岩土工程勘察规范讲座.pdf

岩土工程勘察规范 讲座 同济大学高大钊 引引言言 n岩土工程勘察规范是我国岩土工程体 制改革的成果，规范的变化反映了我国从 前苏联勘察设计体制向国际岩土工程技术 体制逐步融合的过程。 n新规范颁布已经5年了， 规范执行情 况良好，对保证勘察质量起到了不可替代 的作用，也为相关行业标准和地方标准确 定了基本框架和基本准则。 n在执行过程中，某些条款不够严密，某 些条款与现行其他标准不够协调，造成 执行上的困难； n少数勘察人员和审图人员未全面掌握 规范条文和条文说明，孤立执行某 些强制性条文，产生理解上的偏差； n随着技术的进步，有些条文需要进一步 修改和完善。 n需要听取各方面的意见，了解执行中的 问题。 讲座的内容讲座的内容 n岩土工程勘察规范的历史沿革 n我国岩土工程的发展现状 n岩土工程勘察规范的作用和地位 n强制性条文和审图 n规范中的若干疑难问题 岩土工程勘察规范的历史沿革岩土工程勘察规范的历史沿革 n工业与民用建筑工程地质勘察规范 （TJ 21-77） n岩土工程勘察规范（GB 50021-94） n岩土工程勘察规范（GB 50021-2001） 工业与民用建筑工程地质勘察规工业与民用建筑工程地质勘察规 范范 （（TJ 21-77）） n50年代，我国主要按前苏联规范进行勘 察设计; n70年代前期和中期，国家尚处在“十年动 乱”之中，然而却蕴育着一批岩土工程规 范的诞生和修改，工业与民用建筑工 程地质勘察规范就是其中的一本重要 规范; n工业与民用建筑工程地质勘察规范 具有时代的局限性，当时的技术路线是 盲目排外的，既企图消除前苏联技术体 系的影响，又排斥西方国家的技术; n无论如何终究是立足于我国自己的经 验，总结了建国后20多年的工程实践经 验编成的，其历史的地位和价值是应当 充分肯定的, 标志着我国开始有了岩土工 程勘察的全国标准。 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范 （（GB 50021-94）） n1986年开始的修订工作是在前期的专题研究成 果的基础上进行的，并调查总结了当时国内的 研究成果和工程实践经验，注意了采用国际通 用的技术法则，尽量向国际通用标准靠拢，对 工业与民用建筑工程地质勘察规范作了根 本性的修改； n这本规范从立项到颁布，化了整整8年的时 间，这并不是由于编制工作的困难，而是由于 对岩土工程认识上的不一致和体制改革步履的 艰难。 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范 （（GB 50021-2001）） n在94版规范颁布了4年之后，1998年，建设 部发文下达了修改这本规范的任务； n在2 年多的时间内完成了规范的修订工作。 n指导思想岩土工程勘察的任务，除了应 正确反映场地和地基的工程地质条件外， 还应结合工程设计、施工条件，进行技术 论证和分析评价，提出解决岩土工程问题 的建议，并服务于工程建设的全过程，具 有很强的工程针对性。 我国岩土工程的发展现状我国岩土工程的发展现状 n岩土工程是以土力学与基础工程、岩石力 学与工程为基础，并和工程地质学密切结 合的综合性学科。 n岩土工程以岩石和土的利用、整治或改造 作为研究内容。 n岩土工程服务于各类主体工程的勘察、 设计与施工的全过程，是这些主体工程 的组成部分。 n岩土工程不是一门独立于土木工程学科 之外的学科，而是寓于土木工程各主体 工程之中的学科。 岩土工程的三个特点岩土工程的三个特点 n岩土工程服务于主体工程，是主体工程的 一部分高度综合的特点； n岩土工程的研究对象岩石和土，与各地 的自然条件密切相关，具有强烈地区性的 特点； n岩土工程采取“观测法”处理工程，具有 极强经验性的特点。 岩土工程学的基本框架岩土工程学的基本框架 n总论 n岩土工程勘察 n岩土工程设计 n岩土工程施工 n岩土工程监测 n岩土工程监理 n服务于全过程 n分论 n基础工程 n边坡工程 n地下工程 n支护工程 n环境工程 岩土工程全面发展的条件岩土工程全面发展的条件 －－自然条件的多样性自然条件的多样性 n在高原、山区、平原、河谷等各种不同地形地貌 条件下，形成不同的土类和各种特殊的岩土工程 问题； n各种特殊性的岩土黄土、膨胀岩土、红粘土、 软土、盐渍土、冻土等，推动了我国特殊土的研 究达到了一个非常高的水平； n各种各样环境地质问题，如崩塌、滑坡、泥石 流、地震、断裂、沙漠化等，处理这些环境地质 问题也需要发展岩土工程技术 。 