GB 51144-2015 煤炭工业矿井建设岩土工程勘察规范
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7 特殊性岩土

7.1 湿陷性土

7.1.1 对不能采取原状土试样做室内湿陷性试验的湿陷性土,应采用现场浸水载荷试验确定其湿陷性。在200kPa压力下浸水载荷试验的附加湿陷量与承压板宽度之比等于或大于0.0.3 的土,应判定为湿陷性土。

7.1.2 湿陷性土岩土工程勘察,除应符合本规范第4章~第6章的规定外,还应符合下列规定:

1 勘探线、点间距应按本规范第4章~第6章的规定取小值,对湿陷性土分布极不均匀的场地还应加密勘探线、点间距;

2 采取原状土试样和进行原位测试的勘探点,应按地貌单元和控制性地段布置,其数量不应少于勘探点总数的2/3,其中取样勘探点数量不宜少于勘探点总数的1/2;探井数量不宜少于取样勘探点总数的1/3,且不应少于3个;

3 控制性勘探点深度应穿透湿陷性土层,并应满足地基处理设计的要求;

4 应查明湿陷性土的年代、成因、类型、分布和其中的夹层、包含物及胶结物的成分与性质;

5 湿陷性碎石土和砂土,宜采用动力触探试验和标准贯入试验确定其力学特性;

6 Ⅰ级土试样应在探井中人工刻取,土试样竖向间距宜为1m,直径不宜小于120mm;在钻孔中取样,应按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025执行;

7 Ⅰ级土试样除应测定一般物理力学性质外,还应进行湿陷性测试;

8 对不能取得Ⅰ级土试样的湿陷性土,应在探井(或探坑)中采用大体积法测定其密度和含水量;

9 对厚度大于3m且需进行浸水载荷试验的湿陷性土,应选择在不同深度进行浸水载荷试验,各试验点间不应受相邻试坑浸水的影响。

7.1.3 湿陷性土应按表7.1.3划分其湿陷程度。

表7.1.3 湿陷程度分类

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注:对能用取土器取得Ⅰ级土试样的湿陷性粉砂、素填土,其试验方法和评定标准可按现行国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》GB 50025执行。

7.1.4 湿陷性土地基受水浸湿至下沉稳定为止的总湿陷量Δs(cm),应按下式计算:

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式中:ΔFSi——第i层土浸水载荷试验的附加湿陷量(cm);

hi——第i层土的厚度(cm),从基础底面算起,初勘时自地面下1.5m算起,ΔFSi/b<0.023的不计入;

β——修正系数(cm-1),承压板面积为0.50m2时,取0.014;承压板面积为0.25m2时,取0.020。

7.1.5 湿陷性土地基的湿陷等级应按表7.1.5 判定。

表7.1.5 湿陷性土地基的湿陷等级

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7.1.6 湿陷性土岩土工程分析与评价,应包括下列内容:

1 湿陷性土的性质、成因、范围及厚度;

2 湿陷程度的划分及湿陷等级的判定;

3 湿陷性土的地基承载力宜采用载荷试验或其他原位测试确定;

4 根据湿陷性土的特征、湿陷等级和当地建筑经验,提出消除地基湿陷性的建议措施;

5 对湿陷性土边坡或基坑,当存在浸水可能时应计及湿陷性土本身及其下伏基岩接触面强度降低的因素。

7.2 矸石填土

7.2.1 矸石填土岩土工程勘察应符合下列规定:

1 应了解地形和地貌变迁及矸石填土的来源,并应查明堆填方式与堆积时间;

2 应查明矸石填土的分布、厚度、颗粒级配、均匀性、压实性和湿陷性;

3 应查明矸石填土中煤块、煤粉和煤矸石的含量;

4 应了解煤矸石的自燃与风化情况,并应查明煤矸石自燃后的烧结物性质。

7.2.2 矸石填土岩土工程勘察应在工程地质调查的基础上,按本规范第4章~第6章的有关规定加密勘探线、点间距,并应查明矸石填土下的坑、塘或沟谷形态与范围及其下伏岩土体的性质与水文地质条件。

