《桩基工程勘察》课件.ppt
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1、第第2 2章桩基勘察章桩基勘察 2.1 2.1 概概 述述2.2 2.2 桩基勘察目的桩基勘察目的2.3 2.3 岩土工程勘察分级及相应的勘察方法岩土工程勘察分级及相应的勘察方法2.4 2.4 勘探点平面和深度设置原则勘探点平面和深度设置原则2.5 2.5 岩土的工程分类岩土的工程分类2.6 2.6 岩土参数的物理意义岩土参数的物理意义2.7 2.7 工程勘察报告编写及内容工程勘察报告编写及内容 2.8 2.8 勘察报告的阅读及桩基设计应考虑的因素勘察报告的阅读及桩基设计应考虑的因素2.9 2.9 桩型选择和桩基优化及基坑开挖建议桩型选择和桩基优化及基坑开挖建议 12.1 2.1 概概 述述
2、工程建设的基本顺序可归纳为工程建设的基本顺序可归纳为勘察勘察设计设计施工施工监理监理反馈设计(信息化施工)反馈设计(信息化施工)。所以桩基工程勘察是。所以桩基工程勘察是桩基工程设计施工的前提条件。设计施工人员必须详细阅读桩基工程设计施工的前提条件。设计施工人员必须详细阅读勘察报告,了解场地工程地质条件。勘察报告,了解场地工程地质条件。工程建设采用桩基,必须首先根据上部结构的荷载要求和桩工程建设采用桩基,必须首先根据上部结构的荷载要求和桩基的受力性状做好桩基岩土工程勘察工作。基的受力性状做好桩基岩土工程勘察工作。桩基工程勘察应桩基工程勘察应围绕解决合理选择持力层围绕解决合理选择持力层,正确,正确
3、提供桩侧摩阻力和桩端阻力提供桩侧摩阻力和桩端阻力特征值特征值,正确估计沉桩可能性,提出桩型选择和桩基设计施正确估计沉桩可能性,提出桩型选择和桩基设计施工建议等主要问题来制定方案和进行勘察工作工建议等主要问题来制定方案和进行勘察工作。本章将重点介绍桩基工程勘察的目的、岩土工程勘察分级及本章将重点介绍桩基工程勘察的目的、岩土工程勘察分级及相应的勘察方法、勘探点平面和深度设置原则、岩土的工程相应的勘察方法、勘探点平面和深度设置原则、岩土的工程分类、岩土参数的物理意义、工程勘察报告编写及内容、勘分类、岩土参数的物理意义、工程勘察报告编写及内容、勘察报告的阅读及桩基设计应考虑的因素、桩型选择和桩基优察报
4、告的阅读及桩基设计应考虑的因素、桩型选择和桩基优化及基坑开挖建议等方面的内容。化及基坑开挖建议等方面的内容。2学完本章后应掌握以下内容:学完本章后应掌握以下内容:(1 1)桩基工程勘察的目的;)桩基工程勘察的目的;(2 2)岩土工程勘察的分级及相应的勘察方法;)岩土工程勘察的分级及相应的勘察方法;(3 3)勘探点平面和深度设置原则;)勘探点平面和深度设置原则;(4 4)岩土的工程分类;)岩土的工程分类;(5 5)岩土参数的物理意义;)岩土参数的物理意义;(6 6)工程勘察报告编写及内容;)工程勘察报告编写及内容;(7 7)勘察报告的阅读方法;)勘察报告的阅读方法;(8 8)桩型选择和桩基优化方
5、法及基坑开挖建议。)桩型选择和桩基优化方法及基坑开挖建议。学习中应注意回答以下问题:学习中应注意回答以下问题:(1 1)桩基工程勘察应着重解决哪些问题?)桩基工程勘察应着重解决哪些问题?(2 2)如何根据工程重要性、场地复杂程度及地基复杂程度来划分岩土工程)如何根据工程重要性、场地复杂程度及地基复杂程度来划分岩土工程勘察等级?勘察等级?(3 3)勘探点平面布设有哪些原则?勘探点深度设计有哪些原则?)勘探点平面布设有哪些原则?勘探点深度设计有哪些原则?(4 4)地质报告中通常包含哪些岩土参数?各参数的物理意义是什么?)地质报告中通常包含哪些岩土参数?各参数的物理意义是什么?(5 5)工程勘察报告
