搜索结果: GB 50324-2014, GB50324-2014
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冻土工程地质勘察规范(不含条文说明)
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GB 50324-2014
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冻土工程地质勘察规范(不含条文说明)
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GB 50324-2001
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| 标准编号 | GB 50324-2014 (GB50324-2014) | | 中文名称 | 冻土工程地质勘察规范(附条文说明) | | 英文名称 | Code for engineering geological Investigation of frozen ground | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | P13 | | 字数估计 | 263,252 | | 发布日期 | 12/2/2014 | | 实施日期 | 8/1/2015 | | 旧标准 (被替代) | GB 50324-2001 | | 引用标准 | GB 50021; GB/T 50123 | | 标准依据 | 住房和城乡建设部公告第596号 | | 发布机构 | 中华人民共和国住房和城乡建设部;中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 为在冻土地区工程地质勘察中贯彻国家有关技术经济政策, 保证勘察质量, 做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境, 制定本规范。本规范适用于冻土地区建筑、铁路、公路、水利水电、管道和架空送电线路工程的冻土工程地质勘察。 |
GB 50324-2014: 冻土工程地质勘察规范(不含条文说明)
GB 50324-2014 英文名称: Code for engineering geological Investigation of frozen ground
1.0.1 为在冻土地区工程地质勘察中贯彻国家有关技术经济政策,保证勘察质量,做到安全适用、技术先进、经济合理、保护环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于冻土地区建筑、铁路、公路、水利水电、管道和架空送电线路工程的冻土工程地质勘察。
1.0.3 冻土工程地质勘察,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 冻土 frozen ground soil
具有负温或零温度并含有冰的土(岩)。
2.1.2 季节冻土 seasonally frozen ground
地壳表层寒季冻结,暖季又全部融化的土(岩)。
2.1.3 隔年冻土 pereletok
寒季冻结,翌年暖季未融化的冻土。
2.1.4 多年冻土 permafrost
冻结状态持续时间2年或2年以上的冻土。
2.1.5 多年冻土上限 permafrost table
多年冻土层的顶面。
2.1.6 多年冻土下限 permafrost base
多年冻土层的底面。
2.1.7 季节冻结层 seasonal freezing layer
每年寒季冻结、暖季融化的地壳表层,其下卧层为融土层或不衔接多年冻土层。
2.1.8 季节融化层 seasonal thawing layer
每年寒季冻结、暖季融化的地壳表层,其下卧层为多年冻土层。
2.1.9 相对含冰率 relative ice content
冻土中冰的质量与全部水的质量之比。
2.1.10 总含水率 water content in frozen soil
冻土中所含冰和未冻水的总质量与干土质量之比。
2.1.11 未冻含水率 unfrozen-water content
在一定负温条件下,冻土中未冻水质量与干土质量之比。
2.1.12 地温年变化深度 depth of zero annual amplitude of ground temperature
地表以下,地温在一年内变化不超过±0.1℃的深度,也称年零较差深度。
2.1.13 年平均地温 mean annual ground temperature
地温年变化深度处的地温。
2.1.14 冻土地温特征参数 characteristic parameters of ground temperature
冻土年平均地温,地温年变化深度,活动层底面以下的冻土地温年平均值、年最高值和年最低值的总称。
2.1.15 融化下沉系数 thaw-settlement coefficient
冻土融化过程中,在自重作用下产生的相对融化下沉量。
2.1.16 融化压缩系数 thaw compressibility coefficient
冻土融化后,在单位荷重下产生的相对压缩变形量。
2.1.17 冻胀量 amount of frost-heaving
土体在冻结过程中的冻胀变形增量。
2.1.18 冻胀率 frost heaving ratio
单位冻结深度的冻胀量。
2.1.19 冻胀力 frost-heaving forces
土的冻胀受到约束时产生的力。
2.1.20 冻土盐渍度 salinity of frozen soil
冻土中易溶盐的质量与土骨架质量之比。
2.1.21 泥炭化程度 degree of peatification
冻土中植物残渣和泥炭的质量与土骨架质量之比。
2.1.22 冻土现象 features related to frozen ground
土体中水的冻结和融化作用所产生的新形成物和中小型地形,如冰椎、冻胀丘、融冻泥流和热融滑塌等冻土现象。
2.2 符 号
2.2.1 冻土物理特性指标:
w——冻土总含水率;
wu——冻土未冻含水率;
ic——冻土相对含冰率;
w0——冻土起始融沉含水率;
ρ0——冻土起始融沉干密度;
ρd——冻土干密度;
ζ——盐渍化冻土的盐渍度;
ξ——泥炭化冻土的泥炭化程度。
2.2.2 冻土热学特性指标:
λf、λu——冻土、未冻土导热系数;
bf、bu——冻土、未冻土比热;
αf、αu——冻土、未冻土导温系数;
Cf、Cu——冻土、未冻土容积热容量。
2.2.3 冻土力学特性指标:
E——冻土变形模量;
G——剪切变形模量;
τd——切向冻胀力;
σh——水平冻胀力;
σf——法向冻胀力;
fa——冻土地基承载力特征值;
qfpa——桩端冻土端阻力特征值;
fc——冻土抗剪强度;
fca——冻土与基础间的冻结强度特征值。
2.2.4 土的季节冻结与融化参数:
Z0、Zd——土的季节冻结深度标准值和设计值;
Zm0、Zmd——土的季节融化深度标准值和设计值;
Zn、Za——多年冻土的天然上限和人为上限;
η——冻土层的平均冻胀率;
Tcp——多年冻土年平均地温;
Hcp——地温年变化深度;
mV——冻土融化后体积压缩系数;
δ0——冻土融化下沉系数。
2.2.5 其他:
IL——土的液性指数;
IP——土的塑性指数;
ΣTm——土的融化指数;
αf0——冻土体积压缩系数;
