第二章地基勘探及測(cè)試..ppt

1、第二章 地基勘察與測(cè)試,2.1 地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容 2.2 地基勘察測(cè)試方法 2.3 基槽檢驗(yàn)與地基的局部處理 2.4 地基勘察報(bào)告書及工程實(shí)例,基礎(chǔ)工程,退出,2.1 地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容,工程地質(zhì)勘察的重要性,工程地質(zhì)察等級(jí),工程地質(zhì)勘察內(nèi)容及要求,工程地質(zhì)勘察的重要性,盲目設(shè)計(jì)施工的后果,東南大學(xué)教工住宅板基斷裂,該住宅北側(cè)已經(jīng)正規(guī)勘察、設(shè)計(jì)并施工建成6層教工住宅，使用良好，兩樓僅隔二十余米，設(shè)計(jì)師判斷這是簡(jiǎn)易場(chǎng)地，將北側(cè)的勘察資料借用做南面新樓資料，事故發(fā)生后，補(bǔ)勘發(fā)現(xiàn)一側(cè)地基中存在軟弱淤泥層,粗心大意危害極大,清華大學(xué)供應(yīng)科庫(kù)房墻體開裂,因鉆孔深度太淺，地基中部厚層高壓縮性泥炭層未

2、發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致墻體大裂縫33條，成為危房,云南民院住宅墻體開裂,地基中存在局部淤泥與泥炭層未發(fā)現(xiàn)，嚴(yán)重開裂，多次加固無(wú)效，最后被迫拆除,工程地質(zhì)勘察等級(jí),工程安全等級(jí),工程安全等級(jí),建筑場(chǎng)地等級(jí),建筑地基等級(jí),建筑場(chǎng)地等級(jí),建筑地基等級(jí),*以上等級(jí)劃分時(shí)，滿足其中一項(xiàng)即可確定其等級(jí),工程勘察等級(jí),工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容及要求,工程勘察階段：,可行性研究勘察階段 初步勘察階段 詳細(xì)勘察階段 施工勘察階段,搜集資料、分析資料、現(xiàn)場(chǎng)踏勘，對(duì)擬選場(chǎng)地做出地質(zhì)評(píng)價(jià),初步查明巖土物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)選定工程場(chǎng)地的穩(wěn)定性作出巖土工程評(píng)價(jià)，,按不同的建筑物提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)，對(duì)地基作出工程分析

3、評(píng)價(jià)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等作出方案及論證，提出建議。,地基驗(yàn)槽，樁基工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢驗(yàn)，在施工階段發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察不符時(shí)要進(jìn)行施工勘察，補(bǔ)充必要數(shù)據(jù),初勘、詳勘要求：勘探布點(diǎn)、勘探孔深度、取樣和測(cè)試工作量,基礎(chǔ)挖土方工作，施工方認(rèn)為已按圖紙完成，由監(jiān)理報(bào)告甲方通知勘測(cè)、設(shè)計(jì)、及監(jiān)督方到現(xiàn)場(chǎng)查看，深度是否達(dá)到勘測(cè)、設(shè)計(jì)要求的持力層，確定后，甲方、監(jiān)理檢查基槽尺寸及軸線等各種偏差。在技術(shù)、安全等各方面滿足后，監(jiān)理簽證驗(yàn)槽和隱蔽報(bào)驗(yàn)單及澆筑申報(bào)單，并簽發(fā)澆筑令，準(zhǔn)予澆筑基礎(chǔ)混凝土。這個(gè)過(guò)程就叫地基驗(yàn)槽。,2.2 地基勘察測(cè)試方法,勘探,坑探探槽、探坑、探井,鉆探

