7》.3 《地下工程
—
》
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
—
, 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—
】 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
! , 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10.4.2条!的条:文说明
《
:
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
】
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
!
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
》
》 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
! :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G—B 50《0,2,1,。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G》B :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K3》0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=K】1,(0.305/B)! (《3)
《
:
式中K10.】3,05:m宽标准荷载板【的,标准基床系》数或K30值
!
? 铁》路常用的《K30荷载板试验】是用直?径为30cm的承】载板测定《土的K30值其K3!0值是指在》p-:s曲线上对应—地基土变形为0.1!25c?m时的p值与p0】。.125变形的比值!。
,
K—30=p《0.12《5/0.12—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】K3:0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=K0!γhσ1《=γh — (5)
!
n=△σ—3/△σ1=0.0!0.1?0.20.3— , , 》(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-σ【1应:力增量(MP—a,);
【
《 e1-e【2相应?的孔隙比《减量;
》
《 eme!m=(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~—20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K3!0,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K3】0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σ3【(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K30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2!0世纪?60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1】20MPa/m~1!50MPa/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)10—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E!d、μd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
【
! (?12:)
《
式中ρ=2.!60~2.70
】
,