DB41T 2193-2021 水利工程膨胀土勘察规程VIP

41I 2 5 6 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定1水利工程膨胀土勘察规程GB50112膨胀土地区建筑技术GB50487水利水电工程地质勘2大气影响特别显著的深度，一般0m～2m。4基本规定4.1一般规定4.1.1膨胀土应根据场地的工程地质特征和土的自由膨胀率等工程特性指标综合判定。必要时，还应阳离子交换量，蒙脱石含量和阳离子交换量与土的自由膨胀率的相关4.1.2膨胀土地区水利工程地质勘察可分为规划阶段、可行性研究阶段、初步设计阶段和施工详图设4.2膨胀土的判别与分类4.2.1膨胀土的判别分为初判和详判：a)初判应在地貌、成因类型的基础上，根据现场土体颜色光泽、结构、胀缩变形、裂隙发育等b)详判应充分结合场地的工程地质特征、膨胀土的工程特性指标，对场地膨胀土进行膨胀潜势34.2.2场地具有下列环境地质和工程地质特征，且土的自由膨胀率大于等于40%的黏性土，应初判为a)多出露于二级或二级以上的阶地、山前和盆地边缘的丘陵地带。地形较平缓，无明显自然陡b)土质颗粒细腻，有滑感，土内常夹含钙质结核和铁锰质结核，呈零星分布，偶尔富集成层。c)土体结构呈棱形土块常具有胀缩性，棱形土块越小，胀缩性越强。土体内斜交裂隙越发育，壁易发生坍塌等现象，旱季常出现剥落，雨季则出现表面e)膨胀土场地旱季常出现有地裂缝，长可达数十米；受损建筑物多呈“倒八字”、“4.2.3根据地层年代、成因类型，膨胀土主要分为以下四类：常夹杂有灰白、灰绿色条带或斑块；分布于丘陵、盆地边缘、岗地和山前冲洪积、坡洪积裙c)C类：第四系下更新统（Q1）湖相沉积和冰水沉积黏土，棕红、紫红、灰绿、灰白色及以上组合的杂色，常夹杂有灰白、灰绿色条带或斑块；分布于a)膨胀潜势分类应结合施工开挖现场，根据岩性、颜色、结构、裂隙特征、裂隙发育密度、失c)膨胀土地基应根据地基胀缩变形对水工建筑物的影响程度进行评价，地基的胀缩等级应根据4.3规划阶段4.3.2规划阶段勘察应了解膨胀土的分布，结合规划选址，分析拟建场址的稳定性和适宜性。勘察应b)了解当地的气象资料和水文地质条件；c)调查场地内有无滑坡、地裂缝、小冲沟等地质作用；d)调查当地工程经验和建筑物使用状况，4.4可行性研究4胀力试验、自由膨胀率试验，初步判定场地内有无膨胀土及其膨胀潜4.4.2可行性研究阶段勘察应初步查明膨胀土的分布及工程特性，结合工程布置，对拟建场址的稳定b)收集当地的气象资料，包括降水量、蒸发力、干旱和降水持续时间以及气温、地温等，初步c)调查场地内有无浅层滑坡、地裂缝、小冲沟等物理地质现象，初步查明其性质、特征、分布d)调查地表水集聚、排泄情况，以及地下水类型、水位及其变化幅度；e)调查当地工程经验和建筑物的使用状况，对已开裂破坏的建筑物的损坏特点和原因进行研究f)初步预估拟建工程在施工和使用过程中对环境地质的影响；g)釆取原状土样进行室内基本物理力学性质试验、膨胀力试验、自由膨胀率试验，初步查明场4.4.3可行性研究阶段原位测试、取样、试验、勘探点布置及深度应符合GB50487、SL386和4.5初步设计4.5.1初步设计阶段勘察应查明膨胀土层分布及其物理力学性质，确定膨胀土类型、膨胀潜势和地基a)当工程地质条件复杂且已有资料不满足设计要求时，应进行工程地质测绘，所用比例尺应采b)查明膨胀土场地内滑坡、地裂等物理地质现象，并评价其危害程度；d)利用探井（坑、槽）、钻孔查明膨胀土体中裂隙产状、密度、长度、张开度、充填物、地下e)查明膨胀土场地地下水的类型、水位及其变化幅度，大气影响带土层中含水率的变化规律。