工程地質(zhì)勘探實(shí)用教案

1、7.1.2 工程地質(zhì)勘察的一般(ybn)要求工程地質(zhì)勘察工作分為三個(gè)階段：1、選址勘察（可行性研究勘察）階段2、初步(chb)勘察階段3、詳細(xì)勘察階段第1頁/共40頁第一頁，共41頁。 選址勘察（可行性勘察）階段就是從整體上判定(pndng)擬建場地的工程地質(zhì)條件能否適宜工程建設(shè)項(xiàng)目。 初步勘察階段就是對場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評價(jià)，為確定建筑總平面布置，主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程作出工程地質(zhì)論證。 詳細(xì)勘察階段提出工程設(shè)計(jì)所需的工程地質(zhì)條件和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，對建筑地基作出巖土工程評價(jià)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理和加固不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結(jié)論。第2頁/

2、共40頁第二頁，共41頁。7.2 工程(gngchng)地質(zhì)勘探7.2.1 工程(gngchng)地質(zhì)勘探的任務(wù)：探明建筑場地的巖性及地質(zhì)構(gòu)造。探明水文地質(zhì)條件。探明地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象。提取巖土樣及水樣，提供野外實(shí)驗(yàn)條件。第3頁/共40頁第三頁，共41頁。7.2.2工程地質(zhì)的主要勘探(kntn)方式：工程地質(zhì)物探工程地質(zhì)鉆探(zuntn)工程地質(zhì)坑探第4頁/共40頁第四頁，共41頁。工程地質(zhì)物探: 以專門儀器探測地殼表層各種地質(zhì)體的物理場來進(jìn)行地層劃分，判明地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及各種物理地質(zhì)現(xiàn)象地球物理勘探方法。 應(yīng)用較多的是電法勘探和地震法勘探 電法勘探是研究(ynji)地下地質(zhì)體電阻率差異的

3、地球物理勘探方法。 地震法勘探是利用地質(zhì)介質(zhì)的波動性來探測地質(zhì)現(xiàn)象的一種物探方法。第5頁/共40頁第五頁，共41頁。 工程地質(zhì)鉆探(zuntn):在地表下用鉆頭鉆進(jìn)地層，在地層中形成直徑較小且具有相當(dāng)深度的圓筒形孔的勘探(kntn)方法。第6頁/共40頁第六頁，共41頁。工程地質(zhì)坑探: 在建筑場地挖探井或探槽以取得直觀資料(zlio)和原狀土樣的勘探方法。種類有探槽、探坑、探井。第7頁/共40頁第七頁，共41頁。 7.3 現(xiàn)場(xinchng)原位測試 在巖土層原來所處的位置基本保持天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測定(cdng)巖土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。主要方法： 靜力載荷試驗(yàn)(CPT

4、) 單樁垂直靜荷載試驗(yàn) 靜力觸探試驗(yàn)(DPT) 圓錐動力觸探(DPT) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT) 十字板剪切試驗(yàn)(VST) 扁鏟側(cè)脹試驗(yàn) 旁壓試驗(yàn)第8頁/共40頁第八頁，共41頁。7.3.1 靜力載荷(zi h)試驗(yàn)（CPT） 在擬建建筑場地上挖至設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)埋深的平整坑底，放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級加載測定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強(qiáng)度(qingd)與變形特性，求得地基土容許承載力與變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。包括平板載荷試驗(yàn)（PLT)和螺旋板載荷試驗(yàn)（SPLT)。第9頁/共40頁第九頁，共41頁。靜力載荷試驗(yàn)裝置和基本技術(shù)(jsh)要求靜力載荷試驗(yàn)的主要設(shè)備有：