ψz——冻结深度影响系数;
ψmz——融化深度影响系数;
ψτ——切向冻胀力影响系数。
3 冻土分类和冻胀、融沉性分级
3.1 冻土分类和定名
3.1.1 寒区冻土应按下列要求进行分类:
1 应按冻结状态的持续时间,分为多年冻土、隔年冻土和季节冻土,并应符合本规范第A.0.1条规定;
2 应根据多年冻土形成和存在的自然条件,分为高纬度多年冻土和高海拔多年冻土;
3 应根据多年冻土分布的连续程度,分为大片多年冻土、岛状融区多年冻土和岛状多年冻土。
3.1.2 寒区冻土应按冻土冻融活动层与下卧土层关系,分为季节冻结层(季节冻土区)和季节融化层(多年冻土区),并应符合本规范第A.0.3条规定。
3.1.3 多年冻土应按下列要求进行分类:
1 可按冻土的含冰量及特征分为少冰冻土、多冰冻土、富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层五种冻土工程类型,含冰特征描述应符合本规范附录B的规定;其中少冰冻土、多冰冻土应划分为低含冰量冻土,富冰冻土、饱冰冻土和含土冰层应划分为高含冰量冻土;
2 当冰层厚度大于25mm,且其中不含土时,应定名为纯冰层(ICE);
3 可根据多年冻土的年平均地温分为高温冻土和低温冻土;其中高温冻土年平均地温不应低于—1.0℃,低温冻土年平均地温应低于—1.0℃;
4 可按体积压缩系数(αf0)或总含水率(w)划分为坚硬冻土、塑性冻土和松散冻土;其中坚硬冻土体积压缩系数αf0不应大于0.01MPa-1,塑性冻土体积压缩系数αf0应大于0.01MPa-1,松散冻土总含水率w不应大于3%。
3.1.4 土类名称应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定。
3.1.5 根据冻土中的易溶盐含量或泥炭化程度划分为盐渍化冻土和泥炭化冻土时,应符合下列规定:
1 冻土中易溶盐含量超过表3.1.5-1中数值时,应称为盐渍化冻土,并应符合下列规定:
表3.1.5-1 盐渍化冻土的盐渍度界限值
1)盐渍化冻土的盐渍度(ζ)应按下式计算:
式中:mg——冻土中含易溶盐的质量(g);
gd——土骨架质量(g)。
2)盐渍化冻土的强度指标,应以实测数据为准,当无实测数据时,可按本规范表C.0.3-3和表C.0.3-6取值。
2 冻土中的泥炭化程度超过表3.1.5-2中数值时,应称为泥炭化冻土,并应符合下列规定:
表3.1.5-2 泥炭化冻土的泥炭化程度界限值
1)泥炭化冻土的泥炭化程度(ξ),应按下式计算:
式中:mρ——冻土中含植物残渣和泥炭的质量(g);
gd——土骨架质量(g)。
2)泥炭化冻土的强度指标,应以实测数据为准,当无实测资料时,可按本规范表C.0.3-4和C.0.3-7取值。
3.2 土的冻胀和多年冻土融沉性分级
3.2.1 季节冻土和季节融化层土的冻胀性分级,应根据土层的平均冻胀率η的大小划分为不冻胀、弱冻胀、冻胀、强冻胀和特强冻胀五级,并应符合表3.2.1的规定。冻土层的平均冻胀率η应按下式计算:
式中:△z——地表冻胀量(mm);
h——冻结层厚度(mm)。
表3.2.1 季节冻土与季节融化层土的冻胀性分级
注:1 wp为塑限,w为冻前天然含水率在冻层内的平均值(%)。
2 盐渍化冻土不在表列。
3 塑性指数大于22时,冻胀性降低一级。
4 小于0.005mm粒径含量大于60%时,为不冻胀土。
5 当碎石类土的填充物大于全部质量的40%时,其冻胀性按填充物土的类别判定。
6 隔水层指季节冻结、季节融化活动层内的隔水层。
7 对冻胀变形敏感的工程尚应分析冻胀类别为“不冻胀”土的微冻胀性对工程的影响。
8 表中设计冻深Zd按本规范附录D计算。
3.2.2 多年冻土的融化下沉性分级,应根据冻土的融化下沉系数δo的大小划分为不融沉、弱融沉、融沉、强融沉和融陷五级,并应符合表3.2.2的规定。冻土层的平均融化下沉系数δo应按下式计算:
式中:h1、e1——分别为冻土试样融化前的高度(mm)和孔隙比;
h2、e2——分别为冻土试样融化后的高度(mm)和孔隙比。
表3.2.2 多年冻土的融沉性分级
注:1 w为总含水率(%),包括冰和未冻水;wp为塑限。
2 盐渍化冻土、泥炭化冻土、腐殖土、高塑性黏土不在表列。
3 粗颗粒土用起始融化下沉含水率代替塑限wp。
4 冻土工程地质勘察基本要求
4.1 一般规定
4.1.1 冻土工程地质勘察应包括冻土工程地质调查与测绘、勘探、冻土取样、室内试验和原位测试、观测,以及冻土工程地质条件评价、预测。
4.1.2 冻土工程地质勘察工作应包括下列内容:
1 搜集工程建设项目的规模及建筑的类别,地基基础设计、施工的特殊要求及设计参数;
2 搜集、整理与分析有关勘察报告、航卫片、室内外试验结果及科学研究文献报告,根据冻土的非均质性及随时间、人为活动的可能变化,确定勘察方法和工作量;
3 通过搜集资料、踏勘、调查与测绘,初步了解建筑场地冻土工程地质条件的复杂程度,主要的冻土工程地质问题;
4 应用搜集或勘察的资料,结合工程经验的判断和分析,对冻土工程地质条件作出评价,对设计、施工、防治处理及环境保护方案提出建议,并对建筑后的冻土工程地质条件变化作出预测。
4.1.3 工程重要性等级可根据冻土地区建设工程的重要性及冻土工程地质问题造成工程破坏后果的严重性,按下列规定分级:
1 重要工程且破坏后果很严重,应为一级工程;
2 一般工程且破坏后果严重,应为二级工程;
3 次要工程且破坏后果不严重,应为三级工程。
4.1.4 冻土地区建设工程场地的复杂程度可按下列规定分级:
1 符合下列条件之一应为一级场地(复杂场地):
1)冻土现象强烈发育;
2)对建设工程抗震危险地段、不利地段;
3)不良地质作用强烈发育;
4)冻土生态环境遭到严重破坏;
5)地形地貌复杂。
2 符合下列条件之一应为二级场地(中等复杂场地):
1)冻土现象一般发育;
2)对建设工程抗震一般地段;
3)不良地质作用一般发育;
4)冻土生态环境遭到破坏;
5)地形地貌较复杂。
3 符合下列条件之一应为三级场地(简单场地):
1)冻土现象不发育;
2)对建设工程抗震有利地段;
3)不良地质作用不发育;
4)冻土生态环境未遭到破坏;
5)地形地貌简单。
4.1.5 地基等级可根据冻土地区建设工程地基的复杂程度,按下列规定分级:
1 符合下列条件之一应为一级地基(复杂地基):
1)岩土种类多,性质变化大,冻土层上水、层间水发育;
2)厚层地下冰发育;
3)冻土工程类型属含土冰层或饱冰冻土;
4)岛状多年冻土地段;
5)冻土温度高于—1.0℃。
2 符合下列条件之一应为二级地基(中等复杂地基):
1)岩土种类较多,性质变化较大,冻土层上水、层间水较发育;
2)地下冰较发育;
3)冻土工程类型属富冰冻土或多冰冻土;
4)冻土温度为—1.0℃~—2.0℃。
3 符合下列条件之一应为三级地基(简单地基):
1)岩土种类单一,性质变化不大;
2)地下冰不发育;
3)冻土工程类型属少冰冻土;
4)冻土温度低于—2.0℃。
4.1.6 冻土工程地质勘察等级可根据冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,按下列规定划分:
1 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级中有一项为二级或二级以上的冻土工程地质勘察项目,应为甲级勘察;
2 在冻土地区工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级均为三级的冻土工程地质勘察项目,应为乙级勘察。
