第二章地基勘探及测试

1、第二章 地基勘察与测试2.1 地基勘察的任务和内容2.2 地基勘察测试方法2.3 基槽检验与地基的局部处理2.4 地基勘察报告书及工程实例基础工程退出退出2.1 地基勘察的任务和内容工程地质勘察的重要性盲目设计施工的后果东南大学教工住宅板基断裂该住宅北侧已经正规勘察、设计并施工建成6层教工住宅，使用良好，两楼仅隔二十余米，设计师判断这是简易场地，将北侧的勘察资料借用做南面新楼资料，事故发生后，补勘发现一侧地基中存在软弱淤泥层粗心大意危害极大清华大学供应科库房墙体开裂因钻孔深度太浅，地基中部厚层高压缩性泥炭层未发现，导致墙体大裂缝33条，成为危房云南民院住宅墙体开裂地基中存在局部淤泥与泥炭层未发

2、现，严重开裂，多次加固无效，最后被迫拆除工程地质勘察等级工程安全等级工程安全等级建筑场地等级建筑地基等级安全等级破坏后果工程类型一级很严重重要工程二级严重一般工程三级不严重次要工程建筑场地等级因素一级二级三级建筑抗震危险地段不利地段设防烈度不大于6度，对建筑抗震有利不良地质现象强烈发育一般发育不发育地质环境强烈破坏一般破坏未受破坏地形地貌复杂较复杂简单建筑地基等级等级因素一级二级三级岩土种类岩土种类多，性质变化大，地下水影响大，需特殊处理岩土种类较多，性质变化较大，地下水有不利影响岩土种类单一，性质变化不大，地下水无影响特殊岩土多年冻土、湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊岩土除一级岩土之外的特殊

3、岩土无特殊岩土*以上等级划分时，满足其中一项即可确定其等级工程勘察等级勘察等级确定勘察等级的条件工程安全等级建筑场地等级建筑地基等级一级一级任意任意二级一级任意任意一级二级二级二级二级或三级三级二级三级一级任意任意一级二级二级三级二级三级三级三级二级三级三级二级或三级工程地质勘察的内容及要求工程勘察阶段：可行性研究勘察阶段初步勘察阶段详细勘察阶段施工勘察阶段搜集资料、分析资料、现场踏勘，对拟选场地做出地质评价初步查明岩土物理力学性质，对选定工程场地的稳定性作出岩土工程评价，按不同的建筑物提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数，对地基作出工程分析评价，为基础设计、地基处理、不良地质现象的

4、防治等作出方案及论证，提出建议。地基验槽，桩基工程与地基处理的质量和效果的检验，在施工阶段发现地质情况与勘察不符时要进行施工勘察，补充必要数据初勘、详勘要求：勘探布点、勘探孔深度、取样和测试工作量基础挖土方土方工作，施工方认为已按图纸完成，由监理报告甲方通方通知勘测、设计、及监督方到现场查看，深度是否达到勘测、设计要求的持力层持力层，确定后，甲方、监理检查基槽尺寸及轴线轴线等各种偏差。在技术、安全等各方面满足后，监理签证验槽和隐蔽报验单及浇筑申报单，并签发浇筑令，准予浇筑基础混凝土。这个过程就叫地基验槽地基验槽。 2.2 地基勘察测试方法勘探坑探坑探探槽、探坑、探井探槽、探坑、探井钻探钻探地球

5、物理勘探地球物理勘探电阻率、地震法电阻率、地震法触探触探静力触探、动力触探、标准贯入静力触探、动力触探、标准贯入地基勘察试验指标的选取课下自课下自己学习己学习2.3 基槽检验与地基局部处理基槽检验五方会谈（甲方、勘察、设计、监理、施工）验槽目的、内容、注意事项地基局部处理方法1.人工杂填土、坑穴和淤泥等软弱土层的处理坑范围小深度浅，将虚土全部挖出然后用与坑边天然土压缩性接近材料回填坑范围大或其它条件限制，将该范围内基槽加宽或加大基础埋深，做成踏步与两端连接在单独基础下，坑深度较浅，按压缩层深度内异常土处理kcmdbacmdmbmf 2.砖井或土井的处理井内土层已密实，将井的砖圈拆除1m后进行处

6、理，加强上部结构井内回填土不密实，用大块石将下面软土挤密后再用上述方法处理3.局部硬土的处理挖除，视情况回填；采用深基础4.橡皮土的处理地基为粘性土，含水量很大趋于饱和，避免直接夯拍，采用晾槽或惨白灰的方法降低土的含水量地基土如果已经发生颤动，利用碎石或卵石将泥挤紧；或将泥挖除重新回填5.管道的处理管道位于槽底以上，采取防止漏水的措施管道位于槽底以下，拆迁管道 1现象 填土受夯打(碾压)后，基土发生颤动，受夯击(碾压)处下陷，四周鼓起，形成软塑状态，而体积并没有压缩，人踩上去有一种颤动感觉。在人工填土地基内，成片出现这种橡皮土(又称弹簧土)，将使地基的承载力降低，变形加大，地基长时间不能得到稳