6、如何编写?报告中包括哪些内容?)工程勘察报告如何编写?报告中包括哪些内容?(6 6)勘察报告如何进行阅读和使用?)勘察报告如何进行阅读和使用?(7 7)如何进行桩型选择和桩基优化选择?)如何进行桩型选择和桩基优化选择?32.2 2.2 桩基勘察目的桩基勘察目的 桩基勘察在按常规要求弄清场地工程地质和水文地质条桩基勘察在按常规要求弄清场地工程地质和水文地质条件的同时,要着重注意解决以下主要问题:件的同时,要着重注意解决以下主要问题:1.1.查明场地各层岩土的类型、深度、分布特征和变化规律查明场地各层岩土的类型、深度、分布特征和变化规律 查清各土层的深度分布有利于桩型的比较、软弱下卧查清各土层的深
7、度分布有利于桩型的比较、软弱下卧层的变形验算及持力层选择。层的变形验算及持力层选择。2.2.合理选择桩端持力层并画出持力层等高线变化图合理选择桩端持力层并画出持力层等高线变化图 桩端持力层桩端持力层指地层剖面中能对桩起主要支承作用的土指地层剖面中能对桩起主要支承作用的土(岩岩)层。无论何类桩型,都有合理选择桩端持力层的问题,层。无论何类桩型,都有合理选择桩端持力层的问题,即便是摩擦桩,亦有将桩端选择在桩侧阻力相对较大的地层即便是摩擦桩,亦有将桩端选择在桩侧阻力相对较大的地层上的问题。设计上经济合理除了要选择好持力层,要求勘察上的问题。设计上经济合理除了要选择好持力层,要求勘察人员除按成因类型和
8、岩性分层外,还要求细致地作好力学分人员除按成因类型和岩性分层外,还要求细致地作好力学分层。当采用基岩做桩持力层时,应查明岩性、构造、岩面变层。当采用基岩做桩持力层时,应查明岩性、构造、岩面变化、风化程度、碎石带、洞穴等。化、风化程度、碎石带、洞穴等。桩端持力层应根据地质条桩端持力层应根据地质条件,上部结构荷载特点和施工工艺并依据安全性、经济性来件,上部结构荷载特点和施工工艺并依据安全性、经济性来综合确定。综合确定。43.3.查明水文地质条件,评价地下水对桩基影响以及对混凝土的侵蚀性查明水文地质条件,评价地下水对桩基影响以及对混凝土的侵蚀性 地下水是否丰富、是否有为承压水对桩基的施工影响很大,地
9、下水水质地下水是否丰富、是否有为承压水对桩基的施工影响很大,地下水水质情况对钢筋混凝土的腐蚀性需要进行综合评价,并在设计中采取相应措施。情况对钢筋混凝土的腐蚀性需要进行综合评价,并在设计中采取相应措施。4.4.查明不良地质条件(如滑坡、崩塌、泥石流及液化等)和防治措施查明不良地质条件(如滑坡、崩塌、泥石流及液化等)和防治措施 当地下土层具有软弱夹层等滑坡条件或桩端持力层高差起伏很大时,还当地下土层具有软弱夹层等滑坡条件或桩端持力层高差起伏很大时,还需要在设计时考虑桩基的稳定性。需要在设计时考虑桩基的稳定性。5.5.正确提供单位面积桩侧阻力和桩端阻力特征值正确提供单位面积桩侧阻力和桩端阻力特征值
10、 桩侧阻力和桩端阻力是桩基设计的关键参数。目前,国内主要是根据土桩侧阻力和桩端阻力是桩基设计的关键参数。目前,国内主要是根据土的状态的状态(黏性土黏性土)和密度和密度(砂土、碎石土砂土、碎石土)按有关规范按有关规范(国家规范和地区性规范国家规范和地区性规范)查表确定,这些表格来源于大量桩的载荷试验和工程实践经验,是可信和合查表确定,这些表格来源于大量桩的载荷试验和工程实践经验,是可信和合理的,但在实际选用中要注意避免过于机械、简单化的倾向。理论和工程实理的,但在实际选用中要注意避免过于机械、简单化的倾向。理论和工程实践表明,桩侧阻力和桩端阻力不仅决定于土的状态和密度,它们与桩的长径践表明,桩侧
