巖土工程勘察-第八章-建筑與構(gòu)筑物的勘察與評(píng)價(jià)ppt（圖文豐富）

1、 巖 土 工 程 勘 察房屋建筑與構(gòu)筑物的勘察與評(píng)價(jià)對(duì)于建（構(gòu)）筑物的巖土工程評(píng)價(jià)，經(jīng)常遇到的問(wèn)題有：區(qū)域地殼穩(wěn)定性問(wèn)題 區(qū)域地殼穩(wěn)定性是在可行性研究勘察階段進(jìn)行選址時(shí)必須考慮的問(wèn)題。一般地說(shuō)，區(qū)域地殼穩(wěn)定性是指工程建設(shè)地區(qū)，在地球內(nèi)外動(dòng)力的綜合作用下，現(xiàn)今地殼其表層的相對(duì)穩(wěn)定程度，以及這種穩(wěn)定程度與工程建筑之間的相互作用和影響。在可行性研究勘察階段，是對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出評(píng)價(jià)，在初步勘察階段，則是對(duì)場(chǎng)地內(nèi)擬建建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。地基穩(wěn)定性 地基的穩(wěn)定性直接影響到建筑物的安全和正常使用，是勘察評(píng)價(jià)的一個(gè)重要方面。在詳細(xì)勘察階段，要在查明建筑物范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程

2、特性的基礎(chǔ)上，分析和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性。地基的穩(wěn)定性涉及承載力和變形兩個(gè)方面，承載力要求在上部荷載作用下，地基土不發(fā)生剪切破壞和喪失穩(wěn)定，變形要求地基變形值不超過(guò)地基變形允許值。設(shè)計(jì)與施工方案的建議 比如：基礎(chǔ)類型的選擇，基坑開(kāi)挖圍護(hù)類型，需不需要降低地下水位，以使地下水位位于基坑開(kāi)挖面以下。開(kāi)挖、地下水位降低產(chǎn)生的附加應(yīng)力，產(chǎn)生的沉降，對(duì)周圍的建筑物、道路、地下管線會(huì)產(chǎn)生不良影響。要不要進(jìn)行地基處理，采用什么方法處理。不良地質(zhì)作用防治的建議 地殼上部的巖土層在各種各樣的內(nèi)外動(dòng)力地質(zhì)作用下，如地殼運(yùn)動(dòng)、地震、流水作用以及人類活動(dòng)等，形成了不同的地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)工程的安全和使用功能會(huì)產(chǎn)生不良影響。比如

3、滑坡、泥石流的發(fā)生引起的后果往往是災(zāi)難性的。因此要查明不良地質(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。 9.1 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(píng)價(jià)地震、現(xiàn)代火山、斷層位錯(cuò)和地殼運(yùn)動(dòng)等形成的山崩、滑坡等災(zāi)害對(duì)工程建筑安全的影響程度，從而選擇相對(duì)穩(wěn)定的地區(qū)作為工程建設(shè)的基地和場(chǎng)址。地震烈度高、活動(dòng)斷裂發(fā)育、高應(yīng)力地帶以及由斷裂活動(dòng)引起的滑坡、山崩、地裂縫區(qū)等均是不利于工程建設(shè)的地區(qū)。 研究的內(nèi)容和方法 區(qū)域地殼穩(wěn)定性是由內(nèi)力造成的地質(zhì)災(zāi)害對(duì)工程建筑影響程度綜合反映，研究?jī)?nèi)容可分為兩個(gè)方面：巖石圈的結(jié)構(gòu)及其動(dòng)力條件；內(nèi)力的災(zāi)害地質(zhì)現(xiàn)象及其對(duì)建筑安全的影響。因此

4、區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究就是要研究地殼的演化過(guò)程、現(xiàn)代動(dòng)力條件，分析它們產(chǎn)生的地質(zhì)現(xiàn)象與工程建筑的相互關(guān)系，在較大的區(qū)域內(nèi)，分析和研究不同地區(qū)、地段的地殼現(xiàn)代活動(dòng)程度，選擇穩(wěn)定性良好的地區(qū)作為規(guī)劃建設(shè)地段。區(qū)域地殼穩(wěn)定性研究?jī)?nèi)容和方法 控制區(qū)域地殼穩(wěn)定性的因素地殼演化的動(dòng)力主要來(lái)自重力均衡和熱對(duì)流。 重力均衡就是在具有流動(dòng)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。 兩點(diǎn)計(jì)算出的靜壓力不相等，則需要進(jìn)行重力調(diào)整補(bǔ)償。這種補(bǔ)償是通過(guò)上地幔物質(zhì)上升、地面剝蝕，或上地幔物質(zhì)下降、地面堆積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在壓強(qiáng)差大的地區(qū)由于重力均衡補(bǔ)償，成為地殼活動(dòng)帶、地震帶，在壓強(qiáng)差小的地區(qū)地殼活動(dòng)性小

