5 房屋建筑与构筑物岩土工程勘察ppt课件

第15章房屋建筑工程勘察,第1节概述第2节地基承载力确定第3节桩基工程地质问题第4节地基沉降计算第5节房屋建筑工程勘察要点,1,配合设计分阶段，满足建筑要求，考虑施工条件。,房屋建筑工程勘察要点,变形：沉降量-变形控制-下卧层验算,强度：承载力-持力层选择-基础类型与埋深确定,核心-,地基稳定性,扩展-,桩基：桩型-桩承载力-沉降分析-施工条件,深基：基坑稳定-施工条件-方案设计（支护、降水）,结合建筑物、关注持力层,特点-,2,房屋建筑工程勘察要点,场地(烈度6度)与地基地震效应评价,再：提出建议（基础、施工、治灾）,多个提供-设计、施工的各项参数,三个查明-场地、岩土、地下水,设计方案要求-,安全可靠、技术可行、经济合理,一、勘察的主要内容：,确定承载力检验变形,3,房屋建筑工程勘察要点,对象-场地工程地质条件各方面要素。,方法-收集资料、踏勘、测绘、必要的勘探等。,特点-范围大、角度宏观、程度浅。,重点-评价场地稳定性、适宜性、方案比选。,1、可研阶段：,一般分可研、初勘、详勘三阶段；,二、阶段划分及各阶段任务要求：,简单合并，重要则加施工阶段。,4,房屋建筑工程勘察要点,不稳定斜坡岩溶作用人类活动,强震场地效应-液化、震陷、斜坡坍滑、采塌；,查明场地条件,大断裂的位置、规模、活动性、力学性质、与场地和地基的关系等；,1、可研阶段（续）：,5,房屋建筑工程勘察要点,选场时需避开的地段,不良地质现象发育、对建筑物有危害或威胁；,地下有未开采的矿藏或采空区。,洪水或地下水有威胁；,对建筑抗震危险的；,地基性质差；,1、可研阶段(续）：,6,房屋建筑工程勘察要点,确定建筑物平面布置、主要建筑地基类型、不良地质现象防治方案。,2、初勘阶段：,取得前期勘察报告、场地地形图、工程性质和规模等资料,工作重点-,准备工作-,7,房屋建筑工程勘察要点,c.对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应判定场地和地基的地震效应。,b.查明场地不良地质现象的类型、规模、成因、分布、对场地稳定性的影响及发展趋势；,任务、要求-,a.初步查明地层、构造、岩土物理力学性质、地下水埋藏条件、最大冻深；,2、初勘阶段：,8,房屋建筑工程勘察要点,a.勘探点线布置-,基岩-提前终孔。,深度参表，可酌情加减，软土-加深；,交界处、变化较大部位加密点距，一般成网格；,方法工作量-,应垂直于地貌单元边界线、地质构造线及地层界限；,2、初勘阶段：,9,房屋建筑工程勘察要点,c.水文地质工作-,b.取样及测试-,方法及工作量-,在平面上均匀分布，数量为总数的1/41/2，竖向间距按地层特点确定，每层有样控制，且不少于6个。,调查类型、补排条件；实测水位，取水样测试，必要时作长期观测。,2、初勘阶段：,10,房屋建筑工程勘察要点,准备-取得建筑总平面图，可能采取的基础形式、尺寸、预计埋深，对基础设计的特殊要求,重点-,3、详勘阶段：,提供详细的岩土工程资料及设计所需参数；,评价建筑物地基的岩土工程性质；,提出地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水及不良地质作用防治的建议；,11,房屋建筑工程勘察要点,c.提供地基变形计算参数，预测建筑物变形特征；,任务与要求,b.查明建筑物范围内各层岩土的类型、分布、工程性质，分析评价地基稳定性、均匀性和承载力值；,a.查明不良地质现象的类型、成因、分布范围、发展趋势及危害并提出整治方案；,3、详勘阶段：,12,房屋建筑工程勘察要点,任务与要求（续）-,e.查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度；,d.查明埋藏的河道、沟滨、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；,f.提供场地土的标准冻结深度；,g.