房屋建筑物與構(gòu)筑物巖土工程勘察

1、第七章 各類建筑巖土勘察,第一節(jié) 概述第二節(jié) 地基承載力確定 第三節(jié) 地基沉降計(jì)算第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析第五節(jié) 深基礎(chǔ)開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題第六節(jié) 房屋建筑物、構(gòu)筑物勘察要點(diǎn),,第一節(jié) 概述,建筑物和構(gòu)筑物：一般房屋、高層建筑、大型公用建筑、工業(yè)廠房及煙囪、水塔、電視塔等高層建筑物；特點(diǎn)：高度大、荷載大、基礎(chǔ)埋深大；,1.1 地基變形 沉降量――獨(dú)立基礎(chǔ)或剛性很大的基礎(chǔ)中心的沉降

2、量； 沉降差――相鄰兩個(gè)兩個(gè)樁基的沉降量之差； 傾斜――獨(dú)立基礎(chǔ)在傾斜方向基礎(chǔ)兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值； 局部?jī)A斜——磚石承重結(jié)構(gòu)墻沿縱墻5－10cm內(nèi)基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值；平均沉降——有三個(gè)以上獨(dú)立基礎(chǔ)（或條形基礎(chǔ)的幾個(gè)地方）的沉降量按基礎(chǔ)底面積加權(quán)所得沉降； 相對(duì)彎曲——磚石承重結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的彎曲部分的矢高與其長(zhǎng)度之比值；,第一節(jié) 概述,1.2 高層建筑的基礎(chǔ)類型土層：箱型基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)、箱型+樁復(fù)合基

3、礎(chǔ)基巖：錨樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)1.3 建（構(gòu)）筑物的巖土工程評(píng)價(jià)（1）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題（2）斜坡和地基穩(wěn)定性問(wèn)題（3）建筑物的配置問(wèn)題（4）地下水侵蝕問(wèn)題（5）地基施工條件問(wèn)題,第一節(jié) 概述,第一節(jié) 概述,1.4 影響地基施工條件的主要因素 ①土體結(jié)構(gòu)特征 ②土體各類及特性 ③水文地質(zhì)條件 ④基坑開(kāi)挖深度 ⑤挖掘深度 ⑥施工速度及坑邊荷載,第一節(jié) 概述,1.5 巖土工程分析評(píng)價(jià)

4、在巖土工程勘察測(cè)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行的巖土工程問(wèn)題分析評(píng)價(jià)，是巖土工程勘察報(bào)告的精髓和關(guān)鍵。 建筑物：地基穩(wěn)定性(地基承載力和沉降變形) 樁基礎(chǔ)：樁基的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行巖土評(píng)價(jià)。 強(qiáng)震區(qū)：評(píng)價(jià)場(chǎng)地的地震效應(yīng)。,第二節(jié) 地基承載力確定,1.1 地基承載力KPa或KN/m2 地基承載力：是指地基受荷后塑性區(qū)(或破壞區(qū))限制在一定范圍內(nèi)，保證不產(chǎn)生剪切破壞而喪失穩(wěn)定性，且地基變形不超過(guò)允許值時(shí)的承載力。 地基土單位面積上所能承受荷

5、載的能力。 地基承載力基本值（f0）：按有關(guān)規(guī)定寬度（b≤3m），埋深（d≤0.5m）條件下的承載力，可以查規(guī)范； 地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fk）：按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法試驗(yàn)經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理后的承載力值；,地基承載力設(shè)計(jì)值（fv）：是標(biāo)準(zhǔn)承載力經(jīng)深寬修正后的地基承載力值，或按荷載試驗(yàn)和實(shí)際基礎(chǔ)寬度按理論公式計(jì)算所得的地基承載力值；極限承載力：地基處于極限平衡狀態(tài)下所受的荷載；容許承載力：在保證地基穩(wěn)定的前提下，建筑物的沉降量不超過(guò)容許

6、值時(shí)單位面積上所承受的荷載；1.2 地基承載力的確定 (1)按理論公式：,第二節(jié) 地基承載力確定,,第二節(jié) 地基承載力確定,,γ、γ0――地基土以下和以上地基土的重度(KN/m2)； b――地基的寬度(m)； d――基礎(chǔ)的埋深(m)； ck――基底下一倍基礎(chǔ)深度范圍內(nèi)土的內(nèi)聚力標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于高層建筑，按下式計(jì)算,第二節(jié) 地基承載力確定,,,第二節(jié) 地基承載力確定,極限承載力Fu――

