1、基础工程施工单元一 认识课程 学习任务1认识地基与基础1学习任务2课程学习指南2单元一 认识课程认识地基与基础1 对于建筑物来讲，地面以上的结构部分一般称为建筑物的上部结构，地面以下的结构部分称为建筑物的下部结构。工程中通常将建筑物的下部结构称为基础。基础的定义：将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。地基的定义：支承基础的土体或岩体。1一、地基与基础的概念 为了保证建筑物的安全和为了保证建筑物的安全和正常使用，地基与基础应满正常使用，地基与基础应满足以下基本要求：足以下基本要求：01地基承载力要求地基承载力要求02地基变形要求地基变形要求03基础结构要求基础结构要求二、地基与基础的
2、功能要求重要性和意义地基基础信息很难全面掌地基基础信息很难全面掌握，容易造成误差或者错握，容易造成误差或者错误误。比较隐蔽比较隐蔽，发生事故发生事故难以补救，甚至造成难以补救，甚至造成灾难性的后果灾难性的后果。基础工程的质量问题，涉基础工程的质量问题，涉及人员和财产安全，会带及人员和财产安全，会带来恶劣的社会影响来恶劣的社会影响地基与基础工程的造价和工地基与基础工程的造价和工期在整个工程中所占比例很期在整个工程中所占比例很大，大，三、地基与基础的重要性课程学习指南2基础工程施工课程是建筑工程技术专业进行职业能力培养的一门职业核心课程，主要培养学生从事地基与基础施工技术能力，主要学习工程地质勘察
3、报告的识读、土方工程施工、基础工程施工、塔吊基础设计或验算、桩基工程施工、地基处理、地基基础分部工程验收等内容。一、课程性质通过本课程的学习，主要培通过本课程的学习，主要培养学生从事地基与基础施工养学生从事地基与基础施工技术能力，具体如下：技术能力，具体如下：01专业能力专业能力02方法能力方法能力03社会能力社会能力二、课程目标三、学习内容本课程的主要学习内容和学时分配见表单元名称任务名称学时分配单元一认识课程认识地基与基础课程学习指南2单元二识读岩土工程勘察报告认识建筑场地认识地基土测定地基土的性质指标识读岩土工程勘察报告14单元三塔吊基础安全计算塔吊基础安全计算6单元四土方与基坑工程施工
4、场地平整基坑、基槽土方施工深基坑工程施工12单元五浅基础工程施工浅基础的类型与设计无筋扩展基础施工钢筋混凝土基础施工18单元六桩基础施工钢筋混凝土预制桩施工混凝土灌注桩施工6单元七地基处理换填垫层法强夯法水泥土搅拌桩高压喷射注浆地基4单元八地基基础分部工程质量验收分项工程质量验收分部工程质量验收4四、学习要求（1）本课程内容涉及较多学科，如建筑材料、建筑制图、建筑力学等，因此学好本课 程要注意学好上述先修课程的基本内容和基本原理，为学好本课程打好基础。（2）要理论联系实际，注重感性认识的学习。（3）要注意熟悉规范，并正确运用规范。谢 谢基础工程施工单元二 识读岩土工程勘察报告学习任务1 认识建
5、筑场地1学习任务2 认识地基土2单元二识读岩土工程勘察报告单元二识读岩土工程勘察报告学习任务3测定地基土的性质指标3学习任务4识读岩土工程勘察报告4认识建筑场地1知识链接 地球在演化过程中，地壳经历了种种地质作用和地质事件。错综复杂的地质作用形成了不同的地层，使地球表面形成了高低起伏变化的不同的形态，称为地形。不同成因的地形称为地貌。地质年代是各种地质事件发生的时代。地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，把地质相对年代划分为5 大代，代下分纪、世、期等。不同的岩土的性质与其生成的地质年代有关。生成年代越久，岩土的工程性质越好。建筑物建造在地球的表面上，就要研究所处建设地点的地层所处的
6、地质年代，目前地表存在的土一般为新生代第四纪沉积土。对于新生代第四纪沉积土，一般更新世Q 3 及其以前沉积的土称为老沉积土，第四纪全新世Q 4 中近期沉积的土称为新沉积土。第四纪Q 沉积土由于沉积时间不长，通常为松散软弱的多孔体。根据地质成因不同，第四纪Q 主要的沉积物有残积物、坡积物、洪积物、冲积物、海洋沉积物、湖泊沉积物、冰川沉积物及风积物。第四纪地质年代纪世距今年代(万年)第四纪(Q)全新世Q42.5更新世Q3晚更新世15Q中更新世50Qr早更新世100 建筑场地是指工程群体所在地，其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km 2 的平面面积。任何一个建筑物，都坐落和嵌固在建筑场
7、地的岩土地基上。建筑场地的地形、地貌和岩土的成分、分布、厚度与工程特性，都与地质作用有关。建筑抗震设计规范（GB 500112010）按照场地上的建筑物震害程度把建筑场地地段划分为有利、一般、不利和危险的地段。一、建筑场地类别划分一、建筑场地类别划分有利、-般、不利和危险地段的划分地段类别地质、地形、地貌稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等一般地段不属于有利、不利和危险的地段不利地段软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(含古河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘河沟谷和半填半挖地基)，高含水量的可塑黄土
