3.0.1 高层建筑(包括超高层建筑和高耸构筑物,下同)的岩土工程勘察,应根据场地和地基的复杂程度、建筑规模和特征以及破坏后果的严重性,将勘察等级分为甲、乙两级。勘察时根据工程情况划分勘察等级,应符合表3.0.1的规定:
3.0.2 勘察阶段的划分宜符合下列规定:
1 对城市中重点的勘察等级为甲级的高层建筑,勘察阶段宜分为可行性研究、初步勘察、详细勘察三阶段进行;
2 当场地勘察资料缺乏、建筑平面位置未定,或场地面积较大、为高层建筑群时,勘察阶段宜分为初步勘察和详细勘察两阶段进行;
3 当场地及其附近已有一定勘察资料,或勘察等级为乙级的单体建筑且建筑总平面图已定时,可将两阶段合并为一阶段,按详细勘察阶段进行;
4 对于一级(复杂)场地或一级(复杂)地基的工程,可针对施工中可能出现或已出现的岩土工程问题,进行施工勘察。地基基础施工时,勘察单位宜参与施工验槽。
3.0.3 进行勘察工作前,应详细了解、研究建设设计要求,宜取得由委托方提供的下列资料:
1 初步勘察前宜取得和搜集的资料包括:
1)建设场地的建筑红线范围及坐标;初步规划主体建筑与裙房的大致布设情况;建筑群的幢数及大致布设情况;
2)建筑的层数和高度,及地下室的层数;
3)场地的拆迁及分期建设等情况;
4)勘察场地地震背景、周边环境条件及地下管线和其他地下设施情况;
5)设计方的技术要求。
2 详细勘察前宜取得和搜集的资料包括:
1)附有建筑红线、建筑坐标、地形、±0.00高程的建筑总平面图;
2)建筑结构类型、特点、层数、总高度、荷载及荷载效应组合、地下室层数、埋深等情况;
3)预计的地基基础类型、平面尺寸、埋置深度、允许变形要求等;
4)勘察场地地震背景、周边环境条件及地下管线和其他地下设施情况;
5)设计方的技术要求。
3.0.4 勘察方案(包括勘探点布设)应由注册岩土工程师根据委托单位的技术要求,结合场地地质条件复杂程度制定,并对勘察方案的质量、技术经济合理性负责。
3.0.5 初步勘察阶段应对场地的稳定性和适宜性作出评价,对建筑总图布置提出建议,对地基基础方案和基坑工程方案进行初步论证,为初步设计提供资料,对下一阶段的详勘工作的重点内容提出建议。本阶段需解决的主要问题应符合下列要求:
1 充分研究已有勘察资料,查明场地所在地貌单元;
2 判明影响场地和地基稳定性的不良地质作用和特殊性岩土的有关问题,包括:断裂、地裂缝及其活动性,岩溶、土洞及其发育程度,崩塌、滑坡、泥石流、高边坡或岸边的稳定性;调查了解古河道、暗浜、暗塘、洞穴或其他人工地下设施;初步判明特殊性岩土对场地、地基稳定性的影响;在抗震设防区应初步评价建筑场地类别,场地属抗震有利、不利或危险地段,液化、震陷可能性,设计需要时应提供抗震设计动力参数;
3 初步查明场地地层时代、成因、地层结构和岩土物理力学性质,一、二级建筑场地和地基宜进行工程地质分区;
4 初步查明地下水类型,补给、排泄条件和腐蚀性,如地下水位较高需判明地下水升降幅度时,应设置地下水长期观测孔;
5 初步勘察阶段的勘探点间距和勘探孔深度应按现行《岩土工程勘察规范》CB 50021 的规定布设,并应布设判明场地、地基稳定性、不良地质作用和桩基持力层所必须的勘探点和勘探深度。
3.0.6 详细勘察阶段应采用多种手段查明场地工程地质条件;应采用综合评价方法,对场地和地基稳定性作出结论;应对不良地质作用和特殊性岩土的防治、地基基础形式、埋深、地基处理、基坑工程支护等方案的选型提出建议;应提供设计、施工所需的岩土工程资料和参数。
3.0.7 详细勘察阶段需解决的主要问题应符合下列要求:
1 查明建筑场地各岩土层的成因、时代、地层结构和均匀性以及特殊性岩土的性质,尤其应查明基础下软弱和坚硬地层分布,以及各岩土层的物理力学性质。对于岩质的地基和基坑工程,应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质量等级和风化程度。
2 查明地下水类型、埋藏条件、补给及排泄条件、腐蚀性、初见及稳定水位;提供季节变化幅度和各主要地层的渗透系数;提供基坑开挖工程应采取的地下水控制措施,当采用降水控制措施时,应分析评价降水对周围环境的影响。
3 对地基岩土层的工程特性和地基的稳定性进行分析评价,提出各岩土层的地基承载力特征值;论证采用天然地基基础形式的可行性,对持力层选择、基础埋深等提出建议。
4 预测地基沉降、差异沉降和倾斜等变形特征,提供计算变形所需的计算参数。
5 对复合地基或桩基类型、适宜性、持力层选择提出建议;提供桩的极限侧阻力、极限端阻力和变形计算的有关参数;对沉桩可行性、施工时对环境的影响及桩基施工中应注意的问题提出意见。
6 对基坑工程的设计、施工方案提出意见;提供各侧边地质模型的建议。
7 对不良地质作用的防治提出意见,并提供所需计算参数。
8 对初步勘察中遗留的有关问题提出结论性意见。
