基坑工程的岩土工程勘察工作要求(姚永华)

基坑工程的岩土工程勘察

武汉市东梁建设工程设计审查公司

姚 永 华

目 录

一、与勘察工作有关的几个基本问题

二、武汉地区工程地质及水文地质条件概况

三、基坑工程岩土工程勘察基本要求

四、基坑工程的勘探与测试及室内试验

五、基坑工程勘察成果资料

六、基坑工程与岩土条件相关的几个关键技术问题

两点说明：

1、本次培训讲课的内容以湖北省地方标准《基坑工程技术规程》（DB42/159—2004）（以下简称《规程》）为准，同时参照《岩土工程勘察工作规程》（DB42/169—2003）以及《武汉地区岩土工程勘察技术措施》的有关内容。

2、由于湖北省地域广阔，地质环境条件差异很大，故《规程》主要适用于本省平原、河流阶地及岗位等地域，本次讲课也以此为准，且以武汉地区的工程地质与水文地质条件为代表。

一、与勘察工作有关的几个基本问题

（一） 湖北省基坑工程技术标准编制过程

1、1995年编制武汉市标准《武汉地区深基坑工程技术指南》（WBJ1-1-95）—编制过程简介；

2、1998年编制湖北省标准《深基坑工程技术规定》（DB42/159—1998）—在《指南》基础上修改完善而成；

3、2004年编制湖北省标准《基坑工程技术规程》（DB42/159—2004）—在《规定》基础上修改补充而成。

（二） 基坑工程的界定标准

《规程》中规定：建（构）筑物挖深超过5m （含5m

）或分布有深厚软弱土层场

地挖深超过3m（含3m）以及设有地下室的建（构）筑物的基础工程统称为（深）基坑工程。

对于开挖深度超过15m或对大型地下设施、生命线工程和堤防安全有影响的基坑工程，应进行专门研究。

《规程》中将基坑工程范围界定为开挖深度为5m（原《指南》及《规定》中为6m）以上（含5m），主要是为了与建设部（2003）82号对基坑的定义保持一致。对于深度虽未达5m，但对土质条件很差，分布有软土（淤泥及淤泥质土），开挖深度超过3m（含3m）的基坑，由于地下结构施工较复杂且周期较长、基坑工程事故时有发生，故也列入基坑工程的范围。

（三）基坑工程重要性等级划分

1、基坑工程重要性等级按以下三方面因素进行划分：

①基坑开挖深度；

②基坑场地的工程地质与水文地质条件；

③基坑周边环境条件及坑内环境条件；

2、基坑工程重要性等级按上述标准划分为三个等级（具体划分标准详见《规程》表4.0.1）；同一基坑可根据不同条件划分为不同的等级区段；不同等级的基坑，其支护结构的变形要求不同，计算中的安全系数也不同。

（四）基坑工程具有的特性（根据袁内钲总工的讲稿）

1、基坑条件复杂性

2、技术含量高

3、高风险和事故突发性

4、地区性强

5、临时性

二、武汉地区工程地质及水文地质条件概况

（一）自然地理地质概况

1、气象水文（略）

2、地形地貌

武汉地处江汉平原东部，地势为东高西低，南高北低，中间被长江、汉江呈Y字形切割成三块，谓之武汉三填。武汉城区南部分布有近东西走向的条带状丘陵，四周分布有比较密集的树枝状冲沟，武汉素有“水乡泽国”之称，境内大小近百个湖泊星罗棋布，形成了水系发育、山水交融的复杂地形。最高点高程150m左右，最低陆地高

程约18m。

武汉地区地貌形态主要有以下三种类型：

1）剥蚀丘陵区：主要分布在武昌、汉阳地区，丘陵呈线状或残丘状分布，如武昌的磨山、珞珈山、汉阳的扁担山等，丘顶高为80～150m，组成残丘的地层为志留系与泥盆系的砂页岩。

2）剥蚀堆积垅岗区：主要分布在武昌、汉阳的平原湖区与残丘之间，地形波状起伏，垅岗与坳沟相间分布，高程为28～35m（相当于Ⅲ级阶地）。组成垅岗的地层主要为中、上更新统粘性土（老粘土）。

