sm06地基勘查及测试ppt课件

1、 地基勘察的义务：认识场地的地质条件，分地基勘察的义务：认识场地的地质条件，分析场地条件与建筑物之间的相互影响。析场地条件与建筑物之间的相互影响。一、地质作用及地质年代一、地质作用及地质年代自然界所发生的一切改动地壳物质组成、构造和自然界所发生的一切改动地壳物质组成、构造和地表形状的作用。地表形状的作用。内力地质作用内力地质作用外力地质作用外力地质作用主导主导2. 地质年代地质年代1. 地质作用地质作用地壳开展历史与地壳运动、堆积环境及生物演化地壳开展历史与地壳运动、堆积环境及生物演化相应的时代段落。相应的时代段落。 “土构成于新生代第四纪，因此称为土构成于新生代第四纪，因此称为“第四纪堆积物

2、第四纪堆积物。二、矿物和岩石二、矿物和岩石1. 岩石岩石岩浆岩岩浆岩蜕变岩蜕变岩堆积岩堆积岩按成因分类按成因分类是一种或多种矿物的集合体。其性质取决于矿物是一种或多种矿物的集合体。其性质取决于矿物成分。成分。2. 矿物矿物原生矿物原生矿物次生矿物次生矿物分类分类多为原生矿物多为原生矿物质坚，高强质坚，高强质软，吸水性强质软，吸水性强三、地质构造三、地质构造在漫长的地质历史开展过程中，地壳在内、外力在漫长的地质历史开展过程中，地壳在内、外力地质作用下，不断运动演化，所呵斥的地层形状如地质作用下，不断运动演化，所呵斥的地层形状如地壳中岩体的位置，产状及其相互关系等统称为地地壳中岩体的位置，产状及其

3、相互关系等统称为地质构造。质构造。1. 褶皱构造褶皱构造地壳中层状岩地壳中层状岩层在程度运动的作层在程度运动的作用下，使原始的程用下，使原始的程度产状的岩层弯曲度产状的岩层弯曲起来，构成褶皱构起来，构成褶皱构造造2. 断裂构造断裂构造 沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动的沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动的断裂构造，称为节理断裂构造，称为节理 反之，如发生了相对的位移，那么称为断层。反之，如发生了相对的位移，那么称为断层。岩体受力断裂使原有的延续完好性蒙受破坏而构成岩体受力断裂使原有的延续完好性蒙受破坏而构成断裂构造。断裂构造。四、第四纪堆积物四、第四纪堆积物残积物残积物坡积物

4、坡积物洪积物洪积物按成因分类按成因分类无层理、孔隙大、棱角清楚无层理、孔隙大、棱角清楚易引起不均匀沉降易引起不均匀沉降冲积物冲积物自坡上而下，由粗而细，自坡上而下，由粗而细，高紧缩、颗粒亚圆高紧缩、颗粒亚圆稳定性差、易引起不均匀沉降稳定性差、易引起不均匀沉降近山口：良好地基近山口：良好地基强度高，紧缩性低，透水强；强度高，紧缩性低，透水强；远山口：留意流砂景象远山口：留意流砂景象颗粒细，砂土为主颗粒细，砂土为主层理构造明显，高紧缩、低强度、层理构造明显，高紧缩、低强度、含水多，常含有机质含水多，常含有机质山区和平原多为良好地基；山区和平原多为良好地基；三角洲不良三角洲不良 水文地质条件指地下水

5、的埋藏条件、深度、动态分布、水文地质条件指地下水的埋藏条件、深度、动态分布、化学成分及对混凝土的腐蚀。化学成分及对混凝土的腐蚀。一、地下水一、地下水存在于地面存在于地面以下的土和岩石以下的土和岩石孔隙、裂隙和溶孔隙、裂隙和溶洞中的水。洞中的水。上层滞水上层滞水潜水潜水承压水承压水按埋藏条件分按埋藏条件分水位的变化直接受气候影响水位的变化直接受气候影响对根底埋深有影响对根底埋深有影响动水力冲坏基坑动水力冲坏基坑 地下水对工程影响地下水对工程影响 根底埋深选择根底埋深选择 基坑排水方式确定基坑排水方式确定 地下水位升降的不良影响地下水位升降的不良影响 地下室防水地下室防水 空心构造浮起空心构造浮起

6、 地下水腐蚀地下水腐蚀透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩墙板桩墙二、土中渗流的影响二、土中渗流的影响 土孔隙中的自在水在重力作用下，或只需有水头差情况土孔隙中的自在水在重力作用下，或只需有水头差情况下，透过土孔隙流动的景象称为浸透或渗流。下，透过土孔隙流动的景象称为浸透或渗流。层流层流紊流紊流流线不相交流线不相交流线紊乱，交错流线紊乱，交错板桩围护下的基坑渗流1. 土的浸透定理达西定理土的浸透定理达西定理水在土中的浸透速度与试样两端水在土中的浸透速度与试样两端水头差成正比，与渗流途径长度水头差成正比，与渗流途径长度成反比成反比v=kh/L=kii=h/L，水力梯度水力坡降砂土砂土v=ki

