岩土工程(修改版)

2011年监理员岗位培训班 岩土工程 重庆江河工程建设监理有限公司刘云2011 7 1 学习 岩土工程 的目的 1 1岩土工程的概念岩土工程是根据工程地质学 岩土力学和土力学的理论 观点和方法 为了解决土木工程的工业与民用结构 水利 交通运输系统的固定结构 环境保护与卫生等工程项目中关于岩 土体的利用 整治和改造 并为工程建设项目实现服务的系统性科学技术 1 2学习岩土工程的目的1 查明场地 地基的工程地质 水文地质条件 为工程建设的设计提供地质依据 2 分析不同地基的受力及变形特征 计算复核地基承载力及变形能否满足工程要求 3 研究各类不利地质条件的工程技术措施 确保工程建设安全 2 岩土工程 的相关理论知识 1岩石 1 1岩石的分类 1 1 1按成因分 1 岩浆石 又叫火成岩 是由岩浆冷凝固结所形成 侵入岩分为深成岩和浅成沿 浅成岩在地表以下2km范围内 常见的侵入岩 花岗石 正长岩 闪长岩 辉长岩等 常见的喷出岩 辉绿岩 安山岩 玄武岩 凝灰岩等 2 沉积岩 如砂岩 页岩 石灰岩 煤 岩盐等 沉积岩的构造特征 成理 层面构造 结核 化石 A层理 沉积岩在形成过程中 由于自然地理环境的改变 使沉积物的不同成分 颗粒大小 形状和颜色 在垂直于岩层方向所显示出来的成层构造现象 成为层理 层理是沉积岩的典型构造 B层面构造 沉积岩的层面上 由于自然作用产生的一些痕迹 被后来的沉积物覆盖所保留下来的构造现象 如波痕 雨痕 泥痕等 C结核 沉积岩中的异质包裹体D化石 沉积岩中保留下的古生物遗骸和遗迹 3 变质岩 地壳中的岩石 无论是岩浆岩 沉积岩或是先成德变质岩 由于地壳运动 岩浆活动等造成物理化学环境的变化 在高温 高压及化学性活泼气体和液体的作用下 使其矿物成分 结构 构造发生一系列的改变 这种促使岩石发生改变的作用 成为变质作用 由变质作用形成的岩石 成为变质岩 常见的变质岩 石英岩 大理岩 云母页岩等 1 1 3按岩体完整程度分类 1 1 2按岩石坚硬程度分类 1 1 4按风化程度分类 未风化 微风化 中等风化 强风化 全风化 残积土 中等风化的判断 结构部分破坏 沿节理面有次生矿物 风化裂缝发育 岩体被切割成岩块 200 500mm 用镐难挖 岩芯钻方可钻进 微风化 岩质新鲜 表面稍有风化迹象 强风化 结构和构造层理不甚清晰 矿物成分已显著变化 岩体被节理 裂隙分割成碎石状 20 200mm 碎石可用手折断 用镐可以挖掘 手摇钻不易钻进 1 2岩石的变形 岩土的变形分为弹性变形和塑性变形 岩石具有蠕变性 1 3岩石的强度 岩石的强度 是指岩石抵抗外力作用的能力 分为抗压强度 抗拉强度 抗剪强度 抗压强度分为单轴抗压强度和三轴抗压强度 岩石的抗压强度分为干抗压强度和饱和抗压强度 2土土是在新近的第四纪 距今约100万年 中由原岩风化产物经各种地质剥蚀 搬运 沉积而成的矿物颗粒 流体水和气体的三相组成的松散集合体 2 1土的分类土的分类方法在各国及各部门间未统一 按照 建筑地基基础设计规范 GBJ7 89 具体分类见下图 碎石土粒径2mm以上 50 漂石 块石 土粒径大于200mm的 50 卵石 碎石 土粒径大于20mm 50 圆砾 角砾 土粒径大于2mm 50 砂土粒径大于0 075mm 50 砾砂粒径 2mm占25 50 粗砂粒径 0 5mm占 50 中砂粒径 0 25mm占 50 细砂粒径 0 075mm占 85 粉砂粒径 0 075mm占 50 粉土粒径0 075mm以上 50 且Ic 10 粘土 粉质粘土10 Ic 17粘土Ic 17 土 人工填土 2 