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文檔簡(jiǎn)介
樁基規(guī)范學(xué)習(xí)講座
目錄
第一部分:新規(guī)范修訂及增加的內(nèi)容
1、樁基設(shè)計(jì)與施工原則、目標(biāo)及綜合因素
1.1樁基設(shè)計(jì)與施工原則
1.2樁基設(shè)計(jì)與施工要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)
1.3樁基設(shè)計(jì)與施工需要綜合考慮的因素
2、新規(guī)范修訂增加的內(nèi)容
2.1減少差異沉降和承臺(tái)內(nèi)力的變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)
2.2樁基耐久性規(guī)定
2.3后注漿灌注樁承載力計(jì)算與施工工藝
2.4軟土地基減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
2.5考慮樁徑因素的Mindlin解計(jì)算單樁、單排樁和疏樁基礎(chǔ)沉降
2.6抗壓樁與抗拔樁樁身承載力計(jì)算
2.7長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁施工方法
2.8予應(yīng)力混凝土空心樁承載力計(jì)算
2.9沉樁
3、新規(guī)范調(diào)整的主要內(nèi)容
3.1基樁和復(fù)合基樁承載力設(shè)計(jì)取值與計(jì)算
3.2單樁側(cè)阻力和端阻力經(jīng)驗(yàn)參數(shù)
3.3嵌巖樁嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)
3.4等效作用分層總和法計(jì)算樁基沉降經(jīng)瞼系數(shù)
3.5鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度控制標(biāo)準(zhǔn)等
3.6其他調(diào)整內(nèi)容
第二部分:對(duì)強(qiáng)制性條文的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)
4.1新規(guī)范3.1.3條
4.2新規(guī)范3.1.4條
4.3新規(guī)范5.2.1條
4.4新規(guī)范5.4.2條
4.5新規(guī)范5.5.1條
4.6新規(guī)范5.5.4條
4.7新規(guī)范5.9.6條
4.8新規(guī)范5.9.9條
4.9新規(guī)范5.9.15條
4.10新規(guī)范8.1.5條
4.11新規(guī)范新1.9條
4.12新規(guī)范新4.2條
一結(jié)論:
附件:講課提綱
第一講:樁基設(shè)計(jì)原則
第二講:注重概念設(shè)計(jì)
第三講:變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)
第四講:樁基沉降計(jì)算
第五講:樁基承載力計(jì)算
第六講:施工及其他內(nèi)容
第七講:強(qiáng)制性條文釋義
樁基規(guī)范學(xué)習(xí)講座
樁基規(guī)范學(xué)習(xí),講二個(gè)內(nèi)容:
第一部分是新規(guī)范修訂及增加的內(nèi)容;第二部分是對(duì)強(qiáng)制性條文的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)。
第一部分:新規(guī)范修訂及增加的內(nèi)容
舉辦學(xué)習(xí)講座目的,主要是針對(duì)新舊建筑樁基規(guī)范的內(nèi)容變化,結(jié)合本人接
觸的一些工程實(shí)踐以及積累的工作經(jīng)驗(yàn),講一講新舊規(guī)范內(nèi)容修改的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí),
通過(guò)學(xué)習(xí)、互相交流,使更多的人能夠更好地理解和執(zhí)行新的規(guī)范,提高我們的
設(shè)計(jì)水平,少出差錯(cuò)、少走彎路,把我們的設(shè)計(jì)工作做得更好。希望這份資料能
給大家有個(gè)參考價(jià)值0。
新規(guī)范《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008為中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(以下
簡(jiǎn)稱(chēng)“新規(guī)范”,對(duì)應(yīng)的“94”規(guī)范簡(jiǎn)稱(chēng)“舊規(guī)范”)。舊規(guī)范JGJ94-94,施行日期
2005年7月1日:新規(guī)范JGJ94-2008,實(shí)施2008年10月1日,舊規(guī)范就被宣
布作廢。
舊規(guī)范,1994年12月31日由國(guó)家建設(shè)部批準(zhǔn)為強(qiáng)制性行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);新規(guī)范,
2008年4月22日由國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部規(guī)定第31.3、3.1.4、5.2.1、5.4.2、
5.5.1、5.5.4、5.9.6、5.9.9、5.9.15、8.1.5、8.1.9、9.4.2共12條為
強(qiáng)制行條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行。
新規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容有:基本設(shè)計(jì)規(guī)定、樁基構(gòu)造、樁基計(jì)算、灌注樁施工、
混凝土預(yù)制樁與鋼樁施工、承臺(tái)施工、樁基工程質(zhì)量檢查和驗(yàn)收及有關(guān)附錄。
新規(guī)范修訂增加的內(nèi)容有:減少差異沉降和承臺(tái)內(nèi)力的變剛度調(diào)平設(shè)計(jì);樁
基耐久性規(guī)定;后注漿灌注樁承載力計(jì)算與施工工藝;軟土地基減沉復(fù)合疏樁基
礎(chǔ)設(shè)計(jì);考慮樁徑因素的Mindlin解計(jì)算單樁、單排樁和疏樁基礎(chǔ)沉降;抗壓樁
與抗拔樁樁身承載力計(jì)算;長(zhǎng)螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁施工方法;
預(yù)應(yīng)力混凝土空心樁承載力計(jì)算與沉樁等。調(diào)整的主要內(nèi)容有:基樁和復(fù)合基樁
承載力設(shè)計(jì)取值與計(jì)算;單樁側(cè)阻力和端阻力經(jīng)驗(yàn)參數(shù);嵌巖樁嵌巖段側(cè)阻和端
阻綜合系數(shù);等效作用分層總和法計(jì)算樁基沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù);鉆孔灌注樁孔底沉渣
厚度控制標(biāo)準(zhǔn)等。
樁基規(guī)范學(xué)習(xí)講座,第一部分主要講三個(gè)內(nèi)容:一是樁基設(shè)計(jì)與施工原則、
目標(biāo)及綜合因素;二是新規(guī)范修訂增加的內(nèi)容;三是新規(guī)范調(diào)整的主要內(nèi)容。
1、樁基設(shè)計(jì)與施工原則、目標(biāo)及綜合因素
新規(guī)范的學(xué)習(xí),首先應(yīng)該注意樁基設(shè)計(jì)與施工的原則、樁基設(shè)計(jì)與施工要實(shí)
現(xiàn)的目標(biāo)是什么、樁基設(shè)計(jì)與施工需要考慮那些綜合因素。
1.1樁基設(shè)計(jì)與施工原則
什么是樁基設(shè)計(jì)與施工的原則?建筑樁基設(shè)計(jì)原則,舊規(guī)范提出采用以概率
理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法,以可靠性指標(biāo),度量樁基的可靠度;極限狀態(tài)分
為:承載能力極限狀態(tài),對(duì)應(yīng)于樁基達(dá)到最大承載能力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于
繼續(xù)承載的變形;正常使用極限狀態(tài),對(duì)應(yīng)于樁基達(dá)到建筑物正常使用所規(guī)定的
變形限值或達(dá)到耐久性要求的某項(xiàng)限值;所有樁基均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的
計(jì)算,軟弱土的樁基應(yīng)驗(yàn)算變形,受水平荷載較大或?qū)λ阶兾灰髧?yán)格的一級(jí)
建筑樁基應(yīng)驗(yàn)算水平變位;根據(jù)樁基損壞造成建筑物的破壞后果,樁基設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)
根據(jù)規(guī)定選用適當(dāng)?shù)陌踩燃?jí);還規(guī)定了特殊條件下的樁基設(shè)計(jì)原則。
新規(guī)范將舊規(guī)范的樁基設(shè)計(jì)原則改成了一般規(guī)定。規(guī)范第三章基本設(shè)計(jì)規(guī)定,
