工程设计应根据场地地形地貌、气候条件、工程地质和水文地质条件、地下水类型和补给来源、地下水的活动规律、工程排水范围、汇水面积和流量等资料确定。
8.1.4 排水工程应与坡面防护工程综合考虑,并应符合环境保护和水土保持要求,防止坡面岩土遭受冲刷和失稳。
8.1.5 排水工程水力设计应对排水系统主、支排水沟控制段的汇水面积分段计算,并应根据设计降雨强度和校核标准分别计算主、支沟排水段汇流量和输水量,确定排水沟断面或校核已有排水沟的过水能力。
8.1.6 汇水面积计算可采用积仪法、方格法、称重法、梯形计算法或经验公式法。
8.1.7 排水系统设计应符合下列规定:
1 应包括排除地表水、地下水和减少地表水下渗等措施,并应相互结合形成完整的排水体系;
2 排水工程结构应安全可靠,便于施工、检查及维修。
8.1.8 地面临时排水设施,应满足地表水(含临时暴雨)、地下水和施工用水等的排放要求,并宜与地面工程的永久性排水措施相结合。
8.1.9 纵向排水沟间距宜为100m~300m,其纵向坡降不应小于0.2%。排水沟宜预留0.2m超高值,在转弯半径较小的坡段,凹向侧超高宜大于0.2m。
8.1.10 地下排水系统设计应符合下列规定:
1 综合考虑地形地貌、水文地质条件、地下水类型、地下水补给、活动及排泄规律等因素;
2 防止排水设施堵塞,水位壅高溢流、渗漏、淤积、冲刷和冻结等影响;
3 根据地形、含水层与隔水层结构及地下水特征,选用管、涵、隧洞、钻孔、盲沟等排水方案。
8.1.11 施工中宜对地下水变化情况进行观测并及时反馈。
8.2 场外地表排水
8.2.1 排(截)水沟宜沿工程场地周边设置,并应充分利用天然地形和水系,离填筑坡脚的距离不宜小于5m,并应进行防渗和冲刷处理。
8.2.2 排水沟和截洪沟的断面尺寸、坡度和长度应根据场内排水流量及毗邻地带的地表水流入量确定。排水沟与截洪沟的连接应根据线形、地形、地质条件等因素确定。当坡度大于30°或局部高差较大时可按下列要求设置跌水:
1 跌水和陡坡进出口段,应设导流翼墙与上、下游沟渠变墙连接;矩形断面与梯形断面连接宜采用渐变曲面形式;
2 陡坡和缓坡连接剖面曲线应设置消能防冲措施。当跌水高差小于或等于10m时,宜采用单级跌水;大于10m时,宜采用多级跌水;
3 陡坡与缓坡排水沟底及边墙应设伸缩缝,间距不宜小于10m,伸缩缝内应设止水措施。
8.2.3 排水沟宜采用浆砌片(块)石砌筑;对于松软地段,宜采用毛石混凝土或素混凝土修筑。对坚硬片块石砌筑的排水沟,可用比砌筑砂浆高一级的砂浆进行勾缝。
8.2.4 外围截(排)水沟应设置在填筑地基外缘5m以外的稳定斜坡面上。根据外围坡体结构,截水沟迎水面应设置泄水孔,尺寸不宜小于100mm×100mm。
8.2.5 当排水沟通过填挖方交界时,应设置土工合成材料或钢筋混凝土预制板制成的沟槽。
8.3 场内地表排水
8.3.1 场内地表排水设施位置、数量和断面尺寸,应根据地形、降雨强度、历时、分区汇水面积、地面径流量、渗水量等确定。地面排水沟顶部高于沟内设计水面的高度不应小于0.2m。
8.3.2 排水沟断面宜采用梯形、矩形、复合形或U形。
8.3.3 开裂变形的坡体或填筑交界面处,应及时采用黏土或水泥浆填实裂缝,整平积水坑、洼地,迅速排除雨水。
8.3.4 排水沟进出口平面布置,宜采用喇叭口或八字形导流翼墙。导流翼墙长度宜为设计水深的3倍~4倍。
8.3.5 当排水沟断面变化时,应采用渐变衔接,过渡长度宜为水面宽度之差的5倍~20倍。
8.3.6 对排水沟的弯曲段,防止水位壅高的安全超高不宜小于0.3m。
8.3.7 排水沟的纵坡应根据排水沟的线形、地形、地质以及与排洪沟连接条件等确定,并应进行抗冲刷计算。当自然纵坡大于30°或局部高差较大时,可设置跌水;在排水沟纵坡变化处宜改变沟道宽度,避免上游产生壅水。
8.4 场内原场地地基排水
8.4.1 排水盲沟线路宜根据场地原有地形和水系流向设置。
8.4.2 场内填筑区应根据场地原始地形和天然水系,按地表汇水面积和流量设置主、次盲沟。汇水面积和流量大的冲沟、低洼沟渠可沿主要冲沟设置主盲沟,可在小冲沟或低洼沟渠设置次盲沟,并应根据场地地形对泉水和渗流设置支盲沟。
8.4.3 当地表层有积水湿地和泉水露头时,宜将排水沟上端做成伸进湿地内的渗水盲沟。
8.4.4 场内填方区排水盲沟应符合下列规定:
1 排水支盲沟间距宜小于40m,泉眼和渗流点宜增设支盲沟;
2 盲沟的平面布置及断面尺寸应根据冲沟汇水面积和流量确定;
3 排水盲沟的施工宜在地基处理施工后完成;
4 次盲沟应与主盲沟相连接;支盲沟应与主盲沟或次盲沟相连接;
5 场内主盲沟出水口应引入场外排水系统;
6 主盲沟、次盲沟和支盲沟的纵向坡度应大于0.5%;
7 分段施工,当下游盲沟尚未建成时,不宜与上游盲沟接通;应设临时排水系统,防止淤阻。
8.4.5 填方区域底部宜设置级配块石、碎石排水垫层。排水垫层与周边的纵向集水沟和排水管等组成基层排水系统。
8.5 填筑地基排水
8.5.1 填筑地基顶面排水工程应与建(构)筑物和市政工程排水及场外排水系统相结合。
8.5.2 堆石或干砌石护坡可不设表面排水。
8.5.3 填筑边坡连接处均应设排水沟。
8.5.4 填筑地基有马道时,纵向排水沟方向宜与马道一致,并设于马道内侧。横向排水沟的间距宜为50m~100m。
8.5.5 排水沟宜采用混凝土现场浇筑或浆砌石砌筑,当用混凝土预制件拼装时,应使接缝牢固。
8.5.6 填筑地基有下列情况应设置排水设施:
1 防止填筑地基渗流逸出处的渗透破坏;
2 降低填筑地基浸润线及孔隙压力,改变渗流方向,增强填筑地基稳定;
3 保护填筑坡面,防止其冻胀破坏。
8.5.7 填筑地基排水可选择下列形式:
1 竖式排水:直立排水、上昂式排水、下昂式排水等;
2 水平排水:不同高程的水平排水层、褥垫层式排水、网状排水带、排水管等;
3 两种或多种形式组成的综合型排水。
8.5.8 对采用均质和用弱透水材料的填筑地基,其底部宜采用水平排水体将渗水引出填筑地基外。
8.6 质量检验
8.6.1 排水工程施工质量检验应包括施工过程中和工程完成后的质量检验。
8.6.2 排水设施的质量检验宜包括下列内容:
1 排水设施的断面尺寸宜采用钢尺量测,高程、坡度可用水准仪和全站仪进行检验;
2 查验排水设施材料规格、强度及其他指标;
3 填筑边坡排水设施的渗透性宜进行原位渗透试验。
8.6.3 排水设施外观质量检验宜符合下列规定:
1 纵坡顺直,曲线线形圆滑;
2 沟壁平整、稳定,无贴坡;
3 沟底平整,排水畅通,无冲刷和阻水现象;
4 浆砌片石工程,嵌缝均匀、饱满、密实,勾缝平顺无脱落、密实、美观,缝宽均衡协调;砌体咬扣紧密;抹面平整、压光、顺直,无裂缝、空鼓;
5 干砌片石工程,砌筑咬合紧密,无叠砌、贴砌和浮塞;
6 水泥混凝土砌块的强度应符合设计要求,砌体平整,勾缝整齐牢固。
8.6.4 土质边沟、截水沟、排水沟施工质量检验应符合表8.6.4的规定。
表8.6.4 土质边沟、截水沟、排水沟施工质量检验
8.6.5 浆砌水沟、截水沟、边沟施工质量检验应符合表8.6.5的规定。
表8.6.5 浆砌水沟截水沟、边沟施工质量检验
8.6.6 混凝土排水管施工质量检验应符合表8.6.6的规定。
表8.6.6 混凝土排水管施工质量检验
8.6.7 排水渗沟施工质量检验应符合表8.6.7的规定。
表8.6.7 排水渗沟施工质量检验
序号 | 检验项目 | 规定值或允许偏差 | 检验数量 | 检验方法 |
1 | 沟底高程(mm) | ±15 | 每20m测4处 | 水准仪 |
2 | 断面尺寸 | 符合设计要求 | 每20m测2处 | 钢尺 |
8.6.8 过滤排水工程土工合成材料施工质量检验应符合表8.6.8的规定。
表8.6.8 过滤排水工程土工合成材料施工质量检验
9 工程监测
9.1 一般规定
9.1.1 工程监测前应根据高填方地基的工程特点编制包括下列主要内容的监测方案:
1 监测目的、监测项目;
2 监测方法、监测点的平面布置;
3 监测仪器设备与精度、监测周期和频率;
4 监测工作量、监测实施细则与信息反馈制度等。
9.1.2 工程监测方案应依据下列资料进行编制:
1 工程场地分区,挖、填方区域平面图,土石方计算图和地势设计图;
2 工程地质和水文地质勘察资料、场地地形图和建设用地规划图;
3 原场地地基处理、填筑地基与边坡工程等设计文件;
4 工程建设总体安排、挖方、填方施工计划及有关施工资料;
5 工程监测技术要求。
9.1.3 工程监测使用的平面坐标系统及水准高程系统应与设计和施工等阶段的控制网坐标系统相一致。监测基准点应设在稳定区域内,并有可靠的保护装置,监测期内应定期复测。
9.1.4 监测点布设应符合下列规定:
1 监测点应根据监测对象、工程规模、特点和具体情况,按照监测技术要求进行针对性的布设;监测点应能全面反映监测对象的整体状态;
2 在地质条件差、原始地形变化大及填方厚度大的部位应设置观测点,为验证和反馈设计而设置的监测点应布置在最不利位置和断面处;
3 不同项目的监测点宜布置在同一监测断面上。
9.1.5 监测元件和仪器应满足量程和测量精度要求,并符合稳定性和耐久性使用的要求。传感器件在埋设前应进行标定,观测仪器使用前应校验或校准,计量器具应在检定有效期内使用。
9.1.6 监测周期和频次应根据原场地地基、填筑地基的工程特点、施工进度确定,并应符合下列规定:
1 监测时间间隔宜先短后长;
2 发现监测数据变化较大时,应加密观测频次;
3 监测过程应保证监测数据的连续性、有效性和完整性;
4 相互关联的监测项目,宜在同一时间段进行观测。
9.1.7 高填方地基工程应在施工期及施工完成后持续开展监测,满足稳定标准后,一般工程可停止监测,重大工程应建立长期监测机制。
9.1.8 监测工作应按照规定格式记录、整理、汇总各类数据,及时分析并绘制时程曲线。
9.1.9 监测过程中应定期现场巡查,发现有影响工程安全的情况应及时上报建设单位,应安排专人对可能出现险情的部位进行连续监视。
9.1.10 高填方地基工程宜建立完备的监测信息管理系统,固定监测设备和人员,保证监测信息的准确性和及时性,为工程动态设计和信息化施工提供依据。
9 工程监测
9.1 一般规定
9.1.1 工程监测前应根据高填方地基的工程特点编制包括下列主要内容的监测方案:
1 监测目的、监测项目;
2 监测方法、监测点的平面布置;
3 监测仪器设备与精度、监测周期和频率;
4 监测工作量、监测实施细则与信息反馈制度等。
9.1.2 工程监测方案应依据下列资料进行编制:
1 工程场地分区,挖、填方区域平面图,土石方计算图和地势设计图;
2 工程地质和水文地质勘察资料、场地地形图和建设用地规划图;
3 原场地地基处理、填筑地基与边坡工程等设计文件;
4 工程建设总体安排、挖方、填方施工计划及有关施工资料;
5 工程监测技术要求。
9.1.3 工程监测使用的平面坐标系统及水准高程系统应与设计和施工等阶段的控制网坐标系统相一致。监测基准点应设在稳定区域内,并有可靠的保护装置,监测期内应定期复测。
9.1.4 监测点布设应符合下列规定:
1 监测点应根据监测对象、工程规模、特点和具体情况,按照监测技术要求进行针对性的布设;监测点应能全面反映监测对象的整体状态;
2 在地质条件差、原始地形变化大及填方厚度大的部位应设置观测点,为验证和反馈设计而设置的监测点应布置在最不利位置和断面处;
3 不同项目的监测点宜布置在同一监测断面上。
9.1.5 监测元件和仪器应满足量程和测量精度要求,并符合稳定性和耐久性使用的要求。传感器件在埋设前应进行标定,观测仪器使用前应校验或校准,计量器具应在检定有效期内使用。
9.1.6 监测周期和频次应根据原场地地基、填筑地基的工程特点、施工进度确定,并应符合下列规定:
1 监测时间间隔宜先短后长;
2 发现监测数据变化较大时,应加密观测频次;
3 监测过程应保证监测数据的连续性、有效性和完整性;
4 相互关联的监测项目,宜在同一时间段进行观测。
9.1.7 高填方地基工程应在施工期及施工完成后持续开展监测,满足稳定标准后,一般工程可停止监测,重大工程应建立长期监测机制。
9.1.8 监测工作应按照规定格式记录、整理、汇总各类数据,及时分析并绘制时程曲线。
9.1.9 监测过程中应定期现场巡查,发现有影响工程安全的情况应及时上报建设单位,应安排专人对可能出现险情的部位进行连续监视。
9.1.10 高填方地基工程宜建立完备的监测信息管理系统,固定监测设备和人员,保证监测信息的准确性和及时性,为工程动态设计和信息化施工提供依据。
9.2 地基监测
9.2.1 填筑地基应按表9.2.1-1对地表沉降、分层沉降、水平位移进行监测,根据工程特点和需要,宜按表9.2.1-1、表9.2.1-2对孔隙水压力、土压力及地下水位和盲沟出水量进行监测;地下水对工程有影响时,应进行地下水位监测。
表9.2.1-1 填筑地基监测必测项目
表9.2.1-2 填筑地基监测选测项目
9.2.2 地基变形监测方法应符合本规范附录D要求,地下水位和孔隙水压力监测应符合本规范附录E要求。
9.2.3 地基变形监测点布置应符合下列规定:
1 地表沉降监测点可按方格网状布置,测点间距可取50m~100m;在地基均匀性差、谷底分布有软弱地基、计算总沉降量大的部位取小值;填挖交界面两侧、原场地地基地形变化较大部位宜增设地表观测点。
2 地表和内部水平位移监测点应在原场地地基地形变化较大或地基条件较差区域布设典型断面,每个典型断面,宜布置(3~5)个监测点,水平位移观测点与沉降观测点可结合布置,观测工作应配合进行。
3 对填筑厚度较大部位和原场地地基存在软弱土部位,应设置内部变形监测点,并宜形成观测断面;内部观测点的布置应符合下列规定:
1)观测横断面应布置在填方厚度最大横断面及其他特征断面上,横断面数量可根据工程规模确定,不宜少于3个,每个典型断面,宜布置(3~5)个监测点;
2)观测纵断面宜沿顺坡方向、沟谷走向布置,主沟、主要支沟均应布置;
3)竖向测点间距应根据填筑厚度、原场地地基与填料特性、施工方法等确定,宜为2m~10m。
4 对地表出现的明显裂缝,应测定其位置、出露宽度和分布范围,可用坑探、槽探法检查裂缝深度、宽度及产状等。
9.2.4 应力监测点的布置和监测应符合下列规定:
1 孔隙水压力监测可在软弱土和受地下水影响的土层中设置,并宜同变形、土压力和地下水位观测点相结合;
2 土压力监测点宜设置在原场地地基表面及填筑地基中,监测点竖向间隔宜为5m~10m;
