建筑物工程地質(zhì)勘探課件

第六章建筑物工程地質(zhì)勘察

第六章建筑物工程地質(zhì)勘察1第一節(jié)概述一、地基基礎(chǔ)概念地基由于建筑物的興建，導(dǎo)致巖土體中某一范圍內(nèi)原來(lái)的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化。這部分由建筑物荷載引起應(yīng)力變化的巖土體叫地基。換句話講，承受建筑物全部荷載的那部分巖土體叫地基。地基又分持力層及下臥層兩部分，直接與基礎(chǔ)接觸的巖土體叫持力層。持力層下部的巖土體叫下臥層。類型：天然地基人工地基：人工土基、人工樁基第一節(jié)概述2（二）基礎(chǔ)建筑物的基礎(chǔ)也叫建筑物的下部結(jié)構(gòu)，是建筑物在地面以下的那一部分。它的作用是承受整個(gè)建筑物的重量及作用在建筑物上的所有載荷，并將它們傳遞給地基。因此，基礎(chǔ)是起承上啟下作用。分類：按埋深分為可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類。一般認(rèn)為，砌置深度小于5m者為淺基礎(chǔ)，砌置深度大于5m者為深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)有單獨(dú)基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ)主要有沉井、沉箱、樁基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻等。（二）基礎(chǔ)3二、建筑物的主要工程地質(zhì)問(wèn)題（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題（六）地基的施工條件問(wèn)題二、建筑物的主要工程地質(zhì)問(wèn)題4（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題區(qū)域地殼的穩(wěn)定性直接影響著城市建設(shè)的安全和經(jīng)濟(jì)，在建設(shè)中必須首先注意這個(gè)問(wèn)題。影響區(qū)域穩(wěn)定性的主要因素是地震和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在新地區(qū)選擇建筑場(chǎng)址時(shí)，更應(yīng)注意。（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題5（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題在斜坡地區(qū)修建建筑物時(shí)，斜坡穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的工程地質(zhì)問(wèn)題。斜坡的變形和破壞危及斜坡上及其附近建筑物的安全，建筑物的興建，給斜坡施加了外荷載，增加了斜坡不穩(wěn)定的因素，可能導(dǎo)致其滑動(dòng)，使建筑物破壞。因此，在斜坡地區(qū)修建建筑物時(shí)，必須對(duì)斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究，做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)不穩(wěn)定斜坡提出相應(yīng)的防治或改良措施。（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題6（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題研究地基穩(wěn)定性是工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察中的最主要任務(wù)。地基穩(wěn)定性包括地基強(qiáng)度和變形兩部分。地基強(qiáng)度指地基在荷載作用下，抵抗破壞的能力。地基變形是指地基在上部荷載的作用下，土體被壓縮而產(chǎn)生相應(yīng)的變形。若建筑物荷載超過(guò)地基強(qiáng)度、地基的變形量過(guò)大，則會(huì)使建筑物出現(xiàn)裂隙、傾斜或發(fā)生破壞。為了保證建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)合理和正常使用，必須研究與評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性，提出合理的地基承載力及變形量，使地基穩(wěn)定性同時(shí)滿足強(qiáng)度和變形兩方面的要求。（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題7（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題大型的工業(yè)建筑往往是由工業(yè)主廠房、車間、辦公大樓、附屬建筑及宿舍構(gòu)成的建筑群。由于各建筑物的用途和工藝要求不同，他們的結(jié)構(gòu)、規(guī)模和對(duì)地基的要求不一樣，因此，對(duì)各種建筑物進(jìn)行合理的配置，才能保證整個(gè)工程建筑物的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理和正常使用。在滿足各建筑物對(duì)氣候和工藝方面要求的條件下，工程地質(zhì)條件是建筑物配置的主要決定因素，只有通過(guò)對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的調(diào)查，才能為建筑物選擇較優(yōu)的持力層、確定合適的基礎(chǔ)類型，提出合理的基礎(chǔ)砌置深度，為各建筑物的配置提供可靠的依據(jù)。（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題8（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題混凝土是工業(yè)與民用建筑常用的建筑材料，當(dāng)混凝土基礎(chǔ)埋置于地下水位以下時(shí)，必須考慮地下水對(duì)混凝土的侵蝕性問(wèn)題。大多數(shù)地下水不具有侵蝕性，只有當(dāng)?shù)叵滤心承┗瘜W(xué)成分（如HCO、SO、Cl-、侵蝕性CO2等）含量過(guò)高時(shí)，才對(duì)混凝土產(chǎn)生分解性侵蝕、結(jié)晶性侵蝕及分解、結(jié)晶復(fù)合性侵蝕。地下水中的化學(xué)成分與環(huán)境及污染情況有關(guān)。所以，在工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察時(shí)，必須測(cè)定地下水的化學(xué)成分，并評(píng)價(jià)其對(duì)混凝土的各種侵蝕性。（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題9（六）地基的施工條件問(wèn)題修建工業(yè)及民用建筑物基礎(chǔ)時(shí)，一般都需要進(jìn)行基坑開(kāi)挖工作。地基的施工條件不僅會(huì)影響施工期限和建筑物的造價(jià)，而且對(duì)基礎(chǔ)類型的選擇起著決定性作用。開(kāi)挖基坑時(shí)，會(huì)遇到采取多大坡角的坑壁才能穩(wěn)定，以及是否需要支撐等問(wèn)題。若基坑開(kāi)挖到地下水位以下時(shí)，會(huì)遇到基坑排水問(wèn)題，需預(yù)測(cè)基坑涌水量大小，為選擇排水方法和排水設(shè)備提供依據(jù)。（六）地基的施工條件問(wèn)題10第二節(jié)地基中的應(yīng)力分布地基土體受到外力作用之后，要產(chǎn)生兩種效應(yīng)：一是產(chǎn)生垂向沉降與水平位移，這屬于變形問(wèn)題；二是土體是否發(fā)生破壞或失去穩(wěn)定性，這屬于強(qiáng)度問(wèn)題。這兩方面都是由土中應(yīng)力引起的，因此，要研究土體的變形與強(qiáng)度，首先應(yīng)了解土中應(yīng)力的分布特點(diǎn)。所謂應(yīng)力是指土中單位面積上所承受的力，單位為KPa或MPa。在實(shí)際工作中，土中的應(yīng)力有自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、滲透壓力和構(gòu)造應(yīng)力等。其中主要的是自重應(yīng)力和附加應(yīng)力，本章只介紹這兩種應(yīng)力。第二節(jié)地基中的應(yīng)力分布地基土體受到外力作用之后，要產(chǎn)11一、自重應(yīng)力由于土層本身重量產(chǎn)生的應(yīng)力，稱之為土的自重應(yīng)力。一、自重應(yīng)力由于土層本身重量產(chǎn)生的應(yīng)力，稱之為土的自重應(yīng)力。12建筑物工程地質(zhì)勘探課件13二、基底壓力建筑物荷重是通過(guò)建筑物基礎(chǔ)底面?zhèn)鹘o地基的，基礎(chǔ)底面與地基之間的法向壓力，稱為基底壓力。它主要用于計(jì)算地基中的附加應(yīng)力。影響基底壓力分布和大小的因素很多，除與基礎(chǔ)所受荷載大小及基礎(chǔ)形狀、尺寸和埋深有關(guān)外，還與基礎(chǔ)本身與地基土的相對(duì)剛度及地基土的性質(zhì)等有關(guān)。因此，基底壓力計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)基底壓力進(jìn)行一些簡(jiǎn)化計(jì)算。二、基底壓力建筑物荷重是通過(guò)建筑物基礎(chǔ)底面?zhèn)鹘o地基的，基礎(chǔ)底141.中心荷載下的基底壓力中心荷載下的基礎(chǔ)，其所受荷載的合力通過(guò)基底形心?；讐毫俣榫鶆蚍植?圖2—5)，此時(shí)基底平均壓力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：1.中心荷載下的基底壓力15

2.偏心荷載下的基底壓力對(duì)于單向偏心荷載下的矩形基礎(chǔ)如圖2·6所示。設(shè)計(jì)時(shí)，通?；组L(zhǎng)邊方向取與偏心方向一致，此時(shí)兩短邊邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值與最小壓力設(shè)計(jì)值按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計(jì)算：=2.偏心荷載下的基底壓力=16建筑物工程地質(zhì)勘探課件17

矩形基礎(chǔ)在雙向偏心荷載作用下，如基底最小壓力，則矩形基底邊緣四個(gè)角點(diǎn)處的壓力矩形基礎(chǔ)在雙向偏心荷載作用下，如基底最小壓力18（三）基底附加壓力建筑物建造前，土中早巳存在著自重應(yīng)力。如果基礎(chǔ)砌置在天然地面上，那末全部基底壓力就是新增加于地基表面的基底附加壓力。一般天然土層在自重作用下的變形早巳結(jié)束，因此只有基底附加壓力才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。實(shí)際上，一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處，該處原有的自重應(yīng)力由于開(kāi)挖基坑而卸除。因此，由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力，基底平均附加壓力值按下式計(jì)算(圖2—8)：（三）基底附加壓力19

有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間表面上的局部荷載，由此根據(jù)彈性力學(xué)求算地基中的附加應(yīng)力。有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間20三、地基中的附加應(yīng)力

地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。其計(jì)算方法一般假定地基土是各向同性的、均質(zhì)的線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無(wú)限延伸的，即把地基看成是均質(zhì)的線性變形半空間，這樣就可以直接采用彈性力學(xué)中關(guān)于彈性半空間的理論解答。計(jì)算地基附加應(yīng)力時(shí)，都把基底壓力看成是柔性荷載，而不考慮基礎(chǔ)剛度的影響。

