土力学地基勘探教学PPT

第三章地基勘察Site investigation张在明张在明 中国工程院院士中国工程院院士中国地质勘察大师中国地质勘察大师王思敬王思敬 中国工程院院士中国工程院院士中国地质勘察大师中国地质勘察大师思考题思考题1、在建筑物场地上勘探、在建筑物场地上勘探,一般要做哪一般要做哪些项目的勘探些项目的勘探?2、对于重要建筑物一般要采用什么试、对于重要建筑物一般要采用什么试验方法确定承载力？验方法确定承载力？3、如何确定砂土地基的密实度？、如何确定砂土地基的密实度？4、如何确定软粘土的不排水强度、如何确定软粘土的不排水强度地基勘察方法地基勘察方法1 目的目的2 勘察类型勘察类型3 勘探方法勘探方法本章内容本章内容查清地质构造，为工程设计提供依据查清地质构造，为工程设计提供依据下卧层下卧层持力层（受力层）持力层（受力层）地基地基基础基础FG主要受力层Dq=D均布荷载第一节第一节 地基勘察内容地基勘察内容勘探目的勘探目的了解地基的工程地质和水文条件，为确了解地基的工程地质和水文条件，为确定地基承载力和进行基础设计提供依据定地基承载力和进行基础设计提供依据1 资料资料 平面图和地形图平面图和地形图 建筑物形式和荷载建筑物形式和荷载 管线，地下室管线，地下室地基勘察内容地基勘察内容2、勘察类型、勘察类型 可行性研究勘察可行性研究勘察(选址勘察选址勘察)初步勘察初步勘察 详细勘察详细勘察 施工勘察施工勘察地基勘察内容地基勘察内容3、勘察内容、勘察内容 土层分布，水平位置和深度土层分布，水平位置和深度Soil Profile 每层土物理力学性质每层土物理力学性质 e ,c Es 地下水位置及性质地下水位置及性质Ground water 其他地质问题：古滑坡，古墓，其他地质问题：古滑坡，古墓，洞穴，老河道古井洞穴，老河道古井杂填杂填 泥炭泥炭粉质粘土粉质粘土粘土粘土砂砾石砂砾石3 布点布点 一般性勘察：针对持力层，平面一般性勘察：针对持力层，平面 (11.5)b (34)b 2050 m 控制性勘察：压缩层，比一般性勘察深控制性勘察：压缩层，比一般性勘察深地基勘察内容地基勘察内容杂填杂填 泥炭泥炭粉质粘土粉质粘土粘土粘土砂砾石砂砾石北京市工程地质和地下水分布北京市工程地质和地下水分布第二节第二节、勘探方法、勘探方法物探地球物理勘探物探地球物理勘探坑探明挖坑探明挖钻探钻孔钻探钻孔触探触探 重点重点现场测试原位试验现场测试原位试验 重点重点室内试验室内试验166.111.92.5 s90149地基勘探地基勘探地基勘察方法地基勘察方法1 地球物理勘探地球物理勘探(物探物探Geophysical Exploration)物探物探:根据如密度、导电性等物理性质的差别，勘测根据如密度、导电性等物理性质的差别，勘测地层分布、地质构造和地下水位置地层分布、地质构造和地下水位置方法方法:重力场重力场,磁电场磁电场,声声,弹性波弹性波,放射性勘探放射性勘探,地地震勘探震勘探(规范规范,剪切波速剪切波速)优点优点:简单迅速简单迅速缺点缺点:间接判断间接判断,较大范围较大范围.地基勘察方法地基勘察方法2 坑探坑探 trial pitsn优点优点:直观直观,取原状样，兰旗营取原状样，兰旗营9m9m坑坑n缺点缺点:一般一般34m,34m,地下水以下危险地下水以下危险,地基勘察方法地基勘察方法最常用的办法最常用的办法,可达可达100m以下以下划分地层划分地层确定地下水确定地下水取样取样可以结合原位试验可以结合原位试验3 钻探钻探 Exploration Drilling地基勘察方法地基勘察方法回转式钻机回转式钻机回转式钻机回转式钻机泥浆槽泥浆槽沉淀槽沉淀槽地基勘察方法地基勘察方法4 