a)在地形变化、地貌单元交接处和地层岩性差异较大处，均应布置勘探点；小于当地大气影响深度且层面起伏较大的地段、滑坡地段应c)勘探点深度，除应满足基础埋深和附加应力的影响深度外，还应超过大气影响深度，且控制4.6施工详图设计54.6.1施工详图设计阶段工程地质勘察应在初步设计阶段基础上复核、检验前期勘察的地质资料与结a)进行施工地质编录、测绘和地质巡视；b)收集、分析、整理施工开挖所揭露的地质条件，检验前期勘察成果，必要时，进一步复核、c)结合土体裂隙的发育程度，裂隙的优势结构面方向，复核渠道及建筑物土岩体的膨胀性及膨d)收集设计资料，了解设计意图，针对设计方案及膨胀土岩特性提出处理建议；f)对可能出现的不良工程地质问题及时进行预测和预报，对已揭露的不良工程地质问题的处理4.6.3施工详图设计阶段工程地质勘察应编制施工地质工作技术要求，进行地质巡视、地质观测、取样、试验及专项勘察、地质编录，编发施工地质简报，对膨胀土处理措施提出建议。5.1一般规定5.1.1膨胀土场地工程地质测绘和调查的内容应根据勘察阶段和地形、地貌复杂程度综合确定，测绘和调查的成果应作为勘察纲要编制和工程地质评价的基5.1.2井（坑、槽）探、钻探、取样、原位测试和室内试验的适用范围、方法和有关要求，应5.1.3膨胀土场地钻探时禁止向孔内注水，取原状土样的钻孔禁止采用振动、冲击钻进，土试样应保持天然湿度和天然结构；钻孔结束后，除水文地质观测孔外，均应5.2工程地质测绘与调查5.2.1工程地质测绘与调查应包括下列内容：a)调查微地貌、地形形态及其演变特征，划分地b)收集当地的气象资料，包括降水量、蒸发力、干旱和降水过程以及气温、地温等，了解其变c)调查场地内土岩膨胀引起的浅层滑坡、地裂缝、小冲沟等物理地质现象，初步查明其性质、），f)调查地表水集聚、排泄情况，以及地下水类型、水位及其变化幅度；大气影响带内含水率的g)调查当地工程经验和建筑物使用状况、建筑物结构类型、基础形式和埋深，建筑物的损坏部h)调查当地天然及人工植被的分布和灌溉方式。65.2.2膨胀土场地工程地质测绘与调查的比例尺应符合下列规定：c)条件复杂时，比例尺适当放大；对工程有重要影响的地质单元体，采用扩大比例尺表示。5.3勘探、取样与原位测试5.3.1根据地层、勘探深度及场地现状，分别采用钻探、井（坑、槽）探等勘探方法。细编录膨胀土颜色、节理裂隙、结构特征等，并应绘制5.3.3岩土试样的采取方法应结合地层条件、岩土试验5.3.4钻探时，不得向孔内注水。应采取可靠方法量测地下水位。5.3.5原位测试方法应根据岩土条件、设计对参数的需要和测试方法的适用性等因素综合确定。a)一般应包括常规物理力学指标、自由膨胀率、一定压力下的膨胀率、膨胀力、收缩系数等工b)计算在荷载作用下的地基膨胀量时，应测定土样在自重与附加压力之和作用下的膨胀率；c)对各向异性的膨胀土，应测定其不同方向的膨胀率、膨胀力和收缩系数；d)重要的和有特殊要求的工程场地，应进行现场浸水载荷试验、剪切试验或旁压试验。6.1.3对于大型水利工程中地质条件复杂、稳定性较差且对工程安全有影响的膨胀土边坡，应在勘察6.2.1自由膨胀率试验应符合GB/T50123的规定。膨胀土的自由膨胀率7δef=×100···············································δef——自由膨胀率，%；vwe——土样在水中膨胀稳定后的体积，单位为毫升（mL）；v0——土样初始体积，即量土杯体积，单位为毫升（mL6.2.2膨胀率试验应符合GB/T50123的规定。某级荷载下膨胀土的膨胀率应按式（2）计算：δep=×100··············································δep——压力p作用下的膨胀率，%；Zw1——压力p作用下变形稳定后的量表读数，单位为毫米（mmZw2——压力p作用下膨胀稳定后的量表读数，单位为毫米（mm6.2.4收缩系数试验应符合GB/T50123的规定。膨胀土的收缩系数应按式（3）计算：·····················································λs——收缩系数；Δw——相应于∆δst两点含水率之差，%。