贵州省黔美基础工程公司 贵州贵阳
摘要:在贵州省内各地区开展的房屋建筑勘察过程中,岩石地基占据了绝大部分,随着房屋层高的增加,地基承载力要求随之提高,因此嵌岩桩基础作为现在房屋基础的主要基础形式。勘察质量及钻孔工作量的大小主要取决于勘探孔的平面布置和深度控制,在实际勘察过程中,房屋建筑工程较多采取“一柱一孔”的布孔方式,此时勘探孔深度的有效控制就成为勘察工作者应该重点考量的问题,达到既能查明场地地质条件满足工程实际需求,又不因钻孔过深造成不必要的浪费。
关键词:嵌岩桩;勘探孔;深度
一、现行规范及标准
目前在贵州省房屋建筑勘察工作中,对于房屋建筑嵌岩桩勘探孔深度控制执行的主要规范有《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)。其主要条款如下:
1、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)规定“勘探孔深度应能控制地基主要受力层,对单独柱基不应小于1.5倍基础宽度,且不应小于5米;高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5~1.0倍的基础宽度,并深入稳定分布的地层”。
2、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)规定“嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于3~5倍桩身设计直径,一般性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于1~3倍桩身设计直径。当持力层较薄时,应有部分钻孔穿持力岩层。在岩溶、断层破碎带地区,应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况,钻孔应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层,进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求”。
3、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)规定:“勘探深度应能控制地基主要受力层,对强风化、极破碎岩体尚应达到变形计算要求的深度。详细勘察勘探深度应符合下列规定:
1)岩体质量等级为Ⅳ-Ⅴ级的场地,一级建筑、20 层或高度 60 米及以上的二级建筑、跨度大于 30 米的单层厂房和仓库、跨度大于 12 米或 6 层及以上的多层厂房或仓库为5D 且不少于 7m,控制性勘探孔加深深度为5m~6m;20 层以下的二级建筑,跨度小于或等于30 米的单层厂房和仓库、跨度小于或等于 12 米或 3 层及以上的多层厂房和仓库为 3D 且不少于 5m,控制性勘探孔加深深度为3m~5m;6 层(含 6 层)以下的三级建筑,跨度小于 24 米的单层厂房或仓库、跨度小于或等于 6 米、楼盖无动荷载的 3 层及以下的多层厂房和仓库为3D 且不少于 3 m,控制性勘探孔加深深度为2m~3m。
2)岩体质量等级为Ⅰ-Ⅲ级场地,一级建筑、20 层或高度 60 米及以上的二级建筑、跨度大于 30 米的单层厂房和仓库、跨度大于 12 米或 6 层及以上的多层厂房或仓库为 5D+1,控制性勘探孔加深深度为5m~6m;20 层以下的二级建筑,跨度小于或等于 30 米的单层厂房和仓库、跨度小于或等于 12 米或 3 层及以上的多层厂房和仓库为3D+1,控制性勘探孔加深深度为2m~3m;6 层(含 6 层)以下的三级建筑,跨度小于 24 米的单层厂房或仓库、跨度小于或等于 6 米、楼盖无动荷载的 3 层及以下的多层厂房和仓库为3D+0.5,控制性勘探孔加深深度为1m~2m”。其中:D为桩墩基底直径;勘探深度自基础底面起算。
二、比较分析
《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)对桩基础详细勘察勘探孔深度定义为3倍桩直径且不小于5米。我们仅按照常用的圆形桩基础进行计算,按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)附录表K.0.3圆形面积上均布荷载作用下附加应力系数与平均附加应力系数查表:当勘察深度达到2.5D(D为桩基础直径,勘探深度自基础底面起算)时,平均附加应力系数为0.341,即勘探深度自基础底面2.5D范围内承担了85%的桩底荷载。当钻孔钻至基础底面以下3D时,查明此范围内的地质条件,如果持力层稳定分布,地基承载力就有了基本保证。
鉴于《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)是国家标准,由于我国地貌极广,地质情况极为复杂,因此规范未进一步细化。
《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)则进一步细化了嵌岩桩的勘探孔深度控制,规定了控制性钻孔达到3~5倍桩身设计直径,一般性钻孔达到1~3倍桩身设计直径;当达到1倍桩身直径时,按照《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)附录表K.0.3圆形面积上均布荷载作用下附加应力系数与平均附加应力系数查表:平均附加应力系数为0.658,即勘探深度自基础底面1D范围内承担了65%的桩底荷载,显然从安全角度出发如果按照1D范围控制嵌岩桩一般性勘探孔存在较大安全隐患。且此规定明显与《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)对详细勘察勘探孔深度要求相违背,对于广大厚土且地层极为稳定地区具有一定的适用性,但是对于贵州等岩溶地区如果在生产实际中按照此规范操作风险极大。但是《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)则细化了岩溶地区的勘探孔深度控制要求。
《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)明确了房屋建筑详细勘察勘探深度(即一般孔勘探深度),同时明确了控制性勘探孔加深深度具体要求。其中对于重要性等级较高的建筑详细勘察勘探孔深度均大于基础底面以下5D,这样保证了桩基础下岩溶的探明率,比《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)对于勘探孔深度的要求有所提高,这样有效的避免了桩基础下岩溶及软弱下卧层的出现,提升了勘察质量。
上述规范在勘探孔深度相关规定中均使用基础底面作为勘探孔深度参照点,而未使用持力层顶面作为参照点。按照《建筑地基基础设计规范》GB50007-2001对于嵌岩桩嵌岩深度的规定,应嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度不宜小于0.5m,因此在实际勘察过程中,勘探孔深度为进入持力层后预估嵌岩深度与规范要求深入基础底面以下勘探孔深度之和。
三、现实意义
通过对现有规范对勘察工作中勘探孔深度要求的对比中,可以发现《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)通过对贵州大量岩土工程勘察的统计总结,针对贵州省勘察实际工作中的具体问题,具有以下现实意义:
1、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)充分采用了控制性钻孔与一般性钻孔相结合的思维,“控制性钻孔”用以查明场区地质构造与地层岩性展布;“一般性钻孔”用以查明地基主要受力层范围内的地基条件。规范明确了房屋建筑详细勘察勘探深度(即一般孔勘探深度),同时明确了控制性勘探孔加深深度具体要求,《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)针对贵州岩溶发育的特点,针对性的将岩溶地基单列一章,对岩溶地基一般规定、勘察、稳定性评价、基础方案设计、地基处理、基础施工检测等做了详细规定,特别是对岩溶地基勘察中岩溶强发育地段增加布孔等提出了具体要求,对岩溶地基控制性钻孔与一般性钻孔的深度也做了明确规定。
这些条文都为岩土勘察从业者在勘察大纲的编写中提供了强有力的支撑依据,同时在总体上提升了勘察安全度,让建设单位及审计单位对于勘察工作量的认定也有了充分依据,对贵州的广大勘察工作者极具现实指导意义。
2、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)将建筑物重要性等级和岩体质量等级因素纳入到详细勘察勘探孔深度控制中来,按照不同建筑物的重要性等级和基岩的岩体质量等级来综合确定勘探孔深度及勘探点间距,这样从源头上避免了勘察单位为了增加工程量故意就高布置钻孔及勘探孔深度从而造成不必要的浪费,增加投资。
参考资料:
1、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009 年版)
2、《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-2008)
3、《贵州建筑岩土工程技术规范》(DBJ52/46-2018)
4、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2001
5、《建筑工程勘察设计常见问题及处理》