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7、3 地下工程7，3。2,本條根據(jù)地下工程的特點(diǎn)規(guī)定了在詳細(xì)勘察階段需要重點(diǎn)勘察的內(nèi)容.對(duì)其中的第1 2 7 9款分別作以下幾點(diǎn)說明。1.地下工程勘察主要包括基坑工程和暗挖隧道工程，除常規(guī)巖土物理力學(xué)參數(shù)外 基床系數(shù)、靜止側(cè)壓力系數(shù)、熱物理指標(biāo)和電阻率等是城市軌道交通地下工程設(shè)計(jì).施工所需要的重要巖土參數(shù)，同時(shí)、由于各設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)習(xí)慣和采用的計(jì)算軟件不同，勘察時(shí)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)習(xí)慣提供基床系數(shù)或地基土的抗力系數(shù)比例系數(shù) 在城市軌道交通運(yùn)營(yíng)期間 行車和乘客會(huì)散發(fā)出大量的熱量,若不及時(shí)通風(fēng)排出.將逐日積蓄熱量、在圍巖中形成熱套，在凍結(jié)法施工中也涉及熱的置換,為此尚需測(cè)定圍巖的熱物理指標(biāo) 以作為通風(fēng)設(shè)計(jì)和凍結(jié)法設(shè)計(jì)的依據(jù),2，飽和砂層,卵石層,漂石層、人工空洞。污染土 有害氣體等對(duì)地下工程施工安全影響很大.應(yīng)予以查明,例如杭州地鐵1號(hào)線和武漢地鐵2號(hào)線均在地下施工斷面發(fā)現(xiàn)有可燃?xì)怏w、北京地鐵9號(hào)線的卵石。漂石地層，北京地區(qū)的淺層人工空洞等對(duì)工程的影響很大、7、抗浮設(shè)防水位是很重要的設(shè)計(jì)參數(shù).但要預(yù)測(cè)建，構(gòu) 筑物使用期間水位可能發(fā)生的變化和最高水位有時(shí)相當(dāng)困難,它不僅與氣候。水文地質(zhì)等因素有關(guān)、有時(shí)還涉及地下水開采。上下游水量調(diào)配,跨流域調(diào)水等復(fù)雜因素.故規(guī)定應(yīng)進(jìn)行專門研究。一般抗浮設(shè)防水位的確定方法詳見本規(guī)范第10.4.2條的條文說明 9 出入口.通道。風(fēng)井.風(fēng)道、施工豎井等附屬工程一般位于路口或穿越道路 工程周邊環(huán)境復(fù)雜.通道與井交接部位受力復(fù)雜、經(jīng)常發(fā)生工程事故，安全風(fēng)險(xiǎn)較高 因此應(yīng)進(jìn)行單獨(dú)勘察評(píng)價(jià),7 3。3 表7。3、3所列鉆孔間距比原規(guī)范規(guī)定的嚴(yán)格一些 主要是結(jié)合全國(guó)各地勘察的實(shí)際情況。城市地下工程的復(fù)雜性以及設(shè)計(jì)。施工的要求等進(jìn)行修訂、7。3。4、本條要求勘探點(diǎn)在滿足表7、3、3規(guī)定間距的基礎(chǔ)上?？碧近c(diǎn)平面布置還要考慮工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，場(chǎng)地條件、施工方法 附屬結(jié)構(gòu)、特殊部位的要求、2.車站橫剖面一般結(jié)合通道,出入口。風(fēng)井的分布情況布設(shè),數(shù)量可根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整,4、在結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)布置鉆孔容易導(dǎo)致地下水貫通,給工程施工帶來危害，隧道采用單線單洞時(shí)，左右線距離大于3倍洞徑時(shí)采用雙排孔布置。左右線距離小于3倍洞徑或隧道采用雙線單洞時(shí)可交叉布點(diǎn) 7,3.5、本條結(jié)合車站主體工程的一般寬度和以往全國(guó)各城市的勘察經(jīng)驗(yàn)。給出了勘探孔深度的確定要求,城市軌道交通地下工程受各種因素的制約、埋置深度往往在施工圖設(shè)計(jì)階段還需進(jìn)行調(diào)整,因此，勘探孔深度比原規(guī)范的要求適當(dāng)加深、7 3。6 本條為強(qiáng)制性條文、必須嚴(yán)格執(zhí)行.原規(guī)范對(duì)控制性勘探孔及取樣和原位測(cè)試的試驗(yàn)孔的數(shù)量未作規(guī)定 城市軌道交通工程設(shè)計(jì)年限長(zhǎng).為百年大計(jì)工程 且工程復(fù)雜.施工難度大.變形控制要求高等 必須有一定數(shù)量的控制性鉆孔 以及取樣及原位測(cè)試鉆孔以取得滿足變形計(jì)算、穩(wěn)定性分析,地下水控制等所需的巖土參數(shù).