基礎(chǔ)工程地基勘察課件

本章學(xué)習(xí)要求：

熟悉：巖土工程勘察等級劃分依據(jù)及方法；巖土工程勘察階段劃分；巖土工程勘察的目的、內(nèi)容與要求；常見的巖土工程勘探方法；巖土工程勘察報告的主要內(nèi)容。第1章地基勘察本章學(xué)習(xí)要求：第1章地基勘察1巖土工程勘察又稱為工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察根據(jù)工程要求，查明、分析、評價建設(shè)場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，并編制勘察文件的活動.巖土工程勘察分級等級劃分的意義：據(jù)不同等級，確定勘察內(nèi)容、方法、工作量等級劃分的依據(jù)：工程重要性等級：一級工程（重要工程）二級工程（一般工程）三級工程（次要工程）§1.1概述巖土工程勘察§1.1概述2場地復(fù)雜程度分級一級場地（復(fù)雜場地）二級場地（中等復(fù)雜場地）三級場地（簡單場地）地基復(fù)雜程度分級一級地基（復(fù)雜地基）二級地基（中等復(fù)雜地基）三級地基（簡單地基）等級劃分方法：甲級：上述三項中1項或多項為一級乙級：除甲、乙級外丙級：上述三項均為三級場地復(fù)雜程度分級3巖土工程勘察的不同階段可行性研究勘察（選址勘察）符合場地選擇要求初步勘察（初勘）符合初步設(shè)計要求詳細勘察（詳勘）符合施工圖設(shè)計要求施工勘察場地條件復(fù)雜或有特殊要求的工程可能需要注意：場地較小且無特殊要求的工程可合并勘察階段。建筑平面布置已確定，場地或附近有巖土資料時，可直接進行詳勘。巖土工程勘察的不同階段4巖土工程勘察方法工程地質(zhì)測繪采取收集資料、調(diào)查訪問、地質(zhì)測量、遙感解譯等方法，查明場地的工程地質(zhì)要素，并繪制相應(yīng)的施工圖件。巖土工程勘探巖土工程勘察的一種方法，包括鉆探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、觸探等土工試驗包括原位試驗，室內(nèi)試驗巖土工程勘察方法5巖土工程勘察程序明確工程使用要求收集資料考慮技術(shù)經(jīng)濟條件制定勘察工作綱要現(xiàn)場踏勘數(shù)據(jù)資料整理、分析地基評價、結(jié)論和建議勘探（鉆探、物探）取原狀土樣原位測試室內(nèi)土工試驗意外情況矛盾和疑問巖土工程勘察程序明確工程使用要求收集資料考慮技術(shù)經(jīng)濟條件制定6§1.2詳細勘察的任務(wù)與勘探點布置1.2.1詳細勘察的任務(wù)設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)建筑地基的巖土工程評價地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護、工程

降水和不良地質(zhì)作用防治等方面的建議提供編寫巖土工程勘察報告巖土層類型、深度、分布、工程特性，評價場地穩(wěn)定性地下水埋藏條件，水位及變化幅度；水、土腐蝕性可能對工程不利的地下埋藏物不良地質(zhì)作用類型、成因、分布、發(fā)展趨勢、危害程度查明§1.2詳細勘察的任務(wù)與勘探點布置1.2.1詳細勘察的任71.2.2勘察點布置和勘探深度勘探點的數(shù)量和間距依據(jù)：建筑物安全等級、場地復(fù)雜程度確定，按地形地貌地層土質(zhì)和地下水位的變化程度分為三類。宜按建筑物周邊線和交點布置；無特殊要求的其它建筑可按建筑物或建筑群范圍布置；同一建筑范圍主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時，加密勘探點，查明變化；重大設(shè)備基礎(chǔ)單獨布置勘探點；重大動力機器基礎(chǔ)或高聳構(gòu)筑物，勘探點不宜少于3個.1.2.2勘察點布置和勘探深度8詳細勘察階段的勘探點布置間距

