第一章地基勘察

1.3地基承載力地基變形的三個階段線性變形階段（壓密）、彈塑性變形階段（剪切）、破壞階段地基破壞形式(整體、局部、刺入）塑性區(qū)開展最大深度的表達式為相應的基底均布荷載表達式太沙基極限承載力的計算公式條形基礎基底粗糙整體破壞地基承載力特征值的確定方法根據(jù)土的抗剪強度指標按照理論公式計算1）地基極限承載力理論公式按規(guī)范提供的承載力修正公式確定（當b＞3m或d＞0.5m，地基承載力特征值應該進行修正）2）規(guī)范推薦的理論公式e≤l/30由現(xiàn)場載荷試驗的p-s曲線確定參照鄰近建筑物的工程經(jīng)驗確定Mb、Md、Mc—承載力系數(shù)（可根據(jù)k查表得到)ηb、ηd——基礎寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù)第二章地基勘察太原理工大學2013年9月2.1概述2.2地基勘察的任務和勘探點的布置2.3地基勘察方法2.4地基土的野外鑒別與描述2.5地基勘察成果報告和使用一、工程地質(zhì)勘察的目的

工程地質(zhì)勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設計和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。2.1概述建筑場地：指建筑物所處的有限面積的土地。建筑場地：是宏觀的概念,建筑場地勘查應廣泛研究整個工程在建設施工和使用期間，場地內(nèi)可能發(fā)生的各種巖、土體的失穩(wěn)、自然地質(zhì)及工程地質(zhì)災害等問題。勘察任務工作內(nèi)容、工作量、工作方法應按下列四個因素確定：1.建筑場地的復雜程度（場地、地基等級）。2.建筑規(guī)模及建筑物等級（安全等級）。3.對建筑場地地質(zhì)條件的研究程度及當?shù)亟ㄖ?jīng)驗。4.地基基礎設計、施工的特殊要求。2.1概述建筑工程重要性等級根據(jù)工程破壞后果的嚴重性劃分為三個等級：一級：針對重要工程，破壞后果很嚴重；二級：針對一般工程，破壞后果嚴重；三級：針對次要工程，破壞后果不嚴重。2.1概述建筑場地等級根據(jù)場地復雜程度劃分為三個等級：一級：復雜場地。主要包括：抗震危險地段；不良地質(zhì)現(xiàn)象強烈發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞；地形地貌復雜；多層地下水、巖溶、裂隙等。二級：中等復雜場地?？拐鸩焕囟?；不良地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；地形地貌較復雜；基礎位于地下水位以下。三級：簡單場地。地震設防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ拐鹩欣囟?；不良地質(zhì)作用不發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；地形地貌簡單；地下水對工程無影響。2.1概述建筑地基等級根據(jù)地基的復雜程度分為三個等級：一級：復雜地基。主要包括：巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土等。二級：中等復雜地基。主要包括：巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；除一級地基規(guī)定外的特殊性巖土。三級：簡單地基。巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；無特殊性巖土。2.1概述《巖土工程勘察規(guī)范》根據(jù)工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，按下列條件劃分巖土工程勘察等級。

1.甲級。在工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級中，有一項或多項為一級。

2.乙級。除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目。

3.丙級。工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級均三級。另外，建筑在巖質(zhì)地基上的一級工程，當場地復雜程度等級和地基復雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。二、巖土工程勘察等級2.1概述三、工程地質(zhì)勘察三階段對于地質(zhì)條件復雜或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚應進行施工勘察。2.1概述可行性勘察（選址勘察）目的：為建筑場地選擇提供依據(jù)范圍：擬選場址內(nèi)容：搜集和分析區(qū)域地形、地貌、不良地質(zhì)現(xiàn)象、附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當?shù)亟ㄖ?jīng)驗等。對擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性作出全局工程地質(zhì)評價。初步勘察目的：為初步設計提供依據(jù)范圍：具體的建筑場地內(nèi)容：

初步查明場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況以及地基的巖土工程特性；對場地的做出最終評價，為確定建筑物的地基基礎方案提供依據(jù)。對不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治，提供資料和建議。