三、地基中的附加應(yīng)力地基附加應(yīng)力是指21建筑物工程地質(zhì)勘探課件22建筑物工程地質(zhì)勘探課件23

建筑物作用于地基上的荷載，總是分布在一定面積上的局部荷載，因此理論上的集中力實(shí)際是沒(méi)有的。但是，根據(jù)彈性力學(xué)的疊加原理利用布辛奈斯克解答，可以通過(guò)積分或等代荷載法求得各種局部荷載下地基中的附加應(yīng)力。(二)等代荷載法·如果地基中某點(diǎn)M與局部荷載的距離比荷載面尺寸大很多時(shí)，就可以用一個(gè)集中力代替局部荷載，然后直接應(yīng)用式(2—12c)計(jì)算該點(diǎn)的。建筑物作用于地基上的荷載，總是分布在一定面積上24令則上式改寫(xiě)為:

K-集中力作用下得地基豎向附加應(yīng)力系數(shù),簡(jiǎn)稱集中應(yīng)力系數(shù),按r/z值由表2-1查用。若干個(gè)豎向集中力作用在地基表面上，按疊加原理則地面下深度處某點(diǎn)的附加應(yīng)力應(yīng)為各集中力單獨(dú)作用時(shí)在點(diǎn)所引起的附加應(yīng)力之和令25建筑物工程地質(zhì)勘探課件26建筑物工程地質(zhì)勘探課件27為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)，簡(jiǎn)稱角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)，可按m及n值由表2—2查得。為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)28

對(duì)于均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的情況，就可利用式(2—20)以角點(diǎn)法求得。圖2—12中列出計(jì)算點(diǎn)不位于矩形荷載面角點(diǎn)下的四種情況(在圖中0點(diǎn)以下任意深度z處)。計(jì)算時(shí)，通過(guò)0點(diǎn)把荷載面分成若干個(gè)矩形面積，這樣,0點(diǎn)就必然是劃分出的各個(gè)矩形的公共角點(diǎn)，然后再按式(2-20)計(jì)算每個(gè)矩形角點(diǎn)下同一深度z處的附加應(yīng)力，并求其代數(shù)和。四種情況的算式分別如下

對(duì)于均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的29(a)o點(diǎn)在荷載面邊緣式中，分別表示相應(yīng)于面積I和Ⅱ的角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)。必須指出，查表2-2時(shí)所取用邊長(zhǎng)應(yīng)為任一矩形荷載面的長(zhǎng)度，而為寬度，以下各種情況相同不再贅述。(b)o點(diǎn)在荷載面內(nèi)

(c)o點(diǎn)在荷載面邊緣外側(cè)此時(shí)荷載面abcd可看成是由I(ofbg)與Ⅱ(ofah)之差和Ⅲ(oecg)與Ⅳ(oedh)之差合成的，所以(a)o點(diǎn)在荷載面邊緣(c)o點(diǎn)在荷載面邊緣外側(cè)30(d)o點(diǎn)在荷載面角點(diǎn)外側(cè)把荷載面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)兩個(gè)面積中扣除Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的，所以[例題2-3]以角點(diǎn)法計(jì)算例圖2-3所示矩形基礎(chǔ)甲的基底中心點(diǎn)垂線下不同深度處的地基附加應(yīng)力的分布，并考慮兩相鄰基礎(chǔ)乙的影響(兩相鄰柱距為6m，荷載同基礎(chǔ)甲)。[解](1)計(jì)算基礎(chǔ)甲的基底平均附加壓力標(biāo)準(zhǔn)值如下：基礎(chǔ)及其上回填土得總重基底平均附加壓力設(shè)計(jì)值基底處的土中自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值基底平均壓力設(shè)計(jì)值(d)o點(diǎn)在荷載面角點(diǎn)外側(cè)[例題2-3]以角點(diǎn)法計(jì)算例圖31(2)計(jì)算基礎(chǔ)甲中心點(diǎn)o下由本基礎(chǔ)荷載引起的,基底中心點(diǎn)o可看成是四個(gè)相等小矩形荷載Ⅰ（oabc）的公共角點(diǎn)其長(zhǎng)寬比l/b＝2.5/2=1.25，取深度z=0、1、2、3、4、5、6、7、8、10m各計(jì)算點(diǎn)，相應(yīng)的z/b=0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5,利用表2－2即可查得地基附加應(yīng)力系數(shù)Kc1。σz的計(jì)算列于例表2－3－1根據(jù)計(jì)算資料繪出σz分布圖，見(jiàn)例圖2－3(2)計(jì)算基礎(chǔ)甲中心點(diǎn)o下由本基礎(chǔ)荷載引起的,基底中心點(diǎn)o可32建筑物工程地質(zhì)勘探課件33建筑物工程地質(zhì)勘探課件34

(二)三角形分布的矩形荷載設(shè)豎向荷載沿矩形面積一邊b方向上呈三角形分布(沿另一邊的荷載分布不變),荷載的最大值為取荷載零值邊的角點(diǎn)1為座標(biāo)原點(diǎn)(圖2-13)則可將荷載面內(nèi)某點(diǎn)()處所取微面積上的分布荷載以集中力代替。角點(diǎn)1下深度處的M點(diǎn)由該集中力引起的附加應(yīng)力,按式(2—12c)為：

在整個(gè)矩形荷載面積進(jìn)行積分后得角點(diǎn)1下任意深度z處豎向附加應(yīng)力:

式中

(二)三角形分布的矩形荷載35同理，還可求得荷載最大值邊的角點(diǎn)2下任意深度z處的豎向附加應(yīng)力為： (2—23)和均為和的函數(shù)，可由表2—3查用。同理，還可求得荷載最大值邊的角點(diǎn)2下任意深度z處的豎向附加應(yīng)36(三)均布的圓形荷載設(shè)圓形荷載面積的半徑為，作用于地基表面上的豎向均布荷載為，如以圓形荷載面的中心點(diǎn)為座標(biāo)原點(diǎn)o(圖2—14)，并在荷載面積上取微面積，以集中力代替微面積上的分布荷載，則可運(yùn)用式(2—12c)以積分法求得均布圓形荷載中點(diǎn)下任意深度z處M點(diǎn)的如下，(三)均布的圓形荷載37三、條形荷載下的地基附加應(yīng)力設(shè)在地基表面上作用有無(wú)限長(zhǎng)及條形荷載，且荷載沿寬度可按任何形式分布，但沿長(zhǎng)度方向則不變，此時(shí)地基中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)屬于平面問(wèn)題。在工程建筑中，當(dāng)然沒(méi)有無(wú)限長(zhǎng)的受荷面積，不過(guò)，當(dāng)荷載面積的長(zhǎng)寬比l/b≥10時(shí)，計(jì)算的地基附加應(yīng)力值與按時(shí)的解相比誤差甚少。因此，對(duì)于條形基礎(chǔ)，如墻基、擋土墻基礎(chǔ)、路基、壩基等，常可按平面問(wèn)題考慮。條形荷載下的地基附加應(yīng)力為：三、條形荷載下的地基附加應(yīng)力38建筑物工程地質(zhì)勘探課件39建筑物工程地質(zhì)勘探課件40建筑物工程地質(zhì)勘探課件41建筑物工程地質(zhì)勘探課件42第三節(jié)地基的最終沉降量

地基最終沉降量是指地基土層在荷載作用下，達(dá)到壓縮穩(wěn)定時(shí)地基表面的沉降量。計(jì)算中，一般認(rèn)為地基土層在自重作用下已壓縮穩(wěn)定。地基沉降是地基土層在建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用下，土層發(fā)生壓縮變形，引起地基沉降。地基最終沉降量的計(jì)算方法有多種，目前工業(yè)與民用建筑物設(shè)計(jì)中，一般采用分層總和法和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦法。下面分別介紹在靜荷載作用下的兩種方法。