判定水和土对建筑物的腐蚀性；,3、详勘阶段：,13,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；,a.勘探点距,房屋建筑工程勘察要点,方法及工作量-,勘探点宜按建筑物周边或角点布置，或按建筑群范围布置；,单栋高建点距应满足评价地基均匀性要求，且应不少于4个；建筑群可适当减少，但每栋建筑物至少有1个控制性勘探点。,3、详勘阶段：,14,b.勘探孔深,房屋建筑工程勘察要点,方法及工作量-,孔深应控制地基主要受力层，当b5m，条基：孔深不小于基宽3倍，柱基：不小于基宽1.5倍,且不应小于5m；,当有大面积堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性孔深度；,对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性孔应超过地基变形计算深度，一般性孔应达到基底以下0.51.0倍基宽，并深入稳定地层；,3、详勘阶段：,15,控制性孔深度应超过地基变形计算深度，箱（筏）基础，在不具备变形计算条件时，可按下式确定：一般性孔深度应适当大于主要受力层深度，对箱（筏）基础可按下式确定：式中：dc-控制性勘探孔深度(m)；dg-一般性勘探孔深度(m)；d-箱（筏）型基础埋置深度(m)；b-基础宽度(m)；c、g-与土的压缩性有关的经验系数，根据基础下的地基主要土层按下表取值；-与高层建筑层数或基地压力有关的经验系数，勘察等级为甲级可取1.1，乙级可取1.0；,b.勘探孔深(续）：,房屋建筑工程勘察要点,16,房屋建筑工程勘察要点,确定勘探孔深经验系数c、g值,b.勘探孔深(续）：,17,房屋建筑工程勘察要点,主要受力层范围内，厚度大于0.5m的夹层应取样或进行原位测试。,场地中每一主要土层不少于6个原状土样，原位测试不少于6组。,c.取样、测试,取样、原位测试数据地层结构、地基均匀性及设计要求，甲级建筑每栋不少于3个。,土层不均匀时，应增加取土和原位测试数量。,方法及工作量-,3、详勘阶段：,18,房屋建筑工程勘察要点,随阶段深入，勘察范围大变小；点距稀变密；工作方法简到繁；土样数量少到多；研究程度浅至深,勘探工作布置,19,归纳：勘察工作布置依据根据工程重要性、勘察等级、勘察阶段确定技术要求以规范为准；勘察成果必须满足设计、施工等方面的需求具体实施及时分析所得资料，适当调整、及时补充勘察工作,房屋建筑工程勘察要点,20,房屋建筑工程勘察要点-思考题1、房屋建筑勘察的主要任务？2、房屋建筑勘察的勘察阶段划分？3、各勘察阶段的主要任务、方法的选择与工作量确定？4、勘探孔间距和深度、取样位置如何确定，各阶段同否？5、什么是控制性孔？详勘时需布置多少控制性孔？6、勘察的准备工作、外业及内业工作各自有哪些？,21,初步勘察阶段勘探线、点间距,房屋建筑工程勘察要点,勘探工作布置,22,初步勘察阶段勘探孔深度,房屋建筑工程勘察要点,勘探工作布置,23,详细勘察阶段勘探点间距,房屋建筑工程勘察要点,勘探工作布置,24,房屋建筑勘察主要工作内容（岩土工程勘察规范）：1查明场地和地基稳定性、地层结构、持力层和下卧层工程特性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等；2提供满足设计施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状；3提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议；4提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议；5对于抗震设防烈度等于或大于6度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。,房屋建筑工程勘察要点,25,野外勘察的准备工作：1、收集资料建筑场地地形图；建筑规划平面图（规模、用途）；场地三通一平情况；地下隐蔽工程、各类管线位置。