《岩土工程勘察》PPT课件.ppt

查明岩土体在空间上的分布和构成情况，获得与岩土相关的物理力学性质参数，对工程所在场地的稳定性、建筑适宜性作出明确判定，进而对拟建工程的基础设计、地基处理以及不良地质现象的防治等具体方案进行论证，提出安全可靠、经济合理的建议。 根据任务要求、勘察阶段、地质条件、上部结构的型式和荷重特点等，按照规范的技术要求，以一定的手段和方法，按照一定的步骤，对场地的工程地质条件进行调查、分析、论证、评价，并将所得成果编制成岩土工程勘察报告书，提交相关部门，为工程建设的规划布局、设计计算、施工等提供详实可靠的技术依据。,第二章 岩土工程勘察, 2.1概述,工程地质条件,工程地质条件是指工程建筑所在场区地质及环境各项因素的综合。包括： （1）岩土类型 是最基本的工程地质因素。主要是按岩土的成因类型、沉积年代、力学性质等进行分类。不同的岩土类型，其物质组成、结构构造不同，基本性质存在差异，从而决定了它的工程特性也不同。 （2）地质构造 是基本的工程地质因素。地质构造是指构造运动使岩层发生变形和变位后所遗留下来的产物，常见的有褶皱、断层和节理。尤其是时代新、规模大的新构造断裂，对工程场地的稳定起着控制作用，不容忽视。,2.1概述,工程地质条件,（3）地形地貌 包括地表的高低起伏状况、山坡陡缓程度、河谷宽窄及形态特征、不同地貌单元的特征及其相互关系等。地形地貌直接影响场址和线路的选择。 （4）地下水条件 是重要的工程地质因素，主要包括地下水的成因、埋藏、分布，地下水的补给、径流和排泄条件，地下水的渗流对工程建筑的影响以及地下水的水质和对混凝土的侵蚀性等。 （5）不良地质现象 指地表地质作用，诸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、河流冲刷以及风化、侵蚀等，这些不良地质现象对建筑物的稳定和正常使用构成威胁。,2.1概述,勘察阶段的划分,岩土工程勘察阶段的划分是与设计阶段的划分相一致的。一定的设计阶段需要相应的岩土工程勘察工作所提供的地质资料和分析论证作为依据。 岩土工程勘察阶段一般分为可行性研究勘察阶段、初步设计勘察阶段和详细勘察（施工图设计勘察）阶段。,2.1概述,勘察阶段的划分,(1) 可行性研究勘察阶段：主要搜集场区和附近地区的工程地质资料，通过踏 勘初步了解场地的地层结构、岩土性质、不良地质现象和地下水情况等，对拟建场地稳定性和建筑适宜性作出评价。 选择场地时，一般应避开下列地段：不良地质现象发育，对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段；地基土性质严重不良的地段；对建筑抗震不利的地段；洪水或地下水对建筑场地有严重威胁或不良影响的地段；地下有未开采的有价值的矿藏或不稳定的地下采空区。,勘察阶段的划分,（2）初步设计勘察阶段：勘察工作主要包括搜集本项目的可行性研究阶段岩土工程勘察报告等基本资料；初步查明地层、构造、岩土性质、地下水埋藏条件、不良地质现象的成因、分布及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势；对抗震设防烈度等于或大于7度的场地，初步判定场地和地基的地震效应。 对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定建筑物总平面布置、选择主要建筑物地基基础方案和不良地质现象的防治对策进行论证。,2.1概述,勘察阶段的划分,(3) 详细勘察阶段：详细勘察密切结合技术设计或施工图设计，按不同建筑物或建筑群提出详细的工程地质资料和设计所需的岩土设计参数，对建筑地基作出岩土工程分析评价，为基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出论证、结论和建议。,2.1概述, 2.2 工程地质测绘,工程地质测绘是在野外进行地质填图，其内容包括工程地质条件的全部要素。工程地质测绘的比例尺一般分为以下三种： （1）小比例尺测绘：比例尺1:50001:50000，一般在可行性研究勘察、城市规划或区域性的工业布局时使用，是为了解区域性工程地质条件。 （2）中比例尺测绘：比例尺1:20001:5000，一般在初步勘察阶段使用。 （3）大比例尺测绘：比例尺1:2001:1000，适用于详细勘察阶段或地质条件比较复杂和重要建筑物地段，以及需要解决某一特殊问题时使用。,2.3 勘探与取样,勘探包括： 1工程物探：通过观测、分析和研究地下物理场（电场、磁场、重力场），结合有关地质资料，判断场地的工程地质条件的勘探方法。最普遍的即电法勘探。 2 坑探：用人工或机械挖掘深井、探槽、竖井、平洞等，直接观察岩土层的天然状态及各地层的关系；可取出接近实际状态的原状岩土样； 3 钻探：用钻头钻进地层深部并采取试样。,勘探方法,物探地球物理勘探 坑探明挖 钻探钻孔,2.3 勘探与取样,1. 物探,地球物理勘探 方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速) 优点:简单迅速 缺点:间接判断, 较大范围.,2.3 勘探与取样,2. 坑探,优点:直观, 取原状样，兰旗营9m坑 缺点: 一般34m, 地下水以下危险,2.3 勘探与取样,3. 钻探,2.3 勘探与取样,钻探过程有三个基本程序： （1）破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土被破碎是借助钻头冲击、回转、研磨和施压来实现的。 （2）采取岩土：用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具 （抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩芯管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出于地面。 （3）保全孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必须保护好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。,钻进方法,回转式钻机,2.3 勘探与取样,钻探成果,钻探成果包括钻探野外编录、野外钻孔地质柱状图、所取岩土试样等。 钻探野外编录是钻探过程的详细文字记载，是岩土工程勘察最基本的原始资料，它包括两方面的内容： （1）岩土描述，包括地层名称、分层厚度、岩土的性质等。岩石的描述侧重于结构、构造、风化程度、完整程度等。地基土按颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土，对于不同的土，描述的侧重点也有所不同。 （2）钻进记录，包括钻进方法、护壁方式、孔内情况、取样位置及编号、原位测试类型及结果、岩芯采取率等。 岩土试样是钻孔编录的辅助资料，也是试验所需的样品，即使在提交勘察报告后也应妥善保存一段时间。如果应用彩色摄影，可用彩照代替实物。对全断面取芯的钻孔，还可制作纵断面的揭片，缩小体积，便于保存。,2.3 勘探与取样,含水量与密度是土的两个最基本的物理指标，由室内试验实测得到。 土的其它物理指标如孔隙比e、干密度、饱和密度、饱和度等均可由上述两个实测指标加一个相对密度指标计算得出。 液限与塑限综合反映土的颗粒组成、矿物成分及土水相互作用。塑性指数用于粘性土的分类，液性指数用于判断土的天然稠度状态。 土的变形计算指标 -土的压缩系数、压缩指数（需高压固结）及压缩模量ES。 土的抗剪强度计算指标（c、f） 若有动荷载作用或考虑地震作用，还需求得土的动力性质参数。,2.4 室内试验,1、现场载荷试验,2.5 岩土原位试验,1、现场载荷试验,2.5 岩土原位试验,1、现场载荷试验,2.5 岩土原位试验,平板载荷试验要点,0.5 0.5m, 0.71 0.71m, 1.0 1.0m 不少于3倍 8-10级 每级稳定的标准：,载荷试验：承压板加载试验。 浅层平板载荷试验：确定浅部地基土层的承压板下应力影响范围内的承载力和变形参数； 深层平板载荷试验：确定深部地基土层及大直径桩端土层在承压板下应力影响范围内的承载力和变形参数,2.5 岩土原位试验,地基破坏的判定 (1)明显侧向挤出或发生裂纹 (2)荷载增量很小,沉降急剧增加, (3)某级荷载增量下,24小时内沉降不能稳定 (4)s/b0.06的荷载作为破坏荷载,pcr,pu,2.5 岩土原位试验,承载力的特征值fak,比例界限pcr 当pu1.5 pcr时，取极限承载力一半 渐变型曲线 低压缩性土s/b = 0.010.015 高压缩性土s/b = 0.02,2.5 岩土原位试验,深度宽度修正的特征值,I0形状影响系数, 圆：079；方：088,2.5 岩土原位试验,通过一定的机械装置，将一定规格的金属探头用静力压入土中，量测土层对探头的贯入阻力，分析确定地基土的物理力学性质。