一、按分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量，通常采用分層總和法進(jìn)行計(jì)算，即在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)劃分為若干分層計(jì)算各分層的壓縮量，然后求其總和，計(jì)算時(shí)應(yīng)先按基礎(chǔ)荷載、基礎(chǔ)形狀和尺寸，以及土的有關(guān)指標(biāo)求得土中應(yīng)力的分布(包括基底附加壓力，地基中的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力)。計(jì)算地基最終沉降量的分層總和法，通常假定地基土壓縮時(shí)不允許側(cè)向變形(膨脹)，即采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)，為了彌補(bǔ)這樣得到的沉降量偏小的缺陷，通常取基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。第三節(jié)地基的最終沉降量地基最終沉降量是指地基土層在荷載431、薄壓縮土層的沉降計(jì)算當(dāng)基礎(chǔ)底面以下可壓縮土層較薄且其下為不可壓縮的巖層時(shí)，—般當(dāng)可壓縮土層厚度H小于基底寬度b的1／2時(shí)(圖2—34)，由于基底摩阻力和巖層層面摩阻力對(duì)可壓縮土層的限制作用，土層壓縮時(shí)只出現(xiàn)很少的側(cè)向變形，因而認(rèn)為它與壓縮儀中土樣的受力和變形條件很相近，地基的最終沉降量S(m)就可直接利用式(2—60b),以S代替其中的，以H代替,即得：1、薄壓縮土層的沉降計(jì)算作用，土層壓縮時(shí)只出現(xiàn)很少的側(cè)向變形44式中H——薄可壓縮土層的厚度，m，——根據(jù)薄土層頂面處和底面處自重應(yīng)力(即初始?jí)毫Γ┑钠骄祻耐恋膲嚎s曲線上查得的相應(yīng)的孔隙比；——根據(jù)薄土層的頂面處和底面處自重應(yīng)力平均值與附加應(yīng)力平均值(即壓力增量，此處近似等于基底平均附加壓力)之和(即總壓應(yīng)力)，從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)的孔隙比。實(shí)際上，大多數(shù)地基的可壓縮土層較厚而且是成層的。下面討論較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算。式中H——薄可壓縮土層的厚度，m，452、較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算方法與步驟（1）按比例尺繪制地基土層剖面圖和基礎(chǔ)剖面圖（見(jiàn)例圖2-6-1）；（2）地基土的分層。分層厚度一般取0.4b或1-2m,此外,成層土的界面和地下水面是當(dāng)然的分層面；（3）地基豎向自重應(yīng)力的計(jì)算。分別計(jì)算基底處、土層層面處及地下水位面處的自重應(yīng)力，并畫(huà)在基礎(chǔ)中心線的左側(cè)；（4）計(jì)算基礎(chǔ)底面中心點(diǎn)下各分層界面處的附加應(yīng)力，并畫(huà)在基礎(chǔ)中心線的右側(cè)；（5）計(jì)算地基各分層自重應(yīng)力平均值（）和自重應(yīng)力平均值與附加應(yīng)力平均值之和（）；2、較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算方法與步驟46（6）由土的壓縮曲線分別依；（7）確定地基沉降計(jì)算深度（地基壓縮層深度）。所謂地基沉降計(jì)算深度是指自基礎(chǔ)底面向下需要計(jì)算壓縮變形所到達(dá)的深度，亦稱地基壓縮層深度。該深度以下土層的壓縮變形值小到可以忽略不計(jì)。地基沉降計(jì)算深度的下限，一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%處，即處，在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處：計(jì)算精度均為±5kPa(圖2—35)。（8）計(jì)算地基各分層的沉降量：（9）計(jì)算地基最終沉降量：（6）由土的壓縮曲線分別依47二、按規(guī)范方法計(jì)算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的地基最終沉降量計(jì)算方法是另一種形式的分層總和法。它也采用側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo)，并運(yùn)用了平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算，還規(guī)定了地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)以及提出了地基的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，使得計(jì)算成果接近于實(shí)測(cè)值。1、第分層壓縮量的計(jì)算對(duì)于圖2-37所示的第分層，其壓縮量為二、按規(guī)范方法計(jì)算48建筑物工程地質(zhì)勘探課件492、地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度—第分層（最底層）層底深度。規(guī)范規(guī)定：由深度處向上取按表2-8規(guī)定的計(jì)算厚度（見(jiàn)圖2-37）所得的計(jì)算沉降量應(yīng)滿足按上式所確定的沉降計(jì)算深度下若有軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中1厚的計(jì)算沉降量滿足上式為止．當(dāng)無(wú)相鄰荷戴影響，基礎(chǔ)寬度在l-50m范圍內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度規(guī)范規(guī)定，也可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：2、地基沉降計(jì)算深度按上式所確定的沉降計(jì)算深度下若有軟弱土503、規(guī)范推薦的地基最終沉降量的計(jì)算公式如下：式中S’—按分層總和法計(jì)算的地基沉降量：

─沉降汁算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定，也可采用表的數(shù)值，表中為深度范圍內(nèi)土的壓縮模量當(dāng)量值：其余參量意義同前。3、規(guī)范推薦的地基最終沉降量的計(jì)算公式如下：式中S’—51建筑物工程地質(zhì)勘探課件52二、地基變形與時(shí)間的關(guān)系細(xì)粒土體在建筑物荷載作用下，一般需經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到沉降穩(wěn)定。工程實(shí)際中，有時(shí)不僅要預(yù)估建筑物基礎(chǔ)的最終沉降量，而且還常常需要預(yù)估建筑物基礎(chǔ)達(dá)到某一沉降量所需的時(shí)間或建筑物完工后經(jīng)過(guò)某一時(shí)間可能產(chǎn)生的沉降量。關(guān)于地基沉降量與時(shí)間關(guān)系，目前均以飽和細(xì)粒土單向滲透固結(jié)理論為基礎(chǔ)。單向滲透固結(jié)理論假設(shè)土體是均勻、飽和的，固結(jié)過(guò)程中滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)均為常量，土中排水和壓縮只限垂直單向，孔隙水的流動(dòng)服從達(dá)西定律，外荷一次瞬時(shí)施加且在固結(jié)過(guò)程中保持不變。于是可建立起單向滲透固結(jié)的微分方程，推算出地基土在固結(jié)過(guò)程中孔隙水壓力與時(shí)間及計(jì)算點(diǎn)深度的關(guān)系式，然后引用固結(jié)度的概念，得出沉降與時(shí)間關(guān)系的計(jì)算公式。

由于推導(dǎo)孔隙水壓力與時(shí)間及計(jì)算點(diǎn)深度的關(guān)系式所用的數(shù)學(xué)理論較深，本書(shū)從略。故下面從固結(jié)度概念討論起。二、地基變形與時(shí)間的關(guān)系細(xì)粒土體在建筑物荷載作用下，一般需53

54例題10-2已知基礎(chǔ)中點(diǎn)0下的附加應(yīng)力如圖10-13所示。地基為厚8m的飽和粘土層，頂部為薄砂層，底部為不透水巖石。粘土層原始孔隙比=0.88，在基底附加應(yīng)力240KPa作用下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的孔隙比=0.83，=0.0019m/a。求固結(jié)度達(dá)到25%時(shí)所需的時(shí)間。例題10-2已知基礎(chǔ)中點(diǎn)0下的附加應(yīng)力如圖10-13所示55第四節(jié)地基變形允許值

地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜。沉降量是指基礎(chǔ)中心的沉降量。如沉降量過(guò)大，會(huì)影響到建筑物的正常使用。例如，室內(nèi)外上下水道聯(lián)接可能折斷，污水倒灌，雨水積聚等等。沉降差是指相鄰兩個(gè)基礎(chǔ)沉降量的差值。沉降差過(guò)大，會(huì)使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，超過(guò)限度，則建筑物會(huì)發(fā)生裂縫、傾斜，甚至破壞。傾斜是指單獨(dú)基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。局部?jī)A斜是指磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6～10m長(zhǎng)度內(nèi)，基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。地基變形能否損壞建筑物或影響其正常使用，一方面取決于地基變形大小和不同地點(diǎn)變形的不均勻程度；另一方面與建筑物本身的結(jié)構(gòu)特性和使用要求有關(guān)。不同建筑物要求地基變形量應(yīng)限制在一定范圍之內(nèi)，這個(gè)范圍的界限值叫地基變形允許值，它是保證建筑物安全穩(wěn)定和正常使用的最大變形值。地基變形允許值采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）規(guī)定的數(shù)值，見(jiàn)表10-8。第四節(jié)地基變形允許值

