1、2022-11-17工程地基勘察工程地基勘察工程地基勘察工程地基勘察第第1节节 概述概述第第2节节 水文地质条件水文地质条件第第3节节 土中渗流的影响土中渗流的影响第第4节节 地基勘察方法地基勘察方法工程地基勘察第第1节节 概述概述 地基勘察的地基勘察的目的目的在于以各种勘察手段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，地基的工程地质条件，为设计和施工提供为设计和施工提供所需的工程地质资料所需的工程地质资料。工程地基勘察 地基勘察工作应该做在设计地基勘察工作应该做在设计和施工前面，采取必要的勘察手和施工前面，采取必要的勘察手段
2、和方法，提供准确无误的地基勘察报告。段和方法，提供准确无误的地基勘察报告。地基勘察的地基勘察的任务任务：认识场地的地质条件，认识场地的地质条件，分析场地条件与建筑物之间的相互影响分析场地条件与建筑物之间的相互影响。工程地基勘察第第2节节 水文地质条件水文地质条件 存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫做或溶洞中的水叫做地下水地下水。建筑场地的建筑场地的水文地质条件水文地质条件主要包括主要包括地地下水的埋藏条件下水的埋藏条件，地下水化学成分及其对地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀混凝土的腐蚀等。等。工程地基勘察一、地下水的埋藏条件一、地下水的埋藏条件 地下水
3、按其埋藏条件可分为：地下水按其埋藏条件可分为：上层滞水上层滞水、潜水潜水和和承压水承压水三种类型。三种类型。1.上层滞水上层滞水：指埋藏在地表浅处，局部：指埋藏在地表浅处，局部隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下隔水透镜体的上部，且具有自由水面的地下水。上层滞水地带只有在融雪或大量降水后水。上层滞水地带只有在融雪或大量降水后才能聚集较多的水，因而只能作为季节性的才能聚集较多的水，因而只能作为季节性的或临时性的水源。或临时性的水源。工程地基勘察 2.潜水潜水：指埋藏在地表以下：指埋藏在地表以下第一个稳定隔水层以上的具有自第一个稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水。潜水直接受雨水渗透或河由水面的
4、地下水。潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。因此，潜水位的变化发或流入河流而排泄。因此，潜水位的变化直接受气候条件变化的影响。直接受气候条件变化的影响。工程地基勘察 3.承压水承压水：指充满于两个：指充满于两个连续的稳定隔水层之间的含水连续的稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。由层中的地下水。它承受一定的静水压力。由于承压水的上面存在隔水顶板，它的埋藏区于承压水的上面存在隔水顶板，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明
5、显。变化，受局部气候因素影响不明显。工程地基勘察二、地下水的腐蚀性二、地下水的腐蚀性 地下水中含有多种化学成地下水中含有多种化学成分，当某些成分含量过多时，会对混凝土等分，当某些成分含量过多时，会对混凝土等材料产生危害。材料产生危害。1.地下水中的地下水中的 含量过多时，将与水含量过多时，将与水泥水化生成的泥水化生成的 发生作用，生成生石发生作用，生成生石膏膏 。生石膏再与水泥的水化产。生石膏再与水泥的水化产物水化铝酸钙发生反应，生成硫铝酸钙（水物水化铝酸钙发生反应，生成硫铝酸钙（水泥杆菌）。泥杆菌）。工程地基勘察 硫铝酸钙的体积比化合前硫铝酸钙的体积比化合前膨胀了许多，可以使混凝土产膨胀了许