7、定。 2原因分析 在含水量很大的粘土或粉质粘土、淤泥质土、腐殖土等原状土地基土进行回填，或采用这种土作土料进行回填时，由于原状土被扰动，颗粒之间的毛细孔遭到破坏，水分不易渗透和散发。当施工时气温较高，对其进行夯击或碾压，表面易形成一层硬壳，更加阻止了水分的渗透和散发，因而使土形成软塑状态的橡皮土。这种土埋藏越深，水分散发越慢，长时间内不易消失。2.4 地基勘察报告和工程实例勘察报告书的内容：工程地质报告书在内容结构上分为：1.绪论说明勘察工作的任务、采用的方法及取得的成果2.通论阐明勘察场地工程地质条件，区域自然地理和地质背景3.专论主要论证工程建筑所涉及到的有关工程地质问题，评价工程的适宜性

8、，并提出防治不良地质作用措施的建议4.结论在专论的基础上，对各种具体问题给予简要的结论性意见文字部分：图表部分：1.勘探点平面位置图2.钻孔柱状图3.工程地质剖面图4.土工试验图表5.现场原位测试图件本 章 结 束坑探( (trial pits)优点：使用工具简单，技术要求不高，应用广泛，揭露面积较大，可直接观察地质现象，采取原状结构试样，可作现场大型原位试验缺点：可达深度较浅且成本较高；一般34m, 地下水以下危险坑探的编录工作：除了做详细的描述记录之外，还要绘制展视图展视图种类： 四壁辐射展开法（适用于探坑、探槽） 四壁平行展开法（适用于探井）地层年代层厚（m）标高（m）四壁方位岩性描述北

9、东南西Q1.72.7砂砾岩D1.72.3石灰岩D1.92.0石英砂岩四壁平行展开法绘制的探井展视图150148146144钻探(Exploration Drilling)回转式钻机回转式钻机借助于钻机机械和工具在岩层中钻孔的一种勘察方法。钻孔分为鉴别孔和技术孔；控制孔与一般孔。可以直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡滑动面的位置以及岩溶发育情况等还可以取出岩芯作为试样或在钻孔中进行抽压水试验、声波测试、触探或长期监测等钻探钻探方法和设备钻探工具根据动力来源分为人力和机械两种，前者仅用土层、浅孔，后者则岩土层均用，效率高、孔深大常用人力钻探工具：洛阳铲、锥探、麻花钻、小

10、螺纹钻等洛阳铲：钻孔直径小深度较大的圆形孔；取出扰动土样；冲进深度一般可达10m，黄土中可达30m；弧形铲头适用于黄土及黏性土层，圆形铲头可安装缺十字或活叶，可钻进并取出砂土，掌形铲头可将孔内较大碎石、卵石击碎锥探：用锥具向下冲入土中，凭感觉来探明疏松覆盖层厚度；探深可达10m，用于查明沼泽和软土厚度、黄土陷穴麻花钻或小螺纹钻：每节长1m的钢管钻杆和管子钳，首端为麻花形钻头；螺旋取出扰动土样，孔径小；适用于粘性土及砂类土；探深6m以内机械钻探的工具是各式钻机按照钻进方法：冲击钻进、回转钻进、振动钻进、冲洗钻进冲击钻进：利用钻具的自重，反复自由下落的冲击力，使钻头冲击孔底以破碎岩石而逐渐钻进；适

11、用于砾、卵石层及基岩；不能取得完整岩芯，能保持较大的钻孔口径回转钻进：利用钻机回转，是钻头的切刀或加研磨材料削磨岩石而不断钻进；适用于软硬不同的地层；能取得原状土或完整岩芯振动钻进：利用机械动力产生的振动力，使土的抗剪强度降低，借振动器和钻具的自重，切削孔底土层不断钻进；不能得原状土或完整岩芯冲洗钻进：通过高压射水破坏孔底土层从而实现钻进，适用于砂层、粉土层、不太坚硬粘土层，不能得原状土或完整岩芯岩土取样在取样的工程中，力求排除各种可能的扰动因素，使试样的扰动程度降至尽可能小的程度，其中取土器是影响取土质量的重要因素目前外钻孔取土器样式：对开筒式、圆筒推出式，重大工程尽量选用活塞薄壁取土器（软

12、土），三重管取土器（坚硬土）级别扰动程度试验内容不扰动土的定名、含水量、密度、强度试验、固结试验轻微扰动土的定名、含水量、密度显著扰动土的定名、含水量完全扰动土的定名土试样质量等级划分不同等级土试样的取样工具和方法见岩土工程勘察规范（GB500212001）钻孔观测、编录和资料整理1.岩芯观察、描述和编录2.钻孔水文地质观测3.钻进动态观察和记录4.编制钻孔柱状图，比例一般为1:1001:500静力触探试验(DPT)静力触探试验的主要技术要求(匀速压入)电缆传感器传感器传感器单桥探头双桥探头单桥探头只能测定一个触探指标比贯入阻力psAPps双桥探头同时测出锥尖阻力qc和侧摩阻力faAQqccF