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范（（GB 50021-2001））的主要特点的主要特点 n1 综合性规范； n2 鉴于当前我国勘察设计的分工体制，只 规定勘察技术要求，基本不涉及设计； n3 规定必须在全国范围内统一的关键技术 要求，将具体细节留给专业标准、行业规 范和地方规范。 岩土工程勘察规范的背景岩土工程勘察规范的背景 n我国加入WTO对勘察设计业的影响； n我国社会主义市场经济的形成与发展 ； n20世纪90年代我国岩土工程技术的发展； n20世纪90年代我国重大工程事故频繁 ； n我国的标准化体系正处于重组整合； n土木工程（岩土）注册工程师考试制度 。 岩土工程勘察规范在我国岩土岩土工程勘察规范在我国岩土 工程标准化体系中地位与作用工程标准化体系中地位与作用 n岩土工程勘察规范的性质是岩土工程勘 察的国家标准，指与行业标准、地方标准 而言；是岩土工程勘察的母规范，指与勘 察行业中的其他标准而言； n与国际通用标准接轨的指南，引进与吸收 国际通用的技术标准，为我所用。 规范面临的主要问题规范面临的主要问题 n计划体制对我国标准体系的影响严重制 约了标准化体系适应市场经济与全球化 需要的转轨； n设计与施工分割的体制制约了岩土工程 咨询业的形成与发展，岩土工程咨询业 的难产 ； n与国际通用标准的磨合、接轨和本土化 的问题 。 岩土工程勘察规范的局部修订岩土工程勘察规范的局部修订 n规范执行情况良好，对保证勘察质量 起到了不可替代的作用，也为相关行业标 准和地方标准确定了基本框架和基本准 则。由于下列原因，需对该规范局部 修订 n1 某些条款不够严密，某些条款与现行 其他标准不够协调，造成施工图审查时 执行上的偏差； n2工程建设强制性条文部分摘自本 规范，少数勘察人员和审图人员未 全面掌握规范条文和条文说明，孤 立执行某些强制性条文，产生理解上的 偏差； n3 相关国家标准正在制订或修订，如 建筑抗震设计规范、混凝土结构 耐久性设计规范和工业建筑防腐蚀 规范，有关场地地基抗震与水和土腐 蚀性评价的问题，需互相协调。 n4如何对应实施强制性条文及施工图审 查以后出现的一些问题 关于关于强制性条文强制性条文和审图和审图 n1强制性条文的出台背景； n2强制性条文的性质； n3怎样执行强制性条文 n强调对岩土工程原理、规范条文和条文说 明的全面深入理解 对审图工作对看法对审图工作对看法 n政府为了有效地加强对工程建设的技术控 制，从强制性标准的15万条条文中，摘录 出一批条文，编撰了一套工程建设标准 强制性条文，作为向技术法规的过渡， 同时实行了一项审图的制度，即成立了一 批审图公司，对强制性条文执行的情况进 行审查，违规要处罚。 n从行政管理的层面上看，这项措施有利 于在事故发生后明确责任，在事故不断 发生的特殊条件下，进行这种强制性的 管理是需要的。 n从技术层面来看，这种全面审图的做 法，未必能普遍提高技术水平，且不利 于发挥工程师的积极性和创造性。如果 估计有问题的工程师占有相当大的比 例，则采用这种措施或许是需要的；但 这就涉及对我国工程界的技术水平和工 作责任感的正确估计问题。 n从审图制度执行的情况来看，防止“扩大 化”和“宁左勿右”的倾向是值得注意的。 所谓“扩大化”是指审图不仅审强制性条文 执行的情况，而且已经扩大到审查并不是 强制性的条文，似乎凡是在全国性标准 （包括国家标准和行业标准）中写的条文 在全国各地都必须执行，完全抹杀了地区 性的特点。所谓“宁左勿右”是指审图人员 怕犯错误，宁可审得过头一点，“左”一点 不会犯错误，不那么因地制宜，也不实事 求是。 n回答一位从事审图工作朋友的苦脑 n不知道现在要求审图起什么作用，照原来的规定是 审查是否执行了强制性条文，现在不知是否扩大了 审图的范围。你说的造假、蒙骗的问题已经不是执 行技术标准的问题了，这些单位的总工程师是干什 么的院长是干什么的是打假的问题，难道审图 变成打假了在目前市场比较混乱的情况下，只从 技术层面进行审图工作确实很难办，也为难你们做 审图的了。目前，审图的重点是勘察报告，是审勘 察的结果不是审勘察的过程。