房屋建筑与构筑物勘察与评价

1、第第9 9章章 房屋建筑与构筑物的勘察与评价房屋建筑与构筑物的勘察与评价迪拜塔高8 2 8米第第9 9章章 房屋建筑与构筑物的勘察与评价房屋建筑与构筑物的勘察与评价台台 北北 1 0 1 大大 楼楼第第9 9章章 房屋建筑与构筑物的勘察与评价房屋建筑与构筑物的勘察与评价环球金融中心第第9 9章章 房屋建筑与构筑物的勘察与评价房屋建筑与构筑物的勘察与评价双子座大楼双子座大楼目目 录录9.1 区域地壳稳定性区域地壳稳定性9.2 地基承载力的确定地基承载力的确定9.3 地基沉降计算地基沉降计算9.4 基坑工程基坑工程9.5 桩基础桩基础Text4.不良地质作用防治的建议3.设计与施工方案的建议对于建

2、筑物的岩土工程评价常见问题岩类分布区重点研岩类分布区重点研究问题究问题2. 2.地基稳定性地基稳定性1.区域地壳稳定性问题前前 言言9.1 9.1 区域地壳稳定性区域地壳稳定性 区域地壳稳定性研究的目的是评价地震、现代火山、断层位错和地壳运动等形成的山崩、滑坡等灾害对工程建筑安全的影响程度，从而选择相对稳定的地区作为工程建设的基地和场址。地震烈度高、地震烈度高、活动断裂发育、高应力地带以及由断裂活动引起的活动断裂发育、高应力地带以及由断裂活动引起的滑坡、山崩、地裂缝区滑坡、山崩、地裂缝区等均是不利于工程建设的地区。9.1.1 9.1.1 研究的内容和方法研究的内容和方法区域地壳稳定性研究内容和

3、方法区域地壳稳定性研究内容和方法9.1.2 9.1.2 控制区域地壳稳定性的因素控制区域地壳稳定性的因素地壳演化的动力主要来自重力均衡和热对流。 重力均衡就是在具有流动性的地幔物质和地壳中的某一等深面上，其上部物质造成的静压力处处相等。 Joey于1923年提出：地幔放射物产生的热引起地幔的全部熔融，使地壳产生对流热脉冲，高的对流传导热导致地幔迅速冷却和再固结。9.1.2 9.1.2 控制区域地壳稳定性的因素控制区域地壳稳定性的因素9.1.2 9.1.2 控制区域地壳稳定性的因素控制区域地壳稳定性的因素地热和热对流是地壳构造运动的重要动力源。9.1.2 9.1.2 控制区域地壳稳定性的因素控制

4、区域地壳稳定性的因素控制地壳现代活动性的因素控制地壳现代活动性的因素9.1.3 9.1.3 稳定性分级和评价稳定性分级和评价地壳稳定性分级与地震指标表9.1.4 9.1.4 地震及液化评价地震及液化评价 地震可直接导致建筑物和地基破坏，同时诱导滑坡、山崩等不良地质现象的发生，危害人类及工程的安全。因此地震是区域地壳稳定性评价和分级中最重要的因素。 我国是个多地震的国家之一，处于世界两大地震带之间（东临环太平洋地震带，南北接欧亚地震带），地震相当强烈，烈度在度以上的地震区约占全国总面积的一半以上。9.1.4.1 9.1.4.1 地震震级与地震烈度地震震级与地震烈度 地震震级 M 是表示地震本身大

5、小的尺度，是以地震过程中释放出来的能量 E 总和来衡量的。震级与震源释放能量之间存在如下关系式：lg11.81.5EM地震烈度：地震烈度：是指地面各类建筑物遭受地震破坏的程度。9.1.4.2 9.1.4.2 地震效应地震效应 地震效应包括有地震力效应、地震破裂效应、地震液化效应和地震引发的地质灾害效应。 液化会引起土体和建筑物产生严重的破坏，其破坏形式主要有四种：一是涌砂，涌出的砂掩盖农田，压死农作物，使沃土盐碱化，同时河床、渠底和井筒淤塞；二是滑塌，土层产生大规模的滑移，导致建于其上的建筑物破坏和地面裂缝；三是沉陷，指地面下沉，同时在沉陷区边缘产生大量边缘裂缝；四是浮起，砂土液化使某些构筑在

