土力學與地基基礎課件：巖土工程勘察

巖土工程勘察

8.1巖土工程勘察的基本要求

8.2巖土工程勘察方法

8.3巖土的野外鑒別與描述

8.4巖土工程勘察報告本章主要內容注意：紅色字部分為關鍵內容巖土工程勘察——是根據(jù)建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。巖土工程勘探——巖土工程勘察的一種手段，包括鉆探、坑探及物探、觸探等。巖土工程勘察報告——在原始資料的基礎上進行整理、統(tǒng)計、歸納、分析、評價，提出工程建議，形成系統(tǒng)的為工程建設服務的勘察技術文件。巖土工程勘察報告是設計單位進行地基基礎設計的重要依據(jù)。本章相關名詞：（課本第145頁）巖土工程勘察：（課本第145頁）定義——是根據(jù)建設工程的要求，查明、分析、評價建設場地的地質、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件的活動。內容——包括工程地質測繪與調查、勘探與巖土取樣、原位測試與室內試驗、巖土工程評價與監(jiān)測等。目的——是為了工程建設的規(guī)劃選址、可行性研究、設計、施工以及工程建成后的運營監(jiān)測提供技術成果和技術服務。先勘察、后設計、再施工，是工程建設必須遵守的程序，是國家一再強調的十分重要的基本政策。巖土工程勘察的重要性：（課本沒有）任何工程建筑物都是營造在一定的場地與地基之上，所有工程建設方式、規(guī)模和類型都受建筑場地的工程地質條件所制約?！稁r土工程勘察規(guī)范（2009年版）》(GB50021-2001)巖土工程勘察等級劃分：（課本第145頁）——是根據(jù)建筑工程重要性等級、場地復雜程度等級