13、Pffa孔压静探探头可测贯入时孔隙水压力静力触探试验的目的和使用条件适用范围粘性土、粉土、砂土试验目的1.根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层2.估算地基土层的物理力学参数3.评定地基土的承载力4.选择桩基持力层、估算单桩极限承载力、判定沉桩可能性5.判定场地地震液化势静力触探试验成果的应用主要成果1.比贯入阻力深度(ps-h)关系曲线2.锥尖阻力深度(qc-h)关系曲线3.侧壁摩阻力深度(fs-h)关系曲线4.摩阻比深度(Rf-h)关系曲线100csfqfRqc-h曲线fs-h曲线Rf-h曲线ps-h曲线成果应用1.划分土层界线上下层贯入阻力相差不大时，取超前深度和滞后深度的中心

14、，或中点偏向小阻力土层510cm处作为分层界线上下层贯入阻力相差一倍以上时，当由软层进入硬层或由硬层进入软层时，取软层最后一个贯入阻力小值偏向硬层10cm为分界上下层贯入阻力无变化时，结合fs或Rf的变化确定分界2.评定地基土的强度参数粘性土的强度（表2-9）砂土的强度（表2-10）3.评定土的变形参数粘性土的压缩模量或变形模量（表2-11）砂土的压缩模量（表2-12）和变形模量（表2-13）4.评定地基土的承载力部分地区的一般土类地基承载力特征值的经验关系（表2-14）5.预估单桩承载力高层建筑岩土工程勘察规程（公式2-4）圆锥动力触探(DPT)动力触探的类型和规格轻型动力触探10kg（30

15、cm）重型动力触探63.5kg（10cm）超重型动力触探120kg （10cm）触探杆锤垫穿心锤尖锤头 利用一定质量的落锤，以一定高度的自利用一定质量的落锤，以一定高度的自由落距将标准规格的圆锥形探头打入土由落距将标准规格的圆锥形探头打入土层中，根据探头贯入的难易程度（可用层中，根据探头贯入的难易程度（可用贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入阻力来表示）判定土层性质。简称动力阻力来表示）判定土层性质。简称动力触探或动探。触探或动探。 圆锥动力触探动力触探试验的适用范围和目的适用范围强风化、全风化的硬质岩、各种软质岩、各类土目 的1.定性评价：评定场地土层的均匀性

16、；查明土洞、滑动面和软硬土层界面；确定软弱土层或坚硬土层的分布；检验评估地基土加固与改良的效果2.定量评价：确定砂土的孔隙比、相对密实度、粉土和粘性土的状态、土的强度和变形参数，评价天然地基土承载力或单桩承载力动力触探试验成果的应用1.确定砂土、碎石土的密实度2.确定地基土的承载力和变形变量3.确定单桩承载力标准值Rk标准贯入试验(SPT)标准贯入试验设备规格穿心锤贯入器头触探杆锤垫出水孔贯入器身贯入器靴1.贯入阻力用贯入器贯入土层中30cm的锤击数N63.5表示2.国内统一使用直径42mm的钻杆，国外也有使用直径50mm、60mm的钻杆落距锤的质量(kg)63.50.5落距(cm)762贯入

17、器长度(mm)500外径(mm)511内径(mm)351管靴长度(mm)761刃口角度(o)1820刃口单刃厚(mm)2.5钻杆直径(mm)42相对弯度1/1000标准贯入试验标准贯入试验的适用范围和目的适用范围砂土、粉土、一般粘性土，最适用于N250击的土目 的1.采取扰动土样，鉴别和描述土类，按颗粒分析结果定名2.根据标贯击数N，利用地区经验，为砂土的密实度和粉土、粘性土的状态，土的强度参数，变形模量、地基承载力等作出评价3.估算单桩极限承载力和判定沉桩的可能性4.判定饱和粉砂、砂质粉土的地震液化可能性及液化等级标准贯入试验成果的应用1.确定地基土的承载力（表2-17、18）2.评定砂土的密实度和相对密度（表2-19）3.判定饱和砂土的地震液化问题用标贯锤击数N可以判断浅层饱和粉砂及砂质粉土的地震液化可能性和液化等级cwscrddNN3)( 1 . 09 . 00临界标贯锤击数1.岩土的电阻率不同的岩土有不同的电阻率火成岩的电阻率最大，变质岩次之，沉积岩最低岩土类别电阻率（.m）岩浆岩变质岩沉积岩粘土软页岩硬页岩砂砂岩多孔灰岩致密灰岩0101102103104105106100地球物理勘探(Geophysical Exploration)电阻率勘探2.电探方法电剖面法电测深法电剖面法通过分析对比，了解地下勘探深度以上沿侧线水平方向上岩土的电性变化电测深法可以求得岩土层的电