第六節(jié)巖土工程勘察

1、第六節(jié) 巖土工程勘察各項(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,提出資料完整,評(píng)價(jià)正確的勘察報(bào)告。一、巖土工程勘察分級(jí)巖土工程勘察首先應(yīng)根據(jù)工程的重要性、工程場(chǎng)地以及建筑物地基的復(fù)雜程度確定勘察的級(jí)別。(一)工程重要性等級(jí)根據(jù)工程的規(guī)模和特征,以及由于巖土工程問(wèn)題造成工程破壞或影響正常使用后果, 可分成以下三個(gè)等級(jí)(1)一級(jí)工程:重要工程,造成后果很?chē)?yán)重; (2)二級(jí)工程:一般工程,造成后果嚴(yán)重; (3)三級(jí)工程:次要工程,造成后果不嚴(yán)重。(二)場(chǎng)地的復(fù)雜等級(jí)根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地工程地質(zhì)復(fù)

2、雜程度可分成:一級(jí)(復(fù)雜)場(chǎng)地、二級(jí)(中等復(fù)雜)場(chǎng)地 和三級(jí)(簡(jiǎn)單)場(chǎng)地。場(chǎng)地的復(fù)雜程度主要是指具有下列條件之一者(1)對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)、不利、有利(或抗震設(shè)防烈度等于或小于6度)的地段; (2)不良地質(zhì)作用強(qiáng)烈發(fā)育、一般發(fā)育、不發(fā)育地段; (3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞、一般破壞、基本未受破壞; (4)地形地貌復(fù)雜、較復(fù)雜、不復(fù)雜; (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)地為復(fù)雜場(chǎng)地;基礎(chǔ)位于地下水位以下的場(chǎng)地為中等復(fù)雜場(chǎng)地;地下水對(duì)工程無(wú)影響的為簡(jiǎn)單場(chǎng)地。在確定場(chǎng)地復(fù)雜等級(jí)時(shí),從一級(jí)開(kāi)始向二級(jí)三級(jí)推定,以先滿(mǎn)足為準(zhǔn)。 (三)地基的復(fù)雜等級(jí)地基的復(fù)

3、雜程度主要是根據(jù)兩方面地質(zhì)情況進(jìn)行分級(jí)。第一,巖土種類(lèi)多少、分布均 勻程度、性質(zhì)變化大小是否需特殊處理;第二是否存在特殊性的巖土。按照其嚴(yán)重的程度分成一級(jí)(復(fù)雜)、二級(jí)(中等復(fù)雜)和三級(jí)(簡(jiǎn)單)地基。根據(jù)工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí),劃分巖土工程勘察等級(jí)。甲級(jí)在工程重要性、場(chǎng)地和地基復(fù)雜等級(jí)中,有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí); 乙級(jí)除甲級(jí)和丙級(jí)以外;丙級(jí)在上述三項(xiàng)等級(jí)中,均為三級(jí)。如果建筑在巖質(zhì)地基上的一級(jí)工程,但場(chǎng)地和地基復(fù)雜等級(jí)均為三級(jí)時(shí),巖土工程勘察可定為乙級(jí)。二、房屋建筑和構(gòu)筑物的工程勘察要求各類(lèi)工程的特點(diǎn)不同,工程勘察的要求也不完全相同。目前我國(guó)頒布的巖土工程勘察規(guī)范(GB5002

4、1-2001)歸納為11個(gè)大類(lèi),包括:房屋建筑與構(gòu)筑物(建筑物)、地下洞室、岸邊工程、管道和架空線路工程、廢棄物處理工程、核電廠、邊坡工程、基坑工程、樁基礎(chǔ)、地基處理、既有建筑物的增載和保護(hù)等。在這11類(lèi)工程中,建筑物的數(shù)量最多,工程勘察的內(nèi)容和要求也比較全面,所以這里著重介紹這部分內(nèi)容。建筑物的巖土工程勘察,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)形式及埋置深度、建筑物的變形限制等方面資料的基礎(chǔ)上,按照設(shè)計(jì)程序分階段進(jìn)行。巖土工程勘察應(yīng)滿(mǎn)足不同階段的要求。例如,可行性研究勘察應(yīng)符合選擇場(chǎng)址方案的要求;初步勘察應(yīng)符合初步設(shè)計(jì)要求;詳細(xì)勘察應(yīng)符合施工圖設(shè)計(jì)要求;當(dāng)場(chǎng)地條件復(fù)雜或有特殊要求