詳細勘察目的：為施工圖設計和施工提供可靠依據(jù)范圍：具體建筑物地基或具體工程地質(zhì)問題內(nèi)容：

提出詳細的巖土層的構(gòu)成；巖土的強度大小、壓縮性高低。評價土層是否滿足工程建筑對地基承載力、容許最大沉降量和沉降差的要求；對基礎設計、地基處理方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象防治作出詳細論證和建議。施工勘察目的：為解決施工中的工程地質(zhì)問題提供依據(jù)范圍：施工過程中進行適用條件：對重要建筑物的復雜地基。深基礎施工需進行有關(guān)地基監(jiān)測工作。地基處理、加固需進行檢驗工作。地基中的溶洞發(fā)育，需進一步查明和處理?；坶_挖后，地質(zhì)條件與原勘察資料不符，影響質(zhì)量。施工中邊坡失穩(wěn)，需進行觀測處理。

本章地基勘察主要是指建筑總平面確定后的施工圖設計階段的勘察（詳細勘察），即把勘察工作的主要對象縮小到具體建筑物的地基范圍內(nèi)。由于地基和場地是不可分割的，因此也涉及到場地的內(nèi)容。

地基勘察必須遵守《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）的有關(guān)規(guī)定。2.2地基勘察的任務和勘探點的布置一、地基勘察（詳細勘察）的任務詳細勘察應按單體建筑物或建筑群提出詳細的巖土工程資料和設計、施工所需的巖土參數(shù)；對建筑地基做出巖土工程評價;并對地基類型、基礎形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。主要應進行下列工作：

1.搜集附有坐標和地形的建筑總平面圖，場區(qū)的地面整平標高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點，基礎形式、埋置深度，地基允許變形等資料。2.查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案的建議。3.查明建筑范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力。4.對需進行沉降計算的建筑物，提供地基變形計算參數(shù)，預測建筑物的變形特征。5.查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。6.查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度。7.在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度。8.判定水和土對建筑材料的腐蝕性。2.2地基勘察的任務和勘探點的布置2.2地基勘察的任務和勘探點的布置二、勘察點布置和勘探深度依據(jù)：建筑物安全等級、場地復雜程度確定勘探點布置原則—詳見《巖土工程勘察規(guī)范》：4.1.14－18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；重大設備基礎單獨布置勘探點；重大動力機器基礎或高聳構(gòu)筑物，勘探點不宜少于3個.勘探點布置間距

表1.1勘探點間距(m)2.2地基勘察的任務和勘探點的布置勘探點的深度：

一般性勘探點以探至地基的受力層為原則，條形基礎：3-3.5b，單獨基礎：1-1.5b

控制性勘探點要求能控制地基壓縮層的計算深度，比一般性勘測點深。2.2地基勘察的任務和勘探點的布置下臥層持力層（受力層）地基基礎FG主要受力層Dq=D均布荷載

在實際工程地質(zhì)勘察中，可采取測繪與調(diào)查、勘探、原位測試與室內(nèi)試驗等勘察方法。（一）測繪與調(diào)查

測繪與調(diào)查的目的是通過對場地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水與地表水、不良地質(zhì)現(xiàn)象進行調(diào)查研究與必要的測繪工作，為評價場地工程條件及合理確定勘探工作提供依據(jù)。對建筑場地的穩(wěn)定性進行研究是工程地質(zhì)調(diào)查和測繪的重點問題。2.3地基勘察方法（二）勘探

勘探是地基勘察過程中查明地質(zhì)情況的一種必要手段，在測繪和調(diào)查的基礎上，進一步對場地的工程地質(zhì)條件進行定量的評價。常用的勘探方法有坑探、鉆探、觸探和地球物理勘探等。2.3地基勘察方法2.3地基勘察方法1.坑探法

在建筑場地開挖探坑或探槽直接觀察地基土層情況，并從坑槽中取高質(zhì)量原狀土進行試驗分析。當場地的地址條件比較復雜時，利用坑探能直接觀察地層的結(jié)構(gòu)變化。

