第八章 地基勘察

.,第八章地基勘察,.,一、地基勘察基本概念二、地基勘察的任務(wù)和勘探點(diǎn)的布置三、地基勘察方法四、地基土的野外鑒別與描述五、地基勘察成果報(bào)告和使用六、驗(yàn)槽,.,學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解巖土工程勘察三階段、地基勘察的任務(wù)及地基勘察方法。熟悉地基土的野外鑒別和描述。熟悉地基勘察報(bào)告書的內(nèi)容并會閱讀使用地基勘察報(bào)告書。掌握驗(yàn)槽的目的和內(nèi)容，掌握輕便觸探的方法，掌握常見的基槽局部處理方法。,.,（一）工程地質(zhì)勘察的目的工程地質(zhì)勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價(jià)建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。地基勘察必須遵守巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）的有關(guān)規(guī)定。地基勘察和評價(jià)的任務(wù)：認(rèn)識場地的地質(zhì)條件，分析它與建筑物之間的相互影響。地質(zhì)條件包括巖土的類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象和可資利用的天然建筑材料等。,一、地基勘察基本概念,.,（二）決定勘察任務(wù)的因素,勘察任務(wù)工作內(nèi)容、工作量、工作方法應(yīng)按下列四個(gè)因素確定：1.建筑場地的復(fù)雜程度（場地、地基等級）。2.建筑規(guī)模及建筑物等級（安全等級）。3.對建筑場地地質(zhì)條件的研究程度及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)。4.地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、施工的特殊要求。,一、地基勘察基本概念,.,巖土工程勘察規(guī)范根據(jù)工程重要性等級、場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級，按下列條件劃分巖土工程勘察等級。1.甲級。在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級。2.乙級。除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項(xiàng)目。3.丙級。工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級均三級。另外，建筑在巖質(zhì)地基上的一級工程，當(dāng)場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級均為三級時(shí)，巖土工程勘察等級可定為乙級。,（三）巖土工程勘察等級,一、地基勘察基本概念,.,（四）工程地質(zhì)勘察三階段,對應(yīng)于工程設(shè)計(jì)中場址選擇、初步設(shè)計(jì)和施工圖三階段，為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)資料，勘察工作也相應(yīng)分為選址勘察、初步勘察和詳細(xì)勘察三階段。對于地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚應(yīng)進(jìn)行施工勘察。,一、地基勘察基本概念,.,1.勘察（可行性研究勘察）基本要求選址勘察的目的是為了取得幾個(gè)場址方案的主要工程地質(zhì)資料，對擬選場地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價(jià)和方案比較。選擇場址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，避開不利地段。可行性研究階段的勘察工作，主要側(cè)重于收集和分析區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)。,一、地基勘察基本概念,.,2.初步勘察基本要求初步勘察的任務(wù)是查明地層構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布及對場地穩(wěn)定性的影響以及地基土的地震效應(yīng)等，對場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出巖土工程評價(jià)，為確定建筑總平面布置，選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治對策提供工程地質(zhì)資料。,一、地基勘察基本概念,.,二、地基勘察的任務(wù)和勘探點(diǎn)的布置,（一）地基勘察（詳細(xì)勘察）的任務(wù)詳細(xì)勘察應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)；對建筑地基做出巖土工程評價(jià)，并對地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護(hù)、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。