第二章地基勘探及測試

1、第二章 地基勘察與測試2.1 地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容2.2 地基勘察測試方法2.3 基槽檢驗與地基的局部處理2.4 地基勘察報告書及工程實例基礎(chǔ)工程退出退出2.1 地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容工程地質(zhì)勘察的重要性盲目設(shè)計施工的后果東南大學(xué)教工住宅板基斷裂該住宅北側(cè)已經(jīng)正規(guī)勘察、設(shè)計并施工建成6層教工住宅，使用良好，兩樓僅隔二十余米，設(shè)計師判斷這是簡易場地，將北側(cè)的勘察資料借用做南面新樓資料，事故發(fā)生后，補勘發(fā)現(xiàn)一側(cè)地基中存在軟弱淤泥層粗心大意危害極大清華大學(xué)供應(yīng)科庫房墻體開裂因鉆孔深度太淺，地基中部厚層高壓縮性泥炭層未發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致墻體大裂縫33條，成為危房云南民院住宅墻體開裂地基中存在局部淤泥與泥炭層未發(fā)

2、現(xiàn)，嚴(yán)重開裂，多次加固無效，最后被迫拆除工程地質(zhì)勘察等級工程安全等級工程安全等級建筑場地等級建筑地基等級安全等級破壞后果工程類型一級很嚴(yán)重重要工程二級嚴(yán)重一般工程三級不嚴(yán)重次要工程建筑場地等級因素一級二級三級建筑抗震危險地段不利地段設(shè)防烈度不大于6度，對建筑抗震有利不良地質(zhì)現(xiàn)象強烈發(fā)育一般發(fā)育不發(fā)育地質(zhì)環(huán)境強烈破壞一般破壞未受破壞地形地貌復(fù)雜較復(fù)雜簡單建筑地基等級等級因素一級二級三級巖土種類巖土種類多，性質(zhì)變化大，地下水影響大，需特殊處理巖土種類較多，性質(zhì)變化較大，地下水有不利影響巖土種類單一，性質(zhì)變化不大，地下水無影響特殊巖土多年凍土、濕陷、膨脹、鹽漬、污染嚴(yán)重的特殊巖土除一級巖土之外的特殊

3、巖土無特殊巖土*以上等級劃分時，滿足其中一項即可確定其等級工程勘察等級勘察等級確定勘察等級的條件工程安全等級建筑場地等級建筑地基等級一級一級任意任意二級一級任意任意一級二級二級二級二級或三級三級二級三級一級任意任意一級二級二級三級二級三級三級三級二級三級三級二級或三級工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容及要求工程勘察階段：可行性研究勘察階段初步勘察階段詳細勘察階段施工勘察階段搜集資料、分析資料、現(xiàn)場踏勘，對擬選場地做出地質(zhì)評價初步查明巖土物理力學(xué)性質(zhì)，對選定工程場地的穩(wěn)定性作出巖土工程評價，按不同的建筑物提出詳細的巖土工程資料和設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù)，對地基作出工程分析評價，為基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的

4、防治等作出方案及論證，提出建議。地基驗槽，樁基工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢驗，在施工階段發(fā)現(xiàn)地質(zhì)情況與勘察不符時要進行施工勘察，補充必要數(shù)據(jù)初勘、詳勘要求：勘探布點、勘探孔深度、取樣和測試工作量基礎(chǔ)挖土方土方工作，施工方認(rèn)為已按圖紙完成，由監(jiān)理報告甲方通方通知勘測、設(shè)計、及監(jiān)督方到現(xiàn)場查看，深度是否達到勘測、設(shè)計要求的持力層持力層，確定后，甲方、監(jiān)理檢查基槽尺寸及軸線軸線等各種偏差。在技術(shù)、安全等各方面滿足后，監(jiān)理簽證驗槽和隱蔽報驗單及澆筑申報單，并簽發(fā)澆筑令，準(zhǔn)予澆筑基礎(chǔ)混凝土。這個過程就叫地基驗槽地基驗槽。 2.2 地基勘察測試方法勘探坑探坑探探槽、探坑、探井探槽、探坑、探井鉆探鉆探地球

