地基勘察報(bào)告書

第五章地基勘察概述地質(zhì)構(gòu)造地形和地貌水文地質(zhì)條件土中滲流的影響地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容地基勘察方法地基勘察報(bào)告書概述地基勘察調(diào)查研究和分析評(píng)價(jià)建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料目的任務(wù)認(rèn)識(shí)場地的地質(zhì)條件，分析它與建筑物之間的相互影響重要性

施工前不經(jīng)過地基勘察或勘察不詳、分析有誤可能會(huì)造成嚴(yán)重工程事故或延誤工程進(jìn)度。具體例子如：意大利比薩斜塔、加拿大特朗斯康谷倉、蘇州虎丘塔、上海工業(yè)展覽館等。

著名的意大利比薩斜塔是由于地基不均勻沉降而造成傾斜的。該塔高度約55m，始建于1173年，當(dāng)建至24m高時(shí)便發(fā)現(xiàn)塔身傾斜而被迫停工，至1273年續(xù)建完工。該塔由于建在不均勻的高壓縮性土地基之上，致使北側(cè)下沉lm有余，南側(cè)下沉近3m，沉降差1.8m，傾斜5.8度。已有800多年歷史的比薩斜塔近挽每年平均下沉lmm，傾斜l、37mm。加拿大特朗斯康谷倉長59.4m。寬23.5m，高31.0m，鋼筋混凝土片筏根底，厚2m，埋置深度3.6m，谷倉于1913年秋建成，10月初貯存谷物2.7萬噸時(shí)發(fā)現(xiàn)谷倉明顯下沉，谷倉西端下沉8.8m，東端上抬1.5m，最后，整個(gè)谷倉傾斜近27度。事后勘察發(fā)現(xiàn)：該建筑物根底下埋藏有厚達(dá)16m的高塑性淤泥質(zhì)軟粘土層。谷倉加載使根底底面上的平均荷載到達(dá)330kPa，超過了地基的極限承載力280kPa，因而發(fā)生地基強(qiáng)度破壞而整體滑動(dòng)。我國建于公元959－961年間的著名蘇州虎丘塔。是一座中國式的斜塔。該塔為七級(jí)八角形磚塔。塔底直徑13.66m，高47.5m，全部塔重支承在內(nèi)外12個(gè)磚墩上。由于地基為厚度不等的雜填土和亞粘土夾塊石，地基土的不均勻變形使塔身嚴(yán)重偏斜。自1957年初次測定至1978年，塔頂?shù)奈灰朴?.7m開展到2.32m，塔的重心偏離根底軸線0.924m。由于塔身嚴(yán)重向東北向傾斜，各磚墩受力不均，致使底層偏心受壓處的砌體多處出觀縱向裂縫。最后采用挖孔樁方法建造樁排式地下連續(xù)墻加固地基，塔體的不均勻沉降和傾斜才得以控制。場地的工程地質(zhì)條件巖土的類型及其工程性質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地形地貌水文地質(zhì)條件不良地質(zhì)現(xiàn)象可利用的天然建筑材料等

不同地區(qū)工程地質(zhì)條件在性質(zhì)上、主次關(guān)系配合上的不同，其勘察任務(wù)、勘察手段和評(píng)價(jià)內(nèi)容也隨之而異。地質(zhì)構(gòu)造地質(zhì)構(gòu)造：在漫長的地質(zhì)歷史開展過程中，地殼在內(nèi)、外力地質(zhì)作用下，不斷運(yùn)動(dòng)演變，所造成的地層形態(tài)統(tǒng)稱為地質(zhì)構(gòu)造。褶皺構(gòu)造斷裂構(gòu)造地殼水平運(yùn)動(dòng)過程1、4—砂巖；2—頁巖；3、5—石灰?guī)r地殼中層狀巖層在水平運(yùn)動(dòng)的作用下，使原始的水平產(chǎn)狀的巖層彎曲起來，形成褶皺。褶皺的根本單元，即巖層的一個(gè)彎曲稱為褶曲，它的根本形式只有兩種，即背斜和向斜。褶皺構(gòu)造背斜與向斜示意圖自然中的褶皺斷裂構(gòu)造斷裂構(gòu)造〔巖體受力斷裂使原有的連續(xù)完整性遭受破壞〕節(jié)理斷層〔沿?cái)嗔衙鎯蓚?cè)的巖層發(fā)生位移或僅有微小錯(cuò)動(dòng)〕〔發(fā)生了相對(duì)位移〕自然中的節(jié)理自然中的斷層斷層類型地形和地貌地形指的是地表形態(tài)的外都特征，如上下起伏、坡度大小和空間分布等。但是，如果研究地形形成的地質(zhì)原因和年代。及其在漫長的地質(zhì)歷史中不斷演化的過程和將來的開展趨勢，那么，這種從地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)觀點(diǎn)考察的地表形態(tài)就叫做地貌。地貌山地丘陵平原山地：山地是地殼上升運(yùn)動(dòng)或巖漿活動(dòng)等復(fù)雜演變過程形