和地基復雜程度等級綜合分析確定的?！准?、乙級、丙級（課本第147頁）第一節(jié)巖土工程勘察的基本要求建筑工程重要性等級：（課本第145-146頁）場地復雜程度等級：（課本第146-147頁）場地復雜程度等級：（課本第146-147頁）地基復雜程度等級：（課本第147頁）巖土工程勘察等級：（課本第147頁）巖土工程勘察的階段劃分：（課本第147-148頁）巖土工程勘察宜分階段進行，各階段應符合以下要求：（1）可行性研究勘察——應符合選擇場址方案的要求（2）初步勘察——應符合初步設計的要求（3）詳細勘察——應符合施工圖設計的要求（4）施工勘察——場地條件復雜、有特殊要求的工程巖土工程勘察的階段劃分：（課本第147-148頁）（3）施工勘察不作為一個固定階段，場地條件復雜或有特殊要求的工程，宜進行施工勘察。（1）場地較小且無特殊要求的工程可合并勘察階段。（2）當建筑物平面布置已經(jīng)確定,且場地或其附近已有巖土工程資料時，可根據(jù)實際情況，直接進行詳細勘察，可不進行可行性研究勘察和初步勘察?？尚行匝芯靠辈欤海ㄕn本第148頁）初步勘察：（課本第148頁）詳細勘察：（課本第148-149頁）施工勘察：（課本第149頁）巖土工程勘察——包括工程地質測繪與調查、勘探與巖土取樣、原位測試與室內試驗、巖土工程評價與監(jiān)測等。巖土工程勘察的方法或技術手段：（1）工程地質測繪（2）勘探與取樣（3）原位測試與室內試驗（4）現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測第二節(jié)巖土工程勘察方法（課本第145頁）（課本第149頁）工程地質測繪（調查）：（課本第149-150頁）——采用搜集資料、調查訪問、地質測量、遙感解譯等方法，查明場地工程地質要素，并繪制相應的工程地質圖件。為規(guī)劃、設計、施工部門提供參考。——對于地質條件簡單、范圍較小的場地，一般用調查代替測繪。工程地質測繪的比例尺：（1）小比例尺測繪：比例尺1:5000～1:50000，一般在選址勘察時采用。（2）中比例尺測繪：比例尺1:2000～1:5000，用于初步勘察。（3）大比例尺測繪：比例尺1:500～1:2000，用于詳細勘察。工程地質測繪的方法：（課本第149-150頁）（1）像片成圖法——利用地面攝影、航空(衛(wèi)星)攝影等像片，在室內進行解讀、判釋。（2）實地測繪法——路線法、布點法、追索法像片成圖法：衛(wèi)星圖片百度地圖：百度地圖：精密水準儀（高程）全站儀（坐標和高程）GPS（坐標和高程）實地測繪法：工程地質測繪的成果：等高線已有的房子、道路輪廓線工程地質測繪的成果：勘探的方法或技術手段：（1）鉆探（2）井探、槽探和洞探（3）物探（地球物理勘探）（課本第151-152頁）（2）井探、槽探和洞探：（課本第152頁）（2）井探、槽探和洞探：（課本第152頁）（3）物探（地球物理勘探）：（課本第152頁）XY-1鉆機巖芯管（1）鉆探：（課本第151頁）1、劃分地層2、巖土取樣3、可進行原位試驗4、量測地下水作用鉆探（采取巖芯）表層巖芯鉆孔號深層巖芯鉆探（巖芯取樣）巖芯取樣的技術問題：采取巖土樣的目的——是為了在室內進行巖土樣試驗，以分析巖土的物理、力學性質。采取巖土試樣要求——減少擾動，保持天然狀態(tài)。巖土樣包裝——土樣使用土樣盒包裝，用塑料膠帶封口，再進行蠟封；巖石樣直接使用塑料膠帶封裝，再蠟封。巖土樣運輸——使用木箱或鐵箱，先放置木屑、泡沫或其它松軟物，再裝入巖土樣，以減少在運輸過程中的振動，防止土樣破壞和擾動。環(huán)刀土樣環(huán)刀取樣環(huán)刀土工試驗（室內試驗）地下室邊線擬建建筑物圖例鉆探點位鉆孔平面布置圖——建筑工程鉆孔平面布置圖——市政工程擬建道路鉆探點位鉆探方法的適用范圍：土試樣的質量等級：鉆探成果野外編錄巖土描述——地層名稱、分層厚度、巖土性質、狀態(tài)、結構、構造、風化程度、完整程度等。鉆進記錄——鉆進方法、護壁方法、孔內情況、取樣位置及編號、原位測試類型、巖芯采取率等。鉆孔工程地質柱狀圖、工程地質剖面圖取得巖土試樣，后續(xù)可進行室內試驗鉆探成果：（本章綜合內容）鉆孔工程地質柱狀圖：工程地質剖面圖：原位測試：（課本第152頁）

——在天然條件下現(xiàn)場測定巖土體的各種工程性質?！趲r土原來所處位置進行，并基本保持其天然結構、天然含水量以及原位應力狀態(tài)，來測定土體的工程力學性質，因此所測試的數(shù)據(jù)比較準備可靠（更接近工程實際）。原位測試：（課本第152-153頁）原位測試：（課本第152-153頁）原位測試：（課本第152-153頁）平板載荷試驗：（課本第152頁）試驗裝置試驗裝置上堆載試驗裝置上堆載試驗裝置試驗要點：（1）荷載板面積：0.25～1.0m2（正方形，邊長b）；（2）分級加荷，一般為8級；（3）測定在各級荷載下的荷載板的沉降量；（4）終止試驗的條件：1、地基土破壞，2、本級沉降量>前級