5、物理勘探地球物理勘探電阻率、地震法電阻率、地震法觸探觸探靜力觸探、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入靜力觸探、動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入地基勘察試驗指標(biāo)的選取課下自課下自己學(xué)習(xí)己學(xué)習(xí)2.3 基槽檢驗與地基局部處理基槽檢驗五方會談（甲方、勘察、設(shè)計、監(jiān)理、施工）驗槽目的、內(nèi)容、注意事項地基局部處理方法1.人工雜填土、坑穴和淤泥等軟弱土層的處理坑范圍小深度淺，將虛土全部挖出然后用與坑邊天然土壓縮性接近材料回填坑范圍大或其它條件限制，將該范圍內(nèi)基槽加寬或加大基礎(chǔ)埋深，做成踏步與兩端連接在單獨基礎(chǔ)下，坑深度較淺，按壓縮層深度內(nèi)異常土處理kcmdbacmdmbmf 2.磚井或土井的處理井內(nèi)土層已密實，將井的磚圈拆除1m后進行處

6、理，加強上部結(jié)構(gòu)井內(nèi)回填土不密實，用大塊石將下面軟土擠密后再用上述方法處理3.局部硬土的處理挖除，視情況回填；采用深基礎(chǔ)4.橡皮土的處理地基為粘性土，含水量很大趨于飽和，避免直接夯拍，采用晾槽或慘白灰的方法降低土的含水量地基土如果已經(jīng)發(fā)生顫動，利用碎石或卵石將泥擠緊；或?qū)⒛嗤诔匦禄靥?.管道的處理管道位于槽底以上，采取防止漏水的措施管道位于槽底以下，拆遷管道 1現(xiàn)象 填土受夯打(碾壓)后，基土發(fā)生顫動，受夯擊(碾壓)處下陷，四周鼓起，形成軟塑狀態(tài)，而體積并沒有壓縮，人踩上去有一種顫動感覺。在人工填土地基內(nèi)，成片出現(xiàn)這種橡皮土(又稱彈簧土)，將使地基的承載力降低，變形加大，地基長時間不能得到穩(wěn)

7、定。 2原因分析 在含水量很大的粘土或粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)土、腐殖土等原狀土地基土進行回填，或采用這種土作土料進行回填時，由于原狀土被擾動，顆粒之間的毛細孔遭到破壞，水分不易滲透和散發(fā)。當(dāng)施工時氣溫較高，對其進行夯擊或碾壓，表面易形成一層硬殼，更加阻止了水分的滲透和散發(fā)，因而使土形成軟塑狀態(tài)的橡皮土。這種土埋藏越深，水分散發(fā)越慢，長時間內(nèi)不易消失。2.4 地基勘察報告和工程實例勘察報告書的內(nèi)容：工程地質(zhì)報告書在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上分為：1.緒論說明勘察工作的任務(wù)、采用的方法及取得的成果2.通論闡明勘察場地工程地質(zhì)條件，區(qū)域自然地理和地質(zhì)背景3.專論主要論證工程建筑所涉及到的有關(guān)工程地質(zhì)問題，評價工程的適宜性

8、，并提出防治不良地質(zhì)作用措施的建議4.結(jié)論在專論的基礎(chǔ)上，對各種具體問題給予簡要的結(jié)論性意見文字部分：圖表部分：1.勘探點平面位置圖2.鉆孔柱狀圖3.工程地質(zhì)剖面圖4.土工試驗圖表5.現(xiàn)場原位測試圖件本 章 結(jié) 束坑探( (trial pits)優(yōu)點：使用工具簡單，技術(shù)要求不高，應(yīng)用廣泛，揭露面積較大，可直接觀察地質(zhì)現(xiàn)象，采取原狀結(jié)構(gòu)試樣，可作現(xiàn)場大型原位試驗缺點：可達深度較淺且成本較高；一般34m, 地下水以下危險坑探的編錄工作：除了做詳細的描述記錄之外，還要繪制展視圖展視圖種類： 四壁輻射展開法（適用于探坑、探槽） 四壁平行展開法（適用于探井）地層年代層厚（m）標(biāo)高（m）四壁方位巖性描述北