7、ivO Oi0粘性土粘性土v=ki-i0起始水力坡降起始水力坡降讨论：讨论： 砂土的浸透速度与水力梯度砂土的浸透速度与水力梯度呈线性关系；呈线性关系； 密实的粘土，需求抑制结密实的粘土，需求抑制结合水的粘滞阻力后才干发合水的粘滞阻力后才干发生浸透。生浸透。达西定律适用于层流，达西定律适用于层流，不适用于紊流。不适用于紊流。021 TLALAAhAhwww cosiLHHGTwwD 212. 浸透力与渗流稳定浸透力与渗流稳定1 浸透力浸透力GD地下水在渗流过程中遭到土骨架的阻力地下水在渗流过程中遭到土骨架的阻力T，相，相应地，水对土产生反力，称为动水力或浸透力应地，水对土产生反力，称为动水力或浸

8、透力GD。根据静力平衡条件：根据静力平衡条件：Lhh1H2H1h2z1z2TLATLA图中图中A为过水断面面积；为过水断面面积；L为渗流途径长度。为渗流途径长度。WLAWLA 单位体积力，单位体积力，kN/m32浸透稳定浸透稳定i icr :土体处于稳定形状土体处于稳定形状土体发生流土破坏土体发生流土破坏土体处于临界形状土体处于临界形状临界水力坡降：临界水力坡降：透水层透水层不透水层不透水层基坑基坑板桩墙板桩墙当水自下而上运动时，动水力方向与土体自重方向相反，当水自下而上运动时，动水力方向与土体自重方向相反，此时临界形状为：此时临界形状为：GDg W i W i 和和土土的的密密实实程程度度有

9、有关关ediscr 11 2渗流变形渗流变形 流砂流土流砂流土 i icr i icr土在向上的浸透作用下，当土在向上的浸透作用下，当i icr，表层部分土体，表层部分土体颗粒同时发生悬浮挪动的景象。颗粒同时发生悬浮挪动的景象。 管涌管涌 i i icricr在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒在渗流作用下，一定级配的无粘性土中的细小颗粒，经过较大颗粒所构成的孔隙发生挪动，最终在土中，经过较大颗粒所构成的孔隙发生挪动，最终在土中构成与地表贯穿的管道。构成与地表贯穿的管道。通常易在粉细砂和粉土地层中产生，在地下水位以下通常易在粉细砂和粉土地层中产生，在地下水位以下的基坑开挖、埋设地下管道

10、、打井等工程活动中常出的基坑开挖、埋设地下管道、打井等工程活动中常出现。现。 通常产生于粉细砂、粉土地层，在施工降水等活动过通常产生于粉细砂、粉土地层，在施工降水等活动过程中。程中。实例Teton坝坝概略：概略：土坝，高土坝，高90m90m，长，长1000m1000m，建于，建于1972-751972-75年，年，19761976年年6 6月失事月失事损失：损失：直接直接80008000万美圆，起万美圆，起诉诉55005500起，起，2.52.5亿美亿美圆，死圆，死1414人，受灾人，受灾2.52.5万人，万人，6060万亩土万亩土地，地，3232公里铁路公里铁路缘由：缘由：浸透破坏水力劈裂浸

11、透破坏水力劈裂Teton坝坝19761976年年6 6月月5 5日上午日上午10:3010:30左右，左右，下游坝面有下游坝面有水渗出并带水渗出并带出泥土。出泥土。Teton坝坝1111：0000左左右右洞口不断扩洞口不断扩展并向坝顶展并向坝顶接近，泥水接近，泥水流量添加流量添加Teton坝坝11:3011:30洞口继续向上扩洞口继续向上扩展，泥水冲蚀了展，泥水冲蚀了坝基，主洞的上坝基，主洞的上方又出现一渗水方又出现一渗水洞。流出的泥水洞。流出的泥水开场冲击坝趾处开场冲击坝趾处的设备。的设备。1111：5050左右左右洞口扩展加速，洞口扩展加速，泥水对坝基的泥水对坝基的冲蚀更加猛烈。冲蚀更加猛

12、烈。TetonTeton坝坝11:57 11:57 坝坡坍塌，坝坡坍塌，泥水狂泻而下泥水狂泻而下TetonTeton坝坝1212：0000过过后后坍塌口加宽坍塌口加宽TetonTeton坝坝洪水扫过下洪水扫过下游谷底，附游谷底，附近一切设备近一切设备被彻底摧毁被彻底摧毁TetonTeton坝坝失事现场目失事现场目前的情况前的情况TetonTeton坝坝3. 基坑开挖防渗措施基坑开挖防渗措施1 1工程降水工程降水 采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位采用明沟排水和井点降水的方法人工降低地下水位在基坑内外设置排在基坑内外设置排水沟、集水井，用抽水水沟、集水井，用抽水设备将地下水从排水沟设备