4.1.7 冻土工程地质勘察宜分阶段进行,勘察阶段应与设计阶段相适应。
4.1.8 勘探点可分为一般性勘探点和控制性勘探点,控制性勘探点的数量不应少于勘探点总数的1/3。勘探线和勘探点间距应根据不同行业、勘察阶段及地基复杂程度等级确定。
4.1.9 冻土的描述内容应包括颜色、有机质含量、泥炭化程度、盐渍化程度、颗粒组成、冻土构造、冻结程度、分凝冰的肉眼可见程度及大小等,其中冻土构造野外鉴别描述应符合本规范附录E规定。
4.1.10 冻土工程地质勘察可按勘察阶段要求进行原位测试和室内试验,其测试、试验方法应按本规范附录F、附录G、附录H及现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123规定执行。
4.1.11 多年冻土地区工程地质勘察应设地温观测孔,并应进行地温观测。
4.1.12 地温观测应按本规范附录J要求执行。
4.1.13 对于工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为一级的工程项目,应设定位观测点。观测内容宜包括多年冻土地温、地基土的冻胀与融沉特性,以及人为工程活动、自然条件变化引起的相关现象和变化过程。
4.2 冻土工程地质勘察的任务
4.2.1 多年冻土地区工程地质勘察应包括下列工作内容:
1 查明多年冻土类型、分布范围和特征,及其与地质-地理环境的相互关系;
2 查明季节融化深度与多年冻土层厚度,及其空间分布特征;
3 查明多年冻土层的物质成分、含冰率及冻土工程类型、冻土构造类型、地下冰层的厚度及分布特征;
4 查明多年冻土层年平均地温、地温年变化深度;
5 查明多年冻土层物理力学及热学性质、冻土融化下沉特性,提供设计所需参数;
6 查明多年冻土区内融区的成因、分布特征,及其与冻土条件、自然因素和人为工程活动的关系;
7 查明地表水及地下水的贮运条件,及其与多年冻土层的相互关系和作用;
8 查明冻土现象类型、特征和发育规律及其对工程的影响与危害;
9 对冻土工程地质条件作出评价,预测工程建设及运营期间冻土-工程-环境条件的变化和相互影响,提出合理的措施与建议。
4.2.2 季节冻土地区工程地质勘察宜包括下列工作内容:
1 查明季节冻结深度和特征及其与地质-地理环境的相互关系;
2 查明季节冻结层的含冰特征及其空间分布和变化;
3 查明季节冻结层的物质成分与含水特征;
4 查明季节冻结层岩土的物理力学及热学性质,土的冻胀特性,提供设计所需参数;
5 查明地下水补给、径流、排泄条件及与地表水的关系;
6 查明场地冻土现象类型、成因、分布,评价场地和地基稳定性及其发展趋势。
4.3 冻土工程地质区划原则
4.3.1 冻土工程地质区划应反映冻土工程地质条件,并应根据不同建设项目的勘察阶段的相应要求,提出冻土工程地质评价。
4.3.2 冻土工程地质区划原则,应符合下列规定:
1 第一级分区应按多年冻土或季节冻土分布的区域性和地带性特征划分;
2 第二级分区应在第一级分区的基础上,按冻土地温、地质构造、地貌特征划分;
3 第三级分区应在第二级分区的基础上,按冻土工程地质条件、主要物理力学及热学特征、地下冰、冻土现象的分布划分。
4.3.3 各级分区应包括第一级分区、第二级分区和第三级分区,并应符合下列规定:
1 第一级分区应包括下列内容:
1)多年冻土类型、分布、范围与厚度;
2)地貌单元;
3)多年冻土的年平均地温;
4)冻结沉积物的成因类型;
5)主要冻土现象及主要冻土工程问题等。
2 第二级分区除应包括本条第1款的内容外,还应包括下列内容:
1)冻土地温带,划分应符合表4.3.3的规定;
表4.3.3 多年冻土地温带划分
2)冻土的成分、冰包裹体的性质、分布及其所决定的冻土构造和埋藏条件;
3)多年冻土及融区的分布面积、厚度及其连续性;
4)季节冻结层及其与下卧多年冻土层的衔接关系;
5)表明各地带的冻土现象、年平均气温、地下水、雪盖及植被等基本特征。
3 第三级分区除应包括本条第1、2款的内容外,还应包括下列内容:
1)各建筑地段冻土的含冰程度及冻土工程类型、物理力学和热学性质;
2)按冻土工程地质条件及其物理力学参数,划出不同的冻土工程地质分区地段,并作出评价。
4.4 冻土工程地质评价
4.4.1 冻土工程地质评价应包括冻土工程地质条件评价和自然条件变化、人类活动影响所引起的冻土工程地质条件及环境变化的评价。
4.4.2 冻土工程地质条件评价应包括下列内容:
1 冻土类型及分布、成分、构造、性质、厚度评价;
2 冻土现象的类型、规模、动态变化及其发育规律;
3 冻土温度状况的评价,包括可能由地表积雪、植被、水体、沼泽化、大气降水渗透作用、土壤含水率、地形等因素所引起的变化;
4 季节冻结与季节融化深度;
5 冻土物理力学及热学性质;
6 冻土工程地质条件因外界环境因素变化的预测及评价。
4.4.3 对冻土工程地质环境变化的影响,其评价应包括下列内容:
1 自然条件改变对冻土工程地质环境所造成的影响;
2 人类工程活动对多年冻土工程地质环境所造成的影响;
3 冻土现象类型及其变化特点;
4 冻土工程地质条件变化状况;
5 工程建设及运营期间冻土工程地质条件的变化情况;
6 冻土工程地质环境因外界因素变化的预测及评价。
4.4.4 冻土工程地质评价应提出地基土的利用原则及其相应的保护和防治措施的建议。
4.5 冻土工程地质勘察报告
4.5.1 冻土工程地质勘察成果报告应在搜集、调查、测绘、勘探、测试、试验等资料的基础上进行整理、分析和编制。
4.5.2 冻土工程地质勘察成果报告应包括下列内容:
1 拟建工程概述;
2 勘察目的、要求和任务;
3 勘察方法和勘察工作布置及工作量;
4 场地地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质及特殊岩土、冻土特征、冻土现象、物理力学性质、热学性质;
5 冻土试验参数的分析与选用;
6 冻土工程地质条件、水文地质条件及环境变化影响评价;
7 场地稳定性和适用性的评价;
8 地基冻胀性和融沉性评价;
9 场地利用、整治、改造方案及地基基础设计原则的建议;
10 工程建设和运营期间可能发生的冻土工程地质问题的预测、监控、预防措施的建议。
4.5.3 冻土工程地质勘察报告可包括下列图件:
1 勘探和试验点平面布置图;
2 冻土工程地质平面分区图;
3 冻土工程地质剖面图(纵、横剖面);
4 冻土工程地质柱状图(包括冻土工程地质综合柱状图);
5 室内试验资料及图表;
6 原位测试及地温观测图表;
7 冻土利用、整治、改造方案的有关图表;
8 冻土工程计算图表;
9 其他有关资料(包括素描、照片和图件)等。
4.5.4 除冻土工程地质勘察报告外,可根据任务要求,提交单项报告。
5 冻土工程地质调查与测绘
5.1 一般规定
5.1.1 冻土工程地质调查与测绘,应符合下列规定:
1 可行性研究勘察阶段,应收集航片、卫片、区域地质、区域冻土和地区性建设经验等有关资料,并应进行现场踏勘;
2 初步勘察阶段,对一般场地应进行冻土工程地质调查,对冻土工程地质条件复杂的场地,应进行冻土工程地质调查与测绘;
3 详细勘察阶段,应在初步勘察工作的基础上,结合拟建工程特性对专门的冻土工程地质问题进行补充调查;
4 大范围和长距离线性工程,宜结合遥感解译进行。
5.1.2 冻土工程地质调查与测绘的范围与比例尺,应符合下列规定:
1 冻土工程地质调查与测绘范围应结合区域地质构造、多年冻土特征、水文地质条件、冻土现象分布特征、拟建工程特性等因素综合确定;