3 应力监测的同时应测记观测点处填方的填筑厚度变化。
9.2.5 地下水位监测点布设应根据工程特点和场地水文地质条件综合确定,宜通过设置专门的水位观测孔或在备用水井内观测。
9.2.6 盲沟出水量观测点宜设置在地下排水盲沟出口处,观测内容应包括水流量及水质。当盲沟流水浑浊时,宜测量相应的泥砂含量。
9.2.7 监测点的安装与埋设应符合下列规定:
1 原场地地基监测元件应在地基处理之后埋设,并在填筑前观测到稳定的初始值。
2 监测标志安装应稳固,并采取有效措施加以保护或专人看管。测量标志碰损时,应及时恢复并复测,以保证观测数据的连续性。
3 边桩宜采用钢筋混凝土预制,并在桩顶预埋不易磨损的测头。边桩、地表监测点的埋设深度在季节性冻土地区应超过冻结深度。
4 测斜管埋设时,管内的十字导槽应对准主要监测方向。
5 孔隙水压力计和土压力计的量程与测量精度应与被测土体应力状况相适应。
9.2.8 地基监测周期与频率应符合下列规定:
1 在填筑施工期间,每填筑一层前后应观测一次,两次填筑间隔时间较长时,每两周至少观测一次。遇降雨、变形异常等情况时,应增加监测频次。
2 填筑施工完成后,宜每半个月观测一次;三个月后,宜每月观测一次;一年后可每(2~3)个月观测一次。
3 地下水位和盲沟出水量监测,填筑施工期间,宜每周观测一次。填筑施工完成后,一个月内宜每周观测一次,一个月后宜每半个月观测一次。
4 填筑完成后,当监测数据变化较大时,应提高监测频率。
9.3 边坡工程监测
9.3.1 边坡工程监测项目应根据边坡重要性、安全等级、支护结构变形控制要求、地质条件和边坡结构特点等确定。填筑边坡在施工过程中和施工完成后应进行水平位移、垂直变形和裂缝监测,边坡监测应根据边坡工程特点和需要按表9.3.1确定。
表9.3.1 边坡监测要求
9.3.2 边坡地表变形观测点的布置应反应坡体范围位移分布规律。沿顺坡方向宜布设(2~4)个观测断面,包括通过坡顶和坡脚线最低处的主观测断面及其他特征断面;每个观测断面应分别在坡顶、坡脚、坡面上布置监测点。坡面上观测点的竖向间距宜为15m~30m。
9.3.3 边坡内部变形观测点,宜结合地表变形观测点布置。沿可能滑动方向设置数个观测断面,断面上监测点可设置在不同高程处,竖向间距宜取15m~30m。
9.3.4 孔隙水压力监测点宜设置在地下水可能影响范围内;土压力监测点的位置根据分析计算的需要设置;支挡结构变形和内力监测点应设置在主要构件和应力最大处,以及受力复杂的关键构件上。
9.3.5 不同类型及不同阶段的边坡应根据工程规模、工况阶段、气候条件以及边坡变形的速率等因素调整监测周期和频率,并应符合下列规定:
1 填筑边坡施工期间,宜每3d监测一次;填筑施工完成后,半个月内,宜每3d观测一次;一个半月内,宜每10d观测一次;一个半月后,宜每月观测一次。
2 当变形量增大、变形速率加快时,应加大监测频次;降雨后应加密监测;当出现异常情况时应上报有关单位,并应采取应急措施。
3 日常巡查的次数:在填筑施工期宜每周两次,每月不得少于4次;在填筑施工完成后,宜每周一次,或每月不少于两次;雨季应增加次数,当出现大面积降雨时,每天应至少一次。
9.4 环境保护监测
9.4.1 高填方地基工程填筑过程中的环境保护监测应包括下列内容:
1 生态环境变化监测应包括地形、地貌和水系的变化情况,建设项目占地和扰动地表面积,挖填方数量及面积,弃土、弃石、弃渣量及堆放面积,项目区林草覆盖率等;
2 环境防护动态监测应包括环境防护面积、强度和总量的变化及其对下游及周边区段造成的危害与趋势;
3 环境保护措施防治效果监测应包括各类防治措施的数量和质量,林草措施的成活率、保存率、生长情况及覆盖率,工程措施的稳定性、完好程度和运行情况,以及各类防治措施的拦渣保土效果;
4 当施工引起的震(振)动对边坡、建(构)筑物等周边环境产生不良影响时,应进行震(振)动监测,监测内容包括质点振动速度峰值、主振频率,监测出现质点振动速度大于现行国家标准《爆破安全规程》GB 6722规定的控制值,应调整爆破方式、药量;
5 在噪声保护要求较高区域施工时,应进行噪声监测,噪声值应满足要求。
9.4.2 环境保护监测应采取定位监测与实地调查、巡查监测相结合的方法,大型建设项目可同时采用遥感监测方法。
附录A 巨粒土和粗粒土密度试验(大体积灌水法)要点
A.0.1 巨粒土和粗粒土的密度测定应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。
A.0.2 主要仪器设备和材料应符合下列规定:
1 台秤称量100kg,最小分度值50g,称量1000kg,最小分度值100g;
2 囊式体积仪采用具有弹性的塑料薄膜袋,直径0.5m~1.5m,厚度0.5mm,长度0.5m~2.0m;
3 量测仪器精密水准仪,水准尺,钢卷尺,坑口定位标准尺寸环等;
4 其他设备包括开挖试验坑的用具、厚度为5mm~8mm堆放土样铁板、储水箱(筒)及坑壁支撑材料等。
A.0.3 试验应进行两次平行测定,取两次测值的算术平均值。试验要求和步骤应符合下列规定:
1 试验处的试坑地面整平,除去表面松散的土层,测量其层面标高;
2 试坑开挖的直径不小于试样最大粒径的3倍,深度不宜小于分层填筑厚度,约1.0m取试样一件,连续取样,坑口放置定位环;
3 在定位环内下挖至要求深度,边挖边将坑内的试样装入盛土容器内,称试样质量,准确到0.1kg,并测定试样的含水率;
4 开挖试坑时应将坑壁及坑底整平,将松动的碎石全部取出,并称取质量;
5 试坑开挖完成后,量测坑壁及坑底的情况,包括坑壁凹凸形态、试坑直径、坑底标高等;
6 将塑料薄膜袋轻轻放置坑内后,将已称取质量的水缓慢灌入塑料薄膜袋内,直至水面与坑口定位环面齐平(计算试坑体积时,应扣除定位环的体积),并对静止的水面观测3min后,测量水面标高;当袋内出现水面下降时,应另取塑料薄膜袋重新试验;
7 所有测试工作完成后,采用最大粒径不大于100mm的级配碎石回填试坑,要求按每层300mm的厚度进行分层填筑夯实。
A.0.4 试验数据整理应符合下列规定:
1 试样的湿密度应按下式计算:
式中:ρ0——巨粒土和粗粒土的湿密度(kg/m3);
m0——试样总质量(kg);
v——试坑的体积(m3)。
2 试样干密度应按下式计算:
式中:ρd——巨粒土和粗粒土的干密度(kg/m3);
md——试样干质量(kg)。
3 绘制密度与深度关系曲线。
附录B 巨粒土和粗粒土颗粒分析试验要点
B.0.1 本试验适用于最大粒径小于800mm的粗颗粒土试样。
B.0.2 巨粒土和粗粒土的颗粒分析试验应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。
B.0.3 主要仪器设备应符合下列规定:
1 粗筛:圆孔,孔径为200mm、100mm、80mm、60mm、40mm、20mm、10mm、5mm;
2 细筛:圆孔,孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm;
3 台秤称量1000kg,最小分度值50g;
4 摇筛机筛析过程中应能上下振动;
5 其他设备包括铁桶、铁钯、铁铲、铁箱、火炉、编织袋、毛刷等。
B.0.4 取样应符合下列规定:
1 强夯前的块石、碎石填筑料取样数量不少于3件。
2 地基填筑采用强夯法处理时,强夯夯点下、夯点间均应取样(含深层的夯点下、夯点间取样)。
B.0.5 试验要求和步骤应符合下列规定:
1 应将取出的试样称取质量后,用塑料编制袋装好运回试验棚,摊放铁板上进行风干。
2 粒径大于100mm的试样可用标准直径的套环进行手选,并称取质量。
3 试样粒径大于40mm,小于等于100mm的可采用依次叠好的粗筛(孔径分别为80mm、60mm、40mm)进行筛分,并将留在各层筛上的试样分别称取质量。
4 试样粒径小于40mm的可先进行质量缩分,试样缩分标准质量可按下式计算:
式中:Q——缩分标准质量(kg);
K——缩分系数,取K=0.1;
d——颗粒直径(mm)。
5 将小于40mm粒径标准质量的缩分样倒入依次叠好的筛中,进行筛分,称取留在各层筛上的试样质量,并用倍数法将其还原。
6 粒径小于5mm的试样可采用选取具有代表性的试样5kg,通过细筛(孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm)进行筛分,称取留在各层筛上的试样质量,并用百分数法将其还原。
7 各巨粒土和粒组试样质量的总和与试样总质量的差值,不得大于试样总质量的1.5%。
B.0.6 试验数据整理应符合下列规定:
1 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比应按下式计算(精确至0.1%):
式中:X——小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比(%);
mA——小于某粒径的试样质量(kg);
mB——细筛分析时为所取的试样质量;粗筛分析时为试样总质量(kg);
dx——粒径小于2mm的试样质量占试样总质量的百分比(%)。
2 以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标,颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分配曲线。
3 计算级配指标:不均匀系数Cu和曲率系数Cc。
附录C 强夯单点夯击试验要点
C.0.1 试验适用于块石、碎石填筑地基强夯单点夯击能为1000kN·m~6000kN·m的单点夯击试验。
C.0.2 主要仪器和设备应符合下列规定:
1 夯机应为配有自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备;
2 夯锤质量15t~25t,锤底静接地压力值25kPa~40kPa;
3 其他仪器包括水准仪、水准尺、直径为50mm的铸铁钢球。
C.0.3 观测点布置应符合下列规定:
1 夯坑底面土体变形可通过夯锤顶和底面高程及直径测量得出,夯锤顶面观测点应均匀对称设置,不应少于3点;
2 夯坑周围地表变形观测点以夯锤中心为原点,在相互垂直的两方向上设置。以夯锤边缘为起点,每方向上设置观测点不应少于4点,观测点间距宜为0.5倍夯锤直径;
3 用于后视基准点的基准桩应设置在夯击震力影响区域外。
C.0.4 试验应符合下列规定:
1 每夯击一击后应立即测量夯锤顶面及夯坑周围地表观测点的变形量;
2 每夯两击应观测一次后视测量;
3 单点夯击完成后,需对夯坑体积进行现场实测(即坑底标高、坑口和坑底直径等),并对夯坑形态进行描述;
4 夯击次数视夯沉量而定,宜为20击~25击。
C.0.5 试验资料整理应符合下列规定:
1 夯坑下沉量应按下式计算:
式中:△Si——每夯一击的夯坑下沉量(mm);
Si——第i击后锤顶水准尺读数(mm);
Si-1——第i—1击后锤顶水准尺读数(mm)。
2 夯坑周围地表的变形量应按下式计算:
式中:△Li——每夯一击的夯坑周围变形量(mm);
Li——第i击后地面水准尺读数(mm);
Li-1——第i—1击后地面水准尺读数(mm)。
3 绘制夯击次数与夯坑及夯坑周围地表变形图。
4 绘制单点夯击次数与夯坑下沉量的关系曲线。
5 绘制夯击次数与累计夯坑下沉量百分数的关系曲线。
附录D 变形监测要点
D.1 原场地地基变形监测
D.1.1 原场地地基处理和地基填筑施工过程中应对原场地地基变形进行监测。
D.1.2 主要仪器设备,观测点可采用750mm×1000mm的钢板、2.0m长的52mm镀锌钢管(测杆)、2.0m长的168mm保护钢管、橡胶隔环,观测应采用高精度电子水准仪。
D.1.3 镀锌钢管埋设步骤应符合下列规定:
1 应在埋设的52mm镀锌钢管上加一个接头,并在接头上方加一根2.0m长的52mm镀锌钢管。
2 用168mm的保护管套住测杆,并在52mm镀锌钢管上每隔2m安装一个橡胶隔环,橡胶隔环厚约30mm,应保证52mm镀锌钢管在保护管内不晃动。
3 镀锌钢管和保护管应采用丝扣连接,接头部位应保证连接后整个保护管的平直度。
4 随填筑高程的升高,应不断加长镀锌钢管和保护管,保护管周围1m应用细砂土填筑,人工振捣密实。每安装一次测杆应用电子水准仪测出上下两个测标间的高差。
5 安装至填筑地基顶部后,应浇筑孔口混凝土保护墩,并安装孔口保护盖板。周围2m范围内不得进行强夯。
D.1.4 地基变形观测应采用二等国家水准,并应从施工场外的基准点引进水准高程。将本次观测值与首次观测值进行比较,获得原场地地基变形监测点的变形量。
附录D 变形监测要点
D.1 原场地地基变形监测
D.1.1 原场地地基处理和地基填筑施工过程中应对原场地地基变形进行监测。
D.1.2 主要仪器设备,观测点可采用750mm×1000mm的钢板、2.0m长的52mm镀锌钢管(测杆)、2.0m长的168mm保护钢管、橡胶隔环,观测应采用高精度电子水准仪。
D.1.3 镀锌钢管埋设步骤应符合下列规定:
1 应在埋设的52mm镀锌钢管上加一个接头,并在接头上方加一根2.0m长的52mm镀锌钢管。
2 用168mm的保护管套住测杆,并在52mm镀锌钢管上每隔2m安装一个橡胶隔环,橡胶隔环厚约30mm,应保证52mm镀锌钢管在保护管内不晃动。
3 镀锌钢管和保护管应采用丝扣连接,接头部位应保证连接后整个保护管的平直度。
4 随填筑高程的升高,应不断加长镀锌钢管和保护管,保护管周围1m应用细砂土填筑,人工振捣密实。每安装一次测杆应用电子水准仪测出上下两个测标间的高差。
5 安装至填筑地基顶部后,应浇筑孔口混凝土保护墩,并安装孔口保护盖板。周围2m范围内不得进行强夯。
D.1.4 地基变形观测应采用二等国家水准,并应从施工场外的基准点引进水准高程。将本次观测值与首次观测值进行比较,获得原场地地基变形监测点的变形量。
D.2 地基分层变形监测
D.2.1 地基填筑施工过程中和施工完成后应对填筑地基内部不同部位、不同深度处的变形进行监测。
D.2.2 主要仪器设备可采用2.0m长的53mm的聚乙烯沉降管、53mm的沉降磁环(磁板),观测应采用高精度电子水准仪及钢尺沉降仪。
D.2.3 钻孔安装操作步骤应符合下列规定:
1 可采用108mm的孔径钻孔。
