4.3 初步设计阶段勘察
4.3.1 初步设计阶段勘察应查明厂址的工程地质条件、岩土特性及不同地段的差异,对拟建建筑地段的地基均匀性和稳定性作出评价,推荐适宜的地基方案,并应对其他岩土体整治工程进行方案论证。当采用桩基础或进行地基处理时,初步设计阶段宜同步进行原体试验,并应符合本规范第11章的规定。
初步设计阶段要确定建(构)筑物地基基础形式、地基处理或桩基方案,以及建筑总平面布置方案。初步设计阶段勘察一方面要为这些方案的确定提供所需资料,另一方面要对建筑总平面布置提供优化建议,从岩土工程角度对地基处理或桩基方案予以确定,对其他岩土治理工程方案进行比较并提出适宜的方案。
4.3.2 初步设计阶段勘察应取得下列资料和文件:
1 初步设计阶段岩土工程勘察任务书;
2 比例尺为1∶500~1∶5000,具有坐标及地形,并标有初步拟定的建筑物平面位置及地坪整平标高的图件;
3 各建筑地段初步拟定的建(构)筑物设计条件;
4 工程前期资料,当地岩土工程资料和建筑经验。
初步设计阶段应收集相关的设计资料,包括建(构)筑物地基基础类型、埋深,烟囱、冷却塔等的拟建高度,贮灰坝类型、最大坝高、筑坝材料及用量,主要建(构)筑物初步确定的单位荷载及总荷载,以及其他拟建建(构)筑物的相关资料等。
4.3.3 初步设计阶段勘察应符合下列规定:
1 应查明场地的地形地貌和地层的分布、成因、类别、时代及岩土物理力学性质,提出地基基础方案初步设计所需岩土参数;
2 应查明不良地质作用的成因、类型、范围、性质、发生发展的规律及危害程度等,并应对其整治方案进行论证;
3 应查明地下水的埋藏条件及变化规律,分析地下水对施工可能产生的影响,提出防治措施,并应对建筑场地地下水和岩土层对建筑材料的腐蚀性作出评价;
4 应查明可能对建筑物有影响的天然边坡或人工开挖边坡地段的工程地质条件,分析评价其稳定性,并应对其处理方案进行论证;
5 应对复杂场地的厂址进行工程地质分区、分带(或分段)。
初步设计阶段勘察时地基基础类型已基本确定,即采用天然地基,或采用人工地基、桩基础等已有定论。本阶段对于天然地基要查明地层规律和特点及其指标,对人工地基和桩基要具体确定方案,包括不同等级建(构)筑物所采用的具体方案,要依据原体试验结果,结合具体建筑物特点与结构专业设计人员共同协商确定。本阶段勘察对于不良地质作用应进行详细的研究,并对整治方案进行比较论证,因为可行性研究阶段勘察侧重于不良地质作用对场地稳定性的影响,对其整治方案并不要求做较深的工作,当时厂址未定是原因之一,而在初步设计阶段勘察要求对其整治方案进行论证。
4.3.4 当50年超越概率10%的地震动峰值加速度不小于0.05g,地震基本烈度为Ⅵ度及以上时,应对厂区建筑地段内饱和砂土和饱和粉土进行地震液化判定与评价,并应确定液化等级。当厂区内饱和砂土和饱和粉土地震液化时,应进行分区。
初步设计阶段勘察对于液化问题的研究评价,是厂址勘察的最后一次,因此应认真仔细地做好工作,并确保施工图设计阶段勘察不会得出相反的结论。
鉴于对于液化宏观破坏来说,在厂区这样较小的范围内,不宜也难以再按建筑物划分不同液化等级,因此建筑场地应按一个液化等级进行评价处理,当然如场地内存在不同工程地质分区,如有必要应对液化评价分区进行。故本规范规定对液化问题应在本阶段完成最终评价,未规定施工图设计阶段勘察再对液化问题进行研究。本阶段勘察应根据场地液化等级对不同级别建筑物提出处理方案。
4.3.5 复杂场地的厂址应进行比例尺为1∶500~1∶5000的工程地质测绘。
有专门需要的地段如滑坡以及测绘范围较小的地段等,宜采用较大的比例尺才能较清楚地反映测绘地段的工程地质条件。
4.3.6 控制性勘探孔不应少于勘探点总数的1/4。
4.3.7 厂址区勘探点、线、网的布置应符合下列规定:
1 勘探线应垂直地貌分界线、地质构造线及地层走向,并应考虑建筑坐标的方向;
2 勘探点沿勘探线布置,每一地貌单元应有勘探点,同时在地貌和地层变化处应加密勘探线或勘探点;
