第十四章-工程建筑場地工程地質(zhì)勘察

工程地質(zhì)學主講人：劉保民第十四章工程建筑場地工程地質(zhì)勘察1、巖土工程勘察分級2、建筑場地巖土工程勘察3、建筑場地地基承載力1、巖土工程勘察分級取決于：工程重要性、場地的復雜程度、地基的復雜程度決定了：

勘察要求、勘察方法、勘察精度、勘察工作量、收費標準根據(jù)工程的規(guī)模和特征，以及由于巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，可分為三個工程重要性等級（1）工程重要性等級工程重要性等級一級工程——重要工程，后果很嚴重二級工程——一般工程，后果嚴重三級工程——次要工程，后果不嚴重不同重要程度的場地—不同的勘察要求場地等級一級場地(復雜場地)二級場地(中等復雜場地)三級場地(簡單場地)（2）場地的復雜程度等級場地復雜程度不同—勘察難易程度不同

一級場地(復雜場地)

1)對建筑抗震危險的地段；

2)不良地質(zhì)作用強烈發(fā)育；

3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞

4)有影響工程的多層地下水，巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)條件復雜，需專門研究的場地

二級場地(中等復雜場地)：

1)對建筑抗震不利的地段；

2)不良地質(zhì)作用一般發(fā)育；

3)地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；

4)地形地貌較復雜；

5)基礎(chǔ)位于地下水位以下的場地；

三級場地(簡單場地)：

1)抗震設(shè)防烈度等于或小于6度或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟危?/p>

2)不良地質(zhì)作用不發(fā)育；

3)地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；

4)地形地貌簡單；

5)地下水對工程無影響；抗震有利、不利和危險地段地段類別地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖、堅硬土、開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等不利地段軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)的陡坡、河岸和邊坡的邊緣、平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（古河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基等）危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流、發(fā)震斷裂帶上可能產(chǎn)生地表位錯的部位

二級地基(中等復雜地基)地基等級一級地基(復雜地基)三級地基(簡單地基)（3）地基的復雜程度等級地基復雜程度不同—勘察方法工作量不同一級地基(復雜地基)

1)巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；

2)嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土，以及其他情況復雜，需作專門處理的巖土。

二級地基(中等復雜地基)

1)巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大

2)其它特殊性巖土

三級地基(簡單地基)

1)巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大

2)無特殊性巖土。

根據(jù)工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級、可劃分巖土工程勘察等級。

甲級：在工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級中，有一項或多項為一級；

乙級：除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目；

丙級：工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級均為三級。（4）巖土工程勘察等級意義：確定勘察方法、勘察精度、工作量、收費標準、勘察資質(zhì)等2、建筑場地巖土工程勘察(1)勘察階段的劃分建筑物的巖土工程勘察宜分階段進行可行性研究勘察——選擇建筑場址確定方案初步勘察——建筑物基礎(chǔ)以及結(jié)構(gòu)初步設(shè)計詳細勘察——建筑施工圖設(shè)計施工勘察——場地條件復雜或有特殊要求的工程

建筑物平面布置已經(jīng)確定,且場地或其附近已有巖土工程資料時，可直接進行詳細勘察可行性研究勘察目的：對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性做出評價任務(wù)：

⑴搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、工程地質(zhì)、巖土工程和建筑經(jīng)驗等資料；

⑵踏勘了解場地的地層、構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)作用和地下水等工程地質(zhì)條件；

⑶當擬建場地工程地質(zhì)條件復雜，已有資料不能滿足要求時，應(yīng)根據(jù)具體情況進行工程地質(zhì)測繪和必要的勘探工作；

⑷當有兩個或兩個以上擬選場地時應(yīng)進行比選分析。場址選擇應(yīng)盡量避開不良地段：①不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育或受到影響②抗震不利地段③巖土性質(zhì)嚴重不良④洪水威脅地段⑤水文地質(zhì)條件復雜地段⑥未穩(wěn)定的老采空區(qū)或現(xiàn)采空區(qū)、或未來的開采區(qū)初步勘察⑴勘察目的和任務(wù)搜集擬建工程的有關(guān)文件、工程地質(zhì)和巖土工程資料以及工程場地范圍的地形圖；初步查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性、地下水埋藏條件；查明場地不良地質(zhì)作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢，并對場地的穩(wěn)定性做出評價。對抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場地，應(yīng)對場地和地基的地震效應(yīng)做出初步評價；季節(jié)性凍土地區(qū)，應(yīng)調(diào)查場地土的標準凍結(jié)深度；初步判定水和土對建筑材料的腐蝕性；高層建筑初步勘察時，應(yīng)對可能采取的地基基礎(chǔ)類型、基坑開挖與支護、工程降水方案進行初步分析評價。⑵勘探工作要求

①勘探線—應(yīng)垂直地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造和地層界線布置

②勘探點—每個地貌單元均有布置勘探點，在地貌單元交接部位和地層變化較大的地段加密，地形平坦地區(qū)，可按網(wǎng)格布置勘探點初步勘察勘探線勘探點間距(m)地基復雜程度等級勘探線間距勘探點間距一級(復雜)

