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1.工程地质勘察的目的、任务及阶段划分 工程地质勘察是运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决工程建设中地质问题而进行的调查研究工作。 充分利用有利的自然和地质条件 目的 避开或改造不利的地质因素 保证建筑物的安全和正常使用 查明建筑场地的工程地质条件，选择地质条件优越合适的建筑场地 查明场区不良物理地质作用和现象，分析和判明它们对建筑场地稳定 性的危害程度，为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据 查明建筑物地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因类型及 其埋藏分布规律 测定地基岩土的物理力学性质 查明地下水类型、水质、埋深及分布变化 根据建筑场地的工程地质条件，分析研究可能发生的工程地质问题， 提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法的建议 对于不利于建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施 为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据任务 第1页/共70页 预可行性勘察 预可行性研究 选 址 勘 察 可行性研究 初 步 勘 察 初步设计 详 细 勘 察 施工图设计 施 工 勘 察 有特殊施工要求的重要建筑物地基 目的：从总体上判定拟建场地的工程地质条件能否适宜工程建设项目 对比分析几个候选场址的工程地质资料 做出拟选场址的稳定性和适宜性的工程地质评价 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 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 地基土性质严重不良的地段 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 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 地下有未开采的有价值矿藏或不稳定的地下采空区上的地段 阶段划分选址时应避开工 作内 容工作方法选址勘查阶段要求第2页/共70页 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作出工程地质论证 为主要建筑物地基基础设计方案作出工程地质论证 对不良地质现象的防治工程方案作出工程地质论证 本项目可行性研究报告 有关工程性质及工程规模的文件 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 判定场地和地基的地震效应（对抗震设防烈度为7度或7度以上 的建筑场地 ） 进行必要的工程地质勘探、测试以及地球物理勘探工作 搜集初步查明目的工作内容初步勘查阶段要求第3页/共70页 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、地基处理和加固具体方案作出论证和结论 为不良地质现象的防治工程作出论证 附有坐标及地形的建筑物总平面布置图 各建筑物的地面整平标高、建筑物的性质和规模 可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度 建筑物的单位荷载和总荷载、结构特点 对地基基础的特殊要求 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 提出整治方案建议 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 埋藏条件、水位变化幅度与规律 地层的渗透性系数、对建筑材料的腐蚀性 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 划分场地土类型和场地类别( (设防烈度在6 6度级以上) ) 分析预测地震效应 判定地震液化可能性和评价液化等级 基础施工工程地质论证 主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主 目的取得查明不良地质现象详细勘查阶段要求工作内容岩土层地下水沉陷评价 地震评价第4页/共70页2.2.