5、時(shí)還宜進(jìn)行施工勘察。(一)可行性研究勘察可行性勘察階段,首先應(yīng)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;通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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;必要時(shí)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪和必要的勘探工作。在深入分析已有 資料的基礎(chǔ)上,對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性做出評(píng)價(jià)。(二)初步勘察初步勘察應(yīng)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)擬建建筑地段的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)。為了滿(mǎn)足初步設(shè)計(jì)的要求,必 須進(jìn)行初步勘察的勘探工作。具體要求如下: 1.勘探線應(yīng)垂直地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造和地層界線布置; 2.每個(gè)地貌單元均應(yīng)布置勘探點(diǎn)、在地貌單元交接部位和地層變化較大的地段,勘 探點(diǎn)應(yīng)加密;3

6、.在地形平坦地區(qū)可按網(wǎng)格布置勘探點(diǎn); 4.對(duì)巖質(zhì)地基,勘探線和勘探點(diǎn)的布置以及勘探孔的深度應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、巖體特 性、風(fēng)化情況等,按地方標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定;對(duì)土質(zhì)地基應(yīng)符合表12-6-1和表12-6-2 規(guī)定;遇有異常情況時(shí)可適當(dāng)增減勘探孔的深度。初步勘察勘探線、勘探點(diǎn)的間距(m) 表12-6-1地基復(fù)雜程度等級(jí)勘探線間距勘探點(diǎn)間距一級(jí)(復(fù)雜)二級(jí)(中等復(fù)雜)三級(jí)(簡(jiǎn)單)5010075-150150-30030504010075200注:1.表中間距不適用于地球物理勘探;2.控制性勘探點(diǎn)宜占總數(shù)的115 1/3,且每個(gè)地貌單元均應(yīng)有控制性勘探點(diǎn)。初步勘察勘探孔深度(m)表12-6-2 工程重要

7、性等級(jí)一般性勘探孔控制性勘探孔一級(jí)(重要工程)二級(jí)(一般工程)三級(jí)(次要工程)1510156103015301020注:1.勘探孔包括鉆孔、探井和原位測(cè)試孔等; 2.特殊用途的鉆孔除外。5.取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試應(yīng)符合下列要求(1)采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試的勘探點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地貌單元、地層結(jié)構(gòu)和土的工程性質(zhì) 布置,其數(shù)量可占勘探點(diǎn)總數(shù)的1/41/2; (2)采取土試樣的數(shù)量和孔內(nèi)原位測(cè)試的豎向問(wèn)距、應(yīng)按地層特點(diǎn)和土的均勻程度確 定;每層土均應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試,其數(shù)量不宜少于6個(gè)。 6.對(duì)場(chǎng)地的水文地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查含水層的埋藏條件、地下水類(lèi)型、補(bǔ)給及排泄條件、各層地下水位及其變化幅度,必要時(shí)

8、應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)期觀測(cè)孔。當(dāng)?shù)叵滤赡芙窕A(chǔ)時(shí),應(yīng)采取水試樣進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)。(三)詳細(xì)勘察詳細(xì)勘察應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù);對(duì)建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià),并對(duì)地基類(lèi)型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護(hù)、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。1.勘探點(diǎn)的間距勘探點(diǎn)的布置應(yīng)符合下列規(guī)定:(1)宜按建筑物周邊線和角點(diǎn)布置;對(duì)元特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置; (2)同一建筑范圍內(nèi)主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時(shí)應(yīng)加密勘探點(diǎn),查明其變化; (3)對(duì)重大的設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn);重大的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物,勘探點(diǎn)不宜少于3個(gè); (4)勘探手

