第二章巖土工程勘察課件

查明巖土體在空間上的分布和構(gòu)成情況，獲得與巖土相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，對(duì)工程所在場(chǎng)地的穩(wěn)定性、建筑適宜性作出明確判定，進(jìn)而對(duì)擬建工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案進(jìn)行論證，提出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的建議。根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的型式和荷重特點(diǎn)等，按照規(guī)范的技術(shù)要求，以一定的手段和方法，按照一定的步驟，對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查、分析、論證、評(píng)價(jià)，并將所得成果編制成巖土工程勘察報(bào)告書，提交相關(guān)部門，為工程建設(shè)的規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工等提供詳實(shí)可靠的技術(shù)依據(jù)。第二章巖土工程勘察§

2.1概述查明巖土體在空間上的分布和構(gòu)成情況，獲1工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是指工程建筑所在場(chǎng)區(qū)地質(zhì)及環(huán)境各項(xiàng)因素的綜合。包括：（1）巖土類型是最基本的工程地質(zhì)因素。主要是按巖土的成因類型、沉積年代、力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行分類。不同的巖土類型，其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同，基本性質(zhì)存在差異，從而決定了它的工程特性也不同。（2）地質(zhì)構(gòu)造是基本的工程地質(zhì)因素。地質(zhì)構(gòu)造是指構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖層發(fā)生變形和變位后所遺留下來的產(chǎn)物，常見的有褶皺、斷層和節(jié)理。尤其是時(shí)代新、規(guī)模大的新構(gòu)造斷裂，對(duì)工程場(chǎng)地的穩(wěn)定起著控制作用，不容忽視。2.1概述工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是指工程建筑所在場(chǎng)區(qū)2工程地質(zhì)條件（3）地形地貌包括地表的高低起伏狀況、山坡陡緩程度、河谷寬窄及形態(tài)特征、不同地貌單元的特征及其相互關(guān)系等。地形地貌直接影響場(chǎng)址和線路的選擇。（4）地下水條件是重要的工程地質(zhì)因素，主要包括地下水的成因、埋藏、分布，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件，地下水的滲流對(duì)工程建筑的影響以及地下水的水質(zhì)和對(duì)混凝土的侵蝕性等。（5）不良地質(zhì)現(xiàn)象指地表地質(zhì)作用，諸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、河流沖刷以及風(fēng)化、侵蝕等，這些不良地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)建筑物的穩(wěn)定和正常使用構(gòu)成威脅。2.1概述工程地質(zhì)條件（3）地形地貌包括地表的高低起伏狀況、山坡陡3勘察階段的劃分

巖土工程勘察階段的劃分是與設(shè)計(jì)階段的劃分相一致的。一定的設(shè)計(jì)階段需要相應(yīng)的巖土工程勘察工作所提供的地質(zhì)資料和分析論證作為依據(jù)。巖土工程勘察階段一般分為可行性研究勘察階段、初步設(shè)計(jì)勘察階段和詳細(xì)勘察（施工圖設(shè)計(jì)勘察）階段。2.1概述勘察階段的劃分2.1概述4勘察階段的劃分(1)可行性研究勘察階段：主要搜集場(chǎng)區(qū)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料，通過踏勘初步了解場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象和地下水情況等，對(duì)擬建場(chǎng)地穩(wěn)定性和建筑適宜性作出評(píng)價(jià)。選擇場(chǎng)地時(shí)，一般應(yīng)避開下列地段：不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地段；地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段；對(duì)建筑抗震不利的地段；洪水或地下水對(duì)建筑場(chǎng)地有嚴(yán)重威脅或不良影響的地段；地下有未開采的有價(jià)值的礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)。2.1概述勘察階段的劃分(1)可行性研究勘察階段：主要搜集場(chǎng)區(qū)和附近5勘察階段的劃分（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段：勘察工作主要包括搜集本項(xiàng)目的可行性研究階段巖土工程勘察報(bào)告等基本資料；初步查明地層、構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于7度的場(chǎng)地，初步判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)，為確定建筑物總平面布置、選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治對(duì)策進(jìn)行論證。2.1概述勘察階段的劃分（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段：勘察工作主要包括搜集本6勘察階段的劃分(3)詳細(xì)勘察階段：詳細(xì)勘察密切結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)，按不同建筑物或建筑群提出詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)建筑地基作出巖土工程分析評(píng)價(jià)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案作出論證、結(jié)論和建議。2.1概述勘察階段的劃分(3)詳細(xì)勘察階段：詳細(xì)勘察密切結(jié)合技術(shù)設(shè)7§

