地质勘察基础知识讲义

地质质勘勘察察基基础础知知识识内容容目目录录一、、建建筑筑地地基基与与基基础础常常识识二、、地地质质勘勘察察的的目目的的三、、岩岩土土的的工工程程分分类类四、、如如何何识识读读地地质质勘勘察察报报告告五、、桩桩基基施施工工中中常常见见问问题题的的分分析析及及处处理理附件件一一、、讨讨论论题题附件件二二、、试试题题一、、建建筑筑地地基基与与基基础础常常识识1、地地基基所有有建建筑筑物物都都是是修修建建在在地地表表上上，，建建筑筑物物上上部部结结构构的的荷荷载载通通过过下下部部结结构构最最终终都都会会传传到到地地表表的的土土层层或或岩岩层层上上，，这这部部分分起起支支撑撑作作用用的的土土体体或或岩岩体体就就是是地基基。根根据据地地基基是是否否经经过过人人工工处处理理分分为为天然然地地基基和人工工地地基基。天然然地地基基：：自然然状状态态下下即即可可满满足足承承担担基基础础全全部部荷荷载载要要求求，，不不需需要要人人工工处处理理的的岩岩体体、、土土体体地地基基。。人工工地地基基：：天然然地地基基的的承承载载力力不不能能承承受受基基础础传传递递的的全全部部荷荷载载，，需需经经人人工工处处理理的的岩岩体体、、土土体体地地基基。。人人工工处处理理方方法法：：换换填填法法、、预预压压法法、、强强夯夯法法、、振振冲冲法法、、砂砂石石桩桩法法、、石石灰灰桩桩法法、、柱柱锤锤冲冲扩扩桩桩法法、、土土挤挤密密桩桩法法、、水水泥泥土土搅搅拌拌法法（（含含深深层层搅搅拌拌法法、、粉粉体体喷喷搅搅法法。。深深层层搅搅拌拌法法简简称称湿湿法法，，粉粉体体喷喷搅搅法法简简称称干干法法））、、高高压压喷喷射射注注浆浆法法、、单单液液规规划划法法、、碱碱液液法法等等。。2、基基础础将建建筑筑物物所所承承受受的的各各种种作作用用传传递递到到地地基基上上的的下下部部承承重重结结构构称称为为基础础。基础础按按受受力力特特点点及及材材料料性性能能可可分分为为刚刚性性基基础础和和柔柔性性基基础础；；按按构构造造方方式式可可分分为为条条形形基基础础、、独独立立基基础础、、井井格格式式基基础础、片筏筏基基础础、、箱箱形形基基础础、桩桩基基础础等。。按基基础础埋埋置置深深度度划划分分浅浅基基础础、、深深基基础础：：埋埋置置深深度度不不超超过过5m者称称为为浅浅基基础础，，大大于于5m者称称为为深深基基础础。。（（注注：：基基础础底底面面离离地地面面的的深深度度称称为为基础础的的埋埋置置深深度度））。刚性性基基础础：：刚性性基基础础所所用用的的材材料料的的抗抗压压强强度度较较高高，，但但抗抗拉拉及及抗抗弯、、剪强强度度偏偏低低。。常见见的的有有：：砖基基础础、灰土土基基础础、三合合土土基基础础、毛石石基基础础、混凝凝土土基基础础。。毛毛石石混混凝凝土土基基础础等。。柔性性基基础础：：在混混凝凝土土基基础础底底部部配配置置受受力力钢钢筋筋，，利利用用钢钢筋筋受受拉拉，，这这样样基基础础可可以以承承受受弯弯矩矩，此此类类基基础础可可称称为为柔柔性性基基础础。。二、、地地质质勘勘察察的的目目的的1、详详细细查查明明拟拟建建场场地地范范围围内内地地基基土土的的类类别别、、地地层层特特征征及及分分布布规规律律，，查查明明各各土土层层的的物物理理力力学学性性质质指指标标，，提提供供各各层层土土的的地地基基承承载载力力特特征征值值及及压压缩缩模模量量值值。2、查查明明地地下下水水的的类类型型、、埋埋藏藏条条件件及及其其变变化化幅幅度度，，评评价价地地下下水水对对混混凝凝土土结结构构、、钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构中中的的钢钢筋筋以以及及钢钢结结构构的的腐腐蚀蚀性性。。3、划分场地土土类型和场地地类别；提供供与抗震设计计有关的地震震参数，判别别场区内饱和和粉土及砂土土的地震液化化情况。