3.0.8 高层建筑经勘察后,当条件特别复杂时宜由有岩土工程咨询设计资质的单位对高层建筑地基基础方案选型、主楼与裙房差异沉降的计算和处理、深基坑支护方案、降水或截水设计、地下室抗浮设计以及有关设计参数检测的试验设计等岩土工程问题,提供专门的岩土工程咨询报告。
3.0.9对勘察等级为甲级的高层建筑应进行沉降观测;当地下水水位较高,宜进行地下水长期观测;当地下室埋置较深,且采取箱形、筏形基础需考虑回弹或回弹再压缩变形时,应进行回弹或回弹再压缩变形测试和观测;对基坑工程应进行基坑位移、沉降和邻近建筑、管线的变形观测。
条文说明
3 基本规定
3.0.1 根据国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的规定,岩土工程勘察等级系根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级来划分。对于所有高层建筑、超高层建筑和高耸构筑物(以下简称高层建筑)而言,按工程重要性等级划分,均应属一、二级工程,不存在三级工程,故高层建筑的岩土工程勘察等级只划分为甲、乙两级。因当工程重要性等级为一级时,即便是场地或地基复杂程度等级为三级(简单),按《岩土工程勘察规范》GB 50021勘察等级的划分标准,亦应属于甲级;当工程重要性等级为二级时,即便是场地或地基复杂程度等级为三级(简单)时,其勘察等级亦应划分为乙级。有关场地和地基复杂程度的划分标准,均应按国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021执行,本规程不再作规定。
3.0.2 本次修订对高层建筑勘察阶段的合理划分更予重视,划分的条件更为明确。考虑到对位于城市中少数重点的、勘察等级为甲级的高层建筑,往往是城市中有历史意义和深远影响的标志性建筑,对这些建筑的勘察工作,应留有足够的时间,投入必要的经费,充分论证场地和地基的安全性、稳定性和经济合理性,预测和解决有关岩土工程问题,为后续建设工程打好基础。为此,本条第1款规定了对这些工程宜分为可行性研究、初步勘察、详细勘察三阶段进行;第2款明确了分初步勘察、详细勘察两阶段进行的条件;第3款明确了可按一阶段进行勘察的条件。本次修订还进一步明确了应进行施工勘察的条件,对复杂场地和复杂地基,在施工中可能出现一些岩土工程问题,例如岩溶地区,施工中发现地质情况有异常;岩质基坑开挖后,各主要结构面才全面暴露,需进一步做工程地质测绘等施工地质工作,以便于处理;地基处理需进一步提供参数;复合地基需进行设计参数检测;建筑物平面位置有移动需要补充勘察等,为解决这些问题,都应重新委托进行施工勘察。此外还规定了勘察单位宜参与施工验槽,这在现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《岩土工程勘察规范》GB 50021中均提出了这方面要求。
3.0.3 本条分别规定了在进行初步勘察或详细勘察前,详细了解建设方和设计方要求(任务委托书、合同等)基础上,应取得和搜集的资料,这些资料中有些是由委托方提供,有些是需通过委托方主动去搜集方能获得。详勘应取得的资料中包括荷载及荷载效应组合,这对荷载很大的高层建筑勘察的分析评价非常重要,国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的强制性条文中特别提出地基基础设计时,所采用的荷载效应的最不利组合与相应的抗力限值的规定,岩土工程勘察人员在分析评价时应当了解设计人员所提出的下列荷载效应不利组合荷载的用途:
1 当计算分析地基承载力或单桩承载力特征值时,传至基础或承台底面上的荷载效应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合的荷载。相应的抗力采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。
2 计算分析地基变形时,传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合的荷载,不应计入风荷载和地震作用。相应的限值应为地基变形允许值。
3 当计算挡土墙土压力、地基稳定,斜坡稳定或滑坡推力时,荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,但其分项系数均为1.0。
3.0.4 此条系本次修订时提出。鉴于勘探点布设和勘察方案的经济合理性,很大程度上决定于场地、地基的复杂程度和对其了解及掌握程度,而岩土工程勘察人员对其最为了解,故应当由勘察或设计单位的注册岩土工程师在充分了解建筑设计要求,详细消化委托方所提供资料基础上结合场地工程地质条件按本规程规定布设。若设计或委托方提供了布孔图,可以作为布设主要依据。目前国内大多数地区的岩土工程勘察都是如此,但也有少数地区和境外工程项目并非这样,而是由委托方或设计方布孔并确定勘探深度,勘察单位只能“照打不误”,若因有障碍物稍有移动(2~3m),必须征得委托方同意并签证,且在报告中写明,否则作为不合格,此做法显然不合理,应当改变。
