深基坑工程2

二、深基坑工程的勘察二、基坑工程的勘察•有史以来，人们在房屋建筑、道路桥梁、水利工程中，积累了许多成功的经验和失败的教训，并逐渐认识到充分了解与工程有关的水文、工程地质条件是进行土木工程分析、设计与施工的前提。•所谓工程地质条件，是指与工程建设有关的各种地质及环境各项因素的综合。这些因素包括岩土类型及工程性质、地质构造及岩土体结构、地形地貌、地下水条件、工程动力地质作用和天然建筑材料等方面。二、基坑工程的勘察•工程地质条件复杂程度直接影响到工程建筑地基基础方面投资的多少及未来建筑物的安全运行。所以任何类型的工程建设，都必须查明可能存在的不良地质作用和可能发生的地质灾害，并提出应对措施，以保证工程建设的正常顺利进行和建成以后的安全正常使用，并力求做到经济上合理、技术上科学先进以及社会综合效益优良。二、基坑工程的勘察•为了正确进行基坑支护结构设计和合理制定施工方案，需要对影响支护结构设计和施工的技术资料，进行全面收集并加以深入了解和分析。一般主要收集三方面资料：工程地质和水文地质资料；场地周围环境及地下管线状况；地下结构设计资料。二、基坑工程的勘察•主体工程地下结构设计资料，是基坑工程设计和施工的重要依据，应进行全面的搜集。在设计和施工之前，应对以下地下结构设计资料进行搜集和了解：（1）主体工程地下室的平面布置和形状，以及红线的相对位置，以作为选用支护结构形式、进行支撑布置的主要参考资料；（2）主体工程基础的桩的桩位布置图，以作为进行围护墙布置和确定立柱位置时的重要技术资料；（3）主体结构地下室的层数、各层楼板和基础底板的布置与标高，以及地面标高，以便据此确定基础开挖深度，以作为选择支护结构形式、确定支撑的竖向布置，选择技降水和挖土方案的重要依据。二、基坑工程的勘察•在一般情况下，基坑工程的勘察应与主体工程的勘察同步进行。制定勘察任务书或编制勘察纲要时，应考虑到基坑工程的设计、施工的特点与内容，有专门章节对基坑工程的地质、水文地质勘察工作提出要求。1、勘察纲要•根据工程勘察任务书，搜集场地范围附近的已有地质、水文、气象及当地的建筑经验等资料，编写勘察纲要，基本内容包括：（1）工程名称和建设单位；（2）勘察目的、任务；（3）勘察工作的方法和工作量布置：包括测绘、调查、勘探、测试等内容、方法、数量，以及对各相工作的要求；（4）预计工作中可能遇到的问题及解决问题的措施；（5）资料整理和报告书编写的内容和应附的图表。2、现场勘探•现场勘探包括包括掘探、钻探、触探、物探等四大类。在工程地质勘探中，钻探是目前最常用、最广泛、最有效的一种手段。它利用钻探设备和工具，从钻孔中取出土石试样，以测定岩土物理力学性质，鉴别和划分地层。触探和物探既是勘探方法，同时也是一种测试手段。触探可以确定地基土的物理力学性质，选择桩基持力层和确定桩的承载力。物探如地质雷达可以探明古河道或暗浜的界面以及地下障碍物等。2、现场勘探2.1勘探点的布置•范围：基坑工程岩土勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，一般要在开挖边界外按开挖深度的1～2倍范围内（包括基坑内）均匀布置勘探点。当开挖边界外无法布置勘探点时，应通过调查取得相应资料。对于软土，勘察范围应予扩大；对支护结构体系可能采用锚杆时，应查明锚杆施工范围内的岩土条件。•深度：勘探深度应满足基坑支护结构设计的要求，勘探深度不应小于基坑开挖深度的若干倍（广州、湖北标准2倍，建设部标准1倍，上海2.5倍），或进入基坑底以下中风化或微风化岩层一定深度。当有较厚软土层或降水设计需要时，勘探深度应穿过软土层或含水层。•间距：勘探点间距应根据地层复杂程度和基坑侧壁安全系数等级而定，一般为15～30m，且每剖面一般不少于3个勘探点，地层变化较大时，应增加勘探点，以查明地层分布规律。