2 测绘比例尺,可结合勘察阶段选用,对冻土工程地质条件复杂的场地和对工程安全影响严重的冻土现象,其测绘比例尺和范围宜放大。
5.1.3 冻土工程地质调查与测绘,应包括下列内容:
1 地层岩性、地质构造、抗震设防烈度、地震动参数、地形地貌特征;
2 多年冻土的类型、厚度、含冰程度及冻土工程类型、上(下)限埋深、分布特点、多年冻土年平均地温及地温年变化深度,其中冻土上限埋深可结合本规范附录K确定,地温年变化深度等参数可按本规范附录L计算;
3 多年冻土及活动层的岩性成分;
4 地表植被的类型、分布特点及覆盖度;
5 地表水体的类型、分布及补给、排泄条件;
6 地下水的类型、水位埋深、补给、径流、排泄条件;
7 冻土现象的类型、分布、发生发展规律及对工程建设和运营的影响;
8 融区的类型、规模、分布及其对工程建设和运营的影响;
9 多年冻土环境的特点、变化特征;
10 收集气温、降水量等工程设计所需气象资料,评价建筑场地的地表排水条件;
11 收集已有冻土工程建筑经验的冻土地基类型、建筑基础形式、人为上限、工程措施及有效性、环境保护措施等相关资料。
5.1.4 冻土工程地质调查与测绘提交的资料,应包括下列内容:
1 调查、测绘说明书;
2 冻土工程地质测绘实际材料图;
3 综合冻土工程地质图或分区图;
4 冻土工程地质剖面图;
5 综合地质柱状图;
6 各种素描图、照片、录像资料等。
5.2 冻土现象调查与测绘
5.2.1 在多年冻土地区,应对危害工程的冰椎、冻胀丘、厚层地下冰、融冻泥流、热融滑塌、热融湖塘、热融洼地、冻土沼泽、冻土湿地等冻土现象进行调查与测绘。
5.2.2 冻土现象的调查与测绘的工作深度应根据工程类型和勘察阶段确定。测绘可采用目测法、半仪器法或仪器法进行。在冻土工程地质条件复杂地段,对工程有重大影响的冻土现象,应设观测点进行观测。
5.2.3 冻土现象的调查与测绘提交的资料,应包括下列内容:
1 调查与测绘说明书;
2 综合冻土工程地质图;
3 冻土工程地质剖面图;
4 勘探、观测、试验及影像资料等。
5.2.4 冰椎、冻胀丘的调查与测绘,应符合下列规定:
1 调查与测绘时,应区分季节性和多年生冰椎、冻胀丘,遇下列情况时,应按冰椎与冻胀丘地段进行工作:
1)泉水出露的斜坡地段;
2)存在较大范围的土丘或鼓丘痕迹地带;
3)有冰椎及冻胀丘活动纪录的地点。
2 调查、测绘范围应包括冰椎、冻胀丘分布区及对冰椎、冻胀丘发育过程有明显影响的相邻地段。
3 冰椎、冻胀丘的调查应包括下列内容:
1)冰椎与冻胀丘分布区的气温、季节冻结与季节融化深度、多年冻土特征及地温状况;
2)冰椎、冻胀丘的成因、规模、发育状况、变化规律与分布范围;
3)冰椎、冻胀丘分布地段的地形地貌、植被、地层岩性、地质构造与水文地质条件;
4)根据工程设计需要采取代表性土样、水样进行有关试验。
4 冰椎、冻胀丘的调查宜在其发育期每年的1月~4月进行,可采用钻探与地球物理勘探相结合的方法,勘探点和剖面的布置数量应能查明该地段地层结构、岩性成分、水文地质条件,钻孔的深度应大于季节冻结深度或多年冻土上限以下2.0m。
5.2.5 厚层地下冰的调查与测绘应符合下列规定:
1 当冻土中冰层厚度大于300mm或间隔20mm~30mm冰层累计厚度大于300mm时,应按厚层地下冰进行勘察;
2 调查、测绘范围应包括厚层地下冰分布地段和对厚层地下冰发育有明显影响的相邻地段;
3 厚层地下冰调查应包括下列内容:
1)分布区的气候、地形地貌、植被;
2)地下冰的成因、类型及其发育状况;
3)地下冰的围岩性质及其与冻土特征、地温及厚度的关系;
4)分布区的水文地质特征;
5)分布区的人类活动状况;
6)采集代表性土样、水样、冰样进行有关试验。
4 厚层地下冰的调查,可采用坑探、钻探与地球物理勘探相结合的方法进行,勘探点及剖面数量应能查明厚层地下冰的分布和厚度,应选择代表性勘探孔进行地温观测。
5.2.6 融冻泥流、热融滑塌的调查与测绘应符合下列规定:
1 多年冻土区遇下列地形地貌时,应按融冻泥流与热融滑塌地段进行工作:
1)斜坡地表有蠕动或滑动痕迹的地带;
2)斜坡坡度大于5°的厚层地下冰发育且地表有破坏迹象的地段;
3)地表面破坏前缘有泉水、湿地或泥流的地段;
4)有产生融冻泥流及热融滑塌纪录的地带。
2 融冻泥流、热融滑塌调查与测绘的范围,应包括整个滑动发育区及两侧各不小于20m的宽度范围,必要时,可扩大到滑体堆积区;
3 融冻泥流、热融滑塌的调查,应包括下列内容:
1)滑动区地面坡度、植被、地层结构、岩性成分;
2)调查区的年平均气温、地温、年降水量、气温冻结指数及气温融化指数;
3)分布区的地形地貌、土的性质、颗粒成分及其含水率;
4)分布区的季节融化深度、地下冰、多年冻土分布特征;
5)分布区山坡坡度、地表水排泄条件和土的渗透性;
6)分布区土的冻胀性与融滑后的流动性;
7)分布区人为活动对其植被和地面的破坏状况及融冻泥流或热融滑塌的形成原因;
8)采集代表性土样、水样、冰样进行有关试验。
4 融冻泥流、热融滑塌的调查,宜在其发育期每年的7月~9月进行,可采用钻探、坑探、地球物理勘探相结合的方法,钻孔的深度应超过滑动面以下2.0m。
5.2.7 热融湖塘、热融洼地的调查与测绘,应符合下列规定:
1 多年冻土地区遇有下列地形地貌时,应按热融湖塘或热融洼地进行工作:
1)湖状积水洼地;
2)坡度不大于5°的厚层地下冰发育地段地表破坏形成的低洼处;
3)干涸湖形凹地。
2 热融湖塘和热融洼地调查与测绘的范围,应包括热融湖塘和热融洼地的分布区及其可能扩大的周围地段;
3 热融湖塘和热融洼地的调查与测绘,应包括下列内容:
1)热融湖塘与热融洼地的成因、发育阶段,湖塘、洼地的形状和分布范围;
2)热融湖塘和热融洼地分布地段的地形地貌、地表植被类型与覆盖度;
3)调查区的年平均气温、年降水量、地温;
4)热融湖塘与热融洼地的地层结构、岩性成分、多年冻土的工程类型、分布情况及天然上限埋深、年平均地温;
5)热融湖塘、热融洼地中水的深度和聚集、排泄条件,热融湖塘分布地段地下水类型及其与湖塘水的补给关系;
6)采取湖塘地表水试样、地下水试样、融土及冻土试样进行有关试验;
7)热融湖塘湖底融区的发育特征,评价热融湖塘边岸的稳定性;
8)评价热融湖塘和热融洼地的发展趋势及对拟建工程的影响。
4 热融湖塘、热融洼地的调查,可采用钻探与地球物理勘探相结合的方法进行,钻孔深度不应小于15m,应选择有代表性钻孔进行地温观测。
5.2.8 冻土沼泽、冻土湿地的调查与测绘,应符合下列规定:
1 多年冻土区,遇有地表潮湿、富水、植被茂密、分布较厚的泥炭层的平川、沟谷、山前坡地、山间洼地等情况时,应按冻土沼泽、冻土湿地进行工作;
2 冻土沼泽、冻土湿地调查与测绘的范围,应根据建设工程的需要而定,且应大于工程分布区200m;
3 冻土沼泽、冻土湿地的调查与测绘,应包括下列内容:
1)冻土沼泽、冻土湿地分布地段的地形地貌、地表植被类型、分布区的年平均气温和年降水量;
2)冻土沼泽、冻土湿地的分布范围、汇水面积、地表径流条件、水的来源及其变化情况;
3)冻土沼泽、冻土湿地的地层结构、岩性成分、泥炭层(草炭层)和软弱地层的厚度及分布特征、多年冻土类型、天然上限埋深、年平均地温及地温年变化深度;
4)冻土沼泽、冻土湿地分布地段地下水的类型、补给、排泄条件及其与沼泽、湿地地表水体的关系;
5)根据工程需要采集地表水、地下水、泥炭(草炭)土、冻土试样进行有关试验;
6)钻孔深度不应小于15m,并进行地温观测;
7)分析冻土沼泽、冻土湿地基底发生融沉的可能性,评价建设工程的稳定性,提出相应的措施建议。
