湘潭大学基础工程地基勘察.pptx

《湘潭大学基础工程地基勘察.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湘潭大学基础工程地基勘察.pptx（102页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、11.1 工程地质勘察的目的和任务 一 概 述地基勘察必须遵守岩土工程勘察规范（GB 500212001）的有关规定软土勘察岩溶勘察水上勘察海上勘察 工程地质勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。勘探概述第1页/共102页21.2 地基勘察的任务地基勘察的任务地基勘察的任务：认识场地的地质条件，分析它与建筑物之间的相互影响。地质条件包括岩土的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、不良地质现象和可资利用的天然建筑材料等。总任务：防灾。利用有利条件避开不利条件，从而提高设计和施工质量保证建筑物的安全和正

2、常使用。膨胀土冲积土5.5.3 红粘土红粘土勘探概述第2页/共102页3地基和基础是建筑物的根基，统称为基础工程基本概念基础指建筑物结构的地下部分，0.000以下的结构物。即:建筑物向地基传递荷载的下部结构地基是指承受建筑物全部荷载而产生应力应变所不能忽略的受影响的基础下那部分地层。场地是工程建筑物场景所处的涵盖地基的土地。第3页/共102页4某坝址区勘探布置图1.3 各阶段勘察的一般要求 工程地质勘察工作一般划分为选址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、详细勘察三个阶段。勘探概述工程建设中的岩土工程勘探应分阶段进行，工程选址应进行可行性研究勘察(选址勘察)，初步设计阶段应进行初步勘察，施工图设

3、计阶段应进行详细勘察。必要时，还应进行施工勘察(补充勘察)。第4页/共102页5 通过几个候选场址的工程地质资料进行对比分析，对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价。具体工作有：n 选址勘察（可行性研究勘察）基本要求勘察（可行性研究勘察）基本要求勘探概述搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验；在收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘，了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件；对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其它方面条件较好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。第5页/共102页6 选

4、择场址时，应进行技术经济分析，一般情况下宜避开下列工程地质条件恶劣的地区或地段：(1)不良地质现象发育，对场地稳定性有直接或潜在威胁的地段；(2)地基土性质严重不良的地段；(3)对建筑抗震不利的地段，如设计地震烈度为8度或9度且邻近发震断裂带的场区；(4)洪水或地下水对建筑场地有威胁或有严重不良影响的地段；(5)地下有未开采的有价值矿藏或不稳定的地下采空区。勘探概述第6页/共102页7勘探概述初步勘察阶段 目的：对场地内建筑地段的稳定性作出评价；为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程方案作出工程地质论证。主要工作如下：搜集本项目可行性研究报告(附有建筑场区的

5、地形图，比例尺为1:2000-1:5000)、有关工程性质及工程规模的文件。初步查明地层、构造、岩石和土的性质；地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因和分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。当场地条件复杂时，应进行工程地质测绘与调查。对抗震设防烈度为7度或7度以上的建筑场地，应判定场地和地基的地震效应。第7页/共102页8勘探概述详细勘察阶段 目的：提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工程等具体方案作出论证和结论。对需进行沉降计算的建筑物，提出地基变形计算参数，预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜；查

6、明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议；查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性和承载力；第8页/共102页9对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于7度的场地，尚应分析预测地震效应，判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性，并对液化等级作出评价；查明地下水的埋藏条件，查明水位变化幅度与规律，提供地层的渗透性系数；勘探概述详细勘察的主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主。详细勘察的勘

7、探工作量，应按场地类别、建筑物特点及建筑物的安全等级和重要性来确定。对于复杂场地，必要时可选择具有代表性的地段布置适量的探井。在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。判定水和土对建筑材料的腐蚀性。第9页/共102页10工程地质测绘比例尺小比例尺测绘，1 1：500050001 1：5000050000，一般在可行性研究勘察、城市规划或区域性工业布局时使用；中比例尺测绘，比例尺1 1：200020001 1：50005000，一般在初步勘察阶段时采用；大比例尺测绘，比例尺1：2001：1000，适用于详细勘察阶段或地质条件复杂和重要建筑物地段，以及需要解决某一特殊问题时采用。第10页/共10

8、2页11p 岩土工程勘察分级工程的规模和特征失事后果 工程重要性等级 （一、二、三级）岩土工程勘察等级（甲级、乙级、丙级）二、二、地基勘察的分级和勘探点的布置地基勘察的分级和勘探点的布置勘探点的布置点的布置 场地等级 （一、二、三级）场地的复杂程度地基的复杂程度 地基等级 （一、二、三级）第11页/共102页12另外，建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。（一）岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级勘探点的布置点的布置岩土工程勘察规范根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，按下列条件划分岩土工程勘察等级。甲级在工程重要

