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1、.,1,动力工程地质,专题一：建筑场地和地基的工程地质问题,.,2,本专题内容,山区建筑场地和地基的基本特点 山区建筑场地和地基选择 岩石地基的工程地质特性 岩石地基的利用与处理 山区不均匀地基及其处理,.,3,第一节 山区建筑场地和地基的基本特点,一、在建筑地基方面 1、地区高差悬殊 挖填方问题 边坡问题 2、基岩起伏变化较大 地基不均匀问题 3、土层复杂 土性差异 4、局部软弱土层,.,4,二、在场地的稳定方面 山区的建筑场地的稳定性往往受到山区特有的对工程有很大危害的不良地质现象的影响，在山区不良地质现象可以分为二种类型： (一) 物理地质现象 是指对建筑物有影响的自然地质作用及现象，这
2、些现象包括有：岩石风化，流水冲刷，泥石流山崩、滑坡、岩溶、潜蚀和土洞以及地震等 (二) 工程地质现象 在山区的建设中，由于建(构)筑物的兴建，会改变当地的地质条件，引起新的地质作用。这种由于人类工程活动而引起的对建(构) 筑物有影响的地质作用及现象，称为工程地质现象。,.,5,不良地质现象分类,I、与风化营力作用有关现象 岩石风化 II、与地表水(海、朔、河、沟渠的水)活动有关的现象 边岸冲刷和坝落斜坡冲蚀，泥石流 III、与地表水和地下水活动有关的现象 沉降，湿陷，岩溶 IV、与斜坡上地下水，地表水和重力活动有关的现象 滑坡、崩场、岩堆 V、与地下水活动有关的现象 冻结、冻胀、多年冻结及其现
3、象 VI、与地球内力有关的现象 地震 VII、与人类工程活动有关的现象 沉陷、压缩、膨胀、进行地下工程时地表地下的变形、人工边坡变形等。,.,6,第二节 山区建筑场地和地基选择,一、在选择建筑场地方面 在山区选择建筑场地的工程地质勘测时，应对场地的适宜性和稳定性作出评价。 在山区选择建筑场地的要求，在工程地质方面是： 1、建筑场地内有无不良地质现象，这些现象对建筑场地稳定性的影响严重性如何。 2、地基条件是否良好，是否有特殊土类，其承载力和沉降条件能否满足建(构)筑物的要求。 3、是否属于强震区或发震断裂带。 4、地表水和地下水对场地使用，建(构)筑物地基和基础是否有不良影响。 5、地下是否有
4、未开采的有价值的矿藏或即将修建的水库淹没范围。,.,7,二、在选择地基方面 在选择建(构)筑物的地基时，对建(构)筑物必须满足下列要求： 1、地基土的容许承载力必须比建(构)筑物要求的要大，以保证(构)筑物的安全。 2、地基最大沉降和差异沉降都必须比建(构)筑物要求的要小，以保证建(构)筑物不致因基础位移而损坏。 3、地基中的不良地质现象应该对建(构)筑物影响小，并易于处理的，以保证建(构)筑物的稳定和正常使用。 4、必须评价建(构)筑物在施工过程中产生的工程地质现象，以及这些现象对邻近建(构)筑物的影响，并要有措施来处理的可能。,.,8,第三节 岩石地基的工程地质特性,一、岩石地基的一般概念
5、 1.岩石与岩体 岩石是指矿物的集合体。其矿物颗粒间有牢固的联结，呈整体或具有节理裂隙的自然块体。 岩体是指工程影响范围内的地质体。是结构面与结构体（岩块）的组合。 2. 软岩与硬岩 硬质岩石: 岩石的饱和单轴极限抗压强度大于或等于30MPa 软质岩石：岩石的饱和单轴极限抗压强度小于30MPa。,.,9,对于工程地质来说，应该着重研究岩体的基本性质。但是，研究岩块的基本物理力学性质是研究岩体的基础。同时，由于在目前条件下，一般采取试件大小有限。所以，我们仍以研究岩块的物理力学性质为主。但是岩块的物理力学性质只能反映局部岩体的性质，所以有时还需通过现场岩体试验来加以弥补。,.,10,二、岩石地基
6、的承载力和稳定性 (一) 岩石风化对地基的影响 由于建筑物地基绝大多数都是设置在近地表的数米到数十米间。因此岩石不可能不遇到风化问题，而且可以说，大多数的岩石地基都建筑在风化岩石上。因而在评价建筑物地基中对岩石风化应给于足够的重视。 (二) 节理及断层带对岩石地基的影响 岩石受构造应力作用而发生了破裂变形，由于应力的类型、大小、作用的时间长短及岩石性质的不同，致使断层带中的物质组成与围岩有显著的区别。,.,11,(三) 岩石地基承载力的确定 地基承载力系指在保证地基稳定的条件下建(构)物的沉降量不超过容许值的地基承载能力。 一般认为：岩石地基的承载力与基础埋置深度和底面尺寸无关。 确定方法：
