中南大学基础工程课件 第一章 岩土工程勘察.ppt

土木工程本科生专业课程——基础工程第一章岩土工程勘察 主要内容1.1工程勘察的目的和任务1.2岩土工程勘察分级1.3各阶段勘察的内容和要求1.4工程地质勘察方法1.5岩土工程勘察报告 1.1工程地质勘察的目的和任务1、目的：查明并评价工程场地岩土技术条件和它们与工程之间相互作用的关系，其具体目的为：1）借助于各种勘察手段和方法，通过调查了解、研究分析，正确评价建筑场地工程地质的稳定性、适宜性。2）提供整个建筑场地的土性指标，进行技术方案论证，为工程设计施工提供所需的工程地质资料。3）解决和处理工程中涉及的场地利用、选用、整治和改造。4）大型工程的可行性研究提供技术资料。 2、任务：1）通过工程地质测绘与调查、勘探、室内试验、现场测试与观测等方法，查明场地的工程地质条件。2）根据场地的工程地质条件并结合工程的具体特点和要求，进行岩土工程分析评价，提出基础工程、整治工程和土方工程等的设计方案和措施。3）对于重要工程或复杂岩土工程问题，在施工阶段或使用期间须进行现场检验或监测。必要时，根据监测资料对设计、施工方案作出适当调整或采取补救措施，以保证工程质量、安全和总结经验。1.1工程地质勘察的目的和任务 主要内容1.1工程勘察的目的和任务1.2岩土工程勘察分级1.3各阶段勘察的内容和要求1.4工程地质勘察方法1.5岩土工程勘察报告 工程安全等级破坏后果、工程类型2.场地复杂程度抗震、地质、地形3.地基复杂程度岩土种类、特殊岩土1.2岩土工程勘察分级一、划分依据一级超高层、或复杂条件下的高层二级高层三级一级二级三级一级二级三级 根据工程重要性等级、场地复杂性等级和地基复杂性等级，按下列条件划分勘察等级：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为三级。1.2岩土工程勘察分级二、岩土工程勘察等级 主要内容1.1工程勘察的目的和任务1.2岩土工程勘察分级1.3各阶段勘察的内容和要求1.4工程地质勘察方法1.5岩土工程勘察报告 1.3各阶段勘察的内容与要求选址勘察初步勘察详细勘察施工勘察 1）目的：对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价。2）主要任务：①搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质岩土资料及当地的建筑经验。②了解场地的地层分布、构造、成因与年代和岩土性质、不良地质作用及地下水的水位、水质情况。③对各方面条件较好且倾向于选取的场地，如已有资料不充分，应进行必要的工程地质测绘和勘探工作。④当有两个或两个以上拟选场地，应进行比选分析。1.选址勘察——主要针对大型工程1.3各阶段勘察的内容与要求 ⑤地下有尚未开发的有价值矿藏或未稳定的地下采空区。注意：下列地区、地段不宜选为场址：①不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地区，如泥石流、崩塌、滑坡、塌陷和地下侵蚀等地。②地基土性质不良的场地。③对建筑物抗震危险的地段。④洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响的地段。1.3各阶段勘察的内容与要求 ①对场地内各建筑地段的稳定性作出岩土工程评价。②为确保建筑物总体平面布置提供依据。③为确保主要建筑物的地基基础方案提供资料。④对不良地质现象的防治，提供资料和建议。2、初步勘察——在场址选定批准后进行1）勘察目的：1.3各阶段勘察的内容与要求 ①搜集与分析可行性研究阶段岩土工程勘察报告。②通过现场勘探与测试，初步查明地层分布、构造、岩土物理力学性质、地下水埋藏条件及冻结深度。③通过工程地质测绘和调查，查明场地不良地质现象的成因、分布、对场地稳定性的影响及发展趋势。④对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应判断场地和地基的地震效应。⑤初步制定水和土对建筑材料的腐蚀性。⑥对高层建筑可能采取的地基基础类型、基坑开挖和支护、工程降水方案进行初步分析评价。2）主要任务1.3各阶段勘察的内容与要求 ①按不同建筑物或建筑群，提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术资料。②对建筑地基作出岩土工程分析评价，例如：建筑地基良好，可以采用天然地基；若地基软弱，采用深基础或进行地基加固处理。③对基础设计方案作出论证和建议，例如：地基良好，可以建议浅基础；上部荷载大，地基浅层土不良，深层土坚实，可建议采用深基础。④对地基处理、基坑支护、工程降水等方案作出论证和建议，例如：对深层淤泥质地基作为海港码头，可以建议采用真空预压法进行地基处理。⑤对不良地质作用的防治作出论证和建议。3、详细勘察1）勘察目的：1.3各阶段勘察的内容与要求 ①搜集附有坐标及地形的建筑总平面布置图，各建筑物的地面整平标高，建筑物的性质、规模、结构特点，可能采取的基础型式、尺寸、预计埋置深度，对地基基础设计的特殊要求等。②查明不良地质作用成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议。③查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性、计算和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。2）主要任务1.3各阶段勘察的内容与要求 ④对需进行沉降计算的建筑物，应取原状土进行固结试验，提供地基变形计算的参数e—p曲线。预测建筑物的沉降、沉降差或整体倾斜。⑤对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应划分场地土类型和场地类别；划分对抗震有利、不利或危险的地段，分析预测地震效应，判定饱和砂土与粉土的地震液化，并计算液化指数，判定液化等级。