2 沉降管可采用聚醚酯纤维管,安装时,应将最下端的沉降管底部用底盖密封,并将接头处及铆钉处用防水胶带缠紧。相邻两管用管接头紧密连接,每隔2m在管子上套上磁环。最上面的沉降管应安装顶盖,防止雨水或其他杂物进入管中。
3 沉降管接好、安装到位后,可用中粗砂进行回填,回填速度不宜太快,以免堵塞后形成空隙。回填完成后在沉降管周围应采取保护措施。
4 回填过程中,不得扰动沉降管及磁环。管子周围2.0m范围内不得进行强夯。
D.2.4 聚醚酯纤维管安装操作步骤应符合下列规定:
1 沉降管采用聚醚酯纤维管安装时,应将最上端的顶盖取下,再接上一根分层沉降管,相邻两管应采用管接头紧密连接,并用塑胶纸缠紧,在沉降管中间套上沉降磁板;
2 沉降管接好后,应对沉降磁板周围的填土进行人工捣实,并在管子周围采取保护措施;
3 管子周围2m范围内,不得进行强夯。
D.2.5 地基分层变形观测应采用二等国家水准,并从施工场外的基准点引进水准高程,测出分层沉降监测点孔口高程;再使用钢尺沉降仪测读出每一个磁环距离孔口的深度,二者相减,即可获得每一个磁环的位置。
D.3 地基表层变形监测
D.3.1 当地基填筑至设计高程时,应对填筑地基的总沉降进行观测,为确定建(构)筑物施工时间提供依据。
D.3.2 主要仪器设备,观测标可采用沉降板或观测桩,观测桩宜采用预制或钻孔现浇混凝土标石,顶部应设置钢筋头。沉降板可采用52mm镀锌钢管(测杆)一端焊接于300mm×300mm的钢板组成。观测应采用高精度电子水准仪。
D.3.3 观测标安装埋设操作步骤应符合下列规定:
1 填筑完成后,可在地面挖坑埋设,应保持镀锌钢管垂直,并使管口与地面同平。埋设深度不应小于1m,季节性冻土地区应超过冻结深度。
2 周围应采用素土回填密实。
3 镀锌钢管口应安装一个水准标志。
4 应浇筑孔口混凝土保护墩并安装孔口保护盖板。
D.4 边坡坡面位移监测
D.4.1 地基填筑过程及完成后应对高填方边坡坡面位移进行监测,为计算分析高填方边坡稳定性提供依据。
D.4.2 应采用现浇钢筋混凝土墩标墩、强制对中盘,观测应采用高精度或其他仪器。
D.4.3 观测标安装埋设操作步骤应符合下列规定:
1 表面监测点标墩宜高于地面1.0m,埋深不少于0.5m,并应超过季节性冻土地区冻结深度;
2 标墩顶部府设置强制对中盘,底盘对中精度不应低于0.1mm;
3 埋设时,强制对中盘应调整水平,其倾斜度不得大于4°。
D.4.4 当采用双频全球定位系统接收机观测时,应满足三等精度要求,并应符合下列规定:
1 卫星截止高度角不应小于15°,观测段数不应少于2个,每时段观测时间不应少于90min;
2 复测基线较差、坐标分量闭合差、环闭合差检验应符合现行国家标准《工程测量规范》GB 50026的规定;
3 其他技术要求应按现行国家标准《工程测量规范》GB 50026执行。
附录E 地下水位和孔隙水压力监测要点
E.0.1 原场地地基处理和地基填筑施工期间应对原场地和填筑地基内部地下水位变化规律和孔隙水压力的增长与消散情况进行监测。
E.0.2 水位观测孔安装埋设步骤应符合下列规定:
1 钻孔不宜使用泥浆护壁工艺,孔径不宜小于108mm。
2 水位观测管可采用金属管或聚氯乙烯管加工,包括花管和导管两部分,内径50mm。花管段长度不应少于2m,透水孔孔径宜为4mm~6mm,面积开孔率宜为18%~20%,并应排列均匀。
3 进水段可能产生塌孔或管涌时,花管段外应设置反滤设施。
4 应在进水花管段底部充填粒径为10mm~20mm的砂砾石垫层,厚度不应小于300mm。将进水花管和导管依次连接放入孔内,花管段底部应位于砂砾石垫层上。
5 在进水花管周围填入粒径为10mm~20mm的砂砾石后,再填入100cm厚的细砂,细砂上部注入水泥浆,余下的孔段应全部用水泥砂浆或黏性土灌满。
6 应浇筑孔口混凝土保护墩,并安装孔口保护盖板。
E.0.3 孔隙水压力主要仪器设备包括水准仪、孔隙水压力计、孔隙水压力计读数仪、水位计。
E.0.4 孔隙水压力观测点旁边应布置水位变化观测点,两者相距宜为2m。
E.0.5 孔隙水压力计可采用频率读数仪进行观测;水位观测宜采用高精密水准仪,按二级变形测量精度进行孔口高程的测量,并宜采用平尺水位计进行水位深度的读数。
E.0.6 孔隙水压力计的安装埋设应按下列步骤进行:
1 取下仪器端部的透水石,在钢膜片上涂一层黄油或凡士林以防生锈,但避免堵孔;
2 安装前应将仪器在水中浸泡24h以上,使其达到饱和状态;
3 应采用钻孔方式埋设,钻孔孔径宜为108mm;
4 应在测头上包上装有干净的饱和细砂袋,使仪器进水口通畅,并应防止水泥浆进入孔隙水压力计内部;
5 将包有砂袋的仪器埋入孔内,观测段应回填透水性材料。透水性材料之上应采用膨润土球封堵,封堵长度不应小于1.0m,在封堵过程中膨润土球应采用钻杆分段捣实。
本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“不得”。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行时的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《岩土工程勘察规范》GB 50021
2 《工程测量规范》GB 50026
3 《土工试验方法标准》CB/T 50123
4 《建筑边坡工程技术规范》GB 50330
5 《爆破安全规程》GB 6722
6 《建筑地基处理技术规范》JGJ 79
中华人民共和国国家标准
高填方地基技术规范
GB 51254-2017
条文说明
编制说明
《高填方地基技术规范》GB 51254-2017,经住房和城乡建设部2017年7月31日以第1637号公告批准、发布。
本规范编制过程中,编制组进行了广泛深入的调查研究,总结了我国高填方地基工程的实践经验,同时参考了国外先进标准,与国内相关标准协调,通过调研、征求意见及工程试算,对编制内容讨论、分析、论证,取得了重要技术参数。
为便于广大设计、施工、科研和学校等单位有关人员在使用本规范时能正确理解和执行条文规定,《高填方地基技术规范》编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明,还着重对强制性条文的强制性理由做了解释。但是,本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。
1 总 则
1.0.1 随着我国经济建设的发展,在山区及丘陵地区利用“开山填谷”解决工程建设用地的项目越来越多,由此形成了大面积、大土石方量的高填方地基。目前,对于此类高填方地基还没有统一的技术标准,在设计、施工和验收等过程中只能参考国内相关行业的标准。从已经完成的高填方地基的使用情况来看,有成功的例子,也有发生失稳和沉降变形过大的工程实例。制定本规范的目的是使高填方地基技术标准化,明确高填方地基在设计和施工中必须贯彻国家的技术经济政策,做到安全适用、保护环境、技术先进、经济合理、确保质量,以保障高填方地基工程建设科学健康地发展。
1.0.2 目前国内一般认为高填方地基是指填筑厚度大于20m,且不超过80m,经有组织分层填筑和压(夯)实处理后的地基。对于高填方填筑地基确定为20m,主要考虑20m以下的填筑地基在工程中比较常见,处理相对容易,设计和施工人员可按相关标准执行。现行行业标准《公路路基设计规范》JTG D30和《铁路路基设计规范》TB 10001中有关填筑路基和路堤规定了填料选择、路堤的压实度,以及边坡高度不大于20m时路堤边坡坡比等,实际工程中,可以结合填筑地基的处理目的,按国家现行标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79、《公路路基设计规范》JTG D30、《铁路路基设计规范》TB 10001等进行设计和施工。
随着我国高填方地基不断涌现,处理技术不断提高,出现了诸如四川省九寨黄龙机场最大填筑厚度达102m的高填方工程。考虑到现阶段超过80m的高填方填筑地基的工程实例较少,工程经验不够充足,超过80m的高填方地基处理设计,可以参考本规范的原则做专项设计。
本规范建造的高填方地基可满足一般建筑对地基强度的要求,对于荷载较大或对变形控制较严格的建(构)筑物,尚应对高填方地基进行综合评价,依据建(构)筑物的承载力和变形控制要求,确定是否需要进行二次处理。
1.0.3 高填方地基工程设计有如下特点:
1 山区和丘陵地区,地形高差大、工程地质条件与水文地质条件复杂,在高填方地基的建设场地,岩土工程特性明显不同,且存在诸多不良地质条件。
2 土石方量大,开采、挖填和运输所需机械设备和劳动力较多,工期长,造价高,且需要占用大量土地。
3 在建设过程中,会挖除原有边坡,同时回填和弃土堆放也会产生新的边坡,边坡的支挡不仅工程造价高,而且对周围环境产生影响。
4 高填方地基必然对建设场地原有排灌体系有所影响,从而形成新的排水体系。
根据高填方地基的特点,在高填方的设计与施工时应贯彻执行我国的基本国策,做到因地制宜、就地取材、挖填平衡、节约土地和重视工程环境。
1.0.4 本规范是针对高填方地基的特点制定的,难以全面反映地质勘察、地基处理、边坡支护、排水工程等工程技术。因此,高填方地基除应执行本规范的规定外,对本规范未规定的有关内容,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 本规范所指高填方地基是指工程建设中填筑厚度大于20m,并经人工有组织分层填筑、分层压(夯)实处理形成的场地或地基。
3 基本规定
3.0.1 本条规定要求高填方地基在设计和施工前,应完成工程场地的测量与岩土工程勘察工作。高填方地基工程涉及面广,工程量大,土石方量多,工期长,工程投资高,正式设计和施工前,应查清地质情况,平衡挖填土石方量以及考虑地基处理中可能遇到的问题,评价水文、地质和环境等问题。高填方地基工程不能边勘察、边设计和边施工,而应坚持按正常的建设程序进行勘察、设计和施工工作;同时规定了在施工之前设计必须确定原场地地基和填筑地基的处理目标,制定地基处理方法、处理范围、质量控制指标及技术要求。
3.0.2 建筑场地分区是按照工程建设项目的使用功能及建(构)筑物结构的复杂程度、对地基的变形要求及影响范围等确定的。分区的目的是在勘察、原场地处理以及填筑地基的填料选择、质量控制等方面对不同区域、不同部位有所区别和对待,防止高填方地基对整个场区采取“一刀切”的同一标准。
3.0.3 本条是对高填方地基设计前应完成工作的规定。要求调查了解当地地基处理经验和类似场地上的工程经验,确定原场地和填筑地基的处理目的和要求,拟定地基处理方法、处理范围、质量控制指标及技术要求。
3.0.4 本条规定强调了高填方地基进行试验的重要性。高填方地基场地条件、安全等级、建设场地分区、填料性质等一般较复杂,各个地区情况差异较大,因此初步设计阶段应进行现场试验或试验性施工,通过调试机械设备、确定施工工艺、用料及配比等各项施工参数,检验已经选定的加固设计参数和处理效果,为施工设计图提供必要的参数,优化设计,节约投资。同时,由于勘察资料具有相对性和局限性,因此,应根据实际情况,及时校验和调整设计,才能取得满意的效果。
3.0.5 工程测量是为工程建设的总平面规划、建设用地、初步设计、施工图设计及施工提供基础资料和依据。
1 测量范围:应为已批准的工程建设的总平面规划范围。
2 测量范围内测量比例可按1:1000~1:2000测绘地形图。
3 测量要求:在执行现行国家标准《工程测量规范》GB 50026的同时,尚应满足本规范要求。
4 首级平面、高程控制点(网)的测量应采用规范中的一级导线和二等水准,作为首级平面、高程控制点(网)的加密及独立地段的平面、高程控制点(网)可采用规范中的图根导线和三等水准。
高填方工程多属永久性工程,测量成果作为最基本的数据,应采用国家统一的坐标系统和高程系统,以便于后续工程建设各环节的对接,保证工程数据的延续。当测区联测有困难时,可采用场地所在地区坐标系统和高程系统或独立的坐标系统和高程系统,但应实测真北方位。在详勘阶段根据设计要求,可建立场地坐标系统。
3.0.6、3.0.7 原场地岩土工程勘察应分阶段进行,勘察分为初步勘察、详细勘察以及施工勘察;初步勘察和测量应满足试验区(段)设计和工程初步设计的要求,详细勘察和测量应满足施工图设计要求。场地工程测量应以控制测量和地形测量为主;初步勘察和测量应满足试验区(段)设计和工程初步设计的要求,详细勘察和测量应满足施工图设计要求。
3.0.8、3.0.9 高填方地基多分布在山区和丘陵地区,工程地质复杂多变,岩土工程性质差异较大,存在诸多不良地质情况,影响高填方地基的稳定和建(构)筑物的安全。因此,在填筑地基前,应查清楚原场地存在的软弱土、特殊土以及不良地质作用,并有针对性地进行处理。处理部位分为地表处理、原始地形边坡和坡面处理、挖填交界段的处理等。
3.0.10 本条对高填方填筑地基的设计和施工进行了规定。
1 国内近年来的一些高填方地基的工程实践,有很多成功的范例,也有失败教训。在失败的工程实例中,有的属于地基失稳,有的属于变形量大,其中有一个高填方填筑地基总的填筑厚度为53m,当填筑到设计高程时,顶面沉降达2.4m,对这些工程,不得不进行返工补救处理。因此填筑地基应进行变形控制和稳定验算,以保证高填方地基的安全运用和经济效益。
2 高填方地基沉降包括原场地地基沉降和填筑地基沉降两部分。在工程设计中,应对地基沉降进行估算,特别是填筑地基的工后沉降。对超过设计所能容许的变形和不均匀沉降时,应采取处理措施。
填筑地基工后沉降,对不同行业、不同建(构)筑物要求不同。根据经验,山区高填方填筑地基工后沉降量和差异沉降,可参照以下要求:
1)山区机场高填方填筑地基工后沉降
飞行区道槽区工后沉降:采用级配良好的块石、碎石填筑地基,工后地基沉降量一般控制在20mm~40mm;地基差异沉降,一般控制在1.0‰~1.5‰。采用土料和土夹石混合料高填方填筑地基,工后地基沉降量一般控制在100mm~200mm;运行期的地基差异沉降,一般控制在1.5‰~1.8‰。
飞行区土面区、边坡区与边坡稳定影响区的工后地基沉降量控制:采用块石、碎石填筑地基时,工后地基沉降量一般控制在100mm~200mm;采用土料和土夹石混合料填筑地基时,工后地基沉降量一般控制在200mm~300mm。
2)一般建筑区工后地基沉降量控制
采用块石、碎石填筑地基时,工后沉降量一般可控制在40mm~60mm;