9、段宜采用鉆探與觸探相配合,在復(fù)雜地質(zhì)條件、特殊土、風(fēng)化巖和殘積土地區(qū),宜布置適量探井; (5)對(duì)于單幢高層建筑的勘探點(diǎn)布 置,應(yīng)滿(mǎn)足對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的要求,且不應(yīng)少于4個(gè);對(duì)密集的高層建筑群,勘探點(diǎn)可一適當(dāng)減少,但每棟建筑物至少應(yīng)有1個(gè)控制性勘探點(diǎn)。詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)間距可按表12-6-3確定。詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)間距表12-6-3地基復(fù)雜程度等級(jí)勘探點(diǎn)間距(m)一級(jí)(復(fù)雜)二級(jí)(中等復(fù)雜)三級(jí)(簡(jiǎn)單)10-1515-3030-502.勘探點(diǎn)的深度詳細(xì)勘察的勘探深度應(yīng)從基礎(chǔ)底面算起,并應(yīng)符合下列規(guī)定: (1)勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層,當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度不大于5m時(shí),孔深對(duì)條 形基礎(chǔ)不應(yīng)小于底寬的3倍

10、,對(duì)單獨(dú)柱基不應(yīng)小于1.5倍,且不應(yīng)小于5m; (2)對(duì)高層建筑和需作變形計(jì)算的地基,控制性勘探孔的深度應(yīng)超過(guò)地基變形計(jì)算深度;高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達(dá)到基底下0.51.0倍的基底寬度,并深入穩(wěn)定分布的地層;(3)需設(shè)置抗浮樁或抗拔錨桿的建筑物,勘探孔深度應(yīng)滿(mǎn)足抗拔承載力評(píng)價(jià)要求; (4)當(dāng)有大面積地面堆載或軟弱下臥層時(shí),應(yīng)適當(dāng)加深控制性勘探孔的深度; (5)在上述規(guī)定深度內(nèi)當(dāng)遇基巖或厚層碎石土等穩(wěn)定地層時(shí),應(yīng)根據(jù)情況調(diào)整勘探孔深度。3.采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試的要求(1)采樣和原位測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量,應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和設(shè)計(jì)要求確定, 對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物每棟不少于3個(gè);

11、 (2)每個(gè)場(chǎng)地每一主要土層的原狀士試樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)不少于6件(組) ; (3)在地基主要受力層內(nèi),厚度大于0.5m的夾層或透鏡體,應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試;(4)當(dāng)土層不均勻時(shí),應(yīng)增加取土數(shù)量或原位測(cè)試點(diǎn)。三、室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試各類(lèi)工程的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì),要求巖土工程勘察提供詳細(xì)的物理和力學(xué)性指標(biāo)。這參數(shù)都必須通過(guò)室內(nèi)或場(chǎng)地原位測(cè)試得到。試驗(yàn)的項(xiàng)目和方法,應(yīng)根據(jù)工程要求和巖土'性質(zhì)的特點(diǎn)確定?，F(xiàn)將測(cè)試項(xiàng)目歸納如以下,以供設(shè)計(jì)工程師掌握并根據(jù)工程的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 (一)室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)包括物理性試驗(yàn)和力學(xué)性試驗(yàn)兩大部分,當(dāng)混凝土或鋼結(jié)構(gòu)處于地下水位以下時(shí),還應(yīng)采取水樣作腐蝕性試驗(yàn)。各類(lèi)

12、土的物理性試驗(yàn)項(xiàng)目詳見(jiàn)表12-6-4。力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目詳見(jiàn)表12-6-5所示。當(dāng)有特殊要求時(shí),應(yīng)制定專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)方案,求得更符合實(shí)際的試驗(yàn)參數(shù)。土的物理性試驗(yàn) 表12-6-4土類(lèi)試 驗(yàn) 項(xiàng) 目備 注砂土顆粒級(jí)配、相對(duì)密度、天然含水量,天然密度、最大和最小密度l比重可按經(jīng)驗(yàn)確定粉土顆粒級(jí)配、液限塑限、相對(duì)密度、天然含水量、天然密度2.有降水設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)做滲透試、有機(jī)質(zhì)含量 驗(yàn)黏性土液限塑限、相對(duì)密度、天然含水量、天然密度、有機(jī)質(zhì)含量3填土工程應(yīng)做擊實(shí)試驗(yàn) 土的力學(xué)性試驗(yàn) 表12·6·5項(xiàng)目試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)成果單向壓縮(固結(jié)) 試驗(yàn)壓縮性壓縮模量Es,壓縮系數(shù),一曲線考慮應(yīng)力歷史壓縮指數(shù)