2土的性质 1 土的三相组成 固体矿物颗粒 液体 气体组成的三相体系 2 土的物理性质指标A孔隙比e 孔隙体积 固体体积孔隙度 率 n 孔隙体积 土体总体积B含水量w 水的重量 固体颗粒重量C天然容重 总重量 总体积D比重G 土粒质量 土粒体积E干密度 d 固体重量 总体积 3 土的物理状态指标A密实度 无粘性土 DR emax e emax emin 1 DR 0 67 密实的 0 67 DR 0 33 中密的 0 33 DR 0 松散的B塑限wp 液限wlC塑性指数Ip wl wpD液性指数IL W Wp wl wp 2 2 3土的强度 tan c 2 2 4土的粒径级配土中土粒的大小及其组成情况 通常以土中各个粒组的相对含量来表示 称为土的粒径级配 土的不均匀系数 KU d60 d10D60 小于某粒径的土粒重量累计百分数为60 时相应的粒径 又称为限定粒径D10 小于某粒径的土粒重量累计百分数为10 时相应的粒径 又称为有效粒径KU 5 看做级配均匀 KU 10 看做级配良好 土粒越不均匀 则越易夯实 3 土石方工程 3 1场地平整与开挖3 1 1场地平整与开挖的施工程序和监理要点3 1 1 1施工工艺流程 1 踏勘现场 进行现场交桩 2 进行现场土石方的测量 原始地形图的测量 3 根据现场测量结果进行土石方量的计算 4 进行挖填平衡计算 作好土石方平衡调配 5 进行土石方施工设计交底 土石方施工作业 6 工程竣工测量与验收 3 1 2平整场地的一般要求与监理要点 一 场平施工的一般要求 1 施工前应进行挖填方的平衡计算 应考虑土方运距最短 运程合格 减少重复挖方 2 当土方工程挖方较深时 应采取适当措施 避免基坑底部土的隆起 边坡垮塌 并危害周边环境 3 场地表面坡度应符合要求 排水沟方向的坡度应 2 平整后的场地表面应逐点检查 检查点为每100 400m2取一点 并不少于10点 长 宽和边坡应每20m取一点 每边不少于1点 4 平面控制桩和水准点采取可靠的保护措施 并定期复核检查 5 应经常测量和校核平面位置 水平标高和边坡坡度 控制桩应采取可靠的保护措施 定期复测和检查 土方不应堆在基坑的边缘 二 场平施工的监理要点1 工程测量基准点的复核 监理人员要对业主提交的控制桩及施工单位自作的二级控制点进行复核 2 场地排水的组织及实施3 施工总图管理 督促施工单位施工总平面图的管理4 场平的粗平 填补及精平5 土石方工程量的计算与复核 3 1 3场地平整的土石方量的计算1 方格网法2 横截面法3 三角网法 3 2石方爆破工程3 2 1爆破材料 雷管 炸药 导火索 导爆索 导爆管 电缆等3 2 2爆破类型一 根据钻孔方式分 1 炮孔爆破 2 药壶爆破 3 洞室爆破二 根据起爆方式分 1 导火索起爆法 采用火雷管 导火索 2 电力起爆 采用电雷管 放炮母线 放炮电源 3 导爆索起爆 4 导爆管起爆 采用引爆元件 8号雷管 传爆元件 连接与分流元件 起爆元件 三 根据孔深分1 浅孔 孔径50mm以内 深度小于5m 2 深孔四 根据爆破目的分1 松动爆破2 定向爆破 拆除工程 水利工程 3 预裂爆破 边坡开挖 4 光面爆破 洞室开挖 3 2 4爆破工程常用的施工机械1 风钻 又分为手持式风钻和气腿式风钻2 电钻3 潜孔钻4 空压机 分为油动和电动 移动式和固定式5 风管 3 2 5爆破质量控制要点1 监理工程师应对爆破方案进行初步审查 并经公安机关审查通过后方可实施 施工单位应根据工程目的 特征等编制符合实际的爆破方法 阐述钻爆的施工方法 施工机械的 施工组织 质量 安全管理等内容 