第一章地基勘察

1.3地基承载力地基变形的三个阶段线性变形阶段（压密）、弹塑性变形阶段（剪切）、破坏阶段地基破坏形式(整体、局部、刺入）塑性区开展最大深度的表达式为相应的基底均布荷载表达式太沙基极限承载力的计算公式条形基础基底粗糙整体破坏地基承载力特征值的确定方法根据土的抗剪强度指标按照理论公式计算1）地基极限承载力理论公式按规范提供的承载力修正公式确定（当b＞3m或d＞0.5m，地基承载力特征值应该进行修正）2）规范推荐的理论公式e≤l/30由现场载荷试验的p-s曲线确定参照邻近建筑物的工程经验确定Mb、Md、Mc—承载力系数（可根据k查表得到)ηb、ηd——基础宽度和埋深的地基承载力修正系数第二章地基勘察太原理工大学2013年9月2.1概述2.2地基勘察的任务和勘探点的布置2.3地基勘察方法2.4地基土的野外鉴别与描述2.5地基勘察成果报告和使用一、工程地质勘察的目的

工程地质勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。2.1概述建筑场地：指建筑物所处的有限面积的土地。建筑场地：是宏观的概念,建筑场地勘查应广泛研究整个工程在建设施工和使用期间，场地内可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地质及工程地质灾害等问题。勘察任务工作内容、工作量、工作方法应按下列四个因素确定：1.建筑场地的复杂程度（场地、地基等级）。2.建筑规模及建筑物等级（安全等级）。3.对建筑场地地质条件的研究程度及当地建筑经验。4.地基基础设计、施工的特殊要求。2.1概述建筑工程重要性等级根据工程破坏后果的严重性划分为三个等级：一级：针对重要工程，破坏后果很严重；二级：针对一般工程，破坏后果严重；三级：针对次要工程，破坏后果不严重。2.1概述建筑场地等级根据场地复杂程度划分为三个等级：一级：复杂场地。主要包括：抗震危险地段；不良地质现象强烈发育；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地形地貌复杂；多层地下水、岩溶、裂隙等。二级：中等复杂场地。抗震不利地段；不良地质现象一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；基础位于地下水位以下。三级：简单场地。地震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单；地下水对工程无影响。2.1概述建筑地基等级根据地基的复杂程度分为三个等级：一级：复杂地基。主要包括：岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土等。二级：中等复杂地基。主要包括：岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；除一级地基规定外的特殊性岩土。三级：简单地基。岩土种类单一，均匀，性质变化不大；无特殊性岩土。2.1概述《岩土工程勘察规范》根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，按下列条件划分岩土工程勘察等级。

1.甲级。在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。

2.乙级。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。

3.丙级。工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均三级。另外，建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。二、岩土工程勘察等级2.1概述三、工程地质勘察三阶段对于地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基，尚应进行施工勘察。2.1概述可行性勘察（选址勘察）目的：为建筑场地选择提供依据范围：拟选场址内容：搜集和分析区域地形、地貌、不良地质现象、附近地区的工程地质资料及当地建筑经验等。对拟选场址的稳定性和适宜性作出全局工程地质评价。初步勘察目的：为初步设计提供依据范围：具体的建筑场地内容：

初步查明场地的工程地质和水文地质情况以及地基的岩土工程特性；对场地的做出最终评价，为确定建筑物的地基基础方案提供依据。对不良地质现象的防治，提供资料和建议。

详细勘察目的：为施工图设计和施工提供可靠依据范围：具体建筑物地基或具体工程地质问题内容：

提出详细的岩土层的构成；岩土的强度大小、压缩性高低。评价土层是否满足工程建筑对地基承载力、容许最大沉降量和沉降差的要求；对基础设计、地基处理方案和不良地质现象防治作出详细论证和建议。施工勘察目的：为解决施工中的工程地质问题提供依据范围：施工过程中进行适用条件：对重要建筑物的复杂地基。深基础施工需进行有关地基监测工作。地基处理、加固需进行检验工作。地基中的溶洞发育，需进一步查明和处理。基槽开挖后，地质条件与原勘察资料不符，影响质量。施工中边坡失稳，需进行观测处理。

本章地基勘察主要是指建筑总平面确定后的施工图设计阶段的勘察（详细勘察），即把勘察工作的主要对象缩小到具体建筑物的地基范围内。由于地基和场地是不可分割的，因此也涉及到场地的内容。

地基勘察必须遵守《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的有关规定。2.2地基勘察的任务和勘探点的布置一、地基勘察（详细勘察）的任务详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价;并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作：