詳細勘察階段的勘探點布置間距9勘探點深度控制性勘探點：控制地基壓縮層的計算深度一般性勘探點：控制主要受力層

基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)形式12345單獨基礎(chǔ)－691112條形基礎(chǔ)61012筏、箱形基礎(chǔ)Z＝d＋αb表1.2控制性勘探點深度(m)d-指基礎(chǔ)埋置深度;b-基礎(chǔ)寬度；a-土類別的經(jīng)驗系數(shù)勘探點深度基礎(chǔ)寬度12345單獨基礎(chǔ)－69110工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)工程設(shè)計的關(guān)系勘察先行，勘察是設(shè)計的前提；勘察又需依據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計參數(shù)！例如：控制性勘探點深度的確定！問題的解決：勘察、設(shè)計密切配合！初步設(shè)計中一般應(yīng)包括初步的基礎(chǔ)方案及部分參數(shù)，可供勘察方參照！勘察工程師應(yīng)對基礎(chǔ)設(shè)計有深入地了解！工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)工程設(shè)計的關(guān)系111.3.1地球物理勘探概念：根據(jù)不同巖土介質(zhì)具有不同的密度、導(dǎo)電性、波速等特性，利用物理方法，采用專門的儀器，實現(xiàn)對地層分布、地質(zhì)構(gòu)造、地下水深度等勘探的一種方法。常見方法：地震勘探電法勘探磁法勘探聲波勘探雷達勘探……§1.3地基勘探方法1.3.1地球物理勘探§1.3地基勘探方法12基礎(chǔ)工程地基勘察課件13基礎(chǔ)工程地基勘察課件14基礎(chǔ)工程地基勘察課件15基礎(chǔ)工程地基勘察課件161.3.2坑槽探（掘探）方法：直接施工探坑(槽)，觀察土層分布，取樣開展土工試驗適用：地下水位較深，土質(zhì)較好時一般不超過4m3.鉆探方法：通過施工鉆孔，確定：巖土介質(zhì)分布、地下水深度；取樣開展土工試驗；開展原位試驗。1.3.2坑槽探（掘探）17基礎(chǔ)工程地基勘察課件18基礎(chǔ)工程地基勘察課件19基礎(chǔ)工程地基勘察課件20基礎(chǔ)工程地基勘察課件214.觸探概念：通過探桿，采用靜力或動力方式將金屬探頭壓入土層，測出與貫入阻力相關(guān)的指標(biāo)，進而間接判斷土層的工程性質(zhì)的勘探方法和原位測試技術(shù)。動力觸探標(biāo)準貫入試驗（管狀探頭）試驗方法：用63.5Kg的穿心錘，落距76cm將貫入器打入土中30cm所用的擊數(shù)N值的大小來判定巖土工程性質(zhì)的好壞。試驗指標(biāo)：N4.觸探22看視頻看視頻23試驗用途判斷地基液化性；判定地層密實度。標(biāo)貫錘擊數(shù)N密實度標(biāo)貫錘擊數(shù)N密實度N≤10松散15<N≤30中密10<N≤15稍密N>30密實試驗用途標(biāo)貫錘密實度標(biāo)貫錘密實度N≤10松散15<N≤30中24圓錐動力觸探：試驗方法：用標(biāo)準質(zhì)量的重錘提升到標(biāo)準高度自由下落，將特制圓錐探頭貫入地基土層標(biāo)準深度，根據(jù)擊數(shù)n，判定地層的工程性質(zhì)。分類：輕型、重型、超重型圓錐動力觸探用途：輕型：驗槽，人工填土勘察，局部軟弱土勘察，洞穴分布清查；重型、超重型：碎石、卵石、礫石地層密實度勘探。圓錐動力觸探：25基礎(chǔ)工程地基勘察課件26靜力觸探概念：利用液壓或機械傳動裝置，將圓錐形金屬探頭壓入地基土中，依據(jù)比貫入阻力的大小來判定地基土的工程性質(zhì)。適用：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土層用途：測定比貫入阻力、側(cè)壁摩擦阻力、錘尖阻力和孔隙水壓力劃分土層，為確定地基承載力提供依據(jù)。靜力觸探27靜力觸探探頭靜力觸探探頭28基礎(chǔ)工程地基勘察課件292靜力觸探試驗

頂柱密封圈應(yīng)變片空心柱電纜橡皮管密封圈外套筒探頭管單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖

2靜力觸探試驗頂柱密封圈應(yīng)變片空心柱電纜30雙橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖

1-錐尖；2-O型密封圈；3-電阻絲片；4-變形柱；5-摩擦筒；6-密封圈；7-加強筒；8-墊圈；9-密封圈；10-接頭；11-支座；12-頂柱；13-膠墊；14-螺母雙橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖1-錐尖；2-O型密封圈；3-電阻絲片；31探頭單橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖1—頂柱；2—外套筒；3—探頭管；4—導(dǎo)線；5—環(huán)氧樹脂密封墊圈；6—橡皮管；7—空心變形柱；8—應(yīng)變片;9、探桿9土層阻力貫入力123657854探頭單橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖9土層阻力貫入力1232錐尖摩擦筒頂柱變形套變形套探桿電阻片電阻片傳力桿傳力套側(cè)壁摩阻力錐尖阻力貫入力雙橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖探頭錐尖摩擦筒頂柱變形套變形套探桿電阻片電阻片傳力桿傳力套側(cè)壁摩33看視頻P8例題1-1看視頻34§1.4地基巖土分類1.4.1《巖土工程勘察規(guī)范》按地質(zhì)年代按地質(zhì)成因按有機質(zhì)含量1.4.2《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》依據(jù)的指標(biāo)粗顆粒土：按粒徑大小及粒組含量；細顆粒土：按塑性指數(shù)。類別巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土（粉質(zhì)粘土、粘土）、人工填土、特殊土§1.4地基巖土分類1.4.1《巖土工程勘察規(guī)范》35巖石：堅硬程度分類—依據(jù)：飽和單軸抗壓強度完整程度分類—依據(jù)：巖體完整性指數(shù)（巖體縱波波速與巖塊縱波波速之比的平方）碎石土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過總重50％的土細分依據(jù)：粒組含量、顆粒形狀。漂石(塊石)、卵石(碎石)、圓礫(角礫)砂土：粒徑大于2mm的顆粒不超過總重50％；而粒徑大于0.075mm的顆粒超過總重的50%的土。細分依據(jù)：粒組含量。礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂巖石：36細分依據(jù)：粒組含量。礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于總重50％；而塑性指數(shù)Ip≤10的土。粘性土：塑性指數(shù)Ip>10的土。細分依據(jù)：Ip粉質(zhì)粘土：10<Ip≤17粘土:Ip>17細分依據(jù)：粒組含量。37人工填土素填土；碎石、砂土、粉土、粘性土等成分壓實填土雜填土；建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等沖填土。人工填土38特殊土軟土淤泥，淤泥質(zhì)粘土，淤泥質(zhì)粉土孔隙比大(e>1)，含水量高(w>wl)，壓縮性高，強度低，具有靈敏性、結(jié)構(gòu)性紅粘土高塑性；脹縮性，裂隙發(fā)育。特殊土39黃土濕陷性黃土(自重濕陷，非自重濕陷)；非濕陷遇水多濕陷膨脹土吸水膨脹，失水收縮；高膨脹率。多年凍土凍脹、融沉。黃土40§1.5土工試驗1.5.1室內(nèi)試驗物理性質(zhì)試驗：測密度、含水量、塑限、液限、顆粒級配、比重側(cè)限壓縮試驗：測定土的壓縮指標(biāo)(壓縮模量、壓縮系數(shù)等)三軸剪切試驗、直接剪切試驗：測定土的抗剪強度指標(biāo)滲透試驗：測定土的滲透系數(shù)擊實試驗：測定最優(yōu)含水量、最大干密度。§1.5土工試驗1.5.1室內(nèi)試驗411.5.2原位試驗1.5.2.1平板載荷試驗試驗?zāi)康模簻y定地基土的變形模量、地基承載力，估算建筑物沉降量pcrpuS荷載沉降曲線OAB