工程地质测绘 指:通过测绘将工程地质条件反映在一定比例尺的地形底图上的工作 最终成果是绘制工程地质图 查明地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩性变化特点 特别注意研究性质软弱及性质特殊的不良岩土体 注意查清易于造成渗漏的砂砾层及岩溶化灰岩分布情况 注重岩土体物理力学性质的定量研究 小比例尺测绘基本上采用地层学单位 大比例尺以岩土工程地质性质差异划分填图单位 褶皱的形态、产状、分布 断裂的性质、规模、产状、活动性 构造岩的性质、胶结程度 裂隙的分布延伸、充填、粗糙度 第四系地层的厚度、土层组合及空间分布情况 地形切割密度及深度，沟谷发育形态及方向 低山丘陵、阶地和平原等的划分及其特征 中小比例尺: :地貌单元成因类型及宏观结构特 大 比 例尺: :相关的微地貌及其细部特征 含水层和隔水层 岩层透水性 地下水类型及埋藏与分布 地下水位 水质 水量 地下水动态 配合取样分析、动态长期观测、渗流试验等进行试验研究 调查研究各种物理地质现象(发育发展规律 形成条件和机制等) 调查研究天然建筑材料 (储量，质量及开采运输条件)岩土体的研究填图单元确定地质构造研究精度要求地形地貌研究地下水研 究主要工作内容第5页/共70页 范围应包括场地及附近与研究内容有关的地段范围和比例尺范 围确定因素建筑类型(工业与民用建筑 渠道和各种线路 水工及洞室)建筑物的工艺要求工程地质条件复杂程度(动力地质作用可能影响的范围)小比例尺1:50001:50000，一般在可行性研究勘察使用中比例尺1:20001:5000，一般在初步勘察阶段时采用大比例尺1:2001:2001:10001:1000，适用于详细勘察阶段及解决特殊问题时地质界线 建筑地段，图上的误差不应超过3 mm 测绘精度 其它地段，不应超过5 mm5 mm比例尺像片成图法 路线法 实地测绘法 布点法（常用于大、中比例尺的工程地质测绘 ） 追索法（在布点法或线路法基础上进行） 工程地质测绘方法第6页/共70页3.工程地质勘探 钻探工程地质勘探的主要方式 坑探 物探 地层的厚度、性质及其变化划分地层并确定其接触关系基岩的风化程度、划分风化带岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化褶皱、断裂、破碎带以及其它地质构造的空间分布和变化 岩性地质构造 含水层、隔水层的分布埋藏、厚度、性质及地下水位 河谷阶地、冲洪积扇、坡积层的位置和土层结构岩溶的规模及发育程度滑坡及泥石流的分布、范围、特性等 提取岩土样及水样，提供野外试验条件 水文地质条件地 貌 及 物 理地 质 现 象探明主要任务第7页/共70页3.13.1工程地质物探 是以专用仪器探测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. . 成层性裂隙性岩土体的含水性空隙性物质成分固结胶结程度 地质体的不同结构和 特 性 可由其导电性磁性弹性密度放射性 等物理性质的差异表现出来 电法 地震法物探方法 磁法 重力法 放射性勘探 常用物探法第8页/共70页指研究地下地质体电阻率差异的地球物理勘探方法，也称为电阻率法 测定岩土地质体的导电性区分地层、构造覆盖层和风化层厚度含水层分布和深度古河道主导充水裂隙方向专门量板解释工作主要流程岩石成分：火成岩的电阻率最高，变质岩次之，沉积岩最低 结构：粗颗粒的砂砾石电阻率比细颗粒的细砂、粉砂高 构造：顺定向构造方向电阻率低，反之，则高孔隙裂隙：愈发育，电阻率愈低含水性：饱水的砂砾石电阻率显著低于干的砂砾石 岩 土 体导 电 性影响因素电法基本原理变化测点间距测量不同深度地层电阻率间距不变,变化测量位置测同一地层电阻率水平方向变化电测深法方法分类用不同电极距测量以获取该点处的地质断面的方法 分为对称四极测深、三极测深、偶极测深和环形测深 移动测点来探测某深度岩层的水平变化规律的方法 电剖面法 探测陡倾角高阻的带状构造的方法 中间梯度法 电法勘探第9页/共70页利用爆炸或敲击方法向岩体内激发地震波地震波以弹性波动方式在岩体内传播根据不同介质弹性波传播速度的差异来判断地质现象 基本原理 直达波法反射波法折射波法 方法分类地震勘探地下基岩面覆盖层厚度风化层地下断层 可用于了解第10页/共70页 3.2 工程地质钻探指: :在地表下用钻头钻进地层的勘探方法 钻孔的基本要素( (直径800mm的称为大直径钻孔 )鉴别和划分地层时终孔直径不宜小于33mm 取原状土样时取样段的孔径不宜小于108 mm 对于软质岩不宜小于108mm 对于硬质岩不宜小于89mm 孔径要求取岩石试样时 水平孔钻孔按钻进方向分为 斜钻孔 垂直孔回转式钻机: :使用管状钻具，能取柱状岩芯样品冲击式钻机: :形成钻孔后用抽筒提取岩石碎块或扰动土样 钻机分为 技术性孔( (在其中采取原状试样) ) 鉴别孔 钻孔按用途分为球阀式取土器活阀式取土器 常用的原状土样取土器 