6 冻土工程地质勘探与取样
6.1 一般规定
6.1.1 多年冻土地区勘探宜根据冻土环境条件采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探相结合的综合勘探方法。
6.1.2 冻土工程地质勘探应结合多年冻土特点、工程类型、勘探目的、交通条件、机具设备和勘探对自然环境的影响等选择在适宜的时间内进行。
6.1.3 勘探点的布置应在冻土工程地质调查与测绘、遥感解译和地球物理勘探等工作的基础上确定。
6.1.4 钻探应采用干钻或单动双管岩芯管低温冲洗液钻进。
6.1.5 当遇地表水、多层地下水时,应分层测定地下水水位、采取水样。
6.2 钻 探
6.2.1 根据冻土层类别选择钻探方法时,应符合下列规定:
1 冻土层为第四系低含冰量松散地层时,宜采取低速钻进方法,回次进尺宜为0.20m~0.50m;
2 冻土层为高含冰量黏性土时,可采取快速钻进方法,回次进尺不宜大于0.80m;
3 冻结的碎石类土和基岩,宜采用低温冲洗液钻进方法,回次进尺宜为0.15m~0.30m。
6.2.2 在冻土地区进行钻探时,宜符合本规范附录M的规定。
6.2.3 冻土钻探的成孔口径,应符合下列要求:
1 冻土钻探的开孔直径不应小于130mm,终孔直径不宜小于110mm;
2 对于取不出完整冻结土样的岩土,可按常规钻探的有关规定执行。
6.2.4 冻土钻探工作应符合下列规定:
1 应设置护口管及套管封水或采取其他止水措施;
2 取得土的最大冻结与融化深度资料,应在地表开始融化或冻结前进行钻探;
3 在钻探和测温期间,应减少对场地地表植被的破坏,已破坏的应在任务完成后,进行植被的恢复;
4 对需要保留的观测孔和测温孔,应按勘察阶段要求处理,工作完成后应及时回填封孔。
6.2.5 钻探记录和编录应符合下列规定:
1 钻探记录应按钻进回次逐段填写,岩芯应及时准确鉴定;
2 冻土的描述和定名可按本规范附录B、附录E进行;
3 钻探成果可用钻孔柱状图表示,冻结岩、土芯样可拍彩照,并应纳入成果资料。
6.3 坑探、槽探
6.3.1 冻土的浅部土层勘探,可采用坑探、槽探和小螺旋钻等简易勘探方法进行,并应符合下列规定:
1 在无人烟的冻土地区进行坑、槽探时,亦可采用爆破法;
2 对于泥炭沼泽或黏性土中的厚层地下冰地段,可采用钎探和小螺旋钻进行勘探,并应取得季节融化深度资料;
3 各地貌单元分界线处的季节融化深度和地层变化情况,可采用坑探、槽探方法完成。
6.3.2 探坑和探槽的深度、长度和断面尺寸,应按勘探要求确定。探坑、探槽的开挖应根据深度和冻土融化情况,采取加固措施。
6.3.3 坑探、槽探工作完成后应及时回填,并应恢复地表自然状态。
6.3.4 坑探、槽探应做好岩性描述记录、影像记录,并应提交坑探展开图、槽探槽壁纵断面图等图件。
6.4 地球物理勘探
6.4.1 在冻土工程地质勘察中,可选用地球物理勘探方法,地球物理勘探成果宜与钻探资料相互印证。地球物理勘探方法要点应符合本规范附录N的规定。
6.4.2 冻土地区地球物理勘探方法应根据冻土的物理特性和场地条件,通过试验研究确定地球物理勘探方法。
6.4.3 场地条件对地球物理勘探的适宜性,可按下列因素判定:
1 冻土体的埋藏条件及其与周围介质的物理性质的差异;
2 地表起伏变化,地表层土冻融的不均匀性及影响地球物理勘探工作的地面障碍物;
3 场地附近有无对冻土地球物理勘探工作造成干扰的因素。
6.4.4 地球物理勘探时应取得场地的冻土地球物理勘探参数,当资料缺乏时还应实测其地球物理勘探参数。
6.4.5 冻土地区地球物理勘探成果应包括下列内容:
1 冻土的类型及其分布特征;
2 季节融化层深度及多年冻土的上、下限;
3 厚层地下冰的分布特征;
4 多年冻土地区地下水及其赋存条件;
5 多年冻土的波速、动弹性模量。
6.4.6 进行地球物理勘探成果解译时,应分析不同地质因素引起的物理现象异常的多解性,并应区分有用信息和干扰信号,进行综合解译,必要时应布置钻孔取得资料进行验证。
6.5 冻土取样与运送
6.5.1 冻土试样可按表6.5.1的规定分级。
表6.5.1 冻土试样等级划分
6.5.2 冻土取样方法应符合下列规定:
1 测定冻土基本物理指标的试样,应由地表以下0.5m开始逐层采取,取样间距应根据工程规模、工程特点及冻土工程地质性质确定,一般取样间距不宜大于1.0m;
2 测定冻土力学及热学指标时,冻土取样应按工程需要采取;
3 不得从爆破的碎土块中取样,应从原状岩芯、探坑或探槽壁上采取。测定冻土天然含水率的取样,宜采用刻槽法。
6.5.3 根据土样等级运送土样时,应符合下列规定:
1 Ⅰ级土样,应就近进行试验。现场试验无条件时,应采取封闭措施并及时送至试验室,土样搬运中应保持冻结状态条件,不得融化和扰动;
2 Ⅱ级土样,应在取样后立即进行妥善密封、编号和称重,并应在运输过程中避免振动。对于融化后易振动液化和水分离析的土样,宜在现场进行试验;
3 Ⅲ级土样,其运送和试验要求,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021规定执行。
7 冻土试验与观测
7.1 一般规定
7.1.1 本章适用于土在冻结状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤。
7.1.2 土在融化状态下各种性能的测试方法、仪器设备和操作步骤,应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的规定。
7.1.3 原位测试试验项目应根据冻土特性和工程性质选定。冻土观测应包括在勘察阶段的观测和施工阶段、运营阶段的监测。
7.1.4 无统一试验标准的特种试验项目,在提出试验数据时,应同时说明试验方法、仪器和试验步骤。
7.2 室内试验
7.2.1 冻土试验项目应根据需要进行总含水率、未冻含水率、冻结温度、导热系数、冻胀率、融化压缩等项目的试验;对盐渍化多年冻土和泥炭化多年冻土,应分别测定易溶盐含量和有机质含量。
7.2.2 冻土室内试验应包括下列内容:
1 冻土物理性质试验应包括下列内容:
1)颗粒分析;
2)总含水率;
3)液限、塑限;
4)比重;
5)天然密度;
6)未冻含水率;
7)盐渍度;
8)有机质含量。
2 冻土热学性质试验应包括下列内容:
1)土的骨架比热;
2)土在冻结状态下的导热系数;
3)土在融化状态下的导热系数;
4)起始冻结温度。
3 冻土中水化学性质试验应包括下列内容:
1)冻土中的冰的化学成分;
2)冻土区地下水的化学成分。
4 冻土力学性质试验应包括下列内容:
1)冻胀力;
2)土的冻结强度;
3)抗剪强度;
4)抗压强度;
5)冻胀率;
6)冻土的融化下沉系数;
7)冻土融化后体积压缩系数。
7.2.3 冻土试验的项目,可根据各工程在不同勘察阶段的实际需要按表7.2.3选定。
表7.2.3 冻土室内分析测试项目
注:+表示测定;—表示不测定;表示测试困难时查表确定。
7.2.4 单轴压缩试验应符合本规范附录P的规定。
7.2.5 在无条件进行实测的情况下,土的热学、强度和变形特性可根据土的物理特性按本规范附录C取值。
7.3 原位测试
7.3.1 原位测试应根据工程需要与室内试验、模型试验配合使用。
7.3.2 遇下列情况之一应进行原位测试:
1 重要性等级为一、二级的建设工程;
2 当室内试验条件与工程实际相差较大时;
3 当基础的受力状态比较复杂,计算不准确又无成熟经验时。
7.3.3 原位测试宜包括下列内容:
