7。3,地下工程7,3、2 本条根据地下工程的特点规定了在详细勘察阶段需要重点勘察的内容。对其中的第1 2 7、9款分别作以下几点说明。1、地下工程勘察主要包括基坑工程和暗挖隧道工程、除常规岩土物理力学参数外、基床系数。静止侧压力系数、热物理指标和电阻率等是城市轨道交通地下工程设计。施工所需要的重要岩土参数,同时、由于各设计单位的设计习惯和采用的计算软件不同。勘察时应考虑设计单位的设计习惯提供基床系数或地基土的抗力系数比例系数。在城市轨道交通运营期间.行车和乘客会散发出大量的热量，若不及时通风排出.将逐日积蓄热量。在围岩中形成热套,在冻结法施工中也涉及热的置换.为此尚需测定围岩的热物理指标 以作为通风设计和冻结法设计的依据 2.饱和砂层。卵石层 漂石层.人工空洞,污染土、有害气体等对地下工程施工安全影响很大 应予以查明 例如杭州地铁1号线和武汉地铁2号线均在地下施工断面发现有可燃气体.北京地铁9号线的卵石 漂石地层 北京地区的浅层人工空洞等对工程的影响很大.7、抗浮设防水位是很重要的设计参数,但要预测建、构 筑物使用期间水位可能发生的变化和最高水位有时相当困难。它不仅与气候、水文地质等因素有关、有时还涉及地下水开采、上下游水量调配、跨流域调水等复杂因素，故规定应进行专门研究,一般抗浮设防水位的确定方法详见本规范第10，4，2条的条文说明 9.出入口、通道，风井、风道、施工竖井等附属工程一般位于路口或穿越道路，工程周边环境复杂。通道与井交接部位受力复杂,经常发生工程事故，安全风险较高，因此应进行单独勘察评价，7,3.3,表7。3 3所列钻孔间距比原规范规定的严格一些、主要是结合全国各地勘察的实际情况,城市地下工程的复杂性以及设计 施工的要求等进行修订、7，3.4、本条要求勘探点在满足表7.3,3规定间距的基础上。勘探点平面布置还要考虑工程结构特点 场地条件。施工方法,附属结构,特殊部位的要求。2，车站横剖面一般结合通道。出入口,风井的分布情况布设,数量可根据地质条件复杂程度和设计要求进行调整。4，在结构范围内布置钻孔容易导致地下水贯通、给工程施工带来危害。隧道采用单线单洞时，左右线距离大于3倍洞径时采用双排孔布置，左右线距离小于3倍洞径或隧道采用双线单洞时可交叉布点、7、3，5.本条结合车站主体工程的一般宽度和以往全国各城市的勘察经验。给出了勘探孔深度的确定要求,城市轨道交通地下工程受各种因素的制约.埋置深度往往在施工图设计阶段还需进行调整，因此 勘探孔深度比原规范的要求适当加深.7,3.6.本条为强制性条文，必须严格执行,原规范对控制性勘探孔及取样和原位测试的试验孔的数量未作规定,城市轨道交通工程设计年限长、为百年大计工程、且工程复杂，施工难度大.变形控制要求高等 必须有一定数量的控制性钻孔 以及取样及原位测试钻孔以取得满足变形计算。稳定性分析。地下水控制等所需的岩土参数 本条参照现行国家标准、岩土工程勘察规范.GB 50021的相关规定,并考虑到车站工程的钻孔数量比较多.且附属设施需要单独布置钻孔,测试 试验数据数量能满足统计分析要求，将取样和原位测试孔的数量规定为不应少于1，2、区间工程的取样测试孔数量要求严于现行国家标准 岩土工程勘察规范。GB,50021的规定、主要考虑区间工程孔间距较大。钻孔数量较少。因此将取样和原位测试孔的数量规定为不应少于2 3。7，3,7、本条规定的取样和测试的数量主要是考虑城市轨道交通工程为百年大计工程.