需要采用回转钻进, ,不得采用冲击钻进以泥浆护孔，可以减少扰动取土器与孔壁之间要有一定的空隙, ,避免挤进过多的废土取土前的一次钻进不宜过深, ,以免下部拟取部位的土层受扰动应避免土样扰动, ,严防振动、日晒、雨淋和冻结原状土样取样原 则第11页/共70页指：挖探井、探坑或探槽以取得直观资料和原状土样的常用勘探方法使用条件：覆盖土层小于3m3m时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采取原状土试样用于了解深度12 m且形状不一, ,或成矩形的较短的探槽状的坑深度都大于3m 的断面形状为方形、矩形和圆形的井状坑探槽探坑:探井:分为在指定深度处挖一土柱( (直径大于取土筒的直径) )压人两端开口的金属取土筒直到筒完全套人土柱体后切断土柱体 削去筒两端多余的土体，盖上筒盖熔蜡密封 贴标签 注明土柱的上下方向 编号原状样取 样步 骤 3.3工程地质坑探第12页/共70页4. 现场原位测试概述指: :在岩土层原来所处的位置基本保持的天然结构、天然含水量以及天 然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标静力载荷试验触探试验剪切试验地基土动力特性试验主要方法测试方法的适用性第13页/共70页4.1 静力载荷试验 概述分为平板载荷试验(PLT) 适用于浅部各类地层螺旋板载荷试验(SPLT) 适用于深部或地下水位以下的地层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可用于确定地基土的加荷与传压装置变形观测系统承压板 设备构成试坑要求深度: :挖到基础的预计埋置深度宽度:承压板的宽度或直径的3倍 刚性圆形板或方形板面积为o25o50m2 承压板要求加荷等级不应少于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, ,可加下一级荷载 加载要求承压板周围的土明显侧向挤出在某一级荷载下2424小时内沉降速率不能达到稳定标准相对沉降量0.060.06或沉降量急剧增大, ,荷载沉降曲线出现陡降段终止加载要求第14页/共70页确定地基承 载 力 具体做法技术要求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标准值确定地基土的变形模量 砂土和粉土0.330.33可塑至硬塑粘性土0.380.38软塑至流塑粘性土0.410.41淤泥质粘性土0.410.41计算公式：承压板的直径(m)(m)方形板时B B2(A/)2(A/)1/2 1/2 ，A A为方形板的面积(m(m2 2) )Bpps s p ps s曲线直线段的斜率(kPa(kPam)m)泊松比 估算地基土不排水抗剪强度 计算公式：P Pu u 快速载荷试验所得的极限压力(kPa)(kPa)o o 承压板周边外的超载或土的自重应力(kPa)(kPa)N Nc c 承压板系数估算地基土基床反力 系 数 静力载荷试验资料应用 粘性土砂土第15页/共70页4.2单桩垂直静载荷试验 关键问题之一是确定单桩的承载力载荷试验静 力 法动 力 法关于桩基设计确定承载方法 安全等级为一级的建筑物通过现场静荷载试验确定规范规定灌注桩: :应在桩身混凝土强度达到设计强度荷载系统观测系统堆载法锚桩法砂土中人土7天后粘土中不得少于15天装置设备构成试 验 方 法试桩时间要求预制桩沉降量每小时内小于o. .1 mm时，可以施加下一级荷载。 逐级等量加载( (每级荷载值约为单桩承载力设计值的1/51/51/8)1/8)每级加载后隔5、10、15分钟各测读桩沉降量一次以后每隔15分钟测读一次，累计1个小时后隔半个小时测读一次加载要求荷载沉降曲线上有极限承载力的陡降段, ,桩顶总沉降量超过40mm40mm桩顶总沉降量达到40mm40mm后, ,继续增加二级或以上荷载仍无陡降段桩端支承在坚硬岩( (土) )层上时最大加载量设计荷载的两倍终止加载单桩垂直静载荷试验的基本要求第16页/共70页确定单桩竖向极限承载力划分桩侧摩阻力和桩端阻力 取直线段的起始点作为单桩极限承载力 在半对数坐标纸上，以荷载Q Q为横坐标，以桩顶总沉降量s s为纵坐标绘制出lgQlgQs s曲线以极限荷载为始点的直线段向上延长与横坐标相交交点与坐标原点之间的荷载值即为单桩桩侧极限摩阻力其剩余部分为桩端阻力 具体做法单桩垂直静载荷试验成果的应 用 第17页/共70页4.3 4.3 静力触探试验 静力触探试验是通过一定的机械装置，将某种规格的金属探头用静力压人土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯人阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于粘性土、粉土和砂土，主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等 