2.2工程地質(zhì)測(cè)繪

工程地質(zhì)測(cè)繪是在野外進(jìn)行地質(zhì)填圖，其內(nèi)容包括工程地質(zhì)條件的全部要素。工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺一般分為以下三種：（1）小比例尺測(cè)繪：比例尺1:5000～1:50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃或區(qū)域性的工業(yè)布局時(shí)使用，是為了解區(qū)域性工程地質(zhì)條件。（2）中比例尺測(cè)繪：比例尺1:2000～1:5000，一般在初步勘察階段使用。（3）大比例尺測(cè)繪：比例尺1:200～1:1000，適用于詳細(xì)勘察階段或地質(zhì)條件比較復(fù)雜和重要建筑物地段，以及需要解決某一特殊問題時(shí)使用?！?.2工程地質(zhì)測(cè)繪8§2.3勘探與取樣勘探包括：1工程物探：通過觀測(cè)、分析和研究地下物理場(chǎng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)），結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料，判斷場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件的勘探方法。最普遍的即電法勘探。2坑探：用人工或機(jī)械挖掘深井、探槽、豎井、平洞等，直接觀察巖土層的天然狀態(tài)及各地層的關(guān)系；可取出接近實(shí)際狀態(tài)的原狀巖土樣；3鉆探：用鉆頭鉆進(jìn)地層深部并采取試樣?！?.3勘探與取樣勘探包括：9勘探方法物探－地球物理勘探坑探－明挖鉆探－鉆孔§2.3勘探與取樣勘探方法物探－地球物理勘探§2.3勘探與取樣101.物探地球物理勘探方法:重力場(chǎng),磁電場(chǎng),聲,彈性波,放射性勘探,地震勘探(規(guī)范,剪切波速)優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單迅速缺點(diǎn):間接判斷,較大范圍.§2.3勘探與取樣1.物探地球物理勘探§2.3勘探與取樣112.坑探優(yōu)點(diǎn):直觀,取原狀樣，蘭旗營(yíng)9m坑缺點(diǎn):一般3~4m,地下水以下危險(xiǎn),§2.3勘探與取樣2.坑探優(yōu)點(diǎn):直觀,取原狀樣，蘭旗營(yíng)9m坑§2.3123.鉆探§2.3勘探與取樣鉆探過程有三個(gè)基本程序：（1）破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯叫做破碎巖土。巖土被破碎是借助鉆頭沖擊、回轉(zhuǎn)、研磨和施壓來實(shí)現(xiàn)的。（2）采取巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。（3）保全孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護(hù)好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥漿來護(hù)壁。3.鉆探§2.3勘探與取樣鉆探過程有三個(gè)基本程序13鉆進(jìn)方法回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)§2.3勘探與取樣鉆進(jìn)方法回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)§2.3勘探與取樣14鉆探成果

鉆探成果包括鉆探野外編錄、野外鉆孔地質(zhì)柱狀圖、所取巖土試樣等。鉆探野外編錄是鉆探過程的詳細(xì)文字記載，是巖土工程勘察最基本的原始資料，它包括兩方面的內(nèi)容：（1）巖土描述，包括地層名稱、分層厚度、巖土的性質(zhì)等。巖石的描述側(cè)重于結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、風(fēng)化程度、完整程度等。地基土按顆粒級(jí)配和塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和粘性土，對(duì)于不同的土，描述的側(cè)重點(diǎn)也有所不同。（2）鉆進(jìn)記錄，包括鉆進(jìn)方法、護(hù)壁方式、孔內(nèi)情況、取樣位置及編號(hào)、原位測(cè)試類型及結(jié)果、巖芯采取率等。巖土試樣是鉆孔編錄的輔助資料，也是試驗(yàn)所需的樣品，即使在提交勘察報(bào)告后也應(yīng)妥善保存一段時(shí)間。如果應(yīng)用彩色攝影，可用彩照代替實(shí)物。對(duì)全斷面取芯的鉆孔，還可制作縱斷面的揭片，縮小體積，便于保存。§2.3勘探與取樣鉆探成果鉆探成果包括鉆探野外編錄、野外鉆孔地質(zhì)柱狀圖、15含水量與密度是土的兩個(gè)最基本的物理指標(biāo)，由室內(nèi)試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到。土的其它物理指標(biāo)如孔隙比e、干密度、飽和密度、飽和度等均可由上述兩個(gè)實(shí)測(cè)指標(biāo)加一個(gè)相對(duì)密度指標(biāo)計(jì)算得出。液限與塑限綜合反映土的顆粒組成、礦物成分及土水相互作用。塑性指數(shù)用于粘性土的分類，液性指數(shù)用于判斷土的天然稠度狀態(tài)。土的變形計(jì)算指標(biāo)--土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)（需高壓固結(jié)）及壓縮模量ES。土的抗剪強(qiáng)度計(jì)算指標(biāo)（c、f）若有動(dòng)荷載作用或考慮地震作用，還需求得土的動(dòng)力性質(zhì)參數(shù)。