6、地下的轻型结构物如同罐体类结构浮出地面。9.1.4.3 9.1.4.3 液化效应液化效应(1)(1)影响液化的因素影响液化的因素影响液化的因素包括下面三个方面：1 )砂土的相对密度2 )地震强度及其持续时间3 )饱水砂土的埋藏条件(2)(2)砂土液化的判别砂土液化的判别1 )初步判断9.1.4.3 9.1.4.3 液化效应液化效应9.1.4.3 9.1.4.3 液化效应液化效应2 )进一步判断 详见课本P1853 )液化等级 9.1.4.4 9.1.4.4 场地分类场地分类9.1.4.5 9.1.4.5 地震影响地震影响 建筑的设计特征周期即设计所用的地震影响系数特征周建筑的设计特征周期即设计

7、所用的地震影响系数特征周期，应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定。期，应根据其所在地的设计地震分组和场地类别确定。9.1.4.6 9.1.4.6 地震场地的勘察与评价地震场地的勘察与评价 抗震设防烈度等于或大于6度时，应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察，并提出勘察场地的设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。9.1.5 9.1.5 活断裂活断裂9.2 9.2 地基承载力的确定地基承载力的确定地基承载力的定义：指地基土单位面积上能够承受荷载的能力，在进行工程设计时必须限制基础底面处的压力，使其低于地基承载力特征值，以保证地基土不会发生剪切破坏而失去稳定。理论公式：9.2 9.2

8、 地基承载力的确定地基承载力的确定9.2.3 9.2.3 承载力修正承载力修正9.2.3 9.2.3 承载力修正承载力修正9.2.4 9.2.4 岩石地基的承载力岩石地基的承载力岩石地基的承载力特征值可根据平板载荷试验确定，根据平板载荷试验成果p-s曲线确定岩石地基承载力9.2.4 9.2.4 岩石地基的承载力岩石地基的承载力9.3 9.3 地基沉降计算地基沉降计算9.3.1 土的压缩性 地基在荷载作用下，土层产生压缩变形，使建筑物产生沉降。土在压力作用下体积减少的特性称为土的压缩性。9.3.2 土中应力计算 土中应力分为自重应力和附加应力。由上覆土体自重引起的应力称为自重应力，由建筑荷载引起

9、的应力称为附加应力。 各应力公式及参数含义详见课本P1969.3.3 9.3.3 地基沉降计算地基沉降计算 地基沉降的计算常采用分层总和法，即将压缩层范围内的地基土层分成若干层，分层计算土体竖向压缩量，然后求和得到总竖向压缩量，即总沉降量。分层总和法是一类计算方法的总称，常用的有单向压缩法、规范法、考虑先期固结压力沉降计算等。 各计算方法详见课本P199-P202 9.4 9.4 基坑工程基坑工程基坑工程实例Company Logo一是保证基坑四周边坡的稳定性，满足地下室施工有足够空间的要求。二是保证基坑四周相邻建筑物、构筑物和地下管线在基坑工程施工期间不受损害。三是保证基坑工程施工作业面在地

10、下水位以上。9.4.1 9.4.1 基坑围护体系的作用基坑围护体系的作用对基坑围护体系的要求9.4.29.4.2围护结构的型式及适用范围围护结构的型式及适用范围 围护结构常用的形式包括有放坡开挖、悬臂式围护结构、重力式围护结构、内撑式围护结构、拉锚式围护结构、土钉墙围护结构等。9.4.29.4.2围护结构的型式及适用范围围护结构的型式及适用范围9.4.3 9.4.3 围护体系的选用原则围护体系的选用原则9.4.3 围护体系的选用原则 围护体系的选用原则是安全、经济、方便施工，选用围护体系要因地制宜。9.4.4 9.4.4 基坑的设计计算基坑的设计计算9.4.4.1 基坑降水(1)止水帷幕常用的