4、,地球物理勘探電阻率、地震法,觸探靜力觸探、動(dòng)力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入,地基勘察試驗(yàn)指標(biāo)的選取,課下自己學(xué)習(xí),2.3 基槽檢驗(yàn)與地基局部處理,基槽檢驗(yàn),五方會(huì)談（甲方、勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工）,驗(yàn)槽目的、內(nèi)容、注意事項(xiàng),地基局部處理方法,1.人工雜填土、坑穴和淤泥等軟弱土層的處理 坑范圍小深度淺，將虛土全部挖出然后用與坑邊天然土壓縮性接近材料回填 坑范圍大或其它條件限制，將該范圍內(nèi)基槽加寬或加大基礎(chǔ)埋深，做成踏步與兩端連接 在單獨(dú)基礎(chǔ)下，坑深度較淺，按壓縮層深度內(nèi)異常土處理,2.磚井或土井的處理 井內(nèi)土層已密實(shí)，將井的磚圈拆除1m后進(jìn)行處理，加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu) 井內(nèi)回填土不密實(shí)，用大塊石將下面軟土擠密后再用

5、上述方法處理,3.局部硬土的處理 挖除，視情況回填； 采用深基礎(chǔ),4.橡皮土的處理 地基為粘性土，含水量很大趨于飽和，避免直接夯拍，采用晾槽或慘白灰的方法降低土的含水量 地基土如果已經(jīng)發(fā)生顫動(dòng)，利用碎石或卵石將泥擠緊；或?qū)⒛嗤诔匦禄靥?5.管道的處理 管道位于槽底以上，采取防止漏水的措施 管道位于槽底以下，拆遷管道,1現(xiàn)象 填土受夯打(碾壓)后，基土發(fā)生顫動(dòng)，受夯擊(碾壓)處下陷，四周鼓起，形成軟塑狀態(tài)，而體積并沒(méi)有壓縮，人踩上去有一種顫動(dòng)感覺(jué)。在人工填土地基內(nèi)，成片出現(xiàn)這種橡皮土(又稱彈簧土)，將使地基的承載力降低，變形加大，地基長(zhǎng)時(shí)間不能得到穩(wěn)定。 2原因分析 在含水量很大的粘土或粉質(zhì)粘

6、土、淤泥質(zhì)土、腐殖土等原狀土地基土進(jìn)行回填，或采用這種土作土料進(jìn)行回填時(shí)，由于原狀土被擾動(dòng)，顆粒之間的毛細(xì)孔遭到破壞，水分不易滲透和散發(fā)。當(dāng)施工時(shí)氣溫較高，對(duì)其進(jìn)行夯擊或碾壓，表面易形成一層硬殼，更加阻止了水分的滲透和散發(fā)，因而使土形成軟塑狀態(tài)的橡皮土。這種土埋藏越深，水分散發(fā)越慢，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不易消失。,2.4 地基勘察報(bào)告和工程實(shí)例,勘察報(bào)告書的內(nèi)容：,工程地質(zhì)報(bào)告書在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上分為： 1.緒論說(shuō)明勘察工作的任務(wù)、采用的方法及取得的成果 2.通論闡明勘察場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，區(qū)域自然地理和地質(zhì)背景 3.專論主要論證工程建筑所涉及到的有關(guān)工程地質(zhì)問(wèn)題，評(píng)價(jià)工程的適宜性，并提出防治不良地質(zhì)作用措施的建

7、議 4.結(jié)論在專論的基礎(chǔ)上，對(duì)各種具體問(wèn)題給予簡(jiǎn)要的結(jié)論性意見,文字部分：,圖表部分：,1.勘探點(diǎn)平面位置圖 2.鉆孔柱狀圖 3.工程地質(zhì)剖面圖 4.土工試驗(yàn)圖表 5.現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試圖件,本 章 結(jié) 束,坑探(trial pits),優(yōu)點(diǎn)：使用工具簡(jiǎn)單，技術(shù)要求不高，應(yīng)用廣泛，揭露面積較大，可直接觀察地質(zhì)現(xiàn)象，采取原狀結(jié)構(gòu)試樣，可作現(xiàn)場(chǎng)大型原位試驗(yàn) 缺點(diǎn)：可達(dá)深度較淺且成本較高；一般34m, 地下水以下危險(xiǎn),坑探的編錄工作：除了做詳細(xì)的描述記錄之外，還要繪制展視圖 展視圖種類： 四壁輻射展開法（適用于探坑、探槽） 四壁平行展開法（適用于探井）,四壁平行展開法繪制的探井展視圖,鉆探(Explora

