7.3 !地下工程
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7?.3.2 —本条根据地下工程】的特:点,规定了在详细勘察阶!段需要重点勘察的】内容:对,其中的第《1、2、7、9款】分别作以下》几点说明
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1【 地?。。下工程勘察主—要包括基坑工程【。和暗挖?隧道工程除常规岩土!物理力学《参,数外基床系数、静】止,侧压力系数、热【物理:指标和?电阻率等《是城市轨道交通地下!工程设计《。、施:工所需要的重要岩土!参数
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? 同时由于各设!计单位的设计习惯】和采用的计算软【。件,不同勘察《时应考虑《设计单位的设计习惯!提供基床系数或地】基土的抗《力,。系,数比例系数》
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在城市】轨道交通运营期间行!车和乘?客,会散发出大量的【热量若不《。及时:通风排出将逐—日积蓄热量在围岩中!形成热套在冻—结法施工中》也涉及热《的置换为《此尚需测定围—岩的热物理指标以】作为通风设计—和冻结法设计的【。依据
【
2 饱!和砂层、卵石层、漂!石,层、人工空》。洞、:。污染土、有害气【体等对地下工—程施:工,安全影响很大应予】以查明例如》杭,州地:铁1:号线和武汉》地铁2号线》均在地下施工—断面发现有》可燃气体;北京地】铁9号线的》卵石、漂《石地:层北京地区的浅【层人工空洞等对工程!的影响很大》
?
【7 : 抗浮?设防水位《是很重要的》设计参数但》要预:测建(构)筑物使】用期间水位可能【发生的变化和最高】水,位有时相当》困难它?不仅:与气候、水》文地质等《因素有关有时还【涉及地下水开采、】上下游水量调配、跨!流域:调水:等复杂?因素:故,。规定应进《行专门研究一般抗】浮设防水《位的确定方》法详见本规范第1】0.4.2条的【。条文说明
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— 9 出入口、!通道、?风井、风道、施工】竖井等附属工—程一般?。位于路口或穿越道】路工程?周边环境复》杂通道与井交接【部位受力《复,杂,经常发生工》程事故安全风险较高!。因此应进行》单独勘察评价
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7.3.3 ! 表:。7.3?.3所列钻孔间距比!原规:范规定的《。严格一些主要—是结合全国各地勘】察的实?际情况、城市地下】工,。程的复杂性以及设】计、施工的要求【等进行?修,订
》
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7.3《.4 本条要求勘!探点在?满足表7.3.3规!定间距的基础上勘】探点平面布》置还要考虑工程【结构特点、场地条件!、施工?方法、?附属结构、》特殊部位的》要求
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【 , 2 《车站横剖面》一般结合通道—、出入口《、风井的分布—情况:布设数?量可根?。。据地质条件复—杂程度和设计—要求进?行调整?
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4 【 在结构《范围内?布置钻孔容》。易导致地下水贯通】给,工程施工《带来危害《隧道采用《单线单洞《时左右线距离—大于3?倍洞:径时采用双排孔布】置左右线距》离小于?3倍洞径或隧道采用!双线单?洞时:可交叉布点
【
7.3【.5 本条结合车!站主体工程的一般】。宽度和以往》全国:各城市的勘察经验】给出:了勘探孔深度的确】定要求?城市轨道交通—地下工程受各种因素!。的制约埋置深度【。往往在施工图设计阶!段,。还需进行调整—因此勘?探,孔深度比原规范的要!求,适当加深
【
7.3—。.6 本条为【强制:。性条:文必须严《格执行原规范对控制!性,勘探孔及取》。样和原位《测试的试验》孔的数量《未作规定城》市轨道交通》工程:设计:年限长为百年—大,计工程且工程复杂】施工难度大变形【控制:要求高等必》须有一定数量的【控制性钻孔》以,及取样及原位测试】钻孔以取得满足【变形计算、稳定性】分析、地下》水控制等所需的岩】土参数本条参照现】。行国家?标准岩土《工程勘察《规范GB 5—0,021的相》关规定并考虑到车站!工程的钻孔数—量比较多且附属【设施需要单》独布置钻孔测—试、试验数据—数量能满《足统计分析要求【将取样和《。。原位测试孔的数量】规定为?不应少于1/2;区!间工程的取样测试孔!数量要求严于现行国!家标准岩土工程勘】察规:范GB 《50021》的,规定主要考》虑区:间工程?孔间距较大钻孔数量!较少:因此将取样和—原位测试《孔,的,。数量规定为》。。不应:少于:2/3
!7.3.7 【本条规定的取样和】。。测试的数《量主要?是考虑城市轨道【交通工程为百年【大计工程同时—周边的环《境条件一般比较复】杂,为了提?高工程设计的—可靠:度减:小参数变异风—险将取样《或原位?测试数量《定为不应《少于10组》
《。。
7.3》.10? 基床系数是城市!轨道交通《地下工程设计的重】要参数?其数值的准确性【关系到工程的—。安,全性和?经济性?;对于没《有工程经验积—累,的地区需要》进行现场试》验和:专题研究当有成【熟地区经验时可【通过:原位测试、室内【试验结合附》录H的经验值综【合确定?
