基础工程地基勘察课件.pptx
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- 基础 工程 地基 勘察 课件
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1、本章学习要求:熟悉:岩土工程勘察等级划分依据及方法;岩土工程勘察阶段划分;岩土工程勘察的目的、内容与要求;常见的岩土工程勘探方法;岩土工程勘察报告的主要内容。第1章 地基勘察v岩土工程勘察v又称为工程地质和水文地质勘察根据工程要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,并编制勘察文件的活动.v岩土工程勘察分级等级划分的意义:v据不同等级,确定勘察内容、方法、工作量等级划分的依据:v工程重要性等级:一级工程(重要工程)二级工程(一般工程)三级工程(次要工程)1.1 概述v场地复杂程度分级一级场地(复杂场地)二级场地(中等复杂场地)三级场地(简单场地)v地基复杂程度分级一级地基(
2、复杂地基)二级地基(中等复杂地基)三级地基(简单地基)等级划分方法:v甲级:上述三项中1项或多项为一级v乙级:除甲、乙级外v丙级:上述三项均为三级v岩土工程勘察的不同阶段可行性研究勘察(选址勘察)v符合场地选择要求初步勘察(初勘)v符合初步设计要求详细勘察(详勘)v符合施工图设计要求施工勘察v场地条件复杂或有特殊要求的工程可能需要注意:v场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。建筑平面布置已确定,场地或附近有岩土资料时,可直接进行详勘。v岩土工程勘察方法工程地质测绘v采取收集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法,查明场地的工程地质要素,并绘制相应的施工图件。岩土工程勘探v岩土工程勘察的一
3、种方法,包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等土工试验v包括原位试验,室内试验v岩土工程勘察程序明确工程使用要求明确工程使用要求收集资料收集资料考虑技术经济条件考虑技术经济条件制定勘察工作纲要制定勘察工作纲要现场踏勘现场踏勘数据资料整理、分析数据资料整理、分析地基评价、结论和建议地基评价、结论和建议勘探(钻探、物探)勘探(钻探、物探)取原状土样取原状土样原位测试原位测试室内土工试验室内土工试验意外意外情况情况矛盾和疑问矛盾和疑问1.2 详细勘察的任务与勘探点布置v1.2.1 详细勘察的任务设计、施工所需的岩土参数建筑地基的岩土工程评价地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和
4、不良地质作用防治等方面的建议提供提供编写编写岩土工程勘察报告岩土层类型、深度、分布、工程特性,评价场地稳定性地下水埋藏条件,水位及变化幅度;水、土腐蚀性可能对工程不利的地下埋藏物不良地质作用类型、成因、分布、发展趋势、危害程度查明查明v1.2.2 勘察点布置和勘探深度勘探点的数量和间距依据:建筑物安全等级、场地复杂程度确定,按地形地貌地层土质和地下水位的变化程度分为三类。v宜按建筑物周边线和交点布置;无特殊要求的其它建筑可按建筑物或建筑群范围布置;v同一建筑范围主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时,加密勘探点,查明变化;v重大设备基础单独布置勘探点;重大动力机器基础或高耸构筑物,勘探点不宜少于
5、3个.详细勘察阶段的勘探点布置间距 勘探点深度v控制性勘探点:控制地基压缩层的计算深度v一般性勘探点:控制主要受力层 基础宽度基础形式12345单独基础691112条形基础61012筏、箱形基础 Zdb表表1.2 1.2 控制性勘探点深度控制性勘探点深度(m)(m)d-指基础埋置深度;b-基础宽度;a-土类别的经验系数v工程地质勘察与基础工程设计的关系勘察先行,勘察是设计的前提;勘察又需依据基础的设计参数!v例如:控制性勘探点深度的确定!问题的解决:v勘察、设计密切配合!v初步设计中一般应包括初步的基础方案及部分参数,可供勘察方参照!v勘察工程师应对基础设计有深入地了解!v1.3.1 地球物理