9、性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。丙级工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均三级。乙级除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。第12页/共102页131、一级场地（复杂场地）：1）对建筑抗震危险的地段；2）不良地质作用强烈发育：指泥石流、崩塌、土洞、塌陷、岸边冲刷、地下潜蚀等极不稳定的场地；3）地质环境已经或可能受到强烈破坏：指对工程安全已构成直接威胁，如浅层地下采空、地面沉降盆地的边缘地带、横跨地裂缝、因蓄水而沼泽化等；4）地形地貌复杂；5）有影响工程的多层地下水，岩溶裂隙水或其它水文地质条件复杂、需专门研究的场地。勘探点的布置点的布置（二）建筑场地等级第13页/

10、共102页142、二级场地（中等复杂场地）1）对建筑抗震不利的地段；2）不良地质作用一般发育：指虽有不良地质现象但并不十分强烈，对工程安全影响不严重；3）地质环境已经或可能受到一般破坏：指已有或将有地质环境问题，但不强烈，对工程安全影响不严重；4）地形地貌较复杂；5）基础位于地下水位以下的场地。勘探点的布置点的布置第14页/共102页153、三级场地（简单场地）：1）抗震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段；2）不良地质作用不发育；3）地质环境基本未受破坏；4）地形地貌简单；5）地下水对工程无影响。勘探点的布置点的布置第15页/共102页16岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；除复杂

11、地基以外的特殊性岩土二级地基 中等复杂地基特征勘探点的布置点的布置岩土种类单一，均匀，性质变化不大，无特殊性岩土三级地基 简单地基岩土种类多，很不均匀，性质变化大；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染；其他需专门处理的岩土。一级地基 复杂地基（三）地基复杂程度等级第16页/共102页17控制性勘探孔是指深度要达到地基变形计算要求的深度，以确定是何种地层以及层厚等，并根据整个场地基土的工程特性来进行计算。一般性勘探孔是应能控制地基的主要受力层范围30-5040-10075-20010-1515-3030-50一级（复杂）二级（中等复杂）三级（次要工程）初步勘探点距m详细勘探点距m地基复杂程度等级勘探点的布

12、置点的布置勘探点的布置勘探点的布置一般性钻孔=鉴别钻孔 控制性钻孔=技术钻孔 第17页/共102页18勘探点的布置点的布置勘探点的布置勘探点的布置勘探点的深度控制性勘探孔深度（m）柱下单独基础墙下条形基础独立基础条形基础基础型式1234561012691112基础宽度/m第18页/共102页19勘探点的布置点的布置对于箱形伐形等宽度大的基础，勘探点的深度z0.81.00.50.8 0.30.5一般性勘探点1.52.01.01.5 0.61.0控制性勘探点 软 土 粘性土粉土沙土 碎石土 土类 经验系数d基础埋置深度m,B 基础宽度m,a 经验系数 箱形基础dB第19页/共102页201）勘探点

13、宜按建筑物周边线和角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置。2）同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化。3）重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3个。4）勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。勘探点的布置点的布置详细勘察的勘探点布置，应符合下列规定：详细勘察的勘探点布置，应符合下列规定：详细勘察的单栋高层建筑勘探点布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1个控

14、制性勘探点。第20页/共102页21技术钻孔鉴别钻孔第21页/共102页22 勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。常用的勘探方法有坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。钻探勘察 动静力触探履带车圆锥动力触探三、地基勘察方法第22页/共102页23方法：电电法勘探法勘探 地震勘探地震勘探 重力勘探重力勘探 磁法勘探磁法勘探 声波探声波探测测 钻探前了解隐蔽的地界线、界面或异常点、异常带等以便合理制定钻探方案；用做钻探辅助手段，在钻孔间设物探点，修正和补充钻孔成果。原位测试手段测定岩土体的波速、动弹模等作用：物探是以专用仪器探测