主要應(yīng)進(jìn)行下列工作：1.搜集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖，場區(qū)的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基礎(chǔ)形式、埋置深度，地基允許變形等資料。2.查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案的建議。3.查明建筑范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程特性，分析和評價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力。,.,二、地基勘察的任務(wù)和勘探點(diǎn)的布置,4.對需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提供地基變形計(jì)算參數(shù)，預(yù)測建筑物的變形特征。5.查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物。6.查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度。7.在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度。8.判定水和土對建筑材料的腐蝕性。,.,二、地基勘察的任務(wù)和勘探點(diǎn)的布置,（二）勘探點(diǎn)的布置1勘探點(diǎn)的間距對土質(zhì)地基，勘探點(diǎn)的間距可按表8.1確定。表8.1詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)的間距（m）,.,詳細(xì)勘察的勘探點(diǎn)布置，應(yīng)符合下列規(guī)定：1）勘探點(diǎn)宜按建筑物周邊線和角點(diǎn)布置，對無特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置。2）同一建筑范圍內(nèi)的主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時(shí)，應(yīng)加密勘探點(diǎn)，查明其變化。3）重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn)；重大的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物，勘探點(diǎn)不宜少于3個(gè)。4）勘探手段宜采用鉆探與觸探相配合，在復(fù)雜地質(zhì)條件、濕陷性土、膨脹巖土、風(fēng)化巖和殘積土地區(qū)，宜布置適量探井。詳細(xì)勘察的單棟高層建筑勘探點(diǎn)布置，應(yīng)滿足對地基均勻性評價(jià)的要求，且不應(yīng)少于4個(gè)；對密集的高層建筑群，勘探點(diǎn)可適當(dāng)減少，但每棟建筑物至少應(yīng)有1個(gè)控制性勘探點(diǎn)。,二、地基勘察的任務(wù)和勘探點(diǎn)的布置,.,在實(shí)際工程地質(zhì)勘察中，可采取測繪與調(diào)查、勘探、原位測試與室內(nèi)試驗(yàn)等勘察方法。（一）測繪與調(diào)查測繪與調(diào)查的目的是通過對場地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水與地表水、不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查研究與必要的測繪工作，為評價(jià)場地工程條件及合理確定勘探工作提供依據(jù)。對建筑場地的穩(wěn)定性進(jìn)行研究是工程地質(zhì)調(diào)查和測繪的重點(diǎn)問題。,三、地基勘察方法,.,（二）勘探勘探是地基勘察過程中查明地質(zhì)情況的一種必要手段在測繪和調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對場地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行定量的評價(jià)。常用的勘探方法有坑探、鉆探、觸探和地球物理勘探等。1.坑探坑探是在建筑場地挖深井（槽）以取得直觀資料和原狀土樣，這是一種不必使用專門機(jī)具的一種常用的勘探方法。當(dāng)場地的地址條件比較復(fù)雜時(shí)，利用坑探能直接觀察地層的結(jié)構(gòu)變化，但坑探可達(dá)的深度較淺。探井的平面形狀為矩形或圓形，深度為23m。較深時(shí)應(yīng)支護(hù)坑壁以策安全。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,2.鉆探鉆探是用鉆機(jī)在地層中鉆孔，以鑒別和劃分地層，并可沿孔深取樣，用以測定巖石和土層的物理力學(xué)性質(zhì)，此外，土的某些性質(zhì)也可直接在孔內(nèi)進(jìn)行原位測試。鉆機(jī)一般分回轉(zhuǎn)式與沖擊式兩種?；剞D(zhuǎn)式轉(zhuǎn)機(jī)是利用鉆機(jī)的回鉆器帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，磨削孔底地層而鉆進(jìn)，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯標(biāo)本。