舊規(guī)范分為四節(jié):3.1基本資料;3.2樁的選型與布置;3.3設(shè)計(jì)原則;3.4特殊
條件下的樁基。新規(guī)范分為五節(jié):3.1一般規(guī)定;3.2基本資料;3.3樁的選型與
布置.;3.4特殊條件下的樁基;3.5耐久性規(guī)定。除耐久性規(guī)定是新增的內(nèi)容外,
其他規(guī)定都是能夠一一相對(duì)應(yīng),唯有“一般規(guī)定”章節(jié)替代了舊規(guī)范的“設(shè)計(jì)原
則”章節(jié)。“一般規(guī)定”有10條,(1)樁基礎(chǔ)應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極
限狀態(tài)設(shè)計(jì);(2)建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)規(guī)定;(3)對(duì)樁基作承載力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算
的具體規(guī)定;(4)對(duì)樁基作沉降計(jì)算的規(guī)定;(5)對(duì)計(jì)算樁基水平位移的規(guī)定;(6)
對(duì)樁基抗裂方面的規(guī)定;(7)對(duì)樁基采用作用效應(yīng)組合與相應(yīng)的抗力設(shè)計(jì)規(guī)定(8)
為減小差異沉降采用變剛度調(diào)平設(shè)計(jì)的規(guī)定(9)軟土地基上多層建筑設(shè)計(jì)規(guī)定(10)
沉降觀測(cè)規(guī)定。這10條都可以認(rèn)為是樁基設(shè)計(jì)的原則。
《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》GB50007-2002(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地基規(guī)范”),提出了以控
制沉降為目的設(shè)置樁基的規(guī)定:一樁身強(qiáng)度應(yīng)按樁頂荷載設(shè)計(jì)值驗(yàn)算;二樁、土
荷載分配應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)與地基共同作用分析確定;三樁端進(jìn)入較好的土層,樁端
平面處土層應(yīng)滿足下臥層承載力設(shè)計(jì)要求;四樁距可采用4d—6d樁徑。
上海在80年代就開(kāi)始采用為控制沉降而設(shè)置樁基的方法,后來(lái)沿海的一些城
市、地區(qū),如天津、湖北、福建等相繼應(yīng)用此方法。研究開(kāi)發(fā)這種方法是考慮樁、
土、承臺(tái)共同工作時(shí),基礎(chǔ)的承載力可以滿足要求,而下臥層變形過(guò)大,此時(shí)采
用摩擦型樁旨在減少沉降,保證建筑物的使用要求。
以控制沉降為目的設(shè)置樁基是指直接用沉降量指標(biāo)來(lái)確定樁的數(shù)量。能否可
行,必須要有當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn),特別是符合當(dāng)?shù)毓こ虒?shí)踐的樁基沉降計(jì)算方法。直接
用沉降量確定用樁數(shù)量后,還須滿足規(guī)范規(guī)定的使用條件和構(gòu)造措施。用控制沉
降方法設(shè)計(jì)有三條原則:
一、設(shè)計(jì)用樁數(shù)量可根據(jù)沉降控制條件,即允許沉降量計(jì)算確定;
二、基礎(chǔ)總安全度不能降低,應(yīng)按樁、土和承臺(tái)共同作用的實(shí)際狀態(tài)來(lái)驗(yàn)算。
樁土共同工作是一個(gè)復(fù)雜過(guò)程,隨著沉降的發(fā)展,樁、土的荷載分擔(dān)不斷變化,
作為一種最不利狀態(tài)的控制,樁頂荷載可能接近或等于單樁極限承載力。為了保
證樁基的安全度,規(guī)定按承載力特征值計(jì)算的樁群承載力與土承載力之和應(yīng)大于
等于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合作用于樁基承臺(tái)頂面的豎向力與承臺(tái)及其以上土自重之
和;
三、為保證樁、土和承臺(tái)共同工作,應(yīng)采用摩擦型樁,使樁基產(chǎn)生可以容許
的沉降,承臺(tái)底不致脫空,在樁基沉降過(guò)程中充分發(fā)揮樁端持力層的抗力。同時(shí)
樁端還要置于相對(duì)較好的土層中,防止沉降過(guò)大、達(dá)不到予期控制沉降的目的。
為保證承臺(tái)底不脫空,當(dāng)承臺(tái)底土為欠固結(jié)土或承載力利用價(jià)值不大的軟土?xí)r,
尚需對(duì)其進(jìn)行處理。
上述講了一大堆設(shè)計(jì)原則,其實(shí)設(shè)計(jì)原則就是設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)規(guī)定,設(shè)計(jì)人
員必須照辦。但是,真正要全面理解和掌握設(shè)計(jì)與施工的原則,決不是一件容易
的事情,需要認(rèn)真學(xué)習(xí)、領(lǐng)會(huì)規(guī)范的意圖。我看了新規(guī)范以后,雖然新規(guī)范沒(méi)有
直接說(shuō)設(shè)計(jì)原則是什么,但是,我認(rèn)為整個(gè)條款的規(guī)定還是比較清晰的表達(dá)了其
認(rèn)定的設(shè)計(jì)與施工的原則就是八個(gè)字:“安全適用、注重概念”。
安全適用的意義,將在“樁基設(shè)計(jì)與施工要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)”一節(jié)中作介紹;注
重概念設(shè)計(jì)的內(nèi)容,會(huì)在“樁基設(shè)計(jì)與施工需要綜合考慮的因素”一節(jié)中作介紹。
1.2樁基設(shè)計(jì)與施工要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)
樁基的設(shè)計(jì)與施工要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)(20個(gè)字):安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、
確保質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境。這20個(gè)字的排序與《地基規(guī)范》所提出的總則是一致的。
這個(gè)目標(biāo)不能小看了,他是土木工程師實(shí)施設(shè)計(jì)與施工的指導(dǎo)思想、是核心、是
靈魂、是綱領(lǐng)。為土木工程師的設(shè)計(jì)與施工指明了方向,是設(shè)計(jì)與施工的綱領(lǐng),
首先應(yīng)該考慮什么,其次再做什么,方案的比較就要用能否實(shí)現(xiàn)目標(biāo)去衡量。
將安全適用放在第一位,與I日規(guī)范有很大的差異。舊規(guī)范要求樁基設(shè)計(jì)與施
工必須做到:技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量(16個(gè)字)。當(dāng)時(shí)將技術(shù)
先進(jìn)放在第一位,我認(rèn)為當(dāng)年的高層建筑還不是太多,需要使用樁基的工程也不
是太多,樁基在工程中的應(yīng)用還不是十分普遍,所以當(dāng)時(shí)強(qiáng)調(diào)技術(shù)先進(jìn)是完全有
必要的?,F(xiàn)在經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展,樁基使用于工程的實(shí)例越來(lái)越多,提出安全適
用,更切合實(shí)際,技術(shù)先進(jìn)的目的也是要保證安全適用,所以現(xiàn)在提出安全實(shí)用
正是時(shí)候。以后怎么說(shuō),以后再說(shuō)。如果讓我排,我可能會(huì)排成:安全適用、保
護(hù)環(huán)境、確保質(zhì)量、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。排在前面的幾條是面對(duì)社會(huì)公眾利益,
而排在后面的內(nèi)容主要是投資者的利益,前者的利益要優(yōu)于后者利益夫考慮,因
為大多數(shù)人的利益要比少數(shù)人的利益更重要。
新規(guī)范還增加了一條:保護(hù)環(huán)境?,F(xiàn)在放在最后位置,說(shuō)明過(guò)去的10多年,
樁基施工對(duì)環(huán)境造成了一些影響,現(xiàn)在的設(shè)計(jì)與施工要重視環(huán)境保護(hù)。也許過(guò)若
干年后,保護(hù)環(huán)境會(huì)放在第一位置。
1.3樁基設(shè)計(jì)與施工需要綜合考慮的因素
要實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo),樁基設(shè)計(jì)與施工需要綜合考慮四個(gè)因素:①地質(zhì)條件;
②上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型;③施工條件與環(huán)境;④注重概念設(shè)計(jì)。這幾條中,最重要的是
“注重概念設(shè)計(jì)”。