同时周边的环境条件一般比较复杂、为了提高工程设计的可靠度,减小参数变异风险,将取样或原位测试数量定为不应少于10组.7 3、10 基床系数是城市轨道交通地下工程设计的重要参数，其数值的准确性关系到工程的安全性和经济性、对于没有工程经验积累的地区需要进行现场试验和专题研究，当有成熟地区经验时。可通过原位测试.室内试验结合附录H的经验值综合确定.本次修订对基床系数进行了专题研究.主要成果如下、1，基床系数K的定义与K30试验。基床系数是地基土在外力作用下产生单位变形时所需的应力.也称弹性抗力系数或地基反力系数,一般可表示为。K。P、s。1、式中、K,基床系数。MPa。m,P、地基土所受的应力、MPa,s。地基的变形,m、基床系数与地基土的类别 砾状土 黏性土,土的状况。密度。含水量，物理力学特性 基础的形状及作用面积有关,基床系数用于模拟地基土与结构物的相互作用，计算结构物内力及变形,结构物是指受水平力.垂直力和弯矩作用的基础,衬砌及桩等、变形是指基础竖向变形.衬砌的侧向变形.桩的水平变形和竖向变形等 基床系数的确定方法如下 地基土的基床系数K可由原位荷载板试验,或K30试验.结果计算确定，考虑到荷载板尺寸的影响 K值随着基础宽度B的增加而有所减小、对于砾状土。砂土上的条形基础 2、对于黏性土上的条形基础，K.K1，0 305.B。3，式中.K1、0 305m宽标准荷载板的标准基床系数或K30值，铁路常用的K30荷载板试验是用直径为30cm的承载板。测定土的K30值，其K30值是指在p s曲线上对应地基土变形为0、125cm时的p值与p0。125变形的比值、K30、p0、125,0 125.4、基床系数K这个指标.不同的试验方法和不同的试验条件、其结果会有较大的差别 为便于统一和比较,建议K30荷载板试验值作为标准基床系数K1值.即标准基床系数K1值应用K30荷载板试验.对于具体设计中基床系数K的取值 应考虑施工程序和施工过程中的结构变形,由设计人员修正确定、2。基床系数的室内试验，由于原位荷载板试验受试验方法的局限性、适合测定表层土和施工阶段基坑开挖深度范围内土体的基床系数 在勘察阶段对不开挖的表层以下各土层很难直接通过实测方法测定.具体岩土勘察过程中常用原位测试,室内试验 结合经验值等方法综合分析确定基床系数 1。原规范中规定的三轴试验法和固结试验法.三轴试验法 三轴试验法是将土样经饱和处理后、在K0状态下固结,对一组土样分别做试验、σ3.K0γh,σ1、γh,5。n,σ3，σ1、0 0 0 1、0,2、0。3、6 不同应力路径下的三轴试验 慢剪、得到.σ1,h0曲线,求得初始切线模量或某一割线模量,定义为基床系数K 固结试验法.根据固结试验中测得的应力与变形关系来确定基床系数K.7 式中 σ2 σ1。应力增量.MPa,e1，e2 相应的孔隙比减量，em em、e1，e2.2 h0。样品高度，m，2、上述室内试验方法的现状和分析 目前国内对于这两种试验方法都有采用 通过对国内北京 天津,沈阳、上海，深圳和西安等地铁室内试验项目固结法和三轴法试验的对比研究、特别是通过天津地铁大量数据统计分析,固结法试验结果大于三轴割线法 固结法比原位载荷板试验结果大4倍，20倍、三轴割线法比原位载荷板试验结果大2倍，8倍 由于试件尺寸及试验条件与实际工况的差别 室内试验应在与原位载荷板试验大量对比试验的基础上.各地区根据实际情况确定基床系数的取值、原位载荷板试验与室内试验的对比分析,由于原位载荷板试验与室内试验除存在着试验尺寸的差异外.尚存在如下差异 第一.