13、Cc，'因彈指數(shù)Cs'，前期固結(jié)壓力Pc, e-lgp曲線考慮時(shí)間關(guān)系團(tuán)結(jié)系數(shù)Cu，滲透系數(shù)kv, e-t曲線三軸剪切試驗(yàn)不排水(UU)土的天然強(qiáng)度Cu,0團(tuán)結(jié)不排水(CU)總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)Ccu，cu，若測(cè)定孔隙壓力,可得到有效指標(biāo), c；,；排水(CD)有效強(qiáng)度指標(biāo)Cd，d,對(duì)于砂土, Cd0直接剪切試驗(yàn)快 剪天然強(qiáng)度對(duì)于滑坡工程,可以進(jìn)行反復(fù)剪并測(cè)定殘余強(qiáng)度固結(jié)快剪總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)慢 剪有效強(qiáng)度指標(biāo)動(dòng)三軸和共振柱試驗(yàn)抗振土的液化動(dòng)彈性模量；動(dòng)阻尼比及其動(dòng)應(yīng)變關(guān)系;既定循環(huán)周數(shù)下的動(dòng)應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)變關(guān)系;飽和土的液化剪應(yīng)力與動(dòng)應(yīng)力循環(huán)周數(shù)關(guān)系,小動(dòng)應(yīng)變時(shí)的動(dòng)彈性模量和動(dòng)阻尼比(二)

14、原位測(cè)試原位測(cè)試方法應(yīng)根據(jù)巖土條件,設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)的要求,地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試方法的適用性等因素選用。詳見(jiàn)表12-6-60原位測(cè)試 表12-6-6項(xiàng)目試 驗(yàn) 目 的適用性載荷試驗(yàn)測(cè)定建筑場(chǎng)地淺層或深層巖土的承載力和變形特性,具體指標(biāo)參 數(shù)有變形模量E0,承載力特征值p,基準(zhǔn)基床系數(shù)kr靜力觸探試驗(yàn)可以測(cè)定比貫入阻力ps,錐尖阻力qc，'側(cè)壁摩阻力fs和貫入時(shí)的孔隙水壓力u。從而可以估算土的塑性狀態(tài)或密實(shí)度、強(qiáng)度、壓性、地基承載力、單樁承載力、沉樁阻力、液化判別等,根據(jù)孔壓消散曲線,可估算土的團(tuán)結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。根據(jù)觸探曲線進(jìn)行力學(xué)分層一般黏性土、粉士、砂土和含少量碎石的土圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)按錐重可

15、分輕型(10kg)、重型(63.5kg)和超重型(120kg)三種,根據(jù)貫入讀數(shù)N10、N63.5、Nl20可以用來(lái)進(jìn)行力學(xué)分層,評(píng)定土層的均勻性和物理性質(zhì),土的強(qiáng)度,變形參數(shù),地基承載力、單型樁承載力、查明土洞,滑動(dòng)面軟硬土層界面,檢測(cè)地基處理放果視土類(lèi)選用適當(dāng)?shù)腻F型標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)用63.5kg的落錘、在鉆孔中將標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中,測(cè)記30cm 貫入深度的錘擊數(shù)N值,對(duì)砂土、粉土、黏性土的物理狀態(tài)、土的強(qiáng)度、變形參數(shù)、地基承載力、單樁承載力、砂土和粉土的液化、 成樁的可能性等做出評(píng)價(jià)砂土、粉土、黏性土十字板剪切試驗(yàn)測(cè)定飽和軟土的不排水抗剪強(qiáng)度和靈敏度,從而確定地基承載力,單樁承載力,計(jì)算邊坡穩(wěn)