8、，地表存在结构性裂縫等危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等发展断裂带上可能发生地表错位的部位（一）建筑场地地段 场地土对地震波有放大和滤波效应，为了能够反映场地土对地震效应的影响，建筑抗震设计规范（GB 500112010）根据场地土的剪切波速vs将建筑场地土划分为岩石、坚硬土或软质岩石、中硬土、中软土、软弱土5 类。（二）场地土类型土的类型划分和剪切波速范围土的类型岩土名称和性状土层剪切波速范围(m/s)|岩石坚硬、较硬且完整的岩石vs 800坚硬土或软质岩石破碎或较破碎的岩石或软或较软的岩石，密实的碎石土800vs500中硬土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，
9、fak 150kPa的黏性土和粉土，坚硬黄土500vs 250中软土稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fak 150kPa的黏性土和粉土,fak130kPa的填土，可塑新黄土250vs 150软弱土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，fak 130kPa的填土，流塑黄土vs 150注:fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)）；vs为岩 土剪切波速。建筑的场地类别应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表2-4 划分为四类，其中 类分为0、1 两个亚类。（三）场地类别各类建筑场地的覆盖层厚度(m)岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s)场地类别01IIII
10、IIVvse 8000800vse 5000500vse 250 150 50vse150 80某建筑物所在场地岩土工程详细勘察报告C8 号钻孔资料如表所示。试根据该资料确定场地土类型、建筑场地类别，并根据建筑场地的类别判断为何建筑地段。【工程案例2-1】C8 号钻孔资料解：（1）确定地面下20m 土层的等效剪切波速。由题意可知，覆盖层厚度大于20m，故取计算深度d0=20m。计算深度范围内土层厚度和相应剪切波速，由公式（2-2），得：由公式（2-1）得等效剪切波速：（2）确定场地类别。场地内覆盖土层的等效剪切波速为98m/s，查表2-3，确定场地土类型为软弱土。根据地质资料场地覆盖层厚度小于
11、60m，查表2-4 划分建筑场地类别为类。由表2-2可知，本场地内下覆厚层淤泥及淤泥质土，为对建筑抗震不利地段。根据场地的复杂程度，分为一、二、三级三个场地根据场地的复杂程度，分为一、二、三级三个场地等级。等级。01一级场地（复杂场地）一级场地（复杂场地）02二级场地（中等复杂场地）二级场地（中等复杂场地）03三级场地（简单场地）三级场地（简单场地）二、建筑场地等级建筑工程中，常见的不良地质现象有以下几建筑工程中，常见的不良地质现象有以下几种。种。01断层断层02滑坡滑坡03崩塌崩塌三、不良地质现象04地基土液化地基土液化三、不良地质现象断层示意图滑坡示意图武隆县鸡尾山山体崩塌（一）地下水（一
12、）地下水分类分类01上层滞水上层滞水02潜水潜水03承压水承压水四、地下水示意图 地下水的水质、水量、水位、静压地下水的水质、水量、水位、静压力、渗压力等会引起一系列工程问题。力、渗压力等会引起一系列工程问题。01地基沉降地基沉降02流砂流砂03基坑突涌基坑突涌（二）地下水对工程的影响04地下水对钢筋混凝土具有腐蚀性地下水对钢筋混凝土具有腐蚀性（二）地下水对工程的影响地基沉降流砂管涌认识地基土2知识链接 土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉积物。在漫长的地质年代中，由于各种内力和外力地质作用形成了许多类型的岩石和土。岩石经历风化、剥
13、蚀、搬运、沉积生成土，而土历经压密固结，胶结硬化也可再生成岩石。土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的，即由固相、液土是由固体颗粒、水和气体三部分组成的，即由固相、液相和气相组成。相和气相组成。一、土的组成土的组成（一）土的固体颗粒（二）土中的水和气（三）土的结构和构造1.土的颗粒级配2.土粒的矿物成分1.土中水2.土中气1.单粒结构2.蜂窝结构3.絮状结构结合水自由水重力水毛细水粒组统称粒组名称粒径范围(mm)主要特征分析方法巨粒漂石(块石)粒 200透水性很大，压缩性极小，颗粒间无黏结，无毛细性直接测定卵石(碎石)粒200 60粗粒圆(角)砾粗6020透水性大，压缩性小，无黏性，毛细性.上升