15、地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分，判明地质构造、水文地质及各种物理地质现象的地球物理勘探方法。3.1 地球物理勘探-物探(geophysical exploration)：最广泛的是电阻率法和地震法。地球物理勘探第23页/共102页24地球物理勘探电阻率法勘探是对地质体以人工形成电场，通过电测仪测定地质体视电阻率的大小及变化，从而推断地下一定范围地质体的情况。它可以用作划分地层岩性、地质构造、覆盖层或风化层的厚度、含水层分布和深度、古河道及天然建筑材料分布范围和储量。在寻找地下水或矿物时广泛应用。第24页/共102页25被探测的对象与周围介质之间有明显的物理性质差异；被探测对象具有一定

16、的埋藏深度和规模，且地球物理异常有足够的强度；能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号。使用条件地球物理勘探第25页/共102页263.2 工程地质坑探 坑探是在建筑场地挖探井或探槽以取得直观资料和原状土样，这是一种不使用专用机具的常用勘探方法。探的种类有探槽、探坑和探井。(1)探槽是在地表挖掘成长条形且两壁常为倾斜上宽下窄的槽子，其断面有梯形或阶梯状两种。探槽一般在覆盖土层小于3m时使用。它适用于了解地质构造线、断裂破碎带宽度、地层分界线、岩脉宽度及其延伸方向和采取原状土试样等。(2)探坑凡挖掘深度不大且形状不一的坑，或者成矩形的较短的探槽状的坑。探坑的深度一般为12m。工程地质坑探第26页/共1

17、02页27钻探钻探 (3)探井一般深度都大于3m，其断面形状为方形、矩形和圆形。圆形探井在水平方向上能承受较大的侧压力，比其它形状的探井安全。探井1.62.1m1.52m岩土分层面探坑作用：作用：了解构造线、破碎带宽度；直观岩土特性与分层；取原状土样。适用：适用：地质条件复杂地区第27页/共102页28 钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。作用：作用：3.3 3.3 钻探钻探钻探钻探确定、划分地层，观测地下水位进行原位测试，取原状土样试验获取土的物理、力学性质指标第28页/共102页29 钻

18、孔的直径、深度、方向等应根据工程要求、地质条件和钻探方法综合确定。孔径：终孔直径33mm；原状土样取样段的孔径108mm；岩石试样取样段孔径对于软质岩108mm，硬质岩89mm。作孔内试验时，试验段的孔径应按试验要求确定。孔深：数米至上百米，一般工业与民用建筑工程地质钻探深度在数十米以内。钻探钻探方向：一般为垂直的，也有打成倾斜的钻孔。地下工程中有打成水平的，甚至直立向上的钻孔。第29页/共102页30 钻探方法和设备洛阳铲麻花钻钻探钻探第30页/共102页31钻探钻探回转式钻机：利用钻机的回转器带动钻具旋转，磨消孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯样品。第31页/共102页32 取

19、原状土样时，合理的钻进方法选择原则：在结构性敏感土层和较松疏砂层中需要采用回转钻进。以泥浆护孔，可以减少扰动；取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间要有一定的空隙，避免取土器切削孔壁，挤进过多的废土；取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取土样部位的土层受扰动。另外，在土样封存、运输和开土样做试验时，都应避免扰动，严防振动、日晒、雨淋和冻结。钻探钻探第32页/共102页33螺旋钻：黏土（可取原壮土样）无岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石 岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石，直观鉴别。回转钻冲冲击钻击钻：砂土、碎石土：砂土、碎石土 锤击钻锤击钻：粘、粉、砂土：粘、粉、砂土 （可取原壮土样）（不能直（不能直观鉴别观

20、鉴别）冲击钻钻进钻进方法与适用范方法与适用范围围 粘土粘土 粉土粉土 砂土砂土振动钻钻探钻探第33页/共102页34 动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定高度自由下落，将一定规格探头贯入土中，然后记录贯入一定深度的锤击次数N，以此判别土的性质。动力触探动力触探 按N的大小,确定土的承载力、估计土的抗剪强度和粘性土的变形指标、判别粘性土的稠度和砂土的密实度以及估计砂土液化的可能性。（1）动力触探（DPT,dynamic penetration test）第34页/共102页35标准贯入试验应与钻探工作相配合。其设备是在钻机的钻杆下端联结标准贯入器，将质量为63.5kg的穿心锤套在钻杆上端。试验时

21、，穿心锤以76cm的落距自由下落，将贯入器垂直打入土层中15cm（此时不计锤击数?），随后打入土层30cm的锤击数，即为实测的标准贯入标准贯入锤击数 N或N63.5 。适应：沙土、粉土、粘性土。动力触探动力触探1）标准贯入试验穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身 标准贯入试验设备贯入器靴第35页/共102页36试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，然后以手提高质量为10kg的穿心锥，使其以50cm的落距自由下落，将触探杆垂直打入土中，记录每打入30cm的锤击数称为N10。适应：沙土、粉土、粘性土。应用轻便触探指标N10，可确定粘性土和素填土的承载力，判别土层的均匀性。穿心锤触探杆尖锥头锤垫 动