16、定性,判定軟黏土的應(yīng)力歷史 軟土旁壓試驗(yàn)根據(jù)旁壓曲線上的初始?jí)毫Α⑴R塑壓力、確定地基承載力和變形參數(shù),還可以求得原位水平應(yīng)力,靜止側(cè)壓力系數(shù),不排水抗剪強(qiáng)度各類(lèi)土扁鏟側(cè)脹試驗(yàn)判別土類(lèi)確定黏性土的狀態(tài)、靜止側(cè)壓力系數(shù),水平基床系數(shù)黏性土,粉土,黃土, 松一中密砂波速測(cè)試測(cè)定各類(lèi)巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速各類(lèi)土激振法測(cè)試測(cè)定天然地基和人工地基的動(dòng)特性、提供地基剛度、阻尼比和參振質(zhì)量四、巖土工程勘察成果報(bào)告巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、工程特點(diǎn)和地質(zhì)條件等具體情況編 寫(xiě),并應(yīng)包括下列內(nèi)容: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

17、.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)、巖土的強(qiáng)度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值; 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)。巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)對(duì)巖土利用、整治和改造的方案進(jìn)行分析論證、提出建議;對(duì)工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土工程問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè),提出監(jiān)控和預(yù)防措施的建議。成果報(bào)告應(yīng)附下列圖件:1.勘探點(diǎn)平面布置圖;2.工程地質(zhì)柱狀圖;3.工程地質(zhì)剖面圖;4.原位測(cè)試成果圖表;5.室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表。第七節(jié) 淺基礎(chǔ)重點(diǎn)內(nèi)

18、容:淺基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)原則,地基承載力設(shè)計(jì)值的確定方法和淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。一、一般原則淺基礎(chǔ)一般是指基礎(chǔ)埋置深度小于基礎(chǔ)寬度,或小于5m,用一般的施工方法即可修筑。本章討論天然地基上淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的方法,其一般原則也適用于其他情況時(shí)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)地基的要求,應(yīng)滿(mǎn)足:(1)地基應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性當(dāng)軸心荷載作用時(shí),基礎(chǔ)底面壓力應(yīng)滿(mǎn)足公式(12-7-1) (12-7-1) 當(dāng)偏荷載作用時(shí),除符合式(12-7-1)要求外,尚應(yīng)符合下式要求 (12-7-2) 式中pk一一相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí),基底處的平均壓力值; fa-修正后的地基承載力特征值。(2)基礎(chǔ)的沉降量(即地基的變形值) s應(yīng)小于地基變

19、形容許值: (12-7-3) 基礎(chǔ)的沉降量s包括絕對(duì)沉降量和不均勻沉降量。對(duì)基礎(chǔ)的要求,應(yīng)有足夠的承載力、剛度和耐久性。由于基礎(chǔ)工程是地下隱蔽工程,常受到地下水的侵蝕和氣溫凍脹的影響,一旦發(fā)生質(zhì)量事故,不易發(fā)覺(jué)也難補(bǔ)救。因此, 對(duì)基礎(chǔ)要比上部結(jié)構(gòu)更高的強(qiáng)度要求和施工質(zhì)量。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須遵循安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的原則。安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理?；ハ嘀萍s 互相矛盾的,它往往是在進(jìn)行地基基礎(chǔ)方案選擇和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較以后才能滿(mǎn)足。有時(shí),還 需考慮建筑物上部結(jié)構(gòu)的剛度、體型布置,地基的柔度,以及上部結(jié)構(gòu)與地基的協(xié)調(diào)關(guān)系 即地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的共同作用。二、淺基礎(chǔ)類(lèi)型和埋深選擇(一)淺基礎(chǔ)的類(lèi)型1.單獨(dú)基礎(chǔ)地基