5、，相對(duì)穩(wěn)定 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(duì)流熱脈沖，高的對(duì)流傳導(dǎo)熱導(dǎo)致地幔迅速冷卻和再固結(jié)。地?zé)岷蜔釋?duì)流是地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的重要?jiǎng)恿υ??？刂频貧がF(xiàn)代活動(dòng)性的因素穩(wěn)定性分級(jí)和評(píng)價(jià) 地殼穩(wěn)定性分級(jí)就是將一個(gè)區(qū)域劃分成不同穩(wěn)定程度的區(qū)供工程設(shè)計(jì)部門利用，以便于選擇條件好的地區(qū)和制定合理的建設(shè)、規(guī)劃方案。地殼穩(wěn)定性分級(jí)與地震指標(biāo)表 在缺乏歷史地震的地區(qū)或地震周期很長(zhǎng)時(shí)，利用綜合指標(biāo)判定區(qū)域地殼穩(wěn)定性更有實(shí)用價(jià)值。地殼穩(wěn)定性的綜合指標(biāo)表地震及液化評(píng)價(jià) 我國(guó)是個(gè)多地震的國(guó)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

6、以上的地震區(qū)約占全國(guó)總面積的一半以上。 地震可直接導(dǎo)致建筑物和地基破壞，同時(shí)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(píng)價(jià)和分級(jí)中最重要的因素。 地震震級(jí)與地震烈度 地震震級(jí) M 是表示地震本身大小的尺度，是以地震過(guò)程中釋放出來(lái)的能量 E 總和來(lái)衡量的。震級(jí)與震源釋放能量之間存在如下關(guān)系式：地震烈度：是指地面各類建筑物遭受地震破壞的程度。抗震設(shè)防烈度 按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。一般情況，取50年內(nèi)超越概率10%的地震烈度。地震基本烈度 地震基本烈度是指未來(lái)50年內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值。地震眾

7、值烈度 地震基本烈度是指未來(lái)50年內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下可能遭遇的超越概率為63%的地震烈度值。 為了評(píng)價(jià)地震的影響程度，需要有一個(gè)評(píng)定地震烈度的標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)宏觀現(xiàn)象（人的感覺(jué)、器物反映、建筑物及地表破壞等）和地震加速度等定量指標(biāo)來(lái)判定出來(lái)的，稱為地震烈度表，我國(guó)采用的是12級(jí)的烈度表。 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)。1. 地震力效應(yīng) 地震力是由地震波直接產(chǎn)生的慣性力，可使建筑物發(fā)生變形和破壞，地震力是由于地震波在傳播過(guò)程中使質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)引起的，所以它的大小決定于這種簡(jiǎn)諧振動(dòng)引起的加速度。地震時(shí)，地震加速度包括水平方向和垂直方向，

8、因而地震力也是有方向性的，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一般垂直加速度為水平加速度的1/31/2。巖土工程勘察2. 地震破裂效應(yīng) 在震源處以地震波的形式傳播于周圍的地層上，引起相鄰巖石的振動(dòng)，這種振動(dòng)具有很大的能量，它以力的形式作用于巖石上，當(dāng)這些作用力超過(guò)巖石的強(qiáng)度時(shí)，巖石就會(huì)發(fā)生突然破裂和位移，形成斷層和地裂縫，引起建筑物變形和破壞。3. 地震激發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的效應(yīng) 強(qiáng)烈的地震作用能激發(fā)斜坡上巖土體松動(dòng)、失穩(wěn)，發(fā)生滑坡和崩塌等不良地質(zhì)現(xiàn)象，如果遇上大雨，在地震誘導(dǎo)下往往會(huì)發(fā)生泥石流、滑坡。4. 地震液化效應(yīng) 液化會(huì)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

9、土鹽堿化，同時(shí)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(shí)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)筑在地下的輕型結(jié)構(gòu)物如同罐體類結(jié)構(gòu)浮出地面。 砂土、粉土的液化飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789表4.3.3液化土特征深度(m)注：當(dāng)區(qū)域的地下水位處于變動(dòng)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)按不利的情況考慮。 建筑抗震設(shè)防類別地基的液化等級(jí)輕微中等嚴(yán)重乙類部分消除液化沉陷，或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷丙類基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或

