《地基与基础工程》课件第1章-BW

2020/2/12《地基与基础工程》第1页第1章地基勘察本章学习要求：熟悉：岩土工程勘察等级划分依据及方法；岩土工程勘察阶段划分；岩土工程勘察的目的、内容与要求；常见的岩土工程勘探方法；岩土工程勘察报告的主要内容。回顾：常见的原位测试及室内土工试验方法；岩土介质的常用力学性质指标；地基岩土的分类方法。2020/2/12《地基与基础工程》第2页§1.1概述岩土工程勘察根据工程要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，并编制勘察文件的活动.岩土工程勘察分级等级划分的意义：据不同等级，确定勘察内容、方法、工作量等级划分的依据：工程重要性等级：一级工程（重要工程）二级工程（一般工程）三级工程（次要工程）2020/2/12《地基与基础工程》第3页§1.1概述场地复杂程度分级一级场地（复杂场地）二级场地（中等复杂场地）三级场地（简单场地）地基复杂程度分级一级地基（复杂地基）二级地基（中等复杂地基）三级地基（简单地基）等级划分方法：甲级：上述三项中1项或多项为一级乙级：除甲、乙级外丙级：上述三项均为三级2020/2/12《地基与基础工程》第4页§1.1概述岩土工程勘察的不同阶段可行性研究勘察（选址勘察）符合场地选择要求初步勘察（初勘）符合初步设计要求详细勘察（详勘）符合施工图设计要求施工勘察场地条件复杂或有特殊要求的工程可能需要注意：场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。建筑平面布置已确定，场地或附近有岩土资料时，可直接进行详勘。2020/2/12《地基与基础工程》第5页§1.1概述岩土工程勘察方法工程地质测绘采取收集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法，查明场地的工程地质要素，并绘制相应的施工图件。岩土工程勘探岩土工程勘察的一种方法，包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等土工试验包括原位试验，室内试验2020/2/12《地基与基础工程》第6页§1.1概述岩土工程勘察程序明确工程使用要求收集资料考虑技术经济条件制定勘察工作纲要现场踏勘数据资料整理、分析地基评价、结论和建议勘探（钻探、物探）取原状土样原位测试室内土工试验意外情况矛盾和疑问2020/2/12《地基与基础工程》第7页§1.2详细勘察的任务与勘探点布置1.2.1详细勘察的任务设计、施工所需的岩土参数建筑地基的岩土工程评价地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用防治等方面的建议提供编写岩土工程勘察报告岩土层类型、深度、分布、工程特性，评价场地稳定性地下水埋藏条件，水位及变化幅度；水、土腐蚀性可能对工程不利的地下埋藏物不良地质作用类型、成因、分布、发展趋势、危害程度查明注意：其余阶段勘察内容、要求见规范：4.1.3～102020/2/12《地基与基础工程》第8页§1.2详细勘察的任务与勘探点布置1.2.2勘察点布置和勘探深度依据：建筑物安全等级、场地复杂程度确定勘探点布置原则—详见《规范》：4.1.14－18宜按建筑物周边线和交点布置；无特殊要求的其它建筑可按建筑物或建筑群范围布置；同一建筑范围主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，加密勘探点，查明变化；重大设备基础单独布置勘探点；重大动力机器基础或高耸构筑物，勘探点不宜少于3个.2020/2/12《地基与基础工程》第9页详细勘察阶段的勘探点布置间距§1.2详细勘察的任务与勘探点布置表1.1勘探点间距(m)2020/2/12《地基与基础工程》第10页勘探点深度——详见《规范》：4.1.18－19控制性勘探点：控制地基压缩层的计算深度一般性勘探点：控制主要受力层§1.2详细勘察的任务与勘探点布置基础宽度基础形式12345单独基础－691112条形基础61012筏、箱形基础Z＝d＋αb表1.2控制性勘探点深度(m)2020/2/12《地基与基础工程》第11页工程地质勘察与基础工程设计的关系勘察先行，勘察是设计的前提；勘察又需依据基础的设计参数！