基礎(chǔ)工程地基的勘察試驗(yàn)與計(jì)算

第2章地基的勘察、試驗(yàn)與計(jì)算12.1概述2.1.1地基勘察的目的與任務(wù)建筑工程是根據(jù)設(shè)計(jì)要求和建筑場(chǎng)區(qū)的工程地質(zhì)條件進(jìn)行建設(shè)的。地基勘察是運(yùn)用工程地質(zhì)理論和各種勘察測(cè)試技術(shù)手段、方法，為解決工程建設(shè)中的地質(zhì)問(wèn)題而進(jìn)行的調(diào)查研究工作。地基勘察是工程建設(shè)的先行工作，其成果資料是工程項(xiàng)目決策、設(shè)計(jì)和施工等的重要依據(jù)。地基勘察是完成工程地質(zhì)學(xué)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中“防災(zāi)”這一總?cè)蝿?wù)的具體實(shí)踐過(guò)程。其任務(wù)從總體上來(lái)說(shuō)是為工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，充分利用有利的自然和地質(zhì)條件，避開(kāi)或改造不利的地質(zhì)因素，以保證建筑物的安全和正常使用。22.1.2地基勘察的一般要求1.選址勘察階段選擇場(chǎng)址階段應(yīng)進(jìn)行下列工作：(1)搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)等資料，附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)。(2)在收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、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件。(3)對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能符合要求，但其他方面條件較好且傾向于選取的場(chǎng)地，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及必要的勘探工作。32.初步勘察階段本階段的主要工作如下：(1)搜集本項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(附有建筑場(chǎng)區(qū)的地形圖，一般比例尺為1:2000～1:5000)、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。(2)初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)，地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布范圍及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)場(chǎng)地條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查。(3)對(duì)抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的建筑場(chǎng)地，應(yīng)判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。初步勘察時(shí)，在搜集分析已有資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要和場(chǎng)地條件還應(yīng)進(jìn)行工程勘探、測(cè)試以及地球物理勘探工作。43.詳細(xì)勘察階段詳細(xì)勘察階段的主要工作要求：(1)取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖，各建筑物的地面整平標(biāo)高、建筑物的性質(zhì)和規(guī)模，可能采取的基礎(chǔ)形式、尺寸和預(yù)計(jì)埋置的深度，建筑物的單位荷載和總荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對(duì)地基基礎(chǔ)的特殊要求。(2)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類(lèi)型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度，提出評(píng)價(jià)與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議。(3)查明建筑物范圍各巖土層的類(lèi)別、結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性，計(jì)算和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力。5(4)對(duì)需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提出地基變形計(jì)算參數(shù)，預(yù)測(cè)建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜等變形特征。(5)對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場(chǎng)地，應(yīng)劃分場(chǎng)地土類(lèi)型和場(chǎng)地類(lèi)別。對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場(chǎng)地，尚應(yīng)分析預(yù)測(cè)地震效應(yīng)，判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性，并對(duì)液化等級(jí)作出評(píng)價(jià)。