采用土料和土夹石混合料填筑地基时,工后沉降量一般控制在60mm~80mm;使用期地基差异沉降一般控制在1‰~3‰。
现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007对建筑物的地基变形值作了规定和要求。
影响高填方地基变形的因素复杂,工程条件繁多,目前尚无实用的理论计算方法可用于工程实践。工程设计中,主要依据设计经验和工程类比以及参照国家现行有关标准的规定进行估算,并通过本规范对原场地地基处理、填筑地基以及边坡等的质量要求控制措施解决。
关于原场地下卧层问题。考虑到高填方填筑地基的实际施工程序,为分层填筑、分层压(或夯)实。对于填料为粗粒土,采用强夯法施工,分层填筑厚度一般控制在4.0m左右;对于细粒土,采用碾压法施工,分层厚度控制在小于0.5m。当处理上层土时,对下面的填筑地基均有加固作用,且填筑地基从开始填筑到设计高程将是一个比较长的过程。因此,随着填筑地基分层填筑、分层施工,下卧层的地基是加载预压过程,土体强度随着分层填筑处理而产生固结压密。但如何定量提出下卧层地基处理的要求,目前研究还不够,根据工程经验,原场地地基承载力不小于240kPa,地基土为低压缩性,原场地地基可以满足高填方地基的沉降和稳定要求,可以作为参考。
3)预留发展区填筑地基的工后沉降量一般控制在200mm~300mm。
4)现行行业标准《公路路基设计规范》JTG D30对软土地区路基容许工后沉降量要求见表1。
表1 公路路基容许工后沉降量
对于山区路堤所处的地形、地基、填料情况十分复杂,国内虽然对填筑厚度超过20m的高路堤的工后沉降控制进行了研究,但获得的成果仍有一定的局限性。重庆交通科研设计院在四川成雅高速公路上对全线高路堤进行了沉降观测,结合通车后出现不均匀沉降的情况,以及结合对广西南宁—桂林高速公路不均匀沉降隋况实测结果,分析得出:为控制路基不均匀变形,路堤的工后沉降控制标准为40mm较为合适。
5)现行行业标准《铁路特殊路基设计规范》TB 10035对铁路路基的工后沉降控制标准见表2。
表2 铁路路基的工后沉降控制标准
6)现行行业标准《碾压式土石坝设计规范》DL/T 5395对碾压式土石坝土质防渗体分区坝竣工后沉降量要求不宜大于坝高的1%。对于特殊坝基,允许总沉降量应视具体情况确定。
3.0.11 本条把高填方填筑地基应采用分层填筑、分层压(夯)实、分层检测和验收作为强制性条文,强调了“分层”的重要性,决不允许施工过程中出现无序施工,必须保证每层按设计要求压实或夯实,分层填筑地基必须满足密实、均匀和稳定要求方可进行验收。未经验收或验收不合格时,不得进行下一道工序施工。
高填方地基由于填方高,在保证地基稳定的前提下,要求形成地基密实、均匀。检测手段主要有静载荷试验、静力触探和动力触探、标准贯入,以及室内土工试验等。不符合设计要求的原场地地基和填筑地基不允许作为建(构)筑物的地基持力层。
3.0.12 监测工作应贯穿于高填方地基的施工期间和使用期间。监测结果是工程质量检验的主要依据,也是检验设计、施工质量和进行工程总结的重要资料,通过监测数据分析,可以验证原场地与填筑地基的稳定性和沉降变形,及时掌握高填方地基的工作状态,避免意外事故发生。监测工作应有专人负责,终止时间应符合设计要求。
监测设计应遵循下列原则:
1 监测应能较全面地反映填筑地基和原场地地基的工作状态,目的明确,重点突出;
2 应结合工程特点,有针对性布置监测项目和仪器,监测断面和部位应有代表性;
3 对沉降有特殊要求的填筑地基和边坡工程以及高填方地基上重要的建(构)筑物,应加强监测设置,并应进行长期监测。
3.0.13 高填方地基施工过程属于隐蔽工程,施工质量受人为因素的影响较大,事后检测和补救亦较困难。施工过程中必须有专业技术人员负责质量控制和监测,通过了解和掌握地基处理的目的、加固原理、技术要求和质量标准,确保每道工序处于受控状态,并将检测工作视作保证工程质量的重要手段。施工中,发现质量不合格或场地条件与设计不相符,要及时汇报给设计人员和监理人员,以便妥善解决。质量验收应按分部工程、分项工程进行质量检验和验收。
3.0.14 本条对填筑地基处理完成至开始在填筑地基设计高程进行建(构)筑物施工的最少置放时间作出规定。采用块石、碎石填料时为1个雨季,采用其他填料时宜为(1~2)个雨季。实际工程中,在施工期间和工后进行沉降和变形监测,通过沉降观测资料可以分析判断高填方地基变形的发展趋势,结合建(构)筑物的地基沉降控制要求,推算最终沉降,从而确定建(构)筑物的建造时间。建(构)筑物的地基变形允许值和沉降变形观测应按国家现行有关标准执行。
3.0.15 高填方地基必须贯彻实施水土保持法和环境保护法,采取必要措施进行环境保护,防止水土污染和流失。
4 工程测量和原场地勘察
4.1 一般规定
4.1.1 工程测量与勘察是高填方建设过程中确保工程质量、提高建设效率、增加投资效益的重要基础工作,也是高填方地基、边坡和边坡稳定影响区、场地的原场地软弱地基经过处理后满足质量要求的基础,因此工程测量和勘察成果必须满足工程建设用地、规划预留区和建设项目的规划、设计及施工要求。测量和勘察方法应根据工程情况、地质条件和勘察阶段确定,高填方和挖方区域的岩土工程勘察要以查明挖方区的填料特性和土石储量、填方区基岩顶面覆盖土层的分布和工程特性、岩溶地基的不良地质作用、边坡区的地基特性和填土作用下地基的稳定性评价为主。
4.1.2、4.1.3 依据高填方工程的特点和满足地势设计、土石方计算和土石方调配的需要,提出了初步勘察阶段、详细勘察阶段地形图比例尺要求。对符合复杂水文地质条件的场地,设计应提出地下水和地表水处理的建议。
4.1.4 划分勘察等级是为了突出重点,区别对待。勘察等级按照场地复杂程度和原场地地基等级进行划分,勘察等级不同,勘察工作量的布置有所不同。
原场地复杂程度的划分按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021中的分类原则执行。
原场地地基等级的划分按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021中的分类标准,同时考虑了地下水对高填方工程的影响程度,地下水对工程影响大的,需要采取截排水等特殊处理的地基,列为一级地基。原场地地基等级划分目的是要求原场地地基处理应根据岩土种类、土的性质和地下水对高填方地基的影响设计;特别是对软弱土、湿陷性土、膨胀土、盐渍土、多年冻土等特殊性岩土地基的处理设计。
4.1.6 对场地水文地质条件相对简单的场地,水文地质勘察可以与岩土工程勘察合并进行,在进行岩土工程勘察时,布置必要的水文地质钻探、试验工作,查清场地水文地质条件。当场地水文地质条件可能对高填方工程的安全、稳定产生影响时,应进行专门的水文地质勘察。本条所列水文地质调查5种情况,都是水文地质条件较为复杂,会对高填方工程的安全、稳定产生影响的情况。
4 工程测量和原场地勘察
4.1 一般规定
4.1.1 工程测量与勘察是高填方建设过程中确保工程质量、提高建设效率、增加投资效益的重要基础工作,也是高填方地基、边坡和边坡稳定影响区、场地的原场地软弱地基经过处理后满足质量要求的基础,因此工程测量和勘察成果必须满足工程建设用地、规划预留区和建设项目的规划、设计及施工要求。测量和勘察方法应根据工程情况、地质条件和勘察阶段确定,高填方和挖方区域的岩土工程勘察要以查明挖方区的填料特性和土石储量、填方区基岩顶面覆盖土层的分布和工程特性、岩溶地基的不良地质作用、边坡区的地基特性和填土作用下地基的稳定性评价为主。
4.1.2、4.1.3 依据高填方工程的特点和满足地势设计、土石方计算和土石方调配的需要,提出了初步勘察阶段、详细勘察阶段地形图比例尺要求。对符合复杂水文地质条件的场地,设计应提出地下水和地表水处理的建议。
4.1.4 划分勘察等级是为了突出重点,区别对待。勘察等级按照场地复杂程度和原场地地基等级进行划分,勘察等级不同,勘察工作量的布置有所不同。
原场地复杂程度的划分按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021中的分类原则执行。
原场地地基等级的划分按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021中的分类标准,同时考虑了地下水对高填方工程的影响程度,地下水对工程影响大的,需要采取截排水等特殊处理的地基,列为一级地基。原场地地基等级划分目的是要求原场地地基处理应根据岩土种类、土的性质和地下水对高填方地基的影响设计;特别是对软弱土、湿陷性土、膨胀土、盐渍土、多年冻土等特殊性岩土地基的处理设计。
4.1.6 对场地水文地质条件相对简单的场地,水文地质勘察可以与岩土工程勘察合并进行,在进行岩土工程勘察时,布置必要的水文地质钻探、试验工作,查清场地水文地质条件。当场地水文地质条件可能对高填方工程的安全、稳定产生影响时,应进行专门的水文地质勘察。本条所列水文地质调查5种情况,都是水文地质条件较为复杂,会对高填方工程的安全、稳定产生影响的情况。
4.2 工程测量
4.2.1 随着全站仪在我国的普及应用,工程测量单位对中小规模的控制测量大部分采用导线测量的方法。导线测量的主要技术要求是根据多数工程测量单位历年来实践经验、理论公式估算以及规范的科研课题试验验证,并基于以下条件确定:
1 三等、四等导线的测角中误差采用同等级三角形网测量的测角中误差值mβ;
2 导线点的密度应比三角形网密一些,故三、四等导线的平均边长S采用同等级三角测量平均边长的0.7倍左右;
3 测距中误差是按常用电磁波测距仪器标称精度的估算值,特别是近年来电磁波测距仪器的精度都相应提高,该指标是容易满足的;
4 设计导线时,中间最弱点点位中误差采用50mm;起始误差m起和测量误差m测对导线中点的影响按“等影响”处理。
平面控制网的布网精度应符合1:500比例尺地形图测量精度的要求,这样才能保证地形和地物的测量精度,为以后的勘察点位提供基础依据。
4.2.2 建立的首级控制网应稳固,能保证工程从初步设计到最后完成整个工程施工的测量要求和精度。永久性的控制点应与国家高一级的控制点联测,并定期检查其稳定可靠性。无法与高一级控制点联测的情况下,可以建立同样满足整个工程要求精度的独立控制网。
4.2.3 施工图设计阶段要求的高程控制测量精度较高,可以为后续平整场地以及土方开挖及回填等工作的工作量提供依据。
4.2.6、4.2.7 做好施工区原始地形图或断面图测绘,开挖、填筑轮廓点的放样,竣工地形图及断面图测绘和验收测量,为工程量计算提供重要的数据支持。
4.3 岩土工程勘察
4.3.1 由于高填方工程的复杂性和特殊性,项目的总体规划、竖向设计等经常会有调整,在不同勘察阶段,岩土工程勘察前,应收集该阶段场地总体规划平面、竖向设计等资料,确定场地挖方区、填方区以及挖填过渡区等范围,根据建设场地分区情况,确定勘察重点。
1 不同的建设场地分区,其勘察范围、勘察重点和勘察的时机可能有所不同,对勘察的要求也会不同。对规划已经明确的功能分区,可根据规划分区确定勘察范围,但还要适当考虑到规划有可能会调整。
2 初步勘察阶段应注重已有资料的收集和工程地质调查与测绘工作。为了满足地势设计、土石方调配、原场地地基处理、填筑、排水、边坡等初步设计要求,初勘阶段需初步查明岩土的工程特性,以及软弱地层、特殊岩土、不良地质作用的分布,填料的工程性质与分布、储量等属性,对石质填料的可挖性、各类填料的适宜性等进行分析评价;对场地内环境工程地质条件、地质灾害进行调查、预测与评价,提出有关工程建议。
4.3.2 本条规定了详细勘察阶段的主要技术要求:
1 填方区应重点查明原场地地层结构,各类岩土的物理力学性质指标,对特殊土、不良地质作用、软弱地层、岩溶等应查清其分布范围及规模,并进行稳定性等评价,对原场地地基土需要进行地基处理的,要提出处理建议。
2 挖方区作为填料来源、料场时,应按本规范第6.2.1条对填料进行分类,对土、石工程等级类别进行鉴定,提供各种填料的比例、料源分布平面图和有关参数。
3 挖方区挖至设计高程后应进行必要的勘察,若存在软弱地层、湿陷性土层、溶洞与土洞等现象,在雨季地表水入渗后有可能对填方工程产生不利影响,尤其对挖填过渡区域应特别关注。
4 边坡区勘察的重点是查明边坡区岩土层的分布及其工程特性,为边坡稳定分析、边坡区地基处理提供必要的参数。
5 对可能采用的各种地基处理方案,应提供有关岩土参数及注意事项,分析施工方法可能带来或产生的工程环境问题。
6 当上覆大厚度的填筑后,原场地地基下的可液化土层绝大部分将不具备液化条件,但对填筑厚度较小的坡脚等地带,应重视可液化地层对高填方的影响;场区内有些滑坡、崩塌等地质灾害由于高填方的填筑,可能不具备发生的条件,但场区周边由于挖方等原因,也许会使得原来稳定的滑坡等变得不稳定,因此,有必要对场地的环境地质问题进行预测与评价,提出有关防治与监测的建议。
7 对施工过程中发现的地质条件特别复杂或异常、可疑地段,应采取必要的手段进行工程地质复查,针对勘察重点布置工作量。斜坡地段由于现场条件所限,详勘阶段难以布置足够的勘察工作量,随着填筑厚度的增加,可以在施工阶段分阶段进行施工勘察,及时提供斜坡地段地基处理设计有关岩土参数。
4.3.3 勘探线、勘探点间距应根据场地所处建设分区进行布置:
1 勘探线(点)的布置,应按照先粗后细、由浅入深、先整体后局部,全局控制重点把握的原则。初勘和详勘勘探线(点)布置应综合考虑,分步实施,根据现场情况及时调整钻探点间距。总体上挖方区的勘探线、勘探点间距要大于填方区的勘探点间距。对建(构)筑物用地区勘探点的布置,在考虑建(构)筑构平面轮廓的同时,以总体控制为原则,可适当调整点位。
2 对地质条件复杂暗河、暗沟、断层破碎带、溶洞、岩溶洼地、岩溶漏斗、地表塌陷、落水洞、溶槽及溶蚀破碎带、冲(溶)沟等地段,应加密钻孔。当冲沟沟谷较窄(<50m)时,只在沟谷底部布置勘探点;当冲沟沟谷较宽(>150m)底部宽阔平坦时,沟谷底部适当增加勘探点。当填筑段山坡较窄(<80m)时,填挖交界面上不布置勘探点;当填筑段山坡较宽(>200m)时,尤其是滑坡堆积层、崩塌堆积层或者坡积层,应布置取土勘探点,对于受场地条件限制暂时无法作业的勘探点,可以在施工勘察阶段加密布置勘探点。处于挖填零线以上的山体应布置勘探孔。