1 地温、地下水位、多年冻土上限深度、下限深度、季节冻结深度、季节融化深度、季节冻土层的分层冻胀以及冻融过程等;
2 载荷试验、桩基静载试验、波速试验、动力触探试验、融化压缩试验、冻土与基础间冻结强度试验、锚杆与锚索抗拔试验以及冻胀力试验等。
7.3.4 进行原位测试时应与工程实际保持一致。在多年冻土地基中试验应随时监测地基温度场,在季节冻土地基中应与水分场一致。
7.3.5 原位模型试验结果可用于实际工程的设计中,对小尺寸、短时间的试验结果应根据边界条件的不同、尺寸与时间效应因素以及冻土流变特性等因素进行修正。
7.3.6 原位测试操作应符合本规范附录F、附录G、附录H的相关规定。
7.4 观 测
7.4.1 冻土地区的重要工程以及对冻土环境影响较大的建筑等,宜从勘察工作开始设置观测站(点)。
7.4.2 多年冻土地温观测孔的深度不宜小于20m。
7.4.3 观测应包括下列内容:
1 气温、冻土地温、冻土上限、季节冻结深度、地下水位、融化下沉量及冻胀量、冻土现象的变化特征等;
2 工程建设和运营期间,建筑变形监测;
3 建筑物地基周围及其整个建筑场区地温场的变化特点与稳定状态;
4 已建建筑物下的冻土地基及建筑场区内在人为活动影响下冻土环境变化情况;
5 所采用各种防止冻胀、消除融沉措施的适用性及效果。
8 建筑冻土工程地质勘察
8.1 一般规定
8.1.1 本章适用于多年冻土地区建筑的工程地质勘察。
8.1.2 勘察阶段的划分,应与设计阶段相适应,宜分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。可行性研究勘察应符合确定场地方案的要求,初步勘察应符合初步设计或扩大初步设计的要求,详细勘察应符合施工图设计要求。当冻土工程地质条件复杂或有特殊施工要求的工程,尚应进行施工勘察。场地复杂程度等级、地基复杂程度等级、工程重要性等级均为三级的场区或已有充分的冻土资料、建筑经验的其他场区,可简化勘察阶段。
8.2 可行性研究勘察
8.2.1 可行性研究勘察,除应对拟选场址的稳定性、适宜性以及技术经济的可行性进行论证外,尚应进行下列工作:
1 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的冻土工程地质资料,了解当地的建筑经验;
2 了解场地地形地貌、地质构造、冻土特征、岩土性质、冻土现象及地下水情况;
3 当已有资料和踏勘不能满足要求时,应进行工程地质调查与测绘及必要的勘探和测试工作。
8.2.2 选择场址时宜避开下列地段:
1 冻土现象发育并对建筑物有直接危害或潜在威胁的地段;
2 地基土为强融沉、融陷的不稳定地段;
3 冻土地区非岩质的高边坡危害影响地段。
8.2.3 可行性研究勘察阶段报告的内容,应重点阐明场地稳定性和适宜性问题,并应根据搜集的资料和必要的勘察工作,对场地地形地貌、地质构造、冻土特征、冻土现象、地层岩性和地下水条件等基本概况进行综合评价,同时应提出设计方案比选意见和建议。
8.2.4 冻土工程地质可行性研究勘察报告可包括下列图件:
1 不同方案勘探点平面布置图;
2 不同方案场地冻土工程地质分区平面图,比例尺1:5000~1:10000;
3 冻土工程地质剖面图(纵、横剖面);
4 地质柱状图、综合地质柱状图;
5 原位测试及地温观测图表;
6 室内试验图表。
8.3 初步勘察
8.3.1 初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性作出评价,并应对建筑总平面布置方案、冻土地基的设计原则、基础方案、冻土现象的防治及建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议。
8.3.2 初步勘察阶段,应进行下列工作:
1 搜集选址阶段的勘察、建筑区范围内地形、建筑区工程的性质及规模等资料;
2 初步查明地层结构、冻土特征及分布规律,以及冻土现象的类型、成因和对场地稳定性的影响程度,并初步预测在建筑使用期间冻土工程地质条件可能发生的变化;
3 初步查明冻土区地下水类型、地下水埋藏条件、相互关系,及其对冻土构造与工程建筑的影响;
4 对抗震设防烈度等于或大于6度的建筑场地,应对场地和地基的地震效应做出初步评价;
5 查明构造地质、环境地质条件;
6 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
7 冻土地区高层建筑初步勘察时,应对冻土地基设计原则、基础类型、基坑开挖与支护及地下水治理进行初步分析评价并提出建议。
8.3.3 初步勘察阶段,勘探线、点、网的布置,应符合下列规定:
1 勘探线应垂直地貌单元边界线、地质构造线及地层界线;
2 勘探点应布置在每个地貌单元类型的地貌交接部位,在微地貌或冻土现象发育地段应增加勘探点的数量;
3 在同一地貌单元,地形平坦、冻土工程性质较均一、分布面积较大的场地,勘探点可按方格网布置;
4 初步勘察勘探线、勘探点间距可根据冻土地基复杂程度等级按表8.3.3确定。
表8.3.3 初步勘察勘探线、点间距(m)
8.3.4 初步勘察勘探点可分一般性勘探点和控制性勘探点两种,其深度可根据工程重要性等级,按表8.3.4确定。
表8.3.4 初步勘察勘探孔深度(m)
注:1 勘探孔包括钻孔、原位测试孔及探井等;
2 控制性勘探点数量不小于勘探点总数的1/3,每个地貌单元或每个主要建筑地段应有控制性勘探点。
8.3.5 当存在下列情形之一时,应增减勘探孔深度:
1 在预定深度内遇基岩时,除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进;
2 在预定深度遇到饱冰冻土、含土冰层或纯冰层时,应加深或穿透该层;
3 遇到岛状冻土,控制孔深度应超过冻土下限不小于3m。
8.3.6 初步勘察阶段取土、水试样和原位测试工作,应符合下列规定:
1 初步勘察取土样和进行原位测试的勘探点数量,不应少于勘探点总数的1/3;
2 取土样和原位测试的竖向间距,应按地层的特点和冻土的均匀程度确定;各层土均应取样或进行原位测试,其有效数据不应少于6件(组);
3 当地下水对地基基础有影响时,应采取水试样进行试验,评价其对建筑材料的腐蚀性时,每个场地不应少于2处,每处不应少于1件;
4 地温测试点,在平面上宜均匀分布,当场地跨越不同地貌单元的场地时,应在不同地貌单元设置有地温观测点,地温观测点数量不宜少于控制性勘探点数量的1/3,且每个场地不应少于3个,测试深度不应小于20m,竖向测试间距不应大于2m;
5 测试土层剪切波速可在控制性勘探孔中进行,每个场地波速测试孔数量不宜少于3个。
8.3.7 冻土工程地质初步勘察报告应包括下列内容:
1 工程性质、任务要求及勘察工作情况;
2 场地位置、地形地貌、地层岩性、地质构造、冻土分布规律、地下水类型、埋藏条件等;
3 冻土物理力学及热学参数的分析与选用;
4 冻土现象的分布及发育程度;
5 场地和地基的地震效应评价;
6 地下水和土对建筑材料腐蚀性评价;
7 评价各层土的冻土类型、冻胀性、融沉性,判定冻土盐渍度及冻土泥炭化程度;
8 评价拟建场地建筑地段的适宜性和地基的稳定性;
9 对冻土地基的设计原则、基础形式、冻土现象的防治、建筑场地地质环境保护与恢复措施提出建议。
8.3.8 冻土工程地质初步勘察报告所附图表,应按本规范第4.5.3条执行。
8.4 详细勘察
8.4.1 冻土工程地质详细勘察,应按不同建筑物或建筑群提出详细的冻土工程地质资料和设计所需的冻土技术参数。
8.4.2 冻土工程地质详细勘察应进行下列工作:
1 取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图、各建筑物的整平标高、性质、规模、荷载、上部结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形、地下设施、有特殊要求的地基基础设计、施工方案等资料;
2 查明建筑物范围内的冻土工程类型、构造、厚度、温度、工程性质,并分析和评价地基的承载力与稳定性;
3 查明冻土现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,并提出整治所需冻土技术参数和整治方案的建议;
4 查明地下水类型、埋藏条件、变化幅度、地层的渗透性、冻土层上水、层间水、层下水及其相互作用,评价对地基冻胀与融沉的影响;
5 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治所需技术参数和治理方案的建议;
6 判定冻土的盐渍化和泥炭化程度,判定水和土对建筑材料的腐蚀性;
7 对需要进行沉降计算的建筑物,应提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征;
8 工程重要性等级为一、二级的建筑物利用塑性冻土作为地基时,应做静载荷试验。
8.4.3 冻土工程地质详细勘察勘探点的布置,应按冻土地基复杂程度等级确定,并应符合下列规定:
1 勘探点宜按建筑物周边线和角点布置,对无特殊要求的其他建筑物或建筑群可按其范围布置;
2 对重大设备基础应单独布置勘探点;对重大的动力机器基础,勘探点不宜少于3个;
3 对高耸建筑物,勘探点的数量应结合高度、荷载大小、冻土条件等情况确定,不宜少于3个;
4 冻土工程地质详细勘察勘探点可分为一般性勘探点和控制性勘探点,控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3。
8.4.4 冻土工程地质详细勘察的勘探点间距可按表8.4.4确定。
表8.4.4 详细勘察勘探点间距(m)
注:1 为查清多年冻土平面分布界线时可加密勘探点。
2 遇冻土工程特性差异过大时可适当加密勘探点。
3 遇含土冰层或纯冰层,为查清其界线可适当加密勘探点。
8.4.5 冻土工程地质详细勘察勘探孔深度,应符合下列规定:
1 岛状(不连续)多年冻土区一般性勘探孔深度应大于预计融化盘最大融深5m,且不应小于15m;控制性勘探孔深度不应小于20m,且每个场区不少于2个钻孔应穿透冻土下限,进入稳定地层不应小于5m;
2 大片(连续)多年冻土区一般性勘探孔深度应大于预计融化盘最大融深5m,且不应小于13m,控制性勘探孔深度不应小于20m;
3 地温观测孔深度不应小于20m;
4 波速测试钻孔深度应满足确定覆盖层厚度及土层等效剪切波速计算深度的需要;
5 当钻孔达到预计深度遇有饱冰冻土或厚层地下冰时,应加深勘探孔深度或穿透该层;
6 对需要进行变形验算的地基控制性勘探孔的深度应大于地基压缩层计算深度5m;
7 在预计深度内遇有基岩或不融沉的稳定碎石土时勘探孔深度可减少。
8.4.6 冻土工程地质详细勘察取样和测试工作,应符合下列规定:
1 取土样和进行原位测试的勘探点数量应按冻土工程地质条件和设计要求确定,不应少于勘探点总数的2/3,且每幢建筑物不得少于4个;
2 取土样和原位测试点的竖向间距,每个场地或每幢建筑物在地基主要受力层内应为1m~2m,受力层以下取样间距不应大于3m,每一个主要土层的原状土数量或原位测试数据不应少于6件(组);
3 地温观测孔应根据拟建场地规模及设计要求确定,数量不应少于勘探点总数的1/10,单幢建筑物不得少于2个;
4 地温观测孔内测温点竖向间距,在季节融化层内不应大于0.5m,多年冻土层内应为0.5m~2m;
5 高层建筑群测试剪切波速钻孔数量每幢不应少于1个,单幢高层建筑不应少于2个。
8.4.7 桩基冻土工程地质勘察除应完成本规范第8.4.2条规定的工作内容外,尚应完成下列工作:
1 提供桩基设计所需的技术参数,评价成桩的可能性、桩的施工条件及其对周围环境的影响;
2 当采用基岩作为桩基持力层时,应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度,确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级。
8.4.8 桩基冻土工程地质勘察勘探点布置应符合下列规定:
1 勘探点的布置应按建筑物的周边、角点或柱列线布置,勘探点间距不应大于20m;
2 当持力层层面坡度大于10%或冻土工程性质变化较大时,应加密勘探点;当冻土地基复杂程度等级为一级时,大口径桩或墩应加密勘探点;复杂地基-柱-桩工程应每柱设置勘探点;
3 控制性勘探点数量不应少于勘探点总数的1/3。
8.4.9 桩基冻土工程地质勘察勘探点的深度应符合下列规定:
1 一般性勘探孔深度应超过预计桩端以下不应少于3m,且不应小于20m;
2 控制性勘探孔深度应满足下卧层验算需要,对需验算沉降的桩基,应超过地基变形计算深度,且不应小于25m;
3 当达到预定深度遇有厚层地下冰或饱冰冻土时,应穿透该层;
4 在预定深度内遇有基岩或不融沉的稳定碎石类土时勘探孔深度可减少;
5 在预定深度内查明多年冻土下限时,一般性勘探孔深度穿过冻土下限后可减小。
8.4.10 桩基冻土工程地质勘察应做冻土物理力学及热学指标试验,并应符合下列规定:
1 季节冻土地区,对于冻胀性土地基或缺乏桩基建筑经验的地方,宜进行冻胀性试验;
2 多年冻土地区,对工程地基基础设计等级为甲、乙级或缺少桩基建筑经验的地区,应建议进行静荷载试验,每个场地试桩数量不应少于3根,对承受较大水平荷载的桩或墩,应建议进行水平荷载试验,对承受上拔力的桩或墩,应建议进行抗拔试验;
3 有建筑经验的地区,地基基础设计等级为丙级的建筑物可利用原位测试和室内试验资料结合工程经验提出有关桩基设计参数,必要时应估算单桩承载力。
8.4.11 冻土地区工程地质勘察在施工阶段可根据需要进行下列工作:
1 冻土工程基坑(槽)开挖至设计标高应进行施工验槽;
2 当基坑(槽)开挖后发现冻土工程地质条件与原勘察资料不符时,应进行补充勘察,必要时可进行施工勘察;
3 在基坑、桩基及地基处理施工中,需进行冻土工程检验与监测工作;
4 地基范围内厚层地下冰发育或施工中出现边坡失稳迹象时,应进一步查明地下冰的分布范围,分析边坡失稳原因,提出处理建议。
8.4.12 冻土工程地质详细勘察报告应包括下列内容:
1 拟建工程概况;
2 勘察目的、任务要求、依据的技术标准;
3 地基基础设计等级、勘察等级、勘察方法、任务完成情况;
4 场地地形地貌、地质构造、地层岩性、岩土性质及其均匀性;
5 水文地质特征及其对地基冻胀与融沉的影响;
6 冻土类型与特征;
7 不同设计原则条件下相对应的冻土承载力建议值、桩基设计参数、地基基础方案建议;
8 水、土对建筑材料的腐蚀性;
9 场地和地基的地震效应评价;
10 不良地质作用、冻土现象及其对工程危害程度评价,防治措施的建议;
11 场地稳定性、适宜性评价,地基冻胀性、融沉性评价;
12 工程施工和运营期间冻土地质环境变化防治措施的建议。
8.4.13 冻土工程地质详细勘察报告所附图表应按本规范第4.5.3条执行,并宜提供融沉性分区图。
9 铁路冻土工程地质勘察
9.1 一般规定
9.1.1 本章适用于多年冻土地区新建、改建铁路的冻土工程地质勘察。多年冻土地区的高速铁路(含客运专线)及时速200km客货共线铁路,应专门研究。