6.2.5膨胀土场地除提供相关设计参数外，还应提供地基湿度系数、大气影响深度和大气影响急6.2.6地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、结合工程实践经验等方法综合确定，并应符b)一般建（构）筑物或工程设施的地基承载力应根据饱和状态下三轴不固结不排水剪切（UU）c)已有大量试验资料和工程经验的地区，可按当地经验确定。6.2.7在分析膨胀土稳定性计算采用的膨胀土体的抗剪强度指标应充分考虑膨胀土体试样的结构、尺b)膨胀土内的长大裂隙、一般裂隙密度组合效应；c)工程运行期间长期浸水或干湿交替环境的影响。a)表面风化层应采用干湿循环试验确定；b)地下水位以上或坡面及时封闭、无雨水、无地表水渗入，应采用非浸水条件下的直剪仪慢剪c)地下水位以下或坡面无封闭、有雨水、地表水渗入，应采用浸水条件下的直剪仪慢剪试验确86.3.1场地评价应查明地形地貌条件、膨胀土的分布，并应根据工程地质特征及土的膨胀潜势和地基6.3.3膨胀土边坡破坏形式主要有浅表层胀缩变形（土溜、土爬）破坏和结构面控制的较深层膨胀土6.3.4膨胀土边坡和坡地场地上的建筑物地基稳定性，应按下列规定进行验a)分布有中强膨胀土、稳定性受结构面控制的边坡应采用折线滑动法验算；弱膨胀土边坡中无6.3.6平坦场地上的建筑物，以基础埋深为主要防治措施时，基础最小埋深不应小于大气影响急剧层d——基础埋置深度，单位为米（m）；ds——大气影响深度，单位为米（mβ——设计斜坡坡角，单位为度(°);lp——基础外边缘至坡肩的水平距离，单位为米（6.3.8膨胀土地基变形量，按下列变形特征分别9在使用期间，经常有水浸湿的地基，可按膨胀变形量计Se=ψe∑1δepi∙ℎi···········································Se——地基土的膨胀变形量，单位为毫米（mmδepi——基础底面下第i层土在平均自重压力与对应于荷载效应准永久组合时的平均附加压力之和），ℎi——第i层土的计算厚度，单位为毫米（mmn——基础底面至计算深度内所划分的土层数，膨胀变形计算深度，应根据大气影响深度确定，Ss——地基土的收缩变形量，单位为毫米（mmψs——计算收缩变形量的经验系数，应根据当地经验确定，无可依据经验时，低荷载建筑物和λsi——基础底面下第i层土的收缩系数，由室内试验确定；n——基础底面至计算深度内所划分的土层数，收缩变形计算深度Zsn，应根据大气影响深度确定；当有热源影响时，可按热源影响深度确定；在计算深度内有稳定地下水位时，6.3.11收缩变形计算深度内各土层的含水率变化a)一般情况b)地表下4m深∆wi=∆w1−······································∆wi——第i层土的含水率变化值（以小数表示）；）；）；），ses=ψes∑1(δepi+λsi∙Δwi)ℎi···································（10）ses——地基土的胀缩变形量，单位为毫米（mmψes——计算胀缩变形量的经验系数，宜根据当地经验确定，无可依据经验时，低荷载建筑物和三6.4膨胀土变形破坏模式与处理措6.4.1根据大量的野外调查并结合a)浅表层变形破坏，深度一般1m～2m，包括浅表层膨胀土蠕动变形破坏；b)结构面控制型滑坡，滑动破坏深度一般3m～20m；c)坍塌，从成因角度分为坡脚浸水诱发型、坡脚开挖诱发型、块体失稳型三种；d)干裂崩解剥蚀，膨胀土在失水干裂、降水吸水崩解作用下，土体结构破坏，土块尺寸减小，6.4.2膨胀土地基治理或处理措施可根据地基土的胀缩等级、地方材料和施工工艺的可行性等进行技6.4.3膨胀土边坡的处理措施，应结合膨胀土边坡的破坏机理，根据破坏类型、规模、工程的重要性7.1.1调查边坡的地层结构、高度、坡度以及与微地貌的关系；详细记录滑坡体、错落体、崩塌体、7.1.2在初步设计阶段勘察成果基础上，根据开挖揭露的地质条件，复核边坡和建筑物地7.1.3重点查明膨胀土裂隙及软弱结构面、软弱夹层的类型、产状、分布、发育程度、延伸和闭合情7.1.4复核地下水分布、活动状态、水质变化等，分析地下水对边坡的软化和潜蚀作用等，基坑积水情况及其对膨胀土地基强度的影响，对渗控设计提出建议。