適用范圍：土層埋藏不深，地下水位較低的情況．探坑深度2～3m。2.鉆探法：常用的一種方法，可達100m以下。

劃分地層確定地下水取樣可以進行觸探及原位試驗用鉆機打鉆孔獲取地下地質(zhì)資料的方法稱為鉆探法。并可沿孔深取樣，用以測定巖石和土層的物理力學性質(zhì)，土的某些性質(zhì)也可直接在孔內(nèi)進行原位測試。應用2.3地基勘察方法回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)機是利用鉆機的回鉆器帶動鉆具旋轉(zhuǎn)，磨削孔底地層而鉆進，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯標本。沖擊式鉆機則是利用卷揚機借鋼絲繩帶動有一定重量的鉆具上下反復沖擊，使鉆頭擊碎孔底地層形成鉆孔后以抽筒提取巖石碎塊或擾動土樣?；剞D(zhuǎn)式鉆機鉆桿套管驅(qū)動器2.3地基勘察方法3.觸探法：通過探桿用靜力或動力將金屬探頭壓入土層，并且測出各層土對觸探頭的貫入阻力大小的指標，從而間接地判斷土層的工程性質(zhì)的一類勘探方法。根據(jù)探頭結(jié)構(gòu)和入土方法動力觸探（DPT）標準貫入（SPT）靜力觸探（CPT）類型2.3地基勘察方法(1)圓錐動力觸探DynamicPenetration

輕型動力觸探10kg穿心錘錘墊觸探桿尖錘頭中型動力觸探28kg重型動力觸探63.5kg用標準質(zhì)量的鐵錘提升到標準高度自由下落，將特制的圓錐探頭貫入地基土層標準深度，所需的擊數(shù)n值的大小來判定工程性質(zhì)的好壞。錐狀探頭——貫入能量2.3地基勘察方法穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身貫入器靴(2)標準貫入試驗

StandardPenetrationTest管狀探頭標準貫入試驗SPT,穿心錘重量63.5kg,76cm落距，以貫入深度30cm的擊數(shù),N63.5作為貫入指標。SPT垂擊數(shù)N，判定砂土的密實度或粘性土的密度，確定地基和單樁的承載力；評定砂土抗液化能力。適用于砂性土與粘性土。2.3地基勘察方法(3)靜力觸探StaticConePenetration適用范圍：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作為確定地基承載力的依據(jù)。2.3地基勘察方法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)。單橋探頭：錐頭所受的總阻力Q，比貫入阻力ps=Q/A

雙橋探頭：測定錐底的總阻力Qp和側(cè)壁的總摩擦力Qs。單位面積錐頭的阻力qp=Qp/A

單位面積上的側(cè)壁阻力qs=Qs/A

電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭土的密實度壓縮性強度樁和地基的承載力2.3地基勘察方法

4.地球物理勘探

地球物理勘探（簡稱物探）也是一種兼有勘探和測試雙重功能的技術(shù)。方法:重力場,磁電場,聲,彈性波,放射性勘探,地震勘探(規(guī)范,剪切波速)優(yōu)點:簡單迅速缺點:間接判斷,較大范圍.2.3地基勘察方法通過試驗，測定地基巖土的各項物理力學特性，提供相應的指標，作為地基計算分析和工程處理的依據(jù)。優(yōu)點：簡便，試驗條件明確，能夠預先控制。缺點：試樣體積小，受到不同程度的擾動。優(yōu)點：試樣體積大，受擾動小，測得的指標可靠室內(nèi)試驗：

原位試驗：保持土原位的應力條件、天然結(jié)構(gòu)和含水量實驗室內(nèi)測定現(xiàn)場取來土樣的物理力學性質(zhì)（三）土工試驗2.3地基勘察方法基礎工程要求的室內(nèi)土工試驗項目土的分類：顆粒分析試驗，液限試驗，塑限試驗土的狀態(tài)：

比重試驗，含水量試驗、密度試驗地基沉降量有關(guān)的試驗：

固結(jié)試驗，壓縮試驗土的強度有關(guān)的試驗：直剪試驗、三軸剪切試驗基坑降水排水有關(guān)的試驗：滲透試驗填土質(zhì)量有關(guān)的試驗：