7、極限承載力；Nr Nq Nc――承載力系數(shù)(可查表)；ξr ξq ξc――基礎(chǔ)形狀系數(shù)(查表)；,,(2)按原位測(cè)試確定地基土的承載力 用靜力觸探、標(biāo)貫、動(dòng)探等原位測(cè)試方法確定地基土承載力，采用的是經(jīng)驗(yàn)公式： 靜力觸探可采用比貫入阻力ps來(lái)確定地基土承載力；《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ7-89中沒(méi)有f0～ps之間關(guān)系式。選擇不同地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)公式。,第二節(jié) 地基承載力確定,,第二節(jié) 地基承載力確定,標(biāo)貫試驗(yàn)(N)和圓錐動(dòng)力觸

8、探(N10)也采用經(jīng)驗(yàn)公式。GBJ7-89規(guī)定。重型動(dòng)探(N63.5)沒(méi)有通用公式,,第二節(jié) 地基承載力確定,(3)按地基規(guī)范承載力確定地基承載力①對(duì)巖石和碎石土根據(jù)野外鑒別；,,,,第二節(jié) 地基承載力確定,②根據(jù)室內(nèi)巖石的物理指標(biāo)；（含水量、孔隙比、液性指數(shù)、天然含水量等）；要乘回歸修正系數(shù)。,,,第二節(jié) 地基承載力確定,③根據(jù)標(biāo)貫試驗(yàn)錘擊數(shù)N查表；,,,第二節(jié) 地基承載力確定,1.2 巖石地基承載力確定巖樣尺寸Φ50

9、0×100mm，測(cè)定巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度f(wàn)――巖石地基承載力設(shè)計(jì)值；Ψ――折減系數(shù)；完整0.5，較完整0.2－0.5，破碎0.1－0.2frk――巖石飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；,,,第二節(jié) 地基承載力確定,1.3 地基承載力寬度和深度修正 基礎(chǔ)b≥3m，h≥0.5m 當(dāng)設(shè)計(jì)值,,,,,第三節(jié) 地基沉降計(jì)算,1、計(jì)算目的 是為了預(yù)測(cè)建筑物建成后基礎(chǔ)的沉降量(包括差異沉降)是否超過(guò)建筑物安全和正

10、常使用所規(guī)定的允許值。常用方法：分層總和法； 平均附加應(yīng)力系數(shù) 壓縮模量、壓縮系數(shù) e-p曲線來(lái)推算,,,,,第三節(jié) 地基沉降計(jì)算,1、利用平均附加應(yīng)力系數(shù)和壓縮模量,,,,,,,第三節(jié) 地基沉降計(jì)算,,,,,,,第三節(jié) 地基沉降計(jì)算,,,,,,地基沉降計(jì)算深度滿足下條件：,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,,1、樁基類型 按材料分：木樁、混凝土樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁。 按施工方法分：灌注樁和

11、預(yù)制樁 按荷載傳遞方式分：摩擦樁和端承樁 按成樁方式分：擠土樁、非擠土樁、部分?jǐn)D土樁 灌注樁：沉管灌注樁、大直徑樁、擴(kuò)孔灌注樁,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,,2、持力層選擇①硬塑-堅(jiān)硬狀態(tài)的低壓縮性粘土和粉土層；②中密以上的砂土和碎石層，中微風(fēng)化基巖；③第四紀(jì)土層做持力層時(shí)，其厚度超過(guò)6-10樁直徑；④擴(kuò)底墩持力層厚度超過(guò)2倍墩底直徑；⑤持力層下有軟弱地層

12、時(shí)，考慮其變形和沉降；,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,3、單樁承載力確定 樁本身強(qiáng)度和土對(duì)樁的支撐力3.1靜荷載試驗(yàn)(樁載)先打試驗(yàn)樁，分級(jí)荷載試驗(yàn)，直止樁發(fā)生破壞，繪制荷載-沉降(P-S)曲線來(lái)確定豎向極限承載力。 (1)對(duì)于陡降曲線P-S，取曲線明顯下降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載； (2)根據(jù)沉降量來(lái)確定；緩降曲線一般取S=40mm，對(duì)應(yīng)的荷載；,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,直徑d≥800mm，取