1.搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点，基础形式、埋置深度，地基允许变形等资料。2.查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议。3.查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。4.对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征。5.查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物。6.查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度。7.在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。8.判定水和土对建筑材料的腐蚀性。2.2地基勘察的任务和勘探点的布置2.2地基勘察的任务和勘探点的布置二、勘察点布置和勘探深度依据：建筑物安全等级、场地复杂程度确定勘探点布置原则—详见《岩土工程勘察规范》：4.1.14－18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；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；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3个.勘探点布置间距

表1.1勘探点间距(m)2.2地基勘察的任务和勘探点的布置勘探点的深度：

一般性勘探点以探至地基的受力层为原则，条形基础：3-3.5b，单独基础：1-1.5b

控制性勘探点要求能控制地基压缩层的计算深度，比一般性勘测点深。2.2地基勘察的任务和勘探点的布置下卧层持力层（受力层）地基基础FG主要受力层Dq=D均布荷载

在实际工程地质勘察中，可采取测绘与调查、勘探、原位测试与室内试验等勘察方法。（一）测绘与调查

测绘与调查的目的是通过对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、不良地质现象进行调查研究与必要的测绘工作，为评价场地工程条件及合理确定勘探工作提供依据。对建筑场地的稳定性进行研究是工程地质调查和测绘的重点问题。2.3地基勘察方法（二）勘探

勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段，在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。常用的勘探方法有坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。2.3地基勘察方法2.3地基勘察方法1.坑探法

在建筑场地开挖探坑或探槽直接观察地基土层情况，并从坑槽中取高质量原状土进行试验分析。当场地的地址条件比较复杂时，利用坑探能直接观察地层的结构变化。

适用范围：土层埋藏不深，地下水位较低的情况．探坑深度2～3m。2.钻探法：常用的一种方法，可达100m以下。

划分地层确定地下水取样可以进行触探及原位试验用钻机打钻孔获取地下地质资料的方法称为钻探法。并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。应用2.3地基勘察方法回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。冲击式钻机则是利用卷扬机借钢丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层形成钻孔后以抽筒提取岩石碎块或扰动土样。回转式钻机钻杆套管驱动器2.3地基勘察方法3.触探法：通过探杆用静力或动力将金属探头压入土层，并且测出各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，从而间接地判断土层的工程性质的一类勘探方法。根据探头结构和入土方法动力触探（DPT）标准贯入（SPT）静力触探（CPT）类型2.3地基勘察方法(1)圆锥动力触探DynamicPenetration

轻型动力触探10kg穿心锤锤垫触探杆尖锤头中型动力触探28kg重型动力触探63.5kg用标准质量的铁锤提升到标准高度自由下落，将特制的圆锥探头贯入地基土层标准深度，所需的击数n值的大小来判定工程性质的好坏。锥状探头——贯入能量2.3地基勘察方法穿心锤锤垫触探杆贯入器头出水孔贯入器身贯入器靴(2)标准贯入试验

StandardPenetrationTest管状探头标准贯入试验SPT,穿心锤重量63.5kg,76cm落距，以贯入深度30cm的击数,N63.5作为贯入指标。SPT垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；评定砂土抗液化能力。适用于砂性土与粘性土。2.3地基勘察方法(3)静力触探StaticConePenetration适用范围：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土层用途：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作为确定地基承载力的依据。2.3地基勘察方法利用液压或机械传动装置，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。单桥探头：锥头所受的总阻力Q，比贯入阻力ps=Q/A

双桥探头：测定锥底的总阻力Qp和侧壁的总摩擦力Qs。单位面积锥头的阻力qp=Qp/A

单位面积上的侧壁阻力qs=Qs/A

电缆传感器传感器传感器单桥探头双桥探头土的密实度压缩性强度桩和地基的承载力2.3地基勘察方法

4.地球物理勘探

地球物理勘探（简称物探）也是一种兼有勘探和测试双重功能的技术。方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地震勘探(规范,剪切波速)优点:简单迅速缺点:间接判断,较大范围.2.3地基勘察方法通过试验，测定地基岩土的各项物理力学特性，提供相应的指标，作为地基计算分析和工程处理的依据。优点：简便，试验条件明确，能够预先控制。缺点：试样体积小，受到不同程度的扰动。优点：试样体积大，受扰动小，测得的指标可靠室内试验：

原位试验：保持土原位的应力条件、天然结构和含水量实验室内测定现场取来土样的物理力学性质（三）土工试验2.3地基勘察方法基础工程要求的室内土工试验项目土的分类：颗粒分析试验，液限试验，塑限试验土的状态：

