土力学地基基础第6章工程建设的岩土工程勘察2003版

第六章工程建设的岩土工程勘察主讲人：孙鸣镝目录：第一节概述第二节各阶段勘察的内容与要求第三节岩土工程勘察方法第四节地基土的野外鉴别与描述第五节岩土工程勘察成果报告第六节验槽第一节概述1岩土工程勘察的目的（1）防止盲目设计施工造成不良后果。（2）岩土工程勘察必须认真对待，不能走形式。（3）前人的经验值和相关手册的数据有时候不能完全代表现场土的情况，且前后设计的建筑也可能有差别，所以工程设计必须与实际相适应，以防工程事故的发生。（4）有效的岩土工程勘察可以使施工更有针对性，使工程施工更加安全、经济，以提高投资效益。第一节概述2确定岩土工程勘察的等级（1）建筑工程重要性等级：根据工程破坏后果的严重性划分，分为以下三个等级。（2）建筑场地等级：根据场地的复杂程度分为以下三级。①一级场地（复杂场地）：符合下列条件之一即是。1）对建筑抗震危险的地段。2）不良地质现象强烈发育。3）地质环境已经或可能受到强烈破坏。4）地形地貌复杂。5）多层地下水，岩溶裂隙水等多种影响工程进展的复杂情况，一般需要专门研究。第一节概述2确定岩土工程勘察的等级（2）建筑场地等级：根据场地的复杂程度分为以下三级。②二级场地（中等复杂场地）：符合下列条件之一即是。1）对建筑抗震不利的地段。2）不良地质作用一般发育。3）地质环境已经或可能受到破坏。4）地形地貌较复杂。5）基础位于地下水位以下的场地。③三级场地（简单场地）：符合下列条件即是。1）地震设防烈度≤6度，或对建筑抗震有利的地段。2）不良地质作用不发育。3）地质环境基本未受破坏。4）地形地貌简单。5）地下水位对工程无影响。以最先符合上一级条件为推定依据。第一节概述2确定岩土工程勘察的等级（3）建筑地基等级：根据地基的复杂程度分为以下三级。①一级地基（复杂地基）：符合下列条件之一即是。1）岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需要特殊处理。2）严重湿陷、膨胀、盐渍、污染等，需作单独处理的特殊性岩土。②二级地基（中等复杂地基）：符合下列条件之一即是。1）岩土种类较多，不均匀，性质变化较大。2）除一级地基规定以外的特殊土。③三级地基（简单地基）：符合下列条件即是。1）岩土种类单一，均匀，性质变化不大。2）无特殊性质岩土。第一节概述2确定岩土工程勘察的等级（4）岩土工程勘察等级：按工程重要性、场地和地基的复杂程度等级划分为三级。①甲级：工程重要性、场地和地基的复杂程度等级中，有一项以上为一级。②乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。③丙级：工程重要性、场地和地基的复杂程度等级均为三级。建筑在岩质地基上的一级工程，当场和地基复杂程度均为三级时，岩土工程勘察等级可定为二级。第一节概述3野外勘察的准备工作（1）收集资料：必须有建筑场地地形图和建筑规划的平面图和建筑层数等。第一节概述3野外勘察的准备工作（2）编制岩土工程勘察纲要：岩土勘察工程主持人，根据收集的建筑物的规模、用途、平面尺寸，结合当地条件，把建筑物的平面图套在地形图上，布设勘探孔位、间距、标明孔深、技术孔取原状土样部位标高及原位测试地点的数量等等。第一节概述3野外勘察的准备工作（3）勘探点的布设①高层建筑1）勘探点按建筑物周边布置，角点和中心点应有勘探点。2）勘探点选取纵横向对地层结构和均匀性有需求的地方，间距一般为15～35m。3）单栋高层的勘探点不少于4个，其中控制点不少于3个。密集高层可减少勘探点，但每栋建筑必有一个控制点。4）重大设备基础应单独设置勘探点。重大工程的基础不宜少于3个勘探点。第一节概述3野外勘察的准备工作（3）勘探点的布设②原位测试的要求1）取土样和进行原位测试的勘探孔数不少于总数的1/2，取样孔不少于总数的1/3。2）每层主要土的原状土试样或原位测试数据不少于6组。3）当土层性质不均匀时，应增加测试点。③勘探孔深度：一般大于受压层，且探测好没有软弱下卧层。1）中小型工程：基础宽度b≤5m，无软弱下卧层。