城市規(guī)劃巖土工程勘察

第十二章房屋建筑與構(gòu)筑物巖土工程勘察

隨著城市建設的迅速發(fā)展，各種工業(yè)與民用建筑物的數(shù)量越來越多，而且規(guī)模越來越大。為了保證這類建筑物的安全、經(jīng)濟、正常使用，有必要對建筑物地區(qū)進行準確的工程地質(zhì)勘察，為建筑物選擇適宜的建筑場地和結(jié)構(gòu)類型，制定合理的配置方案和施工方法等，提供必要的地質(zhì)資料。

任何一種建筑物都是由上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成的，其全部荷載均由其下面的地基來承擔。上部結(jié)構(gòu)地面基礎(chǔ)DB地基建筑物的規(guī)模、結(jié)構(gòu)類型、工作條件及作用于地基上的荷載形式和大小不同，對工程地質(zhì)環(huán)境的適應性也就有所不同。地質(zhì)環(huán)境的優(yōu)良或不利制約著工程建設。工程建筑對地質(zhì)環(huán)境又有反作用。第一節(jié)概述第一頁，共十五頁。一、建筑物安全等級根據(jù)地基損壞造成建筑物破壞后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟損失和社會影響及修復的可能）的嚴重性，國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設計規(guī)范》中將建筑物分為三個安全等級。安全等級破壞后果建筑類型一級很嚴重重要的工民建；20層以上的高層；體形復雜的14層以上高層建筑；對地基變形有特殊要求的建筑；單樁承荷4000kN以上建筑二級嚴重一般的工業(yè)與民用建筑三級不嚴重次要的建筑物第二頁，共十五頁。二、地基、基礎(chǔ)的概念1、地基：建筑物荷載引起的應力狀態(tài)變化的巖土體。它承受了建筑物全部荷載。地基又分為持力層及下臥層，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。地基可分為天然地基和人工地基。2、基礎(chǔ)：建筑物的基礎(chǔ)也可叫建筑物的下部結(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建筑物的重量及作用在建筑物上的所有荷載，并將它們傳遞給地基?；A(chǔ)按砌置深度（地面至基礎(chǔ)底面的距離）可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)（砌置深度小于5m）—單獨基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、大塊基礎(chǔ)和殼體基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ)（砌置深度大于5m）—沉井、沉箱、樁基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻。天然地基上淺基礎(chǔ)，最為經(jīng)濟。第三頁，共十五頁。第二節(jié)城市規(guī)劃巖土工程勘察一、概述（一）城市的定義及發(fā)展城市是由相對密集的大量非農(nóng)業(yè)人口和工業(yè)、民用建筑物組成的，具有一定的生產(chǎn)能力和商品交換功能，并統(tǒng)一在一個確定的行政邊界內(nèi)。城市的發(fā)生和發(fā)展是生產(chǎn)力的發(fā)展，商品交換、科學文化的進步與人口增長和高度集中的結(jié)果。城市的形成和發(fā)展要求一定的自然環(huán)境條件。如空間（建設場地和發(fā)展用）、建筑材料、能源、水源，以及具有避免遭受地質(zhì)災害的能力。城市化程度較高的國家或地區(qū)，非農(nóng)業(yè)人口比例增長較快，城市化的速度也快。我國非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诘陌俜种畮住Ｄ壳笆澜缟戏寝r(nóng)業(yè)人口占33%以上，到2080年達到95%。甚至認為到2025年達到96%。隨著工業(yè)化程度的提高，新城鎮(zhèn)大量出現(xiàn)，城市規(guī)模日益擴大，這第四頁，共十五頁。一過程稱之為城市化過程。我國城市規(guī)模按人口劃分的標準是：<20萬小型、20-50萬中型、50-100萬大型、>100萬特大城市城市將成為人類生活的主要場所，這種趨勢為城市建設提出新的課題，新城市規(guī)劃和舊城市擴建與改造。城市規(guī)劃不僅建立在現(xiàn)代科學技術(shù)水準上，而且要求特別重視自然環(huán)境保護、資源需求和防止自然災害的沖擊。城市的發(fā)展，環(huán)境地質(zhì)學、工程地質(zhì)學負有重要使命。（二）城市規(guī)劃的主要內(nèi)容1、城市規(guī)劃的原則按照國家、地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的需求，因地制宜，合理確定城市發(fā)展方向、規(guī)模和布局，使其具有發(fā)展的潛力和社會經(jīng)濟效益，并注意保護和改善城市環(huán)境。第五頁，共十五頁。2、城市規(guī)劃的基本內(nèi)容（1）功能分區(qū)按城市建設總方針，將城市劃分為若干功能區(qū)，如行政、工業(yè)、商業(yè)、住宅、文教、風景綠化區(qū)等。各功能區(qū)在建筑形式、規(guī)模和對自然條件的要求各具特殊性。大型城市尚有市區(qū)、郊區(qū)、衛(wèi)星城之分。（2）建筑物分帶