沉降量的5倍，3、24h不穩(wěn)定，4、總沉降量/b>0.06；（5）繪制繪制壓力變形曲線(p-s曲線)，確定地基承載力特

征值。平板載荷試驗：（課本第152頁）繪制壓力變形曲線(p-s曲線)p——荷載板各級壓力s——荷載板各級壓力下，相應的穩(wěn)定沉降量壓力p沉降量

s（課本第107頁）臨塑荷載極限荷載1、地基土中應力狀態(tài)的三個階段：直線變形階段局部塑性變形階段破壞階段p-s曲線p≥pu連續(xù)滑動面pcr＜p＜pu塑性變形區(qū)p＜pcr臨界荷載（課本第107頁）明顯隆起臨塑荷載——是指地基中開始出現(xiàn)塑性變形區(qū)的荷載。臨界荷載——是指容許地基產(chǎn)生一定范圍塑性變形區(qū)所對應的荷載。即ab點之間的某點的荷載。臨塑荷載極限荷載p-s曲線（課本第107頁）臨界荷載極限荷載——是指使地基剪切破壞，失去整體穩(wěn)定性的時所承受的荷載。研究地基的臨塑、臨界、極限荷載的目標主要是確定地基承載力但由于地基土的分布和特性千變萬化，難以采用單一的方法確定地基承載力。

因此，《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007-2011)規(guī)定如下：地基承載力——地基土單位面積上所能承受的具有一定可靠度

的最大荷載。地基極限承載力——地基剪切破壞發(fā)展即將失穩(wěn)時所能承受的極限荷載對應的承載力。地基承載力特征值——地基穩(wěn)定有保證可靠度，并且地質變形

不超過容許變形值時的承載力。

地基承載力特征值——指由載荷試驗確定的地基土壓力變形曲線線性變形段內規(guī)定的變形所對應

的壓力值，其最大值為比例界限值。地基承載力的相關名詞：（課本第172頁）《建筑地基基礎設計規(guī)范》樁基載荷試驗（單樁靜載荷試驗）：（課本第152頁）工作原理：是將圓柱形旁壓器豎直放入土中，通過旁壓器在孔內加壓，使旁壓膜膨脹，將壓力傳給周圍土體（或巖層），使土體或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，通過量測施加的壓力和土的變形之間的關系，得到地基土在水平方向上的應力應變關系。旁壓試驗：（課本第153頁）圓柱形旁壓器適用范圍：黏性土、粉土、砂土、碎石土、軟質巖石和風化巖，不適用于軟弱土。成果應用：（1）確定地基土的承載力；（2）確定地基土的旁壓模量。旁壓試驗：（課本第153頁）圓柱形旁壓器XY-1鉆機巖芯管（課本第153頁）采用原位標準貫入試驗的錘擊數(shù)來判定砂土的密實度：采用原位標準貫入試驗的錘擊數(shù)來判定砂土的密實度：（課本第153頁）按《巖土工程勘察規(guī)范》，采用原位標準貫入試驗的錘擊數(shù)來判定砂土的密實度：

密實度松散稍密中密密實標準貫入錘擊數(shù)NN≤1010<N≤1515<N≤30N>30按《巖土工程勘察規(guī)范》，采用重型圓錐動力觸探試驗的錘擊數(shù)來判定碎石土、卵(礫)石土的密實度：

密實度松散稍密中密密實重型觸探錘擊數(shù)N63.5N63.5≤55<N63.5≤1010<N63.5≤20N63.5>20（課本第44-45頁）根據(jù)標準貫入試驗錘擊數(shù)（N）確定地基承載力和密實度。根據(jù)圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)（N63.5）確定地基承載力和密實度：靜力觸探探頭靜力觸探試驗：（課本第153頁）油壓靜力觸探機靜力觸探車適用范圍：飽和軟黏土。成果應用：（1）確定軟土的不排水抗剪強度；（2）確定軟土地基的承載力。十字板剪切試驗：（課本第153頁）波速測試：是測定土層的波速，以及利用波速確定地基土的物理力學性質指標的現(xiàn)場測試技術。適用范圍：各種巖土層。試驗方法：跨孔法、單孔法和面波法。成果應用：（1）計算巖土層的動彈性模量、動剪切模量和泊松比；（2）根據(jù)波速劃分土場地土類型。剪切波速試驗：（課本第153頁）多孔（跨孔）測速法單孔測速法剪切波速試驗：（課本第153頁）土工試驗（室內試驗）：（課本第153-154頁）（重點）土工試驗（室內試驗）土的物理性質試驗密度試驗、含水率試驗、土粒比重試驗、界限含水率試驗、顆粒分析試驗、滲透試驗土的力學性質試驗土的動力性質試驗土的化學性質試驗水質分析試驗巖石試驗固結試驗（壓縮試驗）、直接剪切試驗、三軸剪切（壓縮）試驗動三軸試驗、動單剪試驗土的腐蝕性分析試驗（酸堿度試驗、易溶鹽試驗）水的腐蝕性分析試驗（酸堿度試驗、易溶鹽試驗）巖石單軸抗壓強度試驗1、烘干法：測含水率