原位载荷板试验下的土体有侧限变形，而室内固结试验土样侧向受限 无侧限变形。第二,原位载荷板试验的压缩层厚度为影响深度范围内的土层厚度。而室内试验的土试样高度h0即为压缩层厚度。在假定相同的压板面积下 室内试验下沉量要小，综合考虑上述因素。室内试验求得基床系数与原位载荷板试验数据存在差异 通过以上国内各勘察单位室内试验结果综合分析，固结法和三轴割线法求取的基床系数数据与土体实际不一致.而且偏差很大.3。建议 a、由于固结法试验结果比原位载荷板试验结果大4倍.20倍、三轴割线法比原位载荷板试验结果大2倍,8倍，建议在以后的工作中进一步研究和积累经验.b，利用三轴法。操作过程模拟现场K30原位平板载荷试验的试验原理 应是以后发展的方向。c 铁三院中心试验室通过模拟现场K30试验的做法 在常规三轴仪上对土样按取样深度进行固结 地下水位以下固结压力P1 10H H为取样深度 地下水位以上固结压力P2.20H.这样模拟土的原始状态 试样制备和三轴试验法相同，通过土的静止侧压力系数K0计算所施加围压σ3,固结压力乘以静止侧压力系数K0求得.静止侧压力系数K0可以通过实测或经验值得到、试样施加围压σ3后对试样进行压缩剪切、试验得出应变为1，25mm时对应的应力.通过计算得到基床系数值，该方法试验结果接近经验值 d,上海岩土工程勘察设计研究院有限公司使用三轴法测定基床系数,三轴法不同于原规范上的描述方法。具体如下 利用传统三轴仪.根据取样深度确定固结压力 进行等向固结、固结稳定后用固结排水剪方法进行试验,得出应力应变关系曲线。试验结果较接近经验值.总之.研究表明在同一压力作用下,基床系数不是常数,它除了与土体的性质、类别有关外。还与基础底面积的大小 形状以及基础的埋深等因素有关，上述所列基床系数的室内试验方法仅提供了一个研究方向，后期的研究中还应加强现场K30平板载荷试验数据与室内试验数据的对比分析,逐步积累资料和经验，同时，在施工过程中通过监测结构物的变形 反分析求解 不断积累数据形成经验推算法,也是今后需进一步研究的方向.3 确定基床系数的其他方法 1。基床系数值与地基土的标贯锤击数N的经验关系为、K 1、5 3,0，N,8 2,地基土的基床系数K与土体介质的弹性模量E 泊松比μ及基础面积A的关系为。9,4。有关基床系数经验值的说明、本规范附录H的制定是在当前国内外部分基床系数试验成果的基础上综合确定的.本次修订工作统计了北京,上海 天津 广州。成都，深圳。西安 沈阳等地区的岩土工程勘察报告中提供的基床系数值，专项研究成果,并考虑了其他行业和地方标准的规定，5,岩石的基床系数.1,北京地铁工程在20世纪60年代根据工程的需要。在公主坟第三纪红色砂砾岩中做了现场大型试验,根据试验成果提出了第三纪强风化。全风化砂砾岩基床系数K值为120MPa、m,150MPa.m。2。青岛地铁花岗岩中等风化、微风化、未风化 岩体单位基床系数K计算及测试方法如下.计算公式.K，E 1，μ,100,10。K与岩体弹性模量E和泊松比.关系密切，测定E和μ、简便易行,因此、可根据E.μ与K值之间的关系，计算出K的值 测试方法有两种 一是用静力法测得E.μ值.是把岩芯加工成立方体，长柱体,贴应变片 以应变方法测出μ值,计算出K为静基床系数、二是用动力法测得Ed μd值.是在岩芯上由超声波检测仪分别测出纵波速νp.横波速νs 然后计算出Ed、μd根据上述公式，可求得动基床系数。Ed。μd计算公式如下。动弹性模量Ed 11、动泊松比μd 12 式中 ρ 2 60，2、70