适用于地层变化较复杂，土层为软土、淤泥等难以取样的情况。,按探头仪器分为： 单桥探头：比贯入阻力Ps； 双桥探头：锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs,2.5 岩土原位试验,2、 静力触探试验（CPT）,2.5 岩土原位试验,管状探头标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm落距，贯入深度30cm的击数, N 63.5,SPT用测得的标准贯入垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；还可评定砂土的震动液化势。标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。,2.5 岩土原位试验,通过一定的锤击功能，将一定规格的实心圆锥探头打入土中，由打入阻力判断土层的物理力学性质。适用于强风化、全风化的硬质岩石、各种软岩等。 根据锤击功能，一般分为轻型、重型和超重型三种。,2.5 岩土原位试验,3、圆锥动力触探试验（DPT）,锥状探头 表2-3 轻型10 kg, 50cm落距,贯入深度30cm 中型 28kg 重型 63.5kg 碎石,砾石地层 特重型 120kg,2.5 岩土原位试验,将标准规格的圆筒形探头（贯入器），利用锤击动能打入钻孔孔底土层中，由打入土层的贯入阻力，评定土层的物理力学性质。,2.5 岩土原位试验,4、标准贯入试验（SPT）,钻进方法,2.5 岩土原位试验,5、 十字板剪切试验,2.5 岩土原位试验,饱和软粘土层不排水剪强度 均匀土层 不排水抗剪强度 灵敏度 地基承载力,十字板,Mmax=FD,2.5 岩土原位试验,旁压试验,水箱,钻孔内进行横向载荷试验,用以测定较深处土层的变形模量和承载力,2.5 岩土原位试验,2.5 岩土原位试验,旁压试验,2.6 岩土工程地下水,地下水的作用和影响 1.降水引起地面沉降 2.地下水的浮托作用 3.地下水的潜蚀作用 4.流砂现象 5.基坑突涌 6.地下水对钢筋混凝土的侵蚀,设计参数 导水系数 导压系数 储水系数 渗透系数 越流系数,2.7 岩土计算参数的分析与确定,1、 岩土参数的可靠性和适用性 可靠性：正确反映岩土体在规定条件下的性状； 适用性：满足设计计算的假定条件和精度要求。,2、 岩土参数的统计分析 按所划分的工程地质单元、区段等，统计参数的平均值、标准差和变异系数，评价参数的变异性。,3、 工程特性指标 强度指标、压缩指标和原位测试特性指标 工程特性指标的代表值有标准值、平均值和特征值。 设计中力学指标采用标准值，如抗剪强度。 压缩性指标取平均值。 载荷试验承载力应取特征值。,2.7 岩土计算参数的分析与确定,2.8 岩土工程勘察报告的阅读与使用,(1) 勘察的目的、要求和任务； (2) 拟建工程概况； (3) 勘察方法和勘察工作布置； (4) 场地地形、地貌、地层、地质构造、地下水、不良地质现象的描述与评价； (5) 场地稳定性与适宜性的评价； (6) 岩土参数的分析与选用； (7) 岩土体的利用、整治、改造方案及其分析和论证； (8) 工程施工和运营期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控措施的建议。,报告组成,岩土工程勘察报告的阅读与使用,成果报告图件 勘探点平面布置图； 工程地质柱状图； 工程地质剖面图； 原位测试成果图表； 室内试验成果图表； 岩土利用、整治、改造方案的有关图表； 岩土工程计算简图及计算成果图表； 必要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水位线图、素描及照片等。,2.8,岩土工程勘