20、條件較好時(shí),獨(dú)立柱下常采用單獨(dú)基礎(chǔ)。也有在墻下采用單獨(dú)基礎(chǔ),它是利用鋼 筋混凝土過(guò)梁將墻的荷載傳遞到單獨(dú)基礎(chǔ)上。單獨(dú)基礎(chǔ)采用的材料,有磚或塊石砌成(稱(chēng)剛性基礎(chǔ)) ,也有用鋼筋混凝土澆筑的 (稱(chēng)柔性基礎(chǔ))。2.墻下條形基礎(chǔ)承重墻下一般采用的條形基礎(chǔ),按選用的材料類(lèi)別有剛性條形基礎(chǔ)和鋼筋混凝土條形 基礎(chǔ)。3.柱下條形基礎(chǔ)由鋼筋混凝土材料做成的條形基礎(chǔ)支承兩個(gè)以上柱子、單排柱下為單向條形基礎(chǔ),多排柱下可以做成交叉條形基礎(chǔ)。由于條形基礎(chǔ)有較高的梁肋和一定底寬,因此,其抗彎剛度較大,具有能調(diào)整地基不 均勻沉降的作用。4.筏形基礎(chǔ)當(dāng)交叉條形基礎(chǔ)底面積占建筑物平面面積較大比例時(shí),則可將交叉條形基礎(chǔ)底面擴(kuò)大為

21、滿(mǎn)堂基礎(chǔ),即筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)可減小地基土單位面積壓力,提高土的承載能力并增 強(qiáng)基礎(chǔ)的整體剛度,調(diào)整不均勻沉降。最簡(jiǎn)單的筏形基礎(chǔ)是柱列下一片等厚度的(0.52.0m)鋼筋混凝土平板。目前大量建造的高層建筑設(shè)置地下車(chē)庫(kù)的基礎(chǔ)底板大多為等厚度的片筏基礎(chǔ)。5.箱形基礎(chǔ)是由鋼筋混凝土底板、頂板和縱橫內(nèi)外隔墻組成,如同一只埋在土中的剛性密閉的箱子。箱形基礎(chǔ)不僅具有相當(dāng)大的抗彎剛度,而且由于基礎(chǔ)深埋、空腹,減少了基礎(chǔ)底面壓力,可以增加建筑物的層數(shù),又稱(chēng)補(bǔ)償式基礎(chǔ)。我國(guó)目前京滬地區(qū)軟弱地基上部分高層建筑常采用箱形基礎(chǔ),并已編制了高層建筑箱形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程。 6.不埋式基礎(chǔ)、殼體基礎(chǔ)不埋式基礎(chǔ)是在原地面經(jīng)

22、過(guò)窮實(shí)后鋪筑薄層砂石和澆筑素混凝土即作為建筑物基礎(chǔ)。 這種基礎(chǔ)不挖基槽,室內(nèi)地坪與基礎(chǔ)合二為一。殼體基礎(chǔ)以錐形、球形及組合形等的薄壁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式作基礎(chǔ),使基礎(chǔ)受力改變?yōu)闅んw內(nèi)的軸向抗壓應(yīng)力,它可以充分發(fā)揮鋼筋和混凝土材料的受力特性。殼體基礎(chǔ)具有節(jié)約材料、降低造價(jià)、加快施工速度等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)從機(jī)修車(chē)間、冶金工業(yè)廠房到水塔煙囪、高爐設(shè)備基礎(chǔ)等都曾采用殼體基礎(chǔ),使用效果良好。(二)基礎(chǔ)埋置深度選擇基礎(chǔ)埋置深度是指從基礎(chǔ)底面至地面(一般指設(shè)計(jì)地面)的距離。選擇埋置深度就是 選擇合適的地基持力層,以保證基礎(chǔ)的安全可靠,施工的方便和工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)。 影響基礎(chǔ)埋置深度選擇的因素有:1.房屋和結(jié)構(gòu)物的性質(zhì)

23、用途;2.作用在地面上的荷載大小、性質(zhì);3.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件;4.相鄰建筑基礎(chǔ)的埋深;5.土的凍結(jié)深度等。三、地基承載力特征值地基承載力是土力學(xué)的重要課題之一,也是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的基本指標(biāo)。地基承載力特征值就是滿(mǎn)足土的強(qiáng)度條件和變形要求時(shí)的地基單位面積上的承載能力。土的強(qiáng)度條件,抗是指土體在外荷載作用時(shí),對(duì)剪切破壞具有足夠的穩(wěn)定安全系數(shù);地基的變形要求,是指 基礎(chǔ)的沉降在建筑結(jié)構(gòu)和使用的許可范圍以?xún)?nèi)。因此,地基承載力特征值不僅與土的性質(zhì)、形成條件有關(guān),而且還與基礎(chǔ)的型式、寬度、埋置深度,建筑物的類(lèi)型、布置、結(jié)構(gòu) 特征、施工速度等因素密切有關(guān)。確定地基承載力特征值的方法有: (一)從荷載試驗(yàn)