7.2.3 矸石填土岩土工程勘察宜采用钻探、物探及动力触探等综合勘察手段,并应符合下列规定:

1 对分布范围小且厚度小的矸石填土,在确保安全的前提下可采用坑探或井探;

2 对分布范围大且厚度大的矸石填土,宜采用工程物探,并应进行钻孔波速测试;

3 勘探孔深度应穿透矸石填土,进入下伏原始地层2m~5m,当需对矸石填土下部的原始地层进行勘察时,其勘探孔深度应满足分析与评价的要求。

7.2.4 矸石填土的承载力可采用原位测试方法,并应结合当地经验确定;煤矸石填土的长期稳定性可通过含煤成分与含量分析及燃烧试验等方法确定;对自燃的煤矸石填土应进行温度及有害气体的专门测试。

7.2.5 矸石填土岩土工程分析与评价应符合下列规定:

1 应确定矸石填土的物质组成、分布和堆填时间,并应判定其均匀性、压实性及风化程度;

2 对大面积分布的矸石填土,宜按其在水平与垂直方向上强度与变形的差异进行分区与分层;

3 应根据工程需要,对矸石填土作为天然地基的适宜性与稳定性进行评价,必要时应提出加固处理的建议;

4 对煤矸石填土,应分析煤矸石的自燃性及长期稳定性;

5 应评价矸石填土及地下水的腐蚀性,并应分析矸石填土对原地表水径流与排泄的影响;

6 当矸石填土底面的天然坡度大于20%,且存在自由活动的空间时,应验算其整体稳定性。

7.3 人工冻融土

7.3.1 人工冻融土勘察前应收集冻结法设计及施工资料,应包括冻结起止时间、冻结孔的平面布置、间距、深度、温度测量及冻结孔的回填等。

7.3.2 冻结法施工试验的勘察工作可采用温度测量或钻探取芯法,宜在冻结孔(或区)垂直方向的两侧布置两条勘探线,温测或勘探孔的水平间距宜为1.0m。可采取单孔不同深度间断测温或连续取芯工艺判别各深度段及各岩土层的冻结效果。

7.3.3 冻结效果的勘察可在冻结区内、外布置测温孔,应量测地层的温度,并应鉴别其冻结效果。

7.3.4 人工冻融土岩土工程勘察应查明冻融区范围及冻融土性质,除应符合本规范第4章的规定外,还应符合下列规定:

1 宜采用钻探取样、静力触探、标准贯入、旁压试验及波速测试等多种勘察、测试手段进行勘察,同时应在非冻结区布置勘探、测试孔进行对比;

2 井筒冻融区的勘探点宜以井筒为中心呈辐射状对称布置,间距宜为5m~10m,且不宜少于8个;

3 控制性勘探孔深度应满足地面建筑工程地基基础稳定性及变形验算的要求;对深厚岩土层,当勘察等级为甲级时,宜穿透冻结层进入下伏稳定岩土层;

4 冻融区内每一主要土层的原状土试样数量和原位测试数据,均不应少于8件(组),对连续的静力触探或动力触探均不应少于4个孔;经冻融的风化岩宜进行旁压或载荷试验,试验点数量不应少于3个,采取岩样的数量不应少于10件;

5 岩土试样应及时封装,应采取保温及防止水分流失的措施,并应及时试验;

6 勘察过程中应随时量测冻融区岩土试样的温度,并应判定岩土层的融化程度。

7.3.5 井筒非冻结区的勘察除应符合本规范第4章外,在冻融区与非冻结区的邻近区段,还宜按本规范第7.3.4 条第1款的规定布置对比勘探工作,并应避开冻融区与非冻结区的分界线。

7.3.6 勘察成果应分别提供冻融区和非冻结区各土层的物理力学性质指标和原位测试资料,并应采用对比的方法评价人工冻融土的性质。当有特殊要求时,可对人工冻融土进行不同时间段的多次勘察。

