動力工程地質(zhì)-專題.ppt

動力工程地質(zhì),專題一 建筑場地和地基的工程地質(zhì)問題,本專題內(nèi)容,山區(qū)建筑場地和地基的基本特點 山區(qū)建筑場地和地基選擇 巖石地基的工程地質(zhì)特性 巖石地基的利用與處理 山區(qū)不均勻地基及其處理,第一節(jié) 山區(qū)建筑場地和地基的基本特點,一、在建筑地基方面 1、地區(qū)高差懸殊 挖填方問題 邊坡問題 2、基巖起伏變化較大 地基不均勻問題 3、土層復雜 土性差異 4、局部軟弱土層,二、在場地的穩(wěn)定方面 山區(qū)的建筑場地的穩(wěn)定性往往受到山區(qū)特有的對工程有很大危害的不良地質(zhì)現(xiàn)象的影響，在山區(qū)不良地質(zhì)現(xiàn)象可以分為二種類型： (一) 物理地質(zhì)現(xiàn)象 是指對建筑物有影響的自然地質(zhì)作用及現(xiàn)象，這些現(xiàn)象包括有：巖石風化，流水沖刷，泥石流山崩、滑坡、巖溶、潛蝕和土洞以及地震等 (二) 工程地質(zhì)現(xiàn)象 在山區(qū)的建設中，由于建(構(gòu))筑物的興建，會改變當?shù)氐牡刭|(zhì)條件，引起新的地質(zhì)作用。這種由于人類工程活動而引起的對建(構(gòu)) 筑物有影響的地質(zhì)作用及現(xiàn)象，稱為工程地質(zhì)現(xiàn)象。,不良地質(zhì)現(xiàn)象分類,I、與風化營力作用有關現(xiàn)象 巖石風化 II、與地表水(海、朔、河、溝渠的水)活動有關的現(xiàn)象 邊岸沖刷和壩落斜坡沖蝕，泥石流 III、與地表水和地下水活動有關的現(xiàn)象 沉降，濕陷，巖溶 IV、與斜坡上地下水，地表水和重力活動有關的現(xiàn)象 滑坡、崩場、巖堆 V、與地下水活動有關的現(xiàn)象 凍結(jié)、凍脹、多年凍結(jié)及其現(xiàn)象 VI、與地球內(nèi)力有關的現(xiàn)象 地震 VII、與人類工程活動有關的現(xiàn)象 沉陷、壓縮、膨脹、進行地下工程時地表地下的變形、人工邊坡變形等。,第二節(jié) 山區(qū)建筑場地和地基選擇,一、在選擇建筑場地方面 在山區(qū)選擇建筑場地的工程地質(zhì)勘測時，應對場地的適宜性和穩(wěn)定性作出評價。 在山區(qū)選擇建筑場地的要求，在工程地質(zhì)方面是： 1、建筑場地內(nèi)有無不良地質(zhì)現(xiàn)象，這些現(xiàn)象對建筑場地穩(wěn)定性的影響嚴重性如何。 2、地基條件是否良好，是否有特殊土類，其承載力和沉降條件能否滿足建(構(gòu))筑物的要求。 3、是否屬于強震區(qū)或發(fā)震斷裂帶。 4、地表水和地下水對場地使用，建(構(gòu))筑物地基和基礎是否有不良影響。 5、地下是否有未開采的有價值的礦藏或即將修建的水庫淹沒范圍。,.,二、在選擇地基方面 在選擇建(構(gòu))筑物的地基時，對建(構(gòu))筑物必須滿足下列要求： 1、地基土的容許承載力必須比建(構(gòu))筑物要求的要大，以保證(構(gòu))筑物的安全。 2、地基最大沉降和差異沉降都必須比建(構(gòu))筑物要求的要小，以保證建(構(gòu))筑物不致因基礎位移而損壞。 3、地基中的不良地質(zhì)現(xiàn)象應該對建(構(gòu))筑物影響小，并易于處理的，以保證建(構(gòu))筑物的穩(wěn)定和正常使用。 