3 平原地区的厂址可按方格网布置勘探点;
4 勘探点的布置应结合主要建筑物位置确定,在主要建筑物范围内宜加密勘探点,并应考虑建筑物总平面布置变动的可能性。
平原地区地形平坦的厂址可按方格网布置勘探点,对此不能延伸到山区丘陵场地。以往有的工程位于山前地带,勘探网点布置时未注意地貌变化,依然按方格网布点,结果在施工图设计阶段勘察中出现了与本阶段勘察资料不相符的现象,给工程带来影响。
初步设计阶段总平面布置已有初步方案,但未最终确定,考虑到主厂房区建(构)筑物对地基的要求较高,所以本条提出了第4款的规定。
4.3.8 初步设计阶段厂区勘探线、勘探点间距可按表4.3.8确定。对厂区内不同工程地质分区,宜根据各分区场地(或地基)的复杂程度,分别采用不同的勘探线、勘探点间距。
表4.3.8 初步设计阶段厂区勘探线、勘探点间距
这两条规定的勘探点间距与勘探深度要求只适用于一般场地及一般地基土,不适用于特殊岩土和不良地质作用发育的场地。如某厂址土洞发育,在确定勘探点间距时未考虑这个因素,以致勘探结果发生失误。对于大机组容量、人工地基、桩基础等还应满足相应规定。
4.3.9 勘探孔深度应根据场地的地基岩土情况、工程荷载大小及对变形的要求确定,当无条件进行估算时,初步设计阶段厂区勘探孔深度可按表4.3.9确定。
表4.3.9 初步设计阶段厂区勘探孔深度
这两条规定的勘探点间距与勘探深度要求只适用于一般场地及一般地基土,不适用于特殊岩土和不良地质作用发育的场地。如某厂址土洞发育,在确定勘探点间距时未考虑这个因素,以致勘探结果发生失误。对于大机组容量、人工地基、桩基础等还应满足相应规定。
4.3.10 遇到下列情况时,勘探孔深度可适当调整:
1 当预定勘探深度内遇基岩时,一般性勘探孔应钻入基岩,并应判明岩性及风化程度。控制性勘探点应进入强风化层不小于5m,必要时,应钻穿强风化层;当基岩为中等风化或微风化时,钻入基岩深度可小于5m。
2 在预定勘探深度内遇软弱地层时,勘探深度应加深,控制性勘探孔应穿透软弱地层或达到控制深度。
3 在预定勘探深度内,有分布均匀、厚度超过3m的坚硬地层,其下又无软弱下卧层时,一般性勘探孔深度可减小,控制性勘探孔应达到规定的深度。
坚硬地层一般指碎石土、密实砂、老堆积土等。
4.3.11 主要建筑物地段取原状土试样和原位测试的勘探点数应根据地层复杂程度确定,其数量不宜少于勘探点总数的1/3,且应均匀分布,每一主要土层的试样数量(或原位测试数据)不应少于10件(个),其中做力学试验的试样数量不应少于60%,对影响地基稳定和变形的软弱夹层或透镜体应取土试样或进行原位测试。
在执行本条规定时,要注意取样孔和取样间距。若地层水平变化大,则应加密取样孔;若垂直方向变化大,则应加密取样间距。对一般场地土,取样孔和取样间距可均匀布置。
主要土层要求做力学试验的试样不应少于60%,并不少于6件,是为满足指标统计的需要。
4.3.12 山区厂区初步设计阶段勘察范围应适当扩大,主要工作应布置在地貌变化、基岩起伏较大和第四系覆盖层岩性复杂的地段,并应考虑在施工和运行时可能发生变化的情况。对基岩裸露山区的厂区勘察,应充分利用工程地质测绘和调查手段,并应结合山区地质特点合理布置勘探测试工作。勘察应查明下列内容:
1 地形特征、地貌成因类型、地貌单元的分布;
2 地质构造特征及不良地质作用;
3 各类岩层的分布、厚度、接触关系、地质时代及工程地质特征。
有关山区应查明和重点研究的问题的规定,是根据山区建厂特点和经验制订的。
山区厂址场地条件一般较复杂,如仅局限于厂区范围内,有些问题往往查不清,多年勘察经验表明,适当扩大勘察范围方能满足初勘要求。
在初步设计阶段,山区勘察除应对可研阶段已作出评价的地质构造和不良地质作用进一步查清外,尚应注意查明小型和隐伏的构造和不良地质作用,并分析其发展和可能产生的危害,如遇水后可能产生的不利结构面组合,软化层和特殊性岩土以及岩溶、滑坡、暗埋沟谷等对工程的危害和影响。在上述分析的基础上,根据岩土工程的要求,还应提出治理方案。