1.3.1地質(zhì)條件
建設(shè)場(chǎng)地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件,包括地層分布特征和土性、地下水賦
存狀態(tài)與水質(zhì)等,是選擇樁型、成樁工藝、樁端持力層及抗浮設(shè)計(jì)等的關(guān)鍵因素。
因此,建設(shè)場(chǎng)地的勘察做到完整可靠,參與設(shè)計(jì)和施工的工程人員對(duì)于勘察資料
做出正確解析和應(yīng)用,都是至關(guān)重要的,不能掉以輕信,草率行事。
設(shè)計(jì)和施工人員如何正確解析和應(yīng)用勘察資料呢?前提條件是場(chǎng)地勘察做
到完整可靠,規(guī)范也是這么要求的。我感覺(jué)要做到完整,可能難度較大,做到可
靠是必須的,勘察資料絕對(duì)不允許將不可靠的東西交與設(shè)計(jì)人員,就象財(cái)務(wù)人員
絕不允許做假帳是一個(gè)道理。勘察提供的資料,完整可靠是相對(duì)性的。作為土木
工程師需要熟悉《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“勘察規(guī)范”),
尤其是強(qiáng)制性條文。
勘察資料正確解析和應(yīng)用,講二個(gè)方面的問(wèn)題:第一是勘察工作是否完整可
靠的認(rèn)識(shí);第二是對(duì)樁基設(shè)計(jì)應(yīng)具備的巖土工程地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)。
1.3.1.1勘察工作完整可靠的認(rèn)識(shí)
我認(rèn)為可以從三個(gè)方面去認(rèn)識(shí),第一必須要按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘
察;第二要關(guān)注的是建設(shè)場(chǎng)地整體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià);第三要關(guān)注地基持力層的可靠
性。
第一,必須要按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘察。根據(jù)各個(gè)階段的需要,堅(jiān)
持勘察成果是否正確反映工程地質(zhì)條件,是否查明了不良地質(zhì)狀況,是否有地質(zhì)
災(zāi)害,這是我們巖土工程師一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。勘察規(guī)范規(guī)定:各項(xiàng)工程建設(shè)在設(shè)
計(jì)和施工之前,必須按基本建設(shè)程序進(jìn)行巖土工程勘察。巖土工程勘察應(yīng)按工程
建設(shè)各勘察階段的要求,正確反映工程地質(zhì)條件,查明不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害,
精心勘察、精心分析,提出資料完整、評(píng)價(jià)正確的勘察報(bào)告。而且是強(qiáng)制性規(guī)定,
可見(jiàn)制定規(guī)范的政府有關(guān)部門(mén)對(duì)勘查資料完整可靠是非常重視的。
房屋建筑和構(gòu)筑物工程,將勘察階段分為:可研、初勘、詳勘和施勘四個(gè)階
段。規(guī)范規(guī)定:可行性研究階段,勘察應(yīng)符合選擇場(chǎng)地方案的要求;初步勘察階
段,應(yīng)符合初步設(shè)計(jì)的要求;詳細(xì)勘察階段,應(yīng)符合施工圖設(shè)計(jì)的要求;復(fù)雜場(chǎng)
地和特殊工程,還應(yīng)迭行施工勘察。這些規(guī)定說(shuō)明建設(shè)階段越往后,深度難度要
求及可靠度要求就越高。
我們的工程師要注意各個(gè)階段勘察成果的連貫性和相對(duì)應(yīng)性。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)
與勘察人員溝通協(xié)商。不能自以為是,要做到正確解析和應(yīng)用。遇到復(fù)雜場(chǎng)地和
特殊工程,不要隨意下結(jié)論,要反復(fù)與業(yè)主強(qiáng)調(diào)需要進(jìn)行施工勘察,要反復(fù)講清
楚施工勘察的重要性。另外要告知設(shè)計(jì)的予算編制人員,在予算中要留有這筆施
T勘察費(fèi)用。筆者遇到的幾個(gè)巖溶地質(zhì)中的樁基工程,幾乎都是動(dòng)勘察邊施T,
施工完成了,勘察也完成了。
核電廠工程,將巖土工程勘察分為五個(gè)階段,初可研、可研、初設(shè)、施設(shè)和
工程建造。初步可行性研究勘察階段,以搜資為主,對(duì)各擬選廠址的區(qū)域地質(zhì)、
廠址工程地質(zhì)和水文地質(zhì)、地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃、歷史地震及歷史地震的影響烈度以
及近期地震活動(dòng)等方面資料加以研究分析,對(duì)廠址的場(chǎng)地穩(wěn)定性、地質(zhì)條件、環(huán)
境水文地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)做出初步評(píng)價(jià),提出建廠的適宜性意見(jiàn)。初可研廠址工程
地質(zhì)測(cè)繪的比例尺應(yīng)選用1:10000—1:25000,范圍包括廠址及周邊地區(qū),面積
不宜小于4km2。初可研應(yīng)通過(guò)必要的勘探和測(cè)試,提出廠址的主要工程地質(zhì)分層,
提供巖土初步的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),了解予選核島區(qū)附近的巖土分布特征等。
可行性研究階段的巖土勘察應(yīng)以鉆探和工程物探相結(jié)合的方式進(jìn)們??裳须A
段勘察內(nèi)容有:查明廠址地區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、斷裂的展布及其特征;查
明廠址范圍內(nèi)地層成因、時(shí)代、分布和各巖層的風(fēng)化特征,提供初步的動(dòng)靜物理
力學(xué)參數(shù);對(duì)地基類(lèi)型、地基處理方案進(jìn)行論證,提出建議;查明危害廠址的不
良地質(zhì)作用及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響,對(duì)河岸、海岸、邊坡穩(wěn)定性做出初步評(píng)價(jià),
并提出初步的治理方案;判斷抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地類(lèi)別,劃分對(duì)建筑物有利、不利和危
險(xiǎn)地段,判斷地震液化的可能性;查明水文地質(zhì)基本條件和環(huán)境水文地質(zhì)的基本
特征??裳锌辈斓墓こ痰刭|(zhì)測(cè)繪,應(yīng)包括廠址及周邊地區(qū),測(cè)繪地形圖比例尺1:
1000-1:2000,測(cè)繪的深度應(yīng)滿足相關(guān)的規(guī)范要求。對(duì)勘探和測(cè)試、地下水調(diào)查
和評(píng)價(jià)、邊坡勘察、土石方工程和建筑材料的調(diào)查和勘察,提出了相應(yīng)的規(guī)定。
初步設(shè)計(jì)勘察應(yīng)分核島、常規(guī)島、附屬建筑和水工建筑四個(gè)地段進(jìn)行:查明
各建筑地段的巖土成因、類(lèi)別、物理性質(zhì)和力學(xué)參數(shù),并提出地基處理方案;進(jìn)
一步查明勘察區(qū)內(nèi)斷層分布、性質(zhì)及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響,提出治理方案的建
議;對(duì)工程建設(shè)有影響的邊坡進(jìn)行勘察,并進(jìn)們穩(wěn)定性分析和評(píng)價(jià),提出邊坡設(shè)
計(jì)參數(shù)和治理方案的建議;查明建筑地段的水文地質(zhì)條件;查明對(duì)建筑物有影響
的不良地質(zhì)作用,并提出治理方案的建議。初設(shè)核島地段的勘察應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和施
工的需要,對(duì)勘探孔的布置、數(shù)量和深度都有詳細(xì)的規(guī)定;對(duì)常規(guī)島、水工建筑
地段的勘察也提出了相關(guān)的規(guī)定;對(duì)測(cè)試方面的規(guī)定,除了滿足一般工程的要求,
還應(yīng)做到:根據(jù)巖土性質(zhì)和工程需要,選擇合適的原位測(cè)試方法,包括波速測(cè)試、
動(dòng)力觸探試驗(yàn)、抽水試驗(yàn)、注水試驗(yàn)、壓水試驗(yàn)和巖體靜荷載試驗(yàn)等;并對(duì)核反
應(yīng)堆廠房地基進(jìn)行跨孔法波速測(cè)試和鉆孔彈模測(cè)試,測(cè)求核反應(yīng)堆廠房地基波速
和巖石的應(yīng)力應(yīng)變特性;對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)的要求有:除常規(guī)試驗(yàn)外,尚應(yīng)測(cè)定巖土的