4、必須評價建(構(gòu))筑物在施工過程中產(chǎn)生的工程地質(zhì)現(xiàn)象，以及這些現(xiàn)象對鄰近建(構(gòu))筑物的影響，并要有措施來處理的可能。,第三節(jié) 巖石地基的工程地質(zhì)特性,一、巖石地基的一般概念 1.巖石與巖體 巖石是指礦物的集合體。其礦物顆粒間有牢固的聯(lián)結(jié)，呈整體或具有節(jié)理裂隙的自然塊體。 巖體是指工程影響范圍內(nèi)的地質(zhì)體。是結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)體（巖塊）的組合。 2. 軟巖與硬巖 硬質(zhì)巖石: 巖石的飽和單軸極限抗壓強度大于或等于30MPa 軟質(zhì)巖石：巖石的飽和單軸極限抗壓強度小于30MPa。,對于工程地質(zhì)來說，應該著重研究巖體的基本性質(zhì)。但是，研究巖塊的基本物理力學性質(zhì)是研究巖體的基礎。同時，由于在目前條件下，一般采取試件大小有限。所以，我們?nèi)砸匝芯繋r塊的物理力學性質(zhì)為主。但是巖塊的物理力學性質(zhì)只能反映局部巖體的性質(zhì)，所以有時還需通過現(xiàn)場巖體試驗來加以彌補。,二、巖石地基的承載力和穩(wěn)定性 (一) 巖石風化對地基的影響 由于建筑物地基絕大多數(shù)都是設置在近地表的數(shù)米到數(shù)十米間。因此巖石不可能不遇到風化問題，而且可以說，大多數(shù)的巖石地基都建筑在風化巖石上。因而在評價建筑物地基中對巖石風化應給于足夠的重視。 (二) 節(jié)理及斷層帶對巖石地基的影響 巖石受構(gòu)造應力作用而發(fā)生了破裂變形，由于應力的類型、大小、作用的時間長短及巖石性質(zhì)的不同，致使斷層帶中的物質(zhì)組成與圍巖有顯著的區(qū)別。,(三) 巖石地基承載力的確定 地基承載力系指在保證地基穩(wěn)定的條件下建(構(gòu))物的沉降量不超過容許值的地基承載能力。 一般認為：巖石地基的承載力與基礎埋置深度和底面尺寸無關。 確定方法： 1.現(xiàn)場載荷試驗； 2.規(guī)范GB50007-2002規(guī)定。,對于完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值，可根據(jù)室內(nèi)飽和單軸抗壓強度確定： fa=rfrk 式中： fa 巖石地基承載力特征值（ kPa） frk巖石飽和單軸抗壓強度標準值（ kPa） r折減系數(shù)。根據(jù)巖體完整程度以及結(jié)構(gòu)面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地區(qū)經(jīng)驗確定。無經(jīng)驗時，對于完整巖石可取0.5; 對較完整巖體取0.20.5, 對較破碎巖體可取0.10.2。,第四節(jié) 巖石地基的利用與處理,一、根據(jù)建筑的要求，清除基巖表面不同程度的風化層，將基礎直接砌置在基巖上； 二、當基礎出現(xiàn)拉力時；采用巖石錨樁基礎 ； 巖石的力學性能，抗壓強度很大，但抗拉強度很小，那么，在利用巖石作為地基時，我們要充分利用巖石的特有性能抗壓強度。 三、地基的軟弱帶處理 山區(qū)巖石地基中，經(jīng)常會遇到斷層或局部破碎帶，在這些軟弱帶應于處理，以達到地基承受荷載時不致產(chǎn)生過大的集中應力和過多的不均勻沉陷，同時防止地基巖石軟弱帶剪力發(fā)生破壞。 