4.3.1 复合地基勘察前,应搜集必要的基础资料,并应着重搜集本地区同类建筑的复合地基工程经验,明确本地区需要解决的主要岩土工程问题、适宜的增强体类型、设计施工常见问题及处理方法。
4.3.2 高层建筑复合地基勘察方案,其勘探点平面布设应按照天然地基勘察方案布设,符合本规程第4章4.1节的规定;勘探孔深度应符合4.2节桩基勘察的要求,查明适宜作为桩端持力层的分布情况和下卧岩土层的性状;当适宜作为桩端持力层的顶板高程、厚度变化较大时,应加密勘探点,探明其变化;查明建筑场地各土层分布及性状和地下水的分布及类型,并取得各土层承载力特征值、压缩模量以及计算单桩承载力、变形等所需的参数。
4.3.3 应根据建筑地基处理目的和可能采用的复合地基增强体类型,布设勘察试验方案。需重点查明的问题,应符合下列要求:
1 以消除黄土湿陷性为目的而采用土或灰土桩挤密等方案时,应重点查明场地湿陷类型、地基湿陷等级、湿陷性土层的分布范围,非湿陷性土层的埋深及性质,提供地基土的湿陷系数、自重湿陷系数、干密度、含水量、最大干密度和最优含水量等指标。
2 以消除砂土、粉土液化为目的而采用砂石桩挤密等方案时,应重点查明建筑场地液化等级,提供地基土层的标准贯入试验锤击数、比贯入阻力、相对密度和液化土层的层位及厚度。
3 以提高高层建筑地基承载力和减小沉降或差异沉降为目的而采用柔性增强体、半刚性增强体复合地基方案时,应查明相对软弱土层的分布范围、深度和厚度情况,以及设计、施工所需的有关技术资料。对黏性土地基,应取得地基土的压缩模量、不排水抗剪强度、含水量、地下水位及pH值、有机质含量等指标;对砂土和粉土地基应取得天然孔隙比、相对密度、标准贯入试验锤击数等指标。
4 高层建筑采用刚性桩复合地基方案时,应查明承载力较高、适宜作为桩端持力层的土层埋深、厚度及其物理力学性质以及地基土的承载力特征值。
4.3.4 高层建筑复合地基承载力特征值和变形参数应在施工图设计期间通过设计参数检测——复合地基载荷试验确定。有经验的地区,可依据增强体的载荷试验结果和桩间土的承载力特征值结合地区经验计算确定;在缺乏经验的地区,尚应进行不同桩径、桩长、置换率等的复合地基载荷试验。
条文说明
4.3 复合地基勘察方案布设
4.3.1 复合地基的类型很多,针对高层建筑特点,本规程所指复合地基,是在不良地基中设置竖向增强体(桩体),通过置换、挤密作用对土体进行加固,形成地基土与竖向增强体共同承担建筑荷载的人工地基。
利用竖向增强体的高强度、低变形特性,可以改善天然地基土体在强度、变形方面的不足,也可以解决地基土液化、湿陷等工程问题,从而满足高层建筑对地基的要求。
目前,复合地基在许多地区得到了广泛的应用,取得了丰富的地区经验,采用复合地基方案的建筑物也由十几层、二十几层,发展到三十层左右,在此基础上,本次《高层建筑岩土工程勘察规程》修订增加了复合地基勘察方案布设(第4.3节)和评价(第8.4节)内容。
勘察前除了搜集一般工程勘察所需要的基础资料外,强调应注意收集地区经验。由于我国地域辽阔,工程地质与水文地质条件、建筑材料及施工机械与方法不尽相同,区域性很强,由此引发的工程问题复杂,应对措施也十分丰富,因此要强调依据规范和地区经验来编制复合地基勘察方案。需要解决的主要岩土工程问题包括建筑地基的强度、变形、湿陷性、液化等。
4.3.2 复合地基勘察方案布设有其特点,其勘探点平面布设和勘探点间距应按天然地基(4.1节)规定执行,勘探孔深度则应符合4.2节桩基勘察要求,重点是查明桩端持力层的地层分布和性状,当需要按变形控制设计时,还需查明下卧岩土层的性状。对某些桩端持力层起伏大的部位宜加密勘探点,查明桩端持力层顶板起伏及其厚度的变化。
4.3.3 本条对高层建筑常用复合地基类型的勘察方案布设提出相应的要求:
1 涉及土或灰土桩挤密法的规范有《灰土桩和土桩挤密地基设计施工及验收规程》DBJ 24-2、 《湿陷性黄土地区建筑规
范》GB 50025、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79。
经验表明,土的含水量及干密度对采用土或灰土桩挤密法消除黄土湿陷性效果影响很大,成孔的好坏在于土的含水量,桩距划、在于土的干密度,当土的含水量大于23%及饱和度超过0.65时往往难以成孔,而且挤密效果差,为了达到消除黄土湿陷性效果,要求灰土的干密度ρd≥15KN/M3 或者其压实系数λ≥0.9。
2 采用砂石桩挤密法的复合地基,由于在成桩过程中桩间土受到多次预振作用、砂石桩的排水通道作用、成桩对桩间土的
挤密、振密作用,有效地消散了由振动引起的超孔隙水压力,同时土的结构强度得以提高,从而使得地基土的抗液化能力得到提高,表现在标贯击数的增加、静力触探比贯入阻力的提高等方面。在地基勘察时应进行相关的试验,提供相应的测试结果,以对比和检验加固后的效果。
3 不同的地基加固方法,分别对地下水水位及流动状态、腐蚀性、pH值、硫酸盐含量、土质及土中含水量、有机质含量等因素有着不同的要求和限制;有些加固方法只适用于地下水位以上的地层;水泥土的抗压强度随土层含水量的增加而迅速降低;土中有机质含量越高,水泥的加固效果就越差,甚至单用水泥无法对有机质含量高的土进行加固;地下水pH值高、硫酸盐含量高时,用水泥加固效果差等等。因此,应根据不同的地基加固方法结合地区性经验布设相应的勘察工作,提供设计所需的参数。
4.3.4 由于复合地基增强体类型多,受施工因素影响大,很难有较准确和符合实际的承载力计算表达式,且根据国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007强制性条文,强调要进行复合地基载荷试验的要求,为此作出了本条的规定。另规定在缺乏复合地基设计、施工经验的地区,尚应进行包括不同类型、不同桩长、不同桩距甚至各种桩型组合的复合地基原型试验,主要是使设计参数更为准确可靠和经济合理,同时也为积累地区经验。
复合地基的各种试验,应根据设计要求,首先做好合理的试验设计。