13、S=0.05d所對(duì)應(yīng)荷載；(3)根據(jù)S-lgt曲線尾部明顯向下彎曲前一級(jí)荷載；3.2 靜力分析法(經(jīng)驗(yàn)公式)：根據(jù)原位測(cè)試和土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)與承載力參數(shù)之間關(guān)系來(lái)確定。4、樁的負(fù)磨擦阻力 當(dāng)樁周圍的土體發(fā)生下沉，土體的沉降速率大于樁的下沉速率時(shí)，在樁側(cè)土體將對(duì)樁產(chǎn)生向下的磨阻力，從而增加樁的負(fù)荷。,第四節(jié) 樁基巖土工程問(wèn)題分析,,,,,產(chǎn)生原因： ①欠固結(jié)軟粘土或新填土的自重固結(jié)，或者浸

14、 水導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低而引起的固結(jié)； ②大面積堆載使樁周圍土層下沉； ③正常固結(jié)軟粘土地區(qū)地下水位全面下降，有 效應(yīng)力增加引起土層下沉； ④濕陷性黃土引起的下沉；,第五節(jié) 深基坑開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題,,,,,1、基坑圍護(hù)體系 ①節(jié)約施工空間(不放坡開(kāi)挖)； ②保護(hù)相鄰部位已有構(gòu)筑物和地下設(shè)施的安全； ③減少基底隆起； ④利用支護(hù)結(jié)構(gòu)控制地

15、下水； ⑤利用支護(hù)作為永久性結(jié)構(gòu)的一部分；2、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu) 基坑圍護(hù)體系一般包括：擋土體系和防止水體系 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)：放坡開(kāi)挖、懸壁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式、內(nèi)撐式、外支撐式、土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)。,第五節(jié) 深基坑開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題,,,,,(1)放坡開(kāi)挖,(2)懸壁式圍護(hù)結(jié)構(gòu),第五節(jié) 深基坑開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題,,,,,(3)水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu),(4)內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu),第五節(jié) 深基坑開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題,,,,,(5)拉錨式圍護(hù)

16、結(jié)構(gòu),(6)土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu),第五節(jié) 深基坑開(kāi)挖的巖土工程問(wèn)題,,,,,3、基坑降水 (1)明溝排水 (2)井點(diǎn)降水4、基坑隔水,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,1、勘察內(nèi)容 (1)查明場(chǎng)地和地基的穩(wěn)定性、地層結(jié)構(gòu)、持力層和下臥層的工程特性、土的應(yīng)力歷史和地下水條件以及不良地質(zhì)作用等； (2)提供滿足設(shè)計(jì)施工所需的巖土參數(shù)，確定地基承載力，預(yù)測(cè)地基變形性狀； 　 (3)提出地基基礎(chǔ)、基坑支護(hù)、

17、工程降水和地基處理設(shè)計(jì)與施工方案的建議； 　 (4)提出對(duì)建筑物有影響的不良地質(zhì)作用的防治方案建議； 　 (5)對(duì)于抗震設(shè)防烈度等于或大于6 度的場(chǎng)地，進(jìn)行場(chǎng)地與地基的地震效應(yīng)評(píng)價(jià)。,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,2、勘察階段 建筑物的巖土工程勘察宜分階段進(jìn)行,可行性研究勘察應(yīng)符合選擇場(chǎng)址方案的要求；初步勘察應(yīng)符合初步設(shè)計(jì)的要求；詳細(xì)勘察應(yīng)符合施工圖設(shè)計(jì)的要求；場(chǎng)地條件復(fù)雜或有特殊要求的工程，宜進(jìn)行

18、施工勘察。(1)可行性研究勘察階段 重點(diǎn)：對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性做出評(píng)價(jià),第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,(2)初勘階段 ■確定建筑物的平面位置 ■建筑物的地基類型 ■不良地質(zhì)現(xiàn)象防治方案 ■對(duì)建筑作出的穩(wěn)定性巖土評(píng)價(jià) ①勘探工作 勘探點(diǎn)、線、網(wǎng)布置原則： a.勘探線應(yīng)垂直地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造和地層界線布置；,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,b. 每個(gè)地貌