2、编制岩土工程勘察纲要由勘察工程负责人根据搜集的资料，将建筑物平面图迭在地形图上，布设勘探孔位、间距、标明孔深、技术孔取原状土部位标高及原位测试地点数量等。3、设备、人员落实4、现场踏勘定位,技术要求,房屋建筑工程勘察,26,岩土工程勘察需收集的资料,房屋建筑工程勘察,27,岩土工程勘察纲要1、工程概况2、本次勘察的目的3、预估的场地工程地质条件4、本次勘察的重点和难点5、勘察工作布置（附平面图）勘察纲要还应包括：钻机型号与数量；原位测试设备（动探、静探、旁压仪）；人员配备；交通运输；进度计划。,技术要求,房屋建筑工程勘察,28,盐城工学院图书馆1、工程概况拟建的盐城工学院图书馆位于北京市昌平区北京农学院院内。拟建图书馆为地上35层，无地下室。基础形式拟采用柱基。2、岩土工程勘察等级本工程建筑结构重要性等级为一级；场地复杂程度等级为二级(中等复杂场地)；地基复杂程度为二级(中等复杂地基)。岩土工程勘察等级为甲级。3、勘察工作目的按照建设单位对场地勘察提出的要求，依据国家和北京市相关技术规范标准的规定，确定本次岩土工程勘察目的为：,29,盐城工学院图书馆（1）详细查明建筑物范围内的地质构造、地层结构及其均匀性，以及各岩层土的物理力学性质和工程特性。（2）查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势及对建筑场地稳定性的影响；查明有无埋藏古河道、暗塘、墓穴等，并就上述情况对建筑场地稳定性的影响及危害程度做出评价，并提出预防措施的建议。（3）查明地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度和规律，以及地下水和土对建筑材料的腐蚀性，设计抗渗水位及抗浮水位，提出施工降水方法的建议和有关技术参数。（4）提供抗震设防烈度、分组及有关技术参数，场地土类型和场地类别，并对饱和砂土和粉土进行液化判别，对场地和地基的地震效应、场地地震安全性做出评价。,30,盐城工学院图书馆（5）提供场地土层的标准冻结深度。（6）对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，建议适当的基础形式和基础持力层，并提出地基和基础经济合理的设计方案和建议。（7）拟采用桩基成桩的可能性分析，施工对周围环境影响分析和评价。（8）提供与设计要求相对应的地基承载力特征值及变形计算参数，预估基础沉降量，并对设计与施工应注意的问题提出建议。（9）基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响。,31,第届奥运会中心场-国家体育场,外围平台设有地下2层框架结构的停车场和商业用房，看台内部地上16层。体育场整体呈三维碗状几何结构，主体结构由巨型钢桁架结构体系、外壁“鸟巢”型次结构体系、内部看台的钢筋混凝土框架剪力墙结构体系组成。,实例分析1,国家体育场工程建筑面积20.29公顷；总建筑面积约31万2，建筑高度69.21m，建筑南北总长度320m，东西总宽度280m。,32,建筑结构特征,本工程巨型钢桁架结构均由环形布置在看台外部的24根组合柱支撑，组合柱柱间距约35m。每根组合柱承担的竖向荷载设计值达40000kN50000kN，承受水平荷载设计值达20000kN，采用桩基。,实例分析1,看台区由一系列辐射状布置的框架柱列支撑，柱底竖向荷载设计值约为4000kN20000kN，采用桩基。外围平台（裙房和纯地下室部分）单柱荷载一般为10000kN，边柱跨度较小的部位为4000kN。,国家体育场,33,建筑结构特征,本工程巨型钢桁架结构均由环形布置在看台外部的24根组合柱支撑，组合柱柱间距约35m。每根组合柱承担的竖向荷载设计值达40000kN50000kN，承受水平荷载设计值达20000kN，采用桩基。,实例分析1,看台区由一系列辐射状布置的框架柱列支撑，柱底竖向荷载设计值约为4000kN20000kN，采用桩基。外围平台（裙房和纯地下室部分）单柱荷载一般为10000kN，边柱跨度较小的部位为4000kN。