Pcr——比例界限荷載

Pu——極限荷載1.5.2原位試驗pcrpuS荷載沉降曲線OABPcr42淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備

1載荷試驗

承壓板

承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施加的荷載通過承壓板傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。承壓板的剛度要求容易達到，可采用加肋的厚鋼板、鑄鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論選用什么樣材質(zhì)的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝方便，在使用過程中不易變形。承壓板的形狀有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具體要求采用矩形承壓板。

淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備1載荷試驗43

承壓板的尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達到，因為承壓板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過小，則影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑b過小而降低（s增大），但b值過大極限荷載增加也不明顯，因此，在確定承壓板尺寸時，既不能過小，也不必太大。由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部分勘察規(guī)范規(guī)定承壓板面積以0.25-0.50㎡為主，另外還有0.1和1.0㎡。

1載荷試驗

承壓板的尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達到44

選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強度低變形大的土層宜采用大尺寸的承壓板，強度高變形小的土層則采用小尺寸的承壓板。一般情況下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。?/p>

（1）對于軟土、新近沉積土和人工填土，或用載荷試驗確定黃土濕陷性時，承壓板尺寸不應(yīng)小于0.50㎡；（2）對于一般粘性土地基，常用0.25-0.5㎡的承壓板；（3）對于碎石類土，承壓板直徑（或?qū)挾龋?yīng)為最大碎石直徑的10～20倍；（4）對于巖石類土或均質(zhì)密實土，如老粘土或密實砂土，以0.10㎡為宜.

1載荷試驗

選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況45加荷系統(tǒng)

加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的裝置。常見有四種類型：重物加荷裝置油壓千斤頂加荷裝置重物、機械、液壓放大加荷裝置電控穩(wěn)壓式加荷裝置

1載荷試驗

加荷系統(tǒng)1載荷試驗46常見的載荷試驗反力與加載布置方式1—承壓板；2—千斤頂；3—木跥；4—鋼梁；5—鋼錠；6—百分表；7—地錨；8—桁架；9—立柱；10—分力帽；11—拉桿；12—載荷臺；13—混凝土；14—測點（a～d為千斤頂加載方式，e和f為重物加載方式）常見的載荷試驗反力與加載布置方式47基礎(chǔ)工程地基勘察課件48基礎(chǔ)工程地基勘察課件49基礎(chǔ)工程地基勘察課件50基礎(chǔ)工程地基勘察課件51反力系統(tǒng)

除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然后再與梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或探槽）進行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。錨固式反力系統(tǒng)中，地錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。1載荷試驗

堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式）反力系統(tǒng)1載荷試驗堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗52量測系統(tǒng)

測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系統(tǒng)由觀測支架和測量儀表兩部分組成。

觀測支架用來固定量測儀表，由支撐柱、基準梁及其它附件等組成；

測量儀表有百分表、位移計、位移傳感器等。

1載荷試驗

量測系統(tǒng)1載荷試驗53基礎(chǔ)工程地基勘察課件54位移量測系統(tǒng)的安裝

1載荷試驗

基準梁的支撐柱或其他類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基準梁的影響。支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于1.5d（d為邊長或直徑），與地錨的距離應(yīng)不小于0.8m?；鶞柿杭茉O(shè)在支撐柱上時，不應(yīng)兩端固定，以避免由于基準梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于承壓板設(shè)置。

位移量測系統(tǒng)的安裝1載荷試驗55千斤頂承壓板基準梁試樁

載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿錨籠錨樁主筋地表錨樁試樁次梁基準梁基準樁主梁錨樁主梁1載荷試驗

千斤頂承壓板基試樁載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿56

加載方式一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常稱為慢速法）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法（通常稱為快速法）或等沉降速率法。

加荷等級宜取10～12級，并不應(yīng)小于8級。最大加載量不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的2倍，荷載的量測精度應(yīng)控制在最大加載量的±1％以內(nèi)。

第一級荷載（包括設(shè)備自重）宜接近挖除土柱的自重，其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量10-25kPa；對一般粘性土和中密砂土地基25-50kPa；對堅硬粘性土、密實砂土和碎石土50-100kPa。1載荷試驗

