基礎(chǔ)工程學(xué)工程勘察課件

*2-1基礎(chǔ)工程學(xué)陳福全２００７－２００８學(xué)年第一學(xué)期*2-1基礎(chǔ)工程學(xué)*2-22.0問題的提出

土木工程包括各種不同的結(jié)構(gòu)和體系，如建筑物、大壩、隧道、道路、橋梁、港口等，所有這些設(shè)施都離不開巖土。對(duì)與工程有關(guān)的巖土體的充分了解是進(jìn)行土木工程分析、設(shè)計(jì)與施工的前提。要了解巖土體，首先就要查明它在空間上的分布和構(gòu)成情況，獲得與巖土相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，然后才能對(duì)工程所在場(chǎng)地的穩(wěn)定性、建筑適宜性作出明確判定，進(jìn)而對(duì)擬建工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案進(jìn)行論證，提出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的建議。*2-22.0問題的提出土木工程包括各種不同的結(jié)*2-3

根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的型式和荷重特點(diǎn)等，按照規(guī)范的技術(shù)要求，以一定的手段和方法，按照一定的步驟，對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查、分析、論證、評(píng)價(jià)，并將所得成果編制成巖土工程勘察報(bào)告書，提交相關(guān)部門，為工程建設(shè)的規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工等提供詳實(shí)可靠的技術(shù)依據(jù)。2.1概述2.1.1工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是指工程建筑所在場(chǎng)區(qū)地質(zhì)及環(huán)境各項(xiàng)因素的綜合。這些因素包括：*2-3根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的*2-4

（1）巖土類型是最基本的工程地質(zhì)因素。各個(gè)行業(yè)都制定了結(jié)合本行業(yè)特點(diǎn)的巖土分類體系，主要是按巖土的成因類型、沉積年代、主要力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行分類，建立一套通用的巖土鑒別標(biāo)準(zhǔn)。不同的巖土類型，其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同，基本性質(zhì)存在差異，決定了它的工程特性也不同。（2）地質(zhì)構(gòu)造是基本的工程地質(zhì)因素。地質(zhì)構(gòu)造是指構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖層發(fā)生變形和變位后所遺留下來的產(chǎn)物，常見的有褶皺、斷層和節(jié)理。地質(zhì)構(gòu)造，尤其是時(shí)代新、規(guī)模大的新構(gòu)造斷裂，對(duì)工程場(chǎng)地的穩(wěn)定起著控制作用。*2-4（1）巖土類型是最基本的工程地質(zhì)因素。各個(gè)*2-5（3）地形地貌：主要包括地表的高低起伏狀況、山坡陡緩程度、河谷寬窄及形態(tài)特征、不同地貌單元的特征及其相互關(guān)系等。地形地貌直接影響場(chǎng)址和線路的選擇。（4）地下水條件：是重要的工程地質(zhì)因素，主要包括地下水的成因、埋藏、分布，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件，地下水的滲流對(duì)工程建筑的影響以及地下水的水質(zhì)和對(duì)混凝土的侵蝕性等。（5）不良地質(zhì)現(xiàn)象：指地表地質(zhì)作用，諸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、河流沖刷以及風(fēng)化、侵蝕等，這些不良地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)建筑物的穩(wěn)定和正常使用構(gòu)成威脅，可以根據(jù)它們的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)工程地質(zhì)條件的變化。*2-5（3）地形地貌：主要包括地表的高低起伏狀況、山坡陡緩*2-6勘察階段的劃分巖土工程勘察階段的劃分是與設(shè)計(jì)階段的劃分相一致的?，F(xiàn)行的工程建設(shè)中，巖土工程勘察階段一般分為可行性研究勘察階段、初步設(shè)計(jì)勘察階段和詳細(xì)勘察（施工圖設(shè)計(jì)勘察）階段。對(duì)面積不大、工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單或有建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，可簡(jiǎn)化勘察階段。（1）可行性研究勘察階段：主要搜集場(chǎng)區(qū)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料，初步了解場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象和地下水情況等，對(duì)擬建場(chǎng)地穩(wěn)定性和建筑適宜性作出評(píng)價(jià)。*2-6勘察階段的劃分*2-7

選擇場(chǎng)地時(shí)，一般應(yīng)避開下列地段：不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地段；地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段；對(duì)建筑抗震不利的地段；洪水或地下水對(duì)建筑場(chǎng)地有嚴(yán)重威脅或不良影響的地段；地下有未開采的有價(jià)值的礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)。*2-7選擇場(chǎng)地時(shí)，一般應(yīng)避開下列地段：不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)*2-8