6、勘探概念:v根据不同岩土介质具有不同的密度、导电性、波速等特性,利用物理方法,采用专门的仪器,实现对地层分布、地质构造、地下水深度等勘探的一种方法。常见方法:v地震勘探v电法勘探v磁法勘探v声波勘探v雷达勘探1.3 地基勘探方法v1.3.2 坑槽探(掘探)方法:直接施工探坑(槽),观察土层分布,取样开展土工试验适用:地下水位较深,土质较好时一般不超过4mv3.钻探方法:通过施工钻孔,确定:岩土介质分布、地下水深度;取样开展土工试验;开展原位试验。v4.触探概念:v通过探杆,采用静力或动力方式将金属探头压入土层,测出与贯入阻力相关的指标,进而间接判断土层的工程性质的勘探方法和原位测试技术。动力触
7、探v标准贯入试验(管状探头)试验方法:用63.5Kg的穿心锤,落距76cm将贯入器打入土中30cm所用的击数N值的大小来判定岩土工程性质的好坏。试验指标:Nv看视频试验用途v判断地基液化性;v判定地层密实度。标贯锤击数 N密实度标贯锤击数 N密实度N10松散15N30中密1030密实v圆锥动力触探:试验方法:v用标准质量的重锤提升到标准高度自由下落,将特制圆锥探头贯入地基土层标准深度,根据击数n,判定地层的工程性质。分类:轻型、重型、超重型圆锥动力触探用途:v轻型:验槽,人工填土勘察,局部软弱土勘察,洞穴分布清查;v重型、超重型:碎石、卵石、砾石地层密实度勘探。静力触探v概念:利用液压或机械传
8、动装置,将圆锥形金属探头压入地基土中,依据比贯入阻力的大小来判定地基土的工程性质。v适用:粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土层v用途:测定比贯入阻力、侧壁摩擦阻力、锤尖阻力和孔隙水压力划分土层,为确定地基承载力提供依据。静力触探探头2 2 静力触探试验静力触探试验 顶柱顶柱密封圈密封圈应变片应变片空心柱空心柱电缆电缆橡皮管橡皮管密封圈密封圈外套筒外套筒探头管探头管单桥探头结构示意图单桥探头结构示意图 双双桥桥探探头头结结构构示示意意图图 1-锥尖;锥尖;2-O型密封圈;型密封圈;3-电阻丝片;电阻丝片;4-变形柱;变形柱;5-摩擦筒;摩擦筒;6-密封圈;密封圈;7-加强筒;加强筒;8-垫圈;垫
9、圈;9-密封圈;密封圈;10-接头;接头;11-支座;支座;12-顶柱;顶柱;13-胶垫;胶垫;14-螺母螺母 单桥探头结构及工作原理示意图单桥探头结构及工作原理示意图1 顶柱;顶柱;2 外套筒;外套筒;3 探头管;探头管;4 导线;导线;5 环氧树脂密环氧树脂密封垫圈;封垫圈;6 橡皮管;橡皮管;7 空心变形柱;空心变形柱;8 应变片应变片;9、探杆、探杆9土层阻力土层阻力贯入力贯入力123657854锥尖锥尖摩擦筒摩擦筒顶柱顶柱变形套变形套变形套变形套探杆探杆电阻片电阻片电阻片电阻片传力杆传力杆传力套传力套侧壁摩阻力侧壁摩阻力锥尖阻力锥尖阻力贯入力贯入力双桥探头结构及工作原理示意图双桥探头
10、结构及工作原理示意图看视频P8例题1-11.4 地基岩土分类v1.4.1岩土工程勘察规范按地质年代按地质成因按有机质含量v1.4.2建筑地基基础设计规范依据的指标v粗颗粒土:按粒径大小及粒组含量;v细颗粒土:按塑性指数。类别v岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土(粉质粘土、粘土)、人工填土、特殊土岩石:v坚硬程度分类依据:饱和单轴抗压强度v完整程度分类依据:岩体完整性指数(岩体纵波波速与岩块纵波波速之比的平方)碎石土:v粒径大于2mm的颗粒含量超过总重50的土v细分依据:粒组含量、颗粒形状。漂石(块石)、卵石(碎石)、圆砾(角砾)砂土:v粒径大于2mm的颗粒不超过总重50;而粒径大于0.075mm