19、單元均應(yīng)布置勘探點(diǎn)，在地貌單元交接部位和地層變化較大的地段，勘探點(diǎn)應(yīng)予加密.c.在地形平坦地區(qū)，可按網(wǎng)格布置勘探點(diǎn)；,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,②當(dāng)遇下列情形之一時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增減勘探孔深度： a.當(dāng)勘探孔的地面標(biāo)高與預(yù)計(jì)整平地面標(biāo)高相差較大時(shí)，應(yīng)按其差值調(diào)整勘探孔深度； b.在預(yù)定深度內(nèi)遇基巖時(shí)，除控制性勘探孔仍應(yīng)鉆入基巖適當(dāng)深度外，其他勘探孔達(dá)到確認(rèn)的基巖后即可終止鉆進(jìn)； c.在預(yù)定深度內(nèi)有厚度較大,

20、且分布均勻的堅(jiān)實(shí)土層(如碎石土、密實(shí)砂、老沉積土等)時(shí)，除控制性勘探孔應(yīng)達(dá)到規(guī)定深度外，一般性勘探孔的深度可適當(dāng)減?。?第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,d.當(dāng)預(yù)定深度內(nèi)有軟弱土層時(shí)，勘探孔深度應(yīng)適當(dāng)增加，部分控制性勘探孔應(yīng)穿透軟弱土層或達(dá)到預(yù)計(jì)控制深度； 　 e.對(duì)重型工業(yè)建筑應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和荷載條件適當(dāng)增加勘探孔深度。③取樣原則 a.取樣點(diǎn)和試驗(yàn)點(diǎn)平面上均勻分布；1/4～1/2 b.每層土均得采取土試樣或進(jìn)

21、行原位測(cè)試。N≥6個(gè),第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,3、詳細(xì)勘探 詳細(xì)勘察應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)； 對(duì)建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià),并對(duì)地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護(hù)、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。 (1)勘探工作內(nèi)容,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,①搜集附有坐標(biāo)和地形的建筑總平面圖，場(chǎng)區(qū)的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、

22、荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等資料； ②查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，提出整治方案的建議； ③查明建筑范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程特性、分析和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力； ④對(duì)需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提供地基變形計(jì)算參數(shù)，預(yù)測(cè)建筑物的變形特征；,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,⑤ 查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物；⑥查明地

23、下水的埋藏條件,提供地下水位及變化幅度⑦在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場(chǎng)地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度； 　?、?判定水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性。(2)勘探工作,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,①勘探點(diǎn)布置原則 a.勘探點(diǎn)宜按建筑物周邊線和角點(diǎn)布置，對(duì)無(wú)特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置： 　b.同一建筑范圍內(nèi)的主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時(shí)，應(yīng)加密勘探點(diǎn)，查明其變化； 　c.重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn)，

24、重大的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物，勘探點(diǎn)不宜少于3 個(gè)； 　d.勘探手段宜采用鉆探與觸探相配合，在復(fù)雜地質(zhì)條件、濕陷性土、膨脹巖土、風(fēng)化巖和殘積土地區(qū)、宜布置適量探井。,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,②詳勘勘探深度 　　a.勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層，當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度不大于5m 時(shí),勘探孔的深度對(duì)條形基礎(chǔ)不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面寬度的3 倍，對(duì)單獨(dú)柱基不應(yīng)小于1.5 倍，且不應(yīng)小于5m； 　　b.對(duì)高層建筑和需作變形計(jì)

25、算的地基,控制性勘探孔的深度應(yīng)超過(guò)地基變形計(jì)算深度；高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達(dá)到基底下0.5～1.0倍的基礎(chǔ)寬度，并深入穩(wěn)定分布的地層；,第六節(jié) 房屋建筑物(構(gòu)筑物)勘察要點(diǎn),,,,,c.對(duì)僅有地下室的建筑或高層建筑的裙房，當(dāng)不能滿足抗浮設(shè)計(jì)要求，需設(shè)置抗浮樁或錨桿時(shí)，勘探孔深度應(yīng)滿足抗拔承載力評(píng)價(jià)的要求； 　 d.當(dāng)有大面積地面堆載或軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加深控制性勘探孔的深度； 　 e.在上述規(guī)定深度內(nèi)當(dāng)遇基巖或厚層碎石土等穩(wěn)定