（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段主要包括搜集本項(xiàng)目的可行性研究階段巖土工程勘察報(bào)告等基本資料；初步查明地層、構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于7度的場(chǎng)地，初步判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。通過以上工作，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)，為確定建筑物總平面布置、選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治對(duì)策進(jìn)行論證。

*2-8（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段*2-9（3）詳細(xì)勘察階段詳細(xì)勘察密切結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)，按不同建筑物或建筑群提出詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)建筑地基作出巖土工程分析評(píng)價(jià)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案作出論證、結(jié)論和建議。*2-9（3）詳細(xì)勘察階段*2-10

施工勘察主要解決與施工有關(guān)的巖土工程問題，如基槽檢驗(yàn)、樁基工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢測(cè)、施工中的巖土工程監(jiān)測(cè)和必要的補(bǔ)充勘察，具體內(nèi)容視工程要求而定。為達(dá)到巖土工程勘察的目的、要求和內(nèi)容，必須有一套勘察方法來配合實(shí)施。

巖土工程勘察的基本方法有：工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探與取樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)以及資料的分析與整理等。*2-10施工勘察主要解決與施工有關(guān)*2-11

如果場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或工程項(xiàng)目有特殊要求，在進(jìn)行各勘察階段之前，應(yīng)先進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪，以初步了解擬建場(chǎng)地的地層、巖性、構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象，為場(chǎng)址選擇及勘探方案的合理布置提供依據(jù)。2.2工程地質(zhì)測(cè)繪*2-11如果場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或工程項(xiàng)目有特殊*2-122.2.1

測(cè)繪內(nèi)容和比例尺

工程地質(zhì)測(cè)繪是在野外進(jìn)行地質(zhì)填圖，其內(nèi)容包括工程地質(zhì)條件的全部要素。工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺一般分為以下三種：（1）小比例尺測(cè)繪：比例尺1：5000～1：50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃或區(qū)域性的工業(yè)布局時(shí)使用，是為了了解區(qū)域性的工程地質(zhì)條件。*2-122.2.1

測(cè)繪內(nèi)容和比例尺*2-13

（2）中比例尺測(cè)繪：比例尺1：2000～1：5000，一般在初步勘察階段使用。（3）大比例尺測(cè)繪：比例尺1：200～1：1000，適用于詳細(xì)勘察階段或地質(zhì)條件比較復(fù)雜和重要建筑物地段，以及需要解決某一特殊問題時(shí)使用。2.2.2

測(cè)繪方法

工程地質(zhì)測(cè)繪方法有像片成圖法和實(shí)地測(cè)繪法。

*2-13（2）中比例尺測(cè)繪：比例尺1*2-14

實(shí)地測(cè)繪法有三種：（1）路線法。沿著一定路線，把沿途觀察到的地質(zhì)情況標(biāo)繪在地形圖上。（2）布點(diǎn)法。預(yù)先在地形圖上布置觀察點(diǎn)及觀察路線，達(dá)到廣泛觀察地質(zhì)現(xiàn)象的目的。（3）追索法。沿地層走向或某一構(gòu)造線方向追索，以查明某些局部的復(fù)雜構(gòu)造情況。*2-14*2-15

勘探是了解地表以下地質(zhì)情況的一種可靠方法，它可以直接或間接地取得有關(guān)地下巖土層的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。取樣則是為了提供對(duì)巖土特性進(jìn)行鑒定和各種試驗(yàn)所需的樣品?？碧椒椒ㄓ锌犹?、鉆探和工程物探（地球物理勘探）。觸探也屬于勘探之一種，將在后面巖土的原位測(cè)試部分介紹。2.3勘探與取樣

*2-15勘探是了解地表以下地質(zhì)情況的*2-162.3.1坑探坑探就是用人工或機(jī)械挖掘探井、探槽、豎井、平洞或大口徑鉆孔，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間的接觸關(guān)系，并能取出接近實(shí)際狀態(tài)的原狀巖土樣，還可利用坑槽作巖土體原位試驗(yàn)。坑探

*2-162.3.1坑探坑探*2-172.3.2鉆探

鉆探幾乎是了解深部地層并采取試樣的唯一方法。鉆探是指用鉆頭鉆進(jìn)地層，在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當(dāng)深度的圓形孔，稱為鉆孔。鉆孔的上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的上口稱孔口；底部稱孔底；四周稱孔壁。鉆孔斷面的直徑稱孔徑，由大孔徑改為小孔徑稱換徑。從孔口到孔底的距離稱為孔深。鉆探