⑥查明地下水的埋藏条件和侵蚀性。必要时还应查明地层的渗透性、水位变化幅度规律。例如，高层建筑深基坑，在地下水位以下开挖时就需要这些资料。1.3各阶段勘察的内容与要求 ⑦查明埋藏的河道、沟滨、墓穴、防空洞、弧石等对工程不利的埋藏物。⑧在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。⑨对深基坑开挖尚应提供稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数值，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程的影响。⑩若可能采用桩基，则需提供桩基设计所需的岩土技术参数，并确定单桩承载力；提出桩的类型、长度和施工方法等建议。⑾判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期间可能产生的变化，及其对工程的影响，提出防治措施及建议。1.3各阶段勘察的内容与要求 选址阶段初步勘察阶段详细勘察阶段勘察阶段建筑设计阶段方案设计阶段初步设计阶段施工图设计阶段1.3各阶段勘察的内容与要求 （1）对高层或多层建筑，均需进行施工验槽。发现异常问题需进行施工勘察。（2）在基坑开挖后遇局部古井、水沟等软弱部位，要求换土处理时，需进行换土压实后干密度测试检验。（3）深基础的设计与施工，需进行有关检测工作。（4）当软弱地基处理时，需进行施工设计和检验工作。（5）若地基中存在岩溶或土洞，需进一步查明分布范围及处理。（6）施工中出现基槽边坡失稳滑动，则需进行勘测与处理。4、施工勘察1.3各阶段勘察的内容与要求 验槽验槽是建筑物施工第一阶段基槽开挖后的重要工序，也是一般岩土工程勘察工作最后一个环节。当施工单位挖完基槽后，由建设单位会同设计单位、勘察单位、监理单位和施工单位，共同到施工工地验槽。其目的：1）检验勘察成果是否符合实际。2）解决遗留问题和发现新问题。1.3各阶段勘察的内容与要求 1）校核基槽开挖的平面位置与槽底标高是否符合勘察、设计要求。2）检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同。参加验槽的几方负责人下到槽底，依次逐段检验，发现可疑之处或不符之处共同商量。3）桩基工程检查桩的平面位置、标高，桩底质量。验槽的内容1.3各阶段勘察的内容与要求 验槽注意事项1)验槽前全面检查，提供验槽完整的定量资料和数据。2)验槽时间要抓紧，基槽挖好后，立即进行验槽，夏季避免下雨泡槽，冬季要防冻槽。3)槽底设计标高若位于地下水位以下较深时，必须做好基槽防水。4)验槽结果应填写验槽记录，并签字长期保存。1.3各阶段勘察的内容与要求 主要内容1.1工程勘察的目的和任务1.2岩土工程勘察分级1.3各阶段勘察的内容和要求1.4工程地质勘察方法1.5岩土工程勘察报告 1.4工程地质勘察方法1）掘探是在建筑场地地基基坑内挖掘深坑、深槽、探井。同时利用这种井或坑进行原位取样或测试。2）钻探用钻机在地面上打钻孔获取地下地质资料的勘探方法。1、勘探：包括掘探、钻探 “地球号”钻探船1.4工程地质勘察方法钻探 探槽探井1.4工程地质勘察方法 原状土样的结构已被破坏，只能测定土样的颗粒成分、含水量、可塑性及定名。2、土样取法扰动土样原状土样（不扰动土样）是指土的原位应力状态虽已改变，但其结构、密度、含水量变化很小的土样。1.4工程地质勘察方法颗粒级配测试是否有影响？ 1.4工程地质勘察方法3、冷却法 3、冷却法 4、三轴试验 主要内容1.1工程勘察的目的和任务1.2岩土工程勘察分级1.3各阶段勘察的内容和要求1.4工程地质勘察方法1.5岩土工程勘察报告 1.5岩土工程勘察报告1）拟建工程名称、规模、用途；岩土工程勘察目的、要求和任务依据的技术标准；勘察方法、勘察工作布置与完成的工作量。2）建筑场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价及地震基本烈度。3）场地的地层分布、结构、岩土的颜色、密度、湿度、稠度、均匀性、层厚；地下水的埋藏深度、水质侵蚀性及当地冻结深度。1、文字部分 4）建筑场地稳定性与适宜性的评价；各土层的物理力学性质及地基承载力等指标的确定。5）结论与建议：根据拟建工程的特点，结合场地的岩土性质，提出地基与基础方案设计的建议。推荐地基持力层的最佳方案，如为软弱地基或不良地基，建议采用何种加固处理方案。对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题，提出预测、监控和预防措施的建议。1.5岩土工程勘察报告 2、图表部分一般工程的图表包括：（1）勘探点平面布置图；（2）工程地质剖面图；（3）室内土的物理力学性质试验总表。重大工程根据需要，应绘制综合工程地质图或工程地质分区图、钻孔柱状图或综合地质柱状图，原位测试成果图表以及土样固结试验成果e—p曲线等。1.5岩土工程勘察报告 工程地质剖面图 室内土的物理力学性质试验总表 思考题原位试验与室内试验各有哪些传统的方法及新发展的方法？从总体上阐述，原位试验与室内试验各自的优点与缺点。联系岩土材料的特性与测试原理，解释为什么存在这些优、缺点？ 扩展题阅读资料：本世纪最大的危机是全球暖化问题，该危机可能造成的后果远远超过第一、二次世界大战。在可预见的未来，核能代替碳水合物能源是唯一可以减少碳排量、从而缓解全球暖化的方法。与普遍观念不同的是，核能发电本身安全性极高；真正的危机在于如何处理剩余的核废料。目前，最为可能的处理方法是地质处置法，即将核废料深埋于几百米深、稳定岩层中。为保证工程数千年的长期安全性，在正式建造之前的进行全面的勘察是极为重要的。试拟定一份虚拟处置场的勘察报告。