房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價

1、第第9 9章章 房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價迪拜塔高8 2 8米第第9 9章章 房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價臺臺 北北 1 0 1 大大 樓樓第第9 9章章 房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價環(huán)球金融中心第第9 9章章 房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評價雙子座大樓雙子座大樓目目 錄錄9.1 區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地殼穩(wěn)定性9.2 地基承載力的確定地基承載力的確定9.3 地基沉降計算地基沉降計算9.4 基坑工程基坑工程9.5 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)Text4.不良地質(zhì)作用防治的建議3.設(shè)計與施工方案的建議對于建

2、筑物的巖土工程評價常見問題巖類分布區(qū)重點(diǎn)研巖類分布區(qū)重點(diǎn)研究問題究問題2. 2.地基穩(wěn)定性地基穩(wěn)定性1.區(qū)域地殼穩(wěn)定性問題前前 言言9.1 9.1 區(qū)域地殼穩(wěn)定性區(qū)域地殼穩(wěn)定性 區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究的目的是評價地震、現(xiàn)代火山、斷層位錯和地殼運(yùn)動等形成的山崩、滑坡等災(zāi)害對工程建筑安全的影響程度，從而選擇相對穩(wěn)定的地區(qū)作為工程建設(shè)的基地和場址。地震烈度高、地震烈度高、活動斷裂發(fā)育、高應(yīng)力地帶以及由斷裂活動引起的活動斷裂發(fā)育、高應(yīng)力地帶以及由斷裂活動引起的滑坡、山崩、地裂縫區(qū)滑坡、山崩、地裂縫區(qū)等均是不利于工程建設(shè)的地區(qū)。9.1.1 9.1.1 研究的內(nèi)容和方法研究的內(nèi)容和方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內(nèi)容和

3、方法區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究內(nèi)容和方法9.1.2 9.1.2 控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動力主要來自重力均衡和熱對流。 重力均衡就是在具有流動性的地幔物質(zhì)和地殼中的某一等深面上，其上部物質(zhì)造成的靜壓力處處相等。 Joey于1923年提出：地幔放射物產(chǎn)生的熱引起地幔的全部熔融，使地殼產(chǎn)生對流熱脈沖，高的對流傳導(dǎo)熱導(dǎo)致地幔迅速冷卻和再固結(jié)。9.1.2 9.1.2 控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素9.1.2 9.1.2 控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地?zé)岷蜔釋α魇堑貧?gòu)造運(yùn)動的重要動力源。9.1.2 9.1.2 控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素控制

4、區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素控制地殼現(xiàn)代活動性的因素控制地殼現(xiàn)代活動性的因素9.1.3 9.1.3 穩(wěn)定性分級和評價穩(wěn)定性分級和評價地殼穩(wěn)定性分級與地震指標(biāo)表9.1.4 9.1.4 地震及液化評價地震及液化評價 地震可直接導(dǎo)致建筑物和地基破壞，同時誘導(dǎo)滑坡、山崩等不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)生，危害人類及工程的安全。因此地震是區(qū)域地殼穩(wěn)定性評價和分級中最重要的因素。 我國是個多地震的國家之一，處于世界兩大地震帶之間（東臨環(huán)太平洋地震帶，南北接歐亞地震帶），地震相當(dāng)強(qiáng)烈，烈度在度以上的地震區(qū)約占全國總面積的一半以上。9.1.4.1 9.1.4.1 地震震級與地震烈度地震震級與地震烈度 地震震級 M 是表示地震本身大

5、小的尺度，是以地震過程中釋放出來的能量 E 總和來衡量的。震級與震源釋放能量之間存在如下關(guān)系式：lg11.81.5EM地震烈度：地震烈度：是指地面各類建筑物遭受地震破壞的程度。9.1.4.2 9.1.4.2 地震效應(yīng)地震效應(yīng) 地震效應(yīng)包括有地震力效應(yīng)、地震破裂效應(yīng)、地震液化效應(yīng)和地震引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)。 液化會引起土體和建筑物產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，其破壞形式主要有四種：一是涌砂，涌出的砂掩蓋農(nóng)田，壓死農(nóng)作物，使沃土鹽堿化，同時河床、渠底和井筒淤塞；二是滑塌，土層產(chǎn)生大規(guī)模的滑移，導(dǎo)致建于其上的建筑物破壞和地面裂縫；三是沉陷，指地面下沉，同時在沉陷區(qū)邊緣產(chǎn)生大量邊緣裂縫；四是浮起，砂土液化使某些構(gòu)筑在

