土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課件

土力學(xué)與地基基礎(chǔ)昆明冶金高等?？茖W(xué)校冶礦學(xué)院地質(zhì)教研室主講人:王雅麗劉玉英土力學(xué)與地基基礎(chǔ)昆明冶金高等專科學(xué)校1第六章地基勘察

第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)第二節(jié)地基勘察方法第三節(jié)地基勘察報(bào)告書(shū)第四節(jié)驗(yàn)槽第六章地基勘察第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)2第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)一、地基勘察的目的巖土工程勘察的目的是通過(guò)不同的勘察方法查明建筑物場(chǎng)地及其附近的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，為建筑物場(chǎng)地選擇、建筑平面布置、地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工提供必要的資料。第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)一、地基勘察的目的3第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)二、地基勘察的任務(wù)巖土工程勘察的內(nèi)容、方法及工程量的確定取決于：工程的技術(shù)要求和規(guī)模；建筑場(chǎng)地地質(zhì)條件的復(fù)雜程度；巖土性質(zhì)的優(yōu)劣。地基勘察主要應(yīng)進(jìn)行下列工作：

(1)取得附有坐標(biāo)及地形的擬建建筑物總平面位置圖，各建筑物的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可能采用的基礎(chǔ)型式、尺寸、預(yù)計(jì)埋置深度，對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工的特殊要求等;第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)二、地基勘察的任務(wù)4第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)(2)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度，并提出評(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)查明建筑物范圍各層巖土的類別、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;(4)對(duì)需要進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提供地基變形計(jì)算參數(shù);第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)(2)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、5第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)(5)查明埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)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)性動(dòng)土地區(qū)，提供場(chǎng)地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度;(8)判定環(huán)境水和土對(duì)建筑材料和金屬的腐蝕性。第一節(jié)地基勘察的目的和任務(wù)(5)查明埋藏的河道、溝濱、墓6第二節(jié)地基勘察方法一、巖土工程勘察等級(jí)1、巖土工程勘察等級(jí)按《巖土工程規(guī)范》(GB50021-2001)的規(guī)定，根據(jù)巖土工程規(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的程度，可分為三個(gè)工程重要性等級(jí)，見(jiàn)表6.1。2、場(chǎng)地等級(jí)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的復(fù)雜程度分為三級(jí)，并應(yīng)符合表6.2的規(guī)定。第二節(jié)地基勘察方法一、巖土工程勘察等級(jí)7表6.1巖土工程等級(jí)設(shè)計(jì)等級(jí)劃分依據(jù)一級(jí)重要工程，后果很嚴(yán)重二級(jí)一般工程，后果嚴(yán)重三級(jí)次要工程，后果不嚴(yán)重表6.1巖土工程等級(jí)設(shè)計(jì)等級(jí)劃分依據(jù)一級(jí)重要工程，后果8表6.2場(chǎng)地等級(jí)劃分