9、東南西Q1.72.7砂礫巖D1.72.3石灰?guī)rD1.92.0石英砂巖四壁平行展開法繪制的探井展視圖150148146144鉆探(Exploration Drilling)回轉(zhuǎn)式鉆機回轉(zhuǎn)式鉆機借助于鉆機機械和工具在巖層中鉆孔的一種勘察方法。鉆孔分為鑒別孔和技術(shù)孔；控制孔與一般孔?？梢灾苯犹矫鞯貙訋r性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深、含水層類型和厚度、滑坡滑動面的位置以及巖溶發(fā)育情況等還可以取出巖芯作為試樣或在鉆孔中進行抽壓水試驗、聲波測試、觸探或長期監(jiān)測等鉆探鉆探方法和設(shè)備鉆探工具根據(jù)動力來源分為人力和機械兩種，前者僅用土層、淺孔，后者則巖土層均用，效率高、孔深大常用人力鉆探工具：洛陽鏟、錐探、麻花鉆、小

10、螺紋鉆等洛陽鏟：鉆孔直徑小深度較大的圓形孔；取出擾動土樣；沖進深度一般可達10m，黃土中可達30m；弧形鏟頭適用于黃土及黏性土層，圓形鏟頭可安裝缺十字或活葉，可鉆進并取出砂土，掌形鏟頭可將孔內(nèi)較大碎石、卵石擊碎錐探：用錐具向下沖入土中，憑感覺來探明疏松覆蓋層厚度；探深可達10m，用于查明沼澤和軟土厚度、黃土陷穴麻花鉆或小螺紋鉆：每節(jié)長1m的鋼管鉆桿和管子鉗，首端為麻花形鉆頭；螺旋取出擾動土樣，孔徑??；適用于粘性土及砂類土；探深6m以內(nèi)機械鉆探的工具是各式鉆機按照鉆進方法：沖擊鉆進、回轉(zhuǎn)鉆進、振動鉆進、沖洗鉆進沖擊鉆進：利用鉆具的自重，反復(fù)自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進；適

11、用于礫、卵石層及基巖；不能取得完整巖芯，能保持較大的鉆孔口徑回轉(zhuǎn)鉆進：利用鉆機回轉(zhuǎn)，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨巖石而不斷鉆進；適用于軟硬不同的地層；能取得原狀土或完整巖芯振動鉆進：利用機械動力產(chǎn)生的振動力，使土的抗剪強度降低，借振動器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進；不能得原狀土或完整巖芯沖洗鉆進：通過高壓射水破壞孔底土層從而實現(xiàn)鉆進，適用于砂層、粉土層、不太堅硬粘土層，不能得原狀土或完整巖芯巖土取樣在取樣的工程中，力求排除各種可能的擾動因素，使試樣的擾動程度降至盡可能小的程度，其中取土器是影響取土質(zhì)量的重要因素目前外鉆孔取土器樣式：對開筒式、圓筒推出式，重大工程盡量選用活塞薄壁取土器（軟

12、土），三重管取土器（堅硬土）級別擾動程度試驗內(nèi)容不擾動土的定名、含水量、密度、強度試驗、固結(jié)試驗輕微擾動土的定名、含水量、密度顯著擾動土的定名、含水量完全擾動土的定名土試樣質(zhì)量等級劃分不同等級土試樣的取樣工具和方法見巖土工程勘察規(guī)范（GB500212001）鉆孔觀測、編錄和資料整理1.巖芯觀察、描述和編錄2.鉆孔水文地質(zhì)觀測3.鉆進動態(tài)觀察和記錄4.編制鉆孔柱狀圖，比例一般為1:1001:500靜力觸探試驗(DPT)靜力觸探試驗的主要技術(shù)要求(勻速壓入)電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭單橋探頭只能測定一個觸探指標(biāo)比貫入阻力psAPps雙橋探頭同時測出錐尖阻力qc和側(cè)摩阻力faAQqccF

13、Pffa孔壓靜探探頭可測貫入時孔隙水壓力靜力觸探試驗的目的和使用條件適用范圍粘性土、粉土、砂土試驗?zāi)康?.根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層2.估算地基土層的物理力學(xué)參數(shù)3.評定地基土的承載力4.選擇樁基持力層、估算單樁極限承載力、判定沉樁可能性5.判定場地地震液化勢靜力觸探試驗成果的應(yīng)用主要成果1.比貫入阻力深度(ps-h)關(guān)系曲線2.錐尖阻力深度(qc-h)關(guān)系曲線3.側(cè)壁摩阻力深度(fs-h)關(guān)系曲線4.摩阻比深度(Rf-h)關(guān)系曲線100csfqfRqc-h曲線fs-h曲線Rf-h曲線ps-h曲線成果應(yīng)用1.劃分土層界線上下層貫入阻力相差不大時，取超前深度和滯后深度的中心