14、高度不超过粒径筛分法中20 5细52砂粒粗20.5易透水，压缩性增加，无黏性，遇水不膨胀，干时松散，毛细性.上升高度不大中0.5 0.25细0.25 0.075细粒粉粒粗0.075 0.01透水性小，压缩性中等，毛细上升高度较大，微黏性，易冻胀沉降分析法细0.01 0.005黏粒 6030frk6015frk305 0.750.55 0.75 0.35 0.55 0.15 0.35 1.0整体结构较完整岩2 30.4 1.0块状结构较破碎岩30.2 0.4镶嵌状结构破碎岩3 10 的土。按其塑性指数可分为黏土和粉质黏土，见表表2-13黏性土分类塑性指数土的名称塑性指数土的名称Ip 17黏土10
15、 3030N1515N10N10,注:标贯击数N系实测平均值。四、土的物理特征指标（二）黏性土的物理状态指标1.黏性土的物理性质黏性土的物理性质 土的物理性质一般指的是黏性土的液限、塑限（由实验室测得）及由这两个指标计算得来的液性指数和塑性指数。这几个指标也是工程中必须提供的。对于饱和黏性土还有灵敏度和触变性。黏性土的四种状态a.采用锥式液限仪来测定黏性土的液限，见右图：锥式液限仪b.采用“搓条法”测定黏性土的塑限2.黏性土的界限含水量黏性土的界限含水量四、土的物理特征指标3.黏性土的塑性指数和液性指数黏性土的塑性指数和液性指数（1）塑性指数）塑性指数IP塑性指数是指液限和塑限的差值（省去%符
16、号），即土处在可塑状态的含水量变化范围，用符号IP表示，即（2）液性指数）液性指数IL可以利用液性指数IL来表示黏性土所处的软硬状态。IL值愈大，土质愈软；反之，土质愈硬。黏性土的状态(GB 50007-2011)状态坚硬硬塑可塑软塑流塑液性指数I0010.250.25 Ir0.750.75 1.0四、土的物理特征指标4.黏性土的灵敏度和触变性黏性土的灵敏度和触变性 天然状态下的黏性土通常都具有一定的结构性，当受到外来因素的扰动时，土粒间的胶结物质以及土粒、离子、水分子所组成的平衡体系受到破坏，土的强度降低和压缩性增大，土的结构性对强度的这种影响，一般用灵敏度来衡量。a.土的灵敏度是以原状土的
17、强度与同一土经重塑（指在含水量不变条件下使土的结构彻底破坏）后的强度之比来表示的。重塑试样具有与原状试样相同的尺寸、密度和含水量，测定强度所用的常用方法有无侧限抗压强度试验和十字板抗剪强度试验，对于饱和黏性土的灵敏度St，可按下式计算式中：qu原状试样的无侧限抗压强度，kPa；qu重塑试样的无侧限抗压强度，kPa。b.饱和黏性土的结构受到扰动，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增长。这是由于土粒、离子和水分子体系随时间而逐渐趋于新的平衡状态的缘故。黏性土的这种抗剪强度随时间恢复的胶体化学性质称为土的触变性【工程案例2-3】某土样不同粒组的含量见表，已知试验测得天然重度 ，含水
18、量w=9.43%，土粒相对密度 处于密实状态时的干重度 处于最松散时的干重度 试确定土的名称并判别该土的密实状态。【工程案例2-4】A、B 两种土样，试验结果见表，试确定该土的名称及软硬状态五、土的力学指标（一）土的压缩性（一）土的压缩性1.土的压缩性土的压缩性土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。压缩性主要有两个特点土的压缩主要是由于孔隙体积减小而引起的。由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和黏性土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。2.土的压缩曲线及有关指标土的压缩曲线及有关指标 固结试验（亦称压缩试验）是研究土的压缩性的基本方法。由固结试验可得到土的压缩变形H
19、 与荷载p 之间的关系，并可进一步得到相应的孔隙比e 与荷载p 之间的关系：e-p 曲线或e-lg p 曲线。五、土的力学指标 如图所示，设土样的初始高度为H0，初始孔隙比为e0，在荷载p 作用下，土样稳定后的总压缩量为H，假设土粒体积Vs=1（不变），根据土的孔隙比的定义e=Vv/Vs，则受压前后土粒体积不变，且土样横截面积不变，所以受压前后试样中土粒所占的高度不变，因此，根据荷载作用下土样压缩稳定后的总压缩量H，即可得到相应的孔隙比e 的计算公式:固结试样中土样孔隙比的变化于是有：式中 其中，Gs为土粒比重，w0为土样的初始含水量，0为土样的初始密度（g/cm3），w为水的密度（g/cm