钻爆设计一般包括以下内容 1 炮孔深度坚硬岩 1 1 1 5 H 中硬岩炮孔深 H松软岩 0 85 0 95H管沟 坑 槽爆破 炮孔深度不得超过沟 坑 槽 上口宽0 5倍 基础开挖应预留1m保护层 炮孔深度设计应予注意 2 最小抵抗线炮孔装药中心至临空面的最短距离 一般为孔深的2 3 3 孔距孔距一般为最小抵抗线的1 2倍 4 排距排距一般为最小抵抗线的0 5 1倍 5 装药长度一般为炮孔长度的1 3 2 3 6 不耦合系数药卷直径和炮孔直径的比值 大约为0 6 7 起爆方式 8 网络连接 8 安全验算 钻爆设计完成后 有条件的应做爆破试验 最终验证钻爆参数的合理性 没有条件的 应根据现场情况不断调整参数 以获取最佳钻爆参数 2 炮孔方向应避免与临空面垂直 应尽量与临空面平行或成45 30 角度 避免冲天炮 3 炮孔布置时应避免穿过岩石裂缝 孔底与裂缝应保持20 30cm 避免漏气 4 装药前应检查炮孔位置 直径 方向与深度是否符合规定 同时将孔内的岩粉 水 泥浆清除干净 5 爆破后的工程应符合相关项目的质量要求 3 2 6爆破安全监理要点1 审查施工单位编制的安全技术措施文件或专项安全方案 安全方案中应包含的主要内容 1 安全管理体系 包括组织机构 人员 职责 制度 2 安全管理措施 包括火工材料运输 保管 领用 返还等措施 钻孔 装药 堵塞 网络连接 爆破 瞎炮处理措施 安全警戒措施 时间 警戒方法 响应 解除等 防飞石措施等 3 爆破安全距离的计算地震效应验算 防止对周边建筑物造成危害 空气冲击波安全距离的验算 个别飞石安全距离的计算 2 审查施工单位或专业分包单位的资质文件是否满足要求 3 审查作业人员资质 爆破施工必须指定专人负责 爆破作业人员必须进行爆破技术培训并考试合格 应检查爆破作业人员的上岗证 4 在爆破危险区的建 构筑物 管线设备等应采取保护措施 5 在爆破危险区边界设立警戒标志和警戒哨 将爆破信号的意义警告标志和爆破时间等通知给当地单位和居民 放炮前 督促人 畜撤离危险区 施爆前 按爆破方案检查安全防护措施是否到位 如覆盖措施 相关人员是否疏散到安全线之外等 6 现场临时爆药库应远离工作生活区单独设置 雷管炸药量不得超过规定标准 3 3土方回填与压实 3 3 1土石方碾压所使用的机械1 挖掘机2 自卸汽车3 推土机4 碾压设备 光圆碾 静碾和振动碾 羊角碾 蛙式打夯机 手持式打夯机 强夯机3 3 2回填压实的方法 根据碾压设备的种类进行分类 各种设备适用于不同的施工场地及土质 根据填料的铺筑方向分为进占法和后退法 3 3 3回填压实监理工作控制要点 1 基础回填前 监理工程师应对基础 箱型基础墙或地下防水层 保护层进行检查验收 并进行隐蔽验收 2 基底必须符合基底处理设计要求和施工验收规范的规定 3 填土料应符合设计质量要求 有机质 土质种类 颗粒级配 含水量等 4 根据工程情况 做好碾压试验 确定铺土厚度 碾压设备 碾压遍数 含水量等施工参数 施工中根据检测情况及时调整 5 施工前 应做好水平标志 以控制回填土的高度或厚度 6 检查填方土料的级配 粒径 含水率 虚铺厚度和压实遍数 7 基坑 槽 回填应在相对两侧或四周同时进行 8 检查上下水 煤气管道的安装和管沟墙间加固质量是否合格 9 回填土必须按规定分层夯实 10 施工时应有防雨措施 11 按照规定做好工程检测 干容重 压实系数 孔隙率 12 待回填土施工完毕 承包单位应交工程报验单及质量记录 4基坑工程4 1基坑工程质量控制监理要点 1 基坑 槽 管沟开挖前 应根据支护形式 挖深 地质条件 施工方法 周围环境等制定开挖方案与环境保护措施 