9.1.2 铁路冻土工程地质勘察应划分为踏勘阶段(预可行性研究阶段)、初测阶段(可行性研究阶段)和定测阶段(初步设计阶段),必要时应进行施工阶段和运营阶段勘察。
9.1.3 调查与测绘宽度应满足线路方案选择和工程设计要求,宜为路基中线两侧各200m;对于冻土条件复杂的地段,应根据冻土现象的类型、发生、发展和影响范围以及冻土工程地质条件分析评价的需要予以扩大。地质观测点的设置、密度应结合工作阶段、成图比例、地质及冻土条件复杂程度等确定。
9.1.4 改建和增建二线铁路的冻土工程地质勘察阶段划分、任务要求,应按新建铁路冻土工程地质勘察要求进行。改建铁路的冻土工程地质勘察,应查明已建工程修建后冻土工程地质条件及环境的变化;还应查明已有建筑物多年冻土地基利用原则和采取措施的适宜性、沿线冻土现象的类型、危害程度及防治效果。
9.1.5 多年冻土地区建筑材料的勘察除应查明材料的质量和储量、料场的多年冻土条件外,还应评价料场开采及弃方堆放对多年冻土环境的影响,提出相应的环境保护措施。
9.2 工程地质选线
9.2.1 线路宜选择在地表干燥、少冰平缓地带通过,并应避免挖方、零断面及低填方;无法避免时,应减少挖方、零断面及低填方地段的长度。
9.2.2 山前线路应选择在融冻泥流、热融滑塌发育地段外缘的下方以路堤或桥通过,缓坡地段应在融冻泥流、热融滑塌上方通过;线路走向沿大河河谷时,宜选择在高阶地或台地上,应绕避大河融区及其附近的不稳定地带;在多年冻土不稳定地带线路宜以最短距离通过。
9.2.3 线路应绕避各种冻土现象发育地带、含土冰层地带、富冰、饱冰冻土地带,不能绕避时,宜从地势平缓、冻土现象分布较窄、冰层较薄地带通过,并应符合下列规定:
1 线路应以路堤或桥梁通过多年冻土沼泽、热融湖塘地段,路堤高度应高出暖季后积水水位以上不小于1.0m;
2 斜坡上方具有冰椎、冻胀丘及泉水露头的地下水发育地段,线路不宜设置路堑,并应留足路堤高度。
9.2.4 桥址应避开河流融区边缘的多年冻土不稳定地带,同一座桥的墩台不得分别设在融土和多年冻土两种不同的地基上;桥址宜绕避冰椎发育地段。
9.2.5 隧道口应避开冻土现象发育地段;洞身应避开地下冰及地下水发育地带。
9.2.6 大型车站应选择在地形平坦、地层为基岩或粗颗粒土的地段,不应设在富冰冻土、饱冰冻土、含土冰层、厚层地下冰及冻土现象发育和多年冻土不稳定地段。
9.2.7 路基工程不宜高填、深挖,并应防止取弃土位置不当引起次生冻土环境地质问题。
9.3 踏勘阶段勘察
9.3.1 踏勘阶段冻土地区的工程地质勘察,应符合下列规定:
1 应搜集和研究线路通过区的区域地质、冻土地质、遥感图像、地震、工程地质、水文地质、气象、水文及既有工程使用情况等资料;
2 应了解线路通过区的地层结构、地质构造、冻土分布、冻土现象,以及影响线路方案的冻土类型、范围及其发生、发展和危害程度;
3 应了解控制线路方案的越岭地段、重点隧道、大河桥渡、地质复杂的斜坡地段冻土工程地质条件,并应提出线路方案的比选意见。
9.3.2 踏勘阶段冻土地区资料应包括下列内容:
1 预可行性研究报告工程地质素材;
2 全线工程地质图,比例尺为1:10000~1:200000;
3 推荐方案及主要比选方案线路平面图,比例尺为1:10000~1:50000。
9.3.3 当线路通过区地形地质条件特别复杂、冻土现象发育、线路方案多、比选范围大时,应在预可行性研究报告中提出安排“加深地质工作”要求的意见。
9.4 初测阶段勘察
9.4.1 初测阶段的勘察工作应在踏勘阶段工作的基础上,做好线路方案和各类重点工程设置方案的比选工作。
9.4.2 初测阶段的勘察工作应初步查明线路通过区的冻土区域地质、工程地质和水文地质条件,并应对线路通过区的冻土工程地质条件作出评价;应初步查明对线路起控制作用的冻土现象的性质、特征和范围;应根据冻土工程地质条件,优选线路方案。
9.4.3 初测阶段冻土地区的工程地质调查与测绘的基本内容,除应符合本规范第5章规定外,尚应重点调查下列内容:
1 初步查明沿线地层岩性、地质构造、多年冻土区及融区的分布范围及特征;初步查明沿线地表水和地下水的类型、分布及特征;重点查明冻土现象和高含冰量多年冻土的分布及特征,评价其对线路及各类工程的危害程度;提出各线路方案冻土工程地质条件和水文地质条件的比选意见;
2 初步查明控制线路方案的重大路基工程、桥梁、隧道、铁路区段站及以上大站和集中房屋建筑场地等的冻土工程地质及水文地质条件,提供多年冻土地基的物理力学及热学参数、隧道围岩分级、岩土施工工程分级等;
3 调查沿线既有工程、大型取弃土场地的工程地质条件、使用情况、病害情况及治理经验等。
9.4.4 初测阶段应根据沿线重点工程和地貌单元布置代表性观测孔,建立长期地温观测站、点,开展地温、气温的定期观测。
9.4.5 初测阶段冻土地区的地质勘探应符合下列规定:
1 地质勘探应根据冻土条件采用地球物理勘探、钻探、坑探、槽探、轻便勘探、原位测试等相结合的综合勘探方法,并应根据气候变化特点和勘探目的,选择适宜的季节进行;
2 勘探点的数量和深度应根据工程类型、设计原则及冻土地区工程地质条件的复杂程度确定,应重点勘探控制线路方案的地段、冻土现象分布地段和重点工程地段;
3 一般路基地段,勘探点宜按地貌单元布设,间距不宜大于500m;当冻土工程地质条件复杂,地层变化较大时,宜配合地球物理勘探查明多年冻土分布特点;
4 在多年冻土区边缘地带及高温不稳定区,应布设查明多年冻土下限的钻孔;
5 勘探孔深度应根据工程类别、冻土工程地质条件的复杂程度确定,不应小于8m,且不得小于2倍的天然上限深度;
6 初测阶段勘察应在代表性多年冻土地段及重点工程地段布置地温长期观测孔,观测孔应满足工程地质分区的需要,并应按地貌单元布设。
9.4.6 路基工程应符合下列规定:
1 应初步查明沿线多年冻土上限、季节融化层的冻胀性、地面植被的覆盖程度;
2 应初步查明一般路基基底以下2倍上限深度范围内多年冻土的特征;
3 应初步查明沿线冻土现象的类型、分布、特征及对路基工程的影响;
4 应确定取、弃土场的位置。
9.4.7 桥涵工程应符合下列规定:
1 应初步查明多年冻土的类型、分布、物理力学及热学特征,多年冻土上限,季节融化层的冻胀性,融区的分布及特点;
2 应初步查明冻土现象类型、分布、特征及对桥涵工程的影响;
3 应初步查明水文地质特征及对桥涵基础施工、运营的影响。
9.4.8 隧道工程应符合下列规定:
1 应初步查明隧道通过地段多年冻土的分布、特征及水文地质条件;
2 应初步查明隧道口及洞身浅埋地段冻土现象的类型、分布、特征及对隧道工程的影响;
3 长大隧道宜进行地温、地下水和简易气象等项目的观测;
4 当地层为基岩时,勘探孔深度应至路肩设计高程以下4m~5m,当地层为第四系松散堆积层时,勘探孔深度应至路肩设计高程以下不小于8m,并不应小于路肩设计高程以下相当于2倍天然上限深度,冻土条件复杂时应适当加深。
9.4.9 初测阶段冻土地区的综合资料,应包括下列内容:
1 工程地质勘察报告;
2 全线工程地质图,比例尺为1:10000~1:200000;
3 详细工程地质图,可与线路平面图合并,比例尺为1:2000~1:5000;
4 工程地质纵断面图,比例尺为横1:10000,竖1:100~1:1000;
5 沿线工程地质分段说明,按地形地貌或不同的冻土工程地质条件分段编写;
6 勘探试验资料;
7 其他原始资料。
9.4.10 初测阶......
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