6、多，可以使混凝土产生膨胀破坏。生膨胀破坏。2.pH7的酸性地下水对混凝土中的的酸性地下水对混凝土中的 和和 可以起到溶解破坏作用。可以起到溶解破坏作用。3.地下水中的游离的地下水中的游离的CO2可与混凝土中可与混凝土中的的Ca(OH)2化合生成化合生成CaCO3硬壳，对混凝土硬壳，对混凝土可起到保护作用。可起到保护作用。工程地基勘察 但但CO2含量过多时，又会含量过多时，又会与与CaCO3化合，生成可溶于水化合，生成可溶于水的的Ca(HCO3)2。这种过多的、能与。这种过多的、能与CaCO3起作用的那一部分游离起作用的那一部分游离CO2称为腐蚀性称为腐蚀性CO2。工程地基勘察第第3节节 土中渗
7、流的影响土中渗流的影响 地下水在渗流过程中受到土骨架的阻地下水在渗流过程中受到土骨架的阻力，作为反作用力，水对土骨架的作用力力，作为反作用力，水对土骨架的作用力称为称为渗流力渗流力。竖向渗流的作用可使土的竖向渗流的作用可使土的有效重度有效重度发发生变化。生变化。工程地基勘察 向下渗流使有效应力增加，向下渗流使有效应力增加，增大土的抗剪强度；向上渗流增大土的抗剪强度；向上渗流则使有效应力减少，降低土的抗剪强度则使有效应力减少，降低土的抗剪强度。向上渗流的水力梯度增加到使有效应力减向上渗流的水力梯度增加到使有效应力减少为零的某一数值少为零的某一数值icr，此时，土中的有效，此时，土中的有效应力降低
8、为零，砂土因抗剪强度丧失而应力降低为零，砂土因抗剪强度丧失而“液化液化”。这种渗透液化现象称为。这种渗透液化现象称为流砂流砂。工程地基勘察 流砂出现时的水力梯度流砂出现时的水力梯度icr称为称为临界水力梯度临界水力梯度。流砂是一种不良的工程地质现象，所流砂是一种不良的工程地质现象，所以在地基勘察中应对可能出现的流砂现象以在地基勘察中应对可能出现的流砂现象的条件及其危害性作出评估。的条件及其危害性作出评估。工程地基勘察 基坑工程防治流砂的原则基坑工程防治流砂的原则主要是：主要是：1.减小基坑内外地下水的水头差；减小基坑内外地下水的水头差；2.增大渗流路径；增大渗流路径；3.在向上渗流出口处地表用
9、透水材料在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力。覆盖压重以平衡渗流力。工程地基勘察 当土中渗流的水力梯度当土中渗流的水力梯度小于临界水力梯度时，虽不小于临界水力梯度时，虽不致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，如果这种现象发生的时间比较长，在土层如果这种现象发生的时间比较长，在土层中将形成管状空洞，使土体强度降低，压中将形成管状空洞，使土体强度降低，压缩性增大，这种现象称为缩性增大，这种现象称为“管涌管涌”。工程地基勘察 渗流对土坡和挡土墙都会渗流对土坡和挡土墙都会产生不利
10、于其稳定性的影响。产生不利于其稳定性的影响。1.渗流对土坡稳定性的不利影响主要渗流对土坡稳定性的不利影响主要是渗流力的是渗流力的促滑作用促滑作用，其次是静水浮托力，其次是静水浮托力的的减重作用减重作用。2.渗流对挡土墙稳定性的不利影响表渗流对挡土墙稳定性的不利影响表现在渗流会使处于主动、静止或被动三者现在渗流会使处于主动、静止或被动三者中任何状态的中任何状态的土压力明显增大土压力明显增大。工程地基勘察第第4节节 地基勘察方法地基勘察方法 工业与民用建筑工程的设计分为工业与民用建筑工程的设计分为可行可行性研究性研究、初步设计初步设计和和施工图施工图三个阶段。三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程
11、地质为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为资料，勘察工作也相应分为可行性研究勘可行性研究勘察察、初步勘察初步勘察和和详细勘察详细勘察三个阶段。三个阶段。工程地基勘察一、勘探工作一、勘探工作 勘探是地基勘察过程中勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段，它是在地查明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面的工程地质测绘和调查所取得的各项定性资料的基础上，进一步对场地的工程地性资料的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。质条件进行定量的评价。勘探工作包括勘探工作包括坑探坑探、钻探钻探、触探触探和和地地球物理勘探球物理勘探等。等。工程