加載方式及加荷等級

1載荷試驗加載方式及加荷等級57

慢速法：對于土體，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)2h、且每小時沉降量不大于0.1mm時，可認為沉降已達到相對穩(wěn)定標(biāo)準，施加下一級荷載；對于巖體，間隔lmin、2min、2min、5min測讀一次沉降，以后每隔10min測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小于或等于0.01mm時，認為沉降已達到相對穩(wěn)定標(biāo)準，可施加下一級荷載。

快速法：每加一級荷載按間隔15min觀測一次沉降。每級荷載維持2h，即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測至沉降達到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準或仍維持2h。

等沉降速率法：控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達到破壞階段。1載荷試驗

沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準

慢速法：對于土體，每級荷載施加后58

載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止試驗。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，認為地基已達到破壞階段，可終止試驗：（1）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展；（2）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量的5倍），p-s曲線出現(xiàn)陡降段；（3）在某級荷載下24h沉降速率不能達到相對穩(wěn)定標(biāo)準；（4）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^0.06。1載荷試驗

試驗終止條件

1載荷試驗試驗終止條件59原始資料整理

載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄表上）。在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束后再進行全面檢查整理。1載荷試驗

淺層平板靜力載荷試驗的試驗資料整理

1載荷試驗淺層平板靜力載荷試驗的試驗資60慢速法的試驗資料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正

繪制s-lgt曲線和1gp-lgs曲線

確定比例界限壓力（p0）確定極限界限壓力（pu）1載荷試驗

慢速法的試驗資料整理1載荷試驗61（1）圖解法適用于開始的一些觀測點（p，s）基本在一條直線上。將p-s曲線上的各點同時沿s（沉降）坐標(biāo)平移s0，使p-s曲線的直線段通過原點。1載荷試驗

（1）圖解法1載荷試驗62慢速法的試驗資料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正

繪制s-lgt曲線和1gp-lgs曲線

確定比例界限壓力（p0）確定極限界限壓力（pu）1載荷試驗

慢速法的試驗資料整理1載荷試驗63

比例界限壓力可用p-s曲線或1gp-lgs曲線（直線段不明顯時）中的第一個拐點確定。1載荷試驗

比例界限壓力可用p-s曲線或1gp-lgs曲線（直64慢速法的試驗資料整理繪制p-s曲線p-s曲線的修正

繪制s-lgt曲線繪制1gp-lgs曲線確定比例界限壓力（p0）確定極限界限壓力（pu）1載荷試驗

慢速法的試驗資料整理1載荷試驗65終止加載標(biāo)準：荷載板周圍土有明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋；荷載增量很小但沉降急劇增大，p-s曲線出現(xiàn)陡降段；某級荷載作用下，經(jīng)24h沉降仍未穩(wěn)定；無上述破壞現(xiàn)象，但沉降量s與荷載板寬度（或直徑）之比s/b≥0.06時。終止加載標(biāo)準：66地基承載力確定方法：p-s曲線有明顯直線段，取比例界限荷載為地基承載力；p-s曲線能確定極限荷載Pu，且Pu<2Pcr時，取Pu/2為地基承載力；無法采用上述標(biāo)準確定，且荷載板面積為0.25~0.5m2時，取s/b＝0.01~0.015對應(yīng)的荷載值為地基承載力；注意：同一土層需開展3個以上的現(xiàn)場載荷試驗；試驗值極差不超過平均值的30％，取平均值為地基承載力特征值fak。地基承載力確定方法：671.5.2.2旁壓試驗試驗?zāi)康模簻y定深部土的變形模量及承載力.試驗設(shè)備：預(yù)壓式旁壓儀，自鉆式旁壓儀。水箱量測特點操作簡易測試快速橫向加壓1.5.2.2旁壓試驗水箱量測特點681.5.2.3十字板剪切試驗測定飽和軟粘土的不排水抗剪強度1.5.2.4大型直接剪切試驗測定原位巖土介質(zhì)的抗剪強度HD1.5.2.3十字板剪切試驗HD69十字板剪切試驗

是一種原位測試方法，適用于軟弱粘性土土層、取樣困難的條件。十字板剪切破壞扭力矩M為：M=πDH*(D/2)*τv+2*(πD2/4)*(D/3)τH

為簡化計算，設(shè)τv

＝τH=τ+，可得：τ+=2M/[πD2(H+D/3)]十字板頭鉆桿力矩Mτ+＝qu/2十字板剪切試驗

是一種原位測試方法，適用于軟弱粘性土70基礎(chǔ)工程地基勘察課件71P17例題1-2P17例題1-272§1.6地基勘察報告勘察報告的編寫勘察報告根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、工程特點、地質(zhì)條件等具體情況編寫，主要內(nèi)容：勘察目的、任務(wù)要求、依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準；擬建工程概況；勘察方法與勘察工作布置；場地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及均勻性；各土層物理力學(xué)性質(zhì)及地基承載力等指標(biāo)確定.§1.6地基勘察報告勘察報告的編寫73地下水埋藏情況、類型、水位及變化，腐蝕性；不良地質(zhì)作用描述及其對工程危害程度的評價；場地穩(wěn)定性與適宜性的評價；地基基礎(chǔ)方案的建議及注意事項。地下水埋藏情況、類型、水位及變化，腐蝕性；74勘察報告中常見圖表勘察點平面布置圖；地質(zhì)柱狀圖；工程地質(zhì)剖面圖；原位測試成果表；室內(nèi)試驗成果表。某高層建筑工程地質(zhì)勘察報告勘察報告中常見圖表75基礎(chǔ)工程地基勘察課件76基礎(chǔ)工程地基勘察課件77基礎(chǔ)工程地基勘察課件78基礎(chǔ)工程地基勘察課件79本章學(xué)習(xí)要求：