本條參照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 巖土工程勘察規(guī)范 GB 50021的相關(guān)規(guī)定,并考慮到車站工程的鉆孔數(shù)量比較多 且附屬設(shè)施需要單獨(dú)布置鉆孔 測(cè)試 試驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)量能滿足統(tǒng)計(jì)分析要求 將取樣和原位測(cè)試孔的數(shù)量規(guī)定為不應(yīng)少于1，2，區(qū)間工程的取樣測(cè)試孔數(shù)量要求嚴(yán)于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。巖土工程勘察規(guī)范,GB,50021的規(guī)定.主要考慮區(qū)間工程孔間距較大。鉆孔數(shù)量較少、因此將取樣和原位測(cè)試孔的數(shù)量規(guī)定為不應(yīng)少于2.3，7,3 7。本條規(guī)定的取樣和測(cè)試的數(shù)量主要是考慮城市軌道交通工程為百年大計(jì)工程,同時(shí)周邊的環(huán)境條件一般比較復(fù)雜.為了提高工程設(shè)計(jì)的可靠度.減小參數(shù)變異風(fēng)險(xiǎn)。將取樣或原位測(cè)試數(shù)量定為不應(yīng)少于10組。7,3 10 基床系數(shù)是城市軌道交通地下工程設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。其數(shù)值的準(zhǔn)確性關(guān)系到工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性,對(duì)于沒有工程經(jīng)驗(yàn)積累的地區(qū)需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和專題研究。當(dāng)有成熟地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí).可通過原位測(cè)試,室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合附錄H的經(jīng)驗(yàn)值綜合確定。本次修訂對(duì)基床系數(shù)進(jìn)行了專題研究。主要成果如下、1 基床系數(shù)K的定義與K30試驗(yàn).基床系數(shù)是地基土在外力作用下產(chǎn)生單位變形時(shí)所需的應(yīng)力、也稱彈性抗力系數(shù)或地基反力系數(shù),一般可表示為，K，P。s。1、式中，K，基床系數(shù)，MPa m。P，地基土所受的應(yīng)力、MPa,s，地基的變形、m?；蚕禂?shù)與地基土的類別，礫狀土 黏性土.土的狀況、密度,含水量 物理力學(xué)特性?；A(chǔ)的形狀及作用面積有關(guān)，基床系數(shù)用于模擬地基土與結(jié)構(gòu)物的相互作用 計(jì)算結(jié)構(gòu)物內(nèi)力及變形.結(jié)構(gòu)物是指受水平力 垂直力和彎矩作用的基礎(chǔ)。襯砌及樁等,變形是指基礎(chǔ)豎向變形 襯砌的側(cè)向變形、樁的水平變形和豎向變形等 基床系數(shù)的確定方法如下。地基土的基床系數(shù)K可由原位荷載板試驗(yàn) 或K30試驗(yàn)、結(jié)果計(jì)算確定.考慮到荷載板尺寸的影響。K值隨著基礎(chǔ)寬度B的增加而有所減小。對(duì)于礫狀土，砂土上的條形基礎(chǔ)、2、對(duì)于黏性土上的條形基礎(chǔ).K,K1,0.305.B，3、式中，K1 0，305m寬標(biāo)準(zhǔn)荷載板的標(biāo)準(zhǔn)基床系數(shù)或K30值 鐵路常用的K30荷載板試驗(yàn)是用直徑為30cm的承載板 測(cè)定土的K30值,其K30值是指在p,s曲線上對(duì)應(yīng)地基土變形為0.125cm時(shí)的p值與p0。125變形的比值 K30，p0。125.0。125，4 基床系數(shù)K這個(gè)指標(biāo).不同的試驗(yàn)方法和不同的試驗(yàn)條件，其結(jié)果會(huì)有較大的差別.為便于統(tǒng)一和比較。建議K30荷載板試驗(yàn)值作為標(biāo)準(zhǔn)基床系數(shù)K1值.即標(biāo)準(zhǔn)基床系數(shù)K1值應(yīng)用K30荷載板試驗(yàn)。對(duì)于具體設(shè)計(jì)中基床系數(shù)K的取值 應(yīng)考慮施工程序和施工過程中的結(jié)構(gòu)變形。