7.3.7 当完全解冻的人工冻融土作为天然地基持力层时,宜进行载荷试验,且勘察报告提供的地基承载力建议值宜低于载荷试验结果;对未完全解冻的人工冻融土,承载力的确定应计及人工冻融土完全解冻后对强度及变形的影响。

7.4 红黏土

7.4.1 红黏土岩土工程勘察应收集当地水文气象及区域红黏土资料,并应了解红黏土的工程建设经验,还应查明其分布状态、裂隙发育特征及地基的稳定性与均匀性。

7.4.2 红黏土的状态除应按液性指数判别外,也可按表7.4.2 中的含水比划分,含水比αw应按下式计算:

αw=w/w L   (7.4.2)

式中:w——含水量,含水率;

wL——液限。

表7.4.2 红黏土状态划分

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7.4.3 红黏土的结构可按表7.4.3划分。

表7.4.3 红黏土结构划分

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7.4.4 红黏土的复浸水特性可按表7.4.4划分,液塑比Ir和界限液塑比Ir'应按下列公式计算:

Ir=wL/w P   (7.4.4-1)

I r'=1.4+0.0066wL   (7.4.4-2)

式中:wP——液限。

表7.4.4 红黏土的复浸水特性划分

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7.4.5 红黏土岩土工程勘察除应符合一般黏性土的勘察要求外,还应符合下列规定:

1 应查明红黏土的类型、分布、厚度、物质组成、土性特征及其差异性;

2 应查明岩溶发育程度及与红黏土厚度、状态的变化关系;

3 应查明红黏土的物理力学性质、膨胀与收缩性及地基承载力;

4 应了解地表水渗漏情况,并应查明地下水类型、分布及水位变化情况;

5 应查明滑坡、土洞、岩溶等不良地质作用的发育情况;

6 应查明下伏基岩面的坡度变化,并应分析红黏土的稳定性。

7.4.6 红黏土地区工程地质调查与测绘除应符合本规范第10章外,还应符合下列规定:

1 调查与测绘范围宜超出建设工程100m~200m的范围,并应满足建设工程分析与评价的要求;

2 应调查母岩性质、岩溶发育情况、区域红黏土分布状态、红黏土滑坡或工程事故处理经验;

3 在岩石露头、地层界线、地下水露头、原生红黏土与次生红黏土的界线、裂隙发育的代表性地段、滑坡、土洞等位置,应布置测绘点。

7.4.7 红黏土地区岩土工程勘察,应符合下列规定:

1 应采用挖探、钻探、物探、触探等多种勘察手段,红黏土的钻探宜采用干钻,红黏土地裂缝的勘探应采用挖探;

2 红黏土地基应根据本规范第4章~第6章的规定,按复杂地基布置勘探点,当采用端承桩或下伏基岩面变化大时,应加密勘探点;

3 一般性勘探孔深度应钻透红黏土层,控制性勘探孔应进入中等风化岩层或稳定土层,勘察等级为甲级的建设工程,其勘探孔均应进入中等风化岩层或稳定土层;

4 基岩顶面起伏变化大或有土洞发育的地段,宜进行工程物探;

5 采取原状土试样和进行原位测试的勘探点数量不应少于勘探点总数的2/3,其中取样勘探点数量不应少于勘探点总数的1/2,竖向取样间距宜为1.0m~1.5m。

7.4.8 原位测试和室内试验方法,应根据红黏土分布及建设工程类型确定,并应符合下列规定:

1 现场可进行旁压试验、标准贯入试验、扁铲侧胀试验等原位测试;

2确定地基承载力时应计及土体裂隙发育特征及复浸水后对土体强度的影响,并应结合地区经验;

3 对裂隙发育的红黏土应进行三轴剪切或无侧限抗压强度试验,必要时还应进行收缩试验和复浸水试验;

4 建设工程需要时应进行水文地质测试与试验。