4、分析、论证证地基基础方方案的可行性性，提供合理理的地基处理理方案，推荐荐可能采用的的桩基计算参参数，并估算算单桩承载力力。5、查明埋藏的的河道、沟浜浜、墓穴等对对工程不利的的埋藏物。查查明在工程施施工过程中可可能出现的不不良地质作用用的类型、成成因、分布范范围、发展趋趋势和危害程程度，提出整整治方案的建建议。6、对该地质勘察察区域提出岩土工程的分析及建议。。三、岩土的工工程分类作为建筑地基基的岩土，其其工程性质由由岩土的类别别决定。《建筑地基基础础设计规范》（以下简称《地基规范》）将作为建筑筑地基的岩土土分为岩石、碎石土土、砂土、粉粉土、粘性土土、人工填土土及特殊土等。1岩石岩石的坚硬程程度根据岩块块的饱和单轴轴抗压强度分分为坚硬岩、较硬硬岩、较软岩岩、软岩和极极软岩。当缺乏饱和单单轴抗压强度度资料或不能能进行该试验验时，可在现现场通过观察察定性划分。岩石按风化程程度分为未风化、微风风化、弱风化化、强风化和和全风化。岩体完整程度度划分为完整、较完整整、较破碎、、破碎和极破破碎。2碎石土碎石土为粒径径大于2mm的颗粒含量超超过全重50％的土。根据粒组含量量及颗粒形状状，碎石土可可分为块石、、漂石、碎石石、卵石、角角砾、圆砾。。砂土砂土为粒径大大于2mm的颗粒含量不不超过全重50％、粒径大于0.075mm的颗粒含量超超过全重50％的土。根据粒组含量量，砂土可分分为砾砂、粗粗砂、中砂、、细砂和粉砂砂。4粉土粉土为性质介于砂砂土和粘性土土之间，塑性性指数IP≤10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不不超过全重50％的土。塑性指数等于液限与塑塑限之差。液限是指土由可塑塑状态转变为为流动状态的的界限含水量量，塑限为土由半固态态转变为可塑塑状态的界限限含水量。一般说来，土土的颗粒越细细、细颗粒的的含量越多，，土的塑性（（塑性指数））也就越大。。5粘性土粘性土是指塑性指数数IP＞10的土。根据塑塑性指数，可可将粘性土分分为粘土（IP＞17）和粉质粘土土（10＜IP≤17）。根据液性指数数可将粘性土土分为坚硬、硬塑、、可塑、软塑塑和流塑五种状态。液性指数IL是土的天然含含水量和塑限限之差与塑性性指数的比值值，是判断粘粘性土软硬程程度的指标，，也叫稠度。。一般而言，粘粘性土的沉积积历史越久，，结构性越好好，工程力学学性质越好。。6人工填土人工填土是人人类活动的堆堆积物。根据据其组成和成成因，可分为素填土、杂填填土和冲填土土。素填土为由碎石土、、砂、粉土、、粘性土等一一种或几种土土通过人工堆堆填方式而形形成的土。经经过分层压实实后的素填土土称为压实填填土。杂填土是指含有大量量的建筑垃圾圾、工业废料料或生活垃圾圾等人工堆填填物。冲填土是人类借助水水力充填泥砂砂形成的土，，一般压缩性性大、含水量量大、强度低低。特殊土（1）软土软土泛指天然含水水量高、压缩缩性高、强度度低、渗透性性差的软塑、、流塑状粘性性土。它包括括淤泥、淤泥质质土、冲填土土等。软土生成成于静水或缓缓慢流动的流流水环境。建筑在软土地地基上的建筑筑物易产生较较大沉降或不不均匀沉降，，且沉降稳定定所需要的时时间很长，所所以，在软土土上建造建筑筑物必须慎重重对待。（2）红粘土红粘土是碳酸盐系岩岩石经红土化化作用所形成成的棕红、褐褐黄等色的高高塑性粘土。。红粘土的液液限一般大于于50％，具有表面面收缩、上硬硬下软、裂隙隙发育的特征征，吸水后迅迅速软化。一般情况下，，红粘土的表表层压缩性低低、强度较高高、水稳定性性好，属良好好的地基土层层。但随着含含水量的增大大，土体呈软软塑或流塑状状态，强度明明显变低，作作为地基时条条件较差。（3）膨胀土膨胀土是一种具有强强烈的吸水膨膨胀和失水收收缩特性的粘粘性土。土呈呈黄、红褐、、灰白色，粘粘粒含量高，，天然含水量量接近塑限。。