22、力触探动力触探 2 2）轻型触探）轻型触探轻型触探设备组成第36页/共102页37 动力触探动力触探类型分为轻型、重型和超重型三种。圆锥动力触探试验轻型（10kg锤）、落距50cm,贯入贯入 30 cm30 cm 标准（63.5kg锤）、落距76cm,贯入贯入 30 cm30 cm 超重型（120kg锤）、落距100cm，贯入贯入10 cm10 cm 第37页/共102页38相对密实实度空隙比空隙比空隙体积空隙体积土粒体积土粒体积标准贯入标准贯入锤击数 N=18有效自重应力有效自重应力查图查图1-51-5例1-1第38页/共102页39北京市N10与砂土密实度的关系标准贯入试验成果的应用1、评

23、定砂土的密实度密实度1015302025密实中密稍密松散N标准贯入锤击数表1-3按标准贯入锤击数N值确定砂土密实度第39页/共102页40.评定粘性土的状态含水量 水重水重土粒重土粒重液性指数wp塑限含水量限含水量wL液液限含水量限含水量wS缩限限WpWL液态固态塑态半固态0表1-12第40页/共102页41 动力触探动力触探3、确定地基土的承载力建筑地基基础设计规范是将标准锤击数用下列公式进行修正；标准差标准差第41页/共102页42粘性土承载力粘性土承载力标准值或特征值标准值或特征值（kPakPa）砂土承载力标准值（kPa）动力触探动力触探第42页/共102页43第43页/共102页44

24、静力触探试验借静压力将触探头压入土中，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。静力触探仪可分为电动机械式和油压式以及手摇轻型链式静力触探仪。CLD-3CLD-3型机械式静力触探仪型机械式静力触探仪 适用土类：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土但对碎石类土难以贯入。静力触探仪主要由三部分组成：贯入系统（包括反力装置）：其基本功能是可控制等速压贯入；传动系统：主要有液压、机械和手摇等系统；量测系统：这部分包括探头、电缆和电阻应变仪或电位差计自动记录仪；静力触探静力触探（2）静力触探（CPT,cone penetration test,cone penetration test）第44页/共10

25、2页45 静力触探设备中核心部分是触探头。触探杆将探头匀速贯入土层时，触探头可以测得土层作用于探头的锥尖阻力和侧壁阻力。探头按结构分为单桥、双桥和孔压探头。静力触探静力触探单桥探头双桥探头孔压探头总贯入阻力锥尖阻力和侧壁摩阻力锥尖+侧壁阻力+孔隙水压力第45页/共102页46第46页/共102页47 单桥探头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁阻力在内的总贯入阻力P（kN）。通常用比贯入阻力ps（kPa ）表示 1、单桥探头：单桥探头在锥尖上部带有一定长度的侧壁摩擦筒单桥探头电缆传感器静力触探静力触探比贯入阻力ps第47页/共102页48 双桥探头可测出锥尖总阻力Qp和侧壁总摩阻力Qs。通常以锥尖阻力

26、qp和侧壁阻力fs（kPa）表示：2、双桥探头-是将锥尖与侧壁摩擦筒分离。传感器传感器双桥探头摩阻比静力触探静力触探第48页/共102页49比贯入 阻力（4）试验结果不同深度的成果曲线（5）静力触探结果的应用依据地区经验 锥尖阻力 侧壁 摩阻力 摩阻比 静力触探静力触探p划分土层和土类p估算强度和变形参数，孔隙水压力变化规律p估算地基承载力和单桩承载力第49页/共102页503、孔压探头静力触探静力触探孔压探头是在双桥探头的基础上再安装一种可测触探时产生的孔隙水压力的装置，因此可以测定3个参数，即：锥尖阻力qp、侧壁摩阻力fs和孔隙水压力u.qp锥尖阻力fs侧壁摩阻力u孔隙水压力水压力水压力第

