第八章 地基勘察

.,第八章地基勘察,.,一、地基勘察基本概念二、地基勘察的任务和勘探点的布置三、地基勘察方法四、地基土的野外鉴别与描述五、地基勘察成果报告和使用六、验槽,.,学习目标：了解岩土工程勘察三阶段、地基勘察的任务及地基勘察方法。熟悉地基土的野外鉴别和描述。熟悉地基勘察报告书的内容并会阅读使用地基勘察报告书。掌握验槽的目的和内容，掌握轻便触探的方法，掌握常见的基槽局部处理方法。,.,（一）工程地质勘察的目的工程地质勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。地基勘察必须遵守岩土工程勘察规范（GB500212001）的有关规定。地基勘察和评价的任务：认识场地的地质条件，分析它与建筑物之间的相互影响。地质条件包括岩土的类型及其工程性质、地质构造、地形地貌、水文地质条件、不良地质现象和可资利用的天然建筑材料等。,一、地基勘察基本概念,.,（二）决定勘察任务的因素,勘察任务工作内容、工作量、工作方法应按下列四个因素确定：1.建筑场地的复杂程度（场地、地基等级）。2.建筑规模及建筑物等级（安全等级）。3.对建筑场地地质条件的研究程度及当地建筑经验。4.地基基础设计、施工的特殊要求。,一、地基勘察基本概念,.,岩土工程勘察规范根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，按下列条件划分岩土工程勘察等级。1.甲级。在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。2.乙级。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。3.丙级。工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均三级。另外，建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。,（三）岩土工程勘察等级,一、地基勘察基本概念,.,（四）工程地质勘察三阶段,对应于工程设计中场址选择、初步设计和施工图三阶段，为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为选址勘察、初步勘察和详细勘察三阶段。对于地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚应进行施工勘察。,一、地基勘察基本概念,.,1.勘察（可行性研究勘察）基本要求选址勘察的目的是为了取得几个场址方案的主要工程地质资料，对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价和方案比较。选择场址时，应进行技术经济分析，避开不利地段。可行性研究阶段的勘察工作，主要侧重于收集和分析区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验。,一、地基勘察基本概念,.,2.初步勘察基本要求初步勘察的任务是查明地层构造、岩土性质、地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因、分布及对场地稳定性的影响以及地基土的地震效应等，对场地内建筑地段的稳定性作出岩土工程评价，为确定建筑总平面布置，选择主要建筑物地基基础设计方案和不良地质现象的防治对策提供工程地质资料。,一、地基勘察基本概念,.,二、地基勘察的任务和勘探点的布置,（一）地基勘察（详细勘察）的任务详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作：1.搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点，基础形式、埋置深度，地基允许变形等资料。2.查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议。3.查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。,.,二、地基勘察的任务和勘探点的布置,4.对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征。5.查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。6.查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度。7.在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。8.判定水和土对建筑材料的腐蚀性。,.,二、地基勘察的任务和勘探点的布置,（二）勘探点的布置1勘探点的间距对土质地基，勘探点的间距可按表8.1确定。表8.1详细勘察勘探点的间距（m）,.,详细勘察的勘探点布置，应符合下列规定：1）勘探点宜按建筑物周边线和角点布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置。2）同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化。3）重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3个。4）勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。详细勘察的单栋高层建筑勘探点布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1个控制性勘探点。,二、地基勘察的任务和勘探点的布置,.,在实际工程地质勘察中，可采取测绘与调查、勘探、原位测试与室内试验等勘察方法。（一）测绘与调查测绘与调查的目的是通过对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、不良地质现象进行调查研究与必要的测绘工作，为评价场地工程条件及合理确定勘探工作提供依据。对建筑场地的稳定性进行研究是工程地质调查和测绘的重点问题。,三、地基勘察方法,.,（二）勘探勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。常用的勘探方法有坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。1.坑探坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样，这是一种不必使用专门机具的一种常用的勘探方法。当场地的地址条件比较复杂时，利用坑探能直接观察地层的结构变化，但坑探可达的深度较浅。探井的平面形状为矩形或圆形，深度为23m。较深时应支护坑壁以策安全。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,2.钻探钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。钻机一般分回转式与冲击式两种。回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。冲击式钻机则是利用卷扬机借纲丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层形成钻孔后以抽筒提取岩石碎块或扰动土样。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,3.触探触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土中，并量测能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标。