按建筑高度分：低層、多層、高層建筑帶，不宜混建，并應合理配置和注意城市風貌。不同地帶對地質(zhì)條件的要求不同。（3）交通網(wǎng)絡

合理布置市內(nèi)及對外的交通系統(tǒng)，包括交通干線、支線、街道網(wǎng)以及地下鐵道、橋梁、高速公路、交叉工程等。交通網(wǎng)絡的規(guī)劃應考慮交通安全、方便和人口密集區(qū)的短時疏散。（4）交通樞紐機場、車站、碼頭。（5）綠地系統(tǒng)公園、林區(qū)、防風林區(qū)、街道綠化。（6）供水系統(tǒng)水源地及衛(wèi)生防護帶、水塔、泵站及管線。（7）動力系統(tǒng)

供電、供熱（包括地熱開采及輸送）、煤氣。第六頁，共十五頁。（8）衛(wèi)生工程系統(tǒng)給、排水系統(tǒng)、三廢處理系統(tǒng)、污水處理廠、固體垃圾處理場、環(huán)境保護工程。（9）風景名勝文化古跡、名勝的保護與規(guī)劃。（三）城市規(guī)劃的程序1、區(qū)域規(guī)劃

（全區(qū)性總體規(guī)劃、前期規(guī)劃）確定區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的總體布局，確定城市結(jié)構(gòu)、規(guī)模、遠景發(fā)展方向。2、城市總體規(guī)劃（規(guī)劃階段）確定城市的性質(zhì)、發(fā)展方向和規(guī)模，安排城市用地的功能分區(qū)、建筑分帶、交通網(wǎng)絡，擬訂實施計劃?？傮w規(guī)劃期限一般20年，近期規(guī)劃5年。3、詳細規(guī)劃（實施階段）布置近期規(guī)劃區(qū)的詳細布局，并確定第一期規(guī)劃小區(qū)中，各建筑物位置，確定工程指標。二、城市規(guī)劃的自然依據(jù)指導思想是合理利用自然環(huán)境，適當改造使之適于人類生存，并達到環(huán)境協(xié)調(diào)與平衡。第七頁，共十五頁。城市規(guī)劃必須依據(jù)自然條件，合理利用地域，使城市規(guī)劃與自然條件相適宜。因此，自然條件、地質(zhì)環(huán)境是城市規(guī)劃的基本依據(jù)。（一）自然地理條件1、氣候條件

氣溫、降雨量、蒸發(fā)量、風向、風力、日照時間、凍結(jié)深度。2、水文條件

城市規(guī)劃應充分考慮利用地表水資源為供水源、水運、環(huán)境保護（調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境）的調(diào)劑。