27、50页/共102页51静力触探的优缺点：适用范围:主要适用于粘性土、粉土和砂土;静力触探静力触探优点：（1）能连续、快速、准确；可以在现场直接测得各土层的贯入阻力指标，掌握各土层原始状态下有关的物理力学性质；（2）对于变化比较大的复杂场地以及不易取得原状土样的饱和砂土、高灵敏度的软粘土地层和桩基工程的勘察，静力触探具有独特的优越性。缺点：不能对土层进行直接的观察、鉴别；测试深度不能超过80m，对含碎石、砾石的土层一般不适用；第51页/共102页521.5.1室内实验空隙体积空隙体积土粒体积土粒体积指标高度关联土的承载力第52页/共102页53第53页/共102页54实测数据的平均值标准差变异系

28、数实验参数的基本标准标准值修正系数可调参数a,b根据工况不同而不同厚黑学第54页/共102页551.5.2 原位测试（in-situ tests）原位测试指在工程场地位置处直接测定天然条件下土的工程性质的技术方法，以获取反映工程实际条件的岩土性质参数。原位测试主要方法平板载荷试验静力触探动力触探十字板剪切试验旁压试验第55页/共102页56平板载荷试验适用于浅部各类地层，可用于确定地基土的承载力、变形模量、不排水抗剪强度、基床反力系数及固结系数等。主要设备有加荷与传压装置、变形观测系统及承压板。基坑宽度不应小于承压板的宽度或直径的3倍。注意保持试验土层的原状结构和天然温度。承压板应为刚性圆形板

29、或方形板，其面积为0.250.50m2。平板载荷试验装置示意图平板载荷试验平板载荷试验第56页/共102页57当出现下列情况之一时，即可终止加载。承压板周围的土明显侧向挤出；沉降量(s)急剧增大，荷载沉降曲线出现陡降段；在某一级荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定标准；相对沉降量，s/b0.06时。平板载荷试验 加荷等级不应少于8级，最大加载量不少于荷载设计值的两倍。每级加载后按时间间隔10、10、10、15、15分钟测读沉降量，以后每隔30分钟测读一次沉降量。当连续两个小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。第57页/共102页58比例界限荷载作为地基承载力

30、基本值，即取 fakpa极限荷载小于比例界限荷载的2倍时，取 fakpu/2平板载荷试验临塑荷载极限荷载 静力载荷试验资料的应用(1)根据ps曲线确定地基承载力基本值：不能按上述两点确定时，如承压板面积为0.25-0.50m2，对于低压缩性土和砂土，可取s/b0.01-0.015所对应的荷载值作为地基承载力基本值；对于中高压缩性土，可取s/b0.02所对应的荷载值作为地基承载力基本值。第58页/共102页59 静力载荷试验时，同一土层参加统计的试验点不应少于三点，基本值的极差不超过平均值的30，取此平均值作为地基承载力基本值。平板载荷试验地基承载力基本值第59页/共102页60一般取ps曲线的

31、直线段计算地基土的变形模量值：p/s ps曲线直线段的斜率(kPam);地基土的泊松比，砂土和粉土=0.33，可塑一硬塑粘性土=0.38，软塑流塑粘性土和淤泥质粘性土，=0.41;当ps曲线直线段不明显时，可用确定地基承载力基本值与相应的沉降量代人上式计算。平板载荷试验(2)确定地基土的变形模量圆板B方形板宽度或圆板直径;I 形状系数，方形板I=0.88，圆板I=0.79第60页/共102页614方形承压板面积为0.25m2例1-2 粘性土泊松比=0.35确定变形模量和承载力临塑荷载第61页/共102页62根据ps曲线估算载荷试验基床反力系数：Kv-载荷试验基床反力系数（KN/m3)计算基准基

32、床反力系数：平板载荷试验p/sps曲线直线段的斜率，如ps关系曲线无直线段，p值可取临塑荷载pcr的一半，s相当于p值的沉降值；(3)估算地基土基床反力系数或者修正系数修正系数 是板宽和土种类的函数是板宽和土种类的函数第62页/共102页63 (1)不能通过静力载荷试验提供建筑物的长期沉降资料；(2)沿海软粘土地区地表往往有一层“硬壳层”，当用小尺寸的承压板时，常常受压范围还在地表硬壳层内，其下软弱土层还未受到较大荷载应力的影响，对于实际建筑物的大尺寸基础，下部软弱土层对建筑物的沉降起着主要影响。平板载荷试验在应用静力载荷试验资料时，必须注意两个问题：第63页/共102页64 2 旁压试验适用