而影响勘察质量最关 键是野外工作和土工试验，钻探取土是否符合标 准编录是否符合标准试验是否符合标准如果 这些环节上做得不地道，审查报告有什么用 n例如，对桩基的参数提供，各个工程师可以有 不同的经验，各个单位也可以有其自身的商业 技术的秘密，这些似乎应当是本单位总工程师 把关的内容，如果审图要审这些东西，难道能 保证每个审图的工程师都比送审单位的总工程 师的水平还要高我想这种技术性、经验性很 强的内容，应当允许各个单位，各个工程师做 出自己的水平，这种问题往往是多解的，不可 能给封顶了。不能说按规范的参数表提供参数 可以通过审图，而提供了与规范的参数表不同 的参数就不可以。如果审图的结果走到这一 步，那真是岩土工程的不幸，还要岩土工程师 干什么一个中学毕业生都会查表内插。 规范规范中的一些疑难问题中的一些疑难问题 n关于岩土分类 n关于勘察工作布置 n关于场地地基的地震效应 n关于不良地基作用与地质灾害 n关于特殊岩土 n关于地下水 n关于室内试验 n关于原位测试 n关于水和土对建筑材料的腐蚀性 n关于岩土工程评价 n关于报告编写 关于岩土分类关于岩土分类 n岩石与岩体的区别是什么 n岩石分类为何不与结构面挂钩 n岩石与土是否有明确分界 n关于“硬土/软岩” n与土的分类标准什么关系 n花岗岩残积土能否按一般土分类 岩石与岩体的区别是什么岩石与岩体的区别是什么 n岩石－天然产出的具有一定结构构造的单 一或多种矿物的集合体。 n岩体－包括各种结构面在内的具有独立性 状的原生岩层。 n岩石可以取样试验，得到岩块的单轴抗压 强度，评价坚硬程度； n对岩体应进行原位测试，从整体评价其稳 定性。 岩石分类为何不与结构面挂钩岩石分类为何不与结构面挂钩 n岩石的分类目的在于说明岩石的坚硬程 度、完整性和风化程度。 n岩体由岩石与结构面组成； n工程岩体的评价与分级需要与结构面挂 钩。 岩石与土是否有明确分界岩石与土是否有明确分界 n岩石和土是按其成因，特别是按成岩的程 度来识别的大类定名； n按定义是比较清楚的，但实际上经常有混 淆的情况出现； n从风化渐变的角度看，全风化和残积土的 区分存在一定的困难； n从成岩程度看，例如，成岩程度较低的砾 岩和年代较早的砾石层之间的区分； n在前苏联的工程地质教科书中，常将土 称为“岩”，流传至今，将土性也统称为 “岩性”； n在考虑结构面影响以前，土力学涵盖了 岩石力学，因为用的都是连续介质力学 的方法。 关于关于“硬土硬土/ /软岩软岩” n软硬是对工程性质的一种通俗化的标识 词，但难以量化； n岩和土是按其成因，特别是按成岩的程 度来识别的大类定名； n按一般概念，岩比土硬，但却有硬土、 软岩，土比岩硬 n岩石按其单轴抗压强度有硬质岩、软质 岩之分； n软岩在世界上分布非常广泛，仅泥岩和页 岩就占地球表面所有岩石的50％左右。 n软岩可以分为原生软岩和风化软岩两大 类； n原生软岩主要是指在温度不高和压力不大 的条件下形成的沉积岩，粘土基质含量 高，胶结程度差，开挖暴露在大气中易吸 水膨胀、湿化崩解，强度迅速降低； n风化软岩指因风化而破碎、软化的岩石， 硬质岩风化成的软岩主要是全风化带与强 风化带，也包括少数中等风化。 与与土的分类标准土的分类标准什么关什么关 系系 n历史在1950年代，我国各个行业都从前 苏联引进了规范，细粒土的分类对地基土 用塑性指数分类，作为填筑材料用粒度成 分分类；液限试验－76g圆锥的10mm沉入深 度，塑限－搓条法；塑性指数大于17为粘 土，7～17为亚粘土，0～7为亚砂土，各个 行业的分类界限相同，土的名称有些差 别，如粘砂土、砂粘土、垆坶等； n分类方法开始变化1970年代，建筑地 基规范编制时，对粘性土的分类改为现 在的界限，划出了粉土一类，其他行业 并没有采用这种方法，但试验标准没有 变化； n划分粉土的工程意义； n30多年来，粉土的研究得到了发展。 n试验的变化1980年代，为了将美国的 统一分类法引入我国，把美国的碟式液 限仪的结果等效为锥式仪，出现了两种 规格，一种是76g圆锥17mm的沉入深度， 另一种是100g圆锥的沉入深度20mm，都 认为自己是符合美国标准的；对塑限试 验，也改用圆锥沉入的方法，但这并不 是美国的方法，我国出现了两种规格的 联合测定仪； n锥式和碟式两种方法的原则区别。 