不良地基的勘察設(shè)計(jì)

不良地基的勘察設(shè)計(jì)內(nèi)容場(chǎng)地與地基抗震不良地質(zhì)作用與地質(zhì)災(zāi)害特殊性土劣質(zhì)巖（問(wèn)題巖）地下水勘察與設(shè)計(jì)的配合

場(chǎng)地與地基抗震場(chǎng)地液化水位上升房屋破壞輕液化“砂火山”口液化噴水冒砂后景象液化造成地基沉陷,房屋嚴(yán)重裂縫液化造成地基沉陷,房屋嚴(yán)重裂縫液化后汽車(chē)陷入土中地面斷裂,樹(shù)木錯(cuò)行地面斷裂,吉祥路錯(cuò)斷液化地裂鈄坡地裂勝利橋頭地裂唐山礦風(fēng)井煙囪水平斷裂水塔倒塌,小平房完好

寧河勝利橋擠斷橋面甩向一邊橋面甩向一邊鐵路橋頭陷落《區(qū)劃圖》與《抗震規(guī)范》差別設(shè)計(jì)基本地震加速度，設(shè)計(jì)特征周期西部絕大部分城鎮(zhèn)區(qū)劃為二區(qū)和三區(qū)，除砌體建筑外，一般建筑地震作用比原規(guī)范提高30~44%。二區(qū)：成都、蘭州、銀川、烏魯木齊三區(qū)：昆明、西寧、拉薩考慮規(guī)范延續(xù)性和西部大開(kāi)發(fā)，調(diào)到可接受：一、二區(qū)為一組原遠(yuǎn)震三區(qū)為三組，其他二組幅值期周特征周期場(chǎng)地類(lèi)別劃分根據(jù)覆蓋層的厚度和等效剪切波速劃分場(chǎng)地類(lèi)別一般按地面以下至波速500m/s的土層頂面為覆土層厚度分界線(xiàn)附近可用插入法確定特征周期丁類(lèi)及不超過(guò)10層或30m的丙類(lèi),可不測(cè)波速,按土的類(lèi)型查表確定波速液化判別先初判,再進(jìn)一步判別一般判別深度為15m樁基及大于5m的深基礎(chǔ)判至20m計(jì)算液化指數(shù),確定液化等級(jí)黃土液化問(wèn)題未列入場(chǎng)地液化等級(jí)

5.7.10勘察報(bào)告應(yīng)闡明液化土層逐孔計(jì)算液化指數(shù)綜合確定場(chǎng)地液化等級(jí)斷裂勘察等于或大于7度的重大工程,

如電廠甲類(lèi)專(zhuān)門(mén)研究丁類(lèi)不考慮乙類(lèi)丙類(lèi)下列可忽略斷裂錯(cuò)動(dòng)：

小于8度,非全新活動(dòng)斷裂，8度：基巖斷裂覆蓋層厚大于60m；9度：基巖斷裂覆蓋層厚大于90m盡量減少了需斷裂勘察的工程最小避讓距離(m)不良地質(zhì)作用與地質(zhì)災(zāi)害崩塌、滑坡、泥石流

滑坡和崩塌照片8八渡滑坡全貌照片9滑坡使山梁坡面開(kāi)裂照片10滑坡造成坡面防護(hù)開(kāi)裂照片11滑坡造成護(hù)坡外鼓照片13膨脹泥巖崩塌，危及公路

預(yù)應(yīng)力錨索及坡面防護(hù)2003年7月14日，秭歸青干河滑坡，體積2400萬(wàn)m3形成堰塞湖（殷躍平）2001年5月1日,重慶武隆滑坡，坡高46.8m，摧毀九層樓，79人死亡人工切坡，順層滑坡過(guò)程地層上硬下軟，人工切坡，造成崩塌西藏易貢大滑坡

