工程地质勘察河南城建

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1、地基与基础1 地基与基础之工程勘察地基与基础之工程勘察 地基与基础2 一、工程地质勘察的目的：一、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。 地基勘察必须遵守岩土工程勘察规范（GB 5002194）的有关规定。 地基勘察和评价的任务地基勘察和评价的任务：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。） 地基与基础3 二、决定勘察任务的因素二、决定勘察任务的因素： 勘察任务工作内容、

2、工作量、工作方法应按下列四个因素确定： 1、建筑场地的复杂程度。（场地、地基等级） 2、建筑规模及建筑物等级（安全等级）。 3、对建筑场地地质条件的研究程度及当地建筑经验。 4、地基基础设计、施工的特殊要求。 三、工程地质勘察三阶段：三、工程地质勘察三阶段： 对应于工程设计中场址选择、初步设计和施工图场址选择、初步设计和施工图三阶段，为了 提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为选选 址勘察、初步勘察址勘察、初步勘察和详细勘察详细勘察三阶段。对于地质条件复杂或有 特殊施工要求的重大建筑物地基，尚应进行施工勘察施工勘察。 地基与基础4 （一）选址勘察（可行性研究勘察）基本要求（一）选

3、址勘察（可行性研究勘察）基本要求 选址勘察的目的是为了取得几个场址方案的主要工 程地质资料，对拟选场地的稳定性稳定性和适宜性适宜性作出工程地 质评价和方案比较。 选择场址时，应进行技术经济分析，避开不利地段 。 可行性研究阶段的勘察工作，主要侧重于收集和分析区 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。 地基与基础5 （二）初步勘察基本要求（二）初步勘察基本要求 初步勘察的任务是查明地层构造、岩土性质、地 下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因、分 布及对场地稳定性的影响以及地基土的地震效应等， 对场地内建筑地段的稳定性建筑地段的稳定性作出岩土工程评价，为确

4、定建筑总平面布置，选择主要建筑物地基基础设计方 案和不良地质现象的防治对策提供工程地质资料。 地基与基础6 （三）详细勘察（三）详细勘察 详细勘察的任务在于针对具体建筑物地基或具体 的地质问题，为进行施工图设计提供可靠的依据或设 计计算参数。因此必须查明建筑物范围内的地层结构 、岩土的物理力学性质，对地基的稳定性及承载力作 出评价，并提供不良地质现象防治工作所需的计算指 标及资料，此外，还要查明有关地下水的埋藏条件和 腐蚀性、地层的透水性和水位变化规律等情况。 详勘的手段手段主要以勘探、原位测试和室内土工试 验为主，必要时可补充一些物探和工程地质测绘和调 查工作。勘探点的布置应按岩土工程等级确

5、定：对一 二级建筑物，宜按主要柱列线或建筑物周边线布置。 地基与基础7 详勘勘探孔深度以能控制地基主要受力层为原则 。对须进行变形验算的地基，控制性勘探孔控制性勘探孔深度应超 过地基沉降计算深度。一般情况下按勘察规范选 定。 取试样和进行原位测试的井、孔数量，应按地基 土层的均匀性、代表性和设计要求确定，一般占勘探 孔总数的1/22/3，对一级建筑物每栋不得少于3个。 试样或进行原位测试部位的竖向间距为12米，每一 主要土层的试样不少于6个，原位测试数据不少于6组 。对于地基主要受力层内厚度大于0.5m的夹层或透 镜体，一般均需采取试样或进行原位测试。 地基与基础8 一、岩土工程勘察等级一、岩

6、土工程勘察等级 1 1、岩土工程勘察等级确定依据：、岩土工程勘察等级确定依据： 工程重要性等级，场地复杂程度等级，地基复杂程度等级 。 2 2、岩土工程勘察等级：、岩土工程勘察等级：甲级，乙级，丙级。 二、勘察点的布置二、勘察点的布置 三三、地基勘察方法、地基勘察方法 地基与基础9 在实际工程地质勘察中，可采取测绘与调查、勘 探、原位测试与室内试验等勘察方法。 一、测绘与调查一、测绘与调查 测绘与调查的目的是通过对场地的地形地貌、地层 岩性、地质构造、地下水与地表水、不良地质现象进 行调查研究与必要的测绘工作，为评价场地工程条件 及合理确定勘探工作提供依据。对建筑场地的稳定性 进行研究是工程地

7、质调查和测绘的重点问题。 地基与基础10 二二、勘探勘探 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。 （一）坑探（一）坑探 坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料 和原状土样，这是一种不必使用专门机具的一种常用 的勘探方法。当场地的地址条件比较复杂时，利用坑 探能直接观察地层的结构变化，但坑探可达的深度较 浅。探井的平面形状为矩形或圆形，深度为23米。 较深时应支护坑壁以策安全。 地基与基础11 坑探示意图坑探示意图 地基与基础12 （二）钻探（二）钻探 钻探是用钻机