場(chǎng)地等級(jí)符合條件備注一級(jí)場(chǎng)地(1)對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)的地段；(2)不良地質(zhì)現(xiàn)象強(qiáng)烈發(fā)育；(3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞；(4)地形地貌復(fù)雜。符合所列條件之一即可二級(jí)場(chǎng)地(1)對(duì)建筑抗震不利的地段；(2)不良地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)育；(3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；(4)地形地貌較復(fù)雜。（5）基礎(chǔ)位于地下水位以下的場(chǎng)地。三級(jí)場(chǎng)地(1)抗震設(shè)防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟危?2)不良地質(zhì)作用不發(fā)育；(3)地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；(4)地形地貌較簡(jiǎn)單；（5）地下水對(duì)工程無(wú)影響。表6.2場(chǎng)地等級(jí)劃分場(chǎng)地等級(jí)符合條件備注一級(jí)場(chǎng)地(9第二節(jié)地基勘察方法3、地基等級(jí)(對(duì)開(kāi)挖工程為巖土介質(zhì))應(yīng)根據(jù)地基的復(fù)雜程度分為三級(jí)，并應(yīng)符合表6.3規(guī)定。4、巖土工程勘察等級(jí)是根據(jù)工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)、地基等級(jí)綜合分析確定，應(yīng)符合表6.4的規(guī)定。第二節(jié)地基勘察方法3、地基等級(jí)(對(duì)開(kāi)挖工程為巖土介質(zhì))應(yīng)10表6.3地基等級(jí)劃分地基等級(jí)符合條件備注一級(jí)地基（1）巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；(2)嚴(yán)重濕陷、膨脹、鹽漬、污染嚴(yán)重的特殊性巖土，以及其他情況復(fù)雜、需進(jìn)行專門處理的巖土。符合所列條件之一即可二級(jí)地基(1)巖土種類多，不均勻，性質(zhì)變化較大，地下水對(duì)工程有不利影響；(2)除本條第一款規(guī)定以外的特殊性巖土。三級(jí)地基(1)巖土種類單一，均勻性，性質(zhì)變化不大，(2)無(wú)特殊性巖土表6.3地基等級(jí)劃分地基等級(jí)符合條件備注一級(jí)地基（111表6.4巖土工程勘察等級(jí)劃分勘察等級(jí)確定勘察等級(jí)的條件甲級(jí)在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)、和地基等級(jí)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)。乙級(jí)除勘測(cè)等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘測(cè)項(xiàng)目。丙級(jí)工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)、地基等級(jí)均為三級(jí)注：建筑在巖質(zhì)地基上的一級(jí)工程，當(dāng)場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)、地基等級(jí)均為三級(jí)時(shí)，勘察等級(jí)可為乙級(jí)。表6.4巖土工程勘察等級(jí)劃分勘察等級(jí)確定勘察等級(jí)的條件12第二節(jié)地基勘察方法二、勘探點(diǎn)的布置詳細(xì)勘察的勘探點(diǎn)布置應(yīng)按巖土工程勘察等級(jí)確定，并應(yīng)符合《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)的有關(guān)規(guī)定；1、勘探點(diǎn)的宜按建筑物的周邊線和角點(diǎn)布置，對(duì)無(wú)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)的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；第二節(jié)地基勘察方法二、勘探點(diǎn)的布置13第二節(jié)地基勘察方法3、對(duì)重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn)；對(duì)重大的動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物，勘探點(diǎn)不宜少于3個(gè)；4、勘探手段應(yīng)采用鉆探與觸探相配合，在復(fù)雜地質(zhì)條件或特殊巖土地區(qū)宜布置適量的探井。地基勘察的勘探點(diǎn)間距可按表6.5確定。第二節(jié)地基勘察方法3、對(duì)重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn)；對(duì)14表6.5勘探點(diǎn)間距