11、有三种形式：深层搅拌法水泥土止水帷幕、高压旋喷注浆法止水帷幕和素混凝土地下连续墙止水帷幕。(2)降水措施常采用井点降水，常用的有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点和降压井点。9.4.4.1 9.4.4.1 基坑降水基坑降水9.4.4.2 9.4.4.2 围护结构的内力与变形分析围护结构的内力与变形分析(2)弹性地基梁法(1)等值梁法9.4.4.3 9.4.4.3 稳定性分析稳定性分析(1)整体稳定性分析(2)抗隆起稳定分析安全系数表达式9.4.5 9.4.5 基坑勘察要求与评价基坑勘察要求与评价 建筑地基基础设计主要考虑地基承载力和建筑物沉降，而基坑工程设计要求围护体系能起到挡土作用。一是

12、围护结构保持稳定，并能控制其变形和发展；二是止水体系能不漏水，地下开挖能够干作业。基坑工程的勘察应能满足上述设计内容对工程地质和水文地质资料的要求。勘察的范围和深度根据场地条件和设计要求确定，勘察深度一般宜为开挖深度的2-3倍，勘察的平面范围宜超出开挖边界外2-3倍，对周边以调查研究、搜集原有勘察资料为主，在深厚软土地区，勘察深度和范围应适当矿大。 基坑工程的勘察包括工程地质勘察和水文地质勘察两个方面的内容。9.5 9.5 桩基础桩基础桩基础施工现场9.5.1 9.5.1 桩基类型与选择桩基类型与选择9.5.1.2 桩型的选择 不同的桩具有各自的优点，有其适用的条件，选择桩型应根据穿越土层条件

13、、桩端持力层类型、地下水位、建筑结构类型、上部荷载性质、施工设备、施工环境、桩的供应、工期要求、经济合理等等条件综合评定。 预制混凝土桩、灌注桩和钢桩优缺点比较详见课本P2129.5.1.1 桩的类型(1)按桩的承载性状,分为摩擦型桩和端承型桩两大类。(2)按桩的使用功能分为：竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷桩、复合受荷桩。(3)按桩身材料分为：混凝土桩、钢桩、组合材料桩。(4)按成桩方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。9.5.2 9.5.2 桩基承载力计算桩基承载力计算 对于单桩竖向极限承载力标准值，现行建筑桩基技术规范规定：一级建筑桩基应采用现场静载试验，并结合静力触探、标准贯入、经验参

14、数等估算，综合确定；对三级建筑物桩基，如无原位测试资料时，可利用承载力参数估算。(1)(1)静载试验静载试验9.5.2 9.5.2 桩基承载力计算桩基承载力计算9.5.2 9.5.2 桩基承载力计算桩基承载力计算(2)(2)静力触探法静力触探法 用静力触探法预估单桩承载力的方法参见本书第7章相关内容。(3)(3)土的物理指标土的物理指标9.5.2 9.5.2 桩基承载力计算桩基承载力计算9.5.3 9.5.3 桩基沉降计算桩基沉降计算9.5.4 9.5.4 桩负摩阻力桩负摩阻力下列情况下会出现负摩阻力：1)桩周土在自重作用下固结沉降或浸水导致土体结构破坏，强度降低而固结。2)外界荷载作用导致桩周土固结沉降，比如在桩附近地面大面积堆载而引起地面下沉。3)降水导致有效应力增大而固结。单桩负摩阻力标准值：单桩负摩阻力标准值：9.5.4 9.5.4 桩负摩阻力桩负摩阻力当降低地下水位时：当降低