8、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。回转式转机是 利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底地层而钻 进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。冲击式 钻机则是利用卷扬机借纲丝绳带动有一定重量的钻具 上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层形成钻孔后以抽 筒提取岩石碎块或扰动土样。 地基与基础13 地基与基础14 （三）触探（三）触探 触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土 中，并量测能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标 ，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

9、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。 触探可分为静力触探和动力触探触探可分为静力触探和动力触探。 地基与基础15 1. 1.静力触探静力触探 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。静力触探仪可分为机械式 和油压式（如下图）两类。 地基与基础16 静力触探设备中核心部分是触探头。触探杆将探 头匀速贯如土层时，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和双桥 两类。 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

10、PS （kPa ）表示，即 Ps=P/A 地基与基础17 双桥探头可测出锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总 摩阻力Pt（kN）。通常以锥尖阻力qc（kPa）和侧壁 阻力fs（kPa）表示： qc=Qc/A fs=Ps/Fs 还可计算同一深度处的摩阻比 Rs=fs/qc100% 在现场实测以后进行触探资料整理，绘制有关 的曲线(如下图）。从而划分土层，间接地估算土的 承载力、压缩性指标和单桩承载力等。 地基与基础18 地基与基础19 2. 2.动力触探动力触探 动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定高度自 由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度的 锤击次数，以此判别土的性质。下面介绍标准贯入试

11、验和轻便触探两种动力触探方法。 （1 1）标准贯入试验）标准贯入试验 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，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 实测的锤击数 。 地基与基础20 当钻杆长度大于3m时，锤击数应按下式校正： 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。 穿心锤 贯入器 地基与基础21 （2 2）轻便触探）轻便触探 轻便触

12、探设备组成（如右图）。 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。 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 地基与基础22 ( (四四) )旁压试验旁压试验 旁压试验适用于原位测 定粘性土、粉土、砂土、 软质岩石和风化岩石的承 载力、旁压模量和土的应 力应变关系。 它是由旁压器、量测 与输送系统、加压系统三 部分组成。 地基与基础23 量测所加的压力大小以及引起的中腔压力室体积变 化，得到压力与体积

13、变化的关系曲线。该曲线可划分为 三个阶段。第一阶段是橡皮膜膨胀与孔壁接触的阶段， 最后与孔壁完全帖紧，帖紧时的压力P0相当于原位总的 水平应力。第二阶段相当于弹性变形阶段，压力Pf为 开始屈服的压力。第三阶段 发生局部缩性流动，最后达 到极限压力Pl。利用旁压结 果，可以区分土类及土的物 理状态，确定土的强度参数 及变形参数以及土的承载力 。 地基与基础24 （五）地球物理勘探（五）地球物理勘探 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。物探之所以能够用来研究和解 决各种地质问题，主要是因为不同的岩石、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

14、度、密度、天然放射性等差异，通过专 门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地址问题 。 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。 地基与基础25 三、测试工作及指标整理三、测试工作及指标整理 （一）测试工作的内容（一）测试工作的内容 测试是地基勘察工作的重要内容。在土工实验室 或现场原位进行测试工作，可以取得土和岩石的物理 力学性质和地下水的水质等定量指标。 室内试验项目应根据岩土类别、工程类型、工程 分析计算要求确定。如对一般粘性土、粉土应进行天 然密度、天然含水量、土粒比重、液限、塑限、压缩 系数及抗剪强度（三轴或直剪）试验。 原位测验包括静载荷试验、旁压试验、土

15、的现场 剪切试验、地基土的动参数测定、触探试验等。 地基与基础26 （二）土性指标的统计整理（二）土性指标的统计整理 由于岩（土）自身的不均匀性，取样和运输过程 的扰动，试验仪器及操作方法差异等原因，同类土层 测得的土性指标值是离散的。在取得足够多数据后， 应选择合理的数理统计方法。 地基勘察中所测得指标，一些是直接用以计算土 体强度和变形的，如抗剪强度指标值c 、等，另一些 多用于从规范表格（表6-56-9）确定地基承载力值。 当用室内物理、力学指标查取地基承载力时，常用数 理统计方法、求取有关部门指标平均值，从有关部门 表格查取地基承载力基本值。而地基承载力标准值则 由基本值乘以回归修正系数求得。 地基与基础27 根据试验样品数量、指标的离散程度、要求的置 信度等，可用下式计算回归修正系数： 变异系数 。 变异系数变异系数按下式计算： 为标准差 。 地基与基础28 当表中并列两个指标时，当表中并列两个指标时，变异系数变异系数应按下式计算应按下式计算 ： 第一指标变异系数；第一指标变异系数； 第二指