地基復(fù)雜程度等級(jí)勘探點(diǎn)間距地基復(fù)雜程度等級(jí)勘探點(diǎn)間距(m)一級(jí)（復(fù)雜）10-15三級(jí)（簡(jiǎn)單）30-50二級(jí)（中等）15-30表6.5勘探點(diǎn)間距地基復(fù)雜勘探點(diǎn)間距地基復(fù)雜勘探15第二節(jié)地基勘察方法勘探孔可分為一般性勘探孔和控制性勘探孔，詳細(xì)勘察的勘探深度自基礎(chǔ)底面算起，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）勘探孔深度以能控制地基的主要受力層為原則；對(duì)于條形基礎(chǔ)，當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度b不大于5m時(shí)，勘探孔深度對(duì)條形基礎(chǔ)不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面寬度的3倍；對(duì)單獨(dú)基礎(chǔ)不應(yīng)小于1.5倍，且不應(yīng)小于5m；第二節(jié)地基勘察方法勘探孔可分為一般性勘探孔和控制16第二節(jié)地基勘察方法（2）對(duì)高層建筑和需作變形計(jì)算的地基，控制性勘探點(diǎn)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)基底下0.5～1.0倍的基礎(chǔ)寬度。并深入穩(wěn)定分布的地層。（3）對(duì)僅有地下室的建筑或高層建筑的裙房，當(dāng)不能滿足抗浮設(shè)計(jì)要求，需設(shè)置抗浮或錨桿時(shí)，勘探孔深度應(yīng)滿足抗拔承載力評(píng)價(jià)的要求。（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)，勘探孔深度應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。第二節(jié)地基勘察方法（2）對(duì)高層建筑和需作變形計(jì)算的地基，17第二節(jié)地基勘察方法三、地基勘察方法地基勘察采用的方法通常有下列幾種：（1）坑(槽)探、鉆探坑(槽)探，即在建筑場(chǎng)地開(kāi)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(jìn)行試驗(yàn)分析。這是一種不必使用專門機(jī)具的常用的勘探方法（見(jiàn)圖6.l）。鉆探就是用鉆機(jī)向地下鉆孔以進(jìn)行地質(zhì)勘察,是目前應(yīng)用最廣的勘察方法。二者的用途，特點(diǎn)總結(jié)見(jiàn)表6.6。第二節(jié)地基勘察方法三、地基勘察方法18表6.6坑探、鉆探用途、特點(diǎn)名稱用途特點(diǎn)適用范圍坑探（1）劃分地層，確定土層的分界面，了解構(gòu)造線情況；鑒別和描述土的表觀特征；（2）確定地下水埋深，了解地下水的類型；（3）取原狀土樣供試驗(yàn)分析。直接觀察地基土層情況；能取得直觀資料和取高質(zhì)量原狀土樣可達(dá)的深度較淺，一般不超過(guò)3-4m。地質(zhì)條件比較復(fù)雜，要了解的土層埋藏不深，且地下水位較低。鉆探（1）劃分地層，確定土層的分界面高程，鑒別和描述土的表觀特征；（2）取原狀土樣或擾動(dòng)土供試驗(yàn)分析；（3）確定地下水埋深，了解地下水的類型；(4)在鉆孔內(nèi)進(jìn)行觸探試驗(yàn)或其他原位試驗(yàn)。通過(guò)取土（巖）芯觀察地基土層情況；可達(dá)的深度較深（幾米-上百米）。經(jīng)濟(jì)、高效。地質(zhì)條件一般，要了解的土層埋藏較深且地下水位較深。表6.6坑探、鉆探用途、特點(diǎn)名稱用途特點(diǎn)適用范圍坑探（119(a)坑探示意圖(b)坑探柱狀圖圖6.1坑探示意圖土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課件20地基勘察現(xiàn)場(chǎng)地基勘察現(xiàn)場(chǎng)21地基勘察現(xiàn)場(chǎng)地基勘察現(xiàn)場(chǎng)22第二節(jié)地基勘察方法（2）地球物理勘探地球物理勘探(簡(jiǎn)稱物探)是一種兼有勘探和測(cè)試雙重功能的技術(shù)。物探是利用不同的土層和地質(zhì)構(gòu)造往往具有不同的物理性質(zhì)，利用諸如其導(dǎo)電性、磁性、彈性、濕度、密度、天然放射性等的差異，通過(guò)專門的物探儀器的量測(cè)，就可以區(qū)別和推斷有關(guān)地質(zhì)問(wèn)題。第二節(jié)地基勘察方法（2）地球物理勘探23第二節(jié)地基勘察方法（3）原位測(cè)試原位測(cè)試技術(shù)是在土原來(lái)(天然)所處的位置對(duì)土的工程性能進(jìn)行測(cè)試的一種技術(shù)。測(cè)試目的在于獲得有代表性的、反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的基本設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：①地質(zhì)剖面的幾何參數(shù)；②巖土原位初始應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力歷史；③巖土工程參數(shù)。常用的原位測(cè)試方法包括：載荷試驗(yàn)，觸探(靜力觸探與動(dòng)力觸探)、旁壓試驗(yàn)以及其他現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等。第二節(jié)地基勘察方法（3）原位測(cè)試24第二節(jié)地基勘察方法1)載荷試驗(yàn)載荷試驗(yàn)是一種模擬實(shí)體基礎(chǔ)承受荷載的原位試驗(yàn)，用以測(cè)定地基土的變形模量、地基承載力以及估算建筑物的沉降量等。工程中常認(rèn)為這是一種能夠提供較為可靠成果的試驗(yàn)方法，所以對(duì)于一級(jí)建筑物地基或復(fù)雜地基，特別是碰到松散砂土或高靈敏度軟粘土，取原狀土樣很困難時(shí)，均要求進(jìn)行這種試驗(yàn)。第二節(jié)地基勘察方法1)載荷試驗(yàn)25第二節(jié)地基勘察方法進(jìn)行載荷試驗(yàn)要在建筑場(chǎng)地選擇適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)挖坑到要求的深度。在坑底設(shè)立如圖所示的裝置。試驗(yàn)時(shí)對(duì)荷載板逐級(jí)加載，測(cè)量每級(jí)載荷p所對(duì)應(yīng)的載荷板的沉降S，得到p-S曲線圖。，利用載荷試驗(yàn)的結(jié)果確定地基的承載力時(shí)，可根據(jù)P-S曲線的特征，按如下標(biāo)準(zhǔn)選用：①當(dāng)p-S曲線有明顯直線段時(shí)，取直線段的比例界限點(diǎn)Pcr作為地基的承載力基本值；②當(dāng)從p-S曲線上能夠確定極限荷載Pu,且Pu＜1.5Pcr時(shí)，采用Pu除以安全系數(shù)Fs作為承載力特征值，F(xiàn)s一般可取2第二節(jié)地基勘察方法進(jìn)行載荷試驗(yàn)要在建筑場(chǎng)地選擇適26載荷試驗(yàn)

一①載荷板；②支柱；③千斤頂；④錨定木樁;平板載荷試驗(yàn)示意圖

載荷試驗(yàn)

一①載荷板；②支柱；③千斤頂；④錨定木樁;27載荷試驗(yàn)

二p—S關(guān)系曲線載荷試驗(yàn)載荷試驗(yàn)