经审批后方可施工 监理工程师应检查承包单位提交的施工方案中基坑 槽 管沟开挖顺序是否合理 2 开挖基槽前应对定位标准桩 轴线引桩 标准水平桩 标高等进行复查 3 基坑边界周围地面应设排水沟 放坡开挖时 应对坡顶 坡面 坡脚采取降排水措施 4 土石方开挖的顺序 方法必须与设计工况相一致 并遵循 开槽支撑 先撑后挖 分层开挖 严禁超挖 的原则 基坑支护方式 排桩墙支护工程 水泥土桩墙支护工程 锚杆及土钉墙支护工程 钢或混凝土支撑系统 地下连续墙 沉井及沉箱等 5 基坑周边严禁超堆荷载 6 软土基坑必须分层均衡开挖 7 基坑开挖过程中 应采取措施防止碰撞支护结构 工程桩或扰动基底原状土 8 发生异常情况时 应立即停止挖土 并应立即查清原因和采取措施 如边坡出现裂纹 滑动等现象时 监理员应及时向监理工程师汇报 监理工程师应尽快审查承包单位的处理方案 督促承包单位采取安全防护措施 9 施工过程中应对支护结构 周围环境进行观察与监测 发现异常及时处理 10 开挖至设计标高后 应对基坑进行保护 验收合格后 方可进行垫层施工 对于特大型基坑 宜分区分块挖至设计标高 分区分块浇灌垫层 4 2基坑验收注意事项1 为防止基底超挖 当挖土接近设计标高时 应督促承包商标出基准点 基坑 槽 挖好后要检验基底土承载能力是否符合设计要求 2 为防止开挖造成建基面破坏 要求在接近建基面时应采用保护开挖的施工方式 如石方应采用机械凿打或浅孔 少药爆破的施工方式 基地残渣采用人工清理 3 基础验收的组织和注意事项 由业主或业主委托监理主持基础验收工作 参加单位有 业主 施工 设计 地勘 监理共五方 资料 一般应提供基坑 槽 平面及高程测量成果 断面图 照片 岩石抗压强度试验报告 隐蔽工程验收签证资料 5边坡工程 5 1边坡分类 1 岩质边坡 2 土质边坡 3 岩土混合边坡5 2边坡工程安全等级按损坏后可能造成的破坏后果的严重性 边坡类型和破坏等因素 将边坡分为三个安全等级 一级为最高 三级为最低 5 3边坡工程的强制性条文 建筑边坡工程技术规范 GB50330 20023 2 2条 3 3 3条 3 3 6条 3 4 2条 3 4 9条 4 1 1条 15 1 2条 15 1 6条 15 4 1条 5 4边坡开挖监理要点1 排水工作 一个是截流 一个是排水 均应做好 2 开挖方式 有条件的应做预裂爆破 确保边坡尺寸减少石方超挖 3 根据边坡特性 采用逆做法施工 4 建基面的保护层开挖 5 测量与土石方计量 5 5有关文件 规范对边坡施工的规定1 建设部建质 2003 82号文 建筑工程预防坍塌事故若干规定 岩质30m 土质15m 2 市建委渝建发 2002 47号文 关于进一步规范重庆市高切坡 深开挖 高填方项目管理的若干规定 高切坡岩质边坡大于15m 土质大于8m 3 市建委渝建发 2002 76号文 关于认真贯彻落实进一步规范重庆市高切坡 深开挖 高填方项目管理的若干规定的通知 提出承担各类边坡施工的项目监理就总监的资质要求 5 6边坡支护分类及监理要点 5 6 1锚杆 索 挡墙支护 5 6 1 1类型 板肋式锚杆挡墙格构式锚杆挡墙排桩式锚杆挡墙5 6 1 2监理工作要点 1 锚杆施工前 A 掌握施工区建构筑物基础及地下管网情况以及施工对临近建构筑物的影响 B 检验锚杆的制作工艺和张拉锁定方法和设备 C 确定锚杆的注浆工艺并标定注浆设备 D 检查原材料质量以及相应的试验报告 2 锚孔施工应符合 A 孔位偏差不宜大于20mm B 钻孔偏斜度不 5 C 钻孔深度超过锚杆设计长度0 5m以上 3 