地基變形特征可分為沉降量、沉降差、56建筑物工程地質(zhì)勘探課件57第五節(jié)地基承載力各類地基承受上部荷重的能力都有一定限度，如超過(guò)這一限度，則可能因地基變形過(guò)大使建筑物開(kāi)裂，或地基發(fā)生破壞而滑動(dòng)。地基承載力是指地基在同時(shí)滿足變形和強(qiáng)度兩個(gè)條件，單位面積所能承受的最大荷載。地基強(qiáng)度是指地基在建筑物荷重作用下抵抗破壞的能力。它一方面與巖性等地質(zhì)條件有關(guān)，另一方面和上部荷重的類型有關(guān)。當(dāng)建筑物何載超過(guò)基礎(chǔ)下持力層本身所能承受的能力時(shí)，地基土就要產(chǎn)生剪切滑動(dòng)破壞。因此，在設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)時(shí)，不僅要使地基土變形在允許范圍之內(nèi)，而且要滿足強(qiáng)度要求，即建筑物作用在地基上的荷載要小于地基所能承受外荷的最大能力。第五節(jié)地基承載力各類地基承受上部荷重的能力都有一定限度，如58一、載荷試驗(yàn)載荷試驗(yàn)是保持地基土的天然狀態(tài)（天然結(jié)構(gòu)、含水量）和模擬建筑物的荷載條件，通過(guò)一定面積的承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土的變形和強(qiáng)度規(guī)律的一種原位試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)?zāi)茌^好地保持地基土的天然狀態(tài)和模擬建筑物基礎(chǔ)的工作條件，其成果比較可靠，是目前公認(rèn)的一種確定承載力的好方法。載荷試驗(yàn)方法：按加荷性質(zhì)可分為動(dòng)力載荷試驗(yàn)和靜力載荷試驗(yàn)按承壓板形狀又可分為平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)按試驗(yàn)深度又分為淺坑載荷試驗(yàn)和鉆孔載荷試驗(yàn)。本節(jié)僅介紹淺層平板靜力載荷試驗(yàn)。一、載荷試驗(yàn)591.載荷試驗(yàn)的設(shè)備載荷試驗(yàn)的設(shè)備主要有加荷裝置、沉降觀測(cè)裝置和承壓板三部分。過(guò)去常用木制載荷臺(tái)或鋼架載荷臺(tái)，用重物（鋼錠、磚、塊石等）加荷。目前普遍采用油壓千斤頂加荷，采用油壓千斤頂加荷需有反力裝置，常用反力裝置有堆載、錨梁、傘形錨式、斜承式反力裝置。常用百分表測(cè)量承壓板的沉降變形。承壓板為剛度較大的方形或圓形鋼板，從理論上講承壓板尺寸等同基礎(chǔ)實(shí)際尺寸最好，但實(shí)際上不容易達(dá)到。目前工程勘察中，一般根據(jù)土質(zhì)情況選擇承壓板尺寸。一般土層采用0.25m2或0.5m2的承壓板，軟弱土層承壓板面積不應(yīng)小于0.5m2。2.試驗(yàn)方法進(jìn)行載荷試驗(yàn)時(shí)要事先在建筑場(chǎng)地上挖一個(gè)坑，坑深要達(dá)到預(yù)先考慮的基礎(chǔ)深度。在整平的坑底放承壓板，在承壓板上施加荷載P1，并觀測(cè)沉降隨時(shí)間的發(fā)展，直到觀測(cè)到穩(wěn)定沉降量S1為止；然后再施加第二級(jí)壓力P2，測(cè)得相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量S2；……；通過(guò)施加各級(jí)壓力，得到與各級(jí)壓力相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量。1.載荷試驗(yàn)的設(shè)備60建筑物工程地質(zhì)勘探課件61二、地基承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007—2002）中指出，地基承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定。a.當(dāng)p—s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載（臨塑荷載）值；b.當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值2倍時(shí)，取極限荷載值的一半；c.當(dāng)不能按上述要求確定時(shí)，當(dāng)承壓板面積為0.25～0.50m2，可取s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007—2002）還規(guī)定：同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)平均值的30%時(shí)，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。二、地基承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5062三、修正后的地基承載力特征值的確定1.當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時(shí)，從載荷試驗(yàn)或其它原位測(cè)試、經(jīng)驗(yàn)值等方法確定的地基承載力特征值，尚應(yīng)按下式修正：三、修正后的地基承載力特征值的確定1.當(dāng)基礎(chǔ)寬度大于3m或埋63建筑物工程地質(zhì)勘探課件64建筑物工程地質(zhì)勘探課件65第六節(jié)建筑物巖土工程勘察要點(diǎn)建筑物是指主要供人們進(jìn)行生產(chǎn)、生活或其他活動(dòng)的房屋和場(chǎng)所，包括工業(yè)建筑、民用建筑等。建筑物的巖土工程勘察是按級(jí)別分階段進(jìn)行的。一、巖土工程勘察分級(jí)建筑物的巖土工程勘察，根據(jù)工程重要性等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)劃分為甲級(jí)、乙級(jí)和丙級(jí)三個(gè)等級(jí)。1.工程重要性等級(jí)劃分根據(jù)工程規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問(wèn)題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可分為三個(gè)工程重要性等級(jí)（見(jiàn)表10-11）第六節(jié)建筑物巖土工程勘察要點(diǎn)建筑物是指主要供人們進(jìn)行生662.場(chǎng)地復(fù)雜程度劃分根據(jù)場(chǎng)地的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個(gè)場(chǎng)地等級(jí)：（1）符合下列條件之一者為一級(jí)場(chǎng)地（復(fù)雜場(chǎng)地）：a.對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)的地段；b.不良地質(zhì)作用強(qiáng)烈發(fā)育；c.地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞；d.地形地貌復(fù)雜；e.有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)條件復(fù)雜，需專門研究的場(chǎng)地。（2）符合下列條件之一者為二級(jí)場(chǎng)地（中等復(fù)雜場(chǎng)地）：a.對(duì)建筑抗震不利的地段；b.不良地質(zhì)作用一般發(fā)育；c.地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；d.地形地貌較復(fù)雜；e.基礎(chǔ)位于地下水位以下的場(chǎng)地。（3）符合下列條件之一者為三級(jí)場(chǎng)地（簡(jiǎn)單場(chǎng)地）：a.抗震設(shè)防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ锟拐鹩欣牡囟?；b.不良地質(zhì)作用不發(fā)育；c.地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；d.地形地貌簡(jiǎn)單；e.地下水對(duì)工程無(wú)影響。2.場(chǎng)地復(fù)雜程度劃分673.地基復(fù)雜程度劃分根據(jù)地基的復(fù)雜程度，可按下列規(guī)定分為三個(gè)地基等級(jí)：（1）符合下列條件之一者為一級(jí)地基（復(fù)雜地基）a.巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；b.嚴(yán)重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土，以及其他情況復(fù)雜，需作專門處理的巖土。（2）符合下列條件之一者為二級(jí)地基（中等復(fù)雜地基）a.巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；b.除本條第一款規(guī)定以外的特殊性巖土。（3）符合下列條件之一者為三級(jí)地基（簡(jiǎn)單地基）a.土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；b.無(wú)特殊性巖土。確定地基等級(jí)也是從一級(jí)開(kāi)始，向二級(jí)、三級(jí)推定，以最先滿足的為準(zhǔn)。確定場(chǎng)地等級(jí)從一級(jí)開(kāi)始，向二級(jí)、三級(jí)推定，以最先滿足的為準(zhǔn)。對(duì)建筑抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段的劃分，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011）的規(guī)定確定。3.地基復(fù)雜程度劃分確定場(chǎng)地等級(jí)從一級(jí)開(kāi)始，向二級(jí)、三級(jí)推定684．巖土工程勘察等級(jí)劃分根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)，巖土工程勘察等級(jí)分為甲級(jí)、乙級(jí)和丙級(jí)。在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)的巖土工程勘察等級(jí)為甲級(jí)(建筑在巖質(zhì)地基上的一級(jí)工程，當(dāng)場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)時(shí)，巖土工程勘察等級(jí)可定為乙級(jí))。工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)的巖土工程勘察等級(jí)為丙級(jí)。除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)的勘察項(xiàng)目，巖土工程勘察等級(jí)為乙級(jí)。4．巖土工程勘察等級(jí)劃分69二、巖土工程勘察主要工作內(nèi)容建筑物的巖土工程勘察，應(yīng)在搜集建筑物上部荷載、功能特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、埋置深度和變形限制等方面資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行。其主要工作內(nèi)容有：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)、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)。二、巖土工程勘察主要工作內(nèi)容70三、勘察階段劃分及各勘察階段的勘察要點(diǎn)

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)行施工勘察。場(chǎng)地較小且無(wú)特殊要求的工程可合并勘察階段。當(dāng)建筑物平面布置已經(jīng)確定，且場(chǎng)地或其附近已有巖土工程資料時(shí)，可根據(jù)實(shí)際情況，直接進(jìn)行詳細(xì)勘察。1.可行性研究勘察階段2.初步勘察階段3.詳細(xì)勘察階段4.施工勘察三、勘察階段劃分及各勘察階段的勘察要點(diǎn)

建筑物的巖土工程勘察711.可行性研究勘察階段可行性研究勘察，應(yīng)對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性做出評(píng)價(jià)，并應(yīng)符合下列要求：（1）搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)、當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、巖土工程和建筑經(jīng)驗(yàn)等資料；（2）在充分搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)踏勘了解場(chǎng)地的地層、構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)作用和地下水等工程地質(zhì)條件；（3）當(dāng)擬建場(chǎng)地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能滿足要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪和必要的勘探工作；（4）當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上擬選場(chǎng)地時(shí)，應(yīng)進(jìn)行比選分析。1.可行性研究勘察階段722.初步勘察階段

（1）主要工作任務(wù)初步勘察應(yīng)對(duì)場(chǎng)地內(nèi)擬建建筑地段的穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)，并進(jìn)行下列主要工作：a.搜集擬建工程的有關(guān)文件、工程地質(zhì)和巖土工程資料以及工程場(chǎng)地范圍的地形圖；b.初步查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性、地下水埋藏條件；c.查明場(chǎng)地不良地質(zhì)作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)場(chǎng)地的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)；d.對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場(chǎng)地，對(duì)應(yīng)場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)作出初步評(píng)價(jià)；e.季節(jié)性凍土地區(qū)，應(yīng)調(diào)查場(chǎng)地土的標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度；f.初步判定水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性；g.高層建筑初步勘察時(shí)，應(yīng)對(duì)可能采取的地基基礎(chǔ)類型、基坑開(kāi)挖與支護(hù)、工程降水方案進(jìn)行初步分析評(píng)價(jià)。（2）勘探工作布置原則初步勘察的勘探工作應(yīng)符合下列要求：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；b.每個(gè)地貌單元均應(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)；d.對(duì)巖質(zhì)地基，勘探線和勘探點(diǎn)的布置，勘探孔的深度，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、巖體特性、風(fēng)化情況等，按地方標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定；對(duì)土質(zhì)地基，應(yīng)符合下列（3）～（5）條的規(guī)定。（3）勘探工作布置a.初步勘察勘探線、勘探點(diǎn)間距可按表10-12確定，局部異常地段應(yīng)予加密。b.初步勘察勘探孔的深度可按表10-13確定。2.初步勘察階段

（1）主要工作任務(wù)73建筑物工程地質(zhì)勘探課件74c.當(dāng)遇到下列情形之一時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增減勘探孔深度：ⅰ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)整勘探深度；ⅱ在預(yù)定深度內(nèi)遇到基巖時(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)基巖后即可終止鉆進(jìn)；ⅲ在預(yù)定深度內(nèi)有厚度較大，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??；ⅳ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；ⅴ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。c.當(dāng)遇到下列情形之一時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增減勘探孔深度：75（4）取樣、試驗(yàn)工作初步勘察采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試應(yīng)符合下列要求：a.采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試的勘探點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地貌單元、地層結(jié)構(gòu)和土的工程性質(zhì)布置，其數(shù)量可占勘探點(diǎn)總數(shù)的1/4～1/2；b.采取土試樣的數(shù)量和孔內(nèi)原位測(cè)試的豎向間距，應(yīng)按地層特點(diǎn)和土的均勻程度確定；每層土均應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試，其數(shù)量不宜少于6個(gè)。（5）初步勘察應(yīng)進(jìn)行下列水文地質(zhì)工作a.調(diào)查含水層的埋藏條件，地下水類型、補(bǔ)給排泄條件，各層地下水位，調(diào)查其變化幅度，必要時(shí)應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)期觀測(cè)孔，監(jiān)測(cè)水位變化；b.當(dāng)需繪制地下水等水位線圖時(shí)，應(yīng)根據(jù)地下水的埋藏條件和層位，統(tǒng)一量測(cè)地下水位；c.當(dāng)?shù)叵滤赡芙窕A(chǔ)時(shí)，應(yīng)采取水試樣進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)。（4）取樣、試驗(yàn)工作763.詳細(xì)勘察階段