*2-172.3.2鉆探鉆探*2-18鉆探

*2-18鉆探*2-19

鉆孔的直徑、深度、方向取決于鉆孔用途和鉆探地點(diǎn)的地質(zhì)條件。鉆孔的直徑一般為75～150mm，在一些大型建筑物的工程地質(zhì)鉆探時(shí)，孔徑往往大于150mm，有時(shí)可達(dá)到500mm。鉆孔的深度由數(shù)米至上百米，視工程要求和地質(zhì)條件而定。一般的建筑工程地質(zhì)鉆探深度在數(shù)十米以內(nèi)。鉆孔的方向一般為垂直向下，也有打成傾斜的（斜孔）。在地下工程中有水平鉆孔，甚至有直立向上的鉆孔。*2-19鉆孔的直徑、深度、方向取*2-20

（一）鉆探過程鉆探過程有三個(gè)基本程序：（1）破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯叫做破碎巖土。巖土被破碎是借助鉆頭沖擊、回轉(zhuǎn)、研磨和施壓來實(shí)現(xiàn)的。（2）采取巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。*2-20（一）鉆探過程*2-21

（3）保全孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護(hù)好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥漿來護(hù)壁。（二）鉆進(jìn)方法表2–1根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001,列舉了各種鉆進(jìn)方法及其適用范圍。*2-21（3）保全孔壁：為了順利地進(jìn)*2-222.3.3物探GeophysicalExploration地球物理勘探方法:重力場(chǎng),磁電場(chǎng),聲,彈性波,放射性勘探,地震勘探(規(guī)范,剪切波速)

優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單迅速缺點(diǎn):間接判斷,

較大范圍.*2-222.3.3物探GeophysicalExplor*2-23

現(xiàn)場(chǎng)勘探所取的巖石或土試樣經(jīng)封裝后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行擬定項(xiàng)目的試驗(yàn)，以揭示巖土的特性，進(jìn)行分類定名和土層劃分。一般的中、小型工程設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)，用土的某些物理指標(biāo)，按有關(guān)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)表格，或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式，確定地基承載能力；當(dāng)需計(jì)算建筑物沉降，預(yù)估發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，要求提供壓縮性指標(biāo)和固結(jié)系數(shù)；重大或有特殊要求的工程，還需測(cè)定前期固結(jié)壓力，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和強(qiáng)度參數(shù)；若有動(dòng)荷載作用或考慮地震作用，還需確定土的動(dòng)力性質(zhì)指標(biāo)等。2.4巖土工程室內(nèi)試驗(yàn)*2-23現(xiàn)場(chǎng)勘探所取的巖石或土試*2-24*2-24*2-25*2-25*2-26*2-26*2-27*2-27*2-28*2-28*2-29*2-29*2-30*2-30*2-312.5巖土原位測(cè)試

原位測(cè)試是在土層原來所處的位置，在基本保持土體的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測(cè)定土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。與室內(nèi)土工試驗(yàn)相比，具有主要優(yōu)點(diǎn)：*2-312.5巖土原位測(cè)試原位測(cè)試是在土層原來所處的位*2-32

（1）能夠測(cè)定難以取樣（如飽和的砂土、粉土、淤泥及淤泥質(zhì)土等）土層的工程性質(zhì)； （2）能夠避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響； （3）測(cè)定土體的范圍遠(yuǎn)比室內(nèi)試驗(yàn)大，因而代表性好； （4）測(cè)試時(shí)間相對(duì)較短，效率高。

缺點(diǎn)：測(cè)試土體的邊界條件不明確，試驗(yàn)的應(yīng)力路徑及排水條件不能很好控制，應(yīng)變速率比實(shí)際要大，再就是所得參數(shù)與土性質(zhì)間的關(guān)系往往建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。*2-32 （1）能夠測(cè)定難以取樣（如飽和的砂土、粉土、*2-33

室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試，通常配合使用，相互驗(yàn)證。 對(duì)土而言，巖土工程原位測(cè)試的主要方法包括：載荷試驗(yàn)（淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)）、靜力觸探（圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）、動(dòng)力觸探（圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)）、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速試驗(yàn)等。 巖石的原位測(cè)試方法主要有：巖基載荷試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)三軸剪切試驗(yàn)。這些試驗(yàn)可以提供巖石地基的承載力和變形參數(shù)以及巖石或巖體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。*2-33 室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試，通常配合使用，相互驗(yàn)證。*2-342.5.1載荷試驗(yàn)