二級(中等復雜)

三級(簡單)50～100

75～150

150～30030～50

40～100

75～200工程重要性等級一般性勘探孔控制性勘探孔一級(重要工程)

二級(一般工程)

三級(次要工程)≥15

10～15

6～10≥30

15～30

10～20控制性勘探點宜占勘探點總數(shù)的1/5～1/3，且每個地貌單元均應(yīng)有控制性勘探點。

③勘探孔深度（m)

④采取土試樣和進行原位測試

取樣和原位測試勘探點應(yīng)結(jié)合地貌單元、地層結(jié)構(gòu)和土的工程性質(zhì)布置，其數(shù)量可占勘探點總數(shù)的1/4～1/2；取土樣數(shù)量和孔內(nèi)原位測試的豎向間距，應(yīng)按地層特點和土的均勻程度確定；每層土均應(yīng)采取土試樣或進行原位測試，其數(shù)量不宜少于6個。

⑤水文地質(zhì)工作

調(diào)查含水層的埋藏條件，地下水類型，補給排泄條件，各層地下水位，調(diào)查其變化幅度，必要時應(yīng)設(shè)置長期觀測孔，監(jiān)測水位變化；當需繪制地下水等水位線圖時，應(yīng)根據(jù)地下水的埋藏條件和層位，統(tǒng)一量測地下水位；當?shù)叵滤赡芙窕A(chǔ)時，應(yīng)采取水試樣進行腐蝕性評價。詳細勘察勘察目的

提供詳細的巖土工程資料和設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)對建筑地基做出巖土工程評價對地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。

主要工作

①搜集附有坐標和地形的建筑總平面圖，場區(qū)的地面整平標高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等資料；

②查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案的建議；

③查明建筑范圍內(nèi)巖土層的類型、深度、分布、工程特性、分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；

④對需進行沉降計算的建筑物，提供地基變形計算參數(shù)，預(yù)測建筑物的變形特征；

⑤查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；⑥查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度

⑦在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度；

⑧判定水和土對建筑材料的腐蝕性。⑨論證地基土和地下水在建筑施工和使用期間可能產(chǎn)生的變化及其對工程和環(huán)境的影響,提出防治方案⑩抗震設(shè)防烈度大于6度地區(qū)應(yīng)進行波速測試，劃分建筑場地類別、評價砂土液化

其他：地基處理建議以及樁基礎(chǔ)類型、樁長、樁徑、樁持力層、單樁承載力基坑支護、降水所需要的巖土參數(shù)和地下水參數(shù)

技術(shù)要求⑴勘探點布置

①勘探點宜按建筑物周邊線和角點布置，對無特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置；

②同一建筑范圍內(nèi)的主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時，應(yīng)加密勘探點，查明其變化；

③重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨布置勘探點，重大的動力機器基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物，勘探點不宜少于3個；

④單棟高層建筑勘探點不應(yīng)少于4個，密集的高層建筑群，勘探點可適當減少，每棟建筑物至少應(yīng)有1個控制性勘探點。⑤在復雜地質(zhì)條件、濕陷性土、膨脹巖土、風化巖和殘積土地區(qū)、宜布置適量探井。地基復雜程度等級勘探點間距地基復雜程度等級勘探點間距一級(復雜)

二級(中等復雜)10～15

15～30三級(簡單)30～50（2）詳細勘察勘探點的間距(m)

(3)勘探孔深度(m)(自基礎(chǔ)底面算起)

①勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層，當基礎(chǔ)底面寬度不大于5m時,勘探孔的深度對條形基礎(chǔ)不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面寬度的3倍，對單獨柱基不應(yīng)小于1.5倍，且不應(yīng)小于5m；

②對高層建筑和需作變形計算的地基,控制性勘探孔的深度應(yīng)超過地基變形計算深度；高層建筑的一般性勘探孔應(yīng)達到基底下0.5～1.0倍的基礎(chǔ)寬度，并深入穩(wěn)定分布的地層；

③

對僅有地下室的建筑或高層建筑的裙房，當不能滿足抗浮設(shè)計要求，需設(shè)置抗浮樁或錨桿時，勘探孔深度應(yīng)滿足抗拔承載力評價的要求；

④

當有大面積地面堆載或軟弱下臥層時，應(yīng)適當加深控制性勘探孔的深度；

⑷特殊要求下的勘探孔深度(m)

①地基變形計算深度,對中、低壓縮性土可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力20%的深度；對于高壓縮性土層可取附加壓力等于上覆土層有效自重壓力10%的深度；

②建筑總平面內(nèi)的裙房或僅有地下室部分(或當基底附加壓力p0≤0時)的控制性勘探孔的深度可適當減小,但應(yīng)深入穩(wěn)定分布地層，且根據(jù)荷載和土質(zhì)條件不宜少于基底下0.5～1.0倍基礎(chǔ)寬度；