§2.4室內(nèi)試驗(yàn)含水量與密度是土的兩個(gè)最基本的物理指標(biāo)，由室內(nèi)試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到。161、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)

§2.5巖土原位試驗(yàn)1、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)§2.5巖土原位試驗(yàn)171、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板

§2.5巖土原位試驗(yàn)1、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板§2.5巖土原位試驗(yàn)181、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)

§2.5巖土原位試驗(yàn)1、現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)§2.5巖土原位試驗(yàn)19平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)0.50.5m,0.710.71m,1.01.0m不少于3倍8-10級(jí)每級(jí)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：載荷試驗(yàn)：承壓板加載試驗(yàn)。淺層平板載荷試驗(yàn)：確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力影響范圍內(nèi)的承載力和變形參數(shù)；深層平板載荷試驗(yàn)：確定深部地基土層及大直徑樁端土層在承壓板下應(yīng)力影響范圍內(nèi)的承載力和變形參數(shù)

§2.5巖土原位試驗(yàn)平板載荷試驗(yàn)要點(diǎn)0.50.5m,0.710.720地基破壞的判定(1)明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋(2)荷載增量很小,沉降急劇增加,(3)某級(jí)荷載增量下,24小時(shí)內(nèi)沉降不能穩(wěn)定(4)s/b>0.06的荷載作為破壞荷載pcrpuS荷載沉降曲線

§2.5巖土原位試驗(yàn)地基破壞的判定pcrpuS荷載沉降曲線§2.5巖土原位21承載力的特征值fak比例界限pcr當(dāng)pu<1.5pcr時(shí)，取極限承載力一半漸變型曲線低壓縮性土s/b=0.01—0.015高壓縮性土s/b=0.02

§2.5巖土原位試驗(yàn)承載力的特征值fak比例界限pcr§2.5巖土原位試驗(yàn)22深度寬度修正的特征值I0形狀影響系數(shù),圓：079；方：088

§2.5巖土原位試驗(yàn)深度寬度修正的特征值I0形狀影響系數(shù),圓：079；方：0823通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土中，量測(cè)土層對(duì)探頭的貫入阻力，分析確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。適用于地層變化較復(fù)雜，土層為軟土、淤泥等難以取樣的情況。按探頭儀器分為：?jiǎn)螛蛱筋^：比貫入阻力Ps；雙橋探頭：錐尖阻力qc和側(cè)壁摩阻力fs

§2.5巖土原位試驗(yàn)2、靜力觸探試驗(yàn)（CPT）通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土中，量測(cè)24靜力觸探是可以迅速、連續(xù)的反映土質(zhì)變化劃分土層,承載力、壓縮性、不排水抗剪強(qiáng)度、砂土密實(shí)度等靜力觸探適用于粘性土和砂類土示意圖

§2.5巖土原位試驗(yàn)靜力觸探是可以迅速、連續(xù)的反映土質(zhì)變化示意圖§2.5巖土25管狀探頭標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)SPT,63.5kg,76cm落距，貫入深度30cm的擊數(shù),N63.5SPT用測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)貫入垂擊數(shù)N，判定砂土的密實(shí)度或粘性土的密度，確定地基和單樁的承載力；還可評(píng)定砂土的震動(dòng)液化勢(shì)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)適用于砂性土與粘性土。