3 填筑区勘探点的深度应满足原场地地基处理、变形计算的要求,应按照上覆填土荷载情况,按照分层总和法估算影响深度;边坡区稳定性分析由于方法的不同,得到潜在滑动面位置可能不一样,勘探点的深度应超过潜在滑动面位置,勘探及取样、测试点的位置应满足稳定分析的需要。
一般钻孔深度为8m~15m,控制钻孔深度可为15m~20m或至中风化基岩内1m~3m,地下岩溶控制钻孔应进入岩溶底板完整的基岩3m~5m,探坑深度应根据实际情况确定。
4 挖方区填料及料源勘察勘探点的间距要考虑地质条件的复杂程度,可结合物探及地质调查成果,对填料料源性质变化大的地段应加密布置,填料类型单一的地段,勘探点间距可以放宽。
5 岩溶地区的岩溶漏斗、岩溶洼地、地表塌陷等的存在对高填方工程的稳定与安全影响很大,因此,勘察阶段应对场地内的每个岩溶漏斗、岩溶洼地和地表塌陷等布置钻孔以查明其充填物及岩溶发育情况。
4.3.4 本条规定了钻探和原位测试的技术要求:
1 挖方区的勘探可以在挖至设计标高附近后进行,也可结合上部建(构)筑物情况进行,其深度应从地势设计高程起算;挖方之前对填料的控制性勘探孔,也可在后期挖方区勘察时加以利用。
2 本款提出了不同勘察等级工程控制性勘探孔所占总勘探孔的最低比例,对场地、地基条件复杂的场地,控制性勘探孔数量所占比例应增大。高填方工程的范围一般较大,控制性勘探孔的数量以总体控制,满足沉降、稳定性分析等的需要为原则,同时还应兼顾每一地貌单元都应有控制性勘探孔。
3 勘探孔的深度应满足沉降计算与稳定性分析的需要,对基岩埋藏相对不深的场地,应钻至基岩一定深度,对基岩埋藏较深的应钻至较硬的稳定土层3m~5m,对有软弱土层分布的场地,应根据软弱土层的分布厚度和填筑厚度估算,其深度应满足沉降计算需要。对特殊性土,勘探孔的深度应满足国家现行相关规范,如对湿陷性黄土,应满足《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025的规定,应穿透湿陷性土层;膨胀土应满足《膨胀土地区建筑技术规范》GB 50112的规定;冻土应满足《冻土工程地质勘察规范》GB 50324的规定。
4.3.5 对取样和进行原位测试的数量、间距作出规定:
1 由于土性指标的变异性,必须通过统计分析来确定各岩土层的代表值,考虑到高填方场地一般较大,一些地形地貌复杂的场地可能有多个地貌单元,因此,对每个地貌单元的每一主要土层的取样数量或原位测试数量规定最低限制,以满足统计分析的需要。
2 为了全面了解高填方场地不同功能分区岩土的工程性质,进行必要的取样测试或原位测试是必要的。本款规定了取样和原位测试的勘探孔数量之和不少于1/2,取样孔数量不少于1/6~1/3,以鼓励多进行原位测试,少布置不取样或不进行原位测试的鉴别孔。
3 为了获取不同深度岩土层的工程特性指标,本款规定了不同深度取样或进行原位测试的间距,对浅部的间距适当加密,深部的间距适当放宽,现场操作过程中可根据地层、岩性变化情况适当调整,地层变化不大时,取样和原位测试间距可适当放大,以免造成不必要的浪费。
4.3.6 本条对土工试验作出规定:
1 土工试验项目的选择应结合高填方工程的特点,如对软土,根据所处工程位置,一般需要进行垂直向和水平向渗透试验、固结试验、次固结试验等,对边坡区岩土应进行直剪、三轴剪切试验等。应根据工程分析计算的要求,提供所需的试验指标。
2 在对原场地地基勘察时,勘察人员往往忽视了高填方工程的特点,在进行固结试验时,没有把上覆高填方的荷载加进去,造成固结试验的最大加压级别偏低。在对原场地地基的黄土湿陷性进行评价时,测定黄土湿陷系数的浸水压力,也应考虑填土荷载的作用。
3 对深厚软土层及软弱土层,提供次固结系数、固结试验各级压力下的e-p数值,是为了进行沉降分析与预测的需要。对一些软弱土层,如流塑、软塑状态的黏性土和饱和松散粉土等,按照现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021,其定名不能划为软土。以往的勘察中,常将其按一般土对待,致使设计和工程实施过程中低估甚至忽视了其对工程的不利影响,给多个高填方工程带来了地基沉降过大或边坡失稳等程度不同的影响。
4 由于高填方的填筑荷载较大,为了尽可能减小填筑地基本身的压缩变形,提高其密实度是减小填筑地基本身变形的直接手段。目前常用的高填方填筑施工方法主要有强夯法和冲击碾压法,考虑到施工机械的能量都比较大,强夯或碾压后填筑地基的干密度可以达到较高的数值,再加上国内水利、公路、民航等行业土方工程的控制压实度均采用重型击实试验指标,因此从控制填筑地基自身沉降的角度,采用重型击实试验。高填方工程往往会遇到一些块石类、碎石类巨粒土,受各种条件所限,不得不将其作为填料来使用,对巨粒土和粗粒土的密度试验方法,本规范附录A做了规定。本规范附录B关于巨粒土和粗粒土的颗粒分析试验对现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123做了一些补充。
5 获取抗剪强度的试验方法应尽可能与实际工况相符,根据填筑地基的排水、固结条件,本款规定了为稳定性分析提供剪切指标的试验方法;对粗粒土或块碎石填料,应考虑试样尺寸对试验结果的影响,应采用大型室内试验或现场剪切试验。
4.4 水文地质勘察
4.4.3、4.4.4 水文地质勘察应根据工程特点和场地水文地质条件复杂程度,采取调查与测绘、钻探、物探、原位测试及室内试验等多种手段和方法综合勘察与评价。在收集有关区域水文地质资料的基础上,视水文地质条件的复杂程度,采取必要的调查、测绘和物探手段,进行水文地质钻探、试验等工作。
4.4.5、4.4.6 高填方工程往往占地面积非常大,涉及整个流域或横跨多个流域,应着眼大的区域进行水文地质条件的调查与分析评价。区域水文地质调查应在收集已有资料的基础上,通过必要的编图、现场踏勘、简易的勘探手段等进行,高填方工程修建后,往往会造成区域水文地质条件的改变,应分析工程修建后区域水文地质条件改变可能引起的环境地质和地质灾害问题,并作出评价。
4.4.7 边坡水文地质勘察的重点是为边坡稳定性分析提供资料,应围绕水文地质条件对边坡稳定性的影响这一中心,查清边坡地下水补给、径流、排泄条件,动态变化规律,分析评价地下水、地表水等对边坡稳定性的影响。
5 原场地地基处理
5.1 一般规定
5.1.1 本条规定了原场地经地基处理后要满足建(构)筑物地基和高填方地基沉降变形和稳定性的要求,这是由于地基沉降变形,尤其是差异沉降易造成上部建(构)筑物结构的开裂和破坏,同时由于边坡失稳造成滑坡的事例时有发生,严重影响了建(构)筑物的正常使用,因此控制地基沉降变形和保证稳定性是高填方地基设计的主要原则。
5.1.2 本条规定了原场地地基处理要求:
1 场地地基处理不仅仅是地表土、软弱土和岩溶的地基处理,同时强调了场地地基处理应包括场地环境保护、防止水土污染和流失的重要性。
2 排水在高填方地基设计和施工中具有至关重要的作用,如地基土中的水无法排除可能导致地基土固结缓慢,地基工后沉降较大;边坡在渗流作用下容易失稳。高填方地基的填方区汇水面积一般较大,施工期应采取临时排水措施,避免填筑形成“堰塞湖”。
3 施工中注重周围环境,同时对水土要采取保护措施。
4 原场地地基处理应综合考虑场地排水、截水、防洪等措施,施工中应对周围环境和水土采取保护措施,并进行环境和水质监测。
5 原场地地基处理
5.1 一般规定
5.1.1 本条规定了原场地经地基处理后要满足建(构)筑物地基和高填方地基沉降变形和稳定性的要求,这是由于地基沉降变形,尤其是差异沉降易造成上部建(构)筑物结构的开裂和破坏,同时由于边坡失稳造成滑坡的事例时有发生,严重影响了建(构)筑物的正常使用,因此控制地基沉降变形和保证稳定性是高填方地基设计的主要原则。
5.1.2 本条规定了原场地地基处理要求:
1 场地地基处理不仅仅是地表土、软弱土和岩溶的地基处理,同时强调了场地地基处理应包括场地环境保护、防止水土污染和流失的重要性。
2 排水在高填方地基设计和施工中具有至关重要的作用,如地基土中的水无法排除可能导致地基土固结缓慢,地基工后沉降较大;边坡在渗流作用下容易失稳。高填方地基的填方区汇水面积一般较大,施工期应采取临时排水措施,避免填筑形成“堰塞湖”。
3 施工中注重周围环境,同时对水土要采取保护措施。
4 原场地地基处理应综合考虑场地排水、截水、防洪等措施,施工中应对周围环境和水土采取保护措施,并进行环境和水质监测。
5.2 环境防护
5.2.1~5.2.3 根据研究成果和多年工程经验,环境保护应因地制宜:
1 在干旱、半干旱区段宜采用防风固沙工程及植物措施;在半湿润区宜采用植物措施与土地整治、工程措施相结合;在湿润区宜采用挡护、坡面排水、植被恢复等措施。
2 填筑区外开挖形成边坡,排弃土或堆填对原场地形成附加荷载均可能引起环境的改变甚至形成对填方场地及地基的安全隐患或潜在危害,应采取措施,保护的对象不仅是新形成的边坡,还应包括由于附加荷载的作用造成的原周边环境改变。
3 对开挖破损面、堆弃面、占压破损面及边坡,宜采用植物防护措施。对严重风化、岩体破碎的石质边坡、特殊岩土边坡尚应采取支护措施。
5.2.4、5.2.5 由于高填方工程多出现在山区和丘陵地区,填筑必然改变原场地的地表水系、地表积水、地下水等流径和流量,若不采取必要的保护措施,长此以往可能造成填筑地基的渗水下沉、地下淘蚀,甚至填筑区外的滑坡、泥石流,从而危及填筑工程的安全和环境劣化。
5.3 原场地地基处理
5.3.1 本条规定了原场地地基处理设计在综合考虑场地条件和周边环境的同时,应从技术可行性和经济合理进行比较。
5.3.2~5.3.4 软弱土地基应优先采用技术成熟、质量可靠、易操作、经济节约的处理方法。大量工程实践证明对土层厚度小于6m的软弱土层采用换填垫层、压(夯)实、强夯置换、复合地基等方法处理软弱土地基是有效的,设计时应根据具体工程条件选用场地适用性好、质量可控性高的方法。目前对压(夯)法的影响深度和有效影响深度认识不一,工程实际表明岩土特性、地下水埋深等都会影响处理深度。
1 对膨胀土、盐渍土、多年冻土等特殊性岩土地基处理;如无可参照的工程经验时,应通过现场试验确定。
2 高填方工程中,建(构)筑物地基主要受力层范围内为基岩时,应注意在填挖交接处的搭接坡比应较小,以便调节填挖过渡处较短距离内的沉降差。例如,贵阳和昆明长水等机场采用道基设计底面以下0m~3m不大于1:8,3m~8m不大于1:2,8m以下不大于1:1的要求处理(图1),监测结果表明过渡良好。
图1 道面结构层底标高下填挖交界面过渡段开挖斜坡示意
1-放坡后地面;2-60cm厚垫层底面;3-60cm厚垫层;4-60cm厚垫层顶面;5-道面结构层;6-道面顶面;7-挖方区原地面;8-填方区清表后地面;9-填筑地基
1)高填方地基不重视填挖交接面的处理,容易造成上部建(构)筑物的损坏。因此,高填方地基,除控制沉降变形外,尚需注意填筑地基与原场地地基坡面交接处的处理,该处经常是导致高填方地基出现问题的薄弱环节,特别是挖方区地基为岩石的情况。对此类场地,除了采用传统的处理方法将挖方区超挖300mm~600mm,换填炉渣、中粗砂或碎石等作为褥垫层,以消除或减小因上部荷载对交接处地基产生的应力集中,达到调整地基差异沉降的目的外,尚应注意在交接处采用较小的搭接坡比,以减少填挖过渡处的沉降差。贵阳龙洞堡机场中填方区和挖方区按本条所述方法处理后,经地基沉降长期(1412d)观测,地基差异沉降量为0.27mm,相对沉降差为0.0054%。道面最大沉降量为3.5mm,沉降差为0.20mm;由此表明,山区高填方对填挖交界面的挖方界面,采用斜坡开挖搭接填方区,其处理方法是成功的。
2)通过对两种搭接处理方法进行有限元计算分析可知,填挖交界面处采用斜坡搭接处理不但可以减少填料厚度变化较大处产生的差异沉降,同时可将沉降曲线的角点突变转化为平稳过渡;另外,采取斜坡搭接处理还可以有效减少交界面处土体内部的应力集中,从而可以减少交界面处地基发生剪切破坏的概率。
5.3.6 工程实践表明,对直径较小、顶板完整的溶洞,采用跨越结构的方式进行处理是可行的;对直径较大、顶板破碎的溶洞采取强夯处理是有效的,强夯的目的是预施加作用力破坏稳定性较差的顶板,同时加固覆盖土层,是防治结合的措施。确定强夯处理范围的影响因素较多,具体工程可根据实际情况确定。
5.3.7 土洞受岩溶水排泄情况和地下水在土岩交界面活动情况影响较大,极易发展为塌陷,危害大,应彻底处理。岩溶发育因水而起,疏导地下水有助于减缓岩溶尤其是土洞的发育,同时可降低岩溶塌陷的可能性。
5.3.8 岩溶漏斗和岩溶洼地出露地表,充填物一般不密实,对工程有影响的一般都应进行处理。岩溶漏斗、岩溶洼地的处理对象主要是岩溶内充填物,可通过强夯加固密实。
5.3.9 对于作为地下水通道的落水洞,应遵循“宜疏不宜堵”的原则,落水洞处理的主要目的是充填洞穴,防止管涌,避免洞穴进一步发育。落水洞处理一般采取反滤措施。
6 填筑地基工程
6.1 一般规定
6.1.1 本条规定了在进行填筑地基设计前应取得气象、地形、工程地质及水文地质、防洪、建设总体规划和社会经济等基本资料。其中强调要取得工程场地分区和土石方料源勘察资料,并应了解当地经验和施工条件等。
6.1.2 高填方场地通常具有地形起伏大、地质条件复杂、土石方材料多样且工程量大等特点,由此带来的稳定与沉降等问题突出。在填筑地基满足密实、均匀同时,控制地基变形和稳定性为高填方地基设计的主要原则。
6.1.3 高填方地基因场地条件、填料性质的差异,因此要求初步设计阶段前应进行现场试验或试验性施工,并通过试验来确定填料、施工工艺、参数,为施工设计图提供必要的参数。
6.1.4 监测是高填方工程的重要环节,对评价目前的状态、预测以后的趋势以及提出工程措施建议,都将提供重要的依据,应充分重视监测工作。因此,在填筑过程中和填筑完成后,应对埋设仪器和测量标志采取可靠的保护措施,以便采集和分析数据。
6 填筑地基工程
6.1 一般规定
6.1.1 本条规定了在进行填筑地基设计前应取得气象、地形、工程地质及水文地质、防洪、建设总体规划和社会经济等基本资料。其中强调要取得工程场地分区和土石方料源勘察资料,并应了解当地经验和施工条件等。
6.1.2 高填方场地通常具有地形起伏大、地质条件复杂、土石方材料多样且工程量大等特点,由此带来的稳定与沉降等问题突出。在填筑地基满足密实、均匀同时,控制地基变形和稳定性为高填方地基设计的主要原则。
6.1.3 高填方地基因场地条件、填料性质的差异,因此要求初步设计阶段前应进行现场试验或试验性施工,并通过试验来确定填料、施工工艺、参数,为施工设计图提供必要的参数。