(6)查明地下水的埋藏條件，判定地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性。當(dāng)需基坑降水設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)查明水位、其變化幅度和各土層的滲透性。(7)提供為深基坑開(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)，論證和評(píng)價(jià)基坑開(kāi)挖、降水等對(duì)鄰近工程和環(huán)境的影響。(8)為選擇樁的類(lèi)型、長(zhǎng)度，確定單樁承載力，為計(jì)算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術(shù)參數(shù)。62.2工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘探一般在工程地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上進(jìn)行。它可以直接深入地下巖土層取得所需要的工程地質(zhì)資料，是探明深部地質(zhì)情況的一種可靠的方法。工程地質(zhì)勘探的主要方式有工程地質(zhì)物探、鉆探和坑探。72.2.1工程地質(zhì)物探1.電法勘探電法勘探是研究地下地質(zhì)體電阻率差異的地球物理勘探方法，也稱(chēng)為電阻率法。該法通常是通過(guò)電測(cè)儀測(cè)定人工或天然電場(chǎng)中巖土地質(zhì)體的導(dǎo)電性大小及其變化，再經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)量板解釋從而區(qū)分地層、構(gòu)造以及覆蓋層和風(fēng)化層厚度、含水層分布和深度、古河道、主導(dǎo)充水裂隙方向等。82.地震勘探方法簡(jiǎn)介地震勘探也是廣泛用于工程地質(zhì)勘探的方法之一。它是利用地質(zhì)介質(zhì)的波動(dòng)性來(lái)探測(cè)地質(zhì)現(xiàn)象的一種物探方法?；驹硎抢帽ɑ蚯脫舴椒ㄏ驇r體內(nèi)激發(fā)地震波，地震波以彈性波動(dòng)方式在巖體內(nèi)傳播。根據(jù)不同介質(zhì)彈性波傳播速度的差異來(lái)判斷地質(zhì)現(xiàn)象。按彈性波的傳播方式，地震勘探又分為直達(dá)波法、反射波法和折射波法。地震勘探可以用于了解地下地質(zhì)構(gòu)造，如基巖面、覆蓋層厚度、風(fēng)化層、斷層等。根據(jù)要了解的地質(zhì)現(xiàn)象的深度和范圍的不同，可以采用不同頻率的地震勘探方法。92.2.2工程地質(zhì)鉆探鉆探是指在地表下用鉆頭鉆進(jìn)地層的勘探方法。鉆孔的直徑、深度、方向等，應(yīng)根據(jù)工程要求、地質(zhì)條件和鉆探方法綜合確定。為了鑒別和劃分地層，終孔直徑不宜小于33mm；為了采取原狀土樣，取樣段的孔徑不宜小于108mm；為了采取巖石試樣，取樣段的孔徑對(duì)于軟質(zhì)巖不宜小于108mm，對(duì)于硬質(zhì)巖不宜小于89mm。當(dāng)需要確定巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD時(shí)，應(yīng)采用75mm口徑(N形)雙層巖芯管金鋼石鉆頭。鉆孔深度由數(shù)米至上百米，鉆孔的方向一般為垂直的，也有的打成傾斜的鉆孔，這種孔稱(chēng)為斜鉆孔。在地下工程中還有打成水平的，甚至直立向的鉆孔。定向鉆進(jìn)的鉆孔應(yīng)分段進(jìn)行孔斜測(cè)量，傾角和方位的測(cè)量精度應(yīng)分別為±0.1°或±3.0°。102.2.3工程地質(zhì)坑探探坑探是在建筑筑場(chǎng)地挖探井井、探槽和探探洞以取得直直觀資料和原原狀土樣的勘勘探方法，當(dāng)當(dāng)鉆探方法難難以查明地下下情況時(shí)，利利用坑探可以以直接觀察地地層的結(jié)構(gòu)和和變化，但坑坑探可達(dá)的深深度較淺。坑坑探的種類(lèi)有有探槽、探坑坑和探井三種種。112.3現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試試現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試試就是在巖土土層原來(lái)所處處的位置上基基本保持天然然結(jié)構(gòu)、天然然含水量以及及天然應(yīng)力狀狀態(tài)下，測(cè)定定巖土的工程程力學(xué)性質(zhì)指指標(biāo)。工程地地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)原位位測(cè)試的主要要方法有靜荷荷載試驗(yàn)、觸觸探試驗(yàn)、剪剪切試驗(yàn)和地地基土動(dòng)力特特性試驗(yàn)等。。選擇現(xiàn)場(chǎng)原原位測(cè)試方法法應(yīng)根據(jù)建筑筑類(lèi)型、巖土土條件、設(shè)計(jì)計(jì)要求、地區(qū)區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試試方法的適用用性等因素選選用。122.3.1靜荷載試驗(yàn)1.靜荷載試驗(yàn)裝裝置和基本技技術(shù)要求靜荷載試驗(yàn)的的主要設(shè)備有有三個(gè)部分，，即加荷與傳傳壓裝置、變變形觀測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)及承壓板。。試驗(yàn)時(shí)將試試坑挖到基礎(chǔ)礎(chǔ)的預(yù)計(jì)埋置置深度，整平平坑底，放置置承壓板，在在承壓板上施施加荷重進(jìn)行行試驗(yàn)。2.靜荷載試驗(yàn)資資料的應(yīng)用1)確定地基承載載力2)確定地基土的的變形模量3)估算基準(zhǔn)基床床系數(shù)132.3.2靜力觸探試驗(yàn)驗(yàn)1.