動(dòng)彈性模量、動(dòng)靜泊松比、動(dòng)阻尼比、動(dòng)靜剪切模量、動(dòng)抗剪強(qiáng)度、波速等指標(biāo)。
施工圖設(shè)計(jì)階段,應(yīng)完成附屬建筑的勘察和主要水工建筑以外其他水工建筑
的勘察,并根據(jù)需要進(jìn)行核島、常規(guī)島和主要水工建筑的補(bǔ)充勘察。勘察內(nèi)容和
要求可按初設(shè)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行,每個(gè)與核安全有關(guān)的附屬建筑物不應(yīng)少于一個(gè)控制
性鉆探孔。
工程建造階段要求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè),其中包括地基基礎(chǔ)的檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)、
不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)、地下水的監(jiān)測(cè)。樁基工程要試鉆或試打,檢驗(yàn)
巖土條件是否與勘察報(bào)告一致。如有差異要有處理措施;如差異較大,應(yīng)補(bǔ)做施
工勘察。對(duì)單樁承載力要求,載荷試驗(yàn)和動(dòng)測(cè)相結(jié)合。大直徑樁,要逐樁檢驗(yàn)孔
底尺寸和巖土情況。
建議核電廠選址,先看好風(fēng)水,選一個(gè)地質(zhì)條件好的場(chǎng)地,否則麻煩多多,
吃力不討好。這對(duì)土木工程師來(lái)說(shuō),叫作惹不起,咱躲得起。
由于每一個(gè)階段深度不同,巖土工程勘察應(yīng)有明確的針對(duì)性,根據(jù)各個(gè)設(shè)計(jì)
階級(jí),提交勘察成果。最終的巖土工程勘察成果報(bào)告應(yīng)提供的資料有:1)有無(wú)影
響建筑場(chǎng)地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)條件及其危害程度;2)建筑物范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)及
其均勻性,以及各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì);3)地下水埋藏情況、類(lèi)型和水位變化
幅度及規(guī)律,以及對(duì)建筑材料的腐蝕性;4)在抗震設(shè)防區(qū)應(yīng)劃分場(chǎng)地土類(lèi)型和場(chǎng)
地類(lèi)別,并對(duì)飽和砂土及粉土進(jìn)行液化判別;5)對(duì)可供采用的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案
進(jìn)行論證分析,提出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案建議;提供與設(shè)計(jì)要求相對(duì)應(yīng)的地基承
載力及變形計(jì)算參數(shù),并對(duì)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)注意的問(wèn)題提出建議;6)當(dāng)工程需要時(shí),
應(yīng)提供:深基坑開(kāi)挖的邊坡穩(wěn)定計(jì)算和支護(hù)設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù),論證其對(duì)
周?chē)河薪ㄖ锖偷叵略O(shè)施的影響;基坑降水的有關(guān)技術(shù)參數(shù)及施工降水方法的
建議;提供用于計(jì)算地下水浮力的設(shè)計(jì)水位。只有了解清楚場(chǎng)地存在的地質(zhì)問(wèn)題,
才有可能針對(duì)性的開(kāi)展地基基礎(chǔ)的處理。
第二,要關(guān)注的是對(duì)建設(shè)場(chǎng)地整體穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)。對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適
宜性的評(píng)價(jià),應(yīng)在可研勘察階段完成,還需符合下列要求:1)搜集區(qū)域地質(zhì)、地
形地貌、地震、礦產(chǎn)、當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、巖土工程和建筑經(jīng)驗(yàn)等資料;2)在充分
搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上,通過(guò)踏勘了解場(chǎng)地的地層、構(gòu)造、巖性、不良地
質(zhì)作用和地下水等工程地質(zhì)條件;3)當(dāng)擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件復(fù)雜,已有資料不
能滿足要求時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪和必要的勘探工作;4)當(dāng)有兩
個(gè)或以上擬選場(chǎng)地時(shí),應(yīng)進(jìn)行比選分析。
到了初步設(shè)計(jì)勘察階段,對(duì)擬建場(chǎng)地做出穩(wěn)定性評(píng)價(jià),是初步勘察的主要內(nèi)
容。場(chǎng)地的穩(wěn)定性問(wèn)題不宜留給詳細(xì)勘察階段。因?yàn)楣こ淘絹?lái)越龐大、復(fù)雜,尤
其高層建筑越建越高,其地基基礎(chǔ),深基坑的開(kāi)挖與支護(hù),工程降水等問(wèn)題,有
時(shí)相當(dāng)復(fù)雜,如果這些問(wèn)題留到詳勘處理,往往因時(shí)間倉(cāng)促,解決不好,故要求
初勘階段提出初步分析評(píng)價(jià),為詳勘深入評(píng)價(jià)打下基礎(chǔ)。
初勘階段配合擬建場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià),還需要完成的工作有:1)搜集擬建工程
的有關(guān)文件、工程地質(zhì)和巖土工程資料以及工程擬建場(chǎng)地范圍的地形圖:2)初步
查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性、地下水埋藏條件;3)查明場(chǎng)地不良地
質(zhì)作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià);4)對(duì)抗震
設(shè)防烈度等于或大于6度的場(chǎng)地,應(yīng)對(duì)場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)做出初步評(píng)價(jià);5)
季節(jié)性凍土地區(qū),應(yīng)調(diào)查場(chǎng)地的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度;6)初步判定水和土對(duì)建筑材料的
腐蝕性;7)高層建筑初步勘察時(shí),應(yīng)對(duì)可能采取的地基類(lèi)型、基坑開(kāi)挖與支護(hù)、
工程降水方案進(jìn)行初步分析評(píng)價(jià)。
勘察規(guī)范強(qiáng)調(diào)樁基的勘察有五個(gè)內(nèi)容:1)查明場(chǎng)地各層巖土的類(lèi)型、深度、
分布,工程特性和分布規(guī)律;2)當(dāng)采用基巖作為樁的持力層時(shí),應(yīng)查明基巖的巖
性、構(gòu)造、巖面變化、風(fēng)化強(qiáng)度,確定其堅(jiān)硬程度、完整程度和基本質(zhì)量等級(jí),
判定有無(wú)洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖層;3)查明水文地質(zhì)條件,評(píng)價(jià)地下
水對(duì)樁基設(shè)計(jì)和施工的影響,判定水質(zhì)對(duì)建筑材料的腐蝕性;4)查明不良地質(zhì)作
用,可液化土層和特殊性巖土的分布及其樁基的危害程度,并提出防治措施的建
議;5)評(píng)價(jià)成樁可能性,論證樁的施工條件及其對(duì)環(huán)境的影響。
這五個(gè)內(nèi)容,大部分講的是場(chǎng)地的整體穩(wěn)定問(wèn)題,第一個(gè)查明場(chǎng)地土層情況
在初勘就應(yīng)完成,詳勘是進(jìn)一步的說(shuō)明;第二個(gè)查明巖石的風(fēng)化程度,對(duì)于選擇
基巖作持力層是非常必要的;查明持力層下部有無(wú)洞穴、臨空面、破碎巖體或軟
弱巖層,對(duì)樁的穩(wěn)定也是非常重要的;第三個(gè)查明水的影響,初勘要求初步判定
水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性,詳勘要求評(píng)價(jià)水對(duì)樁基和施工的影響;第四個(gè)查明,
初勘要求不良地質(zhì)作用對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性做出評(píng)論,詳勘要求查明對(duì)樁基的危害程度,
并提出防治措旅的建議:第五個(gè)要求評(píng)價(jià)成橋的可能性及對(duì)施工、環(huán)境影響0