24、或其他原位測(cè)試、公式計(jì)算、并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定fak當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí),按上述確定的fak尚應(yīng)按下式修正: (12-7 -4) 式中fa一一修正后的地基承載特征值; fak-按荷載試驗(yàn)或其他原位測(cè)試、公式計(jì)算、結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等方法綜合確定的承載力特征值。一一基礎(chǔ)寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù),按基底下土的類(lèi)別查表12-7-1 取值。一一基底以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b一一基礎(chǔ)底面寬度(m) ,當(dāng)基寬小于3m按3m計(jì)算,大于6m按6m計(jì)算; 一一基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度,地下水位以下取浮重度; d一一基礎(chǔ)埋置深度(m) ,一般自室外地面標(biāo)高算起

25、。在填方整平地區(qū),可自填土地面標(biāo)高算起,但填土在上部結(jié)構(gòu)施工后完成,應(yīng)從天然地面標(biāo)高算起, 對(duì)于地下室,如果用箱形基礎(chǔ)或筏基時(shí),基礎(chǔ)埋置深度自室外地面標(biāo)高算起;當(dāng)采用獨(dú)立基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)時(shí),應(yīng)從室內(nèi)地面標(biāo)高算起。 承載力修正系數(shù)表12-7-1土的類(lèi)別bd淤泥和淤泥質(zhì)土01.0人工填土，e或IL0.85的黏性土01.0紅黏土含水比w>0.8含水比w0.800.151.21.4大面積壓實(shí)填土壓實(shí)系數(shù)>0.95、黏粒含量c10%的粉土最大干密度>2.lt/m3的級(jí)配砂石001.52.0粉土黏粒含量c10%的粉土黏粒含量c<10%的粉土0.30.51.52.0E及IL均<0

26、.85的黏性土粉砂、細(xì)砂、(不包括很濕與飽和時(shí)的稍密狀態(tài)) 中砂、粗砂、礫砂和碎石土 0.32.03.01.63.04.4注:1.強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化的巖石,可參照所風(fēng)化成的相應(yīng)土類(lèi)取值,其他狀態(tài)下的巖石不修正; 2.地基承載力特征值按本規(guī)范附錄D深層平板載荷試驗(yàn)確定時(shí)d取0。(二)按土體強(qiáng)度理論公式對(duì)豎向荷載偏心和水平力都不大的基礎(chǔ),當(dāng)偏心矩e0.033倍基礎(chǔ)底面寬度時(shí),根據(jù)土體的強(qiáng)度理論,由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定地基承載力按下式計(jì)算:fa= Mbb十Mdd + McCk (12-7-5)式中fa一一由土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)確定的地基承載力特征值;Mb、Md、Mc -根據(jù)士的內(nèi)摩擦角確定的承載力系數(shù),按表

27、12-7-2確定; b一一基礎(chǔ)底面寬度,大于6m按6m計(jì)算,對(duì)于砂土小于3m按3m計(jì)算; Ck一一-基底以下一倍基寬深度內(nèi)土的黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值。小習(xí)題：某淺基礎(chǔ)地基承載力特征值fak200kPa，地基承載力修正系數(shù)b，d分別為0.3和1.6，基礎(chǔ)底面積尺寸為3×4m，埋深2m，持力層土的重度為18kN/m3，埋深范圍土的加權(quán)平均重度為17kN/m3，修正后的地基承載力特征值為（）kpa解答：240.8kPa四、淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)基底壓力Pk計(jì)算在選擇了基礎(chǔ)類(lèi)型和埋置深度以后,就可根據(jù)持力層土的承載力計(jì)算基礎(chǔ)底面尺寸。 若地基壓縮層范圍內(nèi)有承載力顯著低于持力層的土層時(shí),還必須對(duì)此軟弱下臥層進(jìn)行承