二28第二節(jié)地基勘察方法2)觸探觸探既為一種勘探方法，也是一種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方法。觸探是通過(guò)探桿用靜力或動(dòng)力將金屬探頭貫人土層，并量測(cè)能表征土對(duì)觸探頭貫人的阻抗能力的指標(biāo)，從而間接地判斷土層及其性質(zhì)的一類勘探方法和原位測(cè)試技術(shù)。觸探作為勘探手段，可用于劃分土層、了解地層的均勻性；作為測(cè)試技術(shù)，則可估計(jì)地基承載力和土的變形指標(biāo)等。第二節(jié)地基勘察方法2)觸探29第二節(jié)地基勘察方法①靜力觸探靜力觸探試驗(yàn)借靜壓力將觸探頭壓人土層，利用電測(cè)技術(shù)測(cè)得貫人阻力來(lái)判定土的力學(xué)性質(zhì)。其適用于軟土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土。與常規(guī)的勘探手段比較，靜力觸探有其獨(dú)特的優(yōu)越性，它能快速、連續(xù)地探測(cè)土層及其性質(zhì)的變化，常在擬定樁基方案時(shí)采用。第二節(jié)地基勘察方法①靜力觸探30靜力觸探設(shè)備靜力觸探設(shè)備31土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課件32土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課件33靜力觸探曲線圖

靜力觸探曲線圖

34第二節(jié)地基勘察方法②動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探是用一定質(zhì)量的擊錘從一定高度自由下落，錘擊插人土中探頭，測(cè)定使探頭貫人土中一定深度所需要的擊數(shù)，以擊數(shù)的多少判定被測(cè)土的性質(zhì)。根據(jù)探頭的形式，可以分為兩種類型：A.標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)(管形探頭)B.圓錐形探頭第二節(jié)地基勘察方法②動(dòng)力觸探35土力學(xué)與地基基礎(chǔ)課件36靜力觸探曲線圖

靜力觸探曲線圖

37標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)設(shè)備

標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)設(shè)備38第三節(jié)地基勘察報(bào)告書(shū)

一、地基勘察報(bào)告書(shū)的基本內(nèi)容勘察報(bào)告書(shū)的編制必須配合相應(yīng)的勘察階段，針對(duì)場(chǎng)地的地質(zhì)條件和建筑物的性質(zhì)、規(guī)模以及設(shè)計(jì)和施工的要求，提出選擇地基基礎(chǔ)方案的依據(jù)和設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)，指出存在的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的途徑和辦法。一個(gè)單項(xiàng)工程的勘察報(bào)告書(shū)一般包括下列內(nèi)容：（見(jiàn)6.6表）第三節(jié)地基勘察報(bào)告書(shū)一、地基勘察報(bào)告書(shū)的基本內(nèi)容396．6勘察報(bào)告書(shū)主要內(nèi)容

文字部分圖件表格（1）．勘察目的、任務(wù)和要求及勘察工作概況；（2）．?dāng)M建工程概述；（3）．勘察方法和勘察工作布置；（4）．場(chǎng)地位置、地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象的描述與評(píng)價(jià)以及地震設(shè)計(jì)烈度；（5）．場(chǎng)地的地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其他設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)；（6）．地下水的埋藏條件和腐蝕性以及土層的凍結(jié)深度；（7）．對(duì)建筑場(chǎng)地及地基進(jìn)行綜合的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論；（8）．工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土工程問(wèn)題的預(yù)測(cè)及監(jiān)控、預(yù)防措施的建議?？碧近c(diǎn)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；其他必要的專門圖件。土工試驗(yàn)成果圖表；原位測(cè)試成果圖表(如現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫人試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等)；地層巖性及土的物理力學(xué)性質(zhì)綜合統(tǒng)計(jì)表；其他必要的計(jì)算分析圖表。6．6勘察報(bào)告書(shū)主要內(nèi)容文字部分圖件表格（1）．勘察40第四節(jié)驗(yàn)槽一、驗(yàn)槽的目的與內(nèi)容驗(yàn)槽的目的如下：(l).檢驗(yàn)有限的鉆孔與實(shí)際全面開(kāi)挖的地基是否一致，勘察報(bào)告的結(jié)論與建議是否準(zhǔn)確；(2).根據(jù)基槽開(kāi)挖實(shí)際情況，研究解決新發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和勘察報(bào)告遺留的問(wèn)題。驗(yàn)槽的基本內(nèi)容如下：1)．核對(duì)基槽開(kāi)挖平面位置和槽底標(biāo)高是否與勘察、設(shè)計(jì)要求相符；2)．檢驗(yàn)槽底持力層土質(zhì)與勘探是否相符。參加驗(yàn)槽人員需沿槽底依次逐