熟悉：巖土工程勘察等級劃分依據(jù)及方法；巖土工程勘察階段劃分；巖土工程勘察的目的、內(nèi)容與要求；常見的巖土工程勘探方法；巖土工程勘察報告的主要內(nèi)容。第1章地基勘察本章學(xué)習(xí)要求：第1章地基勘察80巖土工程勘察又稱為工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘察根據(jù)工程要求，查明、分析、評價建設(shè)場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，并編制勘察文件的活動.巖土工程勘察分級等級劃分的意義：據(jù)不同等級，確定勘察內(nèi)容、方法、工作量等級劃分的依據(jù)：工程重要性等級：一級工程（重要工程）二級工程（一般工程）三級工程（次要工程）§1.1概述巖土工程勘察§1.1概述81場地復(fù)雜程度分級一級場地（復(fù)雜場地）二級場地（中等復(fù)雜場地）三級場地（簡單場地）地基復(fù)雜程度分級一級地基（復(fù)雜地基）二級地基（中等復(fù)雜地基）三級地基（簡單地基）等級劃分方法：甲級：上述三項中1項或多項為一級乙級：除甲、乙級外丙級：上述三項均為三級場地復(fù)雜程度分級82巖土工程勘察的不同階段可行性研究勘察（選址勘察）符合場地選擇要求初步勘察（初勘）符合初步設(shè)計要求詳細勘察（詳勘）符合施工圖設(shè)計要求施工勘察場地條件復(fù)雜或有特殊要求的工程可能需要注意：場地較小且無特殊要求的工程可合并勘察階段。建筑平面布置已確定，場地或附近有巖土資料時，可直接進行詳勘。巖土工程勘察的不同階段83巖土工程勘察方法工程地質(zhì)測繪采取收集資料、調(diào)查訪問、地質(zhì)測量、遙感解譯等方法，查明場地的工程地質(zhì)要素，并繪制相應(yīng)的施工圖件。巖土工程勘探巖土工程勘察的一種方法，包括鉆探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、觸探等土工試驗包括原位試驗，室內(nèi)試驗巖土工程勘察方法84巖土工程勘察程序明確工程使用要求收集資料考慮技術(shù)經(jīng)濟條件制定勘察工作綱要現(xiàn)場踏勘數(shù)據(jù)資料整理、分析地基評價、結(jié)論和建議勘探（鉆探、物探）取原狀土樣原位測試室內(nèi)土工試驗意外情況矛盾和疑問巖土工程勘察程序明確工程使用要求收集資料考慮技術(shù)經(jīng)濟條件制定85§1.2詳細勘察的任務(wù)與勘探點布置1.2.1詳細勘察的任務(wù)設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)建筑地基的巖土工程評價地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護、工程

降水和不良地質(zhì)作用防治等方面的建議提供編寫巖土工程勘察報告巖土層類型、深度、分布、工程特性，評價場地穩(wěn)定性地下水埋藏條件，水位及變化幅度；水、土腐蝕性可能對工程不利的地下埋藏物不良地質(zhì)作用類型、成因、分布、發(fā)展趨勢、危害程度查明§1.2詳細勘察的任務(wù)與勘探點布置1.2.1詳細勘察的任861.2.2勘察點布置和勘探深度勘探點的數(shù)量和間距依據(jù)：建筑物安全等級、場地復(fù)雜程度確定，按地形地貌地層土質(zhì)和地下水位的變化程度分為三類。宜按建筑物周邊線和交點布置；無特殊要求的其它建筑可按建筑物或建筑群范圍布置；同一建筑范圍主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時，加密勘探點，查明變化；重大設(shè)備基礎(chǔ)單獨布置勘探點；重大動力機器基礎(chǔ)或高聳構(gòu)筑物，勘探點不宜少于3個.1.2.2勘察點布置和勘探深度87詳細勘察階段的勘探點布置間距