贯人装置( (包括反力装置) ) 其基本功能是可控制等速压贯人传动系统( (主要有液压和机械两种系统) ) 单桥探头: :测定比贯人阻力p ps s 双桥探头: :测定锥尖阻力q qc c和侧壁摩阻力f fs s 电缆和电阻应变仪( (或电位差计自动记录仪) ) 量测系统探头装置构成测试注意在静力触探的整个过程中，探头应匀速，垂直地压人土层中贯入速率一般控制在(1. .20.3)mmin静力触探探头传感器必须事先进行率定应检验现场的归零误差不得超过3触探时，深度记录误差一般为1贯人深度大于50m时, ,应量测触探孔的偏斜度，校正土的分层界线 技术要求 第18页/共70页根据贯人阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层评定地基土的强度参数 量测粘性土的不排水抗剪强度估算砂土的内摩擦角 评定砂土密实度的分级界限值 评定土的变形指标 评定地基土的承载力 估算单桩承载力 (JGJ72-80)方法：铁道部的方法： 静力触探试验成果应用 第19页/共70页4.4 圆锥动力触探 圆锥动力触探是利用锤击动能，将一定规格的圆锥探头打人土中，根据打人土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。通常以打人土中一定距离所需的锤击数来表示土的阻抗。设备简单操作方便工效高适应性广具有连续贯人的特性特点对于难以取样的砂土、粉土和碎石土等，动力圆锥触探是十分有效的探测手段分 类贯人能力指标能量指数nd(能量指数越大，贯人能力越大)按贯人能力的大小，我国将圆锥动力触探划分四类主要成果锤击数锤基数随深度变化曲线确定砂土和碎石土的密实度确定地基土的承载力确定单桩承载力标准值(各地有相应的单桩承载力标准值经验公式)成果应用第20页/共70页4.5 标准贯入试验 标准贯人试验是动力触探类型之一。它利用规定重量的穿心锤，从恒定高度上自由落下，将一定规格的探头打人土中，根据打人的难易程度判别土的性质。它的最大优点是在触探过程中配合取土样，以便室内试验分析。仪器组成 触探头: 该探头为两个一定规格的半圆合成的圆筒, 称为标准贯人器 触探杆: 国内统一使用直径42mm的圆形钻杆，国外 有使用直径50mm或60mm的钻杆 穿心锤: 标准贯人试验穿心锤质量为63.5kg，规定 自由落距为76cm标准贯入试验锤击数 N63.5指:按上述规定的穿心锤质量和落距，将贯人 器连续贯人土中30cm所需的锤击数遇到硬土层的换算以及对锤击数的修正评定砂土的密实度确定地基土承载力评定粘性土的状态评定砂土抗剪强度指标评定粘性土的不排水抗剪强度Cu评定土的变形模量E0和压缩模量Es估算单桩承载力(经验式)地基土的液化判别成果应用第21页/共70页4.6 十字板剪切试验 试验简介是快速测定饱和软土层抗剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法 相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度 在理论上它相当于三轴不排水抗剪的总强度或无侧限抗压强度的一半 （=0）所测抗剪强 度 值特点试验简便 有效的、可靠的原位测试方法无需采取土样避免扰动土基及改变天然应力状态十字板头( (厚3mm3mm长方形钢板, ,呈十字形焊接于轴杆上) ) 测力装置(钢环、百分表等)施力传力装置(轴杆、转盘、导轮等) 装置组成将十字板头压人被测试土层中匀速转动手柄从百分表读得最大应变值y y继续转动手柄，重复上述过程分离十字板头, ,转动手柄测得土对轴杆产生的机械阻力及应变值g g测最小应变值y y，则代表重塑土的应变值试段测试流程第22页/共70页计算原状和重塑状态软土的不排水抗剪强度Cu u 计 算 土 的 灵 敏 度 成果应用 C Cu u 原状土不排水抗剪强度； CCu u 重塑土的抗剪强度； C C 钢环校正系数； R R。 与十字板头有关的系数；y y 原状土剪切破坏时，百分表最大稳定读数；y y 重塑土剪切破坏时，百分表最小稳定读数；g g 轴杆与土摩擦作用的百分表稳定读数 St 土的灵敏度 第23页/共70页4. .7 现场大型直剪试验 能更真实地反映出岩土体的非均质性及软弱面等对抗剪强度的影响测各类岩土体沿软弱结构面抗剪强度测岩土体与混凝土接触面抗剪强度适用于岩土体剪断沿剪切面的抗剪试验(即摩擦试验)岩土体现场抗剪断试验大型直剪试验分为现场大型直剪试验分为土体现场大型直剪试验岩体现场大型直剪试验特点分类适用于测试各类土以岩土接触面或滑面的抗剪强度 剪力环(内径35. .69cm，高14cm，面积1000cm2 2) 