基礎(chǔ)工程之地基勘察

基礎(chǔ)工程

（第1章緒論、第2章地基勘察）11.地基基礎(chǔ)的概念與特點(diǎn)2.學(xué)科發(fā)展概況3.本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求4.學(xué)習(xí)安排第1章緒論21．地基基礎(chǔ)的概念與特點(diǎn)一個(gè)完整的建筑體系包含了上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基三個(gè)部分。它們有著各自的功能。

上部結(jié)構(gòu)是完成設(shè)計(jì)預(yù)定功能的主體結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)通常指建筑物最下端與地基直接接觸并經(jīng)過(guò)了特殊處理的結(jié)構(gòu)部件。地基是指建筑物下方的承受建筑物的荷載并維持建筑物穩(wěn)定的巖土體。請(qǐng)看圖例。

3圖1房屋建筑體系的組成樓層（上部結(jié)構(gòu)）基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）地基4圖2橋梁建筑體系的組成橋跨（上部結(jié)構(gòu)）橋墩（下部結(jié)構(gòu)）地基地基基礎(chǔ)（下部結(jié)構(gòu)）5地基的特點(diǎn)地基的功能是承受建筑物的荷載并保持建筑物穩(wěn)定。受建筑物影響最大的那一部分地基稱為地基持力層（也稱為主要受力層）；位于持力層之下的地基稱為下臥層。特別地，當(dāng)下臥層的土性明顯比持力層軟弱時(shí)則將該層稱為軟弱下臥層。地基的基本特點(diǎn)：

1）隱蔽性；

2）離散性；

3）低強(qiáng)度；

4）變形復(fù)雜。6基礎(chǔ)的特點(diǎn)基礎(chǔ)位于地下，也具有隱蔽性，同時(shí)基礎(chǔ)的施工環(huán)境一般較差，所以其施工質(zhì)量通常較難控制，容易成為建筑體系中的薄弱環(huán)節(jié)。另外，由于地基基礎(chǔ)都具有隱蔽性，發(fā)生問(wèn)題時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，糾正起來(lái)也很困難?；A(chǔ)工程的各個(gè)環(huán)節(jié)（勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)）均將直接影響建筑物的安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用。所以在工程中必須重視并嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量。大量的工程經(jīng)驗(yàn)和事故表明，只有深入地了解和掌握地基情況，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)與施工并進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量檢測(cè)，才能保證基礎(chǔ)工程的經(jīng)濟(jì)合理與安全可靠。72.學(xué)科發(fā)展概況1.漫長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)積累階段(p.2)2.學(xué)科體系的建立(p.3)3.現(xiàn)代發(fā)展階段(p.3)4.典型工程實(shí)例8趙州橋

趙州橋又名安濟(jì)橋，位于河北省趙縣城南2.5km處。該橋由隋代工匠李春主持修建（公元595~605年間），橋長(zhǎng)50.82m，寬9.6m，凈跨為37.02m，矢跨比為1：5。趙州橋橋身造型典雅，拱曲線流暢自然，極具觀賞價(jià)值。古人贊譽(yù)此橋?yàn)椤捌媲晒套o(hù)，甲于天下”。美國(guó)土木工程師協(xié)會(huì)也于1991年將趙州橋選為國(guó)際歷史土木工程第12個(gè)里程碑。該橋的地基為較密實(shí)的砂黏土。從現(xiàn)代技術(shù)的角度看，能用粘性土作為地基修筑推力極大的拱橋，而且地基承載力的利用恰到好處，確實(shí)令人嘆服。