2）大型设备勘探深度不小于基础底面宽度的2倍。第一节概述3野外勘察的准备工作（3）勘探点的布设③勘探孔深度3）高层建筑箱型基础或筏板基础第一节概述3野外勘察的准备工作（4）检查机具设备，落实人员仪器设备依施工条件可做一定的调整。（5）现场勘查定位①先查看现场，打桩定位。②实测时取样点可适当调整。第二节各阶段勘察的内容与要求1可行性研究勘察（选址勘察）（1）目的：对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价。（2）主要任务①搜集区域地质、地形、地貌、地震、矿产等工程地质资料和当地建筑经验。②分析资料，现场勘查了解地层分布、地质成因、成土年代和地下水水质、水位等实测基础资料。③拟选址后，应进行必要的工程测绘工作。④有两个以上的拟选址地点时，应详细勘察比对。第二节各阶段勘察的内容与要求1可行性研究勘察（选址勘察）（3）我国建筑经验的不宜选址地点①不良地质发育且对现场有直接或潜在威胁的地区。②地基土严重不良，且不易改良的场地。③地震威胁严重的地段。④洪水或地下水严重威胁建筑的地区。⑤有未知或未开采的有价矿藏或开采为稳定区。第二节各阶段勘察的内容与要求2初步勘察（1）勘察目的①对场地稳定性进行岩土工程评价。②为确定建筑物总体平面布局提供依据。③为确定主要建筑物的地基基础方案提供现场资料。④对不良地基防治及可否处理提供理论依据。（2）主要任务①搜集分析可行性岩土勘察报告。②查明地层地下水主要构造。③通过工程地质测绘，查明不良地质现象的成因、分布及影响等。④抗震设防烈度≥6度的，判定地震效应。⑤基本判定水土对建筑的腐蚀性。⑥对重大工程和特殊建筑的地基和基础类型进行初步判定与评价。第二节各阶段勘察的内容与要求3详细勘察（1）勘察目的①按照建筑需要，提出详细的岩土技术指标。②对建筑地基作出基本的岩土工程分析评价。③提出基本的基础设计方案和建议。④对地基和基础保护措施提出基础性意见。⑤对不良地质条件提出基本的防护措施。（2）主要任务①搜集坐标、地形等资料，提出基础设计参数要求。②查明不良地质作用成因及威胁范围，得到危害处理方案。③查明各项岩土物理指标，计算地基稳定性、承载力等基础指标（重点，岩土工程勘察必备内容）。④取原状土，做固结实验，计算沉降参数。⑤抗震设防≥6度的场地，计算地基土振动液化指标。第二节各阶段勘察的内容与要求3详细勘察（2）主要任务⑥查明地下水的物理、化学侵害作用。⑦查明河道等特殊结构对工程的影响。⑧测定季节性冻胀的影响深度。⑨湿陷性黄土场地的特殊评价建议。⑩查明各基础设计步骤的岩土技术指标。（3）施工勘察①高层建筑必须进行施工勘察。②基坑软弱土压实后，必须检验强度。③深基础施工必须要有有经验的工程师监测。④软弱地基、特殊地形地基施工，必须有监测和处理机制。⑤基槽边坡失稳，要预备专门的处理方案。第三节岩土工程勘察方法1钻探法钻探法：用钻探工具钻入地基中，分层取土进行鉴别，描述和测试的方法。（1）机钻①钻进方法：根据不同的地层类别、土质条件和勘察要求，选择回转、冲击、振动、静压四种方式。第三节岩土工程勘察方法1钻探法（1）机钻②钻机类型：根据适用土层而定。取原状土样的钻孔，孔径应比使用的取土器外径大一个径级。（2）手钻①适用范围：中小型工程的探查孔。②设备：麻花钻、勺形钻、洛阳铲、北京铲。（3）原状取土器①作用：在基本保持土样原状结构、密度和含水率等条件的情况下，将原状土采集到实验室测定的器具。②分类：根据不同的土质、取样范围，选择相应大小、构造、形状的取土器。第三节岩土工程勘察方法2触探法触探法：将探头装在钻杆底端，打入地基土中，由探头所受阻力的大小探测土层工程性质的方法。（1）圆锥动力触探①原理：用标准质量的铁锤提升至标准高度自由下落，将圆锥探头地基土层的标准深度，所需的击数N来判定土的工程性质。N越大，越密实。②分类：分轻型、重型、超重型三种（中型淘汰），土质越密实，所需重锤越重。第三节岩土工程勘察方法2触探法（2）标准贯入实验①原理：与圆锥动力触探相同。②工程应用：测密实度和振动液化因素。