对山区各类岩层的工程地质特征的勘察,应包括岩层产状、风化等级及风化层厚度、起伏情况、节理裂隙性状、不利结构面的组合等,以及软弱层、软化层、复杂和不稳定的岩土层的分布及厚度。
4.3.13 山区厂区初步设计阶段岩土工程勘察和评价应符合下列规定:
1 应分析地基变形特性;
2 应分析不良地质作用对厂区建筑的影响,并应提出防治措施建议;
3 当厂区存在临空面时,应分析评价建筑场地的稳定性。
有关山区应查明和重点研究的问题的规定,是根据山区建厂特点和经验制订的。
山区厂址场地条件一般较复杂,如仅局限于厂区范围内,有些问题往往查不清,多年勘察经验表明,适当扩大勘察范围方能满足初勘要求。
在初步设计阶段,山区勘察除应对可研阶段已作出评价的地质构造和不良地质作用进一步查清外,尚应注意查明小型和隐伏的构造和不良地质作用,并分析其发展和可能产生的危害,如遇水后可能产生的不利结构面组合,软化层和特殊性岩土以及岩溶、滑坡、暗埋沟谷等对工程的危害和影响。在上述分析的基础上,根据岩土工程的要求,还应提出治理方案。
对山区各类岩层的工程地质特征的勘察,应包括岩层产状、风化等级及风化层厚度、起伏情况、节理裂隙性状、不利结构面的组合等,以及软弱层、软化层、复杂和不稳定的岩土层的分布及厚度。
4.3.14 在特殊岩土地区,应查明特殊岩土分布特征、特殊岩土性状指标、相应等级和分区。
4.3.15 勘察应对码头工程的岸边稳定性和场地工程地质条件做进一步研究、评价,勘察工作应符合下列规定:
1 当码头地段存在构造断裂和不良地质作用时,应进行工程地质测绘。
2 勘探线应按垂直岸向或地貌单元布置,且不应少于2条勘探线,每条勘探线上不宜少于3个勘探点。勘探深度应至最大冲刷深度以下10m,并应满足岸边稳定性计算的要求,当拟采用桩基时,尚应按本规范第6.8节的规定执行。
码头工程及其场地有其独立性和特殊性,现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021和现行行业标准《水运工程岩土勘察规范》JTS 133对其勘察工作有详细的规定。
本条第1款涉及码头稳定问题,根据搜集到的有关资料,影响码头稳定的不良地质作用主要是崩塌和滑坡。产生崩塌的主要原因是河海的冲刷作用,而产生滑坡的原因则较多,有构造、地层、地下水和设计施工方案的诸多因素。在初步设计阶段勘察工作中首先应注意研究解决这些问题。
第2款是关于码头勘探工作量的要求,其深度规定的原则是确保勘探深度满足码头工程稳定性评价和地基处理及桩基设计施工的需要。
4.3.16 对岸边或水中泵房和取水构筑物的勘察,应查明场地地层岩性、地质构造、不良地质作用及发育情况,并应对场地的稳定性和地基条件作出评价。勘察工作应符合下列规定:
1 当场地存在构造断裂和不良地质作用时,应进行工程地质测绘;
2 勘探线宜垂直岸边或河床布置,一般性勘探孔应至少钻至最大冲刷深度以下不小于5m,控制性勘探孔深度不应小于20m。
取水构筑物一般是傍河或直接设置在河中,与电厂其他构筑物相比有其特殊性,它受河流及河道变迁淤积影响较大,故勘察中要研究河流冲刷对岸边稳定性的影响,同时查明不良地质作用和考虑因施工开挖使岸边失稳的可能性。取水构筑物一般荷重较小,且布置在水位以下,经常受到水流的冲刷,而取水构筑物能否正常运行,关键在于地基的稳定性。因此一般性勘探点深度应考虑河床最大冲刷深度及地层受压层深度。根据已有经验,取水构筑物基础埋置大致在最大冲刷深度以下2.0m~3.0m,故规定取水构筑物地段的一般性勘探孔深度应至河床最大冲刷深度以下不小于5m。控制性勘探孔深度规定不小于20m,这是为了了解较深部地层性质以及是否存在软弱下卧层或其他地质问题,同时满足地基变形和稳定性计算的要求。当需要采用桩基时,应按桩基勘探深度要求确定。
4.3.17 贮灰场勘察应符合现行行业标准《火力发电厂贮灰场岩土工程勘测技术规程》DL/T 5097的规定。