9趙州橋1011上海龍華古塔龍華塔位于上海海市龍華公園南南側(cè)，直徑8.0m，7層，高40.40m。該塔建于北宋宋（公元977年），距今已有有1000多年歷史。龍華華塔的塔基使用用了大量的木樁樁，值得稱道的的是建塔者用三三合土對(duì)木樁進(jìn)進(jìn)行了很好的隔隔離防腐處理，，木樁因之保存存千年而不腐，，使龍華古塔至至今風(fēng)光依然。。12上海龍華古塔1314特朗斯康谷倉(cāng)加拿大的特朗斯斯康谷倉(cāng)建成于于1913年，谷倉(cāng)的平面面為矩形，長(zhǎng)59.44m，寬23.47m，高度為31m，由65個(gè)圓柱形筒倉(cāng)組組成，采用鋼筋筋混凝土筏板基基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)對(duì)地基未作勘察察，不了解基底底下有厚達(dá)15m左右的軟粘土層層，僅根據(jù)對(duì)鄰鄰近建筑的調(diào)查查決定了地基承承載力。建成后后于當(dāng)年9月開(kāi)始均勻地向向谷倉(cāng)內(nèi)裝載谷谷物，至10月發(fā)現(xiàn)谷倉(cāng)產(chǎn)生生大量快速沉降降，1小時(shí)內(nèi)的垂直沉沉降量竟達(dá)到30.5cm，在其后的24小時(shí)內(nèi)谷倉(cāng)傾倒倒，傾倒后谷倉(cāng)倉(cāng)的西側(cè)下沉達(dá)達(dá)7.32m，東側(cè)則抬高了了1.53m，整體傾斜達(dá)2653。因整體性很強(qiáng)強(qiáng)，筒倉(cāng)本身完完好無(wú)損。15特朗斯康谷倉(cāng)1617比薩斜塔世界著名的意大大利比薩斜塔于于1173年動(dòng)工，1370年竣工，塔身高高約55m。該塔建成后因因地基壓縮層產(chǎn)產(chǎn)生不均勻沉降降，其北側(cè)下沉沉近1m，南側(cè)下沉近3m，塔身傾斜約5.5，塔頂離開(kāi)鉛垂垂線的距離已達(dá)達(dá)5.27m，為我國(guó)虎丘塔塔傾斜值的2.3倍。幸虧該塔使使用的大理石材材質(zhì)優(yōu)良，在塔塔身嚴(yán)重傾斜的的情況下尚未出出現(xiàn)裂縫。比薩薩斜塔建成后曾曾經(jīng)數(shù)次加固，，但效果甚微，，1993年被迫關(guān)閉。因因近年來(lái)的治理理較有成效，于于2001年重新對(duì)游客開(kāi)開(kāi)放。18比薩斜塔193.本課程的特點(diǎn)和和學(xué)習(xí)要求本課程是土木工工程專業(yè)的主干干課程，主要內(nèi)內(nèi)容是各類地基基和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)與施工。本門(mén)課程的許多多內(nèi)容涉及到工工程地質(zhì)學(xué)、土土力學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)與施工等課課程，綜合性、、理論性和實(shí)踐踐性很強(qiáng)。本課程除了基本本理論和知識(shí)外外，還要引入大大量的相關(guān)技術(shù)術(shù)要求和具體規(guī)規(guī)定。學(xué)習(xí)本課課程的時(shí)候要注注意掌握基本的的原理和方法，，勤于思考，多多動(dòng)手做題，通通過(guò)習(xí)題和課程程設(shè)計(jì)培養(yǎng)自己己解決實(shí)際問(wèn)題題的能力。地基基礎(chǔ)問(wèn)題具具有強(qiáng)烈的區(qū)域域性特征。所以以在基礎(chǔ)工程領(lǐng)領(lǐng)域除需要扎實(shí)實(shí)的理論知識(shí)外外，還需要豐富富的工程實(shí)踐經(jīng)經(jīng)驗(yàn)。