2、现场勘探2.2勘探内容（1）场地土的类别、结构特点、土层性质；（2）基坑及围护墙边界附近、场地填土、暗浜、古河道及埋置地下障碍物情况（旧建筑物基础、桩、废地下室、水池、设备基础、人防工程、废井以及建筑和工业垃圾等）、分布状况与深度、及其对基坑的影（3）为进行挡墙防渗和基坑降水设计，应进行水文地质勘察，查明场地浅层滞水、潜水和坑底深部承压水的埋藏情况（埋深、分布、静止地下水位），各土层中水的补给情况、动态变化情况和水力联系，基坑底以下承压水的水头高度和含水层的界面；土层的渗流特性及产生管涌、流砂的可能性。对重要工程应进行分层抽水试验或注水试验（对粘土），布置水位观测孔，以便分层提供各含水层的渗透系数和渗透影响半径。2、现场勘探2.3周围环境勘察•深基坑开挖往往会对周围邻近的建（构）筑物、道路和地下管线产生一定影响，当超过一定限度，则会影响正常使用或造成严重的后果，因此基坑工程设计和施工，应采取一定的环境保护措施，使影响扩展在允许范围以内。•为控制深基坑开挖带来的不良影响，在大、中城市建筑物密集地区，应对周围环境进行必要的勘察，包括调查以下各项：（1）基坑周围邻近建筑物状况调查（2）基坑周围地下管线状况调查（3）基坑周围邻近的地下构筑物、设施及道路状况调查（4）周围施工条件调查3、测试工作•测试工作中测定的参数，应能满足深基坑支护和降水的设计与施工的需要，一般应进行下列试验与测试（建设部规程）：（1）土的常规物理性指标•土的天然重度、天然含水量、孔隙比、液塑限、塑性指数；•颗粒分析试验，以确定砂粒、粉粒及粘粒的含量和不均匀系数，以便评价土层管涌、潜蚀及流砂的可能性；3、测试工作•测试工作中测定的参数，应能满足深基坑支护和降水的设计与施工的需要，一般应进行下列试验与测试（建设部规程）：（2）土的抗剪强度指标•取原状土进行室内剪切试验、现场剪切试验，对饱和软粘土可采用十字板剪切试验和静力触探试验；•对一般工程，可采用直剪试验，试验方法由荷载类型、加荷速率及土的排水条件确定，通常可采用固结快剪。•对重要工程应采用三轴剪切试验，饱和粘性土当加荷速率较快时，用不固结不排水试验；当土体排水速率较快且施工较慢时，可采用固结不排水试验。当需要提供有效应力强度指标时，应采用固结不排水测孔压的试验。3、测试工作•测试工作中测定的参数，应能满足深基坑支护和降水的设计与施工的需要，一般应进行下列试验与测试（建设部规程）：（3）室内或原位试验测试土的渗透系数•对重要工程应采用现场抽水试验或注水试验测定土体渗透系数。•一般工程可进行室内渗透试验，测定土层垂直向和水平向渗透系数。砂土和碎石土可用常水头试验，粉土和粘性土用变水头试验。透水性很低的软土可通过固结试验测定。3、测试工作•测试工作中测定的参数，应能满足深基坑支护和降水的设计与施工的需要，一般应进行下列试验与测试（建设部规程）：（4）特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试设计所需参数•压缩试验：得压缩系数和压缩模量，用以计算沉降量；•回弹试验：考虑基坑的卸荷再加荷的影响；•当进行应力应变分析时，应进行三轴压缩试验，为非线性弹性、弹塑性模型提供计算参数；•地基系数的测定：对一般工程可按有关规范确定竖向地基土抗力系数的比例系数m0及水平抗力系数的比例系数m。对重要工程可采用平板载荷试验或旁压试验确定。旁压试验也可测定土的静止侧压力系数。•有机质试验：土按有机质含量，可分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭等。必要时可用化学分析方法确定有机酸成分。4、勘察报告的主要内容•基坑工程的岩土工程勘察一般应与主体工程的勘察结合起来进行，因此报告也应一起编写并送交业主。除主体工程勘察报告应具有的内容外，还应针对基坑特点，有以下内容：（1）概述基坑工程有关的工程地质、水位地质条件。与开挖、支护有关的地基土层在水平方向和垂直方向的分布与变化应详细划分与描述；在平面图与剖面图上标明暗浜、填土与古河道、地下障碍物等的位置；4、勘察报告的主要内容•基坑工程的岩土工程勘察一般应与主体工程的勘察结合起来进行，因此报告也应一起编写并送交业主。