20、3）。五、土的力学指标土的压缩曲线五、土的力学指标（二）土的抗剪强度（二）土的抗剪强度 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到土的抗剪强度时，土体就会发生一部分相对于另一部分的移动，该点便发生了剪切破坏。1.库仑定律库仑定律土的抗剪强度一般由库仑定律表示如下：砂土：黏性土：式中：f土的抗剪强度，kPa；作用在剪切面上的法向应力，kPa；c土的黏聚力，kPa；土的内摩擦角，。五、土的力学指标（二）土的抗剪强度（二）土的抗剪强度2.土的极限平衡条件土的极限平衡条件 在自重与外荷作用下土体（如地基）中任意一点的应力状态，对于平面应力问题，只要知
21、道应力分量即x、z和xz，即可确定一点的应力状态。对于土中任意一点，所受的应力又随所取平面的方向不同而发生变化。但可以证明，在所有的平面中必有一组平面的剪应力为零，该平面称为主应力面。其作用于主应力面的法向应力称为主应力。那么，对于平面应力问题，土中一点的应力可用主应力1和3表示。1称为最大主应力，3称为最小主应力。由材料力学可知当土中任一点的应力x、z、xz为已知时，主应力可以由下面的应力转换关系得出：莫尔圆表示一点的应力状态（1）土中一点的应力状态。）土中一点的应力状态。五、土的力学指标主应力平面与任意平面间的夹角由下式得出：角的转动方向与莫尔应力圆图上的一致。（2）土的极限平衡条件。）土
22、的极限平衡条件。把莫尔应力圆与库仑抗剪强度包线绘于同一坐标系中按其相对位置判别某点所处的应力状态。应力圆与强度包线相离，即 f，该点处于破坏状态。实际不能绘出。五、土的力学指标莫尔-库仑破坏准则：把莫尔应力圆与库仑强度包线相切的应力状态作为土的破坏准则，即莫尔-库仑破坏准则。根据土体莫尔-库仑破坏准则，建立某点大、小主应力与抗剪强度指标间的关系。此两个公式可以用来判断土体中一点的应力状态。五、土的力学指标3.抗剪强度试验方法抗剪强度试验方法土的抗剪强度指标c、值是土的重要力学指标，在确定地基土的地基力、挡土墙的土压力及验算土坡稳定性等问题时都要用到土的抗剪强度指标。抗剪强度试验方法室内土工试验
23、现场原位测试直接剪切试验三轴剪切试验十字剪切板试验大型直接剪切试验快剪固结快剪慢剪不固结不排水剪试验固结不排水剪试验固结排水剪试验K0 固结三轴试验五、土的力学指标（三）地基承载力（三）地基承载力1.现场载荷试验现场载荷试验 目前确定的地基承载力的方法可由载荷试验或其他原位测试、公式计算，并结合工程实践经验等方法综合确定。载荷试验项目浅层平板载荷试验深层平板载荷试验五、土的力学指标2.承载力特征值的确定承载力特征值的确定当p-s 曲线上有明显比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值。当极限荷载小于对应比例界限的2 倍时，取极限荷载值的一半。当不能按上述两点确定时，如承压板面积为0.25 0.50
24、m2，可取s/d=0.01 0.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加荷量的一半。同一土层参加统计的试验点不应少于3 点，各试验实测值的极差不得超过其平均值的30%，取此平均值作为该土层的地基承载力特征值。3.按照按照建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范（GB 500072011）确定地基承）确定地基承载力特征值载力特征值规范规定：当基础宽度大于3m 或埋置深度大于0.5m 时，从载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下列修正：式中：fa修正后的地基承载力，kPa；fak地基承载力特征值，kPa；b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底类别查表2-20
25、；基础底面以上土的重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；m基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度，kN/m3；b基础底面宽度，当基宽小于3m 按3m 取值，大于6m 按6m 取值m；d基础埋深宽度（m），一般自室外底面标高算起。五、土的力学指标承载力修正系数五、土的力学指标（三）地基承载力（三）地基承载力4.按地基强度理论确定地基承载力特征值按地基强度理论确定地基承载力特征值当偏心距e 不大于0.033 倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求：式中：fa由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值，kPa；Mb、Md、Mc承载力系数，
26、按建筑地基基础设计规范（GB 500072011）表5.2.5 承载力系数确定；ck基底下一倍短边深度内土的黏聚力标准值，kPa。【工程案例】2.已知某基底面面宽b=3m，埋深d=1.5m，荷载合理的偏心距e=0.05m，地基为粉质黏土，内聚力ck=10kPa，内摩擦角 k=30，地下水位距地表为1.0m，地下水位以上的重度=18kN/m3，地下水位以下土的重度sat=19.5kN/m3，试确定该地基土的承载力值。工程案例【工程案例】【工程案例】1.某土层资料如图2-23 所示，建筑物基础为独立基础。已知地基承载力特征值fak=150 kPa，试求修正后的地基承载力特征值。解：（1）基础底面以