注意規(guī)范的使用用，尤其是不要要混用不同體系系的規(guī)范。204.學(xué)習(xí)安排教學(xué)內(nèi)容：地基勘察，淺基基，樁基的設(shè)計(jì)計(jì)（1、2、3、4、5章，施工部分只只簡(jiǎn)單提及），，以建筑工程為為主線。習(xí)題每章交一次次。課程設(shè)計(jì)答疑：電話：21第2章地基勘察2.1概述2.2地基勘察的任務(wù)務(wù)與基本方法2.3地基巖土土工程勘勘察報(bào)告告2.4驗(yàn)槽槽2.5地基勘察察報(bào)告實(shí)實(shí)例222.1概述1．地基勘勘察的意意義2．地基勘勘察的目目的231.地基勘察察的意義義地基的可可靠性與與地下巖巖土層的的空間分分布特征征、土體體的松密密程度和和壓縮性性的高低低、巖體體的巖性性和結(jié)構(gòu)構(gòu)、巖土土體的強(qiáng)強(qiáng)度、地地下水的的埋深和和水質(zhì)情情況等因因素密切切相關(guān)。。因此，，只有全面面、深入入和準(zhǔn)確確地了解解、認(rèn)識(shí)識(shí)及掌握握建筑場(chǎng)場(chǎng)地的自自然、地地理、地地質(zhì)和水水文條件件，也就就是必須須以正確確的巖土土工程勘勘察資料料為依據(jù)據(jù)，才能能做出安安全可靠靠和經(jīng)濟(jì)濟(jì)合理的的地基基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)方案。。242.地基勘察察的目的的地基勘察察的目的的是查明明場(chǎng)地的的工程地地質(zhì)條件件和不良良地質(zhì)作作用特征征，提出出地基巖巖土體的的物理力力學(xué)參數(shù)數(shù)、承載載力的建建議值，，以及地地基處理理和不良良地質(zhì)條條件治理理的建議議方案等等，為地地基與基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)提供基基本依據(jù)據(jù)。252.2地基勘察察的任務(wù)務(wù)與基本本方法2.2.1地基的勘勘察等級(jí)級(jí)2.2.2地地基勘勘察任務(wù)務(wù)2.2.3勘勘探點(diǎn)點(diǎn)布置2.2.4地基巖土土工程勘勘探方法法2.2.5原位測(cè)試試方法2.2.6室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)方法262.2.1地基的勘勘察等級(jí)級(jí)按《巖土工程程勘察規(guī)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱《勘察規(guī)范范》）的規(guī)定定，地基基的勘察察等級(jí)由由工程的的重要性性等級(jí)和和場(chǎng)地及及地基的的復(fù)雜程程度等級(jí)級(jí)綜合確確定。1．工程程的重要要性等級(jí)級(jí)《勘察規(guī)范范》將建設(shè)工工程按其其破壞后后果的嚴(yán)嚴(yán)重性劃劃分為三三個(gè)等級(jí)級(jí)，分別別為一級(jí)級(jí)工程（（重要工工程）、、二級(jí)工工程（一一般工程程）和三三級(jí)工程程（次要要工程））。272．場(chǎng)地的的復(fù)雜程程度等級(jí)級(jí)場(chǎng)地的復(fù)復(fù)雜程度度分為三三個(gè)等級(jí)級(jí)。一級(jí)場(chǎng)地（復(fù)雜場(chǎng)場(chǎng)地）。二級(jí)場(chǎng)地（中等復(fù)復(fù)雜場(chǎng)地）。三級(jí)場(chǎng)地（簡(jiǎn)單場(chǎng)場(chǎng)地）。3．地基的復(fù)雜程度度等級(jí)地基的復(fù)雜程度分分為三個(gè)等級(jí)。一級(jí)地基（復(fù)雜地地基）。二級(jí)地基（中等復(fù)復(fù)雜地基）。三級(jí)地基（簡(jiǎn)單地地基）。