用塑性平衡的观点分析锥面上的剪应力用塑性平衡的观点分析锥面上的剪应力 F N t 卡萨格兰德碟式仪 n分类方法的继续变化1980年代，一些 行业的规范将土的分类方法改为塑性图 方法，土的名称大幅度地变化，出现了 一种土能定为好几个不同的名称，同一 个名称的土可能实际上不是同一种土。 n在1980年代中期，建筑系统曾经进行了 系统的研究，在1987年，两本国标的主 编统一了思想，在建筑系统不采用塑性 图的分类方法。 n新的液限标准和分类方法存在的问题研究新 的方法，必须考虑和解决工程应用中产生的问 题，但遗憾的是20多年来，一直没有人从事这 方面的研究，影响了这些方法在工程中的应 用。除了地基承载力表之外，软土的划分也是 一个不容忽视的问题。按照10mm沉入深度的标 准，软土的定义是液性指数大于1.0或天然含 水量大于液限含水量，现在改成沉入深度17mm 的液限含水量必然大于原来的标准，也就是说 这一条软土的定义不能用了，那么如何修改 呢没有人提出过新的标准，也没有验证过采 用新的标准是否会使软土的划分产生不允许的 误判； 花岗岩残积土能否按一般土分花岗岩残积土能否按一般土分 类类 n花岗岩残积土既具有土的一般特征，又有其特 殊问题，现有的土分类方法主要是针对经过搬 运、沉积过程的土； n风化岩和残积土是在原地堆积而成的，与母岩 关系非常密切；但又经过淋溶作用，有较大的 孔隙比，各种不同的残积土具有各自的特殊性 质，需要分别研究和规定； n花岗岩残积土是残积土的一种，分布范围比较 大。 关于勘察工作布置 n强制性条文4.1.11-1如何执行搜集 不到这些资料，可否详勘 n什么叫“控制性勘探点” n取样钻孔数量应多少 n成片住宅小区，总图未定，可否按方格 网布孔 n强制性条文4.1.20为什么规定最少 取样数量 n什么是“主要土层” n利用邻近资料如何理解 n基坑工程红线以外怎样勘察 强制性条文强制性条文4.1.114.1.11- -1 1如何执行如何执行 搜集不到这些资料搜集不到这些资料，，可否详勘可否详勘 n“搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场 区的地面整平标高，建筑物的性质、规 模、荷载、结构特点，基础形式、埋置深 度，地基允许变形等资料；” n勘察规范GB50021-2001第4.1.11条 是强制性条文，其第一款要求搜集建筑 物的基础形式、埋置深度等。言外之意 是基础形式与埋置深度应是在勘察工作 前就已确定或拟定的。作为强制性条 文，必须执行，即勘察工作前必须收集 到诸如基础形式和埋置深度的这些资 料。 n地基规范GB50007-2002第3.0.2条也 是强制性条文，其第一款要求所有建筑物 的地基计算均应满足承载力计算的有关规 定。地基计算是在地基基础设计过程中完 成的，包括确定基础形式、基础的埋置深 度、基础尺寸等，而承载力计算必须已知 地基承载力，是在勘察工作完成后进行 的，言外之意是基础形式与埋置深度应是 在勘察工作后确定。作为强制性条文，必 须执行，即地基基础设计是在获取勘察资 料后进行，当然基础形式和埋置深度的确 定也应该在勘察工作后进行。 n请问对这两本规范的这两条强制性条文 该如何协调执行 n岩土工程勘察规范的4.1.11条要求收集建 筑物的基础形式、埋置深度等，这些都是 属于方案阶段的内容，在初步设计中已经 对这些控制性的内容有所反映，采用什么 基础形式在很大程度上取决于建筑物的规 模和性质，设计一般会有所考虑，在勘察 任务书中，也应该有这些内容，作为勘察 和设计的互动，从一开始就应当建立协商 的关系，当然不排斥有些设计单位没有经 验，不会做方案，提不出控制性的意见； n所谓强制性条文是指工程师必须做的内容， 这里讲的是收集，你总能做吧如果收集不 到这些资料，那也没有违反强制性条文啊 设计单位没有方案，或者方案没有考虑这些 问题，这有什么办法； n再退一步说，有经验的岩土工程师，对于非 特殊的建筑物，你也可以考虑该做什么基础 形式，埋置深度多少比较合适，如果在勘察 之前，你的头脑里是一片空白，那你勘察方 案怎么做除非你是毕业后做第一个工程。 n岩土工程勘察规范的4.1.11条要求收集 建筑物的基础形式、埋置深度等，这些 都是属于方案阶段的内容，在初步设计 中已经对这些控制性的内容有所反映， 采用什么基础形式在很大程度上取决于 建筑物的规模和性质，设计一般会有所 考虑，在勘察任务书中，也应该有这些 内容，作为勘察和设计的互动，从一开 始就应当建立协商的关系，当然不排斥 有些设计单位没有经验，不会做方案， 提不出控制性的意见。 