場(chǎng)地穩(wěn)定還要考慮施工條件、周邊環(huán)境及不良地質(zhì)災(zāi)害的作用等問(wèn)題。例如:
樁的施工,打入予制板和擠土成孔的灌注樁的振動(dòng)、擠土對(duì)周邊地基整體穩(wěn)定的
影響;基坑周邊建筑物和構(gòu)筑物的影響;巖溶地基、滑坡地區(qū)、危巖及崩塌、泥
石流區(qū)域、采空區(qū)地基、地面下沉區(qū)、地震效應(yīng)區(qū)域、活動(dòng)斷裂地段等等不良地
質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的影響;都需要設(shè)計(jì)和施工者密切關(guān)注。
第三,關(guān)注地基持力層的可靠性。地基持力層不僅僅是確定承載力多少,還
有一個(gè)穩(wěn)定及變形問(wèn)題。持力層可以經(jīng)過(guò)土工試驗(yàn)確認(rèn)是否滿足設(shè)計(jì)承載力的要
求,也可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)、試驗(yàn)或附近類(lèi)似建筑物的經(jīng)驗(yàn)等辦法來(lái)確認(rèn)承載力,
但持力層及以下的地質(zhì)情況,變形和承載力是否滿足要求,是否有不均勻沉降的
可能,勘察報(bào)告必須要說(shuō)清楚。
圖1、塔樓樁基持力層剖面圖
為了說(shuō)清查明地基持力層的重要性,我想介紹二個(gè)工程實(shí)例:一個(gè)是巖溶地
基上的地基持力層;另一個(gè)是軟土地基上的地基持力層。
圖1為35層高層建筑的塔樓樁基地基持力層剖面圖,剛接觸該工程時(shí),我
真說(shuō)不清楚持力層的高層在什么位置。從圖中看似乎高程30-70m處。但是,根
據(jù)塔樓地基的巖溶模式;石林一溝槽一洞穴網(wǎng)之組合型形態(tài)的特性,又有星羅棋
布的落水洞和豎井溝通上下溶洞層,實(shí)屬迷宮式的巖溶洞穴網(wǎng)。特別是上溶洞層
和落水洞,規(guī)模比較大,一般洞高達(dá)3-9m,發(fā)育到極強(qiáng)程度,洞頂巖體有石林、
溝槽,厚度不均,溶穴、溶隙發(fā)育,巖體的完整性極差,部分呈骨胳狀。下溶洞
層屬管道式,雖有豎井溝通,但洞周巖體相對(duì)來(lái)說(shuō)比較完整。這些復(fù)雜的地表和
地下巖溶形態(tài),決定著整體持力層的位置,除深部下層巖溶管道處,地基整體持
力層的宏觀控制,可劃分到上溶洞層底部,即標(biāo)高54?63nl位置比較合適,而座
落在豎井位置的樁基持力層應(yīng)在下溶洞層底部位置,標(biāo)高在30m處。
上述工程例子是一個(gè)非常復(fù)雜的地基基礎(chǔ)工程,作為如此復(fù)雜的樁基工程的
勘察工作,已不再單一依靠鉆芯取樣的辦法,樁基設(shè)計(jì)和施工的某些參數(shù)單靠鉆
探取土是很難得到的。工程物探也很重要,它可以幫助判別巖溶發(fā)育帶的大概狀
況和溶洞發(fā)育區(qū)的大致位置及深度,有利于協(xié)助施工勘察的實(shí)施。而且可相互印
證其可靠性。
落在巖溶上的樁基,需要關(guān)注的樁基下部基巖的完整性。有些工程的樁基落
在巖溶發(fā)育區(qū),兒乎很難查清樁基下存在的溶洞、溶槽、臨空面等巖溶復(fù)雜面貌,
樁基的持力層很難確認(rèn)其可靠性。這張塔樓樁基地質(zhì)剖面圖就說(shuō)明了,巖溶地基
上的持力層需要認(rèn)真判別和分析研究。
單樁持力層原則上應(yīng)依托于地基整體持力層上。上述工程由于塔樓范圍內(nèi)特
定的地表和地下形態(tài),施工前又未為人們所認(rèn)識(shí),囚而樁端不可避免地分々于不
同的形態(tài)上,如石林、溝槽、落水洞、豎井、溶洞等位置及其邊緣均,樁端下的
地質(zhì)條件十分復(fù)雜,沱的長(zhǎng)短相差懸殊,造成樁的應(yīng)力與變形有較大差異?;鶚?/p>
承載力決定于樁端下3倍樁徑內(nèi)地基巖體的完整性,對(duì)于單根基樁可以認(rèn)為是安
全的,如果群樁就不一定是安全的了。還應(yīng)該要求3倍樁徑以下的地基應(yīng)該整體
穩(wěn)定。
再看看第二個(gè)例子:某12層教學(xué)樓,樁基持力層落在軟土地基上。場(chǎng)內(nèi)地勢(shì)
平坦,標(biāo)高在+3.60—4.00m。勘察揭示場(chǎng)區(qū)56m深度以內(nèi)地層層位穩(wěn)定,層面起
伏較小,但缺失上海地區(qū)普遍分布的暗綠色硬土層,沉積了一套較厚的濱海河流
相灰色沉積物,地層之上而下可分為5層,具體描述如表1。從表1看,第5B層
為濱海河流相沉積物,且厚度較大(30m厚尚未穿透),擬作為建筑物樁基持力層,
而且,樁端承載力較高達(dá)L2MPa。樁基設(shè)計(jì)采用的主要參數(shù)除地質(zhì)鉆探資料(表
2)外,還參照了上海市地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范中的有關(guān)數(shù)據(jù)。場(chǎng)區(qū)地下水屬潛水類(lèi),
地下水埋深約0.5-0.7m,地下水對(duì)混凝土無(wú)侵蝕性。再分析一下該工程的地質(zhì)條
件能否作其他基礎(chǔ),唯一可作地下箱基持力層的是第3層灰色淤泥質(zhì)粘土,按規(guī)
范(TJ7—74)中公式Rs=Nbra+te+N”計(jì)算,其容許承載力0.09MPa,看來(lái)承載力和
變形都難以滿足工程需求,最后還是選用樁基。
表1各地層土的厚度、狀態(tài)及特征
平均層面標(biāo)高(m)
地質(zhì)年地層厚度捶圍值狀濕壓縮
土層名稱(chēng)土的特征及包含物
代代號(hào)(m平均值態(tài)工性
囂靜*
1A雜填土1.2濕
硬含大域Fe、Mn質(zhì)結(jié)
2.66~2.46核,4"孔受灰色浸
2A褐黃色粘土1.4~可濕
2.55中染,顏色呈現(xiàn)灰黃。
塑0
1.11-0.96軟含棕黃色FeO條紡
2B灰黃色粘土1.0高及囪量
1.07塑
灰色淤泥質(zhì)飽央0.2U).6m粉細(xì)砂
0.10——0.06流
3粘土夾粉細(xì)3.0和高層及薄層輕亞粘上、
Q40.02塑
砂均勻性差
流
飽
灰色淤泥質(zhì)2.64~-3.55和土質(zhì)較純、均、底
49.2塑高
一部分布一貝殼層
枯土-2.98
-11.56~-12.44飽含腐植物及Ca質(zhì)結(jié)
軟中~核(僵結(jié)石)底分布
5A灰色粘土12.1-12.11和
畢高約1m厚的亞粘土過(guò)
渡層
-24.01~-24.35軟
灰色輕亞粘
30-24.22飽夾層厚度不均,局部
5B士央粘性中
未穿可和呈現(xiàn)互層狀。
土,粉砂
塑
表2樁周各層上的比貫入陰力Ps、極限摩阻力f和樁尖土的極限端承力Rj
樁周土極限摩阻樁尖土極限端承力
土層比貫入阻力Ps
土層名稱(chēng)力fPj
代號(hào)
MPakPaMPaKPaMPakPa
2A褐黃色粘土0.777550.02019.6
2B灰黃色粘土0.454410.01514.7
3灰色淤泥質(zhì)粘土夾粉細(xì)砂0.605880.02019.6
4灰色淤泥質(zhì)粘土0.504900.01918.62
5A灰色粘土1.009800.03029.40.70687
灰色輕亞粘土夾粘性土、
5B3.1030410.04544.11.201177
粉砂
樁基勘察對(duì)持力層要求的工作是最多的。設(shè)計(jì)對(duì)勘探深度的要求,不僅要滿
足持力層需要,還要滿足計(jì)算基礎(chǔ)變形和沉降的需要。所以,勘探點(diǎn)的布置取決
于巖土條件的復(fù)雜程度,根據(jù)上海等地區(qū)的經(jīng)驗(yàn),勘探點(diǎn)間距在12—35m之間。
特別是予制樁,最為擔(dān)心的是持力層起伏情況不清,而造成截樁或接樁。為此,
需要控制相鄰勘探點(diǎn)揭露的持力層層面坡度、厚度以及巖土性狀變化。根據(jù)勘察
規(guī)范,控制持力層層面高差幅度1—2m。對(duì)地層條件復(fù)雜要適應(yīng)加密勘察點(diǎn),對(duì)一
柱一樁的宜每柱設(shè)勘探點(diǎn)。
為了滿足承載力和變形需要,對(duì)勘探孔規(guī)定了有控制性孔和一般性孔的要
求,包括鉆探取土孔和原位測(cè)試孔。落在軟土上的樁基,一般性孔深在樁端下約
3-5叱砂、卵石層和基巖的樁基,勘探孔深要求進(jìn)入持力層3-5倍樁徑;有的樁
基要求按變形計(jì)算深度控制,據(jù)上海的規(guī)范,一般算至附加應(yīng)力等于土自重應(yīng)力
的20%處。也有地區(qū)認(rèn)為群樁變形計(jì)算深度與樁群寬度b有關(guān),與樁長(zhǎng)關(guān)系不大,
建議比較軟弱的地基鉆探深度取樁端下深0.9-2.0bo樁基的沉降變形是一個(gè)非常
復(fù)雜的問(wèn)題,后面概念設(shè)計(jì)還會(huì)討論這些問(wèn)題。
原位測(cè)試是輔助鉆探取樣的一種測(cè)試方法,他已經(jīng)作為規(guī)范中要求的一項(xiàng)勘
察工作。由于我國(guó)地域廣大,各省區(qū)地質(zhì)條件不同,原位測(cè)試更要注意各地區(qū)的
經(jīng)驗(yàn)。如上海等地區(qū)的軟土地基,靜力觸探已成為樁基勘察中必不可少的一種測(cè)
試手段。砂土層地基采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)也頗有效,成都、北京等地區(qū)的卵石層地
基,采用重型和超重型圓錐動(dòng)力觸探去選擇合適的持力層。
