基础工程第二章岩土工程勘察.ppt

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1、1,第2章 工程勘察,2.1 基本概念2.2 勘察任务和要求2.3 勘察阶段 2.4 勘察方法2.5 地基岩土的分类与工程特性指标,2,2.1 基本概念,按照我国的基本建设程序和有关法规、规范要求,在进行设计前,必须进行工程勘察。先勘察,后设计。岩土工程勘察:根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。岩土工程勘探:岩土工程勘察的一种手段,包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。,3,2.2勘察任务和要求,勘察任务的确定和勘察的详细程度与工作方法的选择,与勘察服务的对象、建筑场地、地基岩土性质及建筑物条件有关。,4,有无影响建筑场地

2、稳定性的不良地质条件以及危害程度;建筑物范围内的地层结构及其均匀性,以及各岩土层的物理力学性质;地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律,以及对建筑材料的腐蚀性;在抗震设防区应划分场地土类型和场地类型,并对饱和砂土及粉土进行液化判别;对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析,提出经济合理的设计方案建议;提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数,并对设计与施工应注意的问题提出建议;当工程需要时,尚应提供:深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响;基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的建议;提供用于计算地下水浮力的设计水位。,具体要求,

3、5,2.3 勘察阶段,1.选址勘察;2.初步勘察;3.详细勘察(施工图);4.施工勘察;,6,2.4勘察方法,勘探是地基勘察过程中查明地下地质情况的一种必要手段,它是在地面的工程地质测绘和调查所取得的各项定性资料基础上,进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。勘探:钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探,7,坑探,坑探是在建筑场地挖探井(槽)以取得直观资料和原状土样的一种常用的勘探方法。探井的平面形状一般采用1.5ml.0m的矩形或直径为的圆形,其深度视地层的土质和地下水埋藏深度等条件而定,一般为2-3m。,8,图2-1 坑探示意图,(a)探井(b)在探井中取原状土样(c)原状土样,9,

4、钻探,钻探是用钻机在地层中钻孔,以鉴别和划分地层,并可沿孔深取样,用以测定岩石和土层的物理力学性质,此外,土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。钻机一般分回转式与冲击式两种。,10,SH-30型钻机,11,XY-100型钻机,12,13,14,15,16,17,18,19,20,各类直径金刚石地质勘探钻头,21,场地内布置的钻孔,一般分技术孔和鉴别孔两类。在技术孔中按不同的土层和深度采取原状土样。原状土样的采取常用取土器。取土器按其上部封闭装置的结构形式,可分为活阀式与球阀式两类.钻探时,按不同土质条件,常分别采用击入或压入取土器两种方式在钻孔中取得原状土样。击入法一般以重锤少击效果较好,压

5、入法则以快速压入为宜。,22,触探,触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层,并量测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及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段,触探可用于划分土层,了解地层的均匀性,作为测试技术,则可估计地基承载力和土的变形指标等。触探:有动力与静力之分。,23,1.静力触探,静力触探借静压力将触探头压入土层,利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。与常规的勘探手段比较,它能快速、连续地探测土层及其性质的变化,常在拟定桩基方案时采用。按照提供静压力的方法,常用的静力触探仪可分为机械式和油压式两类。油压式静力触探仪的主要组成部分如图2-2所示

6、。,24,图2-2 双缸油压式静力触探设备,1-电缆;2-触探杆;3-卡杆器;4-活塞杆;5-油管;6-油缸;7-触探头;8-地锚;9-倒顺开关;10-压力表;11-节流阀;12-换向阀;13-油箱;14-油泵;15-马达;16-记录器,25,2.动力触探,动力触探一般是将一定质量的穿心锤,以一定的高度(落距)自由下落,将探头贯入土中,然后记录贯入一定深度所需的锤击次数,并以此判断土的性质。动力触探按动力大小(锤重和落距)以及贯入方式(管状贯入和圆锥贯入)等可分为多种方式,目前工程上主要使用两种:标准贯入和轻便触探,26,标准贯入试验应与钻探工作相配合,并以钻机加上标准贯入器、触探杆和穿心锤等

7、设备(图3-5)进行的。试验时,将质量为63.5kg的穿心锤以76cm的落距自由下落,将贯入器垂直打入土层中15cm(此时不计锤击数)。以后打入土层30cm的锤击数,即为实测的锤击数N,然后拔出贯入器,取出其中的土样进行鉴别描述。标准贯入试验中,随着钻杆入土长度的增加,杆侧土层的摩阻力以及其它形式的能量消耗也增大,因而使测得的锤击数N值偏大。当钻杆长度大于3m时,锤击数应校正。,27,1-穿心锤;2-锤垫;3触探杆;4-贯入器头;5出水孔;6-贯入器身;7-贯入器轮,图2-3 标准贯入试验设备,28,轻便触探试验,设备简单,操作方便,适用于粉土、粘性土和粘性素填土地基的勘察,但触探深度限于4m

8、以内。试验时,先用轻便钻具开孔至被试土层,然后以手提高质量10kg的穿心锤,使其以50cm的落距自由下落,这样连续冲击,把尖锥头竖直打入土层,每贯入30cm的锤击数。应用轻便触探指标,可初步确定粘性土和素填土的承载力,并可按不同位置的值的变化情况判定地基持力层的均匀程度。常作为地基验槽的一种手段。,29,图2-4 轻便触探设备,1-穿心锤;2-锤垫;3-触探杆;4-尖锥头;,30,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。不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质,利用其导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等的差异,通过专门的物探仪器的量测,就可区别和推断有关地

9、质问题。1.作为钻探的先行手段,了解隐蔽的地质界线,界面或异常点、异常带,为经济合理确定钻探方案提供依据;2.作为钻探的辅助手段,在钻孔之间增加地球物理勘探点,为钻探成果的内插、外推提供依据;3.测定岩土体某些特殊参数,如波速、动弹性模量,土对金属的腐蚀等。常用的物探方法主要有,电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等。,地球物理勘探,31,2.5 地基岩土的分类与工程特性指标,建筑地基岩土的分类:岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。岩石:可按坚硬程度和完整程度分类;碎石土:漂石块石、卵石碎石、园砾角砾;砂土:砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂;粉土:介于砂土和粘性土之间,塑性指数Ip10且

10、粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重的50%的土;粘性土:粘土(Ip 17)和粉质粘土(17Ip 10),32,土的工程特性指标,土工程特性指标包括:强度指标、压缩性指标以及静力触探探头阻力,标准贯入实验锤击数、荷载实验承载力等其他特性指标。地基土工程特性指标的代表值分别为标准值、平均值及特征值。抗剪强度指标取标准值,压缩性指标取平均值,荷载实验承载力取特征值。,33,抗剪强度标准值的确定,1、根据室内n组三轴压缩试验的结果,按下列公式计算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准差:=/=i/n 变异系数试验平均值标准差,34,2、按下列公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数:,=1-(1.704/n+4.678/n2)C=1-(1.704/n+4.678/n2)c内摩擦角的统计修正系数;C粘聚力的统计修正系数;内摩擦角的变异系数;c粘聚力的变异系数。,35,3、K=m CK=C Cmm 内摩擦角的试验平均值;Cm 粘聚力的试验平均值。,36,练习题,1、岩土工程勘察的主要内容有哪些?2、地基勘察的方法主要有那些?3、建筑地基岩土类型主要有哪些?4、地基土工程特性指标有哪些,其代表值是什么?,

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