5、加荷與傳壓裝置、變形觀測(gunc)系統(tǒng)及承壓板?；訉挾瘸袎喊迕娣e加荷等級時(shí)間(shjin)間隔終止加載技術(shù)要求第10頁/共40頁第十頁，共41頁。第11頁/共40頁第十一頁，共41頁。第12頁/共40頁第十二頁，共41頁。靜力載荷試驗(yàn)(shyn)資料的應(yīng)用確定(qudng)地基承載力確定(qudng)地基土的變形模量估算地基土的不排水抗剪強(qiáng)度估算地基土基床反力系數(shù)第13頁/共40頁第十三頁，共41頁。確定(qudng)地基承載力根據(jù)靜力載荷試驗(yàn)成果(chnggu)繪制出p-s曲線，按下述方法確定地基承載力當(dāng)p-s曲線上有明顯的比例界限時(shí)，取該拐點(diǎn)處所對應(yīng)的荷載值 作為地基承載力基本值，即取

6、 ；當(dāng)極限荷載( )能夠(nnggu)確定，且該值小于對應(yīng)的比例極限荷載 的1.5倍時(shí)，取極限荷載值的一半作為地基承載力基本值，即取 ；第14頁/共40頁第十四頁，共41頁。3 . 不 能 按 上 述 兩 點(diǎn) 確 定 時(shí) ， 如 承 壓 板 面 積 ( m i n j ) 為0.250.50m2，對于低壓縮性土和砂土，可取 s/b = 0.010.015所對應(yīng)的荷載值作為地基承載力基本值；對于高壓縮性土，可取s/b=0.02所對應(yīng)荷載值作為地基承載力基本值。 在做靜力載荷試驗(yàn)時(shí)，同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，基本值的極差不超過平均值的30%，取此平均值作為地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值，即當(dāng)時(shí)，取

7、( n為參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)數(shù))。 第15頁/共40頁第十五頁，共41頁。確定(qudng)地基土的變形模量 一般取p-s曲線(qxin)的直線段，用下式計(jì)算地基土的變形模量值 E 0 ： 式中 B 承壓板的直徑(m),當(dāng)為方形板時(shí) A為方形板面積(m2 ) p-s曲線(qxin)直線段斜率(kPa/m) 地基土的泊松比； 第16頁/共40頁第十六頁，共41頁。估算( sun)地基土的不排水抗剪強(qiáng)度對于飽和的軟粘土層，可按下式用快速法載荷試驗(yàn)（不排水條件）的極限承載力pu估算( sun)土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu： 式中 pu 快速載荷試驗(yàn)所得的極限承載力(kPa)； 0 承壓板周邊外的超載或土的自重

8、應(yīng)力(kPa)； Nc承壓板系數(shù)。第17頁/共40頁第十七頁，共41頁。估算地基(dj)土基床反力系數(shù)根據(jù)p-s曲線，可按下式估算載荷試驗(yàn)基床反力系數(shù) 式中 p-s關(guān)系曲線直線段斜率。如果無直線段 p 可取(kq)pa 的一半，s取向?qū)?yīng)的沉降量； 載荷試驗(yàn)基床反力系數(shù)；然后，按下式計(jì)算出基準(zhǔn)基床反力系數(shù)Kv：粘性土： 第18頁/共40頁第十八頁，共41頁。砂土 式中 B承壓板的直徑或?qū)挾?m)。再根據(jù)(gnj)基準(zhǔn)基床反力系數(shù)可確定地基土基床反力系數(shù)Ks：粘性土 砂土 式中 基礎(chǔ)的寬度(m); 地基土基床反力系數(shù)(kN/m)。第19頁/共40頁第十九頁，共41頁。7.3.2 單樁垂直(chu