例如：控制性勘探点深度的确定！问题的解决：勘察、设计密切配合！初步设计中一般应包括初步的基础方案及部分参数，可供勘察方参照！勘察工程师应对基础设计有深入地了解！参见：岩土工程勘察规范讲座(ppt)－高大钊§1.2详细勘察的任务与勘探点布置2020/2/12《地基与基础工程》第12页§1.3地基勘探方法1.3.1地球物理勘探概念：根据不同岩土介质具有不同的密度、导电性、波速等特性，利用物理方法，采用专门的仪器，实现对地层分布、地质构造、地下水深度等勘探的一种方法。常见方法：地震勘探电法勘探磁法勘探声波勘探雷达勘探……2020/2/12《地基与基础工程》第13页§1.3地基勘探方法1.3.2坑槽探（掘探）方法：直接施工探坑(槽)，观察土层分布，取样开展土工试验适用：地下水位较深，土质较好时一般不超过4m3.钻探方法：通过施工钻孔，确定：岩土介质分布、地下水深度；取样开展土工试验；开展原位试验。2020/2/12《地基与基础工程》第14页§1.3地基勘探方法4.触探概念：通过探杆，采用静力或动力方式将金属探头压入土层，测出与贯入阻力相关的指标，进而间接判断土层的工程性质的勘探方法和原位测试技术。动力触探标准贯入试验（管状探头）试验方法：用63.5Kg的穿心锤，落距76cm将贯入器打入土中30cm所用的击数N值的大小来判定岩土工程性质的好坏。试验指标：N2020/2/12《地基与基础工程》第15页§1.3地基勘探方法试验用途判断地基液化性；判定地层密实度。标贯锤击数N密实度标贯锤击数N密实度N≤10松散15N≤30中密10N≤15稍密N30密实砂土密实度分类2020/2/12《地基与基础工程》第16页§1.3地基勘探方法圆锥动力触探：试验方法：用标准质量的重锤提升到标准高度自由下落，将特制圆锥探头贯入地基土层标准深度，根据击数n，判定地层的工程性质。分类：轻型、重型、超重型圆锥动力触探用途：轻型：验槽，人工填土勘察，局部软弱土勘察，洞穴分布清查；重型、超重型：碎石、卵石、砾石地层密实度勘探。2020/2/12《地基与基础工程》第17页§1.3地基勘探方法2020/2/12《地基与基础工程》第18页§1.3地基勘探方法静力触探概念：利用液压或机械传动装置，将圆锥形金属探头压入地基土中，依据比贯入阻力的大小来判定地基土的工程性质。适用：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土层用途：测定比贯入阻力、侧壁摩擦阻力、锤尖阻力和孔隙水压力划分土层，为确定地基承载力提供依据。2020/2/12《地基与基础工程》第19页§1.3地基勘探方法静力触探探头2020/2/12《地基与基础工程》第20页§1.4地基岩土分类1.4.1《岩土工程勘察规范》按地质年代按地质成因按有机质含量1.4.2《建筑地基基础设计规范》依据的指标粗颗粒土：按粒径大小及粒组含量；细颗粒土：按塑性指数。类别岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土（粉质粘土、粘土）、人工填土、特殊土2020/2/12《地基与基础工程》第21页§1.4地基岩土分类岩石：坚硬程度分类—依据：饱和单轴抗压强度完整程度分类—依据：岩体完整性指数（岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方）碎石土：粒径大于2mm的颗粒含量超过总重50％的土细分依据：粒组含量、颗粒形状。漂石(块石)、卵石(碎石)、圆砾(角砾)砂土：粒径大于2mm的颗粒不超过总重50％；而粒径大于0.075mm的颗粒超过总重的50%的土。细分依据：粒组含量。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂2020/2/12《地基与基础工程》第22页§1.4地基岩土分类细分依据：粒组含量。