27、上土的加权平均重度为工程案例测定地基土的性质指标3 任务实施任务实施一、工程概况兰州市某三跨连续单层轻工业厂房，建于20 世纪60 年代初期，建筑面积10 000余平方米。12m 7.8m 柱网，钢筋混凝土薄壳屋面，12m 跨腹梁。中列钢筋混凝土柱承重，独立基础；边列混凝土墙承重，条形基础。该厂区地处级自重湿陷性黄土地区，当时对湿陷性黄土未做彻底处理。车间内用水量大，地下管沟因年久失修而渗漏，导致基础不均匀沉陷，最大沉陷量达30cm 以上，边列承重墙开裂严重，最大裂缝宽度达25mm，长达16m，车间被迫停产。操作训练一颗粒分析试验（筛析法）（一）试验目的（一）试验目的 测定干土各粒组占该土总质
28、量的百分数，以便了解土粒的组成情况，供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。（二）试验原理（二）试验原理 土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm 的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm 的土粒则用密度计法来测定。筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。（三）仪器
29、设备（三）仪器设备（1）标准筛：孔径10mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。（2）天平：称量1 000g，分度值0.1g。（3）台秤：称量5kg，分度值1g。（4）其他：毛刷、木碾等。操作训练一颗粒分析试验（筛析法）（四）操作步骤（四）操作步骤（1）备土：从大于粒径0.075mm 的风干松散的无黏性土中，用四分对角法取出代表性的试样。（2）取土：取干砂300 500g 称量准确至0.2g。（3）摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10 15min。（4）称量：逐级称取留在各筛上的质量。（五）试验注意事项（五）试验
30、注意事项（1）将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。（2）筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。（3）称重后干砂总重精确至2g。（4）试验误差小于1%。（六）计算及制图（六）计算及制图（1）按下列公式计算小于某颗粒直径的土质量百分数：操作训练一颗粒分析试验（筛析法）式中：X小于某颗粒直径的土质量百分数，%；mA小于某颗粒直径的土质量，g；mB所取试样的总质量，500g。（2）用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径（mm）的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。（七）试验记录（七）试验记录颗粒分析试验记录表（筛析法）土样编号 干土质量500 g 试验者 土样说明粗砂 试验日期
31、 校核者孔径(mm)留筛土质量(g)累积留筛土质量:(g)小于该孔径的土质量(g)小于该孔径的土质量百分数(%)200.00.0500.0100.01017.017.0483.096.6:545.062.0438.087.6265.5,127.5372.574.5185.0212 5287.557.50.5110.5313.0187.037.40.25122.0435.065.013.00.07560.0495.05.01.0底盘总计5.0500.0操作训练二密度试验（环刀法）（一）试验目的（一）试验目的 测定土的湿密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其他物理性质指标和工程设计以及控制施
32、工质量之用。（二）试验原理（二）试验原理土的湿密度 是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。（三）仪器设备（三）仪器设备（1）环刀：内径6 8cm，高2 3cm。（2）天平：称量500g，分度值0.01g。（3）其他：切土刀、钢丝锯、凡士林等。操作训练二密度试验（环刀法）（四）操作步骤（四）操作步骤（1）量测环刀：取出环刀，称出环刀