6、地下的輕型結(jié)構(gòu)物如同罐體類結(jié)構(gòu)浮出地面。9.1.4.3 9.1.4.3 液化效應(yīng)液化效應(yīng)(1)(1)影響液化的因素影響液化的因素影響液化的因素包括下面三個方面：1 )砂土的相對密度2 )地震強(qiáng)度及其持續(xù)時間3 )飽水砂土的埋藏條件(2)(2)砂土液化的判別砂土液化的判別1 )初步判斷9.1.4.3 9.1.4.3 液化效應(yīng)液化效應(yīng)9.1.4.3 9.1.4.3 液化效應(yīng)液化效應(yīng)2 )進(jìn)一步判斷 詳見課本P1853 )液化等級 9.1.4.4 9.1.4.4 場地分類場地分類9.1.4.5 9.1.4.5 地震影響地震影響 建筑的設(shè)計特征周期即設(shè)計所用的地震影響系數(shù)特征周建筑的設(shè)計特征周期即設(shè)計

7、所用的地震影響系數(shù)特征周期，應(yīng)根據(jù)其所在地的設(shè)計地震分組和場地類別確定。期，應(yīng)根據(jù)其所在地的設(shè)計地震分組和場地類別確定。9.1.4.6 9.1.4.6 地震場地的勘察與評價地震場地的勘察與評價 抗震設(shè)防烈度等于或大于6度時，應(yīng)進(jìn)行場地和地基地震效應(yīng)的巖土工程勘察，并提出勘察場地的設(shè)防烈度、設(shè)計基本地震加速度和設(shè)計特征周期分區(qū)。9.1.5 9.1.5 活斷裂活斷裂9.2 9.2 地基承載力的確定地基承載力的確定地基承載力的定義：指地基土單位面積上能夠承受荷載的能力，在進(jìn)行工程設(shè)計時必須限制基礎(chǔ)底面處的壓力，使其低于地基承載力特征值，以保證地基土不會發(fā)生剪切破壞而失去穩(wěn)定。理論公式：9.2 9.2

8、 地基承載力的確定地基承載力的確定9.2.3 9.2.3 承載力修正承載力修正9.2.3 9.2.3 承載力修正承載力修正9.2.4 9.2.4 巖石地基的承載力巖石地基的承載力巖石地基的承載力特征值可根據(jù)平板載荷試驗確定，根據(jù)平板載荷試驗成果p-s曲線確定巖石地基承載力9.2.4 9.2.4 巖石地基的承載力巖石地基的承載力9.3 9.3 地基沉降計算地基沉降計算9.3.1 土的壓縮性 地基在荷載作用下，土層產(chǎn)生壓縮變形，使建筑物產(chǎn)生沉降。土在壓力作用下體積減少的特性稱為土的壓縮性。9.3.2 土中應(yīng)力計算 土中應(yīng)力分為自重應(yīng)力和附加應(yīng)力。由上覆土體自重引起的應(yīng)力稱為自重應(yīng)力，由建筑荷載引起

9、的應(yīng)力稱為附加應(yīng)力。 各應(yīng)力公式及參數(shù)含義詳見課本P1969.3.3 9.3.3 地基沉降計算地基沉降計算 地基沉降的計算常采用分層總和法，即將壓縮層范圍內(nèi)的地基土層分成若干層，分層計算土體豎向壓縮量，然后求和得到總豎向壓縮量，即總沉降量。分層總和法是一類計算方法的總稱，常用的有單向壓縮法、規(guī)范法、考慮先期固結(jié)壓力沉降計算等。 各計算方法詳見課本P199-P202 9.4 9.4 基坑工程基坑工程基坑工程實例Company Logo一是保證基坑四周邊坡的穩(wěn)定性，滿足地下室施工有足夠空間的要求。二是保證基坑四周相鄰建筑物、構(gòu)筑物和地下管線在基坑工程施工期間不受損害。三是保證基坑工程施工作業(yè)面在地

10、下水位以上。9.4.1 9.4.1 基坑圍護(hù)體系的作用基坑圍護(hù)體系的作用對基坑圍護(hù)體系的要求9.4.29.4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式及適用范圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式及適用范圍 圍護(hù)結(jié)構(gòu)常用的形式包括有放坡開挖、懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。9.4.29.4.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式及適用范圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式及適用范圍9.4.3 9.4.3 圍護(hù)體系的選用原則圍護(hù)體系的選用原則9.4.3 圍護(hù)體系的選用原則 圍護(hù)體系的選用原則是安全、經(jīng)濟(jì)、方便施工，選用圍護(hù)體系要因地制宜。9.4.4 9.4.4 基坑的設(shè)計計算基坑的設(shè)計計算9.4.4.1 基坑降水(1)止水帷幕常用的