12、地基勘察 下面对触探和地球物理下面对触探和地球物理勘探进行简要介绍。勘探进行简要介绍。1.触探触探 触探是通过探杆用静力或动力将金属触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并测得能表征土对触探头探头贯入土层，并测得能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而贯入的阻抗能力的指标，从而间接间接地判断地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。技术。工程地基勘察 作为勘探手段，触探可用作为勘探手段，触探可用于划分土层；作为测试技术，于划分土层；作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标等。则可估计地基承载力和土的变形指标等。a.静力触探静力触探 静力
13、触探试验凭借静压力将触探头压静力触探试验凭借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得入土层，利用电测技术测得贯入阻力贯入阻力来判来判定土的力学性质。与常规的勘探手段比较，定土的力学性质。与常规的勘探手段比较，静力触探有其独特的优越性。它能快速、静力触探有其独特的优越性。它能快速、连续地探测土层及其性质的变化。连续地探测土层及其性质的变化。工程地基勘察 单桥探头可以测得包括单桥探头可以测得包括锥尖阻力和侧壁摩阻力在内锥尖阻力和侧壁摩阻力在内的总贯入阻力的总贯入阻力P（kN），通常用），通常用比贯入阻比贯入阻力力ps（kPa）表示。）表示。双桥探头可以分别测得锥尖总阻力双桥探头可以分别测得锥尖总阻
14、力Qc（kN）和侧壁总摩阻力）和侧壁总摩阻力Pt（kN），通常以），通常以锥尖阻力锥尖阻力qc（kPa）和）和侧壁摩阻力侧壁摩阻力fs（kPa）表示。根据锥尖阻力表示。根据锥尖阻力qc（kPa）和侧壁摩）和侧壁摩阻力阻力fs（kPa），可以计算同一深度处的），可以计算同一深度处的摩摩阻比阻比Rs。工程地基勘察 地基的承载力取决于地地基的承载力取决于地基土本身的力学性质，而静基土本身的力学性质，而静力触探所测得的比贯入阻力等指标在一定力触探所测得的比贯入阻力等指标在一定程度上也反映了土的某些力学性质。根据程度上也反映了土的某些力学性质。根据静力触探资料可间接地按地区性的经验关静力触探资料可间接地
15、按地区性的经验关系估算系估算地基的承载力地基的承载力、土的压缩性指标土的压缩性指标和和单桩承载力单桩承载力等。等。工程地基勘察 b.动力触探动力触探 动力触探一般是将一定动力触探一般是将一定质量的穿心锤，以一定的落距自由下落，质量的穿心锤，以一定的落距自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度将探头贯入土中，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。所需的锤击次数，并以此判断土的性质。动力触探包括动力触探包括标准贯入试验标准贯入试验和和轻便触轻便触探探两种方法。两种方法。工程地基勘察 由标准贯入试验测得的由标准贯入试验测得的锤击数锤击数N，可用于确定地基，可用于确定地基的承载
16、力、估计土的抗剪强度和粘性土的的承载力、估计土的抗剪强度和粘性土的变形指标、判别粘性土的稠度和砂土的密变形指标、判别粘性土的稠度和砂土的密实度以及估计地震时砂土液化的可能性。实度以及估计地震时砂土液化的可能性。应用轻便触探试验测得的锤击数应用轻便触探试验测得的锤击数N10，可确定粘性土地基和素填土地基的承载力，可确定粘性土地基和素填土地基的承载力，并可按不同位置的值的变化情况判定地基并可按不同位置的值的变化情况判定地基土层的均匀程度。土层的均匀程度。工程地基勘察 2.地球物理勘探地球物理勘探 地球物理勘探（物探）地球物理勘探（物探）是一种兼有是一种兼有勘探勘探和和测试测试双重功能的技术。双重功