284．地基勘察等級(jí)《勘察規(guī)范》將地基的勘察工作作分為三個(gè)等級(jí)，，分別為：甲級(jí)：在工程重要要性、場(chǎng)地復(fù)雜程程度和地基復(fù)雜程程度等級(jí)中，有一一項(xiàng)或者多項(xiàng)為一一級(jí)的勘察項(xiàng)目屬屬于甲級(jí)。乙級(jí)：除勘察項(xiàng)目目為甲級(jí)和下述丙丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)項(xiàng)目屬于乙級(jí)。丙級(jí)：工程重要性性、場(chǎng)地復(fù)雜程度度和地基復(fù)雜程度度等級(jí)均為三級(jí)的的勘察項(xiàng)目屬于丙丙級(jí)。《勘察規(guī)范》還規(guī)定，對(duì)于建筑筑在巖質(zhì)地基上的的一級(jí)工程，當(dāng)場(chǎng)場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)級(jí)和地基復(fù)雜程度度等級(jí)均為三級(jí)時(shí)時(shí)，巖土工程勘察察等級(jí)可定為乙級(jí)級(jí)。292.2.2地地基勘察任務(wù)確定地基勘察等級(jí)級(jí)后，可針對(duì)不同同的勘察階段確定定地基勘察任務(wù)。。1．地基初步勘察初步勘察在場(chǎng)地確確定后進(jìn)行，其內(nèi)內(nèi)容要滿足初步設(shè)設(shè)計(jì)階段的要求。。2．地基詳細(xì)勘察詳細(xì)勘察工作應(yīng)根根據(jù)建設(shè)工程技術(shù)術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)設(shè)計(jì)階段的要求進(jìn)進(jìn)行。3．地基施工勘察基坑或基槽開(kāi)挖后后要進(jìn)行驗(yàn)槽，當(dāng)當(dāng)開(kāi)挖面特別是基基底揭露的地層特特征及巖土體特性性與勘察資料不符符，或者發(fā)現(xiàn)必須須查明的異常情況況時(shí)，或者對(duì)有特特殊要求的建設(shè)工工程等要進(jìn)行施工工勘察。302.2.3勘勘探點(diǎn)布置1．初步勘察（1）要求勘探線應(yīng)垂直于地地貌單元邊界線、、地質(zhì)構(gòu)造線和地地層界線。勘探點(diǎn)點(diǎn)宜按勘探線布置置，并在每個(gè)地貌貌單元及其交接部部位布置勘探點(diǎn)，，在微地貌和地層層變化較大的地段段，勘探點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)當(dāng)加密。在地形平平坦及地層平面變變化不大的地區(qū)，，可按方格網(wǎng)布置置勘探點(diǎn)。對(duì)巖質(zhì)質(zhì)地基，勘探線和和勘探點(diǎn)的布置，，勘探孔的深度，，應(yīng)根據(jù)地基構(gòu)造造、巖體特性、風(fēng)風(fēng)化情況和卸荷狀狀態(tài)，參考當(dāng)?shù)亟?jīng)經(jīng)驗(yàn)或地方標(biāo)準(zhǔn)確確定。31（2）勘探線及勘探點(diǎn)點(diǎn)間距初步勘察階段的勘勘探線、勘探點(diǎn)間間距由巖土工程勘勘察等級(jí)參照表2-1確定。地形地貌或或地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)時(shí)取低值，地形地地貌或地質(zhì)條件簡(jiǎn)簡(jiǎn)單時(shí)取高值。（3）勘探孔深度第四紀(jì)地層較厚的的場(chǎng)地，需要鉆探探和原位測(cè)試手段段相結(jié)合。第四紀(jì)紀(jì)地層淺、地層變變化大的場(chǎng)地，常常常在地層單元的的邊緣采用坑探和和槽探方法進(jìn)行勘勘探?？犹缴疃纫灰话悴淮笥?.0m，槽探深度一般不不大于2.0m，超出此深度時(shí)一一般只有采用鉆探探等手段。