2000年4月9日冰雪融化和降雨導(dǎo)致裂隙充水，3000萬(wàn)m3楔形巖體由海拔5000m處崩落,沖擊力使溝內(nèi)的飽水碎屑堆積物液化,

轉(zhuǎn)化為高速流動(dòng)性滑坡，數(shù)分鐘內(nèi)水平運(yùn)動(dòng)7km，豎向位移640m,形成“大壩”，高60～110m位置圖滑坡區(qū)易貢高速巨型滑坡及滑坡堰塞湖(殷躍平)

泥石流全國(guó)泥石流總數(shù)達(dá)6萬(wàn)條以上，有明顯危害的約8500條。沿?cái)嗔褬?gòu)造帶密集分布；沿地震活動(dòng)帶成群分布；沿深切割中高山分布。最危險(xiǎn)的發(fā)育區(qū)：怒江、金沙江、讕滄江、岷江、雅礱江、黃河中游泥石流含大量泥砂石塊，發(fā)生突然，來(lái)勢(shì)兇猛，大沖淤，堵河阻水,破壞力極強(qiáng),損失很大。東部多降雨型；西部冰雪消融型、冰湖潰決型、降雨型均有發(fā)生。人為因素也是形成泥石流的重要原因我國(guó)泥石流分布泥石流

泥石流造成的破壞山區(qū)建設(shè)原則保持天然排水系統(tǒng)保持天然植被避免大挖大填避讓地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)地面塌陷

喀斯特塌陷采空區(qū)塌陷黃土塌陷

喀斯特塌陷原因河水漲落，降雨地表水下滲，坑道水土流失強(qiáng)抽水真空吸蝕效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)大面積發(fā)生。過(guò)量汲取深部喀斯特水，上層孔隙水強(qiáng)烈下滲，水位基巖面上下波動(dòng)，加強(qiáng)真空吸蝕效應(yīng)奉節(jié)寶塔坪移民小區(qū)喀斯特塌陷(殷躍平)土洞塌陷發(fā)育機(jī)理地下巖溶通通潛蝕和真空吸蝕水位在土巖交界面上波動(dòng)水位急劇下降塌陷防治不得采用天然地基防止抽水影響巳有工程堵塞地下通道清除軟土換填塊石、礫石、素混凝工，表面粘土夯實(shí)樁基，梁板跨越土巖組合地基基巖面坡度大石芽密布，并有出露個(gè)別石牙，大塊孤石改變建筑平面布置石芽為地基的支墩基礎(chǔ)，梁板跨越換墊軟土，石芽上褥墊

特殊性土軟土地基軟土特點(diǎn)：強(qiáng)度低、壓縮性高、滲透慢、易擾動(dòng)排水慢、沉降慢，孔壓易升高不易消散天然地基：正向撓曲，體型力求簡(jiǎn)單，控制長(zhǎng)高比，設(shè)沉降縫，加強(qiáng)剛度大面積堆載影響軟土地基地基處理：橡皮土效應(yīng)，孔隙水不易排出排水預(yù)壓，復(fù)合地基（深攪、強(qiáng)夯置換），厚層軟土不宜強(qiáng)夯樁基：擠土效應(yīng)，不宜過(guò)多過(guò)密，負(fù)摩擦基坑：小步開(kāi)挖，及時(shí)支撐軟土中的樁基