（1）詳細(xì)勘察階段詳細(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)、施工所需要的巖土參數(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。主要應(yīng)進(jìn)行下列工作：a.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、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；b.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；c.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；d.對(duì)需要進(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；e.查明埋藏的河道、溝濱、墓穴、防空洞、孤石等對(duì)工程不利的埋藏物；f.查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度；g.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；h.判定水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性。3.詳細(xì)勘察階段

（1）詳細(xì)勘察階段77（2）勘探工作布置詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)布置和勘探孔深度，應(yīng)根據(jù)建筑物特性和巖土工程條件確定。對(duì)巖質(zhì)地基，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造、巖體特性、風(fēng)化情況等，結(jié)合建筑物對(duì)地基的要求，按地方標(biāo)準(zhǔn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定；對(duì)土質(zhì)地基，應(yīng)符合下列第a～e條的規(guī)定。a.詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)的間距可按表10-14確定。b.詳細(xì)勘察的勘探點(diǎn)布置，應(yīng)符合下列規(guī)定：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；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；重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布置勘探點(diǎn)；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)；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。c.詳細(xì)勘察的單棟高層建筑勘探點(diǎn)的布置，應(yīng)滿足對(duì)地基均勻性評(píng)價(jià)的要求，且不應(yīng)少于4個(gè)；對(duì)密集的高層建筑群，勘探點(diǎn)可適當(dāng)減少，但每棟建筑物至少應(yīng)有1個(gè)控制性勘探點(diǎn)。d.詳細(xì)勘察的勘探深度自基礎(chǔ)底面算起，應(yīng)符合下列規(guī)定：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)柱基礎(chǔ)不應(yīng)小于1.5倍，且不應(yīng)小于5m；對(duì)高層建筑和需作變形計(jì)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；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；當(dāng)有大面積地面堆載或軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加深控制性勘探孔深度；在上述規(guī)定深度內(nèi)當(dāng)遇基巖或厚層碎石土等穩(wěn)定地層時(shí)，勘探孔深度應(yīng)根據(jù)情況進(jìn)行調(diào)整。e.詳細(xì)勘察的勘探孔深度，除應(yīng)符合c條的要求外，尚應(yīng)符合下列規(guī)定：地基變形計(jì)算深度，對(duì)中、低壓縮性土可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力20%的深度；對(duì)于高壓縮性土層可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力10%的深度；建筑總平面內(nèi)的裙房或僅有地下室部分（或當(dāng)基底附加壓力≤0時(shí)）的控制性勘探孔的深度可適當(dāng)減小，但應(yīng)深入穩(wěn)定分布地層，且根據(jù)荷載和土質(zhì)條件不宜少于基底下0.5～1.0倍基礎(chǔ)寬度；當(dāng)需進(jìn)行地基整體穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，控制性勘探孔深度應(yīng)根據(jù)具體條件滿足驗(yàn)算要求；當(dāng)需確定場(chǎng)地抗震類別而鄰近無(wú)可靠的覆蓋層厚度資料時(shí)，應(yīng)布置波速測(cè)試孔，其深度應(yīng)滿足確定覆蓋層厚度的要求；大型設(shè)備基礎(chǔ)勘探孔深度不宜小于基礎(chǔ)底面寬度的2倍；當(dāng)需進(jìn)行地基處理時(shí)，勘探孔的深度應(yīng)滿足地基處理設(shè)計(jì)與施工要求；當(dāng)采用樁基時(shí)，勘探孔的深度應(yīng)滿足樁基礎(chǔ)巖土工程勘察有關(guān)要求。（2）勘探工作布置詳細(xì)勘察勘探點(diǎn)布置和勘探孔深度，應(yīng)根據(jù)建筑78（3）取樣試驗(yàn)工作

詳細(xì)勘察采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試應(yīng)符合下列要求：a.采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試的勘探點(diǎn)數(shù)量，應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和設(shè)計(jì)要求確定，對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物每棟不應(yīng)少于3個(gè)；b.每個(gè)場(chǎng)地每一主要土層的原狀土試樣或原位測(cè)試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于6件（組）；c.在地基主要受力層內(nèi)，對(duì)厚度大于0.5m的夾層或透鏡體，應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測(cè)試；d.當(dāng)土層性質(zhì)不均勻時(shí)，應(yīng)增加取土數(shù)量或原位測(cè)試工作量。詳勘時(shí)，對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場(chǎng)地，應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)地和地基地震效應(yīng)的巖土工程勘察，并應(yīng)根據(jù)國(guó)家批準(zhǔn)的地震動(dòng)參數(shù)和有關(guān)的規(guī)范,提出勘察場(chǎng)地的抗震設(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)。當(dāng)建筑物采用樁基礎(chǔ)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行樁基巖土工程勘察。當(dāng)需進(jìn)行基坑開(kāi)挖、支護(hù)和降水設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行基坑勘察。工程需要時(shí)，詳細(xì)勘察應(yīng)論證地基土和地下水在建筑施工和使用期間可能產(chǎn)生的變化及其對(duì)工程和環(huán)境的影響，提出防治方案、防水設(shè)計(jì)水位和抗浮設(shè)計(jì)水位的建議。（3）取樣試驗(yàn)工作

詳細(xì)勘察采取土試樣和進(jìn)行原位測(cè)試應(yīng)符合下794.施工勘察基坑或基槽開(kāi)挖后，巖土條件與勘察資料不符或發(fā)現(xiàn)必須查明的異常情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行施工勘察；在工程施工或使用期間，當(dāng)?shù)鼗?、地下水等發(fā)生未曾估計(jì)到的變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)工程和環(huán)境的影響進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。4.施工勘察80四、巖土工程勘察中的其他工作

１.室內(nèi)土工試驗(yàn)應(yīng)符合巖土工程勘察規(guī)范（GB50021—2001）中有關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)的有關(guān)規(guī)定，為基坑工程設(shè)計(jì)進(jìn)行的土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，應(yīng)與基坑工程設(shè)計(jì)要求一致，符合設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)，并應(yīng)在勘察報(bào)告中說(shuō)明。2.地基變形計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007）或其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。3.地基承載力應(yīng)結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)綜合確定。有不良地質(zhì)作用的場(chǎng)地，建在坡上或坡頂?shù)慕ㄖ铮约盎A(chǔ)側(cè)旁開(kāi)挖的建筑物，應(yīng)評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性。四、巖土工程勘察中的其他工作

１.室內(nèi)土工試驗(yàn)應(yīng)符合巖土工81建筑物工程地質(zhì)勘探課件82建筑物工程地質(zhì)勘探課件83建筑物工程地質(zhì)勘探課件84第六章建筑物工程地質(zhì)勘察