33、于粘性土、粉土、砂土、碎石土、残积土、极软岩和软岩等。旁压模量：临塑压力 极限压力 弹性段塑性段第64页/共102页65十字板剪切试验是瑞典人John Olsson于1919年首先提出，我国于1954年开始由南京水科所等单位对这项技术进行开发研究，在东南沿海地区被广泛使用。十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。3 3 十字板剪切试验（十字板剪切试验（vane shear vane shear testtest）十字板剪切试验十字板剪切试验第65页/共102页66旋转过程中，土体产生的抵抗力矩分为圆柱垂直侧表面的抵抗力矩Mv和上下水

34、平面的抵抗力矩Mh，其中：M-土体破坏时的抗力矩（KN.m）;Mh-圆柱体上下端面所产生的抵抗力矩（KN.m）;v-圆柱体垂直侧面上的剪应力h-圆柱体上下水平端面所产生的剪应力;D-十字板圆柱的直径（m）;H-圆柱体高度，对于软粘土相当于十字板的高度（m）;十字板剪切试验十字板剪切试验垂直抵抗力矩水平面的抵抗力矩第66页/共102页67如果圆柱水平面、垂直侧面各点剪应力不相等水平面剪应力垂直面剪应力十字板剪切试验十字板剪切试验第67页/共102页68假设圆柱上下面各点、侧面各点剪应力值相等Cu-不排水抗剪强度(KPa);十字板剪切试验十字板剪切试验第68页/共102页69十字板剪切试验是一种原

35、位测定饱和软粘土抗剪强度的方法；它所测得的抗剪强度值，相当于天然土层试验深度处，在上覆压力作用下的固结不排水抗剪强度，在理论上它相当于室内三轴不排水抗剪的总强度或无侧限抗压强度的一半()。十字板剪切试验是将具有一定高与直径之比的十字板插入土层中，通过钻杆对十字板头施加扭矩使其等速旋转，根据土的抵抗扭矩求算出地基土抗剪强度C Cu u。优点：该方法可以很好地模拟地基土不排水条件和天然受力状态，对试验土层扰动性小，测试精度高。严格讲，该方法只适用于内摩擦角的饱和软粘土。十字板剪切试验十字板剪切试验第69页/共102页70十字板剪切试验的应用十字板剪切试验的应用实验得到的不排水抗剪强度C Cu u，

36、一般偏高，需要修正；CuCu(实用值）CuCu(实测值）修正系数1 1）对于的饱和软黏土，可确定地基容许承载力：2 2）分析饱和软黏土性土填、挖方边坡的稳定性；根据软土中滑动带强度显著降低的特点，测定滑动带的位置，用抗剪强度反算滑动面上的强度参数，为其稳定性分析提供依据。3 3）检验地基加固改良的效果。根据软土地基堆载预压处理过程中，可用十字板剪切试验测定地基的强度变化，用于控制施工速率及检验地基加固效果。十字板剪切试验十字板剪切试验第70页/共102页71第71页/共102页72地基勘察报告地基勘察报告1 1、勘察报告书的基本内容、勘察报告书的基本内容 任务要求及勘察工程概况；任务要求及勘察

37、工程概况；拟建工程概况；拟建工程概况；勘察方法和勘察工作布置；勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质、场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质、地下水、不良地质现象的描述与评价；地下水、不良地质现象的描述与评价；场地稳定性与适宜性的评价；岩土参数的分析与选用；提出地基基础方案的建议，工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、预防措施的建议；勘察成果表及所附图件。第72页/共102页73(1)勘探点平面布置图 在建筑场地地形图上，把建筑物的位置、各类勘探及测试点的位置、编号用不同的图例表示出来，并注明各勘探、测试点的标高、深度、剖面线及其编号等。地基勘察报告

38、地基勘察报告 2、常用图表勘察点平面布置图；工程地质柱状图；工程地质剖面图；原位测试成果表；室内试验成果表等。3、图表编制方法和要求第73页/共102页74地基勘察报告地基勘察报告第74页/共102页75地基勘察报告地基勘察报告技术钻孔 鉴别钻孔第75页/共102页76 (2)钻孔柱状图 钻孔柱状图是根据钻孔的现场记录整理出来的。记录中除注明钻进的工具、方法和具体事项外，其主要内容是关于地基土层的分布（层面深度、分层厚度）和地层的名称及特征的描述。绘制柱状图时，应从上而下对地层进行编号和描述，并用一定的比例尺、图例和符号表示。在柱状图中还应标出取土深度、地下水位高度等资料。地基勘察报告地基勘察