8.5.10應(yīng)考慮：

樁周土自重固結(jié)；蠕變；大面積堆載；施工擠土效應(yīng)。深厚軟土中不宜用大片密集擠土樁。樁的負(fù)摩擦力原因：欠壓密土,大面積堆載；,地下水位下降；擠土樁孔壓消散固結(jié)下沉；自重濕陷。中性點(diǎn)特征：樁土位移相等；摩阻力為零；軸力最大。中性點(diǎn)深度：與樁周土壓縮性和樁端土剛度有關(guān),樁端土越硬,位置越低。沉降穩(wěn)定前始終在變動(dòng)。影響：一種附加荷載樁端硬土?xí)r,增加軸力；樁端壓縮性土?xí)r,增加沉降紅粘土以貴州經(jīng)驗(yàn)為主,本次修訂稍加精簡(jiǎn)。主要特征：上硬下軟,基巖面上極軟；以收縮為主,表面收縮；裂隙性,深長(zhǎng)地裂,對(duì)工程影響嚴(yán)重；地基均勻性差別很大。原生紅粘土碳酸鹽系巖石風(fēng)化,紅土化。殘坡積。典型的紅粘土特征,上硬下軟,以收縮為主,輕微膨脹。原生紅粘土次生紅粘土原生紅粘土經(jīng)搬運(yùn)再沉積而成;保留部分紅粘土特征,但與一般粘土差別不大。次生紅粘土均勻地基和不均勻地基紅粘土紅粘土紅粘土地基評(píng)價(jià)承載力：注意裂隙影響,原承載力表可參照避開(kāi)深長(zhǎng)地裂根據(jù)地基類(lèi)型和工程條件,選擇淺埋、地基處理或樁基因裂隙和復(fù)浸水特性,邊坡和基坑不宜長(zhǎng)期暴露,注意保濕膨脹巖土

注意初判和已有工程經(jīng)驗(yàn)的調(diào)查附錄D土性特征：

親水粘土礦物不規(guī)則裂隙無(wú)陡坡低層建筑成片破壞膨脹土地區(qū)建筑破壞特征輕型建筑,道路,受損嚴(yán)重,大面積破壞；拆除重建,仍破壞,干濕分明氣候破壞重；基礎(chǔ)外傾,沿窗水平裂縫；內(nèi)廊通長(zhǎng)地裂；中央隆起,四角沉降,反向撓曲,倒八字開(kāi)裂；裂縫大小隨季節(jié)變化,旱季寬,雨季窄；坡地重,洼地輕,多淺層滑坡。沿窗水平裂縫基礎(chǔ)外傾,內(nèi)廊地裂正向與反向撓曲膨脹土試驗(yàn)

6.5.5--6.5.6自由膨脹率一定壓力下膨脹率收縮系數(shù)膨脹力粘土礦物分析現(xiàn)場(chǎng)浸水載荷試驗(yàn)膨脹土工程評(píng)價(jià)

6.7.7--6.7.8計(jì)算膨脹變形量收縮變形量脹縮變形量確定脹縮等級(jí)基礎(chǔ)埋深超過(guò)大氣影響深度地基處理建筑結(jié)構(gòu)措施膨脹土地基平面布置：避開(kāi)坡地、地裂、選適宜排水處理地帶，淺層滑坡：支擋、排水、護(hù)坡，高于不宜超過(guò)3m保持濕度：做好排水，保證散水寬度，不種吸水大而集中的喬木膨脹土地基地坪：用非膨脹土，架空結(jié)構(gòu)：反面撓曲，柔性，圈梁設(shè)置、沉降縫設(shè)置、門(mén)窗等洞孔構(gòu)造，墻、柱、梁構(gòu)造樁：錨入非膨脹土中的深度，根據(jù)大氣急劇變化屆深度和脹縮變形計(jì)算確定；承臺(tái)下留空隙；考慮樁身抗拉，通常配筋膨脹土地基換土回填用非膨脹土管道設(shè)計(jì)按規(guī)范施工時(shí)保持排水暢通，做好護(hù)坡，保持坑壁穩(wěn)定，嚴(yán)禁泡水暴曬維護(hù)管理：建筑、管道、地面排水、綠化、邊坡等，及時(shí)監(jiān)測(cè)維修；嚴(yán)禁坡腳挖方，坡上堆料花崗巖殘積土分類(lèi)

6.9.46.9.6測(cè)定其中細(xì)粒土的含水量、液限、塑限厚層強(qiáng)風(fēng)化全風(fēng)化,可劃分

碎塊狀、碎屑狀、土狀厚層殘積土,可劃分

硬塑殘積土、可塑殘積土粘性土、砂質(zhì)粘性土、礫質(zhì)粘性土用N值劃分強(qiáng)風(fēng)化全風(fēng)化(表A.0.3注)勘探測(cè)試要求