10、更高要求的措施全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟(jì)的措施表 4.3.6 抗液化措施注：甲類建筑的地基抗液化措施應(yīng)進(jìn)行專門研究，但不宜低于乙類的相應(yīng)要求。 場(chǎng)地分類 選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)按表 4.1.1 劃分對(duì)建筑抗震有利、一般、不利和危險(xiǎn)的地段。 表4.1.1 有利、一般、不利和危險(xiǎn)地段的劃分 地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開(kāi)闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等一般地段不屬于有利、不利和危險(xiǎn)的地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、

11、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯(cuò)的部位 按照土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度，建筑場(chǎng)地的類別劃分為四大類，其中分為兩亞類。巖石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)場(chǎng) 地 類 別01S8000800S5000500S25055250S150335050S1503315155080表4.1.6 各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度(m) 注：表中S系巖石的剪切波速。 對(duì)丁類建筑及丙類建筑中層數(shù)不超過(guò)10層、高度不超過(guò)24m的多層建筑，當(dāng)

12、無(wú)實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按表4.1.3劃分土的類型，再利用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)在表4.1.3的剪切波速范圍內(nèi)估算各土層的剪切波速。 表4.1.3土的類型劃分和剪切波速范圍土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)巖石堅(jiān)硬、較硬且完整的巖石S800堅(jiān)硬土或軟質(zhì)巖石破碎和較破碎的巖石或軟和較軟的巖石，密實(shí)的碎石土800S500中硬土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，fak 150的黏性土和粉土，堅(jiān)硬黃土500S250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細(xì)、粉砂，fak150的黏性土和粉土，fak130的填土，可塑新黃土250S150軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的黏

13、性土和粉土，fak130的填土，流塑黃土S150注：fak為由載荷試驗(yàn)等方法得到的地基承載力特征值(kPa)；S為巖土剪切波速。4.1.4 建筑場(chǎng)地覆蓋層厚度確定，應(yīng)符合下列要求： 1 一般情況下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s且其下臥各層巖土的剪切波速均不小于500ms的土層頂面的距離確定。 2 當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于其上部各土層剪切波速2.5倍的土層，且該層及其下臥各層巖土的剪切波速均不小于400m/s時(shí)，可按地面至該土層頂面的距離確定。 3 剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍土層。 4 土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋土層中扣除。 地震影響 建

14、筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應(yīng)采用相應(yīng)于抗震設(shè)防烈度的設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)特征周期來(lái)表征?？拐鹪O(shè)防烈度6789設(shè)計(jì)基本地震加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g表3.2.2抗震設(shè)防烈度和設(shè)計(jì)基本地震加速度值的對(duì)應(yīng)關(guān)系注：g為重力加速度。 建筑的設(shè)計(jì)特征周期即設(shè)計(jì)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(jì)地震分組和場(chǎng)地類別確定。表5.1-4-2特征周期值(s)設(shè)計(jì)地震分組場(chǎng)地類別01第一組0.200.250.350.450.65第二組0.250.300.400.550.75第三組0.300.350.450.650.90 地震場(chǎng)地的勘察要求與評(píng)價(jià) 抗震設(shè)防

15、烈度等于或大于6度時(shí)，應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地和地基地震效應(yīng)的巖土工程勘察，并提出勘察場(chǎng)地的設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本地震加速度和設(shè)計(jì)特征周期分區(qū)。 進(jìn)行巖土工程勘察首先應(yīng)劃分場(chǎng)地類別，劃分對(duì)抗震有利、不利或危險(xiǎn)地段；其次對(duì)需要采用時(shí)程分析的工程提供土層剖面、覆蓋層厚度和剪切波速度等參數(shù)；然后進(jìn)行液化判別；還要對(duì)場(chǎng)地附近的滑坡、崩塌、泥石流、采空區(qū)等不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行專門勘察，分析評(píng)價(jià)在遭受地震作用時(shí)的穩(wěn)定性。4.1.3 土層剪切波速的測(cè)量，應(yīng)符合下列要求： 在場(chǎng)地初步勘察階段，對(duì)大面積的同一地質(zhì)單元，測(cè)試土層剪切波速的鉆孔數(shù)量不宜少于3個(gè)。 在場(chǎng)地詳細(xì)勘察階段，對(duì)單幢建筑，測(cè)試土層剪切波速的鉆孔數(shù)量不宜少于2個(gè)，測(cè)