③當需進行地基整體穩(wěn)定性驗算時，控制性勘探孔深度應(yīng)根據(jù)具體條件滿足驗算要求；④當需確定場地抗震類別而鄰近無可靠的覆蓋層厚度資料時，應(yīng)布置波速測試孔，其深度應(yīng)滿足確定覆蓋層厚度的要求

⑤大型設(shè)備基礎(chǔ)勘探孔深度不宜小于基礎(chǔ)底面寬度的2倍

⑥當需進行地基處理時，勘探孔的深度應(yīng)滿足地基處理設(shè)計與施工要求；當采用樁基時，勘探孔的深度加大

(5)取土試樣和進行原位測試

①數(shù)量應(yīng)根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、地基土的均勻性和設(shè)計要求確定,對地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級的建筑物每棟不應(yīng)少于3個

②每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于6件(組)

③在地基主要受力層內(nèi)，對厚度大于0.5m的夾層或透鏡體，應(yīng)采取土試樣或進行原位測試

④當土層性質(zhì)不均勻時，應(yīng)增加取土數(shù)量或原位測試工作量。

(6)勘探手段(勘探孔類型)

鉆探與觸探(園錐動力觸探、標準貫入試驗、靜力觸探）復雜地質(zhì)條件、濕陷性土、膨脹巖土、風化巖和殘積土地區(qū)、宜布置適量探井

勘探孔：取樣孔、靜力觸探孔、原位試驗孔（如標貫試驗）、取樣＋原位測試孔、控制性鉆孔

施工勘察與監(jiān)測

基坑或基槽開挖后，巖土條件與勘察資料不符或發(fā)現(xiàn)必須查明的異常情況時在工程施工或使用期間，當?shù)鼗痢⑦吰麦w、地下水等發(fā)生未曾估計到的變化時，應(yīng)進行監(jiān)測，并對工程和環(huán)境的影響進行分析評價

3、地基承載力（1）概述

地基承載力——地基土單位面積上承受載荷的能力（KN/m2或kPa)

極限承載力——地基處于極限平衡狀態(tài)所承受的荷載

容許承載力(地基承載力設(shè)計值）——地基穩(wěn)定的前提下，地基沉降量不超過設(shè)計容許值時單位面積上承受的荷載。（2）地基的穩(wěn)定的前提

①強度條件：具有足夠的強度，在荷載的作用下，地基不失效破壞②變形條件：不能產(chǎn)生過大的變形，沉降量在容許范圍內(nèi)（3）確定地基承載力方法

確定地基承載力是建筑工程設(shè)計中必須解決的基本問題之一．地基承載力可以通過現(xiàn)場載荷實驗、動(靜)力觸探、理論公式計算、各行業(yè)有關(guān)地基規(guī)范提供的承載力表格等方法來確定．為使據(jù)以查表所用的土性指標或測試參數(shù)能較可靠地反映土層的實際性狀，試驗必須正確，還必須有足夠的數(shù)量，一般試驗數(shù)量不少于6個。

地基承載力的確定方法的選擇重要工程—用現(xiàn)場靜載荷試驗、或其它原位試驗確定（樁基礎(chǔ)、人工地基）一般工程——根據(jù)土的物理力學性質(zhì)指標、標準貫入試驗、輕便觸探等綜合確定次要工程——可根據(jù)經(jīng)驗（規(guī)范表格）法確定（4）規(guī)范表格法確定地基承載力地基承載力基本值f0地基承載力設(shè)計值f地基承載力標準值fk確定程序由規(guī)范表格或原位試驗等，根據(jù)土的物理力學性質(zhì)指標確定的承載力值考慮結(jié)果的離散性用統(tǒng)計方法對基本值修正后得到的值考慮地基埋深、地基寬度，修正后的承載力

地基承載力的標準值規(guī)范表格法確定巖石的標準承載力規(guī)范表格法確定碎石土的承載力標準值碎石土承載力標準值

一般粘性土、粉土承載力標準值基本值標準值統(tǒng)計修正物理性質(zhì)指標確定粉土承載力基本值

粘性土物理性質(zhì)確定承載力基本值②變異系數(shù)③修正系數(shù)fk=f0ψf④標準值①標準差和平均值平均值標準差基本值的修正方法和步驟標準貫入試驗確定砂土、粘性土承載力原始錘擊數(shù)進行桿長修正確定統(tǒng)計修正錘擊數(shù)確定承載力標準值確定步驟統(tǒng)計修正方法

承載力設(shè)計值標準承載力適用于基礎(chǔ)寬度小于3m、埋深小于0.5m，不符合時，需要進行修正?；A(chǔ)底面以上土的重度土的重度基礎(chǔ)寬度修正系數(shù)基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)靜載荷試驗確定地基承載力直線段明顯時,用直線段拐點對應(yīng)的壓力(比例界限P0作為承載力基準值.無明顯拐點時,用相對沉降s/b＝0.0