8、tion Drilling),回轉(zhuǎn)式鉆機(jī),借助于鉆機(jī)機(jī)械和工具在巖層中鉆孔的一種勘察方法。鉆孔分為鑒別孔和技術(shù)孔；控制孔與一般孔。 可以直接探明地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深、含水層類型和厚度、滑坡滑動(dòng)面的位置以及巖溶發(fā)育情況等 還可以取出巖芯作為試樣或在鉆孔中進(jìn)行抽壓水試驗(yàn)、聲波測(cè)試、觸探或長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)等,鉆探,鉆探方法和設(shè)備 鉆探工具根據(jù)動(dòng)力來(lái)源分為人力和機(jī)械兩種，前者僅用土層、淺孔，后者則巖土層均用，效率高、孔深大,常用人力鉆探工具：洛陽(yáng)鏟、錐探、麻花鉆、小螺紋鉆等 洛陽(yáng)鏟： 鉆孔直徑小深度較大的圓形孔；取出擾動(dòng)土樣；沖進(jìn)深度一般可達(dá)10m，黃土中可達(dá)30m；弧形鏟頭適用于黃土及黏性土層，圓

9、形鏟頭可安裝缺十字或活葉，可鉆進(jìn)并取出砂土，掌形鏟頭可將孔內(nèi)較大碎石、卵石擊碎 錐探： 用錐具向下沖入土中，憑感覺(jué)來(lái)探明疏松覆蓋層厚度；探深可達(dá)10m，用于查明沼澤和軟土厚度、黃土陷穴 麻花鉆或小螺紋鉆： 每節(jié)長(zhǎng)1m的鋼管鉆桿和管子鉗，首端為麻花形鉆頭；螺旋取出擾動(dòng)土樣，孔徑??；適用于粘性土及砂類土；探深6m以內(nèi) 機(jī)械鉆探的工具是各式鉆機(jī),按照鉆進(jìn)方法：沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、振動(dòng)鉆進(jìn)、沖洗鉆進(jìn) 沖擊鉆進(jìn)： 利用鉆具的自重，反復(fù)自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進(jìn)；適用于礫、卵石層及基巖；不能取得完整巖芯，能保持較大的鉆孔口徑 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)： 利用鉆機(jī)回轉(zhuǎn)，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨

10、巖石而不斷鉆進(jìn)；適用于軟硬不同的地層；能取得原狀土或完整巖芯 振動(dòng)鉆進(jìn)： 利用機(jī)械動(dòng)力產(chǎn)生的振動(dòng)力，使土的抗剪強(qiáng)度降低，借振動(dòng)器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進(jìn)；不能得原狀土或完整巖芯 沖洗鉆進(jìn)： 通過(guò)高壓射水破壞孔底土層從而實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)，適用于砂層、粉土層、不太堅(jiān)硬粘土層，不能得原狀土或完整巖芯,巖土取樣 在取樣的工程中，力求排除各種可能的擾動(dòng)因素，使試樣的擾動(dòng)程度降至盡可能小的程度，其中取土器是影響取土質(zhì)量的重要因素 目前外鉆孔取土器樣式：對(duì)開筒式、圓筒推出式，重大工程盡量選用活塞薄壁取土器（軟土），三重管取土器（堅(jiān)硬土）,土試樣質(zhì)量等級(jí)劃分,不同等級(jí)土試樣的取樣工具和方法見巖土工程勘察規(guī)范

11、（GB500212001）,鉆孔觀測(cè)、編錄和資料整理 1.巖芯觀察、描述和編錄 2.鉆孔水文地質(zhì)觀測(cè) 3.鉆進(jìn)動(dòng)態(tài)觀察和記錄 4.編制鉆孔柱狀圖，比例一般為1:1001:500,靜力觸探試驗(yàn)(DPT),靜力觸探試驗(yàn)的主要技術(shù)要求(勻速壓入),單橋探頭,雙橋探頭,單橋探頭,只能測(cè)定一個(gè)觸探指標(biāo)比貫入阻力ps,雙橋探頭,同時(shí)測(cè)出錐尖阻力qc和側(cè)摩阻力fa,孔壓靜探探頭,可測(cè)貫入時(shí)孔隙水壓力,靜力觸探試驗(yàn)的目的和使用條件,適用范圍,粘性土、粉土、砂土,試驗(yàn)?zāi)康?1.根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層 2.估算地基土層的物理力學(xué)參數(shù) 3.評(píng)定地基土的承載力 4.選擇樁基持力層、估算單樁極