除進(jìn)行行波速測(cè)試、旁壓壓試驗(yàn)和長(zhǎng)期觀測(cè)測(cè)的鉆孔外，初步步勘察階段的鉆孔孔深度可按表2-2確定。32控制性鉆孔的數(shù)量量一般占勘探孔總總數(shù)的1/5~1/3，并且每個(gè)地貌單單元或每棟重要建建筑物均應(yīng)有控制制性勘探孔。（4）取樣和原位測(cè)試試取樣和原位測(cè)試工工作應(yīng)符合相應(yīng)要要求。（5）水文地質(zhì)工作需要進(jìn)行的水文地地質(zhì)工作為：①調(diào)調(diào)查含水層的埋藏藏條件，地下水類類型、補(bǔ)給排泄條條件，調(diào)查各層地地下水位的變化幅幅度及影響變化的的原因，必要時(shí)應(yīng)應(yīng)設(shè)置長(zhǎng)期觀測(cè)孔孔監(jiān)測(cè)水位變化；；②當(dāng)需要繪制地地下水等水位線圖圖時(shí)，應(yīng)根據(jù)地下下水的埋藏條件和和層位，統(tǒng)一量測(cè)測(cè)各觀測(cè)孔的水位位；③當(dāng)?shù)叵滤煽赡芙?rùn)基礎(chǔ)時(shí)，，應(yīng)采取水試樣進(jìn)進(jìn)行腐蝕性評(píng)價(jià)。。332．詳細(xì)勘察（1）要求勘探點(diǎn)的布置要求求：勘探點(diǎn)宜按建建筑物周邊線和角角點(diǎn)布置，對(duì)于三三級(jí)建筑物等其它它無(wú)特殊要求的可可按建筑物或建筑筑群的范圍布置；；同一建筑范圍內(nèi)內(nèi)的主要受力層或或有影響的下臥層層起伏較大時(shí)，應(yīng)應(yīng)加密勘探點(diǎn)查明明其變化；重大設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨(dú)布布置勘探點(diǎn)，重大大的動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物的的勘探點(diǎn)不宜少于于3個(gè)，控制性性鉆孔一般般為鉆孔總總數(shù)的1/4~1/2；勘探手段段宜采用鉆鉆探與觸探探相結(jié)合，，在復(fù)雜地地質(zhì)條件、、特殊的濕濕陷性土、、膨脹土、、風(fēng)化巖和和殘積土分分布地區(qū)，，宜布置適適量的探井井。對(duì)于單單棟高層建建筑物勘探探點(diǎn)的布置置，應(yīng)滿足足對(duì)地基均均勻性評(píng)價(jià)價(jià)的要求，，并且不少少于4個(gè)點(diǎn)，對(duì)密密集的高層層建筑群，，勘探點(diǎn)可可適當(dāng)減小小，但每棟棟建筑物至至少應(yīng)有1個(gè)控制性勘勘探點(diǎn)。34（2）勘探探點(diǎn)間距（3）勘探孔深深度（4）取樣和原原位測(cè)試（5）水文地質(zhì)質(zhì)工作353．施工勘察察基坑或基槽槽開(kāi)挖時(shí)所所揭露的巖巖土工程條條件與勘察察資料不符符或出現(xiàn)必必須查明的的異常情況況時(shí)，應(yīng)配配合設(shè)計(jì)和和施工人員員進(jìn)行施工工勘察。施施工勘察工工作的布置置視基坑或或基槽開(kāi)挖挖后巖土工工程條件與與勘察資料料不符的程程度和出現(xiàn)現(xiàn)的部位，，以及對(duì)地地基基礎(chǔ)安安全的影響響程度而定定。若出現(xiàn)現(xiàn)地層結(jié)構(gòu)構(gòu)或地層厚厚度發(fā)生明明顯變化時(shí)時(shí)，應(yīng)采用用坑槽探或或觸探，必必要時(shí)還應(yīng)應(yīng)采用鉆探探等查明異異常地層結(jié)結(jié)構(gòu)的平面面范圍和深深度。地層層狀態(tài)出現(xiàn)現(xiàn)異常時(shí)，，應(yīng)進(jìn)行取取樣試驗(yàn)或或原位檢測(cè)測(cè)驗(yàn)槽，并并提出處理理建議。工工程施工或或使用期間間，當(dāng)?shù)鼗?