9、zh)靜載荷試驗(yàn) 樁基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一是確定單樁的承載力。確定單樁承載力的方法有靜力法、動力法等。規(guī)范規(guī)定對于安全等級為一級的建筑物，單樁的豎向承載力應(yīng)通過現(xiàn)場靜荷載試驗(yàn)確定。 現(xiàn)場靜荷載試驗(yàn)成果(chnggu)應(yīng)用：確定單樁豎向承載力劃分樁側(cè)摩阻力和樁端阻力第20頁/共40頁第二十頁，共41頁。單樁垂直(chuzh)靜載荷試驗(yàn)裝置第21頁/共40頁第二十一頁，共41頁。7.3.3 靜力觸探試驗(yàn)(shyn)（DPT） 通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時(shí)用傳感器或直接量測儀表測試土層對探頭的貫入阻力，以此(y c)來判斷分析確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。適用范圍： 適用

10、于粘性土粉土和砂土，主要用于 劃分土層、估計(jì)地基(dj)土的物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)、評定地基(dj)土的承載力及判定砂土地基(dj)的液化等級等。第22頁/共40頁第二十二頁，共41頁。常用(chn yn)的靜力觸探探頭分為單橋和雙橋探頭第23頁/共40頁第二十三頁，共41頁。單橋探頭(tn tu) 單橋探頭能測定一個(gè)(y )觸探指標(biāo)比貫入阻力 。式中： 探頭錐尖底面積(min j) 總貫入阻力第24頁/共40頁第二十四頁，共41頁。雙橋探頭(tn tu) 雙橋探頭(tn tu)能測定兩個(gè)觸探指標(biāo)錐尖阻力 和側(cè)壁摩阻力 。 分別(fnbi)為錐尖總阻力和側(cè)壁摩阻力； 分別(fnbi)為錐尖底截面積和

11、摩擦筒表面積。第25頁/共40頁第二十五頁，共41頁。靜力觸探試驗(yàn)成果(chnggu)的應(yīng)用 主要成果是貫入阻力、錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力和摩阻比隨深度變化(binhu)的關(guān)系曲線。根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化(binhu)幅度劃分土層。評定地基土的強(qiáng)度參數(shù)評定土的變形指標(biāo)評定地基土的承載力估計(jì)單樁承載力，判定沉樁可能性判定場地地震液化勢第26頁/共40頁第二十六頁，共41頁。7.3.4 圓錐(yunzhu)動力觸探（DPT）利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐(yunzhu)探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對土層進(jìn)行力學(xué)分層并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對地基土作出工程地

12、質(zhì)評價(jià)。 適用范圍：強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石(ynsh)，各種軟質(zhì)巖石(ynsh)及各類土。第27頁/共40頁第二十七頁，共41頁。圓錐動力觸探試驗(yàn)(shyn)成果的應(yīng)用 主要成果是錘擊數(shù)和錘擊數(shù)隨深度變化曲線圖。確定砂土和碎石土的密實(shí)(m shi)度確定地基土的承載力確定單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值第28頁/共40頁第二十八頁，共41頁。7.3.5 標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)貫入試驗(yàn)（SPT）利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的對開管式貫入器打入鉆孔孔底的土層中，根據(jù)打入土層中的貫入阻力，評定土層的變化和土的物理(wl)力學(xué)性質(zhì)。貫入阻力以 表示。 適用范圍：可用于砂土(sh t)粉土和一般粘性土，最適用于N=2

13、50的土層。第29頁/共40頁第二十九頁，共41頁。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(shyn)成果的應(yīng)用評定砂土的密實(shí)度和相對密度評定粘性土的狀態(tài)(zhungti)評定砂土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)評定粘性土的不排水抗剪強(qiáng)度評定土的變形模量 和壓縮模量確定地基土的承載力估算單樁承載力判定飽和砂土的地震液化問題主要成果是標(biāo)貫擊數(shù)與深度的曲線(qxin)及地質(zhì)柱狀剖面圖。第30頁/共40頁第三十頁，共41頁。7.3.6 十字(sh z)板剪切試驗(yàn)（VST）將十字板壓入待測土層中，轉(zhuǎn)動手柄形成圓柱狀剪切面以快速測定飽和軟粘土(zhn t)層快剪強(qiáng)度的簡易可靠的的原位測試方法。 適用范圍：靈敏度 、固結(jié)系數(shù)(xsh) 年的均質(zhì)飽和軟