11、阻力和桩端阻力不仅决定于土的状态和密度,它们与桩的长径比比L Ld d、侧阻力、端阻力的发挥过程有密切的关系,桩的嵌入深度、施工方、侧阻力、端阻力的发挥过程有密切的关系,桩的嵌入深度、施工方法、残渣厚度对桩承载力亦有很大影响。岩土工程师在提供单位面积桩侧摩法、残渣厚度对桩承载力亦有很大影响。岩土工程师在提供单位面积桩侧摩阻力和桩端阻力标准值建议时应充分认识、考虑这些因素。设计和施工人员阻力和桩端阻力标准值建议时应充分认识、考虑这些因素。设计和施工人员在使用时也要综合应用。在使用时也要综合应用。56.6.正确估计沉桩可能性正确估计沉桩可能性 当根据地质条件、土层情况和上部结构荷载特点选用了当根据
12、地质条件、土层情况和上部结构荷载特点选用了某层作为桩端持力层时,某层作为桩端持力层时,还要充分考虑桩是否能顺利地达到还要充分考虑桩是否能顺利地达到所选择的持力层所选择的持力层。对于。对于预制桩预制桩,当选择了下部适宜的持力层,当选择了下部适宜的持力层,若上部分布有比较厚且较密实的砂层时,必须充分研究和判若上部分布有比较厚且较密实的砂层时,必须充分研究和判断打入或压入桩的可能性。一般是根据土的标贯击数、静力断打入或压入桩的可能性。一般是根据土的标贯击数、静力触探比贯入阻力和已有地区经验进行判断,必要时还需进行触探比贯入阻力和已有地区经验进行判断,必要时还需进行试打或试压。试打或试压。对于钻孔灌注
13、桩对于钻孔灌注桩,当持力层上有很差的淤泥层,当持力层上有很差的淤泥层时,应充分估计和研究钻孔灌注桩钻进和水下浇灌混凝土过时,应充分估计和研究钻孔灌注桩钻进和水下浇灌混凝土过程中,有无缩颈和断桩的可能性。当上部土层有可液化的砂程中,有无缩颈和断桩的可能性。当上部土层有可液化的砂土层时一般应避免采用锤击式的夯扩灌注桩等桩型。土层时一般应避免采用锤击式的夯扩灌注桩等桩型。7.7.提出单桩竖向承载力特征值和桩型选择的建议提出单桩竖向承载力特征值和桩型选择的建议 在充分研究上述问题之后,岩土工程勘察报告除提供各在充分研究上述问题之后,岩土工程勘察报告除提供各岩土层物理力学性质等参数,以及摩阻力、端阻力的
14、建议值岩土层物理力学性质等参数,以及摩阻力、端阻力的建议值外,最后应提供本场地宜选桩基的类型及各种规格的单桩竖外,最后应提供本场地宜选桩基的类型及各种规格的单桩竖向向承载力特征值供设计使用承载力特征值供设计使用。设计单位在选定桩型时要充分。设计单位在选定桩型时要充分考虑上部结构的荷载特点、建(构)筑物的沉降要求、平面考虑上部结构的荷载特点、建(构)筑物的沉降要求、平面布桩形式、施工难易程度、经济性、安全性及发挥桩土力学布桩形式、施工难易程度、经济性、安全性及发挥桩土力学性能等诸方面综合平衡,并至少性能等诸方面综合平衡,并至少选择三种方案相互比较,优选择三种方案相互比较,优化确定最终方案。化确定
15、最终方案。62.3 2.3 岩土工程勘察分级及相应的勘察方法岩土工程勘察分级及相应的勘察方法 岩土工程勘察分级岩土工程勘察分级 岩土工程勘察等级的划分是根据岩土工程勘察等级的划分是根据工程重要性工程重要性、场地复杂程度场地复杂程度及及地基复杂程度地基复杂程度三个方面确定的,因三个方面确定的,因此首先来看一下这三个方面的等级划分。此首先来看一下这三个方面的等级划分。78910112.3.2 2.3.2 岩土工程勘察点线距布置方法岩土工程勘察点线距布置方法 121314152.4 2.4 勘探点平面和深度设置原则勘探点平面和深度设置原则 16171819上述各规范在进行钻孔深度设计时,除上海规范外