成的，它同時(shí)又受到流水及其它外力的剝蝕作用，

于是呈現(xiàn)現(xiàn)今山區(qū)那種崎嶇不平、復(fù)雜多變的地貌。丘陵：丘陵是山地經(jīng)過外力地質(zhì)作用長期剝蝕切割而成的

外貌低矮平緩的起伏地形。平原：平原是高度變化微小，外表平坦或者只有輕微波 狀起伏的地區(qū)。水文地質(zhì)條件地下水：存在于地面下土和巖石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫

做地下水。建筑場地水文地質(zhì)條件地下水的埋藏條件地下水位及其動(dòng)態(tài)變化地下水化學(xué)成分地下水的腐蝕性上層滯水承壓水潛水各種類型地下水埋藏示意圖1—上層滯水；2—潛水；3—承壓水水文循環(huán)示意圖不透水層含水層透水層ImpermeableZone海水淡水海洋陸地內(nèi)陸地下水海岸地下水內(nèi)陸與海岸地下水的區(qū)別土中滲流的影響滲流力豎向滲流與流砂現(xiàn)象滲流對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響滲流對(duì)檔土墻土壓力的影響地下水在滲流過程中受到土骨架的阻力，相應(yīng)地，水對(duì)土骨架的反作用力，稱為滲流力，它是一種體積力，用表示。滲流力飽和土體中的滲流力計(jì)算(a)滲流力示意圖(b)假想水柱隔離體

設(shè)想沿地下水流方向取出一個(gè)土柱體，其中F為假想土柱體橫斷面積，兩端截面中點(diǎn)A1和A2的總水頭分別為H1和H2。A1和A2處土柱靜水壓力分別為：

土柱同體積水柱的重量在滲流方向的分力為：土柱中水受到土骨架的總阻力：TLF〔其中T為單位體積土對(duì)滲透水的阻力〕根據(jù)滲透方向的靜力平衡條件得：式中：

又因?yàn)?/p>

或式中：豎向滲流與流砂現(xiàn)象以有效應(yīng)力原理說明土體中豎向滲流力的效應(yīng)：飽和土中豎向滲流時(shí)的孔隙水壓力和有效應(yīng)力

總應(yīng)力孔隙水壓力有效應(yīng)力圖中：水力梯度、滲透深度和滲流力分別為：

通過上圖可得：式中+號(hào)及-號(hào)分別屬于向下和向上滲流的情況其中當(dāng)B水位持續(xù)提高，直至水力梯度增加到使有效應(yīng)力減少為零的某一數(shù)值相應(yīng)地因此得此時(shí)土中有效應(yīng)力消失，土粒懸浮，砂土因抗剪強(qiáng)度喪失而“液化〞，這種現(xiàn)象稱為流砂。流砂出現(xiàn)時(shí)的水力梯度稱為臨界水力梯度或臨危梯度，對(duì)一般土類，在0.8和1.2之間?；恿魃艾F(xiàn)象防治流砂的原那么減少或消除基坑內(nèi)外地下水的水頭差增長滲流路徑在向上滲流出口處地表用透水材料覆蓋壓重以平衡滲流力當(dāng)土中滲流的水力梯度小于臨界梯度時(shí)，雖不致誘發(fā)流砂現(xiàn)象，但土中細(xì)小顆粒仍有可能穿過粗顆粒之間的孔隙被滲流挾帶而去，時(shí)間長了，在土層中將形成管狀空洞，使土體強(qiáng)度降低，壓縮性增大，稱為“管涌〞。滲流對(duì)土坡穩(wěn)定性的影響