§2.5巖土原位試驗(yàn)SPT用測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)貫入垂擊數(shù)N，判定砂土的密實(shí)度或粘性土的密26

通過一定的錘擊功能，將一定規(guī)格的實(shí)心圓錐探頭打入土中，由打入阻力判斷土層的物理力學(xué)性質(zhì)。適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石、各種軟巖等。根據(jù)錘擊功能，一般分為輕型、重型和超重型三種。

§2.5巖土原位試驗(yàn)3、圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)（DPT）通過一定的錘擊功能，將一定規(guī)格的實(shí)心圓錐探頭打入土中，由打27錐狀探頭

表2-3輕型10kg,50cm落距,貫入深度30cm中型28kg重型63.5kg碎石,礫石地層特重型120kg

§2.5巖土原位試驗(yàn)§2.5巖土原位試驗(yàn)28

將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓筒形探頭（貫入器），利用錘擊動(dòng)能打入鉆孔孔底土層中，由打入土層的貫入阻力，評(píng)定土層的物理力學(xué)性質(zhì)。

§2.5巖土原位試驗(yàn)4、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）將標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓筒形探頭（貫入器），利用錘擊動(dòng)能打入鉆孔孔底29鉆進(jìn)方法

§2.5巖土原位試驗(yàn)鉆進(jìn)方法§2.5巖土原位試驗(yàn)305、十字板剪切試驗(yàn)

§2.5巖土原位試驗(yàn)飽和軟粘土層不排水剪強(qiáng)度均勻土層不排水抗剪強(qiáng)度靈敏度地基承載力5、十字板剪切試驗(yàn)§2.5巖土原位試驗(yàn)飽和軟粘土層不排31十字板HDFFMmax=F×D

§2.5巖土原位試驗(yàn)十字板HDFFMmax=F×D§2.5巖土原位試驗(yàn)32旁壓試驗(yàn)水箱量測(cè)鉆孔內(nèi)進(jìn)行橫向載荷試驗(yàn),用以測(cè)定較深處土層的變形模量和承載力V0

V0VPhpuh

pcr

poh

§2.5巖土原位試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)水箱量測(cè)鉆孔內(nèi)進(jìn)行橫向載荷試驗(yàn),用以測(cè)定較深處土層的33

§2.5巖土原位試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)§2.5巖土原位試驗(yàn)旁壓試驗(yàn)34§2.6巖土工程地下水

地下水的作用和影響1.降水引起地面沉降2.地下水的浮托作用3.地下水的潛蝕作用4.流砂現(xiàn)象5.基坑突涌6.地下水對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕設(shè)計(jì)參數(shù)導(dǎo)水系數(shù)導(dǎo)壓系數(shù)儲(chǔ)水系數(shù)滲透系數(shù)越流系數(shù)§2.6巖土工程地下水地下水的作用和影響設(shè)計(jì)參數(shù)35§2.7巖土計(jì)算參數(shù)的分析與確定

1、巖土參數(shù)的可靠性和適用性可靠性：正確反映巖土體在規(guī)定條件下的性狀；適用性：滿足設(shè)計(jì)計(jì)算的假定條件和精度要求。2、巖土參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析按所劃分的工程地質(zhì)單元、區(qū)段等，統(tǒng)計(jì)參數(shù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)，評(píng)價(jià)參數(shù)的變異性?！?.7巖土計(jì)算參數(shù)的分析與確定1、巖土參數(shù)的可靠363、工程特性指標(biāo)強(qiáng)度指標(biāo)、壓縮指標(biāo)和原位測(cè)試特性指標(biāo)工程特性指標(biāo)的代表值有標(biāo)準(zhǔn)值、平均值和特征值。設(shè)計(jì)中力學(xué)指標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)值，如抗剪強(qiáng)度。壓縮性指標(biāo)取平均值。載荷試驗(yàn)承載力應(yīng)取特征值。§2.7巖土計(jì)算參數(shù)的分析與確定

3、工程特性指標(biāo)§2.7巖土計(jì)算參數(shù)的分析與確定37§2.8巖土工程勘察報(bào)告的閱讀與使用(1)勘察的目的、要求和任務(wù)；(2)擬建工程概況；(3)勘察方法和勘察工作布置；(4)場(chǎng)地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、地