16、,都分为控制性钻孔上述各规范在进行钻孔深度设计时,除上海规范外,都分为控制性钻孔和一般性钻孔,这样区别对待,所设计钻孔深度是经济合理的。和一般性钻孔,这样区别对待,所设计钻孔深度是经济合理的。当以土层作为持力层时,岩土工程勘察规范当以土层作为持力层时,岩土工程勘察规范(GB500212001)(GB500212001)和建和建筑桩基技术规范等均规定控制孔要穿透压缩层深度,一般性钻孔要进筑桩基技术规范等均规定控制孔要穿透压缩层深度,一般性钻孔要进入持力层入持力层3 35m5m;而高层建筑岩土工程勘察规程和浙江省标准建筑;而高层建筑岩土工程勘察规程和浙江省标准建筑软弱地基基础设计规范软弱地基基础设
17、计规范(DBJ10190)(DBJ10190),则规定控制性勘察点应进入,则规定控制性勘察点应进入持力层持力层3 35m5m,一般性勘探点进入持力层,一般性勘探点进入持力层l l2m2m。这是对。这是对“控制性孔控制性孔”的的理解有所不同。前者把凡是要满足计算沉降需要的钻孔,均列为控制性理解有所不同。前者把凡是要满足计算沉降需要的钻孔,均列为控制性孔,其他均为一般性孔;而后者对要计算沉降的另有规定。此处的控制孔,其他均为一般性孔;而后者对要计算沉降的另有规定。此处的控制孔是控制地层变化的。当持力层比较明确时,例如以卵石层等坚硬地层孔是控制地层变化的。当持力层比较明确时,例如以卵石层等坚硬地层作
18、为持力层,控制孔进入卵石层作为持力层,控制孔进入卵石层3 35m5m,一般孔进入卵石层,一般孔进入卵石层1 12m2m,亦是,亦是完全合适的。完全合适的。当以中等风化、微风化岩体作为持力层,其钻孔进入深度,一些规范规当以中等风化、微风化岩体作为持力层,其钻孔进入深度,一些规范规定进入的具体数值,例如定进入的具体数值,例如3 35m5m;另一些规范规定进入深度按桩径考虑,;另一些规范规定进入深度按桩径考虑,例如例如3 3倍桩径或倍桩径或3 35 5倍桩径,后者的规定更为合理。必须注意,当所选择倍桩径,后者的规定更为合理。必须注意,当所选择的桩端持力层下有软弱下卧层时,控制性钻孔深度应穿过软弱下卧
19、层到的桩端持力层下有软弱下卧层时,控制性钻孔深度应穿过软弱下卧层到下部坚硬岩土层;当桩端持力层下有残、坡积的滚石,钻孔时也必须打下部坚硬岩土层;当桩端持力层下有残、坡积的滚石,钻孔时也必须打穿;当桩端持力层下有灰岩溶洞时,钻孔也必须打穿到下部致密岩层;穿;当桩端持力层下有灰岩溶洞时,钻孔也必须打穿到下部致密岩层;当桩端持力层起伏较大时,必须加密勘探孔并画出持力层顶板等高线图,当桩端持力层起伏较大时,必须加密勘探孔并画出持力层顶板等高线图,供设计使用。供设计使用。202.5 2.5 岩土的工程分类岩土的工程分类建筑物大多是建造在岩土层上的,地基岩土的好坏直接影响建筑物大多是建造在岩土层上的,地基
20、岩土的好坏直接影响到建筑物的安全性和处理方式,因此对岩土的工程性状必须到建筑物的安全性和处理方式,因此对岩土的工程性状必须要有全面的了解。先让我们来了解岩石和土的工程分类,再要有全面的了解。先让我们来了解岩石和土的工程分类,再来学习为什么要这样分类。来学习为什么要这样分类。岩石岩石(rock)(rock)是天然产出的由一种或多种矿物按一定规律组成是天然产出的由一种或多种矿物按一定规律组成的自然集合体,岩石构成地壳及上地幔的固态部分,是地质的自然集合体,岩石构成地壳及上地幔的固态部分,是地质作用的产物,岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。土作用的产物,岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。土是