28、載 力驗(yàn)算。(一)按持力層土的承載力計(jì)算1.中心荷載作用1.建筑物的平面、立面體型應(yīng)力求簡(jiǎn)單。2.設(shè)置沉降縫一一宜在建筑平面的轉(zhuǎn)折部位、高度或荷載差異處、長(zhǎng)高比過(guò)大的建 筑物適當(dāng)部位、地基土的壓縮性有顯著變化部位以及建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類(lèi)型不同處等設(shè)置。 3.控制長(zhǎng)高比及合理布置墻體。也是增強(qiáng)建筑物整體剛度的重要措施。 4.相鄰建筑物之間應(yīng)間隔一定距離。5.調(diào)整建筑物標(biāo)高。根據(jù)預(yù)估沉降,將室內(nèi)地坪和地下設(shè)施的標(biāo)高予以提高;將相互有聯(lián)系的建筑物各部分中沉降較大者的標(biāo)高予以提高等。(二)結(jié)構(gòu)方面措施1.減輕建筑物自重。如選用輕型結(jié)構(gòu),設(shè)置地下室或半地下室,采用輕質(zhì)墻體; 2.設(shè)置圈梁;3.減小、調(diào)整基礎(chǔ)

29、底面附加壓力;4.采用梁板式基礎(chǔ),以增強(qiáng)基礎(chǔ)的剛度;5.選用能適應(yīng)不均勻沉降的上部結(jié)構(gòu)。(三)施工方面措施1.合理組織施工程序:應(yīng)先建高、重部分,后建低、輕部分,先主體后附屬建筑。 2.活載較大的建筑物,有條件時(shí)可先堆載預(yù)壓;在使用初期應(yīng)控制加載速率和加載 范圍,避免大量迅速、集中堆載。3.要注意打樁、井點(diǎn)降水、深基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近建筑物的影響。 4.基坑開(kāi)挖時(shí),應(yīng)注意對(duì)淤泥及淤泥質(zhì)軟弱土的保護(hù),減少擾動(dòng)。 六、地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作概念地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作就是三者在既滿(mǎn)足靜力平衡又滿(mǎn)足變形協(xié)調(diào)兩個(gè)條件 下,揭示它們?cè)谕夂勺饔孟孪嗷ブ萍s、彼此影響的內(nèi)在聯(lián)系,從而達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)目

30、的。共同工作分析,不但要建立正確反映結(jié)構(gòu)剛度影響的分析理論和便于借助計(jì)算機(jī)的有效計(jì)算方法,而且還要研究選用能合理反映土的變形特性的地基計(jì)算模型及其參數(shù)。 地基、基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)共同工作分析與常規(guī)設(shè)計(jì)方法不同,它受基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)剛度 的制約,又受地基柔度的影響。共同工作分折目前尚在不斷研究和發(fā)展階段。習(xí)題：1.與中心荷載作用的基礎(chǔ)相比,偏心荷載作用地基極限承載力將(B)。 A.提高B.不變C.降低D.不確定 2.基礎(chǔ)底面尺寸大小(D)。A.僅取決于持力層承載力B.僅取決于下臥層承載力 C.取決于持力層和下臥層承載力D.取決于地基承載力和變形要求3.除巖石地基外,基礎(chǔ)埋深不小于(B)A. 300mm B. 500mm C. 600mm D. 800mm4.下面關(guān)于一般基礎(chǔ)埋置深度的敘述(C)項(xiàng)是不恰當(dāng)?shù)摹?A.應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件確定B.埋深應(yīng)滿(mǎn)足地基穩(wěn)定和變形的要求 C.任何情況下埋深不能小于2.5m D.應(yīng)考慮凍脹的影響 5.根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB S0007-2002),在抗震設(shè)防區(qū),除巖石地基外,天然地基上的箱基埋深不宜小于建筑物高度的(B)。A.1/12B.l/l5C.l/l8D.1/206.除淤泥和淤泥質(zhì)土外,相同地基上的基礎(chǔ),當(dāng)寬度相同時(shí),則埋深愈深地基的承載力的變化趨勢(shì)為下列(A)項(xiàng)所述。A.愈大B.愈小C.與埋深無(wú)