邊坡中的地下水沿著和緩的流線運(yùn)動(dòng)，其中處于水-大氣界面上、位置最高的流線稱為浸潤線。對(duì)無粘性土坡，在浸潤線溢出坡面處取單位體積的一小塊土體M，如下圖，塊體有效自重〔有效重度〕，沿浸潤線上M點(diǎn)的切線方向作用的滲流力水力梯度。

單位小塊體M在重力和滲流力的共同作用下，其滑動(dòng)力T和抗滑力T’為4-9節(jié)中圖4-37(a)和(b)兩種情況中相應(yīng)分量之和，即：考慮浸潤線順坡面溢出的情況，此時(shí)，那么無粘性土坡的穩(wěn)定平安系數(shù)為：因?yàn)?，與無滲流的情況[式〔4-70〕]比較，滲流的影響使無粘性土坡的穩(wěn)定平安系數(shù)降低約1/2，穩(wěn)定的極限坡角由無滲流時(shí)的減緩為。

對(duì)于粘性土坡，要等效得考慮滲流力和浮托力兩個(gè)因素的作用，問題較復(fù)雜，在此從略。滲流對(duì)擋土墻土壓力的影響暴雨時(shí)，雨水滲入擋土墻填土，流向設(shè)有豎向?yàn)V水層的墻背，如所填的是中等透水性土〔細(xì)砂、粉砂等〕，那么滲流會(huì)使處于主動(dòng)、靜止或被動(dòng)三者中任何狀態(tài)的土壓力明顯增大。Terzaghi根據(jù)庫倫理論作出估計(jì)暴雨期間擋土墻主動(dòng)土壓力的方法如下：

按庫倫理論求暴雨時(shí)細(xì)砂填土對(duì)擋土墻的主動(dòng)土壓力(a)以流網(wǎng)估計(jì)滑動(dòng)面上的孔隙水壓力(b)土楔體上的作用力(c)力矢多邊形滲流邊界條件水平填土頂面是等勢線面不透水的填土底面是流線面沿填土與濾水層之間的豎向接觸面的孔隙水壓力為零