由設(shè)計(jì)人員修正確定，2 基床系數(shù)的室內(nèi)試驗(yàn) 由于原位荷載板試驗(yàn)受試驗(yàn)方法的局限性，適合測(cè)定表層土和施工階段基坑開挖深度范圍內(nèi)土體的基床系數(shù) 在勘察階段對(duì)不開挖的表層以下各土層很難直接通過實(shí)測(cè)方法測(cè)定,具體巖土勘察過程中常用原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值等方法綜合分析確定基床系數(shù),1。原規(guī)范中規(guī)定的三軸試驗(yàn)法和固結(jié)試驗(yàn)法、三軸試驗(yàn)法,三軸試驗(yàn)法是將土樣經(jīng)飽和處理后，在K0狀態(tài)下固結(jié)、對(duì)一組土樣分別做試驗(yàn),σ3,K0γh σ1。γh。5，n、σ3。σ1。0.0。0,1.0。2 0。3,6。不同應(yīng)力路徑下的三軸試驗(yàn) 慢剪。得到.σ1 h0曲線。求得初始切線模量或某一割線模量.定義為基床系數(shù)K.固結(jié)試驗(yàn)法,根據(jù)固結(jié)試驗(yàn)中測(cè)得的應(yīng)力與變形關(guān)系來確定基床系數(shù)K。7 式中,σ2。σ1，應(yīng)力增量。MPa，e1、e2。相應(yīng)的孔隙比減量.em。em，e1 e2.2，h0。樣品高度.m，2。上述室內(nèi)試驗(yàn)方法的現(xiàn)狀和分析、目前國(guó)內(nèi)對(duì)于這兩種試驗(yàn)方法都有采用.通過對(duì)國(guó)內(nèi)北京，天津，沈陽、上海。深圳和西安等地鐵室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目固結(jié)法和三軸法試驗(yàn)的對(duì)比研究，特別是通過天津地鐵大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。固結(jié)法試驗(yàn)結(jié)果大于三軸割線法。固結(jié)法比原位載荷板試驗(yàn)結(jié)果大4倍。20倍,三軸割線法比原位載荷板試驗(yàn)結(jié)果大2倍 8倍，由于試件尺寸及試驗(yàn)條件與實(shí)際工況的差別.室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)在與原位載荷板試驗(yàn)大量對(duì)比試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。各地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況確定基床系數(shù)的取值。原位載荷板試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)的對(duì)比分析 由于原位載荷板試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)除存在著試驗(yàn)尺寸的差異外,尚存在如下差異 第一,原位載荷板試驗(yàn)下的土體有側(cè)限變形 而室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)土樣側(cè)向受限.無側(cè)限變形、第二 原位載荷板試驗(yàn)的壓縮層厚度為影響深度范圍內(nèi)的土層厚度，而室內(nèi)試驗(yàn)的土試樣高度h0即為壓縮層厚度 在假定相同的壓板面積下.室內(nèi)試驗(yàn)下沉量要小，綜合考慮上述因素，室內(nèi)試驗(yàn)求得基床系數(shù)與原位載荷板試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在差異、通過以上國(guó)內(nèi)各勘察單位室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果綜合分析，固結(jié)法和三軸割線法求取的基床系數(shù)數(shù)據(jù)與土體實(shí)際不一致。而且偏差很大、3。建議、a.由于固結(jié)法試驗(yàn)結(jié)果比原位載荷板試驗(yàn)結(jié)果大4倍、20倍，三軸割線法比原位載荷板試驗(yàn)結(jié)果大2倍，8倍,建議在以后的工作中進(jìn)一步研究和積累經(jīng)驗(yàn),b,利用三軸法。操作過程模擬現(xiàn)場(chǎng)K30原位平板載荷試驗(yàn)的試驗(yàn)原理.應(yīng)是以后發(fā)展的方向,c.鐵三院中心試驗(yàn)室通過模擬現(xiàn)場(chǎng)K30試驗(yàn)的做法 在常規(guī)三軸儀上對(duì)土樣按取樣深度進(jìn)行固結(jié)、地下水位以下固結(jié)壓力P1、10H，H為取樣深度.地下水位以上固結(jié)壓力P2,20H、這樣模擬土的原始狀態(tài)。試樣制備和三軸試驗(yàn)法相同，通過土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0計(jì)算所施加圍壓σ3。