勘察報(bào)告可以提出幾個(gè)可能的樁基持力層,作技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后,推薦合理
的樁基持力層。一般情況下應(yīng)選擇具有一定厚度、承載力高、壓縮性較低、分布
均勻、穩(wěn)定的堅(jiān)實(shí)土層或巖層作為持力層。關(guān)于單樁的極限承載力的確定較可靠
的方法仍為樁的靜載荷試驗(yàn)。
新規(guī)范強(qiáng)調(diào)樁基的詳勘除滿足勘察規(guī)范的要求外,應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)條件,結(jié)
合樁基工程特點(diǎn),對(duì)勘察點(diǎn)間距、勘探深度、原位試驗(yàn),這三個(gè)方面提出了要求,
要求制定合理完整的勘探方案,以滿足樁型、樁端持力層、單樁承載、布樁等概
念設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段的資料要求。
新規(guī)范對(duì)勘探點(diǎn)間距的要求,對(duì)端承型樁宜為12-24m,當(dāng)持力層坡度大于
10%時(shí),需適當(dāng)加密勘探點(diǎn);對(duì)摩擦型樁宜按20—35m布孔,但遇到水平方向土
層變化大或可能影響成樁的土層時(shí),需適當(dāng)加密勘探點(diǎn);復(fù)雜地質(zhì)條件下的柱下
單樁基礎(chǔ),宜每樁設(shè)一勘探點(diǎn)。
新規(guī)范對(duì)勘探深度的要求,宜布置1/3-1/2的勘探孔為控制性孔,曰級(jí)建
筑樁基至少3個(gè)控制性孔,乙級(jí)至少2個(gè)孔;控制性孔應(yīng)穿透樁端平面以下壓縮
層厚度:一般性孔深入樁端下3—5d,且不小于3m,對(duì)于大直徑樁不小于5m。嵌
巖樁控制性鉆孔應(yīng)深入樁端下不小于3-5d樁身設(shè)計(jì)直徑,一般性鉆孔深入樁端
下1一3由當(dāng)持力層較薄時(shí),應(yīng)有部分鉆孔鉆穿持力巖層。在巖溶、斷層破碎帶地
IX,應(yīng)查明溶洞、溶溝、溶槽、石筍等的分布情況,鉆孔應(yīng)鉆穿該地層進(jìn)入穩(wěn)定
地層,進(jìn)入深度應(yīng)滿足上述控制性鉆孔和一般性鉆孔的要求。
新規(guī)范對(duì)土樣試驗(yàn)和原位測(cè)試要求,在勘探深度范圍內(nèi)的每一地層,均應(yīng)采
取不擾動(dòng)性試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)或根據(jù)土質(zhì)情況選用有效的原位測(cè)試,提供設(shè)計(jì)所
需參數(shù)。
1.3.1.2對(duì)樁基設(shè)計(jì)應(yīng)具備的巖土工程地質(zhì)條件的認(rèn)識(shí)
樁基設(shè)計(jì)應(yīng)具備的巖土工程條件有:1)樁基按兩類(lèi)極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)所需用
巖土物理力學(xué)參數(shù)及原位測(cè)試參數(shù);2)對(duì)建筑場(chǎng)地的不良地質(zhì)作用、如滑坡、崩
塌、泥石流、巖溶、土洞等,有明確判斷、結(jié)論和防治方案;3)地下水位埋藏情
況、類(lèi)型和水位變化幅度及抗浮設(shè)計(jì)水位,土、水的腐蝕性評(píng)價(jià),地下水浮力計(jì)
算的設(shè)計(jì)水位;4)抗震設(shè)防區(qū)按設(shè)防烈度提供的液化土層資料;5)有關(guān)地基土
凍脹性、濕陷性.、膨脹性評(píng)價(jià)。
地質(zhì)條件是否能瓷明查清?查明查清后能否被合理應(yīng)用?這是我們最關(guān)注的
事情。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作,但如果掌握了規(guī)律,可能會(huì)
認(rèn)為是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工作。說(shuō)復(fù)雜是因?yàn)榈鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)依據(jù)地基復(fù)雜程度、建筑物
規(guī)模和功能特征以及由于地基問(wèn)題可能造成建筑物的影響因素太多,不易全面掌
握和協(xié)調(diào)平衡。說(shuō)簡(jiǎn)單是因?yàn)榈鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)主要解決兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是滿足建筑
物的承載力要求;另一個(gè)是滿足地基變形的要求。
要滿足承載力和變形,在簡(jiǎn)單場(chǎng)地和簡(jiǎn)單的工程是很容易滿足的。設(shè)計(jì)人員
擔(dān)憂的是復(fù)雜的工程又選擇在復(fù)雜場(chǎng)地。所謂復(fù)雜的工程,可以按規(guī)范劃定的建
筑類(lèi)型而給出的設(shè)計(jì)等級(jí)。詳見(jiàn)表3.1.2。
表3.1.2建筑樁基設(shè)計(jì)等級(jí)
設(shè)計(jì)等級(jí)建筑類(lèi)型
(D.重要的建筑<
:卬30層以上或高度超斗l8m的高層建筑;
*(3)體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過(guò)10層的高低層(含純地下室)
連體建筑;
甲級(jí)(4)20層以上框架-核心筒結(jié)構(gòu)及其他對(duì)差異沉降有特殊要
求的建筑;
(5)場(chǎng)地和地基條件更雜的7層以上的一股建筑及坡地、岸
邊建筑;
(6)對(duì)相鄰既有工程影響較大的建筑
乙級(jí)除甲級(jí)、丙級(jí)以外的建筑
場(chǎng)地和地基條件簡(jiǎn)單、荷載分布均勻的7層及7層以下的一
丙級(jí)
般建筑
所謂復(fù)雜場(chǎng)地,有不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害的場(chǎng)地、有特殊性巖土的場(chǎng)地、
還有受地震、地下水等影響的場(chǎng)地。規(guī)范認(rèn)為復(fù)雜場(chǎng)地:1)對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)的地
段;2)不良地質(zhì)作用強(qiáng)烈發(fā)育地段;3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞的場(chǎng)地;
4)地形地貌復(fù)雜區(qū)域;5)有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)
條件復(fù)雜,需專(zhuān)門(mén)研究的場(chǎng)地。根據(jù)場(chǎng)地的復(fù)雜程度,勘察規(guī)范杷工程建設(shè)場(chǎng)地
分為三個(gè)場(chǎng)地等級(jí),復(fù)雜場(chǎng)地、中等復(fù)雜場(chǎng)地、簡(jiǎn)單場(chǎng)地。
為了查明場(chǎng)地的巖土情況,規(guī)范對(duì)不同等級(jí)的場(chǎng)地提出了不同的要求。如初
步勘察階段勘探線、勘探點(diǎn)間距;復(fù)雜場(chǎng)地50—100m、30-50m;中等復(fù)雜場(chǎng)地
70—150m、40—100m;簡(jiǎn)單場(chǎng)地10—300m.75—200m。詳細(xì)勘察階段勘探點(diǎn)的間
距規(guī)定:復(fù)雜場(chǎng)地10—15叱中等復(fù)雜場(chǎng)地15—30%簡(jiǎn)單場(chǎng)地30—50m。另外對(duì)
勘探孔深多少,增減勘察孔深的要求,如何采取土樣,如何進(jìn)行原位測(cè)試,包括
基坑開(kāi)挖需要做什么工作都作了規(guī)定。
地基規(guī)范規(guī)定地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前應(yīng)進(jìn)行巖土工程勘察。根據(jù)勘察規(guī)范,房屋建
筑的巖土工程勘察,應(yīng)在搜集建筑物上部荷載、功能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、基礎(chǔ)形式、
埋置深度和變形限制等方面資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行??辈旃ぷ鞯闹饕獌?nèi)容有:1)查明
場(chǎng)地和地基的穩(wěn)定性、地層結(jié)構(gòu)、持力層和下臥層的工程特性、土的歷史和地下
水條件以及不良地質(zhì)作用等;2)提供滿足設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù),確定地基
承載力,予測(cè)地基變形性狀;3)提出地基基礎(chǔ)、基坑支護(hù)、工程降水和地基處理
設(shè)計(jì)與施工方案的建議;4)提出對(duì)建筑物有影響的不良地質(zhì)作用的防治方案建議;
5)對(duì)于抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場(chǎng)地,進(jìn)旺場(chǎng)地與地基的地震效應(yīng)評(píng)價(jià)。