第六章建筑物工程地質(zhì)勘察85第一節(jié)概述一、地基基礎(chǔ)概念地基由于建筑物的興建，導(dǎo)致巖土體中某一范圍內(nèi)原來(lái)的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生了變化。這部分由建筑物荷載引起應(yīng)力變化的巖土體叫地基。換句話講，承受建筑物全部荷載的那部分巖土體叫地基。地基又分持力層及下臥層兩部分，直接與基礎(chǔ)接觸的巖土體叫持力層。持力層下部的巖土體叫下臥層。類型：天然地基人工地基：人工土基、人工樁基第一節(jié)概述86（二）基礎(chǔ)建筑物的基礎(chǔ)也叫建筑物的下部結(jié)構(gòu)，是建筑物在地面以下的那一部分。它的作用是承受整個(gè)建筑物的重量及作用在建筑物上的所有載荷，并將它們傳遞給地基。因此，基礎(chǔ)是起承上啟下作用。分類：按埋深分為可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)兩大類。一般認(rèn)為，砌置深度小于5m者為淺基礎(chǔ)，砌置深度大于5m者為深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)有單獨(dú)基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ)主要有沉井、沉箱、樁基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻等。（二）基礎(chǔ)87二、建筑物的主要工程地質(zhì)問(wèn)題（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題（六）地基的施工條件問(wèn)題二、建筑物的主要工程地質(zhì)問(wèn)題88（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題區(qū)域地殼的穩(wěn)定性直接影響著城市建設(shè)的安全和經(jīng)濟(jì)，在建設(shè)中必須首先注意這個(gè)問(wèn)題。影響區(qū)域穩(wěn)定性的主要因素是地震和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在新地區(qū)選擇建筑場(chǎng)址時(shí)，更應(yīng)注意。（一）區(qū)域穩(wěn)定性問(wèn)題89（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題在斜坡地區(qū)修建建筑物時(shí)，斜坡穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的工程地質(zhì)問(wèn)題。斜坡的變形和破壞危及斜坡上及其附近建筑物的安全，建筑物的興建，給斜坡施加了外荷載，增加了斜坡不穩(wěn)定的因素，可能導(dǎo)致其滑動(dòng)，使建筑物破壞。因此，在斜坡地區(qū)修建建筑物時(shí)，必須對(duì)斜坡穩(wěn)定性進(jìn)行研究，做出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)不穩(wěn)定斜坡提出相應(yīng)的防治或改良措施。（二）斜坡穩(wěn)定性問(wèn)題90（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題研究地基穩(wěn)定性是工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察中的最主要任務(wù)。地基穩(wěn)定性包括地基強(qiáng)度和變形兩部分。地基強(qiáng)度指地基在荷載作用下，抵抗破壞的能力。地基變形是指地基在上部荷載的作用下，土體被壓縮而產(chǎn)生相應(yīng)的變形。若建筑物荷載超過(guò)地基強(qiáng)度、地基的變形量過(guò)大，則會(huì)使建筑物出現(xiàn)裂隙、傾斜或發(fā)生破壞。為了保證建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)合理和正常使用，必須研究與評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性，提出合理的地基承載力及變形量，使地基穩(wěn)定性同時(shí)滿足強(qiáng)度和變形兩方面的要求。（三）地基穩(wěn)定性問(wèn)題91（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題大型的工業(yè)建筑往往是由工業(yè)主廠房、車間、辦公大樓、附屬建筑及宿舍構(gòu)成的建筑群。由于各建筑物的用途和工藝要求不同，他們的結(jié)構(gòu)、規(guī)模和對(duì)地基的要求不一樣，因此，對(duì)各種建筑物進(jìn)行合理的配置，才能保證整個(gè)工程建筑物的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理和正常使用。在滿足各建筑物對(duì)氣候和工藝方面要求的條件下，工程地質(zhì)條件是建筑物配置的主要決定因素，只有通過(guò)對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的調(diào)查，才能為建筑物選擇較優(yōu)的持力層、確定合適的基礎(chǔ)類型，提出合理的基礎(chǔ)砌置深度，為各建筑物的配置提供可靠的依據(jù)。（四）建筑物配置的工程地質(zhì)論證問(wèn)題92（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題混凝土是工業(yè)與民用建筑常用的建筑材料，當(dāng)混凝土基礎(chǔ)埋置于地下水位以下時(shí)，必須考慮地下水對(duì)混凝土的侵蝕性問(wèn)題。大多數(shù)地下水不具有侵蝕性，只有當(dāng)?shù)叵滤心承┗瘜W(xué)成分（如HCO、SO、Cl-、侵蝕性CO2等）含量過(guò)高時(shí)，才對(duì)混凝土產(chǎn)生分解性侵蝕、結(jié)晶性侵蝕及分解、結(jié)晶復(fù)合性侵蝕。地下水中的化學(xué)成分與環(huán)境及污染情況有關(guān)。所以，在工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察時(shí)，必須測(cè)定地下水的化學(xué)成分，并評(píng)價(jià)其對(duì)混凝土的各種侵蝕性。（五）地下水的侵蝕性問(wèn)題93（六）地基的施工條件問(wèn)題修建工業(yè)及民用建筑物基礎(chǔ)時(shí)，一般都需要進(jìn)行基坑開(kāi)挖工作。地基的施工條件不僅會(huì)影響施工期限和建筑物的造價(jià)，而且對(duì)基礎(chǔ)類型的選擇起著決定性作用。開(kāi)挖基坑時(shí)，會(huì)遇到采取多大坡角的坑壁才能穩(wěn)定，以及是否需要支撐等問(wèn)題。若基坑開(kāi)挖到地下水位以下時(shí)，會(huì)遇到基坑排水問(wèn)題，需預(yù)測(cè)基坑涌水量大小，為選擇排水方法和排水設(shè)備提供依據(jù)。（六）地基的施工條件問(wèn)題94第二節(jié)地基中的應(yīng)力分布地基土體受到外力作用之后，要產(chǎn)生兩種效應(yīng)：一是產(chǎn)生垂向沉降與水平位移，這屬于變形問(wèn)題；二是土體是否發(fā)生破壞或失去穩(wěn)定性，這屬于強(qiáng)度問(wèn)題。這兩方面都是由土中應(yīng)力引起的，因此，要研究土體的變形與強(qiáng)度，首先應(yīng)了解土中應(yīng)力的分布特點(diǎn)。所謂應(yīng)力是指土中單位面積上所承受的力，單位為KPa或MPa。在實(shí)際工作中，土中的應(yīng)力有自重應(yīng)力、附加應(yīng)力、滲透壓力和構(gòu)造應(yīng)力等。其中主要的是自重應(yīng)力和附加應(yīng)力，本章只介紹這兩種應(yīng)力。第二節(jié)地基中的應(yīng)力分布地基土體受到外力作用之后，要產(chǎn)95一、自重應(yīng)力由于土層本身重量產(chǎn)生的應(yīng)力，稱之為土的自重應(yīng)力。一、自重應(yīng)力由于土層本身重量產(chǎn)生的應(yīng)力，稱之為土的自重應(yīng)力。96建筑物工程地質(zhì)勘探課件97二、基底壓力建筑物荷重是通過(guò)建筑物基礎(chǔ)底面?zhèn)鹘o地基的，基礎(chǔ)底面與地基之間的法向壓力，稱為基底壓力。它主要用于計(jì)算地基中的附加應(yīng)力。影響基底壓力分布和大小的因素很多，除與基礎(chǔ)所受荷載大小及基礎(chǔ)形狀、尺寸和埋深有關(guān)外，還與基礎(chǔ)本身與地基土的相對(duì)剛度及地基土的性質(zhì)等有關(guān)。因此，基底壓力計(jì)算是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)基底壓力進(jìn)行一些簡(jiǎn)化計(jì)算。二、基底壓力建筑物荷重是通過(guò)建筑物基礎(chǔ)底面?zhèn)鹘o地基的，基礎(chǔ)底981.中心荷載下的基底壓力中心荷載下的基礎(chǔ)，其所受荷載的合力通過(guò)基底形心。基底壓力假定為均勻分布(圖2—5)，此時(shí)基底平均壓力設(shè)計(jì)值按下式計(jì)算：1.中心荷載下的基底壓力99

2.偏心荷載下的基底壓力對(duì)于單向偏心荷載下的矩形基礎(chǔ)如圖2·6所示。設(shè)計(jì)時(shí)，通?；组L(zhǎng)邊方向取與偏心方向一致，此時(shí)兩短邊邊緣最大壓力設(shè)計(jì)值與最小壓力設(shè)計(jì)值按材料力學(xué)短柱偏心受壓公式計(jì)算：=2.偏心荷載下的基底壓力=100建筑物工程地質(zhì)勘探課件101

矩形基礎(chǔ)在雙向偏心荷載作用下，如基底最小壓力，則矩形基底邊緣四個(gè)角點(diǎn)處的壓力矩形基礎(chǔ)在雙向偏心荷載作用下，如基底最小壓力102（三）基底附加壓力建筑物建造前，土中早巳存在著自重應(yīng)力。如果基礎(chǔ)砌置在天然地面上，那末全部基底壓力就是新增加于地基表面的基底附加壓力。一般天然土層在自重作用下的變形早巳結(jié)束，因此只有基底附加壓力才能引起地基的附加應(yīng)力和變形。實(shí)際上，一般淺基礎(chǔ)總是埋置在天然地面下一定深度處，該處原有的自重應(yīng)力由于開(kāi)挖基坑而卸除。因此，由建筑物建造后的基底壓力中扣除基底標(biāo)高處原有的土中自重應(yīng)力后，才是基底平面處新增加于地基的基底附加壓力，基底平均附加壓力值按下式計(jì)算(圖2—8)：（三）基底附加壓力103

有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間表面上的局部荷載，由此根據(jù)彈性力學(xué)求算地基中的附加應(yīng)力。有了基底附加壓力，即可把它作為作用在彈性半空間104三、地基中的附加應(yīng)力

地基附加應(yīng)力是指建筑物荷重在土體中引起的附加于原有應(yīng)力之上的應(yīng)力。其計(jì)算方法一般假定地基土是各向同性的、均質(zhì)的線性變形體，而且在深度和水平方向上都是無(wú)限延伸的，即把地基看成是均質(zhì)的線性變形半空間，這樣就可以直接采用彈性力學(xué)中關(guān)于彈性半空間的理論解答。計(jì)算地基附加應(yīng)力時(shí)，都把基底壓力看成是柔性荷載，而不考慮基礎(chǔ)剛度的影響。

三、地基中的附加應(yīng)力地基附加應(yīng)力是指105建筑物工程地質(zhì)勘探課件106建筑物工程地質(zhì)勘探課件107

建筑物作用于地基上的荷載，總是分布在一定面積上的局部荷載，因此理論上的集中力實(shí)際是沒(méi)有的。但是，根據(jù)彈性力學(xué)的疊加原理利用布辛奈斯克解答，可以通過(guò)積分或等代荷載法求得各種局部荷載下地基中的附加應(yīng)力。(二)等代荷載法·如果地基中某點(diǎn)M與局部荷載的距離比荷載面尺寸大很多時(shí)，就可以用一個(gè)集中力代替局部荷載，然后直接應(yīng)用式(2—12c)計(jì)算該點(diǎn)的。建筑物作用于地基上的荷載，總是分布在一定面積上108令則上式改寫(xiě)為:

K-集中力作用下得地基豎向附加應(yīng)力系數(shù),簡(jiǎn)稱集中應(yīng)力系數(shù),按r/z值由表2-1查用。若干個(gè)豎向集中力作用在地基表面上，按疊加原理則地面下深度處某點(diǎn)的附加應(yīng)力應(yīng)為各集中力單獨(dú)作用時(shí)在點(diǎn)所引起的附加應(yīng)力之和令109建筑物工程地質(zhì)勘探課件110建筑物工程地質(zhì)勘探課件111為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)，簡(jiǎn)稱角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)，可按m及n值由表2—2查得。為均布矩形荷載角點(diǎn)下的豎向附加應(yīng)力系數(shù)112

對(duì)于均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的情況，就可利用式(2—20)以角點(diǎn)法求得。圖2—12中列出計(jì)算點(diǎn)不位于矩形荷載面角點(diǎn)下的四種情況(在圖中0點(diǎn)以下任意深度z處)。計(jì)算時(shí)，通過(guò)0點(diǎn)把荷載面分成若干個(gè)矩形面積，這樣,0點(diǎn)就必然是劃分出的各個(gè)矩形的公共角點(diǎn)，然后再按式(2-20)計(jì)算每個(gè)矩形角點(diǎn)下同一深度z處的附加應(yīng)力，并求其代數(shù)和。四種情況的算式分別如下

對(duì)于均布矩形荷載附加應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)不位于角點(diǎn)下的113(a)o點(diǎn)在荷載面邊緣式中，分別表示相應(yīng)于面積I和Ⅱ的角點(diǎn)應(yīng)力系數(shù)。必須指出，查表2-2時(shí)所取用邊長(zhǎng)應(yīng)為任一矩形荷載面的長(zhǎng)度，而為寬度，以下各種情況相同不再贅述。(b)o點(diǎn)在荷載面內(nèi)