固結(jié)壓力乘以靜止側(cè)壓力系數(shù)K0求得、靜止側(cè)壓力系數(shù)K0可以通過實(shí)測(cè)或經(jīng)驗(yàn)值得到.試樣施加圍壓σ3后對(duì)試樣進(jìn)行壓縮剪切,試驗(yàn)得出應(yīng)變?yōu)?、25mm時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力.通過計(jì)算得到基床系數(shù)值,該方法試驗(yàn)結(jié)果接近經(jīng)驗(yàn)值 d，上海巖土工程勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司使用三軸法測(cè)定基床系數(shù) 三軸法不同于原規(guī)范上的描述方法、具體如下,利用傳統(tǒng)三軸儀,根據(jù)取樣深度確定固結(jié)壓力 進(jìn)行等向固結(jié)、固結(jié)穩(wěn)定后用固結(jié)排水剪方法進(jìn)行試驗(yàn).得出應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，試驗(yàn)結(jié)果較接近經(jīng)驗(yàn)值、總之、研究表明在同一壓力作用下,基床系數(shù)不是常數(shù) 它除了與土體的性質(zhì)，類別有關(guān)外。還與基礎(chǔ)底面積的大小、形狀以及基礎(chǔ)的埋深等因素有關(guān)、上述所列基床系數(shù)的室內(nèi)試驗(yàn)方法僅提供了一個(gè)研究方向,后期的研究中還應(yīng)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)K30平板載荷試驗(yàn)數(shù)據(jù)與室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析 逐步積累資料和經(jīng)驗(yàn)、同時(shí) 在施工過程中通過監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)物的變形。反分析求解。不斷積累數(shù)據(jù)形成經(jīng)驗(yàn)推算法.也是今后需進(jìn)一步研究的方向，3 確定基床系數(shù)的其他方法.1、基床系數(shù)值與地基土的標(biāo)貫錘擊數(shù)N的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系為,K，1.5.3 0。N、8、2。地基土的基床系數(shù)K與土體介質(zhì)的彈性模量E.泊松比μ及基礎(chǔ)面積A的關(guān)系為、9 4,有關(guān)基床系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值的說明 本規(guī)范附錄H的制定是在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外部分基床系數(shù)試驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上綜合確定的,本次修訂工作統(tǒng)計(jì)了北京，上海 天津。廣州.成都、深圳.西安、沈陽等地區(qū)的巖土工程勘察報(bào)告中提供的基床系數(shù)值。專項(xiàng)研究成果、并考慮了其他行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定、5，巖石的基床系數(shù) 1,北京地鐵工程在20世紀(jì)60年代根據(jù)工程的需要.在公主墳第三紀(jì)紅色砂礫巖中做了現(xiàn)場(chǎng)大型試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)成果提出了第三紀(jì)強(qiáng)風(fēng)化.全風(fēng)化砂礫巖基床系數(shù)K值為120MPa。m。150MPa m，2 青島地鐵花崗巖中等風(fēng)化,微風(fēng)化。未風(fēng)化,巖體單位基床系數(shù)K計(jì)算及測(cè)試方法如下.計(jì)算公式、K.E，1。μ。100,10、K與巖體彈性模量E和泊松比,關(guān)系密切。測(cè)定E和μ 簡(jiǎn)便易行、因此,可根據(jù)E，μ與K值之間的關(guān)系 計(jì)算出K的值,測(cè)試方法有兩種，一是用靜力法測(cè)得E。μ值 是把巖芯加工成立方體、長(zhǎng)柱體.貼應(yīng)變片，以應(yīng)變方法測(cè)出μ值.計(jì)算出K為靜基床系數(shù),二是用動(dòng)力法測(cè)得Ed,μd值 是在巖芯上由超聲波檢測(cè)儀分別測(cè)出縱波速νp.橫波速νs.然后計(jì)算出Ed,μd根據(jù)上述公式.可求得動(dòng)基床系數(shù)。Ed。μd計(jì)算公式如下.動(dòng)彈性模量Ed。11 動(dòng)泊松比μd,12,式中。ρ 2，60、2、70、