軟弱帶處理常用兩種方法： l、開挖清除軟弱帶 2、巖體加固（固結(jié)灌漿 、 錨固 ）,第五節(jié) 山區(qū)不均勻地基及其處理,一、不均勻地基的鑒別 1、地基土巖性多變，構(gòu)造復雜，層位不定，地層成因，沉積年代和沉積物性質(zhì)顯著不同。 2、地基土具層狀構(gòu)造，其層面起伏大或傾斜坡度大于10，堅硬下臥層或軟弱下臥層離基底較近，一般為2.0B，(B為基礎寬度)，或在主要持力層中有軟、硬夾層或包裹體。,3、地基土的承載力及變化范圍大或其值過低；在下列情況下，可作為不均勻地基處理： 當300 R小500Kpa，1.5； 當200 R小300Kpa，1.4； 當130 R小200Kpa，1.3； 當持力層R均13Kpa，一般不均勻地基。,4、地基土的壓縮性變化較大或具有高壓縮性，在下列情況下，可作為不均勻地基處理： 當20MPa E小15MPa， E大/ E小1.8； 當15Mpa E小7.5Mpa， E大/ E小1.3； 當持力層E0.1-0.20.5MPa-1，一般為不均勻地層。 5、特殊類土：如山區(qū)軟土、脹縮土、大塊孤石及石芽地基。 此外，應考慮土的水理性質(zhì)，地下水對地基不均勻性的影響。,二、不均勻地基的類型及其工程地質(zhì)特點 (一) 雙層地基 1、對上軟下硬地基，應考慮基礎下地基中產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，壓縮層沉降量較均勻質(zhì)土要相對大些，這時，基礎宜深埋，使地基壓縮層較薄，使得地基較均勻。 2、上硬下軟地基，要充分利用上面硬層對基底壓力的擴散作用，同時需要驗算下臥軟弱層在強度方面是否滿足要求。 3、對雙層與單層混合構(gòu)成的地基，比較不利。這時，需詳細分析每個基礎下的地質(zhì)情況，考慮基礎可能產(chǎn)生顯著不均勻沉降的地點。,(二) 多層地基，指地基受壓層內(nèi)為三層或三層以上多層構(gòu)成的地基。這種地基在山區(qū)的洪積層、沖積層內(nèi)較多。 多層地基的情況比較復雜，可能出現(xiàn)多種地層組合形成： 對于出現(xiàn)好、好、壞或好、壞、壞或壞、壞、好地層組合形式的三層地基，當相鄰兩層性質(zhì)接近時，可以按前述雙層地基來考慮。 對于由好、壞、好土層組成的地基，如果第一層好土較厚時，基礎盡量淺埋，發(fā)揮好土層應有作用，并驗算下臥軟弱層。如果好土層很薄，建(構(gòu))筑物荷重較大，可考慮穿過中間軟層作樁基；對一般建(構(gòu))筑物可采取加強基礎剛性或整體性。 對壞、好、壞土層組成的三層地基，如果地基強度和變形不能滿足要求時，則要采取措施改善地基均勻性。 所有的三層或三層以上的地基都必須進行強度和變形驗算。,(三) 特殊土地基，是地基受壓層內(nèi)全部或主要持力層內(nèi)有特殊土時的地基。 這種地基土性質(zhì)比較特殊，如很軟弱，或局部很堅硬，或土的物理力學性質(zhì)很穩(wěn)定，將造成地基的不均勻性。 屬于這類地基的有山區(qū)軟土、山區(qū)黃土、新近沉積粘性土、脹縮土地及山區(qū)個體巖石地基等。這些地基土各有其特點和成因。,三、不均勻地基的處理 不均勻地基的處理，在山區(qū)建筑地基中占有重要的地位，處理不均勻地基目前有下列方法： 1、充分利用上覆土層：盡量采用淺埋基礎。山區(qū)地基常具有這樣的特點，地基表土層的強度較高，具有一定的厚度，其下才分別為