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂粉土：粒径大于0.075mm的颗粒含量小于总重50％；而塑性指数Ip≤10的土。粘性土：塑性指数Ip10的土。细分依据：Ip粉质粘土：10Ip≤17粘土:Ip172020/2/12《地基与基础工程》第23页§1.4地基岩土分类人工填土素填土；压实填土杂填土；冲填土。2020/2/12《地基与基础工程》第24页§1.4地基岩土分类特殊土软土淤泥，淤泥质粘土，淤泥质粉土孔隙比大(e1)，含水量高(wwl)，压缩性高，强度低，具有灵敏性、结构性红粘土高塑性；胀缩性，裂隙发育。2020/2/12《地基与基础工程》第25页§1.4地基岩土分类黄土湿陷性黄土(自重湿陷，非自重湿陷)；非湿陷遇水多湿陷膨胀土吸水膨胀，失水收缩；高膨胀率。多年冻土冻胀、融沉。2020/2/12《地基与基础工程》第26页§1.5土工试验1.5.1室内试验物理性质试验：测密度、含水量、塑限、液限、颗粒级配、比重侧限压缩试验：测定土的压缩指标(压缩模量、压缩系数等)三轴剪切试验、直接剪切试验：测定土的抗剪强度指标渗透试验：测定土的渗透系数击实试验：测定最优含水量、最大干密度。2020/2/12《地基与基础工程》第27页§1.5土工试验1.5.2原位试验1.5.2.1平板载荷试验试验目的：测定地基土的变形模量、地基承载力，估算建筑物沉降量pcrpuS荷载沉降曲线OAB•Pcr——比例界限荷载•Pu——极限荷载2020/2/12《地基与基础工程》第28页§1.5土工试验终止加载标准：荷载板周围土有明显侧向挤出或发生裂纹；荷载增量很小但沉降急剧增大，p-s曲线出现陡降段；某级荷载作用下，经24h沉降仍未稳定；无上述破坏现象，但沉降量s与荷载板宽度（或直径）之比s/b≥0.06时。2020/2/12《地基与基础工程》第29页§1.5土工试验地基承载力确定方法：p-s曲线有明显直线段，取比例界限荷载为地基承载力；p-s曲线能确定极限荷载Pu，且Pu2Pcr时，取Pu/2为地基承载力；无法采用上述标准确定，且荷载板面积为0.25~0.5m2时，取s/b＝0.01~0.015对应的荷载值为地基承载力；注意：同一土层需开展3个以上的现场载荷试验；试验值极差不超过平均值的30％，取平均值为地基承载力特征值fak。2020/2/12《地基与基础工程》第30页§1.5土工试验1.5.2.2旁压试验试验目的：测定深部土的变形模量及承载力.试验设备：预压式旁压仪，自钻式旁压仪。水箱量测特点操作简易测试快速横向加压V0V0VPhpuhpcrpohV0V0VPhpuhpcrpoh2020/2/12《地基与基础工程》第31页§1.5土工试验1.5.2.3十字板剪切试验测定饱和软粘土的不排水抗剪强度1.5.2.4大型直接剪切试验测定原位岩土介质的抗剪强度HD2020/2/12《地基与基础工程》第32页§1.6地基勘察报告勘察报告的编写勘察报告根据任务要求、勘察阶段、工程特点、地质条件等具体情况编写，主要内容：勘察目的、任务要求、依据的技术标准；拟建工程概况；勘察方法与勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及均匀性；各土层物理力学性质及地基承载力等指标确定.2020/2/12《地基与基础工程》第33页§1.6地基勘察报告地下水埋藏情况、类型、水位及变化，腐蚀性；不良地质作用描述及其对工程危害程度的评价；场地稳定性与适宜性的评价；地基基础方案的建议及注意事项。2020/2/12《地基与基础工程》第34页§1.6地基勘察报告勘察报告中常见图表勘察点平面布置图；地质柱状图；工程地质剖面图；原位测试成果表；室内试验成果表。某高层建筑工程地质勘察报告课后作业：网上检索1篇岩土工程勘察报告，熟悉其编写形式、内容，分析各项成果的可能用途。2020/2/12《地基与基础工程》第35页§1.6地基勘察报告2020/2/12《地基与基础工程》第36页§1.6地基勘察报告2020/2/12《地基与基础工程