39、报告第76页/共102页77 (3)工程地质剖面图地基勘察报告地基勘察报告第77页/共102页78 (4)综合地层柱状图 为了简明扼要地表示所勘察的地层的层序及其主要特征和性质，可将该区地层按新老次序自上而下以1:501:200的比例绘成柱状图。图上注明层厚、地质年代，并对岩石或土的特征和性质进行概括性的描述。这种图件称为综合地层柱状图。(5)土工试验成果汇总表地基勘察报告地基勘察报告第78页/共102页79第79页/共102页80第80页/共102页811.首先应熟悉勘察报告的主要内容，对勘察报告有一个全面的了解，复核勘察资料提供的土的物理力学指标是否与土性相符；2.查看场地的地形地貌、地层

40、分布情况，用于基槽开挖时土层比对；3.查看地下水埋藏情况、类型、水位及其变化用于施工降水方案的制定；5 5、勘察报告的阅读和使用、勘察报告的阅读和使用4.查看相关土的类别和物理力学指标用于边坡放坡或基坑支护设计。5.查看地基均匀性评价和持力层地基承载力用于验槽时比对。6.还应特别注意勘察报告就岩土整治和改造以及施工措施方面的结论和建议。7.在阅读时，勘察报告中的文字和图件应相互配合。地基勘察报告地基勘察报告第81页/共102页82受XXX委托，XXX综合设计院承担了XXX楼的岩土工程详勘任务。（1）工程概况 拟建工程位于XXX院内，在实验楼9，10号的西侧，北侧距马路20m,拟建建筑物为4层，

41、底面为86.0X52.0m，框架结构，具半层地下室，具体基础和埋深待定；（2）勘察目的和要求查明场地内的岩土层参数；查明不良地质作用的类型；查明地下水分布；提出基础方案；对开挖进行简单评价概况地基土层及其分布工程地质条件评价勘察报告实例第82页/共102页831 1）拟建场地四周开阔，地形稍有起伏，地貌单元属丘陵缓地；未发现不稳定地质作用，适宜建筑；2 2）拟建场地地下水在自然底面7m7m左右，地下水属于潜水，水位年幅最大变化在1m1m左右，地下水无腐蚀；3 3）该市抗震设防烈度为7 7 度，设计基本地震加速度为0.1g0.1g，地基土不液化，设计时可不考虑；4 4）针对场地地层特点，建议采用

42、深层搅拌桩法进行地基处理；5 5）拟建场地浅部地层较差，建议采用放坡措施；6 6）基坑开挖后认真做好验槽工作，发现异常情况及时通知有关人员协同处理。地基勘察报告地基勘察报告结论与建议第83页/共102页84（1）了解地基勘察工作的目的、任务和主要内容；（2）掌握岩土工程勘察规划，熟悉可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察的主要内容；（3）掌握地基勘察方法，即工程地质调查与测绘、勘探与取样、原位测试的基本方法；（4）了解现场监测的重要性、监测设备技术要求和监测结果分析与应用。（5）了解地质勘察报告编制的目的、要求、内容。本章要求：习题：复习题和习题1-1,1-11,1-29 第84页/共102页85

43、1 中华人民共和国建设部.GB50021-2001 岩土工程勘察 规范S.北京:中国建筑工业出版社,2002.参考资料：参考资料：2 中华人民共和国水利部.SL237-1999 土工试验规程S.北京:中国水利水电出版社,1999.3 陈希哲.土力学地基基础 M.北京:清华大学出版社,2004.第85页/共102页86第86页/共102页87p 意义 土分类的目的在于通过分类来认识和识别土的种类，并针对不同类型的土进行研究和评价，使其适应和满足工程建设需要。1、对种类繁多、性质各异的土，按一定原则进行分门别类，以便针对不同工程建筑要求，对不同的土给予正确的评价，为合理利用和改造各类土提供客观实际

44、的依据。2、在各类工程勘察中，都应该把研究区域内的各种土进行分类，并反映在工程地质平面图和剖面图上，作为工程设计与施工的依据。地基岩土分类1.4地基岩土分类第87页/共102页88土的工程分类:q 把土作为建筑地基和环境 -建筑工程系统分类建筑工程系统分类 GBJ7-89,GB50021-94GBJ7-89,GB50021-94 -以原状土作为研究对象以原状土作为研究对象q 把土作为建筑材料的分类 -材料系统分类材料系统分类 GBJ145-90GBJ145-90 -以扰动土作为研究对象以扰动土作为研究对象地基岩土分类第88页/共102页89地基岩土分类按堆积年代分类老堆积土:晚更新世及其以前堆