可调反力座手轮推杆及测力计(应力环)水平推力部分地锚、横梁手轮、测力计同步式垂直滑道及传力盖垂直加压部分试验要求仪器组成试验成果计算出各级垂直荷载下的垂直应力和剪应力 绘制出垂直应力()与剪应力(r)的关系曲线 按库仑公式可确定出土体的c c和平值 大剪仪法第24页/共70页能使被试验土体的剪切面沿土内软弱面发展对粘聚力较小的碎石土试验效果较好该法受试坑条件限制较小 特点装有压力表或测力计的卧式千斤顶千斤顶头部的前枕木( (尺寸一般为8cm 32cm，厚约5cm)千斤顶底座处的枕木( (尺寸可稍大一些) )钢板( (尺寸同枕木，厚度以加力后不变形为限 )装置构成 在试坑预定深度处将试验土体加工成三面垂直临空的半岛状，尺寸为在试坑预定深度处将试验土体加工成三面垂直临空的半岛状，尺寸为H H大大 于于5 5倍最大土粒粒径，倍最大土粒粒径，H HB B1/31/31/4,L1/4,L(0.8(0.81.0)B(H1.0)B(H、B B、L L分别为分别为 试体的高度，宽度和长度试体的高度，宽度和长度) )。试体两侧各挖约。试体两侧各挖约20cm20cm宽的小槽，槽中放置塑宽的小槽，槽中放置塑 料料 布，其上用挖出的土回填并稍加夯实；布，其上用挖出的土回填并稍加夯实； 千斤顶的着力点对准矩形试体面的千斤顶的着力点对准矩形试体面的 H H3 3 与与 B B2 2 处；处； 水平推力以每水平推力以每151520min20min内水平位移约内水平位移约4mm4mm缓慢速度施加，当压力表读数缓慢速度施加，当压力表读数 开始下降时试体被剪坏，此时的压力表值即为最大推力开始下降时试体被剪坏，此时的压力表值即为最大推力P Pmaxmax； 测定测定P Pminmin值时，其测定标准为下列之一：值时，其测定标准为下列之一：(a)(a)千斤顶加压到千斤顶加压到P Pmaxmax值后即停止值后即停止 加压，油压表读数后退所保持的稳定数值；加压，油压表读数后退所保持的稳定数值；(b)(b)试体刚开始出现裂缝时的试体刚开始出现裂缝时的 压力表读数；压力表读数；(c)(c)当千斤顶加压到当千斤顶加压到P Pmaxmax后，松开油阀，然后关上油阀重新后，松开油阀，然后关上油阀重新 加压，以其峰值作为加压，以其峰值作为P Pminmin值；值； 确定滑动面位置，并量测滑面上各点的距离和高度，确定滑动面位置，并量测滑面上各点的距离和高度，绘制滑面剖面图绘制滑面剖面图。 当滑面位置难确定时，可将剪坏后的试体反复加压、减压，以使剪坏与当滑面位置难确定时，可将剪坏后的试体反复加压、减压，以使剪坏与 未剪坏的土体界线明显。未剪坏的土体界线明显。 通常本试验点不应少于通常本试验点不应少于3处；处； 对于实测的滑弧剖面按对于实测的滑弧剖面按条分法计算条分法计算C、值值 。试验要求水平推挤法第25页/共70页4.8 试验指标的选取试验数据特性数据是指试验或者观测时记录的原始资料及其整理后的量值测定的数据对于真值来说存在误差（仅为近似值）误差分类过失误差：观测人由于过失而出现的误差是使结果向一个方向 偏 离仪器存在缺陷试验环境变化试验测读方法不当系统误差， 由造成,特点偶然误差（服从统计规律）工程地质实验数据特 征离散的，需要进行分析和归纳整理数据的统计分析是基于偶然误差的统计规律数据统计目的就是通过某项数据测定值xi，求其近似值的最佳值主要研究数据分散性是否合理一组测定值的离散程度如何取用代表性的数据数据的分布特征计 算算术平均值和中值（地基土均匀，每层土样不少与10个）数据离散特征参数（均方差和变异系数）算术平均值可靠性（保证率和可靠概率）第26页/共70页应按最小二乘法统计进行C、平均值的确定C、标准值的确定C、标准差的确定C、变异系数的确定土的抗剪强度确定m m 内摩擦角的平均值； C Cm m 内聚力的平均值； n n 垂直压力级数；p pi i 第i i级垂直压力； 第i i级垂直压力下的r r的平均值。第27页/共70页5. 5. 现场监测 现场监测就是对在施工过程中及完工后由于工程施工和使用引起岩土性状、周围环境条件(包括工程地质、水文地质条件)及相邻结构、设施等因素发生的变化进行各种观测工作，监视其变化规律和发展趋势，从而了解施工对各因素的影响程度，以便及时在设计、施工和维护上采取相应的防治措施。地基沉降和位移观测地基中应力观测常见监测第28页/共70页一级建筑物；不均匀或软弱地基上的重要二级及以上建筑物；加层、接建或因地基变形、局部失稳而使结构产 生裂缝的建筑物；受邻近深基坑开挖施工影响或受场地地下水等环 境因素变化影响的建筑物；需要积累建筑经验或要求通过反分析求参数的工程宜进行沉降观测的建 筑 物建筑物沉降观测时应 注 意基准基点宜布置在基岩上，或设置在压缩性较低的 土层上水准基点的位置宜靠近观测对象，但必须在建筑物 所产生压力影响范围以外。在一个观测区内，水准 基点不应少于3 3个观测点的布置应全面反映建筑物的变形并结合地质 情况确定。