6.9.3勘探點(diǎn)問(wèn)距取小值；一定數(shù)量探開(kāi)；探井取樣或雙重管三重管取樣；室內(nèi)與原位測(cè)試結(jié)合；動(dòng)力觸探標(biāo)貫波速載荷試驗(yàn)；軟巖和極軟巖,可按土；殘積土,必要時(shí)做濕陷和濕化。風(fēng)化巖殘積土評(píng)價(jià)

6.9.56.9.6地基承載力變形模量：用載荷試驗(yàn)；設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)丙級(jí),結(jié)合地方經(jīng)驗(yàn)用標(biāo)貫等原位測(cè)試；軟硬不同風(fēng)化程度不同：分析不均沉降；易風(fēng)化巖類(lèi)：防止風(fēng)化發(fā)展；巖脈和球狀風(fēng)化體：對(duì)地基和樁的影響；及時(shí)驗(yàn)槽。

劣質(zhì)巖（問(wèn)題巖）工程巖體分類(lèi)的主要因素巖石堅(jiān)硬程度巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度程度巖體完整程度裂隙的密度寬度延展長(zhǎng)度粗糙度平整度充填物規(guī)則性方向性等對(duì)工程最重要的巖類(lèi)

劣質(zhì)巖特殊巖石復(fù)雜巖石半巖石問(wèn)題巖石硬土/軟巖極軟巖極破碎巖特殊性質(zhì)巖類(lèi)膨脹巖可溶巖易風(fēng)化巖高度各向異性低強(qiáng)度大變形不穩(wěn)定劣質(zhì)巖的成因成巖作用的初期：壓密膠結(jié)重結(jié)晶地質(zhì)作用下的蛻化構(gòu)造作用：節(jié)理化斷層角礫巖斷層泥變質(zhì)作用：區(qū)域變質(zhì)、熱水蝕變風(fēng)化作用：物理化學(xué)生物特殊的礦物成分親水礦物片狀礦物可溶礦物易風(fēng)化礦物蘭州極軟巖特性指標(biāo)

平均值

華遵孟蘭州工貿(mào)中心第三紀(jì)細(xì)砂巖

強(qiáng)風(fēng)化含水量12內(nèi)摩擦角400粘聚力170kPa極限抗壓強(qiáng)度天然715kPa飽和306kPa第三紀(jì)細(xì)砂巖

中風(fēng)化含水量10內(nèi)摩擦角410粘聚力214kPa河口制氣廠白堊紀(jì)粘土巖吸水率8.18%極限抗壓強(qiáng)度天然1000kPa飽和200kPa南京地區(qū)白堊系、侏羅系

劉松玉泥巖泥質(zhì)砂巖天然密度

2.2~2.4

2.3~2.5

軟化系數(shù)

0.1~0.3

0.3~0.6

粘聚力（MPa）

0.1~0.5

0.5~0.9

內(nèi)摩擦角（°）

30~40

35~52

天然抗壓強(qiáng)度（MPa）1.5~5.08.0~15.0

縱波波速(m/s)2100~25002300~2900橫波波速（m/s）500~700600~1000南京浦口層

地層天然壓強(qiáng)承載力砂礫巖強(qiáng)風(fēng)化0.4~0.7500砂礫巖弱風(fēng)化0.5~1.0800砂礫巖微風(fēng)化0.6~2.6800~1000礫巖強(qiáng)風(fēng)化0.5~1.0800礫巖弱風(fēng)化0.6~1.51000礫巖微風(fēng)化0.8~4.01000~2000泥鈣質(zhì)礫巖弱風(fēng)化8~101500葛村組泥巖弱風(fēng)化0.5~1.01000泥巖應(yīng)力應(yīng)變特性