预应力锚杆锚头承压板及其安装应符合要求 4 锚杆灌浆应符合要求 5 预应力锚杆的张拉与锁定应符合规定 5 6 1 3取样规定 1 砂浆强度检验 每30根锚杆取一组 每组试块不少于6个 2 锚杆试验分基本试验和验收试验 基础试验每种锚杆不少于3根 验收试验取每种类型锚杆总数的5 且不少于5根 5 6 2锚喷支护 1 适用范围 类边坡宜采用砼喷锚支护 类岩质边坡宜采用钢筋混凝土锚喷支护 类边坡应采用钢筋混凝土锚喷支护并不宜高于15m 2 施工时 类岩体边坡应采用逆作法施工 类岩体可部分采用逆作法施工 3 监理质量控制要点A 喷射混凝土所用原材料 钢筋网及锚杆必须符合设计要求 原材料的进场审查 B 喷射混凝土抗压强度 抗渗压力及锚杆抗拔力必须符合设计要求 试验确定 C 喷射混凝土应密实 平整 无裂缝 脱落 漏喷 露筋 空鼓和渗漏水现象 现场监控 施工工艺的要求 D 采用标筋控制厚度D 喷层与围岩及喷层之间粘结紧密 不得有空鼓现象 喷层厚度有60 不小于设计厚度 平均厚度不小于设计厚度 最小厚度不小于设计厚度的50 E 表面平整度的允许偏差为30毫米 且矢弦比不大于1 6 5 6 3重力式挡墙 1 重力式挡墙分类 根据受力形式分为重力式 衡重式等 根据材料不同分为砼 或埋石砼 条石 块石等 2 监理要点 1 土质边坡高度不宜大于8米 岩质边坡不宜大于10米 2 重力式挡墙应有0 5 0 8m的最小埋量深度 3 条块石表面应干净 砂浆填塞饱满 严禁干砌 4 块石上下面应尽可能平整 块石厚不宜小于200 应错缝砌筑 5 砂浆配合比及强度应满足设计要求 6 墙后填土应分层夯实 应留泄水孔 注意回填土满足设计要求 排水管后设置反滤层或滤水包 5 6 4扶壁式挡墙监理要点 1 适用于土质填方边坡 其高度不宜超过8米 岩质边坡不宜超过10米 2 施工前应清除填土中的草 树皮 树根等杂物 墙身砼达70 以上时才能填土 3 扶壁间回填应对称 4 注意泄水孔 滤水层的设置 5 砼 钢筋按规定抽检送样 5 6 5抗滑桩支护5 6 7加筋土挡墙 6地基处理 6 1地基处理的方法 1 换填地基 2 夯实地基 3 注浆地基 4 预压地基 5 振冲地基 6 高压喷射注浆地基 7 泥土搅拌桩基地 8 砂桩地基 9 土工合成材料地基 10 灰土地基 11 砂和砂石地基6 2地基处理的强制性条文 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 20024 1 5 4 1 6 建筑地基处理技术规范 JGJ79 20024 4 2 1条 5 4 2条 6 3 5条 6 4 3条 7 4 4条 8 4 4条 9 4 2条 10 4 2条 11 3 15条 11 4 3条 12 4 5条 13 4 3条 14 4 3条 15 4 3条 16 4 2条 6 3强夯地基监理要点 1 强夯夯击前应查明场地范围内各种地下构筑物和地下管线位置及高程 并采取必要的措施 2 当强夯产生的振动对临近建构筑物会产生不良影响时 应设置监测点并采取相应措施 3 强夯的范围 加固深度 填料粒径 落距 夯出遍数 最后两击间的沉降差是否满足要求 4 强夯后的地基承载力应进行现场静载试验 6 4振动碾压地基监理要点 1 填料的粒径 含水量 虚铺厚度 2 分段填筑应设立标志防漏压 欠压和过压 3 每200 400m2应设一点检查密度 4 承载力试验 7桩基础 7 1桩基分类7 1 1按桩型分 1 混凝土灌注桩 2 静力压桩 3 先强法预应力管桩 4 预制混凝土桩 5 钢桩 打入桩 7 1 2按桩的受力原理分 1 摩擦桩 2 