数量不宜少于6 6个水准测量宜采用精密水平仪和铟钢尺。对于一个观 测对象宜固定测量工作，固定人员，观测前仪器必 须严格校验。测量精度宜采用级水准测量，视线 长度宜为202030m30m，视线高度不宜低于0 03m3m。水准 测量应采用闭合法 观测时应随时记录气象资料建筑物的沉降观测第29页/共70页评价地基土承载力评价水库渗漏和浸没预测道路翻浆论证建筑物地基稳定性研究水库地震地 下 水动态观测水位孔隙水压力水化学成分水温用于 当地下水的升降影响岩土的稳定时； 当地下水上升对构筑物产生浮托力或对地下室 和地下构筑物的防潮、防水产生较大影响时； 当施工排水对工程有较大影响时； 当施工或环境条件改变造成的孔隙水压力、地下 水压的变化对岩土工程有较大影响时。应进行地下水观测的 情 况 动态监测不应少于一个水文年，并宜每三天监测一次； 雨天宜每天监测一次。 当孔隙水压力在施工期间发生变化影响建筑物的性能时 ，应在施工结束或孔隙水压力降到安全值后方可停止 监测。 对受地下水浮托力影响的工程，孔隙水压力的监 测应进行至浮托力清除时为止。 监测技术要 求地下水的监测第30页/共70页6. 6. 工程地质勘察报告 工程地质勘察实际 材 料图地质点钻孔点勘探坑洞试验点长期观测点反映该工程场地勘察的实际工作工 程 地 质编 录 图钻孔柱状图基坑编录图平洞展示图其它地质勘探和测绘点的编录工 程 地 质分 析 图基岩埋深等深线岩性变化图等突出反映一种或两种工程地质因素专 门 工 程地 质 图为勘察某一专门工程地质问题而编制的图件综合性工程地 质 图也称为工程地质图把有关的地质条件和勘探试验成果综合地反映在图上综合性工程地质分区图按建筑的适宜性和具体工程地质条件的相似性进行分区工程地质图的类 型第31页/共70页工程地质图的内 容 地形地貌 包括地势和主要地貌单元 岩土类型及其工程性质 地质构造 水文地质条件( (地下水位其变化幅度, ,地下水的化学成分及侵蚀性) ) 物理地质现象( (一般用符号在其主要发育地段笼统表示) )工程地质图编制方法 地质图或第四纪地质图； 地貌及物理地质现象图； 水文地质图； 各种工程地质剖面图、钻孔柱状图； 各种原位测试及室内试验成果图表等所需相关图件地质界线编制由高级区向低级区的线条由粗变细肯定者用实线，不肯定者用虚线工程地质分区的区级之间可用线的粗细相区别可用各种花纹、线条、符号、代号来区分各种岩性等地质现象可以用颜色表示工程地质分区或岩性第32页/共70页地基承载力是地基单位面积上所能承受荷载的能力地基的破坏形式地基土体的物理力学指标基础的形状及埋置深度荷载的方向及大地基承载力的确 定影响地基承载力的主要因素地基承载力基本值（fo）地基承载力标准值（fk）地基承载力设计值（f）地基承载力三个代表值 三级建筑物，可根据邻近建筑物的经验确定载荷试验理论公式计算其它原位试验方法 一级建筑物，采用综合确定 二级建筑物，可按土的物理力学指标标准贯人试验必要时结合强度理论公式计算确定确定原则确定方法按照规范表格确定地基承载力按静载荷试验确定地基承栽力根据土的抗剪强度指标计算确定地基承载力按当地建筑经验确定地基承载力第33页/共70页工程地质勘察报告编写内容 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 任务要求及勘察工程概况 拟建工程概况 勘察方法和勘察工作布置场地工程地质评价 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 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34页/共70页第35页/共70页第36页/共70页第37页/共70页第38页/共70页f fv v 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力设计值(kPa)(kPa)M Mb b、M Md d、M Mc c 承载力系数，由k k查表确定b b 基础底面宽度(m)(m)，b6mb6m时，按6m6m计；对于砂土b3mb3m时，按3 m3 m计C Ck k 基底下1 1倍基宽深度范围内土层的粘聚力标准值(kPa)(kPa)k k 基底下1倍基宽深度范围内土层的内摩擦角标准值() 此公式仅适用于荷载偏心距e0.033be0.033b的情况，这是因为该公式 确定承载力相应的理论模式是基底压力呈均匀分布。 公式中的承载力系数M Mb b、M Md d、M Mc c是以界限塑性荷载P P1/41/4理论公式中 的相应系数为基础确定的。考虑到内摩擦角大时理论值M Mb b偏小的 实际情况，对一部分系数按经验结果作了适当的调整。 