詳細勘察階段的勘探點布置間距88勘探點深度控制性勘探點：控制地基壓縮層的計算深度一般性勘探點：控制主要受力層

基礎(chǔ)寬度基礎(chǔ)形式12345單獨基礎(chǔ)－691112條形基礎(chǔ)61012筏、箱形基礎(chǔ)Z＝d＋αb表1.2控制性勘探點深度(m)d-指基礎(chǔ)埋置深度;b-基礎(chǔ)寬度；a-土類別的經(jīng)驗系數(shù)勘探點深度基礎(chǔ)寬度12345單獨基礎(chǔ)－69189工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)工程設(shè)計的關(guān)系勘察先行，勘察是設(shè)計的前提；勘察又需依據(jù)基礎(chǔ)的設(shè)計參數(shù)！例如：控制性勘探點深度的確定！問題的解決：勘察、設(shè)計密切配合！初步設(shè)計中一般應(yīng)包括初步的基礎(chǔ)方案及部分參數(shù)，可供勘察方參照！勘察工程師應(yīng)對基礎(chǔ)設(shè)計有深入地了解！工程地質(zhì)勘察與基礎(chǔ)工程設(shè)計的關(guān)系901.3.1地球物理勘探概念：根據(jù)不同巖土介質(zhì)具有不同的密度、導(dǎo)電性、波速等特性，利用物理方法，采用專門的儀器，實現(xiàn)對地層分布、地質(zhì)構(gòu)造、地下水深度等勘探的一種方法。常見方法：地震勘探電法勘探磁法勘探聲波勘探雷達勘探……§1.3地基勘探方法1.3.1地球物理勘探§1.3地基勘探方法91基礎(chǔ)工程地基勘察課件92基礎(chǔ)工程地基勘察課件93基礎(chǔ)工程地基勘察課件94基礎(chǔ)工程地基勘察課件951.3.2坑槽探（掘探）方法：直接施工探坑(槽)，觀察土層分布，取樣開展土工試驗適用：地下水位較深，土質(zhì)較好時一般不超過4m3.鉆探方法：通過施工鉆孔，確定：巖土介質(zhì)分布、地下水深度；取樣開展土工試驗；開展原位試驗。1.3.2坑槽探（掘探）96基礎(chǔ)工程地基勘察課件97基礎(chǔ)工程地基勘察課件98基礎(chǔ)工程地基勘察課件99基礎(chǔ)工程地基勘察課件1004.觸探概念：通過探桿，采用靜力或動力方式將金屬探頭壓入土層，測出與貫入阻力相關(guān)的指標(biāo)，進而間接判斷土層的工程性質(zhì)的勘探方法和原位測試技術(shù)。動力觸探標(biāo)準貫入試驗（管狀探頭）試驗方法：用63.5Kg的穿心錘，落距76cm將貫入器打入土中30cm所用的擊數(shù)N值的大小來判定巖土工程性質(zhì)的好壞。試驗指標(biāo)：N4.觸探101看視頻看視頻102試驗用途判斷地基液化性；判定地層密實度。標(biāo)貫錘擊數(shù)N密實度標(biāo)貫錘擊數(shù)N密實度N≤10松散15<N≤30中密10<N≤15稍密N>30密實試驗用途標(biāo)貫錘密實度標(biāo)貫錘密實度N≤10松散15<N≤30中103圓錐動力觸探：試驗方法：用標(biāo)準質(zhì)量的重錘提升到標(biāo)準高度自由下落，將特制圓錐探頭貫入地基土層標(biāo)準深度，根據(jù)擊數(shù)n，判定地層的工程性質(zhì)。分類：輕型、重型、超重型圓錐動力觸探用途：輕型：驗槽，人工填土勘察，局部軟弱土勘察，洞穴分布清查；重型、超重型：碎石、卵石、礫石地層密實度勘探。圓錐動力觸探：104基礎(chǔ)工程地基勘察課件105靜力觸探概念：利用液壓或機械傳動裝置，將圓錐形金屬探頭壓入地基土中，依據(jù)比貫入阻力的大小來判定地基土的工程性質(zhì)。適用：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土層用途：測定比貫入阻力、側(cè)壁摩擦阻力、錘尖阻力和孔隙水壓力劃分土層，為確定地基承載力提供依據(jù)。靜力觸探106靜力觸探探頭靜力觸探探頭107基礎(chǔ)工程地基勘察課件1082靜力觸探試驗

頂柱密封圈應(yīng)變片空心柱電纜橡皮管密封圈外套筒探頭管單橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖

2靜力觸探試驗頂柱密封圈應(yīng)變片空心柱電纜109雙橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖

1-錐尖；2-O型密封圈；3-電阻絲片；4-變形柱；5-摩擦筒；6-密封圈；7-加強筒；8-墊圈；9-密封圈；10-接頭；11-支座；12-頂柱；13-膠墊；14-螺母雙橋探頭結(jié)構(gòu)示意圖1-錐尖；2-O型密封圈；3-電阻絲片；110探頭單橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖1—頂柱；2—外套筒；3—探頭管；4—導(dǎo)線；5—環(huán)氧樹脂密封墊圈；6—橡皮管；7—空心變形柱；8—應(yīng)變片;9、探桿9土層阻力貫入力123657854探頭單橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖9土層阻力貫入力12111錐尖摩擦筒頂柱變形套變形套探桿電阻片電阻片傳力桿傳力套側(cè)壁摩阻力錐尖阻力貫入力雙橋探頭結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖探頭錐尖摩擦筒頂柱變形套變形套探桿電阻片電阻片傳力桿傳力套側(cè)壁摩112看視頻P8例題1-1看視頻113§1.4地基巖土分類1.4.1《巖土工程勘察規(guī)范》按地質(zhì)年代按地質(zhì)成因按有機質(zhì)含量1.4.2《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》依據(jù)的指標(biāo)粗顆粒土：按粒徑大小及粒組含量；細顆粒土：按塑性指數(shù)。類別巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土（粉質(zhì)粘土、粘土）、人工填土、特殊土§1.4地基巖土分類1.4.1《巖土工程勘察規(guī)范》114巖石：堅硬程度分類—依據(jù)：飽和單軸抗壓強度完整程度分類—依據(jù)：巖體完整性指數(shù)（巖體縱波波速與巖塊縱波波速之比的平方）碎石土：粒徑大于2mm的顆粒含量超過總重50％的土細分依據(jù)：粒組含量、顆粒形狀。漂石(塊石)、卵石(碎石)、圓礫(角礫)砂土：粒徑大于2mm的顆粒不超過總重50％；而粒徑大于0.075mm的顆粒超過總重的50%的土。細分依據(jù)：粒組含量。礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂巖石：115細分依據(jù)：粒組含量。礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂粉土：粒徑大于0.075mm的顆粒含量小于總重50％；而塑性指數(shù)Ip≤10的土。粘性土：塑性指數(shù)Ip>10的土。細分依據(jù)：Ip粉質(zhì)粘土：10<Ip≤17粘土:Ip>17細分依據(jù)：粒組含量。116人工填土素填土；碎石、砂土、粉土、粘性土等成分壓實填土雜填土；建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等沖填土。人工填土117特殊土軟土淤泥，淤泥質(zhì)粘土，淤泥質(zhì)粉土孔隙比大(e>1)，含水量高(w>wl)，壓縮性高，強度低，具有靈敏性、結(jié)構(gòu)性紅粘土高塑性；脹縮性，裂隙發(fā)育。特殊土118黃土濕陷性黃土(自重濕陷，非自重濕陷)；非濕陷遇水多濕陷膨脹土吸水膨脹，失水收縮；高膨脹率。多年凍土凍脹、融沉。黃土119§1.5土工試驗1.5.1室內(nèi)試驗物理性質(zhì)試驗：測密度、含水量、塑限、液限、顆粒級配、比重側(cè)限壓縮試驗：測定土的壓縮指標(biāo)(壓縮模量、壓縮系數(shù)等)三軸剪切試驗、直接剪切試驗：測定土的抗剪強度指標(biāo)滲透試驗：測定土的滲透系數(shù)擊實試驗：測定最優(yōu)含水量、最大干密度?！?.5土工試驗1.5.1室內(nèi)試驗1201.5.2原位試驗1.5.2.1平板載荷試驗試驗?zāi)康模簻y定地基土的變形模量、地基承載力，估算建筑物沉降量pcrpuS荷載沉降曲線OAB

Pcr——比例界限荷載

Pu——極限荷載1.5.2原位試驗pcrpuS荷載沉降曲線OABPcr121淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備

1載荷試驗

承壓板

承壓板是模擬建筑物的基礎(chǔ)，將施加的荷載通過承壓板傳遞給地基土，其剛度和尺寸應(yīng)與建筑物基礎(chǔ)接近。承壓板的剛度要求容易達到，可采用加肋的厚鋼板、鑄鐵板、混凝土板或鋼筋混凝土板，常用的是加肋鋼板。無論選用什么樣材質(zhì)的承壓板，都要求承壓板具有足夠的剛度、板底平整光滑、板的尺寸中心和傳力重心一致、搬運和安裝方便，在使用過程中不易變形。承壓板的形狀有圓形和方形的兩種，也有根據(jù)試驗的具體要求采用矩形承壓板。

淺層平板靜力載荷試驗的儀器設(shè)備1載荷試驗122

承壓板的尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達到，因為承壓板的面積太大，對設(shè)備的質(zhì)量要求也越高；而承壓板面積過小，則影響地基土的沉降量和極限荷載值。一般來說，地基土的極限荷載會因承壓板的寬度或直徑b過小而降低（s增大），但b值過大極限荷載增加也不明顯，因此，在確定承壓板尺寸時，既不能過小，也不必太大。由于承壓板的尺寸大小對評定地基土承載力有一定的影響。為統(tǒng)一試驗條件，使試驗結(jié)果具有可比性。我國的大部分勘察規(guī)范規(guī)定承壓板面積以0.25-0.50㎡為主，另外還有0.1和1.0㎡。

1載荷試驗

承壓板的尺寸要與實際基礎(chǔ)接近則難于達到123

選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況，強度低變形大的土層宜采用大尺寸的承壓板，強度高變形小的土層則采用小尺寸的承壓板。一般情況下，可參照下面的經(jīng)驗值選?。?/p>

（1）對于軟土、新近沉積土和人工填土，或用載荷試驗確定黃土濕陷性時，承壓板尺寸不應(yīng)小于0.50㎡；（2）對于一般粘性土地基，常用0.25-0.5㎡的承壓板；（3）對于碎石類土，承壓板直徑（或?qū)挾龋?yīng)為最大碎石直徑的10～20倍；（4）對于巖石類土或均質(zhì)密實土，如老粘土或密實砂土，以0.10㎡為宜.

1載荷試驗

選擇承壓板尺寸時，可根據(jù)地基土質(zhì)情況124加荷系統(tǒng)

加荷系統(tǒng)是指通過承壓板對地基土施加額定荷載的裝置。常見有四種類型：重物加荷裝置油壓千斤頂加荷裝置重物、機械、液壓放大加荷裝置電控穩(wěn)壓式加荷裝置

1載荷試驗

加荷系統(tǒng)1載荷試驗125常見的載荷試驗反力與加載布置方式1—承壓板；2—千斤頂；3—木跥；4—鋼梁；5—鋼錠；6—百分表；7—地錨；8—桁架；9—立柱；10—分力帽；11—拉桿；12—載荷臺；13—混凝土；14—測點（a～d為千斤頂加載方式，e和f為重物加載方式）常見的載荷試驗反力與加載布置方式126基礎(chǔ)工程地基勘察課件127基礎(chǔ)工程地基勘察課件128基礎(chǔ)工程地基勘察課件129基礎(chǔ)工程地基勘察課件130反力系統(tǒng)