什么叫什么叫“控制性勘探点控制性勘探点” n控制孔和一般孔则是从勘探孔的作用角 度来划分的，为了能够控制天然地基或 桩基持力层的起伏，对于勘探孔的间距 都有一定的要求；但有时对于持力层以 下土层的分布需要掌握，特别如沉降计 算需要压缩层范围内的指标，就需要有 一定数量的孔打得比较深，能够达到设 计所要求的深度，但其数量又不需要那 么多，这种类型的勘探孔称为控制孔， 用以控制深部地层的分布与性状。 n控制孔一般布置在场地的角点、大的场 地的中部或边缘线上，其数量一般占1/3 左右； n由于各地的地质条件相差非常悬殊，对 勘探孔的技术要求也不尽相同，所以对 于上述勘探孔的分类和理解也存在差 别，其实勘探孔的定义和分类只是手 段，其目的是探明地质条件，因地制宜 是最重要的。 取样钻孔数量应多少取样钻孔数量应多少 n“取样钻孔”即为“技术孔”，是和“鉴别孔”相 对而言的； n钻孔的数量是由钻孔间距和建筑物的平面 尺寸确定的； n只需要在一部分钻孔中取土样就可以满足 土样数量的要求，因此有一部分钻孔的作 用仅在于划分土层的层面和鉴别土层的土 名、状态等，即鉴别孔的作用。 n为了满足鉴别的作用，对回次进尺作了 规定。尽管如此，但鉴别层面仍有比较 大的误差，有可能将虽然厚度不太厚， 但比较重要的土层漏划了； n20多年来，静力触探得到了推广应用， 对层面的划分具有独特的优点； n在可以采用静力触探试验的地区，宜采 用静力触探替代鉴别孔； n上海地区规定，静力触探孔数可占总数 的1/3～1/2。 静力触探贯入曲线划分层面的作用静力触探贯入曲线划分层面的作用 成片住宅小区成片住宅小区，，总图未定总图未定，，可可 否按方格网布孔否按方格网布孔 n照规定，总图未定，不能进行详勘； n如果做初勘，那当然是可以的； n如果是别墅区，建筑物层数不高，地质 条件不复杂，按方格网布孔是可以的。 强制性条文强制性条文4.1.204.1.20为什么规为什么规 定最少取样数量定最少取样数量 n关于6个土试样的规定，在30年前已经有了， 那时人们对于这个规定的认识似乎比较清楚， 心态也比较平和； n当时的规定是作为一条底线来执行的，在一个 场地上，对一个土层来说，取样的数量一般是 大大地多于这个数字。对于比较均匀的土层， 取样可能少一些，对于比较薄的土层，取样可 以少一些，对于比较小的场地，取样可以少一 些，取样多少是由工程师来决定的，但再少也 不能低于这个底线，大家都比较有统一的认 识； n自从有了强制性条文，而这6个土样作为 强制性条文规定以后，情况就发生了变 化，你一强制性，人们不仅注意了这个 规定，而且把它放在一个很不恰当的位 置上，错误地认为它是对取样的控制要 求而完全忘记了取样数量是一个统计数 据子样数量的要求，本来是有科学道理 的规定为什么非要装扮成蛮不讲理的强 制性规定呢这是强制性条文规定的结 果走向它愿望反面的一个生动的例子； n于是就有了20家工厂最好出一份勘察报 告的荒唐命题。本来，既然是由20家工 厂独立委托勘察的报告，出20份报告是 天经地义的事。现在为了在6个土样上做 文章，就产生了最好20个工厂出一份报 告的想法，以为这样就可以在整个场地 只取6个土样也符合强制性条文的规定； 和和还是还是或或 n岩土工程勘察规范4.1.20，第3款每个 场地每一主要土层的原状土试样或原位测 试数据不应少于6件。 n高层建筑岩土工程勘察规程4.1.7，第1 款每幢高层建筑每一主要土层内采取不 扰动土试样的数量或原位测试的次数不应 少于6件（组）次。 n但在条文说明中却说“需要指出的是不扰动土 样和原位测试的数量要同时满足。” n土样和原位测试要同时满足是很难做到的。例如 一个面积不大的单体建筑物，布置6个勘探点， 其中3个取土孔和3个静力触探孔，从勘探孔的 布置来说应当是允许的。在取土孔中，可以满足 每个主要土层各取6个土样，但如果原位测试也 要满足6个，那岂不要求打6个静力触探孔了 如果这条要求成立，那就要求静力触探试验要么 不做，一做起码要做6个孔了，这就不合理了。 什么是什么是“主要土层主要土层” n主要土层、主要受力层都不是具有严格概 念的术语； n本来给岩土工程师可以权宜处置的问题， 由于执行强制性条文，使这些规定都变得 没有实际的意义了； n甚至连“场地”这样非常明确的术语都成为 有争议的名词。 