除主体工程勘察报告应具有的内容外，还应针对基坑特点，有以下内容：（2）对基坑工程的设计与施工所需的土的物理力学参数进行统计和综合分析，提出参数的建议值；（3）提供场地浅部潜水及深部承压水的埋藏统计、水位变化幅度以及土层的渗流统计，并对产生流砂、管涌、塌方的可能性做出评价；提供各含水层资料和参数，并提出基坑防渗与施工降水的建议；4、勘察报告的主要内容•基坑工程的岩土工程勘察一般应与主体工程的勘察结合起来进行，因此报告也应一起编写并送交业主。除主体工程勘察报告应具有的内容外，还应针对基坑特点，有以下内容：（4）预估基坑开挖引起的土体应力～应变关系的改变和降水对周围环境可能产生的不良影响；（5）针对场地统计及周围环境，针对基坑特点，勘察报告应提出解决下列问题的建议：•分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质，提出对计算参数取值及支护方式的选型；•地下水的控制方法及计算参数；•施工中应进行的具体现场监测项目；基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。问题1：基坑周边环境勘察应包括的内容（）。（多选题）（A）查明周边地区自然地质条件（B）查明影响范围内建筑物的结构类型，基础类型，埋深等（C）查明基坑周边的各类地下设施（D）查明基坑四周道路的距离及车辆载重情况答案：（B）、（C）、（D）问题2：深基坑对环境影响的评价应考虑（）。（多选题）（A）基坑的稳定性（B）周边建筑物的情况（C）开挖引起的地面沉降（D）周边各类地下设施分布情况答案：（B）、（C）、（D）基坑工程事故原因统计表序号事故发生的主要原因发生次数比例（％）1管理问题1062勘察问题73.53设计问题74464事故问题6641.55监理问题53基坑勘察中容易出现的问题•场地勘察是基坑工程设计计算的关键依据。勘察工作的失误势必给基坑工程潜伏事故隐患。基坑工程勘察方面的问题主要表现在以下几个方面：•没有认真、仔细地对场地进行实地勘察，而是侥幸地套用附近建筑物以往的勘察资料来指导本工程设计事故，造成勘察提供的土层构成、厚度以及土体的物理力学性质指标与实际情况出入较大，导致土压力计算严重失真，支护结构安全度不足。•勘察资料不详细，所提供的数据不全面，使设计人员失去依据。往往因为急于出图，则凭经验估计，而估计的数据很难准确，尤其是一些经验不丰富的设计人员，常常由于估计失当而造成事故。基坑勘察中容易出现的问题•场地勘察是基坑工程设计计算的关键依据。勘察工作的失误势必给基坑工程潜伏事故隐患。基坑工程勘察方面的问题主要表现在以下几个方面：•勘察单位忽视专门水文地质勘察工作，以常规勘察对待基坑工程勘察。如简单地以上层滞水情况对待承压水；对承压水的顶板、水头大小所建议的参数，以及各土层的渗透系数，多数引用本地区经验数据，没有进行专门试验，造成失误。•勘察单位对地质勘察数据处理失误，勘察报告提供的粘聚力、内摩擦角均比实际数值大，使支护结构设计不安全，锚杆的抗拔力不足等。基坑勘察中容易出现的问题•场地勘察是基坑工程设计计算的关键依据。勘察工作的失误势必给基坑工程潜伏事故隐患。基坑工程勘察方面的问题主要表现在以下几个方面：•勘察报告忽略了对上层滞水的评价，因而未引起设计、施工人员的重视，基坑开挖后，由于坑内外产生较大的水头差，出现侧壁渗水、涌水，使粉土、粉砂大量流失，基坑边坡坍塌。•基坑勘察没有查明土层膨胀性，从而没有引起基坑设计和施工的特别注意，导致在设计参数取值、施工处理等方面够没有考虑土体的膨胀性，基坑在开挖过程中，下部土体浸水后膨胀坍塌，边坡开裂滑塌。•基坑勘察布点过少，没有查明场地中某一地段的软弱土层，使得设计选用同一支护结构，没有特别处理，从而在施工时造成险情。作业：•试讨论基坑工程勘察与一般工程的勘察有什么特殊之处？上周作业•试总结基坑工程的特点？