a)施工开挖进度，形象进度、施工程序、方法、工艺及其对边坡稳定的影响；边坡临时及永久处理措施的实施情况；膨胀土岩边坡坡面防护、防水情况，地表水的分布及排水沟的开挖及b)第四系土层的性状、分布情况及变化趋势，不同土层界面的位置及特征；特别是砂层、卵石层和新近系砂砾岩层的密实情况、含泥量、胶结情况、干湿状态、渗透性，强透水层与膨胀c)膨胀土裂隙发育程度、复核边坡土岩体的膨胀等级，了解膨胀土岩换填厚度、分析工程处理d)地下水的出露位置、出露形式、流量及流土等渗透变形情况，地下水出露部位与微地貌的关e)边坡土体含水率的变化、渗透性和外渗f)边坡出现裂缝的位置，展布特征及变形、失稳情况，与地下水及微地貌的关系、与土体膨胀性及裂隙发育程度的关系，地表水对坡面的d)基坑涌水量及水位，地下水的出露位置、流量和水质，流土等渗透变形情况。b)地基土岩体及边坡滑坡、坍塌、隆起鼓包、蠕滑、回弹、开裂等现象；易风化、易崩解土岩），e)前期地质勘察布置的长期观测孔水位变化情7.2.4施工期地质观测遇到下列情况应增b)非正常开挖之后；a)施工地质编录与测绘，应根据工程开挖面形态、施工进度，随开挖顺序进行；b)开挖面所在地段的地形地貌，开挖面的形态、位置、高程；勘探孔、取样点、试验点、监测c)土的成因类型、形成年代，分层名称、土层特性、层理，分层厚度及分布，特别是有长大裂生物洞穴、人工洞穴、古文化层的位置及范围，植物根系的深度d)膨胀土的膨胀等级进行现场判别，对膨胀土的长大裂隙进行编录，判定土体膨胀等级和边坡稳定性，必要时取样进行膨胀等级的室内试验；对膨胀等级与前期划定的膨胀等级有出入的e)地下水赋存条件，附近水体分布情况、开挖面渗水的位置、流量及流土等渗透变形的范围、f)边坡变形、失稳的类型，位置、几何边界和体积，裂缝出露的位置、形态规模、发展情况；滑坡体的类型、滑面形态、形成条件、失稳原因、位置、坡比、坡高、岩性以及土岩的膨胀性、裂隙发育情况，开挖过程、滑动时间、保护措施，裂缝出露的位置、形态、规模、发展g)开挖、减载，开挖面保护、支挡、截排水、植被保护等处理措施实施情况，调查坡顶截水沟7.3.2地质编录应对下列地质现象和地段进行a)对工程有影响的各类不利地质体和地质现象；b)各种地质问题及施工缺陷的处理情况；7.4.3施工期间遇到下列情况时，应提出专项b)施工引发较严重的环境地质问题需要查明；c)开挖面发生较大规模的地基变形、渗透变形、抗滑稳定、边坡失稳问题等，其范围和危害性d)遇特殊地质体或地质条件出现重大b)开挖面可能变形和失稳的范围、形式、规模、边界、控制因素、发展趋势和危害程度及其稳c)综合分析前期勘察及施工地质成果，提出7.5.2当边坡出现下列现象时，应对现象产生的原因、性质和可能的危害做出分析判断，并及时进行a)底板附近分布强膨胀土；c)坡面揭露长大缓倾角裂隙或缓倾角裂隙密集带；d)坡面分布地下水集中渗流带，地下水出露点及流量突变，出现新的出露点，水质由清变浑，f)边坡上出现裂缝或沉陷，下部隆起、胀裂；坡面开裂、原有裂缝加宽；坡面水沿裂隙很快漏膨胀土自由膨胀率与蒙脱石含量、阳离子交换量的表A.1膨胀土自由膨胀率与蒙脱石含量%%弱中>22>340强分布在河流二级阶黏土。裂隙发育，充填灰白色黏土，含钙质结核， 地棕黄色、黄色、褐黄色粉质黏土、黏土，长大裂裂隙面常充填青灰色黏土或黑色铁锰质薄膜，夹大小不一的钙质结核或富集棕黄色、灰白色黏土、粉质黏土，裂隙中充填较多灰白、灰绿色黏土，长育长大裂隙发育，充填灰白色黏土条带，夹钙质结核灰绿色、紫红色黏土夹灰白色黏土，长大裂隙发N、E灰白、灰绿、棕红、浅棕黄色黏土岩、泥灰质