什么是场地什么是场地 n有人问我们做岩土工程勘察的，几乎每个 工程都要用到“场地”这个词，但我做了多年 的勘察后，对场地这个词越来越不明白，如 一幢房子的地基是一个场地，比一幢房子地 基大一些的范围（指影响到这幢房子的周边 环境）是一个场地，几幢房子也是一个场 地，一个住宅小区也是一个场地，一个村庄 或1平方公里是一个场地，那么一个省可不 可算一个场地，一个中国算不算一个场地， 一个地球到底算几个场地。 n场地是有严格的定义的，在英文中称为 “site”，是工程勘察的工作对象，工作范 围；从法律上说，是经过批准的工程项 目的红线范围，岩土工程勘察的任务就 是要把场地范围内的工程地质条件调查 清楚； n产生这个问题的原因并不是技术上的糊 涂，而是对付最少试验数量6个的一种方 法，因为那是以场地为单位来计算的。 利用邻近资料如何理解利用邻近资料如何理解 n对于小型的勘察场地，如一栋三层小 楼，场地也仅30X20M，周围我们也进行 过勘探，这时取土数量和原位测试也一 定要满足规范第4.1.20条的要求吗场 地邻近已有的资料怎么利用 n邻近有勘探资料的建筑物，可以利用这 些钻孔资料，孔距过大时可以补一些 孔，然后一起整理数据，剖面图也画在 一起，原始资料也要复印了存挡。 基坑工程红线以外怎样勘察基坑工程红线以外怎样勘察 n规范规定了2～3倍基坑深度，但实际上很 多情况是红线压到地下室边，又不可能在 红线以外进行钻孔，实际上有时做不到， 所以加了收集周边资料这个余地，补了这 个漏洞。 关于场地地基的地震效应 n地震区划图与抗震规范有什么不同 n卓越周期与特征周期有何不同 n考虑地震作用时地基承载力为何要提高 n规范场地类别划分中的问题 n6度区“对液化沉陷敏感的乙级建筑物可 按7度判定”，规定的背景是什么 n初判和进一步判别矛盾怎么办 n判别液化应按什么步骤 n怎样判别液化地层 n怎样理解液化判别的合理性和局限性 n液化对工程有什么危害 地震区划图与抗震规范有什么不地震区划图与抗震规范有什么不 同同 n中国地震动参数区划图和建筑抗震设计规 范是两本由不同部门编制的技术标准。目前， 新版的建筑抗震设计规范体现了抗震设防依 据的“双轨制”，即一般情况采用抗震设防烈度， 并将地震设防烈度和地面运动加速度建立联系， 将来过渡到抗震设防区划提供的地震动参数（如 地面运动加速度峰值、地震影响系数曲线和地震 加速度时程曲线等）； 卓越周期与特征周期有何不同卓越周期与特征周期有何不同 n地震波以多种频率成分在岩层中传播。地 震波通过覆盖土层传向地表的过程中，若 其中某一分量的频率正好与覆盖土层的某 固有频率重合或相近，由于共振作用，地 表输出中该分量的幅值将得到明显放大。 该分量的周期就被称为地面运动的“卓越周 期”。 n在卓越周期较短的浅薄坚硬土层上，刚 性结构物（如基本周期为0.4～0.5 s的 五、六层房屋）的震害有所加重；在卓 越周期较长的深厚软弱土层上，柔性结 构物（如基本周期为1.5～2.5 s的高层房 屋）的地震反应特别强烈，往往导致严 重的破坏。 特征周期特征周期 n对于某一个地震输入时程记录，不同自 振频率（给定阻尼比）的体系产生不同 的反应 n将反应的最大值（包括加速度反应最大 值、速度反应最大值和位移反应最大 值）与体系自振周期值的对应关系在反 应幅值自振周期坐标平面内用曲线表 示出来，即称为地震反应谱。 n即加速度反应谱、速度反应谱和位移反 应谱。 n对于建在不同场地地基上的建筑物而 言，为了充分反映建筑物与地基的动力 相互作用，提供场地反应谱作为简化地 震反应分析的工具是必要的。 n将场地按土层厚度和软硬划分为几大 类，对每一类场地的反应谱曲线根据趋 势进行统计，给出平均化、光滑化的“设 计反应谱”，供一般应用。 n特征周期是“设计反应谱”上平台的转折 点，我国建筑抗震设计规范所采用 的“设计反应谱”而是对国内外215条强震 记录按场地条件、震中距分类进行统计 分析得出的结果，是一条归一化的曲 线，分四类场地给出不同的参数，所以 是对不同场地的，包络了各种地震，不 是对特定地震的反应，也不是某一特定 场地的反应。 