沖擊式鉆機(jī)則是利用卷揚(yáng)機(jī)借綱絲繩帶動(dòng)有一定重量的鉆具上下反復(fù)沖擊，使鉆頭擊碎孔底地層形成鉆孔后以抽筒提取巖石碎塊或擾動(dòng)土樣。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,3.觸探觸探是通過探桿用靜力或動(dòng)力將金屬探頭貫入土中，并量測能表征土對觸探頭貫入的阻抗能力的指標(biāo)，從而間接地判斷土層及其性質(zhì)的一類勘探方法和原位測試技術(shù)。作為勘探手段，觸探可用于劃分土層，了解地層的均勻性；作為測試技術(shù)，則可估計(jì)地基承載力和土的變形指標(biāo)。觸探可分為靜力觸探和動(dòng)力觸探。,三、地基勘察方法,.,（1）靜力觸探靜力觸探試驗(yàn)借靜壓力將觸探頭壓入土中，利用電測技術(shù)測得貫入阻力來判定土的力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探儀可分為機(jī)械式和油壓式（如下圖）兩類。,三、地基勘察方法,.,靜力觸探設(shè)備中核心部分是觸探頭。觸探桿將探頭勻速貫如土層時(shí)，觸探頭可以測得土層作用于探頭的錐尖阻力和側(cè)壁阻力。探頭按結(jié)構(gòu)分為單橋和雙橋兩類。單橋探頭所測到的是包括錐尖阻力和側(cè)壁阻力在內(nèi)的總貫入阻力P（kN）。通常用比貫入阻力PS（kPa）表示，即Ps=P/A,三、地基勘察方法,.,雙橋探頭可測出錐尖總阻力Qc（kN）和側(cè)壁總摩阻力Qs（kN）。通常以錐尖阻力qc（kPa）和側(cè)壁阻力fs（kPa）表示：qc=Qc/Afs=Qs/Fs還可計(jì)算同一深度處的摩阻比Rf=fs/qc100%在現(xiàn)場實(shí)測以后進(jìn)行觸探資料整理，繪制有關(guān)的曲線(如下圖），從而劃分土層，間接地估算土的承載力、壓縮性指標(biāo)和單樁承載力等。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,（2）動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探是將一定質(zhì)量的穿心錘，以一定高度自由下落，將探頭貫入土中，然后記錄貫入一定深度的錘擊次數(shù)，以此判別土的性質(zhì)。下面介紹標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和輕便觸探兩種動(dòng)力觸探方法。1）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)與鉆探工作相配合。其設(shè)備是在鉆機(jī)的鉆桿下端聯(lián)結(jié)標(biāo)準(zhǔn)貫入器，將質(zhì)量為63.5kg的穿心錘套在鉆桿上端。試驗(yàn)時(shí)，穿心錘以76cm的落距自由下落，將貫入器垂直打入土層中15cm（此時(shí)不計(jì)錘擊數(shù)），隨后打入土層30cm的錘擊數(shù)，即為實(shí)測的錘擊數(shù)。,三、地基勘察方法,.,但需指出，應(yīng)用N值時(shí)是否修正和如何修正，應(yīng)根據(jù)建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系時(shí)的具體情況確定。,按N的大小,確定土的承載力、估計(jì)土的抗剪強(qiáng)度和粘性土的變形指標(biāo)、判別粘性土的稠度和砂土的密實(shí)度以及估計(jì)砂土液化的可能性。,三、地基勘察方法,.,2）輕便觸探輕便觸探設(shè)備組成（如右圖）。試驗(yàn)時(shí)，先用輕便鉆具開孔至被試土層，然后以手提高質(zhì)量為10kg的穿心錐，使其以50cm的落距自由下落，將觸探桿垂直打入土中，記錄每打入30cm的錘擊數(shù)稱為N10。應(yīng)用輕便觸探指標(biāo)N10，可確定粘性土和素填土的承載力，判別土層的均勻性。,三、地基勘察方法,.,4.地球物理勘探地球物理勘探（簡稱物探）也是一種兼有勘探和測試雙重功能的技術(shù)。物探之所以能夠用來研究和解決各種地質(zhì)問題，主要是因?yàn)椴煌膸r石、土層和地質(zhì)構(gòu)造往往具有不同的物理性質(zhì)，利用其導(dǎo)電性、磁性、彈性、濕度、密度、天然放射性等差異，通過專門的物探儀器的量測，就可區(qū)別和推斷有關(guān)地址問題。常用的物探方法主要有：電阻率法、電位法、地震、聲波、電視測井等。,三、地基勘察方法,.,四、地基土的野外鑒別與描述,（一）地基土野外鑒別野外鑒別地基土無儀器設(shè)備，主要憑感覺和經(jīng)驗(yàn)。對碎石土和砂土的鑒別方法，利用日常熟悉的食品如綠豆、小米、砂糖、玉米面的顆粒作為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行對比鑒別。對粘性土與粉土的鑒別方法，根據(jù)手搓滑膩感或砂粒感等感覺，加以區(qū)分和鑒別。,.,表8.4粘性土與粉土的野外鑒別,四、地基土的野外鑒別與描述,.,四、地基土的野外鑒別與描述,表8.5新近沉積粘性土的野外鑒別,.,（二）地基土野外描述1.顏色密實(shí)度濕度粘性土的稠度含有物其他,四、地基土的野外鑒別與描述,.,（一）勘察報(bào)告書的基本內(nèi)容地基勘察的最終成果是以報(bào)告書的形式提出的。