靜力觸探試驗(yàn)驗(yàn)的技術(shù)要求求探頭圓錐底面面截面積應(yīng)采采用10cm2或15cm2，單橋探頭側(cè)側(cè)壁高度應(yīng)分分別采用57mm或70mm，雙橋探頭側(cè)側(cè)壁面積應(yīng)采采用150～300cm2，錐尖錐角應(yīng)應(yīng)為60°；探頭應(yīng)勻速速垂直壓入土土中，貫入速速率為1.2m/min。2.靜力觸探試驗(yàn)驗(yàn)成果的應(yīng)用用1)根據(jù)貫入阻力力曲線的形態(tài)態(tài)特征或數(shù)值值變化幅度劃劃分土層2)評(píng)定地基土的強(qiáng)度度參數(shù)3)評(píng)定土的變形指標(biāo)標(biāo)4)評(píng)定地基土的承載載力5)估算單樁承載力142.3.3圓錐動(dòng)力觸探圓錐動(dòng)力觸探是利利用錘擊動(dòng)能，將將一定規(guī)格的圓錐錐探頭打入土中，，根據(jù)打入土中的的阻抗大小判別土土層的變化，對(duì)土土層進(jìn)行力學(xué)分層層，并確定土層的的物理力學(xué)性質(zhì)，，對(duì)地基土作出工工程地質(zhì)評(píng)價(jià)的一一種方法。通常以以打入土中一定距距離所需的錘擊數(shù)數(shù)來(lái)表示土的阻抗抗。圓錐動(dòng)力觸探探的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)簡(jiǎn)單、操作方便、、工效高、適應(yīng)性性廣，并且具有連連續(xù)貫入的特性。。對(duì)于難以取樣的的砂土、粉土和碎碎石土等，圓錐動(dòng)動(dòng)力觸探是十分有有效的探測(cè)手段。。152.3.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)1.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備備及技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動(dòng)動(dòng)力觸探試驗(yàn)類(lèi)型型之一。它利用規(guī)規(guī)定質(zhì)量的穿心錘錘，從恒定高度上上自由落下，將一一定規(guī)格的探頭打打入土中，根據(jù)打打入土層中的難易易程度判別土的性性質(zhì)。2.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果果的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可確確定地基土的承載載力，判別砂土的的密實(shí)狀態(tài)、振動(dòng)動(dòng)液化及細(xì)粒土的的稠度狀態(tài)等。162.4現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)就是對(duì)在在施工過(guò)程中及完完工后由于工程施施工和使用引起巖巖土性狀、周?chē)h(huán)環(huán)境條件(包括工程地質(zhì)、水水文地質(zhì)條件)及相鄰結(jié)構(gòu)、設(shè)施施等因素發(fā)生的變變化進(jìn)行各種觀測(cè)測(cè)工作，監(jiān)視其變變化規(guī)律和發(fā)展趨趨勢(shì)，從而了解施施工對(duì)各因素的影影響程度，以便及及時(shí)在設(shè)計(jì)、施工工和維護(hù)上采取相相應(yīng)的防治措施。。監(jiān)測(cè)資料力求規(guī)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和和量化。172.4.1建筑物的沉降觀測(cè)測(cè)下列工程應(yīng)進(jìn)行沉沉降觀測(cè)：(1)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)級(jí)為甲級(jí)的建筑物物。(2)不均勻地基或軟弱弱地基上的乙級(jí)建建筑物。(3)加層、接建，鄰近近開(kāi)挖、堆載等，，使地基應(yīng)力發(fā)生生顯著變化的工程程。(4)因抽水等原因，地地下水位發(fā)生急劇劇變化的工程。(5)其他有關(guān)規(guī)范規(guī)定定需要做沉降觀測(cè)測(cè)的工程。沉降觀測(cè)應(yīng)按現(xiàn)行行標(biāo)準(zhǔn)《建筑物變形測(cè)量規(guī)規(guī)范》(JGJ/T8—1997)的規(guī)定執(zhí)行。182.4.2基坑工程監(jiān)測(cè)基坑工程監(jiān)測(cè)方案案，應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地條條件和開(kāi)挖支護(hù)的的施工設(shè)計(jì)確定，，并應(yīng)包括下列內(nèi)內(nèi)容：(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形。。(2)基坑周邊的地面變變形。(3)鄰近工程和地下設(shè)設(shè)施的變形。(4)地下水位。(5)滲漏、冒水、沖刷刷、管涌等情況。。192.4.3地下水的監(jiān)測(cè)《巖土工程勘察規(guī)范范》規(guī)定下列情況應(yīng)進(jìn)進(jìn)行地下水監(jiān)測(cè)：：(1)當(dāng)?shù)叵滤纳涤坝绊憥r土的穩(wěn)定時(shí)時(shí)。(2)當(dāng)?shù)叵滤仙龑?duì)構(gòu)構(gòu)筑物產(chǎn)生浮托力力或?qū)Φ叵率液偷氐叵聵?gòu)筑物的防潮潮、防水產(chǎn)生較大大影響時(shí)。(3)當(dāng)施工排水對(duì)工程程有較大影響時(shí)。。(4)當(dāng)施工或環(huán)境條件件改變?cè)斐傻目紫断端畨毫?、地下水水壓力的變化?duì)巖巖土工程有較大影影響時(shí)。202.5巖土工工程勘察報(bào)告的主主要內(nèi)