考虑地震作用时地基承载力为何要提考虑地震作用时地基承载力为何要提 高高 n荷载中考虑了地震作用 n地震作用的短暂性与偶然性 aaaE ffz 地基土抗震承载力调整系数 （规范表 4.2.3） 岩土名称和性状 za 岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，fak300kPa 的粘性土和粉土 1.5 中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉 砂，150kPafak250 140 50 vs140 80 6 6度区度区“对液化沉陷敏感的乙级建筑物对液化沉陷敏感的乙级建筑物 可按可按7 7度判定度判定”，，规定的背景是什么规定的背景是什么 n根据已有的资料，就荷载条件而言，液化 现象通常出现在7度以上的地震场地，或者 说，地面水平加速度峰值0.1g可以作为一 个门槛值。同时，使土体发生液化的振动 持续时间一般都在15s以上，按地震动主频 率值换算可以得到，引起液化的振动次 数。这样的振动次数大体上对应于地震震 级M5.5～8。这也就意味着，低于5.5级的 地震，引起土层液化的可能性不大的。 初判和进一步判别矛盾怎么初判和进一步判别矛盾怎么 办办 n初判不液化－不作进一步判别 液化 n初判液化 不液化 初判的条件－天然地基 判别液化应按什么步骤判别液化应按什么步骤 n按点判别 n按孔计算液化指数 n按场地综合评价 怎样判别液化地层怎样判别液化地层 n原位测试经验方法 n标准贯入试验 n静力触探试验 n波速法 n试验对比方法 n循环三轴试验 n循环单剪试验 n共振柱试验 怎样理解液化判别的合理性和怎样理解液化判别的合理性和 局限性局限性 n抗震规范的液化判别公式是在我国华北地 区几次大地震之后，对液化过的和未液化 的场地进行标准贯入试验，经过统计分析 得出的经验公式，应当有一定的适用范 围。其结果对于其他地区的砂土是否适 用，对砂土的成因、颗粒形状和级配等因 素的影响研究很少，也没有经过验证。 n周镜院士提出“众所周知，目前我国评 价饱和砂液化势的原位测试方法，即标 准贯入法和静力触探法，主要是依据石 英质砂地层中的经验，特别是唐山地震 中的经验。有的规程中用饱和砂的相对 密度来评价它的液化势。显然这些准则 都不宜简单地用于长江中下游的片状砂 地层。” n粘土与砂夹层如何考虑 n淤泥夹砂如何考虑 n粗中砂如何考虑 n标准贯入击数与粘粒含量对液化评价对影响； n地下水位对影响，用什么水位 n其实，从液化判别来说，地下水位的高低对判 别结果的影响并不是关键的参数，因地下水位 的误差造成判别误差还不会影响到致命的误 判。所以，应当是根据现有资料，提出最可能 的场地年最高水位就可以了，更不是洪水位。 液化对工程有什么危害液化对工程有什么危害 n土体液化是指饱和状态砂土或粉土在一定 强度的动荷载作用下表现出类似液体的性 状，完全失去强度和刚度的现象。 n砂土液化造成的灾害的宏观表现主要有 n1. 砂沸 地震晃动过程中，由于松散饱和 粒状土变密趋势产生高孔压区，其中的 水体形成向上的水流，当水头梯度足够 大时，水流还将携带大量悬浮的土颗 粒，如果顶层特别薄或者地基土存在裂 缝等缺陷，水流就会冲开地面，形成砂 沸。砂沸的喷出物在喷出口周围形成圆 锥形沉积，类似小的“火山口”。砂沸俗 称喷水冒砂。 n2. 流动破坏 流动破坏是液化引起最灾难性的 场地破坏（图8-30）。这种破坏通常会移动大 量土体几十米甚至若干千米之远。流动体可能 由完全液化土和上覆完整土体组成。流动一般 出现在坡度大于3度的斜坡饱和砂或饱和粉土 中。1971年美国圣菲尔南多地震中下圣菲尔南 多坝迎水坡的破坏是流动破坏的著名实例。许 多破坏性大的流动破坏发生在海岸地区。例 如，1964年阿拉斯加地震中，许多发生在水下 的流动破坏带走了大量港口设施，并引起巨大 的海浪，给沿海地区带来附加的破坏和伤亡。 n1920年中国甘肃地震触发的流动破坏长 宽都达到1.6 km。有的破坏土体沿坡面流 动达数千米之远。导致这些土体流动的 与其说是孔隙水压力，还不如说是孔隙 气压力。在这次黄土流动中，估计有20 万人丧命。 n3. 承载能力丧失 指的是承载建筑物或其 他结构物的土体液化并出现内部流动破 坏而丧失承载能力，或者土体出现过大 变形，使结构物沉降和倾斜的现象。 1964年日本新泻地震中出现了惊人的地 基承载力丧失现象。许多4层公寓房屋因 地基承载力丧失而整体倾斜达到60度。 n4. 