膨胀土通常表表现为压缩性性低、强度高高，因此易被被误认为是良良好的天然地地基。（4）湿陷性黄土黄土是指以粉粒为为主，富含碳碳酸钙盐系，，垂直节理发发育，具有大大孔结构，以以黄色、褐黄黄色为主，有有时为灰黄色色的土体。黄土在天然含含水状态下具具有较高的强强度和较小的的压缩性，但但雨水浸湿后后，有的即使使在自身重力力作用下也会会发生剧烈而而大量的变形形，强度也随随之迅速降低低。黄土在一定的的压力下受水水浸湿后结构构迅速破坏而而发生附加下下沉的现象称称为湿陷。浸水后发生生湿陷的黄土土称为湿陷性黄土。在自重压力力作用下，受受水浸湿而发发生湿陷的黄黄土称为自重湿陷性黄黄土，不发生湿陷陷的黄土称为为非自重湿陷性性黄土。四、如何识读读地质勘察报报告(一)地质勘察报告告的组成和主主要内容1、工程概况；2、场地地形、、地貌；3、勘察技术要要求及依据；4、地基土的组组成及特征；5、地下水概况况；6、场地及地震震效应；7、岩土工程分分析及建议。附图表1、勘探点平面面布置图；2、工程地质剖剖面图；3、土工试验成成果总表；4、各土层物理理力学性质指指标；5、静探试验成成果表；6、标贯贯成果果统计计表；7、饱和和砂（（粉））土液液化化判别别表；8、固结结试验验e-p分层曲曲线；9、钻孔孔柱状状图；10、波速速测试试报告告；11、水质质分析析报告告。(二)地质勘勘察报报告解解读《XX工程地地质勘勘察报报告》五、桩桩基施施工中中常见见质量量问题题的分分析、、处理理桩基础础作为为建筑筑工程程的一一个重重要组组成部部分，，其施施工质质量关关系到到整个个建筑筑物的的工程程质量量。在在桩基基施工工过程程中，，当遇遇到各各种意意外情情况时时，如如何及及时分分析、、及时时处理理，是是桩基基施工工的关关键所所在。。桩基基工程程施工工工序序多，，工艺艺要求求高，，影响响质量量的因因素较较多，，一般般有：：工程程地质质勘察察报告告不够够详尽尽准确确；设设计的的不合理取取值；；施工工中的的各种种原因因等。。1常见质质量问问题类类别及及原因因分析析桩基工工程常常见质质量问问题有有：单单桩承承载力力低于于设计计值、、桩倾倾斜过过大、、断桩桩、桩桩接头头断离离、桩桩位偏偏差过过大等等五大大类。。造成成以上上问题题的原原因：：1.1单桩承承载力力低于于设计计要求求的常常见原原因有有：1.1.1桩沉人人深度度不足足；1.1.2桩端未未进入入设计计规定定的持持力层层，但但桩深深已达达设计计值；；1.1.3最终贯贯入度度过大大；1.1.4其他，，诸如如桩倾倾斜过过大、、断裂裂等原原因导导致单单桩承承载力力下降降；1.1.5勘察报报告所所提供供的地地层剖剖面、、地基基承载载力等等有关关数据据与实实际情情况不不符。。1.2桩倾斜斜过大大的常常见原原因：：1.2.1预制桩桩质量量差，，其中中桩顶顶面倾倾斜和和桩尖尖位置置不正正或变变形，，最易易造成成桩倾倾斜；；1.2.2桩机安安装不不正，，桩架架与地地面不不垂直直；1.2.3桩锤、、桩帽帽、桩桩身的的中心心线不不重合合，产产生锤锤击偏偏心；；1.2.4桩端遇遇石子子或坚坚硬的的障碍碍物；；1.2.5桩距过过小，，打桩桩顺序序不当当而产产生强强烈的的挤土土效应应；1.2.6基坑土土方开开挖不不当。。1.3出现断断桩的的常见见原因因：除了桩桩倾斜斜过大大可能能产生生桩断断裂外外，其其他原原因还还有三三种：：1.3.1桩堆放放、起起吊、、运输输的支支点或或吊点点位置置不当当；1.3.2沉桩过过程中中，桩桩身弯弯曲过过大而而断裂裂。如如桩制制作质质量造造成的的弯曲曲，或或桩细细长又又遇到到较硬硬土层层时，，锤击击产生生的弯弯曲等等；1.3.3锤击次次数过过多。。如有有的设设计要要求的的桩锤锤击过过重，，设计计贯入入度过过小，，以致致于施施工时时，锤锤击过过度而而导致致桩断断裂。。