擊實試驗為需進行原狀土樣的試驗項目注：有2.3地基勘察方法常用的原位測試技術(shù)：工程地質(zhì)觸探試驗(靜力觸探、動力觸探)地基載荷試驗旁壓試驗十字板剪切試驗大型直接剪切試驗2.3地基勘察方法地基載荷試驗在現(xiàn)場的天然土層上，通過一定的荷載板向土層施加豎向靜載荷，并測定壓力p和沉降s的關(guān)系。根據(jù)p-s曲線評定土的承載力。優(yōu)點：模擬實體基礎承受荷載的試驗，工程通常認為是可靠的原位試驗方法。S荷載沉降曲線OpcrpuBA2.3地基勘察方法旁壓試驗水箱量測通過向旁壓器注水，使旁壓器彈性模產(chǎn)生橫向膨脹，對土體施加壓力，并產(chǎn)生橫向變形，從而測得壓力與變形的關(guān)系曲線，由此求得土的變形模量和承載力。特點操作簡易測試快速橫向加壓2.3地基勘察方法試驗設備：預壓式旁壓儀，自鉆式旁壓儀。HD十字板剪切試驗將十字形金屬板插入鉆孔的土層中，施以勻速的扭矩，直至土體破壞，從而求得土的不排水抗剪強度。2.3地基勘察方法大型直接剪切試驗測定原位巖土介質(zhì)的抗剪強度原位測試成果及其應用測試方法特征指標主要工程應用標準貫入試驗N63.5確定砂土密度評價砂土地基承載力評價地基土液化勢輕型動力觸探N10評價粘性土地基承載力基槽驗槽靜力觸探試驗比貫入阻力ps側(cè)壁阻力qs錐底阻力qp評價土的密度評價地基土承載力估算地基土的壓縮性預估單樁承載力2.3地基勘察方法原位測試成果及其應用（接上頁）測試方法特征指標主要工程應用平板載荷試驗變形模量E臨塑荷載pcr極限荷載pu地基變形計算評價地基承載力用荷載板沉降量推算砂土地基沉降量旁壓試驗橫向壓縮模量EP橫向臨塑荷載pcr橫向極限荷載pu地基變形計算評價地基承載力十字板剪切試驗不排水強度τf不排水強度評價地基承載力求地基土靈敏度2.3地基勘察方法2.4地基土的野外鑒別與描述（一）地基土野外鑒別野外鑒別地基土無儀器設備，主要憑感覺和經(jīng)驗。對碎石土和砂土的鑒別方法，利用日常熟悉的食品如綠豆、小米、砂糖、玉米面的顆粒作為標準，進行對比鑒別。對粘性土與粉土的鑒別方法，根據(jù)手搓滑膩感或砂粒感等感覺，加以區(qū)分和鑒別。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、特殊土粘性土與粉土的野外鑒別鑒別方法土名干土狀況干土手搓感覺濕土狀態(tài)濕土手搓情況小刀切削濕土粘土堅硬，用錘才能打碎極細的均質(zhì)土塊可塑，滑膩，粘著性大易搓成d＜0.5mm長條，易滾成小土球切面光滑，不見砂粒粉質(zhì)粘土手壓土塊可碎散無均質(zhì)感，有砂粒感可塑，略滑膩，有粘性能搓成d≈lmm土條，能滾成小土球切面平整感，有砂粒粉土手壓土塊散成粉末土質(zhì)不均可見砂粒稍可塑，不滑膩，粘性弱難搓成d＜2mm細條，滾成土球易裂切面粗糙2.4地基土的野外鑒別與描述（二）地基土野外描述2.4地基土的野外鑒別與描述1.顏色密實度濕度粘性土的稠度含有物其他一、勘察報告書的基本內(nèi)容

地基勘察的最終成果是以報告書的形式提出的?？辈旃ぷ鹘Y(jié)束后，把取得的野外工作和室內(nèi)試驗記錄和數(shù)據(jù)以及收集到的各種直接間接資料分析整理、檢查校對、歸納總結(jié)后作出建筑場地的工程地質(zhì)評價。最后以簡要明確的文字和圖表編成報告書。報告書應包括如下內(nèi)容：2.5地基勘察成果報告（1）任務要求及勘察工作概況；勘察方法與勘察工作布置。（2）場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震設計烈度。（3）場地的地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學性質(zhì)、地基承載力和其它設計計算指標。（4）地下水的埋藏條件和腐蝕性以及土層的凍結(jié)深度。（5）對建筑場地及地基進行綜合的工程地質(zhì)評價，對場地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論，指出存在的問題和提出有關(guān)地基基礎方案的建議。2.5地基勘察成果報告所附的圖表有下列幾種：勘探點平面布置圖；工程地質(zhì)剖面圖；地質(zhì)柱狀圖或綜合地質(zhì)柱狀圖；土工試驗成果表；其它測試成果表（如靜載荷試驗、標準貫入試驗、靜力觸