載荷試驗(yàn)是在擬建建筑場(chǎng)地上，在挖至設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)埋置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級(jí)施加荷載，測(cè)定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強(qiáng)度與變形特性，求得地基土的承載力特征值與變形模量等工程特性參數(shù)。載荷試驗(yàn)實(shí)際上是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對(duì)天然埋藏條件下的土體進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)，成果真實(shí)可靠。 *2-342.5.1載荷試驗(yàn)*2-351.淺層平板載荷試驗(yàn) 地基土淺層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力和變形參數(shù)，承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2。*2-351.淺層平板載荷試驗(yàn)*2-36現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板*2-36現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板*2-37反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表*2-37反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表*2-38 (1).方法要點(diǎn) 試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍。應(yīng)注意保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用不超過20mm厚的粗、中砂層找平。加荷分級(jí)不應(yīng)少于8級(jí)，最大加載量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)要求的兩倍。每級(jí)加載后，按間隔10、10、10、15、15min，以后為每隔半小時(shí)測(cè)讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。最終得到載荷試驗(yàn)p—s曲線如圖2-2所示（p—施加于承壓板上的壓力，s—在相應(yīng)壓力下的沉降）。

*2-38 (1).方法要點(diǎn)*2-39當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載： ①.承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出； ②.沉降s急劇增大，p～s曲線出現(xiàn)陡降段： ③.某級(jí)荷載下24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； ④.s/b≥0.06（b為承壓板寬度或直徑）。滿足前三種情況之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載。*2-39當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：*2-40 (2).承載力特征值的確定 ①.p～s曲線上有比例界限時(shí)，取比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值 ②.當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半； ③.當(dāng)不能按上述二點(diǎn)確定時(shí)，如壓板面積為0.25～0.50m2，，可取s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。 同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，各試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不得超過其平均值的30%，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。

*2-40 (2).承載力特征值的確定*2-41pcrpuS荷載沉降曲線*2-41pcrpuS荷載沉降曲線*2-42*2-42*2-43*2-43*2-44*2-44*2-45*2-45*2-46*2-46*2-472.5.2靜力觸探試驗(yàn)（CPT）

CPT通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土中，同時(shí)直接用儀表量測(cè)土層對(duì)觸探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。目前采用的電測(cè)靜力觸探，可以直接量測(cè)探頭的貫入阻力，能實(shí)現(xiàn)資料的自動(dòng)采集和靜力觸探曲線的自動(dòng)繪制，直觀地反映土層剖面的連續(xù)變化。CPT主要優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)、快速、精確，可在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)得各土層的貫入阻力指標(biāo)，特別適合于地基土層豎向變化比較復(fù)雜，或土層為飽和砂土、粉土以及高靈敏度軟粘土等難以取樣的情況，是最常用的一種勘探方法。*2-472.5.2靜力觸探試驗(yàn)（CPT）*2-48電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭StaticConePenetration單橋探頭端部Ps=Q/A

比貫入阻力雙橋探頭端部和側(cè)壁土的密實(shí)度壓縮性強(qiáng)度樁和地基的承載力*2-48電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭Static*2-49*2-49*2-50*2-50*2-51圖2-3靜力觸探ps～h曲線*2-51圖2-3靜力觸探ps～h曲線*2-52*2-52*2-53

3.靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用

靜力觸探試驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土，設(shè)備的貫入能力必須滿足測(cè)試土性、深度等需要，反力必須大于貫入總阻力。可用于下列目的：

(1).根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層；

(2).估算地基土的物理力學(xué)參數(shù)；

(3).評(píng)定地基土的承載力；

(4).確定樁端持力層、單樁豎向極限承載力，判定沉樁可能性；

(5).判定飽和砂土、粉土的液化和場(chǎng)地地震的液化勢(shì)。

*2-533.靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用*2-54孔壓靜力觸探

把測(cè)孔隙水壓力的傳感組件與標(biāo)準(zhǔn)的靜力觸探相組合，故在測(cè)定qc和fs的同時(shí)，也能量測(cè)土中的孔隙水壓力。當(dāng)停止貫入時(shí)，還可量測(cè)超孔隙水壓力的消散。利用孔壓靜力觸探大大提高了土類判別和土層劃分的能力。它是一種新的有效的原位測(cè)試技術(shù)。*2-54孔壓靜力觸探*2-552.5.3圓錐動(dòng)力觸探(DPT,DynamicPenetration