14、粘性土。第31頁/共40頁第三十一頁，共41頁。十字板剪切試驗(yàn)(shyn)成果的應(yīng)用 主要成果是十字板不排水剪切強(qiáng)度 隨深度的變化曲線即 關(guān)系曲線。計(jì)算原狀(yun zhun)和重塑狀態(tài)土的不排水抗剪強(qiáng)度 。計(jì)算土的靈敏度 。第32頁/共40頁第三十二頁，共41頁。7.3.7 扁鏟(bin chn)側(cè)脹試驗(yàn)用靜力把扁鏟形探頭貫入土中，達(dá)試驗(yàn)(shyn)深度以后，利用氣壓使扁鏟側(cè)面的圓形剛膜向外擴(kuò)張進(jìn)行試驗(yàn)(shyn)。它可作為一種特殊的旁壓試驗(yàn)(shyn)。 適用范圍：一般粘性土、粉土、中密以下砂土(sh t)、黃土等，不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等。第33頁/共40頁第三十三頁，共41頁。扁鏟

15、側(cè)脹試驗(yàn)(shyn)成果的應(yīng)用 劃分土類 求靜止( jngzh)側(cè)壓力系數(shù) 評定應(yīng)力歷史 計(jì)算不排水抗剪強(qiáng)度 計(jì)算土的變形參數(shù) 計(jì)算土的水平固結(jié)系數(shù) 進(jìn)行側(cè)向受荷樁的設(shè)計(jì)第34頁/共40頁第三十四頁，共41頁。7.3.8 旁壓實(shí)驗(yàn)(shyn)將圓柱形旁壓器豎直的放入土中，通過平旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓膜將壓力傳遞給周圍土體使土體或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，由此得到地基土在水平方向上的應(yīng)力(yngl)應(yīng)變關(guān)系。 適用(shyng)范圍：適用(shyng)于測定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。第35頁/共40頁第三十五頁，共41頁。旁

16、壓試驗(yàn)(shyn)成果的應(yīng)用 主要成果是壓力和擴(kuò)張?bào)w積曲線，壓力和半徑(bnjng)增量曲線。評定地基承載力 臨塑壓力法： 或 極限壓力法：計(jì)算旁壓模量 : 第36頁/共40頁第三十六頁，共41頁。7.4 工程地質(zhì)勘察報(bào)告主要(zhyo)內(nèi)容 任務(wù)要求及勘察工程概況 擬建工程概況 勘察方法和勘察工作布置 場地地形地貌地層地質(zhì)構(gòu)造巖石性質(zhì)地下水不良地質(zhì)現(xiàn)象的描述與評價(jià) 場地穩(wěn)定性與適宜性的評價(jià) 巖土參數(shù)的分析與選取 地基基礎(chǔ)方案的建議，施工使用(shyng)期間可能出現(xiàn)問題的防治預(yù)測監(jiān)控的建議 勘察成果表及所附圖件第37頁/共40頁第三十七頁，共41頁。常用(chn yn)圖表 勘察點(diǎn)平面布置圖 工程地質(zhì)柱狀圖 工程地質(zhì)剖面圖 原位測試成果(chnggu)表 室內(nèi)試驗(yàn)成果(chnggu)表第38頁/共40頁第三十八頁，共41頁?？荚?kosh)事宜考試時(shí)間6月14日（周三）下午7、8 節(jié)（3:20-5:00）考試地點(diǎn)：綜合樓253、353253(土0403-0406)；353(土0401-0402、土0310-0311)注：重修(zhn xi)生根據(jù)人數(shù)分到兩個(gè)教室答疑時(shí)間與地點(diǎn)6月9日（周五）下午1:30-5:00；6月12日（周一）下午1:30-5:00；實(shí)驗(yàn)1號樓209室第39頁