11、的颗粒超过总重的50%的土。v细分依据:粒组含量。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂v细分依据:粒组含量。砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂粉土:v粒径大于0.075mm的颗粒含量小于总重50;而塑性指数Ip10的土。粘性土:v塑性指数Ip10的土。v细分依据:Ip粉质粘土:1017人工填土v素填土;碎石、砂土、粉土、粘性土等成分v压实填土v杂填土;建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等v冲填土。特殊土v软土淤泥,淤泥质粘土,淤泥质粉土孔隙比大(e1),含水量高(wwl),压缩性高,强度低,具有灵敏性、结构性v红粘土高塑性;胀缩性,裂隙发育。v黄土湿陷性黄土(自重湿陷,非自重湿陷);非湿陷遇水多湿陷v膨胀土吸水膨
12、胀,失水收缩;高膨胀率。v多年冻土冻胀、融沉。1.5 土工试验v1.5.1 室内试验物理性质试验:v测密度、含水量、塑限、液限、颗粒级配、比重侧限压缩试验:v测定土的压缩指标(压缩模量、压缩系数等)三轴剪切试验、直接剪切试验:v测定土的抗剪强度指标渗透试验:测定土的渗透系数击实试验:测定最优含水量、最大干密度。v1.5.2 原位试验1.5.2.1平板载荷试验v试验目的:测定地基土的变形模量、地基承载力,估算建筑物沉降量pcr puS荷载沉降曲线荷载沉降曲线OAB Pcr比例界限荷载比例界限荷载 Pu 极限荷载极限荷载浅层平板静力载荷试验的仪器设备浅层平板静力载荷试验的仪器设备 1 1 载荷试验
13、载荷试验 承压板承压板 承压板是模拟建筑物的基础,将施加的荷载通过承压板承压板是模拟建筑物的基础,将施加的荷载通过承压板传递给地基土,其刚度和尺寸应与建筑物基础接近。传递给地基土,其刚度和尺寸应与建筑物基础接近。承压板的承压板的刚度刚度要求容易达到,可采用加肋的厚钢板、铸要求容易达到,可采用加肋的厚钢板、铸铁板、混凝土板或钢筋混凝土板,常用的是加肋钢板。无论铁板、混凝土板或钢筋混凝土板,常用的是加肋钢板。无论选用什么样材质的承压板,都要求承压板具有足够的刚度、选用什么样材质的承压板,都要求承压板具有足够的刚度、板底平整光滑、板的尺寸中心和传力重心一致、搬运和安装板底平整光滑、板的尺寸中心和传力
14、重心一致、搬运和安装方便,在使用过程中不易变形。方便,在使用过程中不易变形。承压板的承压板的形状形状有圆形和方形的两种,也有根据试验的具有圆形和方形的两种,也有根据试验的具体要求采用矩形承压板。体要求采用矩形承压板。承压板的承压板的尺寸尺寸要与实际基础接近则难于达到,因为承压要与实际基础接近则难于达到,因为承压板的面积太大,对设备的质量要求也越高;而承压板面积过板的面积太大,对设备的质量要求也越高;而承压板面积过小,则影响地基土的沉降量和极限荷载值。一般来说,地基小,则影响地基土的沉降量和极限荷载值。一般来说,地基土的极限荷载会因承压板的宽度或直径土的极限荷载会因承压板的宽度或直径b过小而降低
15、(过小而降低(s增增大),但大),但b值过大极限荷载增加也不明显,因此,值过大极限荷载增加也不明显,因此,在确定承压在确定承压板尺寸时,既不能过小,也不必太大。板尺寸时,既不能过小,也不必太大。由于承压板的尺寸大小对评定地基土承载力有一定的影由于承压板的尺寸大小对评定地基土承载力有一定的影响。为统一试验条件,使试验结果具有可比性。我国的大部响。为统一试验条件,使试验结果具有可比性。我国的大部分勘察规范规定分勘察规范规定承压板面积以承压板面积以0.25-0.50 为主,另外还有为主,另外还有0.1和和1.0。1 1 载荷试验载荷试验 选择承压板尺寸时选择承压板尺寸时,可根据地基土质情况,强度低变
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