11、有三種形式：深層攪拌法水泥土止水帷幕、高壓旋噴注漿法止水帷幕和素混凝土地下連續(xù)墻止水帷幕。(2)降水措施常采用井點(diǎn)降水，常用的有輕型井點(diǎn)、電滲井點(diǎn)、噴射井點(diǎn)、管井井點(diǎn)和降壓井點(diǎn)。9.4.4.1 9.4.4.1 基坑降水基坑降水9.4.4.2 9.4.4.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形分析圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形分析(2)彈性地基梁法(1)等值梁法9.4.4.3 9.4.4.3 穩(wěn)定性分析穩(wěn)定性分析(1)整體穩(wěn)定性分析(2)抗隆起穩(wěn)定分析安全系數(shù)表達(dá)式9.4.5 9.4.5 基坑勘察要求與評價基坑勘察要求與評價 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計主要考慮地基承載力和建筑物沉降，而基坑工程設(shè)計要求圍護(hù)體系能起到擋土作用。一是

12、圍護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，并能控制其變形和發(fā)展；二是止水體系能不漏水，地下開挖能夠干作業(yè)?；庸こ痰目辈鞈?yīng)能滿足上述設(shè)計內(nèi)容對工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料的要求?？辈斓姆秶蜕疃雀鶕?jù)場地條件和設(shè)計要求確定，勘察深度一般宜為開挖深度的2-3倍，勘察的平面范圍宜超出開挖邊界外2-3倍，對周邊以調(diào)查研究、搜集原有勘察資料為主，在深厚軟土地區(qū)，勘察深度和范圍應(yīng)適當(dāng)?shù)V大。 基坑工程的勘察包括工程地質(zhì)勘察和水文地質(zhì)勘察兩個方面的內(nèi)容。9.5 9.5 樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場9.5.1 9.5.1 樁基類型與選擇樁基類型與選擇9.5.1.2 樁型的選擇 不同的樁具有各自的優(yōu)點(diǎn)，有其適用的條件，選擇樁型應(yīng)根據(jù)穿越土層條件

13、、樁端持力層類型、地下水位、建筑結(jié)構(gòu)類型、上部荷載性質(zhì)、施工設(shè)備、施工環(huán)境、樁的供應(yīng)、工期要求、經(jīng)濟(jì)合理等等條件綜合評定。 預(yù)制混凝土樁、灌注樁和鋼樁優(yōu)缺點(diǎn)比較詳見課本P2129.5.1.1 樁的類型(1)按樁的承載性狀,分為摩擦型樁和端承型樁兩大類。(2)按樁的使用功能分為：豎向抗壓樁、豎向抗拔樁、水平受荷樁、復(fù)合受荷樁。(3)按樁身材料分為：混凝土樁、鋼樁、組合材料樁。(4)按成樁方法分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁。9.5.2 9.5.2 樁基承載力計算樁基承載力計算 對于單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，現(xiàn)行建筑樁基技術(shù)規(guī)范規(guī)定：一級建筑樁基應(yīng)采用現(xiàn)場靜載試驗，并結(jié)合靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、經(jīng)驗參

14、數(shù)等估算，綜合確定；對三級建筑物樁基，如無原位測試資料時，可利用承載力參數(shù)估算。(1)(1)靜載試驗靜載試驗9.5.2 9.5.2 樁基承載力計算樁基承載力計算9.5.2 9.5.2 樁基承載力計算樁基承載力計算(2)(2)靜力觸探法靜力觸探法 用靜力觸探法預(yù)估單樁承載力的方法參見本書第7章相關(guān)內(nèi)容。(3)(3)土的物理指標(biāo)土的物理指標(biāo)9.5.2 9.5.2 樁基承載力計算樁基承載力計算9.5.3 9.5.3 樁基沉降計算樁基沉降計算9.5.4 9.5.4 樁負(fù)摩阻力樁負(fù)摩阻力下列情況下會出現(xiàn)負(fù)摩阻力：1)樁周土在自重作用下固結(jié)沉降或浸水導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低而固結(jié)。2)外界荷載作用導(dǎo)致樁周土固結(jié)沉降，比如在樁附近地面大面積堆載而引起地面下沉。3)降水導(dǎo)致有效應(yīng)力增大而固結(jié)。單樁負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值：單樁負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值：9.5.4 9.5.4 樁負(fù)摩阻力樁負(fù)摩阻力當(dāng)降低地下水位時：當(dāng)降低