高層建筑巖土工程勘察規(guī)程執(zhí)行中的問題(張曠成)2008、9

1、1高規(guī)4.2.4條的第一款，一般性勘探孔的深度應進入“預計樁端持力層”或“預計最大樁端入土深度以下不小于3m”兩者深度不一致？ n解答：（1）此條對摩擦型樁的規(guī)定，而摩擦型樁有兩類：一為摩擦樁，一為端承摩擦樁，前者完全按樁長控制，即“預計最大樁端入土深度”；而端承摩擦樁，則為“預計樁端持力層”的問題。兩者是可能不一致，假若勘察前不知道是哪一種摩擦型樁，就應滿足深者。n（2）有關3m值的具體規(guī)定，是因樁端不能只達持力層的表面，而應達持力層的臨界深度。臨界深度的經(jīng)驗值詳見4.2.4和4.2.3-1條文說明。2 8.4.1條，復合地基“對勘察等級為甲級的高層建筑擬采用復合地基方案時，須進行專門研究，

2、并經(jīng)充分論證”。論證的內(nèi)容、注意事項、由誰組織論證？論證結(jié)果是否可作為設計依據(jù)？權威性、合法性如何認可？n解答：本規(guī)程出于慎重、嚴謹，首先明確復合地基適用于3.0.1條所規(guī)定的“勘察等級為乙級的高層建筑”。由于甲級高層建筑的復雜性，未列入本規(guī)程的適用范圍之內(nèi)，若甲級高層建筑要采用復合地基必須進行專門研究，并經(jīng)充分論證。n（1）論證的內(nèi)容，注意事項：n主要是復合地基承載力和變形兩大主要問題能否滿足要求？n再者是高層建筑主樓與裙房之間的差異沉降如何處理？ （2）由誰組織論證，論證結(jié)果是否可作為設計依據(jù)？其權威性、合法性如何認可？n一般由設計院提出，由建設方組織專家論證，所提意見，并非設計法人一定要

3、全部采納，最后的決定權還是設計人。另該條的“并經(jīng)充分論證”也可以是設計單位本身自己組織本院專家論證。 3規(guī)范8.6.2條，場地抗浮設防水位的綜合確定問題。上層滯水和城市內(nèi)澇引發(fā)地下水位局部、臨時上升，在確定抗浮設防水位如何考慮？ n（1）“場地坑浮設防水位”的提法，有不同意見 n 建筑抗浮設防水位應是建筑基礎底板所在地下水層的最高水位；n 由于在多層地下水場地可能多個建筑物，而這些建筑工程中有自己的基礎埋深，可能涉及不同地下水層，而有不同的抗浮設防水位，因此，并不存在統(tǒng)一的“場地抗浮設防水位”。 本人個人意見(并非規(guī)范組的統(tǒng)一意見 )n 場地抗浮設防水位，應從較大范圍的整個場地來考慮而不是以某

4、個場地有不同建筑基礎埋深，就有多個抗浮水位。 n在多層地下水條件下，應當首先弄清各層地下水的最高水位。 n場地抗浮設防水位應是各含水層最高水位之最高者。 n場地的最高水位與基礎埋深無關，只是計算浮力才涉及基礎埋深。 n1.當基礎底面處于潛水位層下h處時（圖1a），基礎底面所受之揚力為Pw hn2.當基礎底面處于層相對不透水層頂面下h處時（圖1b），P（h1+h）kwn3.當基礎底面處于層間潛水層層頂下h處（圖1c），Phwn4.當基礎底面處于相對隔水層頂面下h處時（圖1d）， P（h+h3）k1w（Hh4+h）k2w，這里，假設從層底向下即向上貫通的空隙不是同一空隙，前者的空隙為k1，后者的空

5、隙為k2，且k1k2k（當取n為k時，k1k2=n）以策安全。此時，P（h+h3）k1w（Hh4+h）k2w n5.當基礎底面處于承壓水層頂面下H處時（圖1e），P（H+h）w，即不考慮上部靜水壓力作用。（2）關于“上層滯水” 的理解和認識: na 它處于包氣帶中，有可能是處于非飽和土中，它直接與大氣相通，是地表水和地下水相互轉(zhuǎn)化的過渡帶；nb 它是局部隔水層弱透水層上積聚的重力水，因而并沒有明確的含水層；nc 它雖然具有自由水面，但受局部隔水層所支配，在整個場地往往不具備連續(xù)的自由水面，所量得的水位可能是高低不同；nd 由于上層滯水是處于包氣帶之中，因而其水壓力總是小于大氣壓力；ne 受氣候