除重物加荷裝置外，其它加荷裝置均需反力系統(tǒng)配套。載荷試驗的反力可由重物、地錨或地錨與重物聯(lián)合提供。然后再與梁架組合成穩(wěn)定的反力系統(tǒng)。當(dāng)在巖體內(nèi)（如探坑或探槽）進行載荷試驗時，可以利用圍巖提供所需要的反力。錨固式反力系統(tǒng)中，地錨個數(shù)應(yīng)確保有足夠的抗拔力，以免試驗中間被拔起。反力梁亦應(yīng)有足夠的剛度。1載荷試驗

堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗反力系統(tǒng)示意圖（撐壁式和平洞式）反力系統(tǒng)1載荷試驗堅硬巖土體內(nèi)載荷試驗131量測系統(tǒng)

測量地基土沉降和承壓板周圍地面變形的量測系統(tǒng)由觀測支架和測量儀表兩部分組成。

觀測支架用來固定量測儀表，由支撐柱、基準梁及其它附件等組成；

測量儀表有百分表、位移計、位移傳感器等。

1載荷試驗

量測系統(tǒng)1載荷試驗132基礎(chǔ)工程地基勘察課件133位移量測系統(tǒng)的安裝

1載荷試驗

基準梁的支撐柱或其他類型的支點應(yīng)離承壓板和地錨一定的距離，以避免再試驗過程中地表變形對基準梁的影響。支撐柱與承壓板中心的距離應(yīng)大于1.5d（d為邊長或直徑），與地錨的距離應(yīng)不小于0.8m?；鶞柿杭茉O(shè)在支撐柱上時，不應(yīng)兩端固定，以避免由于基準梁桿熱脹冷縮引起沉降觀測的誤差。沉降測量元件應(yīng)對稱地布置在承壓板上，百分表或位移傳感器的測頭應(yīng)垂直于承壓板設(shè)置。

位移量測系統(tǒng)的安裝1載荷試驗134千斤頂承壓板基準梁試樁

載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿錨籠錨樁主筋地表錨樁試樁次梁基準梁基準樁主梁錨樁主梁1載荷試驗

千斤頂承壓板基試樁載荷試驗裝置示意圖墊塊枕頭次梁拉桿135

加載方式一般采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（通常稱為慢速法）；有地區(qū)經(jīng)驗時，也可采用分級加荷沉降非穩(wěn)定法（通常稱為快速法）或等沉降速率法。

加荷等級宜取10～12級，并不應(yīng)小于8級。最大加載量不應(yīng)小于地基土承載力設(shè)計值的2倍，荷載的量測精度應(yīng)控制在最大加載量的±1％以內(nèi)。

第一級荷載（包括設(shè)備自重）宜接近挖除土柱的自重，其相應(yīng)沉降不計。對軟土地基每級荷載增量10-25kPa；對一般粘性土和中密砂土地基25-50kPa；對堅硬粘性土、密實砂土和碎石土50-100kPa。1載荷試驗

加載方式及加荷等級

1載荷試驗加載方式及加荷等級136

慢速法：對于土體，每級荷載施加后，間隔5min、5min、10min、10min、15min、15min測讀一次沉降，以后間隔30min測讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)2h、且每小時沉降量不大于0.1mm時，可認為沉降已達到相對穩(wěn)定標(biāo)準，施加下一級荷載；對于巖體，間隔lmin、2min、2min、5min測讀一次沉降，以后每隔10min測讀一次，當(dāng)連續(xù)三次讀數(shù)之差小于或等于0.01mm時，認為沉降已達到相對穩(wěn)定標(biāo)準，可施加下一級荷載。

快速法：每加一級荷載按間隔15min觀測一次沉降。每級荷載維持2h，即可施加下一級荷載。最后一級荷載可觀測至沉降達到上述沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準或仍維持2h。

等沉降速率法：控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相應(yīng)的所施加的荷載，直至試驗達到破壞階段。1載荷試驗

沉降觀測和穩(wěn)定標(biāo)準

慢速法：對于土體，每級荷載施加后137

載荷試驗一般應(yīng)盡可能加荷到試驗土層破壞，然后終止試驗。當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，認為地基已達到破壞階段，可終止試驗：（1）承壓板周邊的土體出現(xiàn)明顯側(cè)向擠出，周邊巖土出現(xiàn)明顯隆起或徑向裂縫持續(xù)發(fā)展；（2）本級荷載的沉降量急劇增大（大于前級荷載沉降量的5倍），p-s曲線出現(xiàn)陡降段；（3）在某級荷載下24h沉降速率不能達到相對穩(wěn)定標(biāo)準；（4）總沉降量與承壓板直徑（或?qū)挾龋┲瘸^0.06。1載荷試驗

試驗終止條件

1載荷試驗試驗終止條件138原始資料整理

載荷試驗原始資料包括沉降觀測、荷載等級和其他與載荷試驗相關(guān)的信息，如承壓板形狀、尺寸、載荷點的試驗深度、試驗深度處的土性特征，以及沉降觀測百分表或傳感器在承壓板上的位置等（一般以圖示的方式標(biāo)注在記錄表上）。在試驗過程中，應(yīng)對原始記錄數(shù)據(jù)及時檢查，試驗結(jié)束后再進