13、将地下水从排水沟或集水井排出或集水井排出原地下水位原地下水位明沟排水明沟排水原水位面原水位面一级抽水后水位一级抽水后水位二级抽水后水位二级抽水后水位多级井点降水多级井点降水要求地下水位降得较深，要求地下水位降得较深，采用井点降水。在基坑周采用井点降水。在基坑周围布置一排至几排井点，围布置一排至几排井点，从井中抽水降低水位从井中抽水降低水位 a.a.普通轻型井点一级普通轻型井点一级:36m:36mb.b.射流泵轻型井点射流泵轻型井点:8m:8mc.c.放射井点放射井点:820m:820md.d.深井泵深井泵:15m:15me.e.管井井点潜水泵浅的管井井点潜水泵浅的36m36m，深的可达，深的可

14、达20m20m。 上海常用：上海常用：轻型、放射轻型、放射 南京常用：南京常用：管井、轻型管井、轻型 井点降水方法与降水深度井点降水方法与降水深度 减少降水影响的措施减少降水影响的措施回灌井回灌井a.a.减缓降水速度，勿使土粒带出减缓降水速度，勿使土粒带出b.b.采用回灌井或回灌沟，使建筑物坚持原有地下水位采用回灌井或回灌沟，使建筑物坚持原有地下水位2)2)设置板桩设置板桩 沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时添加沿坑壁打入板桩，它一方面可以加固坑壁，同时添加了地下水的渗流途径，减小水力坡降了地下水的渗流途径，减小水力坡降钢板桩钢板桩3)3)水下发掘水下发掘 在基坑或沉井中用机械在水下发

15、掘，防止因排水而呵在基坑或沉井中用机械在水下发掘，防止因排水而呵斥流砂的水头差。为了添加砂的稳定性，也可向基坑斥流砂的水头差。为了添加砂的稳定性，也可向基坑中注水，并同时进展发掘中注水，并同时进展发掘 新规范：新规范：“地基根底设计等级，分甲、乙、丙三级。地基根底设计等级，分甲、乙、丙三级。 和建筑物平安等级、场地条件、勘察阶段有关。和建筑物平安等级、场地条件、勘察阶段有关。 按重要性分按重要性分3 3级级 分简单场地、中等复杂场地、复杂场地分简单场地、中等复杂场地、复杂场地3 3种。种。 土层分布土层分布, 各土层物理、力学性质各土层物理、力学性质 地下水分布，有无腐蚀性地下水分布，有无腐蚀

16、性 能够的不良地质问题：滑坡、岩洞、矿穴、古井、古能够的不良地质问题：滑坡、岩洞、矿穴、古井、古墓等墓等 确定场地的适宜性；为岩土工程设计提供根据及建议。确定场地的适宜性；为岩土工程设计提供根据及建议。详细成果有：详细成果有： 对重要工程还有施工勘察；对简单场地及不很重要的对重要工程还有施工勘察；对简单场地及不很重要的工程可简化勘察阶段。工程可简化勘察阶段。 分选址勘察、初步勘察、详细勘察分选址勘察、初步勘察、详细勘察3 3个阶段，内容依次个阶段，内容依次增多。增多。一、地球物理勘探一、地球物理勘探二、坑探二、坑探三、钻探三、钻探四、取土、实验四、取土、实验五、触探五、触探 1、动力触探、动力

17、触探 规范贯入实验，轻型、重型及特重型动力触探规范贯入实验，轻型、重型及特重型动力触探 2、静力触探、静力触探六、平板荷载实验六、平板荷载实验土层的组成、密实度及模量等性质与其他物理性质土层的组成、密实度及模量等性质与其他物理性质导电性、波速、放射性等有一定联络，经过测后导电性、波速、放射性等有一定联络，经过测后者可推测前者。者可推测前者。 优点：快、省；优点：快、省； 缺陷：各种方法能测的参数有限，且不都很可靠缺陷：各种方法能测的参数有限，且不都很可靠 用物理方法勘测土层、地下水分布及性质。用物理方法勘测土层、地下水分布及性质。 原理：原理：二、坑探二、坑探三、钻探三、钻探 常用常用 孔径孔

18、径101020cm20cm。 孔距：据场地复杂程度、孔距：据场地复杂程度、建筑物等级定建筑物等级定 孔深：据根底影响深度孔深：据根底影响深度定，和根底尺寸、土类定，和根底尺寸、土类有关有关 可在孔内取土、做原位可在孔内取土、做原位测试等测试等常见取土器常见取土器: (: (见图见图1.动力触探动力触探1 1规范贯入实验：规范贯入实验：SPTSPT测砂土密实度测砂土密实度e难测，砂土地基承载力，液化势难测，砂土地基承载力，液化势b贯入贯入15cm；c落距落距76cm30英寸，测贯入英寸，测贯入30cm之锤击数之锤击数N, 杆长杆长修正后得修正后得N63.5d再贯入再贯入10cm，看击数有无突变，有那么加密测点，看击数有无突变，有那么加密测点a钻孔至拟测深度以上钻孔至拟测深度以上15cm； 用途：用途：2轻型动力触