21、岩石在风化作用后经搬运作用或在原地或在异地各种环境是岩石在风化作用后经搬运作用或在原地或在异地各种环境下形成的堆积物。不同类型的土、不同区域的土、不同埋深下形成的堆积物。不同类型的土、不同区域的土、不同埋深的土、不同成因的土有着不同的工程地质性状。土的物质组的土、不同成因的土有着不同的工程地质性状。土的物质组成由作为原生矿物的固体颗粒、土中气体和土中水组成。在成由作为原生矿物的固体颗粒、土中气体和土中水组成。在工程建设中有必要对岩石和土进行工程分类,以便在工程建工程建设中有必要对岩石和土进行工程分类,以便在工程建设和理论研究中对不同土进行合理安全地处理和基础设计。设和理论研究中对不同土进行合理
22、安全地处理和基础设计。我国岩土工程勘察规范和建筑地基基础设计规范对我国岩土工程勘察规范和建筑地基基础设计规范对岩石与土的工程分类如下:岩石与土的工程分类如下:212223242.5.2 2.5.2 土按堆积年代分类土按堆积年代分类 土按堆积年代分类可以分为老黏性土、一般黏性土和新近堆积的黏土按堆积年代分类可以分为老黏性土、一般黏性土和新近堆积的黏性土。性土。1.1.老黏性土老黏性土 老黏性土(老黏性土(old cohesive soilold cohesive soil)是指第四纪晚更新世)是指第四纪晚更新世(Q3)(Q3)及其以及其以前堆积的土。它是一种堆积年代久、工程性质较好的土,一般具有
23、较高前堆积的土。它是一种堆积年代久、工程性质较好的土,一般具有较高强度和较低压缩性。主要指广泛分布于长江中下游的晚更新世下属系黏强度和较低压缩性。主要指广泛分布于长江中下游的晚更新世下属系黏土土(Q3)(Q3)、湖南湘江两岸的网纹状黏性土、湖南湘江两岸的网纹状黏性土(Q3)(Q3)和内蒙古包头地区的下亚层和内蒙古包头地区的下亚层土土(Q3)(Q3)。2.2.一般黏性土一般黏性土 一般黏性土(一般黏性土(common cohesive soilcommon cohesive soil)是指第四纪全新世)是指第四纪全新世(Q4(Q4文化文化期以前期以前)堆积的黏性土。其分布面积广,工程性质变化很大
24、,是经常遇见堆积的黏性土。其分布面积广,工程性质变化很大,是经常遇见的岩土工程勘察对象。其压缩模量一般小于的岩土工程勘察对象。其压缩模量一般小于15MPa15MPa;标准贯入锤击数;标准贯入锤击数N N多多小于小于1515击;多属于中等压缩性。其他物理力学性质指标则变化较大。黏击;多属于中等压缩性。其他物理力学性质指标则变化较大。黏粒粒(d0.005mm)(d0.005mm)含量一般达含量一般达1515以上,透水性低,而灵敏度高,作为建筑以上,透水性低,而灵敏度高,作为建筑物的天然地基应注意其可能会产生不均匀沉降。物的天然地基应注意其可能会产生不均匀沉降。3.3.新近堆积的黏性土新近堆积的黏性
25、土 新近堆积的黏性土(新近堆积的黏性土(recently deposited cohesive soilrecently deposited cohesive soil)是指文)是指文化期以来堆积的黏性土,一般为欠固结,强度低。化期以来堆积的黏性土,一般为欠固结,强度低。252.5.3 2.5.3 土按地质成因分类土按地质成因分类 土按地质成因分类可分为残积土、坡积土、洪积土、土按地质成因分类可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土。冲积土、淤积土、冰积土和风积土。2.5.4 2.5.4 土按颗粒级配或塑性指数分类土按颗粒级配或塑性指数分类 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范
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