6.1.4 监测是高填方工程的重要环节,对评价目前的状态、预测以后的趋势以及提出工程措施建议,都将提供重要的依据,应充分重视监测工作。因此,在填筑过程中和填筑完成后,应对埋设仪器和测量标志采取可靠的保护措施,以便采集和分析数据。
6.2 填筑材料
6.2.1 在填筑施工方法、填料粒径、级配和强夯施工参数相同的条件下,地基处理效果一般差别较小;但因填料中含块碎石比例不同,其地基处理效果是随着填料中含碎石的比例增加而增加。由此表明,依据对地基处理后的强度和变形要求,进行填料搭配(粒径、级配)设计是非常必要的。
1 “良好级配”一般指不均匀系数Cu≥5,曲率系数Cc=1~3,根据工程经验和试验特别提出了Cu≥10,曲率系数Cc=1~3要求;在岩性及地质条件相近的情况下,用控制最大粒径和有一定级配要求,进行填筑填料设计,并选用合理的填筑施工方法,可以达到良好级配、填筑层整体均匀的效果。
试验结果表明,按小于1/3倍的夯锤锤底直径控制粒料最大粒径,按不均匀系数Cu>5、曲率系数Cc>1的要求,组成颗粒级配;采用松动爆破的方法进行设计,爆破后的粒料组成为:巨粒土料和粗粒料(粒径200mm~600mm)占总土重的25.7%~25.8%,中等颗粒(粒径20mm~200mm)为55.2%~59.7%,细颗粒(粒径<200mm)为14.5%~19.1%。表征粒料组成的各特征值:d10=8.7mm~10.8mm,d30=40.0mm~50.0mm,d50=92.0mm~108.0mm,d60=124.0mm~142.0mm,Cu=13.4~14.3,Cc=1.5~2.3。
2 特殊性岩土应经人工处理符合填筑材料要求后方可作为填筑材料。
6.2.2 场内开挖的土石方材料性质多样时,应充分考虑不同工程场地分区对变形、强度等的不同要求,建(构)筑物区和边坡区应优先采用性质较好的填料,其他填料可填筑于一般场地平整区和规划预留发展区。
6.3 设计与施工
6.3.1 高填方工程土石方填筑通常就地取材,主要利用场内挖方区开挖的天然土、石材料作为填方区的填料,如何合理地利用好场内填料,同时满足工程场地分区的设计指标要求,是土石方填筑设计需要重点解决的问题。设计时应充分利用场内一种或多种填料,通过对不同场地分区提出相应的填料要求和压实要求来实现对沉降、稳定性等的控制。例如,在填方边坡区,采用石料比土料更有利于边坡稳定,在相同的稳定安全系数下可采用更陡的坡度以节约用地。当不同的工程场地分区采用不同的填料时,天然分布的各种填料如何在较小的运距和较少的倒运次数内运输至要求填筑该填料的场地分区,即为填料调配设计的内容。
6.3.2~6.3.5 巨粒土、粗粒土料及土夹石混合料分层厚度、施工参数和松铺系数系根据现场单点夯击试验变形特征确定。
1 巨粒土、粗粒土料(块碎石或砾石、卵石或土夹石)填料及不同填筑施工方法
根据抛填和堆填两种不同填筑施工方法的地基处理加固效果对比试验,其结果表明,具有良好级配的块碎石填料,在强夯施工参数相同的条件下,由于填筑施工方法不同,其地基加固效果和填筑地基的整体均匀性都有着明显的差异。高填方填筑地基施工设计,应按堆填要求进行分层施工,若分层填筑厚度为4.0m时,即分(3~4)个亚层(亚层厚度<1.5m)堆填而成。
中国建筑科学研究院地基所甘厚义、焦景有等在龙洞堡机场高填方工程中针对堆填和抛填两种不同的填筑施工方法进行了对比试验。试验中选用良好级配的大块石填料,分层填筑厚度为4m,采用堆填和抛填两种不同的填筑施工方法,经单击夯击能量3000kN·m,夯点间距4.0m,夯击16次后,对加固地基进行了颗粒大小分析和地基密度测试,其试验结果见表3和表4。
表3 巨粒土、粗粒土料填料填筑层夯后颗粒大小分析结果
抛填而成的大块石填筑层,在同一填筑层的垂向上,颗粒组成是上(0m~1.0m)细下(3.0m~4.0m)粗;从可比的参数平均粒径D50看,填筑层的层底粒径比层面粒径大2.5倍;粗粒组(块石)含量,层底较层面高9.3倍,而细粒组(<20mm)的含量层底较层面少69.5%;反映颗粒组成的不均匀系数Cu,层面高于层底2.0倍。相比之下,堆填而成的大块石填筑层,层面与层底的各粒组的含量相差均小于17.3%,平均粒径D50相差24.5%。
因填筑施工方法的不同,地基加固效果及整体的均匀性也存在着明显差别。如抛填法,表层(0m~1m)的干密度比底层(3m~4m)高17.1%,最小值与最大值相差44.8%。而堆填法表层的干密度与底层干密度仅相差1.3%,最大值与最大值相差只有13.8%。以3m~4m的干密度平均值比较,堆填法的干密度平均值比抛填法高17.6%。
表4 不同填筑施工方法强夯后的地基干密度统计结果
在填筑厚度及填筑粒料相近的条件下,不同施工方法填筑而成的大块石填筑层,不但颗粒级配及密实度有着明显的差别,整体均匀性也存在着很大差异。采用堆填法填筑而成的大块石填筑地基,无论颗粒组成的级配还是地基加固效果以及填筑地基的整体均匀性都明显优于抛填法。
2 单点夯击试验确定强夯法施工参数
1)夯锤规格及单击夯击能量见表5,单点夯测试点和地下标点埋设见图2。
表5 夯锤规格及单击夯击能量
图2 单点夯测试点和地下标点埋设
2)单点夯击能量和夯击次数的确定
巨粒土、粗粒土料填筑层,在强夯的冲击荷载反复作用下,使夯点下的大块石骨架产生强制压缩(即竖向压缩变形),随着夯击次数的增加,被夯击的地基竖向压缩量也随之增加,如图3所示。
取夯坑累计竖向压缩量达到总压缩量90%的夯击次数
图3 夯击次数与竖向压缩量关系
为最佳,则可选择出:1000kN·m夯击15次,累计竖向压缩量为87.7cm,占总压缩量的91%,相当于填筑层厚度的21.9%;3000kN·m夯击16次,累计竖向压缩量为114.7cm,占总压缩时的91.8%,相当于填筑层厚度的28.7%;4000kN·m夯击14次,累计竖向压缩量为144.6cm,占总压缩量的92.3%,相当于填筑层厚度的36.15%;6000kN·m夯击13次,累计竖向压缩量为191.7cm,占总压缩量的90%,相当于填筑层厚度的47.92%。
3)夯点间距的确定
在强夯给以巨粒土、粗粒土料填筑地基冲击力和振动,导致夯坑周围一定范围内的地面产生了竖向下沉(即竖向振密变形)。当夯坑的累计竖向压缩量为总压缩量90%的夯击次数时,其夯坑周围不同距离与地面累计竖向下沉量关系如图4所示。
以地面竖向下沉量累计为10mm视作有效影响距离,则:单击夯击能量为1000kN·m,其夯点周围有效影响距离为1.0D(D为夯锤直径),3000kN·m为1.5D,4000kN·m为1.7D,6000kN·m为3.5D。
图4 夯坑周围不同距离与地面累计竖向下沉量关系
3 地基有效加固深度的确定
1)有效加固深度
强夯法处理地基的加固深度与有效加固深度具有不同的内涵,后者与加固目标值紧密相关。为确定强夯法处理大块石填筑地基的有效加固深度(以干密度ρd≥2.0t/m3为目标值),夯前,在虚填厚度为6m的填筑层中,按垂向每隔50cm分别埋设一测量标点,并测量其埋设标高,选用中等夯击能量(3000kN·m)夯击16次,测得夯坑下各标点的竖向位移量如表6所列,由表6绘制的分层标点埋设深度与各标点的竖向位移量关系,如图5(a)所示。不同深度的竖向位移量及夯后干密度的关系直方图,如图5(b)所示。
表6 不同深度标点竖向位移量
图5 夯坑下的竖向位移量和不同深度的干密度
由表6和图5结果可见,随着深度的增加,夯坑下的竖向位移量随之减少,在深度为2D时的竖向位移量则已甚微,表明夯击能量的传递随深度的增加而逐渐减弱。从图5中可见,夯后的干密度增加幅度是随深度增加而减小,按干密度ρd≥2.0t/m3确定有效加固深度,即虚填厚度为6m,以单击夯击能量为3000kN·m,夯击16次为例,其有效加固深度为4.2m,在有效加固深度范围内,夯后的干密度比夯前提高35%~42%。
2)地基加固效果
单点夯击试验结果表明夯坑的竖向位移量是随夯击次数的增加而增加。为了选择最佳的夯击次数,选用3000kN·m的单击夯击能量,夯点间距4m,正方形布置。按夯击次数为16(2-2区)、12(B区)、7(C区)、3(D区)、0(0区)划分五个试验小区,各试验小区面积为25m×25m=625m2,平面布置见图6。
强夯后,经对在各试验小区的干密度、地基回弹模量的试验检测,其结果如图7所示。
图6 不同夯击次数平面布置
图7 不同夯击次数下的干密度和地基回弹模量
由图7(a)可见,在深度4m范围内,夯击16次,其干密度比夯前提高15.8%,有效加固深度>4m;夯击12次,干密度比夯前提高13.8%,有效加固深度>4m;夯击7次,干密度比夯前提高9.9%,有效加固深度为3m;夯击3次,干密度比夯前提高6%,有效加固深度<2.5m。从图7(b)中可见,强夯后的地基回弹模量明显高于夯前;若取单位荷载P=700kPa下的回弹模量比较,夯击16次的地基回弹模量比夯前提高108.2%。夯击12次的地基回弹模量比夯前提高20.5%;夯击7次和3次,分别比夯前相应提高了17.8%和12%。
4 松铺系数确定
松铺系数应根据不同的填料通过现场试验确定。采用巨粒土、粗粒土料,分层填筑厚度为4m的地基强夯处理试验及工程实践,证明采用单击夯击能量2500kN·m~3000kN·m,夯点间距为4.0m~4.5m,夯击12次~16次,主夯一遍,其地基的有效加固深度为4.0m~4.5m,地基干密度ρd≥2.0g/cm3;松铺系数可取1.15~1.20。
5 建(构)筑物填筑区的放坡比例宜按应力扩散角或根据工程经验确定。
6 细粒料和黏性土填料分层填筑厚度、施工参数系根据多个山区和丘陵地区已建高填方机场工程的试验研究成果和工程实践经验确定。
6.3.6 高填方工程填筑范围较大时通常分为多个施工工作面施工,各工作面起始填筑标高不一或填筑速度不同,带来工作面搭接问题。实际监测表明,工作面搭接处理不好,将造成人为的薄弱面,给高填方地基沉降及稳定性带来不利影响。
6.3.7 高填方工程的建设通常会对环境带来较大改变,甚至带来不良结果。因此,本条强调在进行高填方工程施工时,要加强环境保护措施,并做好施工期排水。
6.4 质量检验
6.4.2 本条是高填方填筑地基的质量检验要求,检验填筑地基是否满足设计要求。检验点数量是根据经验提出的。
7 边坡工程
7.1 一般规定
7.1.2、7.1.3 近年来,边坡垮塌或滑坡的工程事故时有发生,因此充分重视边坡稳定性分析尤为重要。
1 进行边坡稳定性分析时,应合理选取强度参数,且选取多个典型断面进行分析。
2 边坡形式和坡比应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、填料特性和施工方法,并结合原始边坡和人工边坡的调查和力学分析综合确定。
3 永久边坡在保证稳定性的前提下,应尽可能提高综合坡比,以减少占地范围。
7 边坡工程
7.1 一般规定
7.1.2、7.1.3 近年来,边坡垮塌或滑坡的工程事故时有发生,因此充分重视边坡稳定性分析尤为重要。
1 进行边坡稳定性分析时,应合理选取强度参数,且选取多个典型断面进行分析。
2 边坡形式和坡比应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、填料特性和施工方法,并结合原始边坡和人工边坡的调查和力学分析综合确定。
3 永久边坡在保证稳定性的前提下,应尽可能提高综合坡比,以减少占地范围。
7.2 边坡稳定性分析
7.2.1 岩土参数与环境条件、边界条件等密切相关,所以高填方边坡稳定性计算所采用的参数应尽可能接近现场情况。相似条件指与现场相同或接近的含水率、固结度、填筑地基压力、边界条件、压实度、固体体积率等条件。高填方地基现场条件一般都比较复杂,无论是室内试验还是现场测试,获取的都是点的参数,同时受气候、地形条件、开挖深度、岩土采样、运输、试验等影响,不能完全代表岩土的抗剪能力,所以高填方边坡稳定性分析所采样参数应结合现场条件、当地工程经验综合确定。西南某机场高填方边坡稳定性计算中主要采用室内试验和现场大剪试验参数,导致计算的安全系数过高,在高填方施工过程及处理后的填筑地基中发生严重失稳,造成重大经济损失和不良社会影响。事后分析,主要原因之一就是稳定性分析所采用室内试验和现场大剪试验参数偏大,与当地经验参数及反分析获取参数偏差过大。
现行行业标准《公路路基设计规范》JTG D30的研究表明,抗剪强度随含水量变化,并呈现峰值特征,峰值出现于小于最优含水量一侧,故其规定施工期路堤强度试验采用的含水量按击实曲线上要求达到密度所对应的较大含水量试样。由于施工过程中诸多的不确定性,为确保安全,推荐对施工期高填方边坡稳定性分析,采用击实曲线上要求压实度对应含水量制备的试样,所做的直接快剪和三轴不排水剪参数。
对于新建高填方边坡稳定性分析,理论上宜采用原状土样直接固结快剪和三轴不排水固结剪参数,但考虑到沉降固结过程中影响因素的不确定性,从安全的角度推荐采用直接快剪和三轴不排水剪参数。
7.2.2 边坡稳定性分析除应根据原场地岩土性质、填筑材料及填筑厚度等条件外,还应结合当地工程经验,依据不同的边界条件选择不同方法进行边坡稳定性计算。
1 填筑边坡的稳定性不仅与地形、岩土条件及填筑厚度有关,还与不同的边界条件、加载方式和过程有关,故应根据填筑边坡的不同条件选择不同方法。设计过程中填筑边坡稳定性计算过程如图8所示。
图8 高填方边坡计算过程示意
1-原场地地基;2-潜在滑裂面;3-原始坡面;4-填筑地基;5-坡面;6-反压平台;7-碎石桩
2 二维稳定性分析在地形复杂场地对边坡空间效应考虑不足,只能反映某个剖面的特性,不能反映三维特性,有时其计算结果与三维偏差较大。贵州荔波机场地形条件复杂,最大填筑厚度60余米,共有9个边坡涉及高填方,采用极限平衡法二维分析,有8个边坡稳定性不满足要求。运用三维稳定性计算程序,采用相同计算参数,9个边坡填筑后均满足稳定性要求。其原因是二维分析未考虑到坡体前缘存在一定范围的阻滑段(前缘收口),忽略了坡体稳定性空间效应。九黄机场填筑厚度最大的元山子沟(102m),其填筑地基坡脚正好处于两支沟汇合的锁口地形处,二维和三维稳定性计算,其安全系数差异在0.5以上。目前,工程上有许多边坡稳定性分析软件,能方便快捷地进行二维和三维稳定性计算,建议在条件许可时一般工程的原场地地基和填筑地基整体稳定性宜进行二维和三维稳定性计算;复杂场地原场地地基和填筑整体稳定性应进行边坡二维和三维稳定性计算。