試驗(yàn)結(jié)論

許寶田等剛度和強(qiáng)度均隨側(cè)壓增加而增加破壞壓為和彈性模量均隨側(cè)壓線(xiàn)性增長(zhǎng)低圍壓時(shí)脆性破壞，高圍壓時(shí)塑性破壞應(yīng)力應(yīng)變發(fā)展四階段裂隙閉合、孔隙壓密：曲線(xiàn)上凹彈性變形：線(xiàn)性微裂隙擴(kuò)大曲線(xiàn)下凹，呈雙曲線(xiàn)微裂隙貫通，達(dá)峰值強(qiáng)度，塑性變形，破壞泥巖應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的四階段開(kāi)挖崩解，繼續(xù)風(fēng)化

有一定含水量和微裂隙的巖體，尤其是泥質(zhì)巖，天然狀態(tài)下完整而比較堅(jiān)固，開(kāi)挖暴露后，因蒸發(fā)失去水分，體積收縮，裂隙擴(kuò)大，崩解成碎塊狀。邊坡工程和地下工程開(kāi)挖后如不及時(shí)封閉，可繼續(xù)風(fēng)化，逐漸剝落、失穩(wěn)。武漢：基坑坑壁剝落，危及臨近土程擴(kuò)底樁樁端軟土，承載力大幅降低構(gòu)造作用和構(gòu)造巖成因：斷層構(gòu)造巖、褶皺層間剪切帶泥水夾層、侵入體對(duì)圍巖擠壓形成的碎裂巖。斷層碎裂巖分布較廣，規(guī)模大小不一。強(qiáng)烈破碎，各向異性，強(qiáng)烈碾磨，熱液和地下水的參與,礦物重結(jié)晶作用。

使原巖強(qiáng)度大大削弱，透水性顯著增加，成為工程地質(zhì)和巖土工程的要害。斷層泥

富含粘土礦物，“構(gòu)造粘土”，動(dòng)力變質(zhì)密集定向的鱗片狀剪切構(gòu)造

明顯的各向異性新開(kāi)挖時(shí)堅(jiān)硬或硬塑，卸荷松弛后含水量明顯增高而變軟。

明顯的流變特性硫酸鹽類(lèi)硬石膏變石膏，體積增加60%。裂隙提供水源，封閉的無(wú)裂隙的硬石膏，水解只能在表面產(chǎn)生。含硬石膏的頁(yè)巖、泥灰?guī)r，易產(chǎn)生復(fù)合型膨脹。幾乎都有洞穴，巖溶化。CaSO4+2H2OCaSO42H2O

硫酸鹽類(lèi)無(wú)水芒硝變芒硝松脹。32.40C以上為無(wú)水晶體，降至32.40C以下吸水膨脹,為原體積的3.1倍，密度由2.68降至1.48。含0.5%時(shí)體積顯著膨脹，土體松散。Na2SO4+2H2ONa2SO4*10H2O溶解度32.40C時(shí)最高，以上隨溫度減小，以下隨溫度增加,反復(fù)性強(qiáng)?？扇軒r的危害溶陷作用膨脹作用腐蝕作用污染影響敦煌機(jī)場(chǎng)跑道1982初建,1984開(kāi)始鼓脹，多次翻修無(wú)效，2000重建，系統(tǒng)研究山前粗粒土為主，淺層含鹽平均0.75%，最高3.1%。砂礫底和粉土頂富集芒硝、石膏，厚10cm。芒硝反復(fù)性強(qiáng)，石膏弱。覆蓋減少蒸發(fā)，提供水源。措施：換填，土工膜隔離層，切斷水源片狀變質(zhì)巖的工程特性高度各向異性沿片理面強(qiáng)度極低，極易失穩(wěn)其他煤系貝殼巖珊瑚礁石灰華白堊硅藻巖、硅華等

地下水地下水位的量測(cè)