按理论公式计算确定地基承载力时，只保证地基强度有足够的安 全度，未能保证满足变形要求，故还应进行地基变形验算 注意第39页/共70页确定地基承载力基本值(fo)（通过土的室内物理力学指标试验值确定土的承载力）确定地基承载力标准值(fk)f 回归修正系数 n n 样本数，一般要求n6n6 变异系数，反映土性指标的离散程度， 由样本的平均值和标准差计算可得确定地基承载力设计值 （f）f f 地基承载力设计值(kN)(kN)f fk k 地基承载力标准值(kN)(kN)b b、d d - - 基础宽度和埋深的承载力修正系数 - - 基底持力层土的重度(kN(kNm m3 3) )，地下水位以下取浮重度o o 基础底面以上土的加权平均重度(kN(kNm3)m3)b - b - 基础底面宽度(m)(m)，当基础底面宽度小于3m3m时取3m3m，大于6m6m时取6m6m计算 一般自室外地面算起 在填方整平区，可自填土面标高算起 填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起 采用箱形基础或片筏基础时，自室外地面标高算起 在其它情况下，应从室内地面标高算起当计算所得的地基承载力设计值f1.1ff1.1fk k时，取f f1.1f1.1fk k对 于地下室d - d - 基础埋置深度 (m)(m)第40页/共70页第41页/共70页第42页/共70页第43页/共70页k 的标准值Ck C的标准值的统计修正系数c C的统计修正系数N 试验组数 或S 的标准差Sc C的标准差S 抗剪强度的剩余标准差、c 、C的变异系数第44页/共70页或 偏离真值的均方差，称 为算术平均值的误差 保正率和可靠概率，从工 程设计的要求提出保证界限或可靠界限 可靠界限系数上式就是从有限个实测值中获取某保证率的前提下的可靠值界限第45页/共70页 均方差x xi i第i i次试验测定数据 试验测定数据的平均值n n 参加统计的数据个数，称为样本数 变异系数第46页/共70页 P Pmax max 最大推力(kN)(kN)； P Pmin min 最小推力(kN)(kN)； g gi i 第i i条块土自重(kN)(kN)； G G 滑体的总自重(kN)(kN)；i i 第i i条块滑面与水平面夹角( () )； li 第i条块滑弧长度(m)。 第47页/共70页 测力计应事先标定，试验土层应进行工程地质描述，并测定天然重度及含水量 试件先仔细削成与剪切面垂直的35. .7 cm的土柱，然后将剪切环套上徐徐下压至距预定剪切面35 mm处 削平试件上端，安置传压板与传力盖，传压板四周与剪切环之间应有空隙 垂直压力一般依次为50、100、150、200及250kPa五级，通过垂直测力计测微表读数确定 作快剪时，当一试件的垂直压力达到预定的压力后，应立即通过水平推力手轮施加水平推力，水平推力手轮以1 rmin匀速转动。水平测力计测微表的指针停止或后退，或水平变形达到试件直径的115时，认为试件已剪坏，试验可结束。通常试件数不应少于3件 大剪仪法 试验要 求第48页/共70页液化判别标准N值临界值Ncr时，为液化土N值临界值Ncr时，不液化土N 饱和砂土或粉土实测标准贯人锤击数(未经杆长修正)d ds s 饱和土标准贯人点深度(m)(m)d dw w 地下水位深度(m)(m)c c 饱和土的粘粒含量百分率，当c c( ()3)3时，取c c 3 3N N。 饱和土液化判别的基准贯人锤击数，可按下表采用Ncr 饱和土液化临界标准贯人锤击数第49页/共70页P Pb b 桩尖以上、以下4D(D4D(D为桩径或桩边长) )范围N N平均值换算的极限桩端承 载力(kPa)(kPa)，见表1 1p pfcfc、p pfs fs 桩身范围内粘性土、砂土的N N值换算成桩侧极限摩阻力(kPa)(kPa)， 见表1 1LcLc、Ls Ls 粘性土层和砂土层的桩段长度(m)(m) C C1 1经验系数(kN)(kN)，见表2 2 C C2 2孔底虚土折减系数(kN(kNm)m)，取18.118.1x 孔底虚土厚度，预制桩x0；当虚土厚度大于0.5 m时，取xo.5m， 但端承力pb0。表1表2第50页/共70页评定砂土抗剪强度指标佩克的经验公式日本建筑基础设计规范采用大崎的经验公式评定粘性土的不排水抗剪强度Cu太沙基和佩克的经验公式日本道路桥梁设计规范N标准贯人试验锤击数第51页/共70页第52页/共70页以上为建筑地基基础设计规范规定 n n 实际试验锤击数 S 与n次试验锤击数相对应的贯人量(cm)N N 按触探杆长度修正后的标准贯入试验锤击数；N N63.5 63.5 实际贯人30cm30cm所需锤击数； 触探杆长度校正系数第53页/共70页第54页/共70页式中 n nd d能量指数(J(Jcmcm2 2) )； M M锤的质量(kg)(kg)； H H锤的落距(m)(m)； A探头截面积(cm2)第55页/共70页 Q Qu u单桩极限承载力(kN)(kN) b b、f f分别为桩端阻力、桩侧摩阻力的综合修正系数，按下表选用 桩底以上、以下4 4倍D(DD(D为桩径或桩边长) )的平均值(kPa)(kPa)。