野外的勘察工作是巖土工程分折評(píng)價(jià)的基礎(chǔ),其中有工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探、
測(cè)試和搜集已有資料,結(jié)合工程特點(diǎn)和要求組織好評(píng)價(jià)工作。巖土分析的依據(jù)是
原始資料,加強(qiáng)原始資料的編錄工作是保證成果報(bào)告質(zhì)量的基本條件。近年來(lái),
經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些單位勘探測(cè)試工作做得不少,但對(duì)原始資料檢查、整理、分析、鑒
定不及時(shí)、不重視,因而不能如實(shí)反映實(shí)際情況,甚至造成假象,導(dǎo)致分折評(píng)價(jià)
失誤。針對(duì)存在的問(wèn)題,勘察規(guī)范強(qiáng)調(diào),“均應(yīng)進(jìn)行整理、檢查、分析,鑒定、認(rèn)
為無(wú)誤后方可利用?!笔且粭l非常務(wù)實(shí)的規(guī)定。
規(guī)范規(guī)定了,巖土工程分析評(píng)價(jià)的要求:1)充分了解工程結(jié)構(gòu)的類(lèi)型、特點(diǎn)、
荷載情況和變形控制要求;2)掌握?qǐng)龅氐刭|(zhì)背景,考慮巖土材料的非均質(zhì)性,確
定其最佳估值;3)充分考慮當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)和類(lèi)似工程經(jīng)驗(yàn);4)對(duì)于理論依據(jù)不足、
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多的巖土工程問(wèn)題,可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模型試驗(yàn)或足尺試驗(yàn)取得實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)
行分析評(píng)價(jià);5)必要時(shí)可建議通過(guò)施工監(jiān)測(cè),調(diào)整設(shè)計(jì)和施工方案。也就說(shuō)評(píng)價(jià)
工作要實(shí)事求是,充分了解、掌握情況、充分考慮再做決定;對(duì)依據(jù)不足,可做
試驗(yàn),有必要可調(diào)整方案。
規(guī)范要求,巖土工程分析應(yīng)在定性的基礎(chǔ)上進(jìn)行定量分析。巖土體的變形、
強(qiáng)度和穩(wěn)定應(yīng)定量分疔;場(chǎng)地的適宜性、場(chǎng)地地質(zhì)條件的穩(wěn)定性,可作定性分析。
巖土工程勘察報(bào)告與傳統(tǒng)的工程地質(zhì)勘察報(bào)告比較,增加的內(nèi)容有:1)巖土
利用、整治、改造方案的分析和論證;2)工程施工和運(yùn)營(yíng)期間可能發(fā)生的巖土工
程問(wèn)題的予測(cè)及監(jiān)控、予防措施的建議。
巖土工程勘察報(bào)告的內(nèi)容有:1)勘察目的、任務(wù)要求和依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);2)
擬建工程概況;3)勘察方法和勘察工作布置;4)場(chǎng)地地形、地貌、地層、地質(zhì)
構(gòu)造、巖土性質(zhì)及其均勻性;5)各項(xiàng)巖土性質(zhì)指標(biāo),巖石的強(qiáng)度參數(shù)、變形參數(shù)、
地基承載力建議值;6)地下水埋藏情況、類(lèi)型、水位及其變化;7)土和水對(duì)建
筑材料的腐蝕性;8)可能影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用的描述和對(duì)工程危害程度
的評(píng)價(jià);9)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性的評(píng)價(jià)。
場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性的評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)是上述一系列的工作,包括野外的地
質(zhì)測(cè)繪、勘探、測(cè)試和搜資等工作,也包括室內(nèi)的試驗(yàn)、分析、計(jì)算、資料整理、
專(zhuān)家咨詢、鑒定、報(bào)告編寫(xiě)等工作。如果還滿足不了工程需求,根據(jù)工程任務(wù)的
需要,可作專(zhuān)題研究報(bào)告。專(zhuān)題研究報(bào)告的內(nèi)容有:1)巖土工程測(cè)試報(bào)告;2)
巖土工程檢驗(yàn)或監(jiān)測(cè)報(bào)告;3)巖土工程事故調(diào)查與分析報(bào)告;4)巖土利用、整
治或改造方案報(bào)告;5)專(zhuān)門(mén)巖土工程問(wèn)題的技術(shù)咨詢報(bào)告。
1.3.2上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、使用功能與荷載特征
不同的上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型對(duì)于抵抗或適應(yīng)樁基沉降差異的性能不同,如剪力墻結(jié)
構(gòu)抵抗差異沉降的能力優(yōu)于框架、框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu);排架結(jié)構(gòu)適
應(yīng)差異沉降的性能優(yōu)于框架、框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu)。建筑物使用功能
的特殊性和重要性是決定樁基設(shè)計(jì)等級(jí)結(jié)構(gòu)的依據(jù)之一;荷載大小與分布是確定
樁型、樁的幾何參數(shù)與布樁所應(yīng)考慮的主要因素。地震作用也在一定條件下制約
樁的設(shè)計(jì)。
上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型與樁基沉降有著緊密的關(guān)系。尤其是持力層為傾斜地層,基巖
面凹凸不平或巖土中有洞穴時(shí),應(yīng)評(píng)價(jià)樁的穩(wěn)定性,慎重處理樁基的最終沉降
計(jì)算,最好是采用地方性規(guī)范,更符合工程的實(shí)際狀況。
無(wú)上部結(jié)構(gòu)的地下工程,施工中的地下建筑物,裙房及較低矮的建筑物等有
可能上浮而遭到破壞,樁基設(shè)計(jì)和施工要考慮抗浮或采取相應(yīng)的措施。
上部結(jié)構(gòu)還需要考慮環(huán)境因素,例如地震影響,風(fēng)荷載的影響。例如某電廠
的一個(gè)180m高的煙囪工程,由于地基下存在軟弱夾層,加上上部風(fēng)荷載的作用,
工程完工后基礎(chǔ)最大沉降量181mm,最小44mm,不均勻沉降差137mm,在155米高
處煙囪傾斜達(dá)1238nl鵬作為煙囪上部結(jié)構(gòu)的靜荷載是均勻傳至基底的,理應(yīng)沉降
是均勻的,但是,風(fēng)荷載常年作用于一個(gè)方向,基底反力最大值Pmax=49t/n2,最
小值Pn)in=25t/m2。后來(lái)通過(guò)灌漿來(lái)提高地基承載力,基本穩(wěn)定了煙囪不再領(lǐng)斜,
但是,不均沉降問(wèn)題是很難再去解決,只要安全沒(méi)有問(wèn)題,只好帶病工作了。
1.3.3施工技術(shù)條件與環(huán)境
樁型與成樁工藝的優(yōu)選,在綜合考慮地質(zhì)條件、單樁承載力要求前提二,尚
應(yīng)考慮成樁設(shè)備與技術(shù)的既有條件,力求既先進(jìn)且實(shí)際可行、質(zhì)量可靠;成樁過(guò)
程產(chǎn)生的噪聲、振動(dòng)、泥漿、擠土效應(yīng)等對(duì)于環(huán)境的影響應(yīng)作為選擇成樁工藝的
重要因素。
根據(jù)成樁工藝,樁可分為兩類(lèi):予制樁和灌注樁。
選樁第一要考慮建設(shè)場(chǎng)地及地質(zhì)條件。予制樁一般都在軟土中,容易打入或
者壓入,打入以后要考慮土層對(duì)樁的影響,由于打樁的擠壓作用,樁距越緊密,
擠壓的影響就越大。所以要注意規(guī)范中的樁距布置規(guī)定。巖基上的樁,宜采用鉆、
沖孔成樁;單樁荷載大,巖層埋深淺,宜采用嵌巖樁;當(dāng)巖面起伏大,埋深較大
時(shí),可采用摩擦型灌注樁。
選班第二條要考慮上部結(jié)構(gòu)荷載及單樁承載力。樁的承臺(tái)及以上的結(jié)構(gòu)形式
及荷載分布不均等和基樁的直徑大小、樁的長(zhǎng)短、樁的間距以及與土層的類(lèi)型等
都會(huì)影響樁的承載能力。
選樁第三條要考慮的是成樁設(shè)備、技術(shù)水平與施工工期等因素。予制樁的噪
聲、振動(dòng)、擠土效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響都大于灌注樁,在鬧市區(qū)一般都不宜采用打樁
機(jī)打樁,而更適宜采用壓入式成樁。灌注樁形成的泥漿對(duì)環(huán)境的影響要認(rèn)真處理。