、邊坡坡巖土體、、地下水等等出現(xiàn)未曾曾估計(jì)到的的變化時(shí)，，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)監(jiān)測(cè)，并就就巖土工程程條件的變變化對(duì)工程程本身和環(huán)環(huán)境的影響響進(jìn)行綜合合分析評(píng)價(jià)價(jià)。364．特殊情況況下地基勘勘察的要求求與內(nèi)容（1）地基處理理（2）樁基礎(chǔ)372.2.4地基巖土工工程勘探方方法地基勘察的的方法主要要有掘探法法、觸探法法及鉆探法法。1．掘探法掘探法又叫叫坑探槽探探法，就是是在建筑場(chǎng)場(chǎng)地的重點(diǎn)點(diǎn)部位開(kāi)挖挖探坑、探探井或探槽槽，揭露并并直觀了解解地基土層層情況。該該方法適用用于無(wú)地下下水，需要要了解的地地層較薄，，場(chǎng)地狹窄窄或者土層層中含有塊塊石，使用用其它勘探探方法困難難等情況。。該方法直直觀并可以以取原狀土土樣進(jìn)行室室內(nèi)試驗(yàn)，，或者在探探坑中直接接做現(xiàn)場(chǎng)試試驗(yàn)。但該該方法的探探測(cè)深度有有限，一般般在6m以內(nèi)，更深深或容易垮垮塌的土層層則需要支支撐，以保保安全。382．觸探法觸探法是將將裝在鉆桿桿底端的探探頭打入或或者壓入土土層中，由由其所受阻阻力的大小小間接確定定土層分布布情況和工工程性質(zhì)。。觸探方法法簡(jiǎn)便易行行，探測(cè)深深度較大，，不受地下下水的限制制，耗費(fèi)也也較少，但但無(wú)法取得得土樣。觸觸探法分為為動(dòng)力觸探探和靜力觸觸探兩類。。動(dòng)力觸探探是將探頭頭打入土層層中，而靜靜力觸探是是將探頭壓壓入土層中中。觸探法法的原理和和使用在原原位測(cè)試方方法一節(jié)中中有較詳細(xì)細(xì)的介紹。。393．鉆探法用鉆機(jī)將空空心鉆頭鉆鉆入地基中中，分段取取土進(jìn)行鑒鑒定和試驗(yàn)驗(yàn)的方法叫叫做鉆探法法。只要場(chǎng)場(chǎng)地空間允允許，該方方法幾乎可可以在任何何情況下使使用，只是是耗費(fèi)較大大。鉆探法法分機(jī)鉆和和手鉆。機(jī)機(jī)鉆所用器器具有鉆進(jìn)進(jìn)用的鉆桿桿及鉆頭或或取土器、、起重用的的塔架和驅(qū)驅(qū)動(dòng)用的動(dòng)動(dòng)力機(jī)器。。工程規(guī)模模較小，探探測(cè)土層較較薄，土體體較疏松，，只需人力力就能鉆進(jìn)進(jìn)時(shí)可用手手鉆。機(jī)鉆鉆鉆進(jìn)方式式有回旋、、沖擊、震震動(dòng)和靜壓壓；手鉆鉆鉆進(jìn)方式有有螺旋和沖沖擊。402.2.5原位測(cè)試方方法巖土工程的的原位測(cè)試試一般是指指在工程現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)特特定的測(cè)試試儀器對(duì)測(cè)測(cè)試對(duì)象進(jìn)進(jìn)行試驗(yàn)，，并運(yùn)用巖巖土力學(xué)的的基本原理理對(duì)測(cè)試數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸歸納、分析析、抽象和和推理以判判斷其狀態(tài)態(tài)或得出其其性狀參數(shù)數(shù)的綜合性性試驗(yàn)技術(shù)術(shù)。與地基勘察察相關(guān)的原原位測(cè)試技技術(shù)一般包包含：1．載荷試試驗(yàn)2．靜力觸探探試驗(yàn)3．圓錐動(dòng)動(dòng)力觸探探試驗(yàn)4．標(biāo)準(zhǔn)貫貫入試驗(yàn)驗(yàn)詳細(xì)內(nèi)容容請(qǐng)看教教材。412.2.6室室內(nèi)試試驗(yàn)方法法室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)是獲取取地基巖巖土的物物理力學(xué)