6、變化影響，具有季節(jié)性和暫時性。 從上述上層滯水的定義和從理論上來看，上層滯水是可不考慮浮力的。 n李廣信教授在“浮力計算與粘土中的有效應力原理”（巖土工程技術2003年第2期）一文中對滯水與浮力作了較詳細的論述。認為：在許多城市中上部粘土層中的地下水位往往以滯水形態(tài)存在。它可能由天然降水和管道漏水等原因所形成。如圖1所示：圖1 滯水和潛水中土的孔壓與浮力 但在實際工程中，上層滯水問題是復雜的。 n廣東省佛山市新城區(qū)有一條東西向的下穿式隧道，全長590m，在距隧道側(cè)邊30m左右有一條河，隧道下的砂層與河床下的砂層相通。該隧道主體工程已完成。路面尚未鋪設，連續(xù)暴雨一直水位陡漲，導致東、西兩側(cè)的引道

7、上浮，東側(cè)引道最大上浮29.5cm，西側(cè)最大上浮7.4cm。后采取壓重1756.4cm的砼和底板注漿處理。原設計抗浮設防水位高程取4.0m，修復設計引道U形槽改取為4.7m，或天然地面下0.5m，框架結(jié)構隧道段抗浮設防水位（即最高水位）即按6.0m設計。 n在高規(guī)的征求意見第一稿中，曾提出確定抗浮設防水位及浮力計算不考慮“上層滯水”，但后來北京地區(qū)有的專家提出，在北京有的上層滯水分布面積很大，遍布整個場地，不考慮可能不行，后來考慮上層滯水的復雜性，將此條取消。 4 關于標貫成果、靜探成果確定預制樁、預應力管樁的設計參數(shù)時，用標貫成果對粘性土、粉土確定側(cè)阻力qs與靜探確定的側(cè)阻力qs差別較大。

8、n解答：（1）考慮標準貫入試驗在國內(nèi)應用廣泛，特別是廣東省應用較廣，對一些含礫粘性土和砂土中，靜力觸探有困難時，用標貫或動力觸探是一個好的手段。高規(guī)根據(jù)廣東省標準大直徑錘擊沉管混凝土管注樁技術規(guī)程DBJ/T15-17-96等資料，提出了附錄D，用標準貫入試驗成果估算單樁豎向極限承載力的兩張表，該表的基礎是47根打入式預應力管樁或預制樁靜載試驗對比獲得總的極限側(cè)限力（按試樁的p-s曲線取37mm所對應荷載作為總的極限側(cè)阻力）、極限端阻力、單樁極限承載力。實測值/計算值比值的標準值分別為0.983、1.111和1.042說明總的來看是可行的。詳見8.3.11條文說明。（2）用實測標貫擊數(shù)N與粘性土

9、狀態(tài)（堅硬、硬塑、硬可塑、軟可塑、軟塑、流塑）的關系是根據(jù)工程地質(zhì)手冊第三版P238的N（手）與粘性土液性指數(shù)IL的關系經(jīng)調(diào)整獲得的 N（手）35N（機）30IL11-0.750.75-0.500.50-0.250.25-00土的狀態(tài)流塑軟塑軟可塑硬可塑硬塑堅硬N（手）與粘性土IL的關系 表1原表注：1、適用于沖積、洪積的一般性粘性土。 2、N（手）是用于手拉繩方式測得，N（機）是自動落錘方法測得, 后者較前者為低。 3、換算關系為 N（手） =0.74+1.12 N（機），適用范圍2 N（機）23表中N（機）是根據(jù)原表注3換算得出，即N（機）= 12. 174. 0手N（3）、經(jīng)試算發(fā)現(xiàn)，按

10、高規(guī)附表D.0.1-1極限側(cè)阻力qsis中，按實測標貫擊數(shù)N對粘性土極限側(cè)阻力的分檔所算得的極限側(cè)阻力偏低很多，尤其是修定后的建筑樁基技術規(guī)范JGJ94-2008的極限側(cè)阻力又有所提高。經(jīng)初步論證分析建議調(diào)整如下表：液 性 指 數(shù)IL狀態(tài)標 貫 擊 數(shù)N建議調(diào)整的qsuk現(xiàn)行94樁規(guī)按IL確定的qsu1-1.5流塑1-210-2021-361-0.75軟塑2-420-4036-500.75-0.50軟可塑4-640-6550-660.50-0.25硬可塑6-1265-8066-820.25-0硬塑12-2380-10082-912391-101粘性土按標貫N與極限側(cè)阻力標準值qsis對比（預制