33、的质量，并涂一薄层凡士林。（2）切取土样：将环刀的刀口向下放在土样上，然后用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边压边削使土样上端伸出环刀为止，然后将环刀两端的余土削平。（3）土样称量：擦净环刀外壁，称出环刀和土的质量。（五）试验注意事项（五）试验注意事项（1）称取环刀前，把土样削平并擦净环刀外壁。（2）如果使用电子天平称重则必须预热，称重时精确至小数点后两位。（六）计算公式（六）计算公式按下列公式计算土的湿密度：操作训练二密度试验（环刀法）式中：密度，计算至0.01 g/cm3；m湿土质量，g；m1环刀加湿土质量，g；m2环刀质量，g；V环刀体积，cm3。密度试验需进行二次
34、平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3，取其算术平均值。（七）试验记录（七）试验记录密度试验记录表(环刀法)试验者_校核者_试验日期_土样编号环刀号环刀加湿土质量m1(g)环刀质量m2(g)湿土质量m(g)环刀体积V(cm3)密度(g/cm3)单值平均值操作训练三含水率试验（烘干法）（一）试验目的（一）试验目的 测定土的含水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。（二）试验原理（二）试验原理 含水率反映土的状态，含水率的变化将使土的一系列物理力学性质指标随之而异。这种影响表现在各个方面，如反映在土的稠度方面，使土成为坚硬的、可
35、塑的或流动的；反映在土内水分的饱和程度方面，使土成为稍湿、很湿或饱和的；反映在土的力学性质方面，能使土的结构强度增加或减小、紧密或疏松，构成压缩性及稳定性的变化。测定含水率的方法有烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波法等。（三）仪器设备（三）仪器设备（1）烘箱：采用温度能保持在105 110的烘箱。（2）天平：称量500g，分度值0.01g。（3）其他：干燥器、称量盒等。操作训练三含水率试验（烘干法）（四）操作步骤（四）操作步骤（1）湿土称量：选取具有代表性的试样15 20g，放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量。（2）烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105 110下烘干至恒重后，将
36、试样取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。烘干时间随土质不同而定，对黏质土不少于8h；砂类土不少于6h。（五）试验注意事项（五）试验注意事项（1）刚刚烘干的土样要等冷却后才称重。（2）称重时精确至小数点后两位。（六）计算及制图（六）计算及制图按下式计算土的含水率：操作训练三含水率试验（烘干法）式中：w含水率，计算至0.1%；m0盒质量，g；m1盒加湿土质量，g；m2盒加干土质量，g；m1-m2土中水质量，g；m2-m0干土质量，g。（七）试验记录（七）试验记录 含水率试验需进行二次平行试验，其平行差值：含水率40%不得大于2.0%，取其算术平均值。含水率试验记录表(烘干法)试验者
37、校核者_ 试验日期 土样编号盒号盒质量|mo(g)盒加湿土质量|m1(g)盒加干土质量m2(g)水质量m1-m2(g)千土质量m2-m0(g)含水率(%)单值平均值操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）（一）试验目的（一）试验目的 测定黏性土的液限wL和塑限wP，并由此计算塑性指数IP、液性指数IL，进行黏性土的定名及判别黏性土的软硬程度。（二）试验原理（二）试验原理 液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g 的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉
38、深度为17mm 所对应的含水率即为液限（注：土的定名采用圆锥下沉深度为10mm 液限），查得圆锥下沉深度为2mm 所对应的含水率即为塑限。（三）仪器设备（三）仪器设备（1）液塑限联合测定仪（图2-25）：有电磁吸锥、测读装置、升降台等，圆锥质量76g，锥角30，试样杯等。（2）天平：称量200g，分度值0.01g。（3）其他：刮土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱、干燥器等。操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）（四）操作步骤（四）操作步骤（1）土样制备：当采用风干土样时，取通过0.5mm 筛的代表性土样约200g，分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度为4