3.0.5 本条规定了高层建筑初步勘察阶段的目的和任务,对其中几个主要问题说明如下:
1 本条第1款提出要查明场地所在地貌单元,是因地貌形态是地质历史长期演变的结果,它是岩土时代、成因、地层结构、岩土特性的综合反映,对宏观判定场地稳定性、承载力、岩土变形特性等至关重要。
2 第2款中的抗震设防区是指抗震设防烈度等于大于6度的地区;抗震设防区应评价的内容和提供的参数是根据国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011强制性条文的要求而提出,其中“设计需要时”系指当设计需要采用时程分析法补充计算的建筑。
3 高层建筑基础埋置深,很多情况下都要考虑地下室的抗浮和防水问题,勘察单位需要提供水位季节变化幅度和抗浮设防水位。在没有长期观测资料情况下,提供这些资料甚为困难,因而提出在初勘时,应设置地下水长期观测孔,初勘到地下室正式施工还有一段较长时间,取得一段时期的观测资料,对判定最高水位和变化幅度是有帮助的。
3. 0.6 本条原则性地规定了高层建筑详细勘察阶段的目的与任务,应采取的勘察方法和应提供的资料和建议。多种手段系针对所需解决的岩土工程问题,而布设的钻探、物探、原位测试、室内试验和设计参数检测等手段,但应避免盲目求全。
3.0.7 本条较详细地规定了高层建筑详细勘察阶段应解决的主要岩土工程问题:
1 本条第1款提出,为岩质的地基和基坑工程设计应查明岩石坚硬程度、岩体完整程度、基本质量等级和风化程度,这是很有必要的,这些参数应根据国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的分类标准划分提出。
2 基础埋置深是高层建筑主要特点之一,由此往往会遇到地下水和与其相关的问题。地下室抗浮问题在高层建筑设计中比较突出,为此第2款中要求提供季节变化幅度、工程需要时提供抗浮设防水位。对基坑工程,要求提供控制地下水的降水或截水措施,当建议采用降水措施时,应充分估计到降水对周边已有建筑、道路、管线的影响。
3 高层建筑地基主要是按变形控制设计的原则,这是高层建筑的另一特点,为此第4款要求预测变形特征,考虑到高层建筑的特殊性,和本规程提出的要起好“桥梁作用”的指导思想,且在计算机应用比较普及的今天和有地区经验的情况下,是有可能做到的。国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021强制性条文也提出了这一要求,故本规程对此作出了规定。
4 本条第5款规定提供桩的极限侧阻力和极限端阻力,这是因为桩的侧阻力和端阻力多是以基桩载荷试验的极限承载力为基础,且由于桩长和桩端进入持力层的深度不同,其桩侧阻力和桩端阻力发挥程度是不同的,亦即桩侧阻力特征值和桩端阻力特征值并非定值。因而勘察期间,在桩长和进入持力层深度未能最后确定情况下,只提供极限侧阻力和极限端阻力,或估算单桩极限承载力是合适的。
5 本条第6款规定要求提供“地质模型”的建议。所指“地质模型”是将场地勘察中所获得的各种地质信息资料,包括地貌、成因、地层结构和各种测试、试验数据通过分析研究、抽象、概化后提出一个有代表性的地层结构模型和相关的参数供设计计算使用。“地质模型Geological model”这一概念早在1983年我国的工程地质学家孙玉科先生就提出“地质模式”的概念,1996年明确为“工程地质模型(简称地质模型)”。香港的准规范《Pile Design and Construction》GEO publication No.1/96中亦提出桩基工程设计前应首先由有经验的岩土工程师建立地质模型。本规程在第二次征求意见过程中,对要求在报告中为浅基础、桩基础变形计算、水文地质降水设计计算、基坑工程设计计算提供地质模型,有不同看法,考虑到目前岩土工程发展的现实情况,本规程只保留为基坑工程提供“地质模型”的要求。这是由于基坑工程设计中,地层结构、岩土性质将直接决定土压力大小,它就是施加于支护结构上的荷载,直接影响基坑工程的安全和工程的经济合理性,近年来在一些地区,由于地质模型和其配套的参数选择不当,造成事故和抢险加固的事例时有发生。为此在基坑工程中保留了这一要求。
3.0.8 推行岩土工程咨询设计是岩土工程勘察单位的发展方向,高层建筑设计施工过程中有许多岩土工程问题,在勘察期间不能完全提出,随着建设过程的推移,将会陆续提出。具有咨询设计资质的岩土工程勘察单位受委托方的要求,可以有偿承担和提供为解决本条所提出的各项岩土工程问题进行专门工程咨询和提出专题咨询报告。
3.0.9 本条是对各种观测工作提出建议。由于高层建筑基础埋置深,浅基础设计时,需要考虑基坑开挖卸荷后的回弹量,此时可在开挖施工前,埋设标点,以观测开挖后的回弹量;当需要了解地基的回弹再压缩量时,应在基础底板浇筑时设置标点,从基础底面起即进行观测,以测得回弹再压缩的全过程。