如桩底以 上4 4倍D D的q qc c平均值大于桩底以下4 4倍D D的q qc c平均值，则如取桩底以下4 4 倍D D的q qc c平均值 其余符号同(JGJ72-80)方法 第56页/共70页R Rk k预制桩单桩承载力标准值(kN)桩端阻力修正系数，对于粘性土2/32/3，对于饱和砂土1/21/2 桩端上、下静力触探锥尖阻力平均值(kPa)，取桩尖平面 以上4倍桩径d范围内按厚度加权的平均值，然后再和桩 尖平面以下1倍桩径d范围的q qc c。值进行算术平均 Ap 桩端横截面面积(m2 2) Up 桩身截面周长(m) fsi 第i层土的静力触探侧壁摩阻力(kPa) li 第i层土的厚度(m) i 第i层土桩身侧壁摩阻力修正系数，粘性土10. .043 fsi-0.55 砂土5. .045 fsi-0.45k 安全系数，应根据工程的性质、使用要求、荷载特性、上 部结构对变形的敏感程度、地基土的均匀程度、桩的人土深 度和实际沉桩施工质量等因素确定，一般取是2 cqcq第57页/共70页第58页/共70页第59页/共70页第60页/共70页划分土层界线时应注意探头贯人不同性质的土层界线时, ,ps或qc c值的提前和滞后现象如图所示,土层分界线实际应分别是B、E点产生深度误差触探中深度记录误差过大细长的探杆发生挠曲产生原因控制措施严格认真的操作在探头内附设测斜装置 上下层贯人阻力相差不大时，取超前深度和滞后深度的 中心，或中心偏向小阻力土层5 510cm10cm处作为分层界线； 上下层贯人阻力相差一倍以上时，取软土层最后一个( (或 第一个) )贯入阻力小值偏向硬土层10cm10cm处作为分层界线； 上下层贯人阻力无甚变化时，可结合f fs s或R Rf f( (摩阻比=f=fs sq qc c) ) 的变化确定分层界线。划分原则第61页/共70页Ps 比贯入阻力，探头锥尖底面积A与总贯人阻力P之比 qc c、P Pf f 分别为锥尖总阻力和侧壁摩阻力； A、F分别为锥底截面积和摩擦筒表面积 APpsAQqccFPffs第62页/共70页第63页/共70页 根据单桩垂直静载荷试验成果绘制出荷载沉降关系曲线，按下面方法确定单桩竖向极限承载力： 当Q Qs s曲线段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值作为单桩竖向极限承载力( (图中a)a)； 对于直径或桩宽在550mm550mm以下的预制桩，当在某级荷载Q Q作用下，其沉降量与相应的荷载增量的比值ssi i/Q/Qi i0.1 mm0.1 mmkN kN 时，取前一级荷载Q Qi-1i-1为极限承载力( (图中b)b)； 当桩顶总沉降量达到40mm40mm，继续增加两级或以上荷载仍无陡降段时，在Q Qs s曲线上取s s40mm40mm相对应的荷载作为单桩竖向极限承载力( (图中c)c)； 对桩基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取单桩竖向极限承载力。 对于每个单项工程，试桩数量不应少于总桩数的1 1，且最少不应少于3 3 根。根据参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的3030时，可取其平均值作为单桩竖向极限承载力。 将单桩竖向极限承载力除以安全系数2 2，即可得到单桩竖向承载力标准值，即 R Rk kR Ru u/2/2式中 R Ru u单桩竖向极限承载力(kN)(kN)； R Rk k单桩竖向承载力标准值(kN)(kN)； 2 2安全系数。第64页/共70页第65页/共70页 当荷载沉降曲线上有明显的比例界限时，取该拐点所对应的荷载值作为地基承载力基本值 当极限荷载能够确定，且该值小于对应的比例界限荷载1.5倍时，取极限荷载值的一半作为地基承载力基本值 不能按上述两点确定时，如承压板面积为0.250.50 m2，对于低压缩性土和砂土，可取相对沉降量0.010.015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，可取相对沉降量0.02所对应的荷载值作为地基承载力基本值 相对沉降量=s/ps 沉降量p 承压板宽度或直径 试验影响范围的局限性注意 试验资料应用的有条件性第66页/共70页第67页/共70页第68页/共70页第69页/共70页感谢您的观看。第70页/共70页
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