39、5mm、9 11mm、15 17mm 范围制备不同稠度的试样。（2）装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。（3）接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。（4）测读深度：调整升降台，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经5s 后测读圆锥下沉深度。（5）测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥下沉深度和含水率。（五）试验注意事项（五）试验注意事项（1）土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。（2）每种含水率设三个测点，取平均值作为这种
40、含水率所对应土的圆锥入土深度，如三点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）1水平调节螺丝；2控制开关；3指示灯；4零线调节螺钉；5反光镜调节螺钉；6屏幕；7机壳；8物镜调节螺钉；9电池装置；10光源调节螺钉；11光源装置；12圆锥仪；13升降台；14水平泡；15盛土杯光电式液塑限仪结构示意图操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）（六）计算及制图（六）计算及制图（1）计算各试样的含水率：式中符号意义与含水率试验相同。（2）以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点连一直线。当三点不在一直线上，可通过高含水率
41、的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm 处查得相应的含水率。当两个含水率的差值 2%时，应重做试验。当两个含水率的差值 2%时，用这两个水率的平均值与高含水率的点连成一条直线（3）在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，查得下沉深度为17mm 所对应的含水率为液限；查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限。操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）圆锥下沉深度与含水率关系图操作训练四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）（七）试验记录（七）试验记录液限、塑限联合试验记录表工程名称 试验者 试样编号 _ 计算者 试验日期 _ 校核者 试样编号圆锥下沉深度(mm)盒号盒质量m0(g)
42、盒加.湿土质量m1(g)盒加干土质量m2(g)水质量m(g)干土质量ms(g)含水率w(%)液限WL(%)塑限wp(%)123操作训练五击实试验（一）试验目的（一）试验目的在击实方法下测定土的最大干密度和最优含水率，是控制路堤、土坝和填土地基等密实度的重要指标。（二）试验原理（二）试验原理 土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切的关系。当压实功能和压实方法不变时，土的干密度随含水率增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率继续增加反而使干密度减小，能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率wop，与其相应的干密度称为最大干密度dmax。（三）仪器设备（三）仪器设备（1）击实仪（图2-
43、27）：锤质量2.5 kg，筒高116mm，体积947.4 cm3。（2）天平：称量200g，分度值0.01g。（3）台秤：称量10 kg，分度值5g。（4）筛：孔径5mm。（5）其他：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、刮土刀等。操作训练五击实试验（四）操作步骤（四）操作步骤（1）制备土样：取代表性风干土样，放在橡皮板上用木碾碾散，过5mm 筛，土样量不少于20kg。（2）加水拌和：预定5 个不同含水量，依次相差2%，其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量按下式计算：式中：mw所需加水质量，g；mwo风干含水率时土样的质量，g；wo土样的风干含水率，%；w预定达到的含水率，%。按预定含
44、水率制备试样，每个试样取2.5 kg，平铺于不吸水的平板上，用喷水设备向土样均匀喷洒预定的加水量，并均匀拌和。（3）分层击实：取制备好的试样600 800 g，倒入筒内，整平表面，击实25 次，每层击实后土样约为击实筒容积的1/3。击实时，击锤应自由落下，锤迹须均匀分布于土面。重复上述步骤，进行第二、三层的击实。击实后试样略高出击实筒（不得大于6mm）。（4）称土质量：取下套环，齐筒顶细心削平试样，擦净筒外壁，称土质量，准确至0.1 g。（5）测含水率：用推土器推出筒内试样，从试样中心处取2 个各15 30 g 土测定含水率，平行差值不得超过1%。按（2）（4）步骤进行其他不同含水率试样的击实