單位時(shí)間內(nèi)的降雨量(cm/s)如接近土的滲透系數(shù)，就可產(chǎn)生通過填土向著濾水層的連續(xù)水流。按圖解法預(yù)選滑動(dòng)面BC后，為了等效地考慮滲流力和浮托力的影響，土楔ABC上的作用力除了W、R、E以外〔其中自重W應(yīng)以飽和重度計(jì)算〕，還要借助流網(wǎng)定出滑動(dòng)面BC上的孔隙水壓力的合力U。從處于平衡狀態(tài)的土楔在W、U、Rr、Er四力作用下的力四邊形〔如圖c所示〕efjk必須閉合的條件，可以求得土壓力Er。地基勘察的任務(wù)和內(nèi)容地基勘察與巖土工程等級(jí)的關(guān)系地基勘察任務(wù)和內(nèi)容確實(shí)定以及勘察詳細(xì)程度與工作方法選擇建筑場地工程地質(zhì)條件地基巖土性質(zhì)建筑物的類型與重要性巖土工程等級(jí)場地條件地基土質(zhì)條件工程條件防震設(shè)防烈度不良地質(zhì)作用地貌特征等極軟弱土特殊性土等建筑物的平安等級(jí)建筑物的重要性建筑類型等根據(jù)不同巖土工程等級(jí)確定各個(gè)勘察階段中的工作內(nèi)容、方法以及詳細(xì)程度?？辈旃ぷ鞲鶕?jù)工業(yè)與民用建筑設(shè)計(jì)階段選址勘察〔可行性研究勘察〕初步勘察詳細(xì)勘察對(duì)于地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚應(yīng)進(jìn)行施工勘察選址勘察〔可行性研究勘察〕對(duì)擬選場地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)和方案比較目的避開工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段搜集、分析區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)亟ㄖ?jīng)驗(yàn)了解場地的地性質(zhì)、地下水情況及不良地質(zhì)現(xiàn)象等層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖石和土的初步勘察查明建筑場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、危害程度及其開展趨勢以使場地內(nèi)主要建筑物的布置避開不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段，確定建筑總平面位置初步查明地層及其構(gòu)造、巖石和土的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件等為主要建筑物的地基根底方案以及對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案提供工程地質(zhì)資料詳細(xì)勘察任務(wù)手段查明建筑物范圍內(nèi)的地層結(jié)構(gòu)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，對(duì)地基的穩(wěn)定性及承載能力作出評(píng)價(jià)。為進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù)或設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)勘探、原位測試和市內(nèi)土工試驗(yàn)為主可補(bǔ)充適當(dāng)物探和工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作地基勘察方法地基勘察方法工程地質(zhì)測繪與調(diào)查勘探工作測試工作及指標(biāo)整理工程地質(zhì)測繪與調(diào)查目的評(píng)價(jià)場地工程地質(zhì)條件及合理確定勘察工作提供依據(jù)手段對(duì)場地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水與地表水、不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查研究與必要的測繪工作步驟搜集研究已有地質(zhì)資料，進(jìn)行現(xiàn)場踏勘〔可行性研究階段〕假設(shè)地質(zhì)條件較復(fù)雜，繼續(xù)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪〔初勘階段〕在初勘測繪根底上，對(duì)某些專門地質(zhì)問題作必要的補(bǔ)充勘探工作坑探鉆探觸探旁壓地球物理勘探〔物探〕靜力觸探動(dòng)力觸探坑探坑探示意圖(a)探井(b)在探井中取原狀土樣(c)原狀土樣坑探是在建筑場地挖深井〔槽〕以取得直觀資料和原狀土樣。鉆探

鉆探是用鉆機(jī)在地層中鉆孔，以鑒別和劃分地層，并可沿孔深取樣，用以測定巖石和土層的物理力學(xué)性質(zhì)。原狀土樣利用取土器取得。靜力觸探靜力觸探試驗(yàn)〔CPT〕借靜壓力將觸探頭壓入土層，利用電測技術(shù)測得貫入阻力來判定土的力學(xué)性質(zhì)。動(dòng)力觸探動(dòng)力觸探一般是將一定質(zhì)量的穿心錘，以一定的高度〔落距〕自由下落，將探頭貫入土中，然后記錄貫入一定深度所需的錘擊次數(shù)，并以此判斷土的性質(zhì)。旁〔橫〕壓試驗(yàn)旁壓儀示意圖

旁壓試驗(yàn)適用于原位測定粘性土、粉土、砂土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖石的承載力、旁壓模量和土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。地球物理勘探〔物探〕物探:根據(jù)如密度、導(dǎo)電性等物理性質(zhì)的差異，勘測地層分布、地質(zhì)構(gòu)造和地下水位置方法:重力場,磁電場,聲,彈性波,放射性勘探,地震勘探(標(biāo)準(zhǔn),剪切波速)優(yōu)點(diǎn):簡單迅速缺點(diǎn):間接判斷,較大

范圍.測試工作及指標(biāo)整理測試工作內(nèi)容土性指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)整理土工試驗(yàn)原位測試〔巖〔土〕自身的不均勻性，取樣、儀器等原因，土性指標(biāo)值較離散〕地基勘察報(bào)告書報(bào)告書內(nèi)容任務(wù)要求及勘察工作概況；場地的地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其它設(shè)計(jì)計(jì)算指標(biāo)；場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震設(shè)計(jì)烈度；對(duì)建筑場地及地基進(jìn)行綜合的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，對(duì)場地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論，指出存在的問題和提出建議；地下水的埋藏條件和腐蝕性以及土層的凍結(jié)深度；報(bào)告包括圖表勘探點(diǎn)平面布置圖土工試驗(yàn)成果總表綜合地質(zhì)柱狀圖工程地質(zhì)剖面圖鉆孔柱狀圖勘察報(bào)告