7.2.3 由于引起边坡破坏的因素,既可能来自原场地地基,也可能来自填筑地基,为确保边坡稳定,在进行边坡整体稳定性验算的同时,还要进行原场地地基和填筑地基的局部稳定性验算。当采用支挡结构时,还要进行抗倾覆稳定性验算。
7.2.4 引起边坡破坏的因素众多,总的来说分为两方面:一方面来自填筑地基,由于土体重量以及渗透的影响引起土体剪切破坏;另一方面来自填筑地基下方的原场地地基,其本身的工程地质特性对边坡的稳定亦起到很大的影响作用,很多情况下滑裂面是通过原场地地基的。在山区工程中的高边坡要着重考虑这两方面的因素,在山区高填方边坡工程中应采取划分稳定影响区的设计方法。边坡稳定影响区范围内部的原场地地基和填筑地基要进行特别的填筑夯实以及其他方法进行处理,以提高其本身的抗剪能力和承载能力。
7.2.5 近十余年来,我国新建了五十余个高填方机场,这些机场主要位于西部地区,其中西南地区约占60%,边坡稳定系数按本规范表7.2.5控制。这些机场原场地涉及岩溶、高陡边坡、大型不稳定斜坡、地下水、采空区、高烈度区、断裂带、活动断裂等特殊地质条件及软弱土基、膨胀岩土、红黏土、黄土、冰碛土、冻土、盐渍土、全强风化玄武岩、花岗岩等特殊性岩土;填料除采用粉土、黏性土、碳酸盐岩块碎石、砂岩、碎石、河床堆积砂砾石、卵石等一般填料外,还采用了泥岩、碳质泥岩、全强风化玄武岩、花岗岩、膨胀岩土、红黏土、黄土、冰碛土、砂土、冻土、盐渍土等特殊岩土或难以密实的岩土。除极个别机场由于特殊原因出现过大的沉降和失稳外,这些机场在建设过程及建成后均处于稳定状态,且都满足工后沉降和工后不均匀沉降要求。其中四川的九寨黄龙机场(高烈度区,处于“5·12”地震中心区)、康定机场(高烈度区)、广元、绵阳等机场还经受住了“5·12”汶川特大地震、“4·20”芦山大地震的考验,高填方边坡安全。
《工程地质手册》(第四版)边坡的安全系数因所采用的方法不同而不同,通常圆弧法计算结果较平面滑动法和折线法偏低,并给出表7的安全系数控制值。
表7 安全系数控制值
边坡类别 | 一级 | 二级 | 三级 |
平面滑动法和折线法 | 1.35 | 1.30 | 1.25 |
圆弧法 | 1.30 | 1.25 | 1.20 |
现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021中边坡稳定系数Fs的取值:对于新设计的边坡、重要工程宜取1.3~1.50,一般工程宜取1.15~1.30,次要工程宜取1.05~1.15。采取峰值强度时取大值,采取残余强度时取小值。验算已有边坡稳定时Fs取1.10~1.25。
通过对上述机场高填方边坡的统计分析,并结合公路、铁路、水电、矿山等行业经验和规范,推荐表7.2.5的边坡稳定安全系数,并且作为最低控制值。
7.3 填筑边坡设计
7.3.1 动态设计是在掌握施工现场地质状况、施工情况和监测反馈信息的基础上,对原设计进行校核、优化和完善的方法,是填筑边坡设计着力提倡的设计理念。地质勘察参数难以准确确定,设计理论和方法带有经验性和类比性,根据施工中反馈的信息和监测资料完善设计,是一种客观求实、准确安全的设计方法,适用于工程施工阶段,是施工图设计的延伸。动态设计应以完整的施工图设计为基础。
7.3.2 填筑地基与原场地地基斜坡接触面粗糙度是影响高填方边坡稳定性的重要因素,当接触面光滑或软弱时,可能在填筑地基与原场地地基斜坡接触面(带)上形成潜在滑动面,降低高填方地基稳定性。相反,根据工程经验当受场地地形、填料等限制,不能通过放坡满足边坡稳定要求时,提高原场地地基承载力,增设不小于2:4抗滑平台,使接触面足够粗糙,可极大地增大填筑地基稳定性,当在完整基岩上进行填筑时,填料与原场地地基接触界面处理良好,对于石灰岩碎石填筑的边坡,其安全系数的计算可以不考虑原场地地基坡度的影响。而对于碎屑岩风化料,斜坡上填筑的稳定性要好于平地上进行填筑。采用有限元等模拟倾斜地基上高填方的塑性分布区,在未挖台阶时塑性区几乎分布在整个软弱层;挖台阶时,软弱层中塑性区主要分布在填筑地基与台阶接触面;研究同时也表明支挡结构设置在边坡中部比设置在坡脚效果明显。工程实践中增大接触面粗糙度手段主要有开挖台阶、刻槽、设置阻滑键等。
7.3.5 软质岩石风化后,其抗剪强度会急剧降低。为确保边坡的稳定性,尽量不使用易风化的软质岩石作为边坡填料。若填料没有选择余地,只能采用易风化的软质岩石作为边坡填料时,应采用风化后土料的强度参数进行边坡稳定性分析。
7.3.6 现行行业标准《铁路路基设计规范》TB 10001、《公路路基设计规范》JTG D30均规定在填筑厚度20m,地基条件良好时,坡比1:1.3~1:1.75。现行行业标准《公路路基设计规范》JTG D30规定填筑厚度大于20m时应进行特殊设计。周绍林等研究表明在北方公路高填方边坡1:1.5~1:2就可满足稳定性要求。现行行业标准《铁路路基设计规范》TB 10001规定填筑厚度大于20m时,根据填料、边坡高度等加宽路基面,坡比为1:1.75。民航、军用机场考虑到山区地基复杂性和施工的不确定性,一般采用单级坡比1:1.8~1:2.5,综合坡比为1:2~1:3。综合考虑目前国内高填方地基多在山区,地基条件复杂以及勘察、设计及施工水平现状,建议高填方综合坡比为1:1.75~1:3.0,单级坡比1:1.50~1:2.5。
7.4 边坡排水设计
7.4.2 对透水性差的黏性土、泥岩填筑地基内部,可适当布设排水设施。高填筑边坡排水笼的长度宜为50m~80m、水平间距宜为15m~20m,竖向间距宜为5m~7.5m,每个台阶宜设置一层(图9)。
图9 排水笼、塑丝排水笼设置示意
1-土工布;2-塑丝排水笼;3-改性聚丙乙烯乱丝;4-排水笼
7.4.3 填筑地基内部水体对边坡破坏包括填筑地基内部水体在流出过程中对边坡坡体的潜蚀和流出后对坡面冲刷。在坡面上设置完整的横向与纵向排水系统,目的是使地表水和填筑地基内部渗出来的水,顺坡漫流,流入马道上的纵向排水沟中,再经顺坡向的横向排水沟流出场外,既保证坡面上排水通畅,又不直接在坡面上形成径流而冲刷坡面。
7.5 坡面防护设计
7.5.1~7.5.3 随着国家对环境和生态保护问题的重视,边坡防护得到了越来越广泛的应用。边坡坡面防护形式总的来说分为柔性防护和刚性防护两种。植被护坡是柔性防护,这种防护形式是通过在坡体上栽种护坡植物,利用护坡植物来改善护坡土质状况,防止坡面水土流失,提高边坡稳定性,同时达到一定的景观和生态效应。传统的干(浆)砌片石护面墙(挡墙)和喷混凝土等是刚性防护,这种防护方式对边坡有较好的支撑和封闭作用,但一旦出现开裂,防护效果将急剧下降,而且破坏自然环境。坡面防护形式,应因地制宜,合理选用,可将刚性防护和柔性防护相结合、防护和绿化相结合。
7.5.4 边坡植被的效果,取决于植被时间、植被种类、边坡坡度、坡面土层和位置朝向等因素。在边坡坡面上植被,可以有效控制地表水和边坡内部向外渗流水对边坡的冲蚀,并对美化环境起到重要作用。植被对边坡稳定性的影响程度评价尚无定量的方法。常用的边坡植被物种有花草、藤本植物、矮生的木本植物。在边坡坡度较陡或植物生长困难的坡面上,可以采用移植草皮的方法防护边坡,也能取得较好的效果。
7.6 边坡施工与质量检验
7.6.1 高填方地基填筑工程,当填筑厚度较大时,应严格控制填筑速率,过快的填筑速率会破坏地基土的结构,加大沉降总量。现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79对预压地基为防止地基发生剪切破坏或生产过大的塑性变形,要求分级逐渐堆载,在堆载过程中应每天进行竖向变形、边桩水平位移和孔隙水压力等项目的观测,沉降每天控制在10mm~15mm,对于竖井地基取高值,天然地基取低值;边桩水平位移每天不超过5mm。上海对软基上填筑工程临破坏前边桩最大位移速率进行了研究,提出砂井预压边桩控制标准为4mm/d,砂垫层预压为7mm/d;现行行业标准《公路路基设计规范》JTG D30对路堤填筑速率采用的控制标准是路堤中心沉降量每昼夜不得大于10mm~15mm,边桩位移量每昼夜不得大于5mm。现行行业标准《铁路特殊路基设计规范》TB 10035对软土地段路基路堤填土速率采用路堤中心沉降每昼夜不得大于10mm,边桩水平位移每昼夜不得大于5mm的控制标准。在参考以上标准和经验的基础上,规定了高填方地基边坡的填筑速率。
8 排水工程
8.1 一般规定
8.1.1 排水工程一般分为场内排水和场外排水。场内排水可根据填筑地基性状和工程特点设计,以实现最优的排水设计;场外排水系根据地形地貌、地区气候条件、工程地质和水文地质条件、地下水的类型和补给来源、地下水的活动规律、工程排水范围、汇水面积、汇水流量等有关水文气象参数设计,场内排水应安全、合理地分流、排泄到场外排水设施中。
8.1.2 排水工程在高填方地基设计中具有至关重要的影响,水的影响体现在多个方面,如地基土中的水无法排除可能导致地基土固结缓慢,地基工后沉降较大;填筑地基排水不畅容易造成浸润线上升,边坡在渗流作用和填料强度降低影响下失稳。高填方地基的填方区尤其是冲沟区汇水面积一般较大,排水设计应充分利用场地地形和天然排水系统,并采取措施,形成完整的排水系统。
8.1.3 排水工程是根据场地的地形地貌、地区气候条件、工程地质和水文地质条件设计,对于水文地质条件较复杂的地下水状况,要求进行较详细的调查、勘探和测定,取得较为可靠的设计依据。
8.1.4 填筑地基边坡坡面应首先考虑采取坡面防护措施,以保障坡体稳定、减少冲刷(水土流失)和增加美观。表面排水设计应结合已采取的坡面防护措施,按所能提供的耐冲刷能力,选择适当的排水设施,避免由于考虑不当而使冲刷或失稳加剧。
8.1.5 排水设施主要由各种沟和管组成,分别承担一定汇水面积范围内地表水的排泄功能。排水设计的内容为:按排水的功能要求选择沟、管的类别,布置在合适的位置上,并将各项设施组合成一个将地表水顺畅地汇集拦截和排引到场外的排水系统。地表水被汇集或拦截后集中排放,流量和流速都增大,这就增加了对沟渠和泄水口周围地面冲刷和侵蚀的可能性。因此,排水系统的设计要考虑采取有效的措施,使之不会对填筑地基和填筑地基界内外各项设施造成危害。
地表排水设施的断面形状和尺寸应满足排泄设计流量的要求,沟管内水流的最大和最小流速应控制在允许流速范围内。
8.1.7 地表排水的功能,除了把填筑地基范围内的地表水排除到场外,还应通过合理的设计把周边地表水截流在填方地基范围以外。地表排水设计应研究周边的自然地形和建(构)筑物的排水,结合既有排水设施,充分考虑工程运营期间一定周期内可能出现的最大降水量和周边工业与民用建(构)筑物排水的综合影响,保证填筑地基地表排水系统的设计达到安全、合理、经济。
8.1.10 地下排水沟管较长时,为避免淤塞和便于清通,应在其间设置出水口,通过横向排水管将地下水引出地面,排入低地或水道。对于出水口的排水通道,应作妥善处理,防止出现坡面冲刷。
8 排水工程
8.1 一般规定
8.1.1 排水工程一般分为场内排水和场外排水。场内排水可根据填筑地基性状和工程特点设计,以实现最优的排水设计;场外排水系根据地形地貌、地区气候条件、工程地质和水文地质条件、地下水的类型和补给来源、地下水的活动规律、工程排水范围、汇水面积、汇水流量等有关水文气象参数设计,场内排水应安全、合理地分流、排泄到场外排水设施中。
8.1.2 排水工程在高填方地基设计中具有至关重要的影响,水的影响体现在多个方面,如地基土中的水无法排除可能导致地基土固结缓慢,地基工后沉降较大;填筑地基排水不畅容易造成浸润线上升,边坡在渗流作用和填料强度降低影响下失稳。高填方地基的填方区尤其是冲沟区汇水面积一般较大,排水设计应充分利用场地地形和天然排水系统,并采取措施,形成完整的排水系统。
8.1.3 排水工程是根据场地的地形地貌、地区气候条件、工程地质和水文地质条件设计,对于水文地质条件较复杂的地下水状况,要求进行较详细的调查、勘探和测定,取得较为可靠的设计依据。
8.1.4 填筑地基边坡坡面应首先考虑采取坡面防护措施,以保障坡体稳定、减少冲刷(水土流失)和增加美观。表面排水设计应结合已采取的坡面防护措施,按所能提供的耐冲刷能力,选择适当的排水设施,避免由于考虑不当而使冲刷或失稳加剧。
8.1.5 排水设施主要由各种沟和管组成,分别承担一定汇水面积范围内地表水的排泄功能。排水设计的内容为:按排水的功能要求选择沟、管的类别,布置在合适的位置上,并将各项设施组合成一个将地表水顺畅地汇集拦截和排引到场外的排水系统。地表水被汇集或拦截后集中排放,流量和流速都增大,这就增加了对沟渠和泄水口周围地面冲刷和侵蚀的可能性。因此,排水系统的设计要考虑采取有效的措施,使之不会对填筑地基和填筑地基界内外各项设施造成危害。
地表排水设施的断面形状和尺寸应满足排泄设计流量的要求,沟管内水流的最大和最小流速应控制在允许流速范围内。
8.1.7 地表排水的功能,除了把填筑地基范围内的地表水排除到场外,还应通过合理的设计把周边地表水截流在填方地基范围以外。地表排水设计应研究周边的自然地形和建(构)筑物的排水,结合既有排水设施,充分考虑工程运营期间一定周期内可能出现的最大降水量和周边工业与民用建(构)筑物排水的综合影响,保证填筑地基地表排水系统的设计达到安全、合理、经济。
8.1.10 地下排水沟管较长时,为避免淤塞和便于清通,应在其间设置出水口,通过横向排水管将地下水引出地面,排入低地或水道。对于出水口的排水通道,应作妥善处理,防止出现坡面冲刷。
8.2 场外地表排水
8.2.2、8.2.3 排水沟起连接各种排水设施,将水引排到附近自然水道或场地排水系统,从而形成完善的排水系统的作用。排水沟与水道衔接,应做到汇流处水流顺畅,有良好的流向和交角。当填筑地基采用边坡平台排水沟时,由于平台较窄(宽度为1m~3m),排水量有限,且需加强冲刷防护,宜采用水泥混凝土预制或现浇的刚性排水沟。
8.2.4 截水沟用于拦截和排除填筑地基上方自然斜坡的地表径流,防止水流冲刷和侵蚀挖方边坡和填筑地基坡脚。但在一些已建工程上,常出现因截水沟设置不合理而不发挥作用,应该设置但未设置而造成坡面冲刷,设计时未重视防冲刷或防渗处理而导致边坡坡体坍塌,或者出水口处理不当而冲刷填挖交界处的填筑地基边坡等现象。因此,设计前应进行实地调查,了解地形、地质、水文、植被等条件,对截水沟的适宜位置和排水出口的引伸范围作出合理的布局。
8.3 场内地表排水