1.4桩接头头断离离的常常见原原因：：设计桩桩较长长时，，因施施工工工艺的的需要要，桩桩分段段预制制，分分段沉沉人，，各段段之间间常用用钢制制焊接接连接接件做做桩接接头。。这种种桩接接头的的断离离现象象也较较常见见。其其原因因，除除了1.2节中1.2.1—1.2.5外，还还有上上、下下节桩桩中心心线不不重合合；桩桩接头头施工工质量量差，，如焊焊缝尺尺寸不不足等等原因因。1.5桩位偏偏差过过大的的常见见原因因：测量放放线差差错；；沉桩桩工艺艺不良良，如如桩身身倾斜斜造成成竣工工桩位位出现现较大大的偏偏差。。2常用处处理方方法打桩过过程中中，发发现质质量问问题，，施工工单位位切忌忌自行行处理理，必必须报报监理理、业业主，，然后后会同同设计计、勘勘察等等相关关部门门分析析、研研究，，作出出正确确处理理方案案。由由设计计部门门出具具修改改设计计通知知。一一般处处理方方法有有：补补沉法法、补补桩法法、送送补结结合法法、纠纠偏法法、扩扩大承承台法法、复复合地地基法法等，，下面面分别别简要要介绍绍：2.1补沉法法预预制桩桩人土土深度度不足足时，，或打打入桩桩因土土体隆隆起将将桩上上抬时时，均均可采采用此此法。。2.2补桩法法可可采用用下述述两种种的任任一种种：2.1.1桩基承承台前前补桩桩。当当桩距距较小小时，，可采采用先先钻孔孔，后后植桩桩，再再沉桩桩的方方法。。2.1.2桩基承承台或或地下下室完完成再再补静静压桩桩。此此法的的优点点是可可以利利用承承台或或地下下室结结构承承受静静压桩桩的施施工反反力，，设施施简单单，操操作方方便，，不延延长工工期。。2.3补送结结合法法当当打入入桩采采用分分节连连接，，逐根根沉人人时，，差的的接桩桩可能能发生生连接接节点点脱开开的情情况，，此时时可采采用送送补结结合法法。首首先是是对有有疑点点的桩桩复打打，使使其下下沉，，把松松开的的接头头再顶顶紧，，使之之具有有一定定的竖竖向承承载力力；其其次，，适当当补些些全长长完整整的桩桩，一一方面面补足足整个个基础础竖向向承载载力的的不足足，另另一方方面补补打的的整桩桩可承承受地地震荷荷载。。2.4纠偏法法桩桩身倾倾斜，，但未未断裂裂，且且桩长长较短短，或或因基基坑开开挖造造成桩桩身倾倾斜，，而未未断裂裂，可可采用用局部部开挖挖后用用千斤斤顶纠纠偏复复位法法处理理。2.5扩大承承台法法由于以以下三三种原原因，，原有有的桩桩基承承台平平面尺尺寸满满足不不了构构造要要求或或基础础承载载力的的要求求，而而需要要扩大大桩基基承台台的面面积。。2.5.1桩位偏偏差大大。原原设计计的承承台平平面尺尺寸满满足不不了规规范规规定的的构造造要求求，可可用扩扩大承承台法法处理理。2.5.2考虑桩桩土共共同作作用。。当单单桩承承载力力达不不到设设计要要求，，需要要扩大大承台台并考考虑桩桩与天天然地地基共共同分分担上上部结结构荷荷载。。2.5.3桩基质质量不不均匀匀，防防止独独立承承台出出现不不均匀匀沉降降，或或为提提高抗抗震能能力，，可采采用把把独立立的桩桩基承承台连连成整整块，，提高高基础础整体体性，，或设设抗震震地梁梁2.6复合地地基法法此法是是利用用桩土土共同同作用用的原原理，，对地地基作作适当当处理理，提提高地地基承承载力力，更更有效效的分分担桩桩基的的荷载载。常常用方方法有有以下下几种种：2.6.1承台下下做换换土地地基。。在桩桩基承承台施施工前前，挖挖除一一定深深度的的土，，换成成砂石石填层层分层层夯填填，然然后再再在人人工地地基和和桩基基上施施工承承台。。2.6.2桩间增增设水水泥土土桩。。当桩桩承载载力达达不到到设计计要求求时，，可采采用在在桩间间土中中干喷喷水泥泥形成成水泥泥土桩桩的方方法，，形成成复合合地基基基础础。2.7修改桩型或或沉桩参数数：2.7.1改变桩型。。如预制方方桩改为预预应力管桩桩等。2.7.2改变桩人土土深度。例例如预制桩桩过程中遇遇到较厚的的密实粉砂