基础工程第二章岩土工程勘察.ppt

1,第2章 工程勘察,2.1 基本概念 2.2 勘察任务和要求 2.3 勘察阶段 2.4 勘察方法 2.5 地基岩土的分类与工程特性指标,2,2.1 基本概念,按照我国的基本建设程序和有关法规、规范要求，在进行设计前，必须进行工程勘察。先勘察，后设计。 岩土工程勘察：根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。 岩土工程勘探：岩土工程勘察的一种手段，包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。,3,2.2勘察任务和要求,勘察任务的确定和勘察的详细程度与工作方法的选择，与勘察服务的对象、建筑场地、地基岩土性质及建筑物条件有关。,4,有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件以及危害程度； 建筑物范围内的地层结构及其均匀性，以及各岩土层的物理力学性质； 地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律，以及对建筑材料的腐蚀性； 在抗震设防区应划分场地土类型和场地类型，并对饱和砂土及粉土进行液化判别； 对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理的设计方案建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议； 当工程需要时，尚应提供： 深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响； 基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议； 提供用于计算地下水浮力的设计水位。,具体 要求,5,2.3 勘察阶段,1.选址勘察； 2.初步勘察； 3.详细勘察（施工图）； 4.施工勘察；,6,2.4勘察方法,勘探是地基勘察过程中查明地下地质情况的一种必要手段，它是在地面的工程地质测绘和调查所取得的各项定性资料基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。 勘探：钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探,7,2.4.1 坑探,坑探是在建筑场地挖探井(槽)以取得直观资料和原状土样的一种常用的勘探方法。 探井的平面形状一般采用1.5ml.0m的矩形或直径为0.8-1.0m的圆形，其深度视地层的土质和地下水埋藏深度等条件而定，一般为2-3m。,8,图2-1 坑探示意图,（a）探井 (b)在探井中取原状土样 (c)原状土样,9,2.4.2 钻探,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。 钻机一般分回转式与冲击式两种。,10,SH-30型钻机,11,XY-100型钻机,12,13,14,15,16,17,18,19,20,各类直径金刚石地质勘探钻头,21,场地内布置的钻孔，一般分技术孔和鉴别孔两类。在技术孔中按不同的土层和深度采取原状土样。原状土样的采取常用取土器。 取土器按其上部封闭装置的结构形式，可分为活阀式与球阀式两类. 钻探时，按不同土质条件，常分别采用击入或压入取土器两种方式在钻孔中取得原状土样。击入法一般以重锤少击效果较好，压入法则以快速压入为宜。,22,2.4.3 触探,触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并量测各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。 作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性，作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标等。 触探：有动力与静力之分。,23,1.静力触探,静力触探借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。与常规的勘探手段比较，它能快速、连续地探测土层及其性质的变化，常在拟定桩基方案时采用。 按照提供静压力的方法，常用的静力触探仪可分为机械式和油压式两类。油压式静力触探仪的主要组成部分如图2-2所示。,24,图2-2 双缸油压式静力触探设备,1-电缆；2-触探杆；3-卡杆器；4-活塞杆；5-油管；6-油缸；7-触探头；8-地锚；9-倒顺开关；10-压力表；11-节流阀；12-换向阀；13-油箱；14-油泵；15-马达；16-记录器,25,2.动力触探,动力触探一般是将一定质量的穿心锤，以一定的高度(落距)自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度所需的锤击次数，并以此判断土的性质。 动力触探按动力大小（锤重和落距）以及贯入方式（管状贯入和圆锥贯入）等可分为多种方式，目前工程上主要使用两种：标准贯入和轻便触探,26,标准贯入试验应与钻探工作相配合，并以钻机加上标准贯入器、触探杆和穿心锤等设备(图3-5)进行的。试验时，将质量为63.5kg的穿心锤以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)。以后打入土层30cm的锤击数，即为实测的锤击数N，然后拔出贯入器，取出其中的土样进行鉴别描述。 标准贯入试验中，随着钻杆入土长度的增加，杆侧土层的摩阻力以及其它形式的能量消耗也增大，因而使测得的锤击数N值偏大。当钻杆长度大于3m时，锤击数应校正。,27,1-穿心锤；2-锤垫；3触探杆；4-贯入器头；5出水孔； 6-贯入器身；7-贯入器轮,图2-3 标准贯入试验设备,28,轻便触探试验，设备简单，操作方便，适用于粉土、粘性土和粘性素填土地基的勘察，但触探深度限于4m以内。 试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，然后以手提高质量10kg的穿心锤，使其以50cm的落距自由下落，这样连续冲击，把尖锥头竖直打入土层，每贯入30cm的锤击数。 应用轻便触探指标，可初步确定粘性土和素填土的承载力，并可按不同位置的值的变化情况判定地基持力层的均匀程度。常作为地基验槽的一种手段。,29,图2-4 轻便触探设备,1-穿心锤； 2-锤垫； 3-触探杆； 4-尖锥头；,30,地球物理勘探(简称物探)也是一种兼有勘探和测试双重功能的技术。不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，利用其导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等的差异，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地质问题。 1.作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线，界面或异常点、异常带，为经济合理确定钻探方案提供依据；2.作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据；3.测定岩土体某些特殊参数，如波速、动弹性模量，土对金属的腐蚀等。 常用的物探方法主要有，电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等。,2.4.4地球物理勘探,31,2.5 地基岩土的分类与工程特性指标,建筑地基岩土的分类：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。 岩石：可按坚硬程度和完整程度分类； 碎石土：漂石块石、卵石碎石、园砾角砾； 砂土：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂； 粉土：介于砂土和粘性土之间，塑性指数Ip10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%的土； 粘性土：粘土（Ip 17）和粉质粘土（17Ip 10）,32,土的工程特性指标,土工程特性指标包括：强度指标、压缩性指标以及静力触探探头阻力，标准贯入实验锤击数、荷载实验承载力等其他特性指标。 地基土工程特性指标的代表值分别为标准值、平均值及特征值。抗剪强度指标取标准值，压缩性指标取平均值，荷载实验承载力取特征值。,33,抗剪强度标准值的确定,1、根据室内n组三轴压缩试验的结果，按下列公式计算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准差： =/ =i/n 变异系数 试验平均值 标准差,34,2、按下列公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数：,=1-(1.704/n +4.678/n2) C=1-(1.704/n +4.678/n2)c 内摩擦角的统计修正系数； C粘聚力的统计修正系数； 内摩擦角的变异系数； c粘聚力的变异系数。,35,3、 K =m CK =C Cm m 内摩擦角的试验平均值； Cm 粘聚力的试验平均值。,36,练习题,1、岩土工程勘察的主要内容有哪些 ？ 2、地基勘察的方法主要有那些？ 3、建筑地基岩土类型主要有哪些？ 4、地基土工程特性指标有哪些，其代表值是什么？,