11、樁） 表2 表中未包括淤泥及淤泥質(zhì)土，其值亦需調(diào)整，初步建議，對淤泥和淤泥質(zhì)土不再以N值分檔，按現(xiàn)行樁規(guī)直接提qsuk值。現(xiàn)隨機抽出三個工程6組一般粘性土既作了土分析，又作了標貫試驗的IL和N標準值，嚴格按插入法，求出以現(xiàn)行樁基規(guī)范，高規(guī)表D.0.1-1，調(diào)整后狀態(tài)分擋和極限側(cè)阻力qsuk，并附了原勘察報告最后建議的qs值2，以資對比如表3粘性土IL按和按N值所得極限側(cè)阻力對比 表3 注：1、n1為物性指標的頻數(shù)，n2為標貫N的頻數(shù)，均為標準值。 2、原報告所提qs均為特征值，乘以2后，變?yōu)闃O限值。從表3的對比可以出： n按高規(guī)表D.0.1-1所求得極限側(cè)阻力qsuk較按現(xiàn)行樁基規(guī)范以IL所示

12、得的qsuk普遍偏低，有的偏低很多，需要修改；n按本人初步建議N值狀態(tài)分檔及相應qsuk（表2）與現(xiàn)行樁基規(guī)范所示得qsuk基本接近，但還需更多資料加以校核；n目前勘察報告所提側(cè)阻力建議值，普遍偏低，值得注意；n第5組系淤泥質(zhì)粘土，若按淤泥質(zhì)土查表D.0.1為1826kpa. (4) 關于粉土的側(cè)阻力，按現(xiàn)行勘察規(guī)范或樁基規(guī)范，均是以孔隙e來劃分密實度，由于粉土取土保持原狀困難，現(xiàn)行廣東省地基規(guī)范DBJ15-31-2003規(guī)定，按標準貫入試驗擊數(shù)N劃分密實度，劃分標準極限側(cè)阻力對照如下表1 JGJ 94-942 JBJ15-31-20033 GJ72-20044 BJ/T15-17-96密實度

13、劃分qsukNqsuk=2qsNqsukNqsuk=2qs松散N52-416-24稍密e0.9(26-46)N51022-445-1020-404-724-4022-44中密0.75e0.9(46-66)N51544-6410-1540-607-1840-7042-64密實e1564-8615-3060-8064-8530-5080-100有關規(guī)范粉土密實度劃分標準及極限側(cè)阻力對照表 表4 注：1、建筑樁基技術規(guī)范 2、廣東省標建筑地基技術規(guī)范 3、高層建筑巖土工程勘察規(guī)程。4 廣東省標準 大直徑錘擊沉管混凝土灌注樁技術規(guī)程。 5、 表中qsuk帶有括號者為修定后的建筑樁基規(guī)范JGJ94-20

14、08的數(shù)值。n從表4可看出,標準1對粉土密實度分三檔提出相應極限承載力,表中2、3、4三本標準按實測標貫擊數(shù)劃分為三檔所規(guī)定的qsuk與標準1基本一致。而按標貫實測擊數(shù)N劃分粉土密實度的標準，2、3標準相同，標準4有所不同，現(xiàn)以一個工程實例來驗證分析，見表5 粉土按e和按N所得極限側(cè)阻力對比 表5注：表中土的物理力學指標中，除與Ip為平均值外，其余均為標準值初步建議按標貫實測擊數(shù)劃分粉土密實度和極限側(cè)阻力的標準修定如下表： 密實度劃分Nqsuk稍密e0.91-425-45中密0.75e0.94-745-65密實e30Mpa，介于二者之間可內(nèi)插取值。（3）現(xiàn)設定樁徑d=2.0m，以高規(guī)和樁規(guī)兩種

15、方法進行對比：n按高規(guī)計算時Quk=urqsrhr+qprApn當frk=5Mpa時，查表qsir=300kPa qpk=3000 kPan當frk=15Mpa時，查表qsir=800kPa qpk=9000 kPan當frk=30Mpa時，查表qsir=1200kPa qpk=1800 kPan按樁規(guī)計算時，按上述簡比后的公式Qrk=frk d2/4rn對比計算如表8frk=5MPa樁規(guī)hr/d0.512345678Quk125561492318535212062324824662256042607526704高規(guī)hr1246810121416Q，uk11310131951696520735