比重试验，含水量试验、密度试验地基沉降量有关的试验：

固结试验，压缩试验土的强度有关的试验：直剪试验、三轴剪切试验基坑降水排水有关的试验：渗透试验填土质量有关的试验：

击实试验为需进行原状土样的试验项目注：有2.3地基勘察方法常用的原位测试技术：工程地质触探试验(静力触探、动力触探)地基载荷试验旁压试验十字板剪切试验大型直接剪切试验2.3地基勘察方法地基载荷试验在现场的天然土层上，通过一定的荷载板向土层施加竖向静载荷，并测定压力p和沉降s的关系。根据p-s曲线评定土的承载力。优点：模拟实体基础承受荷载的试验，工程通常认为是可靠的原位试验方法。S荷载沉降曲线OpcrpuBA2.3地基勘察方法旁压试验水箱量测通过向旁压器注水，使旁压器弹性模产生横向膨胀，对土体施加压力，并产生横向变形，从而测得压力与变形的关系曲线，由此求得土的变形模量和承载力。特点操作简易测试快速横向加压2.3地基勘察方法试验设备：预压式旁压仪，自钻式旁压仪。HD十字板剪切试验将十字形金属板插入钻孔的土层中，施以匀速的扭矩，直至土体破坏，从而求得土的不排水抗剪强度。2.3地基勘察方法大型直接剪切试验测定原位岩土介质的抗剪强度原位测试成果及其应用测试方法特征指标主要工程应用标准贯入试验N63.5确定砂土密度评价砂土地基承载力评价地基土液化势轻型动力触探N10评价粘性土地基承载力基槽验槽静力触探试验比贯入阻力ps侧壁阻力qs锥底阻力qp评价土的密度评价地基土承载力估算地基土的压缩性预估单桩承载力2.3地基勘察方法原位测试成果及其应用（接上页）测试方法特征指标主要工程应用平板载荷试验变形模量E临塑荷载pcr极限荷载pu地基变形计算评价地基承载力用荷载板沉降量推算砂土地基沉降量旁压试验横向压缩模量EP横向临塑荷载pcr横向极限荷载pu地基变形计算评价地基承载力十字板剪切试验不排水强度τf不排水强度评价地基承载力求地基土灵敏度2.3地基勘察方法2.4地基土的野外鉴别与描述（一）地基土野外鉴别野外鉴别地基土无仪器设备，主要凭感觉和经验。对碎石土和砂土的鉴别方法，利用日常熟悉的食品如绿豆、小米、砂糖、玉米面的颗粒作为标准，进行对比鉴别。对粘性土与粉土的鉴别方法，根据手搓滑腻感或砂粒感等感觉，加以区分和鉴别。类别岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土（粉质粘土、粘土）、人工填土、特殊土粘性土与粉土的野外鉴别鉴别方法土名干土状况干土手搓感觉湿土状态湿土手搓情况小刀切削湿土粘土坚硬，用锤才能打碎极细的均质土块可塑，滑腻，粘着性大易搓成d＜0.5mm长条，易滚成小土球切面光滑，不见砂粒粉质粘土手压土块可碎散无均质感，有砂粒感可塑，略滑腻，有粘性能搓成d≈lmm土条，能滚成小土球切面平整感，有砂粒粉土手压土块散成粉末土质不均可见砂粒稍可塑，不滑腻，粘性弱难搓成d＜2mm细条，滚成土球易裂切面粗糙2.4地基土的野外鉴别与描述（二）地基土野外描述2.4地基土的野外鉴别与描述1.颜色密实度湿度粘性土的稠度含有物其他一、勘察报告书的基本内容

地基勘察的最终成果是以报告书的形式提出的。勘察工作结束后，把取得的野外工作和室内试验记录和数据以及收集到的各种直接间接资料分析整理、检查校对、归纳总结后作出建筑场地的工程地质评价。最后以简要明确的文字和图表编成报告书。报告书应包括如下内容：2.5地基勘察成果报告（1）任务要求及勘察工作概况；勘察方法与勘察工作布置。（2）场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设计烈度。（3）场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其它设计计算指标。（4）地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度。（5）对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜性作出结论，指出存在的问题和提出有关地基基础方案的建议。2.5地基勘察成果报告所附的图表有下列几种：勘探点平面布置图；工程地质剖面图；地质柱状图或综合地质柱状图；土工试验成果表；其它测试成果表（如静载荷试验、标准贯入试验、静力触