勘察工作結(jié)束后，把取得的野外工作和室內(nèi)試驗(yàn)記錄和數(shù)據(jù)以及收集到的各種直接間接資料分析整理、檢查校對、歸納總結(jié)后作出建筑場地的工程地質(zhì)評價(jià)。最后以簡要明確的文字和圖表編成報(bào)告書。報(bào)告書應(yīng)包括如下內(nèi)容：（1）任務(wù)要求及勘察工作概況；勘察方法與勘察工作布置。（2）場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震設(shè)計(jì)烈度。,五、地基勘察成果報(bào)告,.,（3）場地的地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其它設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)。（4）地下水的埋藏條件和腐蝕性以及土層的凍結(jié)深度。（5）對建筑場地及地基進(jìn)行綜合的工程地質(zhì)評價(jià)，對場地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論，指出存在的問題和提出有關(guān)地基基礎(chǔ)方案的建議。所附的圖表有下列幾種：勘探點(diǎn)平面布置圖；工程地質(zhì)剖面圖；地質(zhì)柱狀圖或綜合地質(zhì)柱狀圖；土工試驗(yàn)成果表；其它測試成果表（如靜載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)等）,五、地基勘察成果報(bào)告,.,五、地基勘察成果報(bào)告,.,鉆孔柱狀圖,五、地基勘察成果報(bào)告,.,五、地基勘察成果報(bào)告,.,首先應(yīng)熟悉勘察報(bào)告的主要內(nèi)容，對勘察報(bào)告有一個(gè)全面的了解，復(fù)核勘察資料提供的土的物理力學(xué)指標(biāo)是否與土性相符；查看場地的地形地貌、地層分布情況，用于基槽開挖時(shí)土層比對；查看地下水埋藏情況、類型、水位及其變化用于施工降水方案的制定；,（二）勘察報(bào)告的閱讀和使用,五、地基勘察成果報(bào)告,.,五、地基勘察成果報(bào)告,4.查看相關(guān)土的類別和物理力學(xué)指標(biāo)用于邊坡放坡或基坑支護(hù)設(shè)計(jì)。5.查看地基均勻性評價(jià)和持力層地基承載力用于驗(yàn)槽時(shí)比對。6.還應(yīng)特別注意勘察報(bào)告就巖土整治和改造以及施工措施方面的結(jié)論和建議。7.在閱讀時(shí)，勘察報(bào)告中的文字和圖件應(yīng)相互配合。,.,六、驗(yàn)槽,（一）驗(yàn)槽的目的1.檢驗(yàn)通過有限鉆孔資料得到的勘察成果是否與實(shí)際符合，勘察報(bào)告的結(jié)論與建議是否正確和切實(shí)可行。2.根據(jù)基槽開挖實(shí)際情況，研究解決新發(fā)現(xiàn)的問題和勘察報(bào)告遺留的問題。（二）驗(yàn)槽的基本內(nèi)容1.核對基槽開挖的平面位置與槽底標(biāo)高是否與勘察、設(shè)計(jì)要求相符。2.檢驗(yàn)槽底持力層土質(zhì)與勘察報(bào)告是否相符。參加驗(yàn)槽的各方負(fù)責(zé)人需下到槽底，依次逐段檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可疑之處，用鐵鏟鏟出新鮮土面，用土的野外鑒別方法進(jìn)行鑒定。,.,六、驗(yàn)槽,3.審閱施工單位的釬探記錄并做現(xiàn)場對比釬探，檢驗(yàn)釬探記錄的正確性，判別地基土質(zhì)是否均勻。對異常點(diǎn)需找出分布范圍，總結(jié)分布規(guī)律并查明原因。如局部存在古井、菜窯、墳穴、河溝等不良地基，則還需用釬探等方法查明其深度。4.研究決定地基基礎(chǔ)方案是否需要修改以及局部異常地基處理方案。,.,六、驗(yàn)槽,（三）驗(yàn)槽的方法以肉眼觀察為主，輔以輕便觸探、釬探等方法。觀察時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注柱基、墻角、承重墻下或其他受力較大的部位，觀察槽底土的顏色是否均勻一致，土的堅(jiān)硬程度是否一樣，有無局部含水量異常現(xiàn)象等。,.,（四）驗(yàn)槽的注意事項(xiàng)1.驗(yàn)槽要抓緊時(shí)間，基槽挖好后立即釬探并組織驗(yàn)槽，避免下雨泡槽、冬季冰凍等不良影響。2.槽底設(shè)計(jì)標(biāo)高若位于地下水位以下較深時(shí)，必須做好基槽排水，保證槽底不泡水。如槽底標(biāo)高在地下水位以下不深時(shí)，可先挖至地下水面驗(yàn)槽，驗(yàn)完槽后再挖至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高。3.驗(yàn)槽時(shí)應(yīng)驗(yàn)看新鮮土面，清除超挖回填的虛土。冬季凍結(jié)的表土和夏季日曬后干土似很堅(jiān)硬，但都是虛假狀態(tài)，應(yīng)用鐵鏟鏟去表層再檢驗(yàn)。4.當(dāng)持力層下埋藏有下臥砂層而承壓水頭高于基底時(shí)，不宜進(jìn)行釬探，以免造成涌砂。,六、驗(yàn)槽,.,小結(jié)1地基勘查的任務(wù)詳細(xì)勘察應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)；對建筑地基