2、環(huán)刀法、灌砂法：測密度

3、比重瓶法：測土粒比重

4、篩分法、密度計法：顆粒分析試驗5、平衡錐式液限儀法、液塑限聯(lián)合測定儀法：測界限含水率（液限、塑限）6、擊實試驗：測最優(yōu)含水率和最大干密度7、滲透試驗：測滲透系數(shù)

8、固結試驗：測土體固結性能（壓縮、固結）（有側限抗壓強度）（壓縮系數(shù)、壓縮模量）9、直接剪切試驗：測抗剪強度（黏聚力、內摩擦角）10、三軸剪切試驗：測抗剪強度（黏聚力、內摩擦角）土工試驗（室內試驗）：（課本第153-154頁）（重點）現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測：（課本第154頁）巖土工程勘察的原始資料：（課本第154頁）——在勘探過程中，應在野外（現(xiàn)場）條件下及時對巖土進行簡單的鑒別和文字描述，將其作為勘察工作的原始資料。巖土的野外鑒別：（課本第154頁）——就是通過肉眼觀察、用手觸摸并輔以隨身攜帶的簡單工具，憑感覺和經(jīng)驗，對巖土類型、狀態(tài)等作出初步判斷。第三節(jié)巖土的野外鑒別與描述巖石的野外鑒別：（課本第154-155頁）碎石土的野外鑒別：（課本第155頁）砂土的野外鑒別：（課本第155頁）粉土和黏性土的野外鑒別：（課本第156頁）粉土和黏性土的野外鑒別：（課本第156頁）粉土和黏性土的野外鑒別：（課本第156頁）巖土工程勘察的原始資料：（課本第154頁）——在勘探過程中，應在野外（現(xiàn)場）條件下及時對巖土進行簡單的鑒別和文字描述，將其作為勘察工作的原始資料。巖土的描述（編錄）：（課本第156頁）——在野外鑒別的基礎上，綜合室內試驗、現(xiàn)場測試成果，對巖土的名稱、顏色、成因類型、地質時代、地質特征以及物理力學性質等，用文字和指標對場地巖土作出全面描述?！煌愋偷膸r土，其描述要求不同。巖土的描述記錄表（勘察編錄表）：巖石、碎石土的描述：（課本第156-157頁）砂土、粉土和黏性土的描述：（課本第157頁）人工填土的描述：（課本第157頁）鉆孔工程地質柱狀圖：巖土工程勘察報告：（課本第157頁）——在原始資料的基礎上進行整理、統(tǒng)計、歸納、分析、評價，提出工程建議，形成系統(tǒng)的為工程建設服務的勘察技術文件?！窃O計單位進行地基基礎設計的重要依據(jù)。第四節(jié)巖土工程勘察報告勘察資質和業(yè)務范圍：（課本沒有）巖土工程勘察必須由國家頒發(fā)資質的單位承擔。頒發(fā)單位：國家建設部（現(xiàn)“住房和城鄉(xiāng)建設部”）。綜合類甲級專業(yè)類甲級勘察資質證書：（課本沒有）巖土工程勘察報告的內容：其中，報告書正文應包括以下內容：（1）工程概況（2）勘察方法和勘探工作量布置（3）場地工程地質條件（4）場地工程地質評價（5）基礎方案選擇（6）巖土的整治、現(xiàn)場監(jiān)測方案（7）結論與建議