触探可分为静力触探和动力触探。,三、地基勘察方法,.,（1）静力触探静力触探试验借静压力将触探头压入土中，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。静力触探仪可分为机械式和油压式（如下图）两类。,三、地基勘察方法,.,静力触探设备中核心部分是触探头。触探杆将探头匀速贯如土层时，触探头可以测得土层作用于探头的锥尖阻力和侧壁阻力。探头按结构分为单桥和双桥两类。单桥探头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁阻力在内的总贯入阻力P（kN）。通常用比贯入阻力PS（kPa）表示，即Ps=P/A,三、地基勘察方法,.,双桥探头可测出锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总摩阻力Qs（kN）。通常以锥尖阻力qc（kPa）和侧壁阻力fs（kPa）表示：qc=Qc/Afs=Qs/Fs还可计算同一深度处的摩阻比Rf=fs/qc100%在现场实测以后进行触探资料整理，绘制有关的曲线(如下图），从而划分土层，间接地估算土的承载力、压缩性指标和单桩承载力等。,三、地基勘察方法,.,三、地基勘察方法,.,（2）动力触探动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定高度自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度的锤击次数，以此判别土的性质。下面介绍标准贯入试验和轻便触探两种动力触探方法。1）标准贯入试验标准贯入试验应与钻探工作相配合。其设备是在钻机的钻杆下端联结标准贯入器，将质量为63.5kg的穿心锤套在钻杆上端。试验时，穿心锤以76cm的落距自由下落，将贯入器垂直打入土层中15cm（此时不计锤击数），随后打入土层30cm的锤击数，即为实测的锤击数。,三、地基勘察方法,.,但需指出，应用N值时是否修正和如何修正，应根据建立统计关系时的具体情况确定。,按N的大小,确定土的承载力、估计土的抗剪强度和粘性土的变形指标、判别粘性土的稠度和砂土的密实度以及估计砂土液化的可能性。,三、地基勘察方法,.,2）轻便触探轻便触探设备组成（如右图）。试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，然后以手提高质量为10kg的穿心锥，使其以50cm的落距自由下落，将触探杆垂直打入土中，记录每打入30cm的锤击数称为N10。应用轻便触探指标N10，可确定粘性土和素填土的承载力，判别土层的均匀性。,三、地基勘察方法,.,4.地球物理勘探地球物理勘探（简称物探）也是一种兼有勘探和测试双重功能的技术。物探之所以能够用来研究和解决各种地质问题，主要是因为不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，利用其导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等差异，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地址问题。常用的物探方法主要有：电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等。,三、地基勘察方法,.,四、地基土的野外鉴别与描述,（一）地基土野外鉴别野外鉴别地基土无仪器设备，主要凭感觉和经验。对碎石土和砂土的鉴别方法，利用日常熟悉的食品如绿豆、小米、砂糖、玉米面的颗粒作为标准，进行对比鉴别。对粘性土与粉土的鉴别方法，根据手搓滑腻感或砂粒感等感觉，加以区分和鉴别。,.,表8.4粘性土与粉土的野外鉴别,四、地基土的野外鉴别与描述,.,四、地基土的野外鉴别与描述,表8.5新近沉积粘性土的野外鉴别,.,（二）地基土野外描述1.颜色密实度湿度粘性土的稠度含有物其他,四、地基土的野外鉴别与描述,.,（一）勘察报告书的基本内容地基勘察的最终成果是以报告书的形式提出的。勘察工作结束后，把取得的野外工作和室内试验记录和数据以及收集到的各种直接间接资料分析整理、检查校对、归纳总结后作出建筑场地的工程地质评价。最后以简要明确的文字和图表编成报告书。报告书应包括如下内容：（1）任务要求及勘察工作概况；勘察方法与勘察工作布置。（2）场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设计烈度。,五、地基勘察成果报告,.,（3）场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其它设计计算指标。（4）地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度。（5）对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜性作出结论，指出存在的问题和提出有关地基基础方案的建议。所附的图表有下列几种：勘探点平面布置图；工程地质剖面图；地质柱状图或综合地质柱状图；土工试验成果表；其它测试成果表（如静载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验、旁压试验等）,五、地基勘察成果报告,.,五、地基勘察成果报告,.,钻孔柱状图,五、地基勘察成果报告,.,五、地基勘察成果报告,.,首先应熟悉勘察报告的主要内容，对勘察报告有一个全面的了解，复核勘察资料提供的土的物理力学指标是否与土性相符；查看场地的地形地貌、地层分布情况，用于基槽开挖时土层比对；查看地下水埋藏情况、类型、水位及其变化用于施工降水方案的制定；,（二）勘察报告的阅读和使用,五、地基勘察成果报告,.,五、地基勘察成果报告,4.查看相关土的类别和物理力学指标用于边坡放坡或基坑支护设计。5.查看地基均匀性评价和持力层地基承载力用于验槽时比对。6.还应特别注意勘察报告就岩土整治和改造以及施工措施方面的结论和建议。7.在阅读时，勘察报告中的文字和图件应相互配合。,.,六、验槽,（一）验槽的目的1.检验通过有限钻孔资料得到的勘察成果是否与实际符合，勘察报告的结论与建议是否正确和切实可行。2.根据基槽开挖实际情况，研究解决新发现的问题和勘察报告遗留的问题。（二）验槽的基本内容1.核对基槽开挖的平面位置与槽底标高是否与勘察、设计要求相符。2.检验槽底持力层土质与勘察报告是否相符。参加验槽的各方负责人需下到槽底，依次逐段检验，发现可疑之处，用铁铲铲出新鲜土面，用土的野外鉴别方法进行鉴定。,.,六、验槽,3.审阅施工单位的钎探记录并做现场对比钎探，检验钎探记录的正确性，判别地基土质是否均匀。对异常点需找出分布范围，总结分布规律并查明原因。如局部存在古井、菜窑、坟穴、河沟等不良地基，则还需用钎探等方法查明其深度。4.研究决定地基基础方案是否需要修改以及局部异常地基处理方案。,.,六、验槽,（三）验槽的方法以肉眼观察为主，辅以轻便触探、钎探等方法。观察时应重点关注柱基、墙角、承重墙下或其他受力较大的部位，观察槽底土的颜色是否均匀一致，土的坚硬程度是否一样，有无局部含水量异常现象等。,.,（四）验槽的注意事项1.验槽要抓紧时间，基槽挖好后立即钎探并组织验槽，避免下雨泡槽、冬季冰冻等不良影响。2.槽底设计标高若位于地下水位以下较深时，必须做好基槽排水，保证槽底不泡水。如槽底标高在地下水位以下不深时，可先挖至地下水面验槽，验完槽后再挖至基底设计标高。3.验槽时应验看新鲜土面，清除超挖回填的虚土。冬季冻结的表土和夏季日晒后干土似很坚硬，但都是虚假状态，应用铁铲铲去表层再检验。4.当持力层下埋藏有下卧砂层而承压水头高于基底时，不宜进行钎探，以免造成涌砂。,六、验槽,.,小结1地基勘查的任务详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基