8.3.1 地表排水的主要任务是迅速把填筑地基表面的积水排走,以免造成填筑地基浸水破坏或影响使用功能。首先考虑采取的是通过水文计算设置排水沟及阻水设施,通过排水设施将填筑地基表面的积水迅速排至填筑地基以外,通过拦水设施将可能进入填筑地基的地表水拦截在外。可采用两种方式排除表面积水:一种是让地表水以横向漫流形式向填筑地基坡面分散排放;另一种方式是在填筑地基外侧边缘处设置拦水带,将地表水汇集在拦水带内,然后通过隔一定间距设置的泄水口和急流槽集中排放到填筑地基坡脚外。两种排水方式的选择,主要依据表面水可能对填筑地基坡面造成的冲刷危害。在汇水量不大,坡面耐冲刷能力强(坡面采用防护措施或坡体为岩质填料)的情况下,应优先采用横向漫流分散排放的方式。而在地表水有可能冲刷填筑地基坡面的情况下,则采用将地表水汇集在拦水带内,通过泄水口和急流槽集中排放的方式。由于修筑拦水带和急流槽需增加工程投资,需对投资的经济性进行分析和比较:采用有效的坡面防护措施而不设拦水带和急流槽经济,还是修筑拦水带和急流槽而降低对坡面防护工程的要求合算。当然,这种经济分析和比较还要同填筑地基的重要性相结合。在填筑地基较高且上有重要的建筑物时,坡面虽已采取植草防护,但土质仍较疏松的情况下,通常选用设拦水带和急流槽的排水方式;反之,除了遇到多雨地区,通常都采用漫流分散排水的方式。
8.3.2 一般情况下,为便于施工和维护,尽可能提高过流能力,应优先选择矩形、梯形断面排水沟,但在具体设计中,应充分考虑地形、工程地质条件、排水沟底坡及地表水的情况综合进行选择。
8.3.6 排水沟的安全超高取值是按《水电站引水渠道及前池设计规范》SL 205-2015条文说明中的第3.0.8条中的规定而提出的,此数值应为最高水位以上的加高值,其目的是为了提高排水设施的安全运行能力。
8.5 填筑地基排水
8.5.1 高填方地基排水工程是一项复杂的系统工程,不仅要做好场地内的地表排水、地下排水、填筑地基内和填筑地基顶面的排水,还要与市政排水、场外排水相结合,将场地内部水引出场外,确保高填方地基的稳定性。
8.5.6 填筑地基场地表面需设置各种接缝,同时场地在使用期间会出现各种裂缝、松散、坑槽等病害。降落在场地表面的水,会通过表面接缝或裂缝、松散等病害处或者面层孔隙下渗到填筑地基结构内部。此外,填筑地基两侧有滞水时,也有可能侧向渗入填筑地基结构内部。
进入填筑地基结构内的自由水,可通过向填筑场地地基下部渗流而逐渐排走。渗流的速度随填筑地基土料的渗透性和地下水位的高度而异,可以利用达西渗流定律,对不同渗透性的填筑地基土的排水时间进行计算分析。
当填筑地基土石料为低透水性土(渗透系数不大于1.0×10-5cm/s),而外侧边坡也由这种土填筑时,填筑地基结构便类似于被安置在封闭的槽式“浴盆”内,进入填筑地基结构内的水分,无法向下或向外侧迅速渗漏,而被长时间积滞在填筑地基结构内部。特别是位于填筑地基最低底部、低洼河谷地,由于地表径流或地下水汇集,进入结构内的自由水不仅量大,而且停滞时间久。
被围封在填筑地基结构内的水分,会浸湿各结构层材料和填筑地基结构,使其强度下降,变形增加,从而使填筑地基结构的承载力降低。设置填筑地基内部排水系统,将积滞在填筑地基结构内的水分迅速排除到结构外,有利于改善填筑地基的使用性能,大大提高其使用寿命。
8.6 质量检验
8.6.2、8.6.3 应按照设计要求检验排水设施的符合性,其中纵、横断面形状、材料强度和渗透性是对排水设施有显著影响的项目,直接决定排水设施能否安全有效地发挥作用,确保排水设施和相邻建筑物的安全。排水设施有其特殊性,正常情况下应该边施工边检验,特别是随主体工程同步施工的地下排水设施,应该同步检验。
排水设施是根据填方地基及其主体工程的排水需要系统设计的,必须严格执照设计要求进行施工,因此对排水设施各部分的外观、断面尺寸、高程、坡度和材料的物理力学特性等指标都应进行严格检测。
9 工程监测
9.1 一般规定
9.1.1 高填方工程一般具有土石方量大、施工周期紧、建设环境复杂、相互影响因素多等特点,现有的土力学理论尚不能完全解决高填方设计中遇到的变形与稳定性问题。要在时间、空间上对高填方的变形与稳定性问题作出准确判断必须依赖高填方施工过程和竣工后的现场监测成果。每个高填方工程都有其自身特点,影响因素和复杂性各不相同,开展高填方工程监测工作前,应制定专门的监测方案。
9.1.2 监测方案编制应充分收集勘察、设计、施工、管理等各方面的资料,明确设计单位对工程监测提出的技术要求,在全面了解高填方的工程特点和设计关心的问题后,才能有针对性地编制监测方案。
9.1.3 工程监测采用与设计、施工相同的高程和坐标控制网,便于监测数据的使用和反馈。由于高填方改变了地表形态,使得地应力在大范围内重新调整和分配,沉降影响范围可能较大,监测基准点设置不合理,就会受到影响,因此,应定期对基准点进行复测,以保证监测数据的准确性。
9.1.4~9.1.6 监测点布设应根据工程特点,选择有代表性的地段布置。不同监测项目尽可能布置在同一断面或相近位置,有助于相互印证和满足数值分析的需要,监测点的布置还应考虑同一条件下有一定的互补或验证的数据,不至于因为某一个监测元件发生故障而缺失某种情况的数据,使得监测数据不完整。
监测元件、仪器的选择既要考虑精度要求,还要考虑耐久性要求,有的监测元件可能单次精度比较高,但其抗干扰、抗腐蚀等耐久性较差,不能满足长期监测的要求。
监测所用的电子水准仪、高精度全站仪等计量仪器,应按照要求定期进行检定,以保证所测数据准确性和有效性。不能检定的专有仪器设备可定期进行校准。每次测量前还应对各类仪器设备进行校验和检查,确保仪器状态正常。
监测周期和频次总体上应该能反应物理量的变化过程及规律,变化较大时应加密观测,变化平缓时观测间隔时间可放宽。
9.1.7、9.1.8 高填方工程一般工程量都很大,工程监测的项目众多,整个建设周期内各类监测数据信息量非常大,施工过程中还要记录填方施工信息,因此应建立完备的监测信息管理系统,实现对各类监测数据的有效管理,以保证监测信息的准确和完整,以便为工程提供必要的依据。
9.1.9 施工过程中参建各方人员很多,较为容易发现异常情况,填筑施工完成后,更应重视巡查工作。现场巡视的主要内容包括地面有无裂缝、洞穴、积水、冲刷、崩塌、滑移等异常情况,大雨后还应巡视地下水位、盲沟出水口水质有无浑浊、含泥量增大等情况;对边坡工程的巡查内容还应包括排水系统是否通畅,护面或护坡是否损坏,支挡结构有无开裂、错断、倾斜,护坡植被是否完好等。巡视检查中发现异常现象时,应按应急预案采取相应措施。
9 工程监测
9.1 一般规定
9.1.1 高填方工程一般具有土石方量大、施工周期紧、建设环境复杂、相互影响因素多等特点,现有的土力学理论尚不能完全解决高填方设计中遇到的变形与稳定性问题。要在时间、空间上对高填方的变形与稳定性问题作出准确判断必须依赖高填方施工过程和竣工后的现场监测成果。每个高填方工程都有其自身特点,影响因素和复杂性各不相同,开展高填方工程监测工作前,应制定专门的监测方案。
9.1.2 监测方案编制应充分收集勘察、设计、施工、管理等各方面的资料,明确设计单位对工程监测提出的技术要求,在全面了解高填方的工程特点和设计关心的问题后,才能有针对性地编制监测方案。
9.1.3 工程监测采用与设计、施工相同的高程和坐标控制网,便于监测数据的使用和反馈。由于高填方改变了地表形态,使得地应力在大范围内重新调整和分配,沉降影响范围可能较大,监测基准点设置不合理,就会受到影响,因此,应定期对基准点进行复测,以保证监测数据的准确性。
9.1.4~9.1.6 监测点布设应根据工程特点,选择有代表性的地段布置。不同监测项目尽可能布置在同一断面或相近位置,有助于相互印证和满足数值分析的需要,监测点的布置还应考虑同一条件下有一定的互补或验证的数据,不至于因为某一个监测元件发生故障而缺失某种情况的数据,使得监测数据不完整。
监测元件、仪器的选择既要考虑精度要求,还要考虑耐久性要求,有的监测元件可能单次精度比较高,但其抗干扰、抗腐蚀等耐久性较差,不能满足长期监测的要求。
监测所用的电子水准仪、高精度全站仪等计量仪器,应按照要求定期进行检定,以保证所测数据准确性和有效性。不能检定的专有仪器设备可定期进行校准。每次测量前还应对各类仪器设备进行校验和检查,确保仪器状态正常。
监测周期和频次总体上应该能反应物理量的变化过程及规律,变化较大时应加密观测,变化平缓时观测间隔时间可放宽。
9.1.7、9.1.8 高填方工程一般工程量都很大,工程监测的项目众多,整个建设周期内各类监测数据信息量非常大,施工过程中还要记录填方施工信息,因此应建立完备的监测信息管理系统,实现对各类监测数据的有效管理,以保证监测信息的准确和完整,以便为工程提供必要的依据。
9.1.9 施工过程中参建各方人员很多,较为容易发现异常情况,填筑施工完成后,更应重视巡查工作。现场巡视的主要内容包括地面有无裂缝、洞穴、积水、冲刷、崩塌、滑移等异常情况,大雨后还应巡视地下水位、盲沟出水口水质有无浑浊、含泥量增大等情况;对边坡工程的巡查内容还应包括排水系统是否通畅,护面或护坡是否损坏,支挡结构有无开裂、错断、倾斜,护坡植被是否完好等。巡视检查中发现异常现象时,应按应急预案采取相应措施。
9.2 地基监测
9.2.3 地表变形监测一般可按网格布置,网格的方向宜顺主沟方向和垂直主沟方向,在斜坡地带、挖填交接面附近、地形较陡等部位,宜适当加密观测点。对地形地貌突变部位、地质条件复杂部位、使用期间可能发生问题部位和施工薄弱段等处也应增设监测点。
水平位移监测一般设置在地形变化大、可能发生水平位移的地段,可选择代表性断面进行监测。内部分层沉降监测点的间距一般根据原场地地基的地基条件、填筑地基的均匀性综合考虑。分层沉降断面的选择要考虑沉降计算和反演分析的需要。由于原始地形、地貌和地质条件的复杂性,高填方工程通常会出现地表裂缝,在原场地地基存在软弱土、陡坎地形的部位容易出现明显裂缝,明显裂缝一般指裂缝宽度超过5mm,裂缝平面长度超过5m。
9.2.4 土压力监测一般根据数值计算的需要设置,可布置在最大填筑厚度、受力情况复杂、工程地质条件差或结构薄弱等部位。可在地形条件复杂时设置1个~2个观测横断面,土压力观测断面上的测点,竖向间隔一般为5m~10m,一般不少于3个~4个监测高程。土压力观测断面的位置,应同高填方内孔隙水压力、变形观测断面相结合,同一测点区内各观测仪器之间的距离不宜超过2m。
埋设时,宜在埋设点附近取样,进行土的干密度、级配等物理性质试验和力学性质试验。孔隙水压力观测的同时应测计地下水位变化,用于校验孔隙水压力计观测数据。
9.2.6 盲沟出水口不但要观测水量排出是否正常,还要观测水质是否浑浊,一旦水中泥沙含量变大,则意味着地下水排出过程中携带了地基土中的细颗粒,严重时将形成空洞、坍塌,影响地基稳定。用于观测盲沟出水量的所有集水和量水设施均应避免客水干扰,观测工作应在相对固定出口或堰口进行。盲沟出水量的观测方法可参照现行河流流量测验规范和水文普通测量规范的有关规定。根据盲沟出水量的大小和汇集条件,宜采用如下方法和设备:
1 当流量小于1L/s时,宜采用容积法;
2 当流量在1L/s~30L/s之间时,宜采用量水堰法;
3 当流量大于300L/s或难以设置水堰时,应将盲沟出水引入排水沟中,采用测流速法。
9.2.7 各类监测点埋设应确保稳固,与监测体紧密接触,以保证监测的准确性。另外还要采取必要的保护和警示措施,以免监测标志受损或毁坏。
9.2.8 不同地质条件下的高填方工程,由于填料性质的不同、原场地地基地质条件的不同,其变形稳定所需要的时间会有差异,监测频率的确定应考虑其固结稳定规律,监测周期的确定应满足变形预测的需要。监测工作应保证监测数据的连续性和完整性,根据监测量的变化情况,适当增减观测频次和间隔时间。
9.3 边坡工程监测
9.3.2 边坡工程地表变形监测点的布置以能控制整个边坡范围及位移规律为准,因此应沿顺坡方向布置断面,横向可结合放坡台阶布置。对于主滑动方向和范围明确的边坡,可采用十字形和方格网布置;对主滑动方向和范围不明确的边坡,宜采用放射形布置。当边坡的范围大且复杂时,断面及测点可酌情增加。
9.3.3 内部变形监测以水平位移监测为主,需要时布置分层变形监测,宜结合地表变形点设置内部变形监测点位置,便于分析计算。
9.3.4 孔隙水压力和土压力监测根据需要设置。孔隙水压力监测点主要在原场地地基中设置,当地下水可能上升至填筑地基时,也可在填筑地基中可能受地下水上升影响范围内增设。
9.4 环境保护监测
9.4.1 高填方工程多存在大挖大填现象,建设过程中必须加强环境保护监测,避免出现大面积生态环境破坏,对由于挖方而引起的山体裸露、植被减少等情况,应及时采取保护和防治措施,并应对防治效果进行监测。
对施工中的爆破、强夯、打桩等,应采取必要的措施减轻震(振)动引起的不良影响。震动控制标准及监测方法可按现行国家标准《爆破安全规程》GB 6722执行。对于居民区、工业集中区等受振动可能影响人居环境时,可按现行国家标准《城市区域环境振动标准》GB 10070和《城市区域环境振动测量方法》GB 10071要求执行。
噪声的控制标准和监测方法可按现行国家标准《建筑施工场界环境噪声排放标准》GB 12523执行。
leon 2017-09-01这是我看到了最好用的一个建筑施工竣工验收统一用表网站,不光让提供企业级资料的统一监管,而且提供大量的免费资料,已经购买了此公司的模板,使用还可以,只是操作培训方面需要加强,不然有很多功能都不知怎么使用? | |
goooogle 2017-08-28范例不错,但有些范例的填写数据太少了些,希望可以改进。 | |
曾工 2017-08-11如果有培训视频就好了,每个省出的统表都不一样,都不知什么使用,关键还是培训要跟上。 | |
游客 2017-08-01如果购买了,在工程中使用不知是否方便,真的能在手机上,在工地上方便的编制表格吗? | |
邓为墉 2017-07-08感觉还可以,但有些表格是要购买才可以查看的,并没有全部免费啊。 | |
歌手The 2017-07-03提供填写说明和填表范例很有价值,在手机和电脑上都可以查看,非常方便,真的是随时随地使用的。 | |
林工 2017-06-12资料很有用,而且结构清晰,表格规范,关键是的可以免费使用,华软公司真是良心公司啊! | |
李天一 2017-06-11此资料是否是免费的? | |
张工 2017-05-21是否是最新版本的规范 | |
游客 2017-05-01这是最新版本的的统一用表吗? |