触探触探 动力触探和静力触探动力触探和静力触探 Dynamic Penetration,Static Cone Penetration划分土层，现场连续测定土性，地划分土层，现场连续测定土性，地基承载力、桩侧壁阻力和桩端阻力，基承载力、桩侧壁阻力和桩端阻力，土抗液化能力土抗液化能力(1)动力触探动力触探Dynamic Penetration 管状探头管状探头 标准贯入试验标准贯入试验SPT,63.5 kg锤锤,76cm落距落距,贯入深度贯入深度30cm的击数的击数,N 63.5锥状探头锥状探头地基勘察方法地基勘察方法28kg锥状探头锥状探头SPTStandard Penetration Test穿心锤穿心锤锤垫锤垫触探杆触探杆贯入器头贯入器头出水孔出水孔贯入器身贯入器身贯入器靴贯入器靴标准贯入试验标准贯入试验地基勘察方法地基勘察方法动力触探地基勘察方法地基勘察方法4 触探 动力触探和静力触探动力触探和静力触探(1)动力触探动力触探 管状探头管状探头 标准贯入试验标准贯入试验SPT,63.5 kg,76cm落距，落距，贯入深度贯入深度30cm的击数的击数,N63.5SPT垂击数垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；评定砂的密度，确定地基和单桩的承载力；评定砂土抗液化能力。适用于砂性土与粘性土。土抗液化能力。适用于砂性土与粘性土。地基勘察方法地基勘察方法(1)动力触探动力触探Dynamic Penetration 管状探头管状探头 标准贯入试验标准贯入试验SPT锥状探头 轻型轻型10 kg中型中型 28kg重型重型 63.5kg 碎石碎石,砾石地层砾石地层特重型特重型 120kg轻型动力触探轻型动力触探10kg穿心锤穿心锤锤垫锤垫触探杆触探杆尖锤头尖锤头中型动力触探中型动力触探28kg重型动力触探重型动力触探63.5kg地基勘察方法地基勘察方法中型动力触探中型动力触探28kg轻型动力触探轻型动力触探10kg穿心锤穿心锤锤垫锤垫触探杆触探杆尖锤头尖锤头锥状探头锥状探头重型动力触探重型动力触探63.5kg地基勘察方法地基勘察方法1 静力触探是可以迅速、静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化连续的反映土质变化2 划分土层划分土层,确定承载力、确定承载力、压缩性、不排水抗剪强度、压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等砂土密实度等3 静力触探适用于粘性土静力触探适用于粘性土和砂类土和砂类土地基勘探地基勘探地基勘察方法地基勘察方法(2)静力触探静力触探 Static Cone Penetration(2)静力触探静力触探 Static Cone Penetration 单桥探头单桥探头 端部端部Ps=Q/A Ps=Q/A 比贯入阻力比贯入阻力双桥探头双桥探头 端部和侧壁端部和侧壁土的密实度土的密实度压缩性压缩性强度强度桩和地基的承载力桩和地基的承载力地基勘察方法地基勘察方法电缆电缆传感器传感器传感器传感器传感器传感器单桥探头单桥探头双桥探头双桥探头(2)静力触探静力触探Static Cone PenetrationCone-pressuremeter 带静力触探旁压仪带静力触探旁压仪静力将金属探头压入土中，测定探头所受到的阻力静力将金属探头压入土中，测定探头所受到的阻力地基勘察方法地基勘察方法5 现场试验现场试验 In situ testingn十字板十字板 Vane Shear饱和软粘土饱和软粘土n载荷板试验载荷板试验Loading Plate深浅均可深浅均可n旁压仪旁压仪 