3）堆积平原区：分布于整个汉口市区及武昌、汉阳沿江一带，主要为由长江、汉江冲洪积物构成的Ⅰ、Ⅱ级阶地。

Ⅰ级阶地：广泛分布于长江、汉江两岸地区，地面标高19m~21m，地层由全新统粘性土、砂性土及砂卵石层构成。区内有众多湖泊、堰塘、残存的沼泽地及暗沟、暗浜等。

Ⅱ级阶地：仅见于青山镇及东西湖一带，地面标高为22m~24m，地层由上更新统的粘性土与砂性土组成。

武汉地貌分区详见《武汉市地貌略图》

3 地质构造（略）

（二）地层分布及岩土体工程地质特征

武汉地区的地层分布在不同地貌单元有所不同，与高层建筑分布位置相关的主要是Ⅰ级阶地堆积平原地区和Ⅲ级阶地垅岗地区两类。

1 I级阶地堆积平原的地层构成及岩土体工程地质特征

I级阶地区的地层主要由第四系全新统河流相及部分河湖相冲积及冲湖积物构成。上部为粘性土，下部为砂性土（含卵砾石），呈二元结构，深度50m左右处为基岩。此

在上述地层组成中，与基坑工程相关的是以下几个土层：

1）填土层：包括杂填土和素填土两类。杂填土的组成成分为建筑垃圾、工业生活垃圾混粘性土，素填土的组成则以粘性土为主。填土层的组成物质不均一，结构较松散，对基坑而言，是边坡、隔水、锚固的不良土层。

2）粘性土层：该层一般在上部呈可塑状态，成为汉口地区浅部土层中的硬壳层，厚度0～6m不等（部分地区缺失），向下渐变为软塑状态。该粘性土层的总厚度在部分地段达十余米，这对于基坑边坡稳定、降水、隔渗是有利的。

3）淤泥或淤泥质土层：该土层呈流塑状态，强度低（f ak=50kPa～80kPa）,压缩性大（E S=2.0MPa～3.0MPa），并具有触变性和流变性特点，易形成滑动面。该层最大厚度可达二十余米，是影响基坑稳定或导致环境危害的主要不良土层。

4）粉土或粉砂夹粉质粘土（互层）：该土层是粘性土与砂性土之间的过渡层，顶板埋深9m～13m，厚度约为3m～5m。土层多呈软塑状态，饱含水，水平与垂直渗透性差异较大。对于设有两层以上地下室的高层建筑基坑往往遇到该层土，若处理不当，易产生坑底涌砂冒水及坑壁管涌、失稳等不良现象，应引起足够的重视。

5）砂土层：对于开挖深度较大的基坑需考虑富含承压水的砂层对工程的影响，主要有坑底突涌、降水等问题。

2 垅岗地区（主要指Ⅲ级阶）的地层构成及岩土体工程地质特征

位于垅岗地区的地层主要由中、上更新统的粘性土（老粘土）组成，下部局部地段为粘土夹碎石层（坡残积层）。一般呈硬塑～坚硬状态（部分为可塑状态），强度较高而变形较小，厚度为数米至二十余米，基岩岩性在武昌、汉阳地区为古生界至中生界砂岩、页岩、灰岩等，在汉口东西湖地区为白垩第三系泥质粉砂岩。在武昌地区的长江古河道（分布于紫阳路—付家坡—水果湖—武重一线）范围内，第四系土层厚度增大，最厚可达100m以上。地表常存在一定厚度、分布不均的人工填土层（包括杂填土与素填土），在老城区填土厚度更大。此外，在垅岗间的坳沟中存在有软塑至可塑的粘性土层或新近沉积的软土层。

虽然垅岗区土质条件较好，但对基坑工程而言，应特别注意以下三点：

1）老粘性土是一种超固结土，在天然埋藏条件下承受着很高的前期固结压力。一旦开挖暴露，极易产生卸荷裂隙或干缩裂隙。若保护不当，使水分浸入，土体强度将迅速下将，发生崩塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。此外，塑性指数高的老粘性土还可能具有一定的膨胀性，失水干缩，遇水膨胀，对支护结构会产生一定的膨胀