17、能的技术。物探之所以能够被用来研究和解决各种地物探之所以能够被用来研究和解决各种地质问题，主要是因为不同的岩石、土层和质问题，主要是因为不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，通过地质构造往往具有不同的物理性质，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地质问题。有关地质问题。工程地基勘察 对地基勘探的下列方面对地基勘探的下列方面宜应用物探：宜应用物探：a.作为钻探的先行手段，了解隐蔽的作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界限、界面或异常地带，为经济合理地质界限、界面或异常地带，为经济合理确定钻探方案提供依据；确定钻探方案提供依据；b.作为钻探的辅
18、助手段，在钻孔之间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、增加地球物理勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据；外推提供依据；工程地基勘察 c.测定岩土体某些特性测定岩土体某些特性参数，如波速、动弹性模量等。参数，如波速、动弹性模量等。常用的物探方法主要有电阻率法、声常用的物探方法主要有电阻率法、声波法等。波法等。工程地基勘察 二、土性指标的统计整理二、土性指标的统计整理 测试测试是地基勘察工作的重是地基勘察工作的重要内容。通过在土工实验室或现场原位进要内容。通过在土工实验室或现场原位进行的测试工作，可以取得土和岩石的物理行的测试工作，可以取得土和岩石的物理力学性质和
19、地下水的水质等定量指标，以力学性质和地下水的水质等定量指标，以供设计计算时使用。供设计计算时使用。工程地基勘察 由于岩石和土自身的不由于岩石和土自身的不均匀性，取样和运输过程的均匀性，取样和运输过程的扰动，实验仪器及操作方法差异等原因，扰动，实验仪器及操作方法差异等原因，同类土层测得的土性指标值是同类土层测得的土性指标值是离散的离散的。在勘察中，若取得足够多的数据，可在勘察中，若取得足够多的数据，可按工程地质单元及层次分别进行统计整理，按工程地质单元及层次分别进行统计整理，以便求得以便求得具有代表性的指标具有代表性的指标。工程地基勘察 统计整理时，应在合理统计整理时，应在合理分层的基础上，对每
20、层土的分层的基础上，对每层土的有关测试项目，根据指标测试次数、地层有关测试项目，根据指标测试次数、地层均匀性和建筑物等级等因素选择合理的数均匀性和建筑物等级等因素选择合理的数理统计方法。理统计方法。地基勘察中所测得的指标，是直接用地基勘察中所测得的指标，是直接用来计算土体强度和变形的，如抗剪强度指来计算土体强度和变形的，如抗剪强度指标标c、值等值等。工程地基勘察 当须提供室内试验的当须提供室内试验的抗剪强度指标时，对于甲抗剪强度指标时，对于甲级建筑物，应在基础底面以下一倍基坑宽级建筑物，应在基础底面以下一倍基坑宽深度的土层内，对同一类土至少取深度的土层内，对同一类土至少取6组原状组原状试样进行
21、室内剪切试验。室内剪切试验取试样进行室内剪切试验。室内剪切试验取消了直接剪切试验，而应选择三轴不固结消了直接剪切试验，而应选择三轴不固结不排水试验或固结不排水试验。不排水试验或固结不排水试验。工程地基勘察1.p176：第：第7行行“，将与水泥，将与水泥硬硬化后生化后生成成的的Ca(OH)2起作用，起作用，”水水第第6章章 内容勘误内容勘误2.p187：倒数第：倒数第15行行“地基土地基土的承载力取的承载力取决于土本身的力学性质，决于土本身的力学性质，”地基地基工程地基勘察3.p187：倒数第：倒数第13行行“按地区性的经验关按地区性的经验关系估算系估算土土的承载力、的承载力、.”地基地基工程地基勘察第第6章章 重点内容重点内容1.流砂的产生及防治原则流砂的产生及防治原则2.不同地基勘察方法的工作原理不同地基勘察方法的工作原理2022-11-17工程地基勘察