（3）静力触探①原理利用液压或机械传动装置，将圆锥形金属探头压入地基土中。探头附有电阻应变片，探头受阻时，电阻应变片相应伸长改变电阻，通过电阻的改变，测定阻力，判定土的工程性质。第三节岩土工程勘察方法（3）静力触探②应用1）测定比贯入阻力ps2）测定锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs第三节岩土工程勘察方法（3）静力触探②应用3）根据实测比贯入阻力ps可判别砂土密度和黏性土状态等指标。4）根据测定值可以确定地基承载力、沉降等指标；也可测定固结、排水特征规律等。第三节岩土工程勘察方法3掘探法（1）原理：在建筑场地上用人工开挖探井、探槽或平洞，直接观察了解槽壁土层情况和性质的方法。（2）成果记录：文字描述特征情况；绘制剖面图和展示图形象分析；附加彩色照片更真实明确。（3）适用条件①钻探法难以进行勘察的土层②钻探法难以准确查明的土层③黄土地基勘察④事故处理，检验质量（更准确）（4）掘探法评价①优点：操作简单，结果可靠。②缺点：工程量大，施工易有危险，且地下水以下难以开展。第四节地基土的野外鉴别与描述1地基土野外鉴别（1）必要性：采样与现场记录必须专人负责，真实可靠，不能事后追记，采样规程和点数选取必须严格按标准进行。（2）野外鉴别：地基土的野外鉴别是在常识和工程经验的基础上完全根据简单的仪器和试剂，由工作人员直接判断。第四节地基土的野外鉴别与描述1地基土野外鉴别第四节地基土的野外鉴别与描述1地基土野外鉴别第四节地基土的野外鉴别与描述2土的野外描述（1）颜色：取决于土的矿物成分和杂质，描述是一般从色在前，主色在后。（2）密度：土的松密是地基土优劣的重要指标，一般用钻进深度、难度和振动来初步判断。第四节地基土的野外鉴别与描述2土的野外描述（3）湿度：分干、稍湿、湿和饱和四种类型。（4）黏性土的稠度：土分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑五种。第四节地基土的野外鉴别与描述2土的野外描述（5）含有物：即明显杂质。植物根茎、有机质、铁锰结核、贝壳等多种成分。（6）其他：颗粒级配、层理、断面、特殊气味、周围影响等。第五节岩土工程勘察成果报告1文字部分（1）拟建工程名称、规模、用途；勘察的目的、要求、任务、标准、方法、工作量等。（2）建筑场地的位置、地形地貌、构造、不良条件等。（3）场地的地层分布、结构、土的颜色、密度、湿度、均匀性等。（4）地下水位、历年最高地下水位、冻融、冻胀、水质污染、水质侵蚀等等。（5）建筑稳定性指标：地基承载力、极限荷载等。（6）结论与建议：结合现场特点，提出综合建议，提供最佳方案。第五节岩土工程勘察成果报告2图表部分（1）成果报告应附加下列图件，必要时也可以增加其他有说服力的内容：①勘探点平面布置图。②工程地质柱状图。③工程地质剖面图。④原位测试成果图表。⑤室内实验成果图表。第六节验槽1验槽的目的（1）检验勘察成果是否符合实际：勘探点有限，基槽全面开挖后，要检验实际土层的状况和持力是不是与勘察时基本一致，可以进行后续施工，还是差别较大，需要进一步处理。（2）解决遗留和刚出现的问题：勘察时受技术条件、设备和经费的限制，不能完全查明或解决的问题，将在验槽中得到更充分的解决。2验槽的内容（1）校核基槽开挖的平面位置与槽底标高是否符合勘察、设计要求。（2）检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同。（3）如基槽平面土质显著不均匀或为不良地基土，需要探明其范围和深度。（4）检查地下水的实际情况是否与前期探测一致。（5）检查基槽钎探结果：主要看不均匀性和地基承载力。第六节验槽3验槽注意事项（1）验槽前应全部完成钎探，提供验槽的定量数据。（2）验槽时间要快，防止意外事件损伤基槽。基槽挖好，突击钎探，立即验槽。（3）槽底在地下水位以下，要持续排水，保护基槽。（4）验槽必须为新制裸露土层。（5）验槽要做好记录，4方负责人签字，并长期存档保存。