《
》 本次修订对基床】系数进行了专题研】究主要成《果,如下
《。。
】。1 基床系数【K的:定义与K30试验】
,
,
《 ? 基床系《数是地基土在外力作!用下产生单位变形】时所:需的应力也称弹性】抗,力系数或地基反力】系数一般可表示为】
:
K=P【/s:(1)
】
式中K基床系数】(MPa/m);】
:
,
《 P地【基土所受的应力(】MPa);
】
》 s地基的变!形(m)
!
: ?基床系数与地基【土,的类别(砾状土、】黏性土?)、土的《状况(密度》、含水量)、—物理力学特性、【基础的?。形状及作用面积有】关
》
: 基床系【数用于模拟地基【土与结构物的相互作!用计算结构物—内力及变形结构物是!指受水平力、—垂直力和弯矩作用】的基:础、衬砌及桩等变形!是,指基础竖向》变,形、衬砌《的侧向变《形、:桩的水平变形—和竖向变形等基【床系数的确》。定方法如下》
】。。。 地基土》的基床系数K可由】原位:荷载板试验(—。或K30试》验)结果计算确定】考虑到?荷载板尺寸》的,。影,响K值随着基础宽度!B的增加而有所减小!。
?
《 , 对于砾状土【、砂土上的条形基础!
:
,。。
? , (2)—
《
对【。于黏性?土上的条形基—础
—
K=K1(0.】3,0,5/B?) : , (3)《
?
,
式中K》10:.305《m,宽标准荷载板—的标准基床系数或】K30值
》
【。 铁路常用—的K:。30荷载板试验【是用直?径为30cm的承】载,板测:定土的K30值其K!30值是指在p-】s曲线?上对应地基》土变形为0》.125cm时的】p值与?p0.1《。25变形的比值
】
K30=!p0.125/0.!12:5 (4)
!
?
基—床,系数K这个》指标不同的试验【方法和不同的—试,验条件其《结果会有较大的【差别为便于统一和比!。较建议K30荷载板!试验值作为标准【基床系数《K1值即标准—。基床系数K1值【应用:K,30荷载板试验对于!具体:设计中基床》系数K的取值应考虑!施工程序和》。施工过程《。中的结构变形—由设计人员》。修正确定
—
【 2 基床系数】的室内试验
【
由!于原位?荷载板试验受—试验方法的局限【。性适合测定》。表层土和《。施工阶段《基坑开挖深》度范围内土体—。的基床系数在勘察阶!段对不开挖的表层】。。以下各土层很—难直接通过实测【方法:测定具体岩土勘【察过程中常用原【位测试、室内试【验、结合经验—值等方法综》合分析?确定基床系》数
》
! 1)原规范中【规定:的三:。轴试验法和固结试验!法
《
:
《 三轴试验!法三:轴试验法是将—土样经饱和处理后】在K0状态下固【结对一组土》样分别做试》验
σ3!=K0γ《hσ1?=,γh (】5)
》
n=△σ3/!。△σ1=0.00.!10.20》.3 !(6:)
—。
: 【不同应力路径下的三!轴试验(慢》剪)得到△》σ1:',~△:h0曲线求》得,初始切线《模量或某一》割线模量定义—。为基床?系,数K
?
! : , 固结试验法—。根据固结试验中测得!的应力与《变形关系来确—定基床?系数K
】
: :(7)
》。
,
式中》σ2-?σ1应力增量—(MPa《);
【
? : :e1-?e2相应的孔隙【比减量;
】
: —em:em=(e1+e2!)/2;
】
— h0样品高度】(,。。m)
《
《 , 2】)上述室内》试验方法的现状和分!析,
《
!。。。 目:。前国:内对于这《两种试验方法都有】采用通过《。对国内北京、天【津、沈阳、上海、深!圳和西安等地铁室】内试验项目固结法和!三,轴法试验的对比【研究特别是通过【天津地?铁大量数《。据统计分析》固结法试《验结果?。大,。于三轴割线法;固结!法比原位载》荷板试验结果—大,4倍~?。20倍;三轴割【线法比原《位载荷板试验—结果大2倍~8倍】由,于试件?尺寸:及试验条件与—实际工况《的差别室内试验【应在与?。原位载?。荷板试验大量—对比试验的》基础上各地区根据实!。际情况确定基床【系数的取值》
【 《 ?原位载荷板》试验与室内试—。验,的对比分析由于原位!载荷板?试验与室内试验除】存在:着试:验尺寸的差异—外尚存在如下—差异:第一原位《载荷:板试验?下的土体有》侧限变?形,而室内固结试验【土样侧向受》限无侧限变形;【。第二:原位载荷板试验【的,压缩层厚《度为影?响深度范围》内的土层厚》度而室内《试验的土试样高度】h0:即为压?。。缩层:厚,度在:假定相?同的压?板面积下室》内试验下沉》量,要小综合《考虑上述因素—室内试验求得基床】系数:与原位?载荷板试验数—据存在差异》
?