14、，或中點偏向小阻力土層510cm處作為分層界線上下層貫入阻力相差一倍以上時，當(dāng)由軟層進入硬層或由硬層進入軟層時，取軟層最后一個貫入阻力小值偏向硬層10cm為分界上下層貫入阻力無變化時，結(jié)合fs或Rf的變化確定分界2.評定地基土的強度參數(shù)粘性土的強度（表2-9）砂土的強度（表2-10）3.評定土的變形參數(shù)粘性土的壓縮模量或變形模量（表2-11）砂土的壓縮模量（表2-12）和變形模量（表2-13）4.評定地基土的承載力部分地區(qū)的一般土類地基承載力特征值的經(jīng)驗關(guān)系（表2-14）5.預(yù)估單樁承載力高層建筑巖土工程勘察規(guī)程（公式2-4）圓錐動力觸探(DPT)動力觸探的類型和規(guī)格輕型動力觸探10kg（30

15、cm）重型動力觸探63.5kg（10cm）超重型動力觸探120kg （10cm）觸探桿錘墊穿心錘尖錘頭 利用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度的自利用一定質(zhì)量的落錘，以一定高度的自由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土由落距將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓錐形探頭打入土層中，根據(jù)探頭貫入的難易程度（可用層中，根據(jù)探頭貫入的難易程度（可用貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動貫入貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動貫入阻力來表示）判定土層性質(zhì)。簡稱動力阻力來表示）判定土層性質(zhì)。簡稱動力觸探或動探。觸探或動探。 圓錐動力觸探動力觸探試驗的適用范圍和目的適用范圍強風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖、各種軟質(zhì)巖、各類土目 的1.定性評價：評定場地土層的均勻性

16、；查明土洞、滑動面和軟硬土層界面；確定軟弱土層或堅硬土層的分布；檢驗評估地基土加固與改良的效果2.定量評價：確定砂土的孔隙比、相對密實度、粉土和粘性土的狀態(tài)、土的強度和變形參數(shù)，評價天然地基土承載力或單樁承載力動力觸探試驗成果的應(yīng)用1.確定砂土、碎石土的密實度2.確定地基土的承載力和變形變量3.確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值Rk標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗設(shè)備規(guī)格穿心錘貫入器頭觸探桿錘墊出水孔貫入器身貫入器靴1.貫入阻力用貫入器貫入土層中30cm的錘擊數(shù)N63.5表示2.國內(nèi)統(tǒng)一使用直徑42mm的鉆桿，國外也有使用直徑50mm、60mm的鉆桿落距錘的質(zhì)量(kg)63.50.5落距(cm)762貫入

17、器長度(mm)500外徑(mm)511內(nèi)徑(mm)351管靴長度(mm)761刃口角度(o)1820刃口單刃厚(mm)2.5鉆桿直徑(mm)42相對彎度1/1000標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗的適用范圍和目的適用范圍砂土、粉土、一般粘性土，最適用于N250擊的土目 的1.采取擾動土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名2.根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗，為砂土的密實度和粉土、粘性土的狀態(tài)，土的強度參數(shù)，變形模量、地基承載力等作出評價3.估算單樁極限承載力和判定沉樁的可能性4.判定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗成果的應(yīng)用1.確定地基土的承載力（表2-17、18）2.評定砂土的密實度和相對密度（表2-19）3.判定飽和砂土的地震液化問題用標(biāo)貫錘擊數(shù)N可以判斷淺層飽和粉砂及砂質(zhì)粉土的地震液化可能性和液化等級cwscrddNN3)( 1 . 09 . 00臨界標(biāo)貫錘擊數(shù)1.巖土的電阻率不同的巖土有不同的電阻率火成巖的電阻率最大，變質(zhì)巖次之，沉積巖最低巖土類別電阻率（.m）巖漿巖變質(zhì)巖沉積巖粘土軟頁巖硬頁巖砂砂巖多孔灰?guī)r致密灰?guī)r0101102103104105106100地球物理勘探(Geophysical Exploration)電阻率勘探2.電探方法電剖面法電測深法電剖面法通過分析對比，了解地下勘探深度以上沿側(cè)線水平方向上巖土的電性變化電測深法可以求得巖土層的電