,国家体育场,34,在建筑平面范围内，共完成勘探钻孔148个，其中控制性勘探孔78个，一般性勘探孔70个，勘察期间根据现场地层变化补充钻孔2个。,实例分析1,勘探工程布置,地基采用灌注桩后压浆技术，以提高桩基的承载力和控制桩基沉降与整体沉降协调。,因结构对地基基础差异沉降敏感，所以工程对地基承载力、地基变形及地基稳定性有严格控制要求。,35,工程地质概况,拟建场区位于永定河冲洪积扇中部，第四纪地层厚度（相当于第三纪基岩埋深）约在160m200m左右。地面以下至基岩顶板之间的沉积土层以粘性土、粉土与砂土、碎石土交互沉积层为主。,实例分析1,根据北京市勘察设计研究院提供的国家体育场岩土工程勘察报告，拟建场区72m深度范围内的地层划分为人工堆积层及第四纪沉积层两大类，并按地层岩性及其物理力学性质指标进一步划分为11个大层及亚层，,36,金茂大厦,主楼上部结构荷载近30万吨，地下室开挖深度20m，基坑面积达140m*130m。该工程对桩基承载力、桩基变形、深基坑围护设计及施工、建筑物抗震性能等要求极高。该项目获上海市优秀勘察设计一等奖和全国第七届优秀工程银奖。,实例分析2,37,金茂大厦,钻探及标准贯入试验深度达137m，旁压试验深度135m，双桥静力触探深度85m，现场渗透试验深度42m，跨孔法波速测试深度113m，检层法深度132m，深部地脉动深度114m。为本工程的桩基设计施工、深基坑设计施工以及结构抗震设计提供了可靠的依据。,实例分析2,38,上海东方明珠广播电视塔,位于上海浦东陆家嘴，北临黄浦江，整个工程占地35000m2，建筑面积38000m2。该构筑物总高度454m，塔体是由三个带斜撑的圆柱体和多个球体组成的特高巨型构筑物，称为“东方明珠”，亚洲第一，世界第三，上部结构由钢筋混凝土筒体结构和钢结构塔尖两部分组成。,实例分析3,39,上海东方明珠广播电视塔,勘探深度120m。主要采取钻探取土、静力触探、标准贯入试验和现场十字板剪切试验、波速测试及地脉动试验。室内试验有无侧限试验、高压固结、三轴试验、侧压力系数测定、共振柱和动三轴试验等。该项目获上海市优秀勘察设计一等奖。,实例分析3,40,上海大剧院,勘察该项目的勘察最大深度80m，除钻探取土外，还进行了标贯试验、静力触探试验、现场十字板剪切试验、现场渗透试验和跨孔波速测试及地脉动测试。,实例分析4,该项目获上海市优秀勘察设计三等奖。,41,监测施工过程中支撑结构的内力和变形、周围建筑物、地下管线的变形、地面沉降和地下水位变化。,上海大剧院,实例分析4,基坑支护该工程基坑东西长约116m，南北宽约127m，采用地下连续墙结构，墙深25.9m，宽约1m，开挖深度10m，总计土方量150000m3，内设两道砼水平支撑，,42,基坑平面呈“L”型，采用地下连续墙，主楼区墙体深度33m，裙房区29m，基坑开挖深度主楼区16.8m，裙房区为14.6m,采用深搅桩加固坑内基底土和深井井点降水系统。,实例分析6,为减少施工对周围环境的影响，采用逆作法。,总建筑面积约为12*104m2。主楼高58层，裙房6层，地下室三层，采用钻孔灌注桩。,明天广场,43,北京地铁五号线12#标段-降水,地铁五号线是北京市轨道交通线网规划中的一条南北向地铁线，位于城市中轴线东侧，南起丰台区宋家庄站，北至昌平区太平庄北站，全长27.6km，设车站24座，车辆段一个。地铁五号线的建设将在改善北京市的交通结构、缓解交通拥挤状况、促进沿线地区的土地利用和开发、提升北京市的经济实力、支持北京2008年奥运会等方面产生积极的作用。,实例分析7,44,北京地铁五号线12#标段-降水,12#标段暗挖区间大致呈南北走向，起止桩号为：A段K15+586.60K16+418.189长831.589m，结构断面为平行马蹄形双洞，线间距14.8m；B段K16+697K16+786段长约89m，结构断面为单洞双线加中隔墙的形式。,实例分析7,45,场地地层分布,实例分析7,46,场地水文地质条件,本区间地下水赋存于第四纪地层中，自上至下分三层：上层滞水主要赋存于粉土层及粉细砂2层，水位标高31.94m，水位埋深6.86m，补给来源为大气降水和绿地灌溉水垂