同時(shí)還應(yīng)考慮所選工藝設(shè)備及建設(shè)場(chǎng)地所處環(huán)境對(duì)施工工期的影響等因素。確保
樁基開(kāi)工后能順利進(jìn)行。
各種常用樁型的特點(diǎn):
1)打入式鋼筋混凝土預(yù)制樁。適用土質(zhì)條件范圍廣,一般不受地下水位的影
響,質(zhì)量容易控制。但施工噪聲和振動(dòng)大,不宜用于城市和人口稠密區(qū)。預(yù)制樁
多見(jiàn)方形斷面,尺寸在350nmi至500mm,樁長(zhǎng)一般為20-30m,也有長(zhǎng)達(dá)50m的。
2)壓入式鋼筋混凝土予制樁。采用靜力壓樁具有無(wú)振動(dòng)、噪音小的特點(diǎn),在
城市中施工尤能顯示其優(yōu)越性。同時(shí),由于靜力壓樁單樁貫入阻力與實(shí)際承載力
有一定關(guān)系,近似于靜力觸探,所以,在知道該地區(qū)的靜力壓樁折算系數(shù)后,可
以免去試樁。在經(jīng)濟(jì)上,比打入式鋼筋混凝土樁省鋼材和水泥約為25%。日東電
廠的廠房基礎(chǔ)采用靜力壓樁。
3)預(yù)應(yīng)力離心混凝土管樁。具有承載力高、耐打性好、自重輕、省材料等優(yōu)
點(diǎn),用于鐵路橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)工程和高層建筑。
4)鋼管樁。優(yōu)點(diǎn)是本身重量比同等的混凝土樁輕,所需打樁機(jī)能量可以小一
些,施工快。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。當(dāng)樁基補(bǔ)強(qiáng)時(shí),可適當(dāng)考慮,因?yàn)樗?jiǎn)便、快
速、容易提高承載力。
5)沉管灌注樁。錘擊沉管灌注樁,是利用錘擊打樁機(jī)將鋼管打入土中成孔,
然后放鋼筋籠,邊灌混凝土,邊將鋼管拔出而成樁。適用于一般粘性土、人工填
土和黃土地基,也可用于淤泥質(zhì)土和砂土地基。當(dāng)穿越飽和淤泥地基時(shí)應(yīng)有防縮
頸措施。樁徑小300-巾600mHi,樁長(zhǎng)10-23叱一般用到14m。這種樁承載力較低,一
般在300-600kN之間,但造價(jià)低,施工快,樁機(jī)絞多,易于安排施工。
6)鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是利用各種鉆孔機(jī)械鉆成樁孔,然后在孔內(nèi)放鋼
筋籠,灌注混凝土。具有無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪音、設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、造價(jià)比預(yù)制樁
低等優(yōu)點(diǎn),
7)挖孔灌注樁。主要是由人工挖孔,適合于我國(guó)勞動(dòng)力多的地區(qū),這種樁適
用于橋梁基礎(chǔ)工程和高層建筑地基基礎(chǔ)工程,其特點(diǎn)是無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng),設(shè)備簡(jiǎn)
單,承載力高,造價(jià)底;同時(shí),挖土?xí)r能清楚地了解各層土的實(shí)際情況。逐能幾
個(gè)孔同時(shí)開(kāi)挖,縮短施工周期;容易清除孔底虛土;澆灌混凝土也可以振搗。可
以一柱一樁,不用承臺(tái),只作樁帽,但挖孔時(shí)要作護(hù)壁。一般都將樁底部擴(kuò)大,
做成人工挖孔擴(kuò)底樁,以提高樁的承載能力。人工挖孔,樁徑最小0.8m,一般采
用1.0m以上,最大可達(dá)3nb某些國(guó)家的工程用到了7m樁徑,樁長(zhǎng)可達(dá)到50%
這種樁要嚴(yán)格做好安全施工。廣西地區(qū)采用人工挖樁的工程較多,積累了豐富的
挖孔成樁經(jīng)驗(yàn)。
8)沖孔灌注樁。沖孔灌注樁是用沖孔鉆機(jī)或用雙滾筒卷?yè)P(yáng)機(jī),配制機(jī)架和鉆
頭,將鉆頭提升到一定高度,然后讓鉆頭自由落下,沖擊巖土成孔(要用泥漿護(hù)
壁。樁徑500T400mm,樁深可達(dá)50m)。成孔后放鋼筋籠,安裝導(dǎo)管,水下澆灌混
凝土。適用于地層復(fù)雜地區(qū)。
9)大直徑底部擴(kuò)大墩(樁)。是以端承力為主的樁基,應(yīng)支承在承載力較高
的堅(jiān)硬土層上,施工方法分為:人工成孔,人工擴(kuò)底;機(jī)械成孔,人工擴(kuò)底及機(jī)
械成孔,機(jī)械擴(kuò)底等3種。
樁型選擇。選擇板的類(lèi)型,要考慮不同的地基條件、上部結(jié)構(gòu)荷載、單樁承
載力、成樁設(shè)備、建筑場(chǎng)地及工期等因素,通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較,綜合考慮確
定。
1.3.4注重概念設(shè)計(jì)
樁基概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵是指綜合上述諸因素(地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、施工
條件與環(huán)境),制定該工程的樁基設(shè)計(jì)的總體構(gòu)思。包括樁型、成樁工藝、樁端持
力層、樁徑、樁長(zhǎng)、單樁承載力、布樁、承臺(tái)形式、是否設(shè)置后澆帶等,它是施
工圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。概念設(shè)計(jì)應(yīng)在規(guī)范框架內(nèi),考慮樁、土、承臺(tái)、上部結(jié)構(gòu)互相
作用對(duì)于承載力和變形的影響,既滿足荷載與抗力的整體平衡,又兼顧荷載與抗
力的局部平衡,以優(yōu)化樁型選擇和布樁為重點(diǎn),力求減小差異變形,降低承臺(tái)內(nèi)
力和上部結(jié)構(gòu)次內(nèi)力,實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、增強(qiáng)可靠性和耐久性。可以說(shuō),概念設(shè)計(jì)
是樁基設(shè)計(jì)的核心。
注重概念設(shè)計(jì)的核心是4個(gè)字“安全適用”。依據(jù)樁基的受力情況,樁基可以
分為摩擦樁和端承樁兩種。摩擦樁的荷載主要由樁周土的摩擦力所承受,同時(shí)樁
端土的反力也承受一部分。端承樁的荷載主要由樁端的反力來(lái)承受,同時(shí)樁周土
的摩擦力也承受一部分,或全部由樁端土或巖石的反力承受。純摩擦樁是樁特別
長(zhǎng)時(shí),到樁端時(shí)土的反力為零了。純端承樁是樁特別短時(shí),樁周土的摩擦力為零。
概念設(shè)計(jì)告訴我們,樁基設(shè)計(jì)僅計(jì)算摩擦力和端承力確認(rèn)單樁受力是不夠的,
必須考慮樁、土、承臺(tái)、上部結(jié)構(gòu)相互作用的變形影響??紤]變形影響,首先要
滿足荷載與抗力的整體平衡,其次還要考慮荷載與抗力的局部平衡,力求減少地
基的差異變形??傮w是滿足安全適用的需要。
表3SRM-1類(lèi)鉆孔灌注樁工程狀況表
開(kāi)竣工碗設(shè)計(jì)承我
工程名稱(chēng)設(shè)計(jì)院樁徑及規(guī)格備注
日期(根)力(1)力G)
84.11.14
儀表所科研樓7層九院065OX3Om10890>182均勻沉降15mm
85.2.19
85.3.29065OX37mX58根100
也業(yè)學(xué)院教學(xué)樓8層制教100均勻沉降15mm
85.5.19085OX4OmX42反200
85.6.29
長(zhǎng)在醫(yī)院病房樓16層民用065OX32.7m157140>360動(dòng)測(cè)380t
85.9.26
85.5.25動(dòng)測(cè)14根
政協(xié)大樓20層民用0650X34m196140
85.11.19372-1251
85.6.27
鐵亮局高層住宅16層民用065OX33m166140>295動(dòng)測(cè)350t
86.3.8
85.8.16
制傘五分廠粽合車(chē)間5層九院0650X41.45m57200>450均勻沉降15mm
85.11.1
86.2.27動(dòng)測(cè)18根
垂慶路高層住宅21信民用0650X34m181120
86.6.27323-3771
86.5.4全部動(dòng)測(cè)
百樂(lè)門(mén)大酒樓19層華東0650X42m315180>450
86.10.2236O-47H
86.8.5
南太人廈20層九院0850X38,6m209300>600
87.1.24
86.7.23065OX38.4mX61根100
一丁大綜合樓11層高教84
86.10.110850X38.4mX23根200
86.12.11
文匯報(bào)業(yè)務(wù)樓22層民用0850X56.2m60270>600動(dòng)測(cè)97k
87.3.13
86.12.19
文化局淮劇團(tuán)住宅14層民用0650X34m144100
87.3.30
8739
教育學(xué)院粽合圖書(shū)樓7層筑港0650X34m100100動(dòng)測(cè)230-3101
87.5.22
86.11.22
正4枚垂胎車(chē)間S層桂林085OX41m202300>700動(dòng)測(cè)920t
87.5.1
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