羅姆塔澤建議的區(qū)域淹沒評價標準：（1）適宜的——不會被百年一遇洪水（洪水頻率1%）淹沒；（2）適宜，但有限制——會被25-100年一遇洪水（1-4%）淹沒；（3）不適宜——可被低于25年一遇洪水（大于4%）淹沒。第八頁，共十五頁。（二）工程地質(zhì)條件1、地形條件（地貌）是場地選擇的重要依據(jù)之一，地形坡度1-5%是最適宜條件。羅姆塔澤建議的地形條件分類標準：適宜性地形坡度垂直切割程度水平切割程度（%）相對高差（m）溝谷間距（Km）適宜0.5-10%（5.7°）<10>2-5（微弱切割）適宜但平原：<0.5%或10-20%10-250.5-2（中等切割）有限制山區(qū)：30%（16.7°）不適宜平原：>20%>25<0.5（強烈切割）山區(qū)：>30%第九頁，共十五頁。2、巖土類型及其工程性質(zhì)關(guān)系到砌置深度、基礎(chǔ)形式及布局，不適于建筑場地的巖土類型：（1）低承載力地層、飽水松散土層、高壓縮性土層；（2）濕陷性黃土；（3）脹縮土；（4）非均質(zhì)殘、坡積土；（5）人工堆填土、及抗震性差、可能有不均勻沉陷的地基土。3、地質(zhì)結(jié)構(gòu)（1）巖土均一、工程地質(zhì)性質(zhì)良好，堅硬、半堅硬巖類，密實砂礫土、低壓縮性粘土，適于一般標準基礎(chǔ)。（2）巖土成分有差異，工程性質(zhì)欠佳或均一性較差，松散沙礫土、飽和砂、特殊土。利用時需人工改良。（3）巖土均一性差，工程性質(zhì)不良，厚度不穩(wěn)定，產(chǎn)生強烈不均勻沉陷或變形量超過允許值。采用時必須特殊處理。第十頁，共十五頁。4、地下水條件除地下水資源可利用性外，主要考慮地下水埋藏條件對基礎(chǔ)設置的影響。（h-地下水埋深、D-砌置深度）（1）干燥場地h>D,D=3-5m,無上層滯水。（2）過濕場地h<D,需降低水位，疏干、隔水、防侵蝕。（3）水文地質(zhì)條件復雜場地h<D，h變化大，有上層滯水，需采取復雜的專門防水措施。5、動力地質(zhì)作用影響區(qū)域穩(wěn)定性（地震、地面沉降、凍融作用）；影響地區(qū)穩(wěn)定性（滑坡、巖溶塌陷、河流侵蝕和淤積、泥石流）。按下列標準劃分場地適宜性：（1）適宜不需采用專門措施防治地質(zhì)災害；（2）較適宜要求采用專門措施防治地質(zhì)災害；（3）不適宜要求采用復雜措施防治地質(zhì)災害。6、自然資源和天然建材按工程地質(zhì)條件對城市建設的適宜程度進行工程地質(zhì)分區(qū)評價，并作出建筑適宜程度分區(qū)圖，為城址選擇方案比較提供地質(zhì)依據(jù)。第十一頁，共十五頁。三、城市規(guī)劃的工程地質(zhì)問題以城市選址的工程地質(zhì)論證為核心，考慮以下問題：（一）區(qū)域穩(wěn)定性是城市選址、規(guī)劃中首要論證的問題，包括地震、砂土液化、地面沉降等。最重要的是地震問題。對城市規(guī)劃區(qū)地震問題的研究包括：震源斷層活動性、斷裂監(jiān)測、建筑場地地震效應、場地基本烈度、場地烈度小區(qū)劃、場地地震加速度分區(qū)、建筑物設計烈度值。（二）地基穩(wěn)定性地基巖土體的強度和變形。根據(jù)城市規(guī)劃的功能分區(qū)及建筑分帶的意圖，對規(guī)劃區(qū)內(nèi)各類場地地基穩(wěn)定性進行評價，提出各場地地基允許承載力的基本值，以及有關(guān)基礎(chǔ)設計方案的工程地質(zhì)論證。（三）供水源地及水資源合理利用第十二頁，共十五頁。城市供水是城市規(guī)劃中的重要項目之一，包括工業(yè)、生活及農(nóng)業(yè)用水。城市供水水源應同時考慮地表水和地下水，一般常以地表水為主。一個城市需有二個以上的水源地及供水方案，就供水源的質(zhì)量而言，地下水優(yōu)于地表水，其水質(zhì)良好，水溫穩(wěn)定，但必須考慮水資源保護與管理。（四）城市地質(zhì)環(huán)境的合理利用及保護環(huán)境保護不應局限于地面上的空氣、水等，必須涉及到地面以下地質(zhì)環(huán)境的合理利用與保護，研究的問題有：（1）可能給城市環(huán)境帶來威脅或危害的各種自然地質(zhì)災害或地質(zhì)作用（地震、火山活動、滑坡、崩塌、泥石流、地震液化、海岸侵蝕、脹縮土等）。（2）與城市規(guī)劃和建設有關(guān)的人類工程活動對地質(zhì)環(huán)境影響和破壞。（如城市附近大型水庫的修建所帶來的環(huán)境水文地質(zhì)條件的變化：地下水位上升、地基軟化、斜坡失穩(wěn)、黃土濕陷；礦山城市，地下采空引起地面塌陷、變形，廢礦渣堆填引起水土污染，露天開采引起地面形態(tài)的破壞；城市過量抽汲地下水引起地面沉降、水資源枯竭等。）第十三頁，共十五頁。（3）由于城市興建導致多源污染，超過環(huán)境自凈能力，引起水、土、大氣質(zhì)量單向衰變、惡化；核電站廢料引起的長期放射性污染；城市熱島效應或溫室效應對大氣產(chǎn)生的影響，可能形成長期災害。四、城市規(guī)劃巖土工程勘察要點1、城市選址階段勘察踏勘、小比例尺區(qū)域工程地質(zhì)調(diào)查，航衛(wèi)片研究、區(qū)域穩(wěn)定性評價、重大環(huán)境地質(zhì)問題研究。2、初步勘察為總體規(guī)劃提供資料，城址區(qū)工程地質(zhì)條件研究，主要工程地質(zhì)問題評價，中比例尺工程地質(zhì)測繪、物探、勘探，穿越全區(qū)的幾條工程地質(zhì)剖面并有相應的勘探、試驗等。3、詳細勘察為詳細規(guī)劃提供資料，大比例尺工程地質(zhì)測繪，勘探工作針對主要工程