16、2450528275320453581539585Quk/ Q，uk1.1111.1311.0931.0230.9490.8720.7990.7280.675frk=15MPa樁規(guī)hr/d0.512345678Quk376994476855606636176974473985768127822680111高規(guī)hr1246810121416Q，uk3330138327483805843368486785388859198644108697Quk/ Q，uk1.1321.1681.1491.0891.0180.9420.8670.7930.737frk=30MPa樁規(guī)hr/d0.51234Quk5

17、183656549848239424898018高規(guī)hr12468Q，uk640887162886707101786116867Quk/ Q，uk0.8090.7890.9780.9260.839樁規(guī)與高規(guī)當d=2.0m時Quk計算對比 表86 表3.0.1中甲級高層建筑30層以上，是指地面以上30層，還是包含地下室的層數(shù)？高低層連體建筑，設后澆帶的建筑是否是連體建筑；高低層層數(shù)差，高層與純地下車庫只設后澆帶是否要考慮？n解答：表3.0.1中甲級勘察等級的1、2、3款均是引用現(xiàn)行國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB5007-2002的1、2、4款，按我的理解作如下解答；n（1）按GB50007-2

18、002表5.3.4注3，Hg為自室外地面起算的建筑高度，30層以上的高層建筑，應是指地面以上的層數(shù)，不包括地下室層數(shù)。n（2）按GB50007-2002、8.4.15條第2款，“當高層建筑與相連的裙房之間不設沉降縫時，宜在裙房一側(cè)設置后澆帶，后澆帶宜設在距主樓邊柱的第二跨內(nèi)”。設后澆帶的建筑應算連體建筑。n（3）層數(shù)相差超過10層的高低層的高低層連成一體建筑物，是指地面以上建筑層數(shù)相差超過10層。但假若純地下車庫的基礎底板與高層建筑基礎底板連在一起，此時可將純地下車庫看成“零層”為避免差異沉降，需設后澆帶，此應屬此條范圍。當然若純地下車庫與高層建筑基礎底板沒有連在一起，則不屬此條范圍。 7規(guī)范

19、8.3.2條第4款對沉（成）可能性評價，是否有量化的評價方法；因為這條是黑體字，屬強制性條文，一般勘察單位很難有效、正確的評價。 n解答：“沉樁”系指打入或壓入的預制樁（包括預應力管樁），“成樁”系指灌注樁。n（1）關于預制樁沉樁可能性的評價在條文說明中附了一張表18錘重選擇系數(shù)表，可供評價沉樁可能性的參考。n（2）關于灌注樁成樁可能性的評價，主要是指有軟弱的流塑或流動狀淤泥、淤泥質(zhì)土造成鉆孔灌注樁縮徑和成樁困難，甚至不可能成樁；n另在深圳花崗巖地區(qū)有“風化球”對鉆孔灌注樁及打入、壓入預制樁造成困難。n（3）成樁、沉樁可能性的判斷的確比較困難、復雜、沒有定型、定量的判斷模式，但只有我們勘察人員

20、最了解地下情況，故應由勘察人員對此作出判斷。n（4）由于沉樁可能性評價比較復雜有時難以判斷，高規(guī)8.3.6條規(guī)定：“當無法準確判斷時，”宜在工程樁施工前進行沉樁試驗，根據(jù)試驗結(jié)果評定沉樁可能性。 8規(guī)范8.2.7條條文說明第4款，多層地下水時的土層重度計算問題。如果一律按表層地下水考慮，計算的地基承載力可能偏小，地基沉降偏大，造成結(jié)論不合理，是否可以舉例說明。 n解答：在附錄A 天然地基極限承載力估算，A.0.1條天然地基極限承載力的估算公式為：fu= Nrrb+ Nqq0d+NccCk中，對式中0、的解釋，分別為基底以上和基底組合持力層的土休平均重力密度；位于地下水位以下且不屬于隔水層的土層取浮重力密度；當基底土層位于地下水位以下，但屬于隔水層時，可取天然重力密度；如基底以上的地下水與基底高程處的地下水之間有隔水層，基底以上土層在計算0時，可取天然重力密度。n若用天然重度時,顯然fu值較按浮重度計算為高。由于計算沉降是按附加壓力p0計算，而p0=p-r0d，r0取值越大，p0越小，計算沉降越小。9規(guī)范8.2.7條條文說明第4款，多層土組合選