16、試數(shù)據(jù)變化較大時(shí)，可適量增加；對(duì)小區(qū)中處于同一地質(zhì)單元內(nèi)的密集建筑群，測(cè)試土層剪切波速的鉆孔數(shù)量可適量減少，但每幢高層逵筑和大跨空間結(jié)構(gòu)的鉆孔數(shù)量均不得少于1個(gè)。 地震液化的勘察和評(píng)價(jià)包括三個(gè)方面的內(nèi)容：一是場(chǎng)地有無(wú)液化的可能；二是評(píng)價(jià)液化等級(jí)和危害程度；三是提出抗液化的措施。場(chǎng)地液化的初步判別，宜采用下列內(nèi)容進(jìn)行綜合判別： 分析場(chǎng)地地形、地貌、地層、地下水等與液化有關(guān)場(chǎng)地條件； 當(dāng)場(chǎng)地及其附近存在歷史地震液化遺跡時(shí)，宜分析液化重復(fù)發(fā)生的可能性； 傾斜場(chǎng)地或液化層傾向水面或臨空面時(shí)，應(yīng)評(píng)價(jià)液化引起土體滑移的可能。 對(duì)判別液化而布置的勘探點(diǎn)不應(yīng)少于3個(gè)，勘探孔深度應(yīng)大于液化判別深度。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫

17、入試驗(yàn)判別液化時(shí)，應(yīng)按每個(gè)試驗(yàn)孔的實(shí)測(cè)擊數(shù)進(jìn)行，在需作判別的土層中，試驗(yàn)點(diǎn)豎向間距定為1.01.5m，每層土的試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)不宜少于6個(gè)。 活斷裂 活斷裂是指目前還在持續(xù)活動(dòng)的斷裂，或者是以前曾經(jīng)活動(dòng)過(guò)，在不久的將來(lái)還有可能重新活動(dòng)的斷裂?？紤]到工程安全的實(shí)際需要，巖土工程勘察規(guī)范將活斷裂分為： 全新活動(dòng)斷裂：在全新地質(zhì)時(shí)期（一萬(wàn)年）內(nèi)有過(guò)地震活動(dòng)或近期正在活動(dòng)，在今后100年有可能繼續(xù)活動(dòng)的斷裂。 發(fā)震斷裂：全新活動(dòng)斷裂中、近期（近500年來(lái)）發(fā)生過(guò)地震震級(jí)M5級(jí)的斷裂，或在今后100年內(nèi)可能發(fā)生M5級(jí)的斷裂。 非全新活動(dòng)斷裂：一萬(wàn)年前活動(dòng)過(guò)，一萬(wàn)年以來(lái)沒(méi)有發(fā)生過(guò)活動(dòng)的斷裂。 活斷裂的活動(dòng)對(duì)工程建

18、筑有很大影響，一方面斷層兩側(cè)的水平錯(cuò)動(dòng)、拉開(kāi)會(huì)破壞跨越斷層或斷層附近的建（構(gòu)）筑物，另一方面活斷層往往伴隨有地震發(fā)生。 活動(dòng)特性 根據(jù)構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)及斷層兩盤相對(duì)位移關(guān)系，活斷裂可分為正斷裂、逆斷裂和平移斷裂?；顢嗔鸦顒?dòng)的方式有兩種：一是伴隨地震的劇烈位移運(yùn)動(dòng)（地震斷層活動(dòng)）；二是不發(fā)生地震的緩慢位移運(yùn)動(dòng)（蠕動(dòng)斷層運(yùn)動(dòng)）。 基本特征1. 深大斷裂復(fù)活運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生活動(dòng)斷裂的基礎(chǔ)2. 繼承性活動(dòng)是活斷裂最基本特性。3. 位移速率4. 活動(dòng)周期 活動(dòng)斷層的鑒定 活動(dòng)斷層的鑒定包括定性和定量?jī)蓚€(gè)方面，活動(dòng)斷裂既然是第四紀(jì)以來(lái)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的反映，它便顯示出新的構(gòu)造活動(dòng)形跡，塑造了現(xiàn)代地形地貌形態(tài)，形成現(xiàn)代地球物理異常，這樣我們可以用地質(zhì)學(xué)和地貌學(xué)方法定性研究活動(dòng)斷裂，同時(shí)可以借助于現(xiàn)代科技手段，對(duì)活動(dòng)斷裂的活動(dòng)特性進(jìn)行定量測(cè)試研究。 活斷