7.2.2遇地下水量測(cè)水位穩(wěn)定水位的量測(cè)隔一定穩(wěn)定時(shí)間多層水位的量測(cè)止水措施防水與抗浮防水抗浮水位的評(píng)估多層地下水的水位或水頭量測(cè)水位的多年變化歷年觀測(cè)資料的分析地下水的開(kāi)采量變化地下水的補(bǔ)給變化水庫(kù)調(diào)控跨流域調(diào)水越流滲透損失宏觀水文地質(zhì)條件和人為控制無(wú)越層滲流潛水向承壓水滲流自上向下滲流不連續(xù)上下含水層間為不透水層地下水的作用基坑的疏干降水與隔水防滲地下室的防水與抗浮滲透變形與破壞對(duì)土質(zhì)的影響誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害對(duì)建筑材料的腐蝕性勘察設(shè)計(jì)的配合

巖石和土的主要特點(diǎn)巖石的裂隙性和土的孔隙性巖石和土區(qū)別于混凝土、鋼材等人工材料的主要特點(diǎn)。

巖石的裂隙性或稀或密、或?qū)捇蛘⒒蜷L(zhǎng)或短地存在，有的粗糙，有的光滑；有的平直，有的彎曲；有的充填，有的不充填；有的產(chǎn)狀規(guī)則，有的規(guī)律性很差。成因多樣，原生節(jié)理，層理，構(gòu)造節(jié)理，卸荷裂隙和風(fēng)化裂隙，片理、劈理等，巖體中構(gòu)成極為多樣復(fù)雜的裂隙系統(tǒng)。巖石和巖體區(qū)別，裂隙概化為“結(jié)構(gòu)面”。力學(xué)參數(shù)：巖石、結(jié)構(gòu)面、巖體，很大區(qū)別。搞清結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、參數(shù)和分布，是巖土工程勘察設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

土的孔隙性散體材料，飽和土是兩相；非飽和土是三相。產(chǎn)生了有效壓力和孔隙壓力；孔隙壓力又有孔隙水壓力和孔隙氣壓力。有效應(yīng)力原理：土力學(xué)區(qū)別于一般材料力學(xué)的主要標(biāo)志總應(yīng)力法和有效應(yīng)力法。把握好孔隙壓力是巖土工程的重要關(guān)鍵飽和土的孔隙水壓力飽和土中，由于孔隙水壓力的增長(zhǎng)和消散，不同加荷速率地基承載力不同；是否及時(shí)支撐,對(duì)軟土基坑穩(wěn)定有不同的表現(xiàn)；滲透系數(shù)和地層組合的差別,導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降速率的差別等。超靜水壓力導(dǎo)致擠土效應(yīng)，使樁被擠斷、擠歪和上浮；地震時(shí)的超靜水壓力導(dǎo)致砂土和粉土液化。非飽和土的孔隙壓力非飽和土的孔隙氣壓力形成基質(zhì)吸力，基質(zhì)吸力隨含水量增加降低，不穩(wěn)定。膨脹土和黃土隨濕度的增加而強(qiáng)度顯著降低，非飽和土基坑雨季易發(fā)生事故，花崗巖殘積土邊坡，暴雨易發(fā)生淺層滑坡，選用合理的測(cè)試方法壓縮模量、變形模量、旁壓模量、反演模量。直剪和三軸剪；直剪又有快剪、固結(jié)快剪和慢剪；三軸剪又有不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪、固結(jié)排水剪和固結(jié)不排水剪測(cè)孔隙水壓力；原位測(cè)試有十字板剪切試驗(yàn)和野外大型剪切試驗(yàn)。試驗(yàn)條件不同，試驗(yàn)結(jié)果各異。計(jì)算模式、計(jì)算參數(shù)和安全度的配套，計(jì)算參數(shù)的正確選定最為重要。

對(duì)自然條件的依賴(lài)性

和條件的不確知性以傳統(tǒng)力學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的。但單純的力學(xué)計(jì)算不能解決實(shí)際問(wèn)題。原因主要在于對(duì)自然條件的依賴(lài)性和計(jì)算條件的不確知性