(c)o點(diǎn)在荷載面邊緣外側(cè)此時(shí)荷載面abcd可看成是由I(ofbg)與Ⅱ(ofah)之差和Ⅲ(oecg)與Ⅳ(oedh)之差合成的，所以(a)o點(diǎn)在荷載面邊緣(c)o點(diǎn)在荷載面邊緣外側(cè)114(d)o點(diǎn)在荷載面角點(diǎn)外側(cè)把荷載面看成由I(ohce)、Ⅳ(ogaf)兩個(gè)面積中扣除Ⅱ(ohbf)和Ⅲ(ogde)而成的，所以[例題2-3]以角點(diǎn)法計(jì)算例圖2-3所示矩形基礎(chǔ)甲的基底中心點(diǎn)垂線下不同深度處的地基附加應(yīng)力的分布，并考慮兩相鄰基礎(chǔ)乙的影響(兩相鄰柱距為6m，荷載同基礎(chǔ)甲)。[解](1)計(jì)算基礎(chǔ)甲的基底平均附加壓力標(biāo)準(zhǔn)值如下：基礎(chǔ)及其上回填土得總重基底平均附加壓力設(shè)計(jì)值基底處的土中自重壓力標(biāo)準(zhǔn)值基底平均壓力設(shè)計(jì)值(d)o點(diǎn)在荷載面角點(diǎn)外側(cè)[例題2-3]以角點(diǎn)法計(jì)算例圖115(2)計(jì)算基礎(chǔ)甲中心點(diǎn)o下由本基礎(chǔ)荷載引起的,基底中心點(diǎn)o可看成是四個(gè)相等小矩形荷載Ⅰ（oabc）的公共角點(diǎn)其長(zhǎng)寬比l/b＝2.5/2=1.25，取深度z=0、1、2、3、4、5、6、7、8、10m各計(jì)算點(diǎn)，相應(yīng)的z/b=0、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5,利用表2－2即可查得地基附加應(yīng)力系數(shù)Kc1。σz的計(jì)算列于例表2－3－1根據(jù)計(jì)算資料繪出σz分布圖，見(jiàn)例圖2－3(2)計(jì)算基礎(chǔ)甲中心點(diǎn)o下由本基礎(chǔ)荷載引起的,基底中心點(diǎn)o可116建筑物工程地質(zhì)勘探課件117建筑物工程地質(zhì)勘探課件118

(二)三角形分布的矩形荷載設(shè)豎向荷載沿矩形面積一邊b方向上呈三角形分布(沿另一邊的荷載分布不變),荷載的最大值為取荷載零值邊的角點(diǎn)1為座標(biāo)原點(diǎn)(圖2-13)則可將荷載面內(nèi)某點(diǎn)()處所取微面積上的分布荷載以集中力代替。角點(diǎn)1下深度處的M點(diǎn)由該集中力引起的附加應(yīng)力,按式(2—12c)為：

在整個(gè)矩形荷載面積進(jìn)行積分后得角點(diǎn)1下任意深度z處豎向附加應(yīng)力:

式中

(二)三角形分布的矩形荷載119同理，還可求得荷載最大值邊的角點(diǎn)2下任意深度z處的豎向附加應(yīng)力為： (2—23)和均為和的函數(shù)，可由表2—3查用。同理，還可求得荷載最大值邊的角點(diǎn)2下任意深度z處的豎向附加應(yīng)120(三)均布的圓形荷載設(shè)圓形荷載面積的半徑為，作用于地基表面上的豎向均布荷載為，如以圓形荷載面的中心點(diǎn)為座標(biāo)原點(diǎn)o(圖2—14)，并在荷載面積上取微面積，以集中力代替微面積上的分布荷載，則可運(yùn)用式(2—12c)以積分法求得均布圓形荷載中點(diǎn)下任意深度z處M點(diǎn)的如下，(三)均布的圓形荷載121三、條形荷載下的地基附加應(yīng)力設(shè)在地基表面上作用有無(wú)限長(zhǎng)及條形荷載，且荷載沿寬度可按任何形式分布，但沿長(zhǎng)度方向則不變，此時(shí)地基中產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)屬于平面問(wèn)題。在工程建筑中，當(dāng)然沒(méi)有無(wú)限長(zhǎng)的受荷面積，不過(guò)，當(dāng)荷載面積的長(zhǎng)寬比l/b≥10時(shí)，計(jì)算的地基附加應(yīng)力值與按時(shí)的解相比誤差甚少。因此，對(duì)于條形基礎(chǔ)，如墻基、擋土墻基礎(chǔ)、路基、壩基等，?？砂雌矫鎲?wèn)題考慮。條形荷載下的地基附加應(yīng)力為：三、條形荷載下的地基附加應(yīng)力122建筑物工程地質(zhì)勘探課件123建筑物工程地質(zhì)勘探課件124建筑物工程地質(zhì)勘探課件125建筑物工程地質(zhì)勘探課件126第三節(jié)地基的最終沉降量

地基最終沉降量是指地基土層在荷載作用下，達(dá)到壓縮穩(wěn)定時(shí)地基表面的沉降量。計(jì)算中，一般認(rèn)為地基土層在自重作用下已壓縮穩(wěn)定。地基沉降是地基土層在建筑物荷載在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力作用下，土層發(fā)生壓縮變形，引起地基沉降。地基最終沉降量的計(jì)算方法有多種，目前工業(yè)與民用建筑物設(shè)計(jì)中，一般采用分層總和法和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦法。下面分別介紹在靜荷載作用下的兩種方法。

一、按分層總和法計(jì)算地基的最終沉降量，通常采用分層總和法進(jìn)行計(jì)算，即在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)劃分為若干分層計(jì)算各分層的壓縮量，然后求其總和，計(jì)算時(shí)應(yīng)先按基礎(chǔ)荷載、基礎(chǔ)形狀和尺寸，以及土的有關(guān)指標(biāo)求得土中應(yīng)力的分布(包括基底附加壓力，地基中的自重應(yīng)力和附加應(yīng)力)。計(jì)算地基最終沉降量的分層總和法，通常假定地基土壓縮時(shí)不允許側(cè)向變形(膨脹)，即采用側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)，為了彌補(bǔ)這樣得到的沉降量偏小的缺陷，通常取基底中心點(diǎn)下的附加應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。第三節(jié)地基的最終沉降量地基最終沉降量是指地基土層在荷載1271、薄壓縮土層的沉降計(jì)算當(dāng)基礎(chǔ)底面以下可壓縮土層較薄且其下為不可壓縮的巖層時(shí)，—般當(dāng)可壓縮土層厚度H小于基底寬度b的1／2時(shí)(圖2—34)，由于基底摩阻力和巖層層面摩阻力對(duì)可壓縮土層的限制作用，土層壓縮時(shí)只出現(xiàn)很少的側(cè)向變形，因而認(rèn)為它與壓縮儀中土樣的受力和變形條件很相近，地基的最終沉降量S(m)就可直接利用式(2—60b),以S代替其中的，以H代替,即得：1、薄壓縮土層的沉降計(jì)算作用，土層壓縮時(shí)只出現(xiàn)很少的側(cè)向變形128式中H——薄可壓縮土層的厚度，m，——根據(jù)薄土層頂面處和底面處自重應(yīng)力(即初始?jí)毫Γ┑钠骄祻耐恋膲嚎s曲線上查得的相應(yīng)的孔隙比；——根據(jù)薄土層的頂面處和底面處自重應(yīng)力平均值與附加應(yīng)力平均值(即壓力增量，此處近似等于基底平均附加壓力)之和(即總壓應(yīng)力)，從土的壓縮曲線上得到的相應(yīng)的孔隙比。實(shí)際上，大多數(shù)地基的可壓縮土層較厚而且是成層的。下面討論較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算。式中H——薄可壓縮土層的厚度，m，1292、較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算方法與步驟（1）按比例尺繪制地基土層剖面圖和基礎(chǔ)剖面圖（見(jiàn)例圖2-6-1）；（2）地基土的分層。分層厚度一般取0.4b或1-2m,此外,成層土的界面和地下水面是當(dāng)然的分層面；（3）地基豎向自重應(yīng)力的計(jì)算。分別計(jì)算基底處、土層層面處及地下水位面處的自重應(yīng)力，并畫(huà)在基礎(chǔ)中心線的左側(cè)；（4）計(jì)算基礎(chǔ)底面中心點(diǎn)下各分層界面處的附加應(yīng)力，并畫(huà)在基礎(chǔ)中心線的右側(cè)；（5）計(jì)算地基各分層自重應(yīng)力平均值（）和自重應(yīng)力平均值與附加應(yīng)力平均值之和（）；2、較厚且成層可壓縮土層的沉降計(jì)算方法與步驟130（6）由土的壓縮曲線分別依；（7）確定地基沉降計(jì)算深度（地基壓縮層深度）。所謂地基沉降計(jì)算深度是指自基礎(chǔ)底面向下需要計(jì)算壓縮變形所到達(dá)的深度，亦稱地基壓縮層深度。該深度以下土層的壓縮變形值小到可以忽略不計(jì)。地基沉降計(jì)算深度的下限，一般取地基附加應(yīng)力等于自重應(yīng)力的20%處，即處，在該深度以下如有高壓縮性土，則應(yīng)繼續(xù)向下計(jì)算至處：計(jì)算精度均為±5kPa(圖2—35)。（8）計(jì)算地基各分層的沉降量：（9）計(jì)算地基最終沉降量：（6）由土的壓縮曲線分別依131二、按規(guī)范方法計(jì)算《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》所推薦的地基最終沉降量計(jì)算方法是另一種形式的分層總和法。它也采用側(cè)限條件的壓縮性指標(biāo)，并運(yùn)用了平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算，還規(guī)定了地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)以及提出了地基的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，使得計(jì)算成果接近于實(shí)測(cè)值。1、第分層壓縮量的計(jì)算對(duì)于圖2-37所示的第分層，其壓縮量為二、按規(guī)范方法計(jì)算132建筑物工程地質(zhì)勘探課件1332、地基沉降計(jì)算深度地基沉降計(jì)算深度—第分層（最底層）層底深度。規(guī)范規(guī)定：由深度處向上取按表2-8規(guī)定的計(jì)算厚度（見(jiàn)圖2-37）所得的計(jì)算沉降量應(yīng)滿足按上式所確定的沉降計(jì)算深度下若有軟弱土層時(shí)，尚應(yīng)向下繼續(xù)計(jì)算，直至軟弱土層中1厚的計(jì)算沉降量滿足上式為止．當(dāng)無(wú)相鄰荷戴影響，基礎(chǔ)寬度在l-50m范圍內(nèi)時(shí)，基礎(chǔ)中點(diǎn)的地基沉降計(jì)算深度規(guī)范規(guī)定，也可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：2、地基沉降計(jì)算深度按上式所確定的沉降計(jì)算深度下若有軟弱土1343、規(guī)范推薦的地基最終沉降量的計(jì)算公式如下：式中S’—按分層總和法計(jì)算的地基沉降量：