?。 】通过以上国内—各勘察单位》室内试验《结果综?。合分析固《结法和三轴割线法求!取的基?床系数数据与—土体实际不一致【而且偏差很大
】
?
】 3)?建,。议
《
,
】 《。 : a.由于固!结法试验结果比原】。位载荷?板试:。验结果大4倍~2】。0,倍三轴割《线法:比原位载《荷板试验《结果大2倍》~8倍建议在以后】的工作中进一步【研究:和积累经验
】
《 , ! ? b.利》用三:轴法操作过程模拟现!场K30原位平板】载,荷试验的试》验,原理:应是以后发》展的方向
》
】 《 — c.》铁三院?中心试验室通过【模拟:现场K30试验的】做法在常规》三轴仪上对土—样按取样深度—进行固?。结地下水《位以下固结压力P1!=10H(》H为:取样深度)地—下水位以上固结压力!。。P2=20H这样】模拟:土的原始状》态试:样制备和三轴试【验法相?同通过?土的静止侧压力系数!K0:计算所施加围压σ】3(固结压力乘以】静止侧压力系数K0!求得)静止侧压【力系数K0可—。以通过实测或经验】值得:到试样施《加围压σ3》后对试样进》行压缩剪切》试验得出应变—为1:.25mm时—对应:的应:力通过计算》得到基床系数值该】方法试验结》果接近?经验值
《
?
》 》。 ,。 : 》d.上?海岩土工程勘察设】计研究院有限公司使!用三:轴法测定基床系【数三轴法不同于【原规范?上的描?述方法具体如下【利用传统三轴仪根据!取样深度确定固【。结压:力进行?等向固结《固结稳定《后,。用固结排水剪方法】进行试验得出应力应!变关系曲线》试验结果较接近经】验值
》
? 总!之研究表《明在同一压》力作用下《基,床系数不是常—数它除了与土体的性!质、类别有关外【还与基础底面积的大!小、形状以及基础】的,埋深等因素有—关上述所列基—床系数的《室内试验方》法仅提供了一个研】究方向后期的研究中!还应加强现场K3】0平板载荷试验【数据与室内试验数据!的对比分析逐步积】累资:料,和经验同时在施工过!。程,中通过监测结构物】的,变形:反分:。析求解不《断积累?数据形成经》验推:算法也?是,今后需进一步研究的!方向:
,。
!。3 ?确定:基床系数的其他【方法
【
— 1《)基床系数值与地基!。土的标贯锤击—数,N的经验关系—为
《
K=(—1.:5~3.0)—N ? (8)!
【 2】)地基土的》基床系数K与—土体介质的弹性模】量E、泊松比μ【及基础?。面,积A:的关系为
—
!(9)
—
— 4 有关基床】系数经验值的说明
!
:
【本规范附录H的【制定:是在当?前,国内外部分基—床系:数试:验成果?的基础?上综合确定的本【。次修订工作统—。计了北京、》上海、天津》、广:州、成?都、:深圳、?西安、?沈阳等地区》的岩土工程》勘察报告《中提供的基床—系数值、专》项研:究成果?。。并考虑了《其他行业和地方【标准的规定》
《
《 5 岩石的基!。床系数
》
》 , ? 1《)北京地铁》工程在?20世纪6》。0年代根据》工,程,的需要在《公主坟?第三:纪红色砂砾岩—中做了现场大—型试验根据试验成果!提出:了第:三纪强风化-全风】化砂砾岩基床系【数K值为12—0MP?a/m~150MP!a,/m:
】。 》 ,2)青岛地》铁花岗岩中》等风化、《微风化、未风—化岩体单位基床系】。数K计算及测试方法!如下
】 计算公式
!
,
K=E/】(1+μ)1—。0,0, — (10)
【
:。
K】与岩体弹性》模量:E和泊松比关系【密切:测定E和μ,简便】易行因此可根据E、!μ与K值之间的关】系计算出《K的值?
:
《 测》试方法有《两种
?
— 一是用—静力法测得E、μ值!是把岩芯加工—成立方体《、长柱体贴应—变片以应变方法【。测出:。μ值计算出K为静基!。床系数
—
:
二是【用动力法《测得Ed、》μd值是在岩—。芯上由超声波检【测仪分别测出—纵波速?νp、横波速νs】;然:后计算出Ed、μ】d根据上述公式可求!得,动基床系《数
《
— Ed、μd计【算公:式如:下
—
《 动弹性模》量Ed
【。
】(11?),
《
动泊松!比μd
—
:
】(1:2)
—
式中ρ=—2.60~2.70!
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