12、限承載力、判定沉樁可能性 5.判定場(chǎng)地地震液化勢(shì),靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用,主要成果,1.比貫入阻力深度(ps-h)關(guān)系曲線 2.錐尖阻力深度(qc-h)關(guān)系曲線 3.側(cè)壁摩阻力深度(fs-h)關(guān)系曲線 4.摩阻比深度(Rf-h)關(guān)系曲線,qc-h曲線 fs-h曲線,Rf-h曲線,ps-h曲線,成果應(yīng)用,1.劃分土層界線 上下層貫入阻力相差不大時(shí)，取超前深度和滯后深度的中心，或中點(diǎn)偏向小阻力土層510cm處作為分層界線 上下層貫入阻力相差一倍以上時(shí)，當(dāng)由軟層進(jìn)入硬層或由硬層進(jìn)入軟層時(shí)，取軟層最后一個(gè)貫入阻力小值偏向硬層10cm為分界 上下層貫入阻力無(wú)變化時(shí)，結(jié)合fs或Rf的變化確定分界,2.評(píng)定

13、地基土的強(qiáng)度參數(shù) 粘性土的強(qiáng)度（表2-9） 砂土的強(qiáng)度（表2-10）,3.評(píng)定土的變形參數(shù) 粘性土的壓縮模量或變形模量（表2-11） 砂土的壓縮模量（表2-12）和變形模量（表2-13）,4.評(píng)定地基土的承載力 部分地區(qū)的一般土類地基承載力特征值的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系（表2-14）,5.預(yù)估單樁承載力 高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（公式2-4）,圓錐動(dòng)力觸探(DPT),動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格,輕型動(dòng)力觸 探10kg（30cm）,重型動(dòng)力觸 探63.5kg （10cm）,超重型動(dòng)力觸 探120kg （10cm）,利用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土層中，根據(jù)探頭貫入的難易程度（可用

14、貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力來(lái)表示）判定土層性質(zhì)。簡(jiǎn)稱動(dòng)力觸探或動(dòng)探。,圓錐動(dòng)力觸探,動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和目的,適用范圍,強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖、各種軟質(zhì)巖、各類土,目 的,1.定性評(píng)價(jià)：評(píng)定場(chǎng)地土層的均勻性；查明土洞、滑動(dòng)面和軟硬土層界面；確定軟弱土層或堅(jiān)硬土層的分布；檢驗(yàn)評(píng)估地基土加固與改良的效果 2.定量評(píng)價(jià)：確定砂土的孔隙比、相對(duì)密實(shí)度、粉土和粘性土的狀態(tài)、土的強(qiáng)度和變形參數(shù)，評(píng)價(jià)天然地基土承載力或單樁承載力,動(dòng)力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用,1.確定砂土、碎石土的密實(shí)度 2.確定地基土的承載力和變形變量 3.確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備規(guī)格,

15、1.貫入阻力用貫入器貫入土層中30cm的錘擊數(shù)N63.5表示 2.國(guó)內(nèi)統(tǒng)一使用直徑42mm的鉆桿，國(guó)外也有使用直徑50mm、60mm的鉆桿,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的適用范圍和目的,適用范圍,砂土、粉土、一般粘性土，最適用于N250擊的土,目 的,1.采取擾動(dòng)土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名 2.根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，為砂土的密實(shí)度和粉土、粘性土的狀態(tài)，土的強(qiáng)度參數(shù)，變形模量、地基承載力等作出評(píng)價(jià) 3.估算單樁極限承載力和判定沉樁的可能性 4.判定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級(jí),標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果的應(yīng)用,1.確定地基土的承載力（表2-17、18）,2.評(píng)定砂土的密實(shí)度和相對(duì)密度（表2-19）,3.判定飽和砂土的地震液化問(wèn)題 用標(biāo)貫錘擊數(shù)N可以判斷淺層飽和粉砂及砂質(zhì)粉土的地震液化可能性和液化等級(jí),臨界