─沉降汁算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，根據(jù)地區(qū)沉降觀測(cè)資料及經(jīng)驗(yàn)確定，也可采用表的數(shù)值，表中為深度范圍內(nèi)土的壓縮模量當(dāng)量值：其余參量意義同前。3、規(guī)范推薦的地基最終沉降量的計(jì)算公式如下：式中S’—135建筑物工程地質(zhì)勘探課件136二、地基變形與時(shí)間的關(guān)系細(xì)粒土體在建筑物荷載作用下，一般需經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到沉降穩(wěn)定。工程實(shí)際中，有時(shí)不僅要預(yù)估建筑物基礎(chǔ)的最終沉降量，而且還常常需要預(yù)估建筑物基礎(chǔ)達(dá)到某一沉降量所需的時(shí)間或建筑物完工后經(jīng)過(guò)某一時(shí)間可能產(chǎn)生的沉降量。關(guān)于地基沉降量與時(shí)間關(guān)系，目前均以飽和細(xì)粒土單向滲透固結(jié)理論為基礎(chǔ)。單向滲透固結(jié)理論假設(shè)土體是均勻、飽和的，固結(jié)過(guò)程中滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)均為常量，土中排水和壓縮只限垂直單向，孔隙水的流動(dòng)服從達(dá)西定律，外荷一次瞬時(shí)施加且在固結(jié)過(guò)程中保持不變。于是可建立起單向滲透固結(jié)的微分方程，推算出地基土在固結(jié)過(guò)程中孔隙水壓力與時(shí)間及計(jì)算點(diǎn)深度的關(guān)系式，然后引用固結(jié)度的概念，得出沉降與時(shí)間關(guān)系的計(jì)算公式。

由于推導(dǎo)孔隙水壓力與時(shí)間及計(jì)算點(diǎn)深度的關(guān)系式所用的數(shù)學(xué)理論較深，本書(shū)從略。故下面從固結(jié)度概念討論起。二、地基變形與時(shí)間的關(guān)系細(xì)粒土體在建筑物荷載作用下，一般需137

138例題10-2已知基礎(chǔ)中點(diǎn)0下的附加應(yīng)力如圖10-13所示。地基為厚8m的飽和粘土層，頂部為薄砂層，底部為不透水巖石。粘土層原始孔隙比=0.88，在基底附加應(yīng)力240KPa作用下達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的孔隙比=0.83，=0.0019m/a。求固結(jié)度達(dá)到25%時(shí)所需的時(shí)間。例題10-2已知基礎(chǔ)中點(diǎn)0下的附加應(yīng)力如圖10-13所示139第四節(jié)地基變形允許值

地基變形特征可分為沉降量、沉降差、傾斜、局部?jī)A斜。沉降量是指基礎(chǔ)中心的沉降量。如沉降量過(guò)大，會(huì)影響到建筑物的正常使用。例如，室內(nèi)外上下水道聯(lián)接可能折斷，污水倒灌，雨水積聚等等。沉降差是指相鄰兩個(gè)基礎(chǔ)沉降量的差值。沉降差過(guò)大，會(huì)使上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，超過(guò)限度，則建筑物會(huì)發(fā)生裂縫、傾斜，甚至破壞。傾斜是指單獨(dú)基礎(chǔ)傾斜方向兩端點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。局部?jī)A斜是指磚石承重結(jié)構(gòu)沿縱墻6～10m長(zhǎng)度內(nèi)，基礎(chǔ)兩點(diǎn)的沉降差與其距離的比值。地基變形能否損壞建筑物或影響其正常使用，一方面取決于地基變形大小和不同地點(diǎn)變形的不均勻程度；另一方面與建筑物本身的結(jié)構(gòu)特性和使用要求有關(guān)。不同建筑物要求地基變形量應(yīng)限制在一定范圍之內(nèi)，這個(gè)范圍的界限值叫地基變形允許值，它是保證建筑物安全穩(wěn)定和正常使用的最大變形值。地基變形允許值采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）規(guī)定的數(shù)值，見(jiàn)表10-8。第四節(jié)地基變形允許值

地基變形特征可分為沉降量、沉降差、140建筑物工程地質(zhì)勘探課件141第五節(jié)地基承載力各類地基承受上部荷重的能力都有一定限度，如超過(guò)這一限度，則可能因地基變形過(guò)大使建筑物開(kāi)裂，或地基發(fā)生破壞而滑動(dòng)。地基承載力是指地基在同時(shí)滿足變形和強(qiáng)度兩個(gè)條件，單位面積所能承受的最大荷載。地基強(qiáng)度是指地基在建筑物荷重作用下抵抗破壞的能力。它一方面與巖性等地質(zhì)條件有關(guān)，另一方面和上部荷重的類型有關(guān)。當(dāng)建筑物何載超過(guò)基礎(chǔ)下持力層本身所能承受的能力時(shí)，地基土就要產(chǎn)生剪切滑動(dòng)破壞。因此，在設(shè)計(jì)建筑物基礎(chǔ)時(shí)，不僅要使地基土變形在允許范圍之內(nèi)，而且要滿足強(qiáng)度要求，即建筑物作用在地基上的荷載要小于地基所能承受外荷的最大能力。第五節(jié)地基承載力各類地基承受上部荷重的能力都有一定限度，如142一、載荷試驗(yàn)載荷試驗(yàn)是保持地基土的天然狀態(tài)（天然結(jié)構(gòu)、含水量）和模擬建筑物的荷載條件，通過(guò)一定面積的承壓板向地基施加豎向荷載，觀察研究地基土的變形和強(qiáng)度規(guī)律的一種原位試驗(yàn)。載荷試驗(yàn)?zāi)茌^好地保持地基土的天然狀態(tài)和模擬建筑物基礎(chǔ)的工作條件，其成果比較可靠，是目前公認(rèn)的一種確定承載力的好方法。載荷試驗(yàn)方法：按加荷性質(zhì)可分為動(dòng)力載荷試驗(yàn)和靜力載荷試驗(yàn)按承壓板形狀又可分為平板載荷試驗(yàn)和螺旋板載荷試驗(yàn)按試驗(yàn)深度又分為淺坑載荷試驗(yàn)和鉆孔載荷試驗(yàn)。本節(jié)僅介紹淺層平板靜力載荷試驗(yàn)。一、載荷試驗(yàn)1431.載荷試驗(yàn)的設(shè)備載荷試驗(yàn)的設(shè)備主要有加荷裝置、沉降觀測(cè)裝置和承壓板三部分。過(guò)去常用木制載荷臺(tái)或鋼架載荷臺(tái)，用重物（鋼錠、磚、塊石等）加荷。目前普遍采用油壓千斤頂加荷，采用油壓千斤頂加荷需有反力裝置，常用反力裝置有堆載、錨梁、傘形錨式、斜承式反力裝置。常用百分表測(cè)量承壓板的沉降變形。承壓板為剛度較大的方形或圓形鋼板，從理論上講承壓板尺寸等同基礎(chǔ)實(shí)際尺寸最好，但實(shí)際上不容易達(dá)到。目前工程勘察中，一般根據(jù)土質(zhì)情況選擇承壓板尺寸。一般土層采用0.25m2或0.5m2的承壓板，軟弱土層承壓板面積不應(yīng)小于0.5m2。2.試驗(yàn)方法進(jìn)行載荷試驗(yàn)時(shí)要事先在建筑場(chǎng)地上挖一個(gè)坑，坑深要達(dá)到預(yù)先考慮的基礎(chǔ)深度。在整平的坑底放承壓板，在承壓板上施加荷載P1，并觀測(cè)沉降隨時(shí)間的發(fā)展，直到觀測(cè)到穩(wěn)定沉降量S1為止；然后再施加第二級(jí)壓力P2，測(cè)得相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量S2；……；通過(guò)施加各級(jí)壓力，得到與各級(jí)壓力相應(yīng)的穩(wěn)定沉降量。1.載荷試驗(yàn)的設(shè)備144建筑物工程地質(zhì)勘探課件145二、地基承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007—2002）中指出，地基承載力特征值的確定應(yīng)符合下列規(guī)定。a.當(dāng)p—s曲線上有比例界限時(shí)，取該比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載（臨塑荷載）值；b.當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限的荷載值2倍時(shí)，取極限荷載值的一半；c.當(dāng)不能按上述要求確定時(shí)，當(dāng)承壓板面積為0.25～0.50m2，可取s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半?！督ㄖ鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007—2002）還規(guī)定：同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，當(dāng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不超過(guò)平均值的30%時(shí)，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值fak。二、地基承載力特征值的確定《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（G