嵌岩桩 3 端承桩 4 摩擦端承桩7 2混凝土灌注桩监理要点 7 2 1监理工程师对灌注混凝土桩基础质量检查主要内容 1 检查灌注桩成孔后的截面尺寸和孔的深度是否符合设计要求 检查孔底沉渣 以摩擦力为主的桩不得大于150mm厚 以端承力为主的桩不得大于50mm厚 2 检查钢筋笼制作是否符合要求 3 检查混凝土的骨料粒径和坍落度 4 检查混凝土强度 5 检查桩顶标高及浮浆剔凿处理 7 2 2钻孔灌注桩质量控制监理要点 1 施工前应对水泥 砂 石子 如现场搅拌 钢筋等原材料进行检查 对施工组织设计中制定的施工顺序 监测手段 包括仪器 方法 也应检查 2 成孔设备就位后 必须平正 稳固 确保在施工中不发生倾斜 移动 容许垂直偏差为0 5 3 灌注桩的桩位偏差必须符合 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002表5 1 4的规定 桩顶标高至少要比设计标高高出0 5m 桩底清孔质量按不同的成孔工艺有不同的要求 应按验收规范要求执行 每浇注50m3必须有一组试件 小于50m3的桩 每根桩必须有1组试件 4 成孔控制深度 5 检查钢筋笼的制作质量 6 成孔质量经检查合格后 应尽快灌注混凝土 7 检查导管 8 施工结束后 应检查混凝土强度 并应做桩体质量及承载力的检验 7 2 3人工挖孔灌注桩质量控制监理要点 1 挖孔前应复核测量基线 水准基点及桩位 并于桩位四周引出挖孔桩 2 每段挖土后必须吊线 检查中心位置是否正确 桩孔的质量要求如下 孔位中心允许偏差 50mm 孔径个别断面允许偏差 50mm 垂直度允许偏差0 5 桩长 3 挖孔完成后 应立即检查孔底质量 并对20 30 桩进行桩端持力层土均匀性的动探校核无误后 立即浇筑扩大端部分混凝土 安放钢筋笼 再进行桩身混凝土浇注 4 钢筋笼的制作与吊放应符合规定 5 挖孔前及挖孔期间 要时刻注意孔下是否含有毒气体 特别是超过10m的深孔要采取通风措施 其风量不宜少于25L S 6 混凝土灌注可采用串桶 导管输送混凝土 不得从上往下直接倒入 混凝土应连续分层浇注 每层浇注高度不得超过1 5m 7 2 4人工挖孔桩安全监理要点1 防落石伤人 措施 修筑井沿 弃渣远离井口 2 防井壁垮塌 措施 及时跟进护壁 3 防提升设备事故 措施 加强检查 确保设备安全可靠 4 防触电 措施 采用专用水泵 5 防窒息 措施 及时输送新鲜空气 6 防流沙 措施 回填粘土重新开挖 减小护壁长度 7 3桩基工程的强制条文 地基基础工程施工质量验收规范 5 1 3 5 1 4 5 1 5 建筑基桩检测技术规范 JG106 20033 1 1 4 3 5 4 4 4 6 4 6 8 4 7 9 23 9 2 4 9 4 2 9 4 5 8深基坑开挖需注意的问题深基坑的定义 根据建设部 建筑工程预防坍塌事故若干规定 的通知 建质 2003 82号文 的规定 深基坑是指开挖深度超过5m的基坑 槽 或深度未超过5m但地质情况和周围环境较复杂的基坑 槽 8 1坑壁的稳定根据基坑的土质及规范要求进行放坡 对场地有限制必须采用竖直开挖的 需采用支挡结构 8 2基坑降水如地下水位较高 为保证施工正常 防止边坡失稳和造成地基承载力降低 必须做好基坑降水工作 降水方法 明沟 集水井抽水或井点系统降水 8 3坑底稳定性软土层深基坑必须注意坑底土体的稳定性 提高支挡结构的强度 刚度 支挡结构的入土深度达到良好土层或岩层 则能保证坑底的稳定 8 4坑底回弹隆胀基坑开挖卸荷后原来土体的自重应力解除 可引起坑底土回弹隆胀 将加剧基础的沉降和不均匀