7、1.现场载荷试验； 2.规范GB50007-2002规定。,.,12,对于完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值，可根据室内饱和单轴抗压强度确定： fa=rfrk 式中： fa 岩石地基承载力特征值（ kPa） frk岩石饱和单轴抗压强度标准值（ kPa） r折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合，由地区经验确定。无经验时，对于完整岩石可取0.5; 对较完整岩体取0.20.5, 对较破碎岩体可取0.10.2。,.,13,第四节 岩石地基的利用与处理,一、根据建筑的要求，清除基岩表面不同程度的风化层，将基础直接砌置在基岩上； 二、当基础出现拉力时；采用岩石锚桩基础 ；
8、岩石的力学性能，抗压强度很大，但抗拉强度很小，那么，在利用岩石作为地基时，我们要充分利用岩石的特有性能抗压强度。 三、地基的软弱带处理 山区岩石地基中，经常会遇到断层或局部破碎带，在这些软弱带应于处理，以达到地基承受荷载时不致产生过大的集中应力和过多的不均匀沉陷，同时防止地基岩石软弱带剪力发生破坏。 软弱带处理常用两种方法： l、开挖清除软弱带 2、岩体加固（固结灌浆 、 锚固 ）,.,14,第五节 山区不均匀地基及其处理,一、不均匀地基的鉴别 1、地基土岩性多变，构造复杂，层位不定，地层成因，沉积年代和沉积物性质显著不同。 2、地基土具层状构造，其层面起伏大或倾斜坡度大于10，坚硬下卧层或软
9、弱下卧层离基底较近，一般为2.0B，(B为基础宽度)，或在主要持力层中有软、硬夹层或包裹体。,.,15,3、地基土的承载力及变化范围大或其值过低；在下列情况下，可作为不均匀地基处理： 当300 R小500Kpa，1.5； 当200 R小300Kpa，1.4； 当130 R小200Kpa，1.3； 当持力层R均13Kpa，一般不均匀地基。,.,16,4、地基土的压缩性变化较大或具有高压缩性，在下列情况下，可作为不均匀地基处理： 当20MPa E小15MPa， E大/ E小1.8； 当15Mpa E小7.5Mpa， E大/ E小1.3； 当持力层E0.1-0.20.5MPa-1，一般为不均匀地层。
10、 5、特殊类土：如山区软土、胀缩土、大块孤石及石芽地基。 此外，应考虑土的水理性质，地下水对地基不均匀性的影响。,.,17,二、不均匀地基的类型及其工程地质特点 (一) 双层地基 1、对上软下硬地基，应考虑基础下地基中产生应力集中现象，压缩层沉降量较均匀质土要相对大些，这时，基础宜深埋，使地基压缩层较薄，使得地基较均匀。 2、上硬下软地基，要充分利用上面硬层对基底压力的扩散作用，同时需要验算下卧软弱层在强度方面是否满足要求。 3、对双层与单层混合构成的地基，比较不利。这时，需详细分析每个基础下的地质情况，考虑基础可能产生显著不均匀沉降的地点。,.,18,(二) 多层地基，指地基受压层内为三层或
11、三层以上多层构成的地基。这种地基在山区的洪积层、冲积层内较多。 多层地基的情况比较复杂，可能出现多种地层组合形成： 对于出现好、好、坏或好、坏、坏或坏、坏、好地层组合形式的三层地基，当相邻两层性质接近时，可以按前述双层地基来考虑。 对于由好、坏、好土层组成的地基，如果第一层好土较厚时，基础尽量浅埋，发挥好土层应有作用，并验算下卧软弱层。如果好土层很薄，建(构)筑物荷重较大，可考虑穿过中间软层作桩基；对一般建(构)筑物可采取加强基础刚性或整体性。 对坏、好、坏土层组成的三层地基，如果地基强度和变形不能满足要求时，则要采取措施改善地基均匀性。 所有的三层或三层以上的地基都必须进行强度和变形验算。,
12、.,19,(三) 特殊土地基，是地基受压层内全部或主要持力层内有特殊土时的地基。 这种地基土性质比较特殊，如很软弱，或局部很坚硬，或土的物理力学性质很稳定，将造成地基的不均匀性。 属于这类地基的有山区软土、山区黄土、新近沉积粘性土、胀缩土地及山区个体岩石地基等。这些地基土各有其特点和成因。,.,20,三、不均匀地基的处理 不均匀地基的处理，在山区建筑地基中占有重要的地位，处理不均匀地基目前有下列方法： 1、充分利用上覆土层：尽量采用浅埋基础。山区地基常具有这样的特点，地基表土层的强度较高，具有一定的厚度，其下才分别为软弱层和硬土层时，应优先采用浅基础。 2、采用桩基；当地基受压层压缩性较高时，可采用桩基，将基础支承在坚硬土或岩层上，使建筑物的沉降差减少，以满足设计要求。 3、换土：换土有两种，一种是以硬换软，一种以软换硬。其目的都是为了获得整个建筑物的均匀沉降。 4、用梁板跨越软弱土层区：当地基局部为高压缩性的软弱土层，而又难于深挖和填换好土，可用梁板跨越这部分软弱土层。,