Pressuremeter 较深地基较深地基地基勘察方法地基勘察方法十字板十字板max223fMDDH Mmax=FLFFHD地基勘察方法地基勘察方法现场载荷试验现场载荷试验千斤顶千斤顶荷载板荷载板地基勘察方法地基勘察方法载荷板试验载荷板试验Loading Plate荷载板尺寸荷载板尺寸0.5 0.5m,0.71 0.71m,1.0 1.0m试验不少于试验不少于3点点荷载荷载8-10级级每级每级荷载荷载稳定的标准稳定的标准承载力的特征值承载力的特征值现场载荷试验现场载荷试验荷载板荷载板地基勘察方法地基勘察方法地基破坏的判定地基破坏的判定(1)明显侧向挤出或发生裂纹明显侧向挤出或发生裂纹(2)荷载增量很小荷载增量很小,沉降急剧沉降急剧增加增加,(3)某级荷载增量下某级荷载增量下,24小时小时内沉降不能稳定内沉降不能稳定(4)s/b0.06的荷载作为破坏的荷载作为破坏荷载荷载载荷试验载荷试验 pu(kPa)pcrS(mm)荷载沉降曲线荷载沉降曲线地基勘察方法地基勘察方法承载力的特征值承载力的特征值fak比例界限比例界限pcr当当pu1.5 pcr时时 取极限承载力一半取极限承载力一半渐变型曲线渐变型曲线s/b=0.010.015低压缩性土低压缩性土s/b=0.02高压缩性土高压缩性土地基勘察方法地基勘察方法 pu(kPa)pcrS(mm)荷载沉降曲线荷载沉降曲线深度宽度修正的特征值深度宽度修正的特征值200(3)(0.5)1aakbdmffbdpbEIs （）I0形状影响系数形状影响系数,圆：圆：079；方：；方：088地基勘察方法地基勘察方法旁压试验旁压试验水箱水箱量测量测钻孔内进行横向钻孔内进行横向载荷试验载荷试验,用以用以测定较深处土层测定较深处土层的变形模量和承的变形模量和承载力载力 V0 V0VPh puh pcr poh地基勘察方法地基勘察方法注水注水量测量测量测室地基勘察方法地基勘察方法6 室内试验室内试验物理性质物理性质力学特性力学特性 直剪试验直剪试验,三轴三轴,压缩压缩(渗透渗透)地基勘察方法地基勘察方法三轴试验三轴试验压缩试验压缩试验思考题思考题1.1.在建筑物场地上勘探在建筑物场地上勘探,一般要一般要做哪些项目的勘探做哪些项目的勘探?2.2.对于重要建筑物一般要采用对于重要建筑物一般要采用什么试验方法确定承载力？什么试验方法确定承载力？3.3.如何确定砂土地基的密实度？如何确定砂土地基的密实度？4.4.如何确定软粘土的不排水强如何确定软粘土的不排水强度度地基勘察方法地基勘察方法三 勘探报告1 一般情况一般情况2 结果结果 地形和平面钻孔布置图地形和平面钻孔布置图 土层剖面土层剖面 土性土性 地下水和不良地质问题地下水和不良地质问题3 意见和建议意见和建议 评价评价,设计施工建议设计施工建议,地基处理地基处理意见意见地基勘察方法地基勘察方法勘察报告内容：勘察报告内容：1 场地与地基条件、持力层与下卧层的工场地与地基条件、持力层与下卧层的工程特性、土的应力历史和地下水条件及程特性、土的应力历史和地下水条件及不良地质条件；不良地质条件；2 岩土参数，地基承载力；岩土参数，地基承载力；3 提出地基基础、基坑支护、工程降水和提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案建议；地基处理设计与施工方案建议；4 对不良地质条件的防治建议；对不良地质条件的防治建议；5对抗震设防烈度等于或大于对抗震设防烈度等于或大于6度的场地，度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。进行场地与地基的地震效应评价。地基勘察内容地基勘察内容