45、试验。操作训练五击实试验（六）计算及制图（六）计算及制图（五）试验注意事项（五）试验注意事项（1）试验前，击实筒内壁要涂一层凡士林。（2）击实一层后，用刮土刀把土样表面刨毛，使层与层之间压密，同理，其他两层也是如此。（3）如果使用电动击实仪，则必须注意安全。打开仪器电源后，手不能接触击实锤。（1）按下式计算干密度：式中：d干密度，g/cm3；湿密度，g/cm3；w含水率，%。以干密度d为纵坐标，含水率w 为横坐标，绘制干密度与含水率关系曲线。曲线上峰值点所对应的纵横坐标分别为土的最大干密度和最优含水率。如曲线不能绘出准确峰值点，应进行补点。操作训练五击实试验dw 关系曲线操作训练五击实试验（七
46、）试验记录（七）试验记录 击实试验记录土样编号 土粒比重 试验者土样类别 每层击数 校核者风干含水率 试验仪器 试验日期试验序号干密度含水率筒加土质量(g)筒质量(g)湿土质量(g)密度(g/cm3)干密度(g/cm3)盒号盒加湿土质量(g)盒加干土质量(g)盒质量(g)水的质量(g)千土质量(g)|含水率(%)平均含水率(%)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(1)-(2)(3)V (4)1+0.1w(6)-(7)(7)-(8)(9)(10)x1001234操作训练六直接剪切试验（一）试验目的（一）试验目的（1）采用4 个试样，分别在不同的垂直压力
47、p 下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力。（2）根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角 和黏聚力c。（二）试验原理（二）试验原理（1）应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、推动座、量力环等组成。（2）天平：称量500g，感量0.01g；（3）其他：环刀、手表、钢直尺、圆木块、盛土盘等。（三）操作步骤（三）操作步骤（1）按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样（质量约为100g）。本试验使用原装土试样。（2）取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。（3）将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。操作训练六直接剪切试验应变控
48、制式直剪仪1轮轴；2底座；3透水石；4测微表；5活塞；6上盒；7土样；8测微表；9量力环；10下盒（4）徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，记下百分表的初读数R0，或将百分表的长针调至零，即R0=0。（5）在试样面上施加第一级垂直压力P=100kPa。（6）拔去固定销，以每分钟6 转的均匀速率转动手轮，直至剪损。当百分表读数不变或后退时，应继续剪切至位移为4mm 时停止，记下破坏值。当剪切过程中量力环百分表读数无峰值时，则剪切至剪切位移达6mm 时停止。（7）卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等倒出试样，刷净剪切盒。（8）重复（2）（7）步骤，改变垂直压力，使分别为200kPa、
49、300kPa、400kPa 进行试验。操作训练六直接剪切试验（四）操作步骤（四）操作步骤（1）各级压力下试样破坏时的剪应力按下式计算：=k（Rm-R0）式中：试样破坏时的剪应力，kPa；k量力环系数，其值表明在各仪器的量力环上，kPa；Rm百分表最大的读数，0.01mm；R0百分表初读数或等于0，0.01mm。（2）绘图：以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标（两坐标比例应一致），将试验所得各点绘至于坐标图上，根据图上各点，绘一视测的直线，则此直线即为抗剪强度线；其视角为土的内摩擦角，抗剪强度线在纵坐标轴上的截距为土的黏聚力c。操作训练六直接剪切试验直接剪切试验工程名称 试验者:工程编号:计算者
50、:试验日期:校核者仪器编号试样面积(cm2)垂直压力p(kPa)100200300400量力环最大变形R(0.01mm)量力环号数量力环系数k(kPa/0.01mm)抗剪强度=kR(kPa)抗剪强度指标k=_kPa，=_（五）试验记录（五）试验记录识读岩土工程勘察报告4一、工程地质勘察一、工程地质勘察工程地质勘察（一）勘察的目的（二）各阶段勘察的内容1.可行性研究勘察（规划性勘察、选址勘察）2.初步勘察3.详细勘察4.施工勘察（三）岩土工程测试方法1.钻探2.井探3.岩土工程原位测试4.室内土工试验二、工程地质勘察报告二、工程地质勘察报告工程地质勘察报告（一）勘察报告书的基本内容（二）勘察报告