侧向扩展 侧向扩展是指由于下卧土层液化 而导致地表大块土体的侧向位移。土体运动是 重力和地震引起惯性力联合作用的结果。侧向 扩展往往发生在平缓的（0.3～3度），坡地 上，如河岸临空面的移动。侧向扩展中的水平 位移通常在几米以内，在坡度特别大和地面晃 动时间特别长时，也可延伸到几十米。受侧向 扩展作用，地面裂开、隆起，造成地堑、陡坡 等，形成一个破碎的地表面。侧向扩展往往破 坏位于其上的建筑物的基础，摧毁破坏体内的 下水道、管线和其他设施，推走或顶起横跨破 坏体前沿的工程结构。1964年阿拉斯加地震 中，250多座桥梁被洪积物朝向河流的扩展所 摧毁或破坏。 n5. 埋置结构的上浮 贮罐、管线、木桩和 其他在水中比周围土体轻的埋设结构物 在周围土体液化时会被浮起。有时还会 使一些早就被遗忘的结构重新浮现。结 构物的浮出一般较少破坏性，但若对生 命线造成破坏，也是后果严重的。 关于不良地基作用与地质灾害 n滑坡和崩塌有什么不同 n土洞塌陷形成条件和原因是什么 滑坡和崩塌有什么不同滑坡和崩塌有什么不同 n滑坡指斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱面 （带）作整体地向前向下移动的现象。 n陡坡上的岩（土）体在重力或其它外力作 用下，突然向下崩落的现象称崩塌。 香港宝城滑坡 19721972年年7 7月某日清晨月某日清晨，，香港宝城路附近香港宝城路附近，， 两万立方米残积土从山坡上下滑两万立方米残积土从山坡上下滑，，巨大滑巨大滑 动体正好冲过一幢高层住宅动体正好冲过一幢高层住宅----宝城大厦宝城大厦，， 顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一 幢大楼一角约五层住宅幢大楼一角约五层住宅。。死亡死亡６６7 7人人。。 June 1972 June 1972 滑坡后滑坡后 Early 1972 滑坡前滑坡前 重庆市武隆县城的山体滑坡 n2001年年5月月，，重重 庆市武隆县城庆市武隆县城 发生山体滑发生山体滑 坡坡，，一幢一幢9层楼层楼 房被坍塌的岩房被坍塌的岩 石掩埋石掩埋。。 土洞塌陷形成条件和原因是什土洞塌陷形成条件和原因是什 么么 n有覆盖土的岩溶发育区； n岩面以上的土体在两种条件下产生的流 失所形成的洞穴； n地面水形成的土洞，地面水通过土中裂 隙、孔洞渗入地下，当水流入渗处的下 部存在岩溶通道时，土洞自上而下地形 成； n地下水形成的土洞，地下水位频繁升降 于岩土交界面附近，土洞自下向上地发 展。 关于特殊岩土 n淤泥层上填土，怎样判定淤泥已达自重固 结状态 n软土挤土桩为什么对工程不利 n怎样识别膨胀土 淤泥层上填土淤泥层上填土，，怎样判定淤泥怎样判定淤泥 已达自重固结状态已达自重固结状态 n做高压固结试验测定前期固结压力 n现场测定孔隙水压力判定固结程度 软土挤土桩为什么对工程不软土挤土桩为什么对工程不 利利 n1. 挤土的宏观工程问题 n地面隆起 n邻近建筑物上抬、下沉和开裂 n邻近管线变形、开裂 n拉断已沉桩的接头 n2. 挤土的控制性因素 n入土桩的截面与建筑物底面积之比 h＝Ap/Af h5％挤土非常严重 h ＝3％～5％挤土严重 h3％挤土一般 n沉桩速度8～10套/天 n保护建筑物与沉桩区的安全距离 n大于1倍桩长 怎样识别膨胀土怎样识别膨胀土 n现场定性和室内简易指标相结合的方法； n1.裂隙发育，有的裂隙中填充灰白色、灰绿 色黏土； n2.多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵 和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡 坡； n3.常见浅层滑坡、地裂； n4. 建筑物裂缝随气候变化张开或闭合； n5.自由膨胀率大于或等于40％。 关于地下水 n多层水位为什么要分层量测 n怎样确定防水抗浮水位 n流土、管涌、突涌有何不同 多层水位为什么要分层量测多层水位为什么要分层量测 n在基础影响深度范围内在基础影响深度范围内，，有些城市可能遇有些城市可能遇 到几层地下水到几层地下水。。不同层位的地下水之间不同层位的地下水之间，， 水力联系和渗流形态往往各不相同水力联系和渗流形态往往各不相同，，造成造成 人们难以准确掌握建筑物场地孔隙水压力人们难以准确掌握建筑物场地孔隙水压力