45、积的土,超固结状态,强度高一般堆积土:第四纪全新世早期堆积的土,固结-欠固结,10,000 years新近堆积土:第四纪全新世中近期堆积的土,欠压密,强度低成因分类残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、冰碛土、冰水积土、风积土第89页/共102页90岩石的风化程度 1.微风化 2.中等风化3.强风化 风化岩和残积土岩石在风化作用下，使其结构、成份、性质等产生不同程度的变异的岩石.岩石完全风化后未经搬运过的称为残积物.地基岩土分类第90页/共102页91地基岩土分类fr为饱和单轴抗压强度坚硬岩石较硬岩石较软岩石软质岩石极软岩石51530MPa60fr抗压强度岩石按坚硬程度分类1.硬质岩

46、石（qu30MPa）2.软质岩石（qu 30MPa）表1-11粉土密实度分类密实度0.750.90密实中密稍密e空隙比空隙体积空隙体积土粒体积土粒体积第91页/共102页92砂类土：0.0752mm粉土：60mm特殊土：软土、黄土、膨胀土等工程用土地基岩土分类砂土：粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50%，粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重的50%的土。粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量不 超过全重的50%的土，且塑性指数小于等于10 的土。第92页/共102页93p碎石土的分类颗粒级配颗粒形状勘察规范粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形及为主漂石棱角形为主块石粒径大

47、于20mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形及为主卵石棱角形为主碎石粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的50%圆形为主圆砾棱角形为主角砾地基岩土分类第93页/共102页94颗粒级配勘察规范粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量的25%-50%砾砂粒径大于0.5 mm的颗粒质量超过总质量的50%粗砂粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%中砂粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%细砂粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%粉砂p砂土的分类地基岩土分类第94页/共102页95一般将地基土分为六类一般将地基土分为六类 岩石：岩石：指颗粒间牢固联结的整体的或具有节理、裂隙的岩体

48、。其承载能力视岩石风化程度而异，一般在2004000kpa；碎石土：碎石土：按粗细程度又分为块石、碎石、角砾等，其承载力约在2001000kpa；砂土：砂土：按粗细程度分砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂，地基承载力在140500 kpa；碎石土风化岩石芯样砂类土岩石承载能力远小于相应的抗压强度地基岩土分类第95页/共102页96 粉土：粉土：其工程性质介于粘性土和上述无粘性土之间的土。粘性土：粘性土：具有明显的粘性、可塑性、压缩性，地基承载力在105410kpa；人工填土：人工填土：包括素填土、杂填土、冲填土；成分、工程性质复杂。粘 土杂填土卵石夹土土层分布示意图粘性土 冲填土地基岩土分类第96页

49、/共102页973)3)工程分类与工程地质问题工程分类与工程地质问题:a a）素填土）素填土:由碎石、砂土、粉土或粘性土等一由碎石、砂土、粉土或粘性土等一种或几种材料组成的填土，不含或少含杂质。种或几种材料组成的填土，不含或少含杂质。主要的工程地质问题：主要的工程地质问题：（1 1）工程性质取决于密实度和均匀性。超）工程性质取决于密实度和均匀性。超1010年年的粘性土、的粘性土、5 5年的粉土、年的粉土、2 2年的砂土可作天然地基年的砂土可作天然地基 （2 2）物理、力学指标的不均匀，具大的分散性）物理、力学指标的不均匀，具大的分散性地基岩土分类第97页/共102页98b）杂填土:含大量杂质（

50、建筑垃圾、工业废料、生活垃圾）的填土。主要的工程地质问题：工程性质取决于杂质的类型、密实度和均匀性。生活垃圾和易变性工业废料为主的杂填土，一般不可作地基；物理指标的不均匀（颗粒成分、密实度、平面分布和厚度分布等）工程性质随堆填时间而变化 具有浸水湿陷性 腐殖质腐烂导致的沉降和水化物导致的地基膨胀与崩解.地基岩土分类第98页/共102页99c）冲填土：_水力冲填泥砂而形成的沉积物。主要的工程地质问题：含水量大、透水性差；强度低、压缩性高；纵向、横向分布不均匀地基岩土分类第99页/共102页100 土按有机质含量（Wu）的分类 土无机土：Wu 10%泥炭：Wu 60%注：有机质含量Wu按烧失量试验