)

利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的實(shí)心圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對(duì)土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定試驗(yàn)土層的物理力學(xué)性質(zhì)。通常以打入土中一定距離所需的錘擊數(shù)來表示土的阻力。

優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、工效較高、適應(yīng)性廣，并具有連續(xù)貫入的特性。對(duì)難以取樣的砂土、粉土、碎石類土等，對(duì)靜力觸探難以貫入的土層，動(dòng)力觸探是十分有效的原位測(cè)試手段。圓錐動(dòng)力觸探的缺點(diǎn)是不能采樣對(duì)土進(jìn)行直接鑒別描述，試驗(yàn)誤差稍大，再現(xiàn)性差。*2-552.5.3圓錐動(dòng)力觸探(DPT,Dynamic*2-56 1.動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格 目前動(dòng)力觸探設(shè)備的規(guī)格較多，不同設(shè)備規(guī)格所測(cè)得觸探指標(biāo)不同，也就是說，某種動(dòng)力觸探指標(biāo)對(duì)應(yīng)其相應(yīng)的設(shè)備規(guī)格?！稁r土工程勘察規(guī)范》50021-2001根據(jù)錘擊能量按表2-2分為輕型、重型和超重型三種。*2-56 1.動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格*2-57*2-57*2-582.動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和成果應(yīng)用

動(dòng)力觸探試驗(yàn)適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，各種軟質(zhì)巖石及靜力觸探難以貫入的各類土，主要成果是錘擊數(shù)和錘擊數(shù)隨深度變化的關(guān)系曲線。其成果主要應(yīng)用于：

(1).確定砂土和碎石土的密實(shí)度；

(2).確定地基土的承載力和變形模量；

(3).檢驗(yàn)評(píng)估地基土加固與改良的效果；

(4).確定單樁的承載力。*2-582.動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和成果應(yīng)用*2-59輕型動(dòng)力觸探10kg中型動(dòng)力觸探28kg

重型動(dòng)力觸探63.5kg穿心錘錘墊觸探桿尖錘頭錐狀探頭*2-59輕型動(dòng)力觸探10kg中型動(dòng)力觸探28kg重型動(dòng)力*2-60圓錐動(dòng)力觸探*2-60圓錐動(dòng)力觸探*2-612.5.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上仍屬動(dòng)力觸探方法之一，所不同的是其觸探頭不是圓錐形探頭，而是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓筒形探頭(由兩個(gè)半圓管合成的取土器)，稱為貫入器。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)就是利用—定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的對(duì)開管式貫入器打入鉆孔孔底待測(cè)試的土層中，根據(jù)打入土層中的貫入阻力，評(píng)定土層的變化和土的物理力學(xué)性質(zhì)。貫入阻力用貫入器貫入土層中的30cm的錘擊數(shù)N表示，也稱標(biāo)貫擊數(shù)。

*2-612.5.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)*2-62標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一般結(jié)合鉆孔進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是：操作筒便，設(shè)備簡(jiǎn)單，土層的適應(yīng)性廣，而且通過貫入器可以采取擾動(dòng)土樣，對(duì)它進(jìn)行直接鑒別描述和有關(guān)的室內(nèi)土工試驗(yàn)，如取砂土做顆粒分析試驗(yàn)。該試驗(yàn)特別對(duì)鉆探中難以取樣的砂土和粉土的工程性質(zhì)的評(píng)定具有獨(dú)特意義。1.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備規(guī)格

《巖土工程勘察規(guī)范》50021-2001規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合表2—3的要求*2-62標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一般結(jié)合鉆孔進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是：操作*2-63。*2-63。*2-64穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身貫入器靴SPTStandardPenetrationTest*2-64穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身貫入器靴SP*2-65StandardPenetrationTest*2-65StandardPenetrationTest*2-66StandardPenetrationTest*2-66StandardPenetrationTest*2-672.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)條件和成果應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于N＝2～50擊的土層。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的主要成果有：標(biāo)貫擊數(shù)N與深度的關(guān)系曲線，標(biāo)貫孔工程地質(zhì)柱狀剖面圖。采用標(biāo)貫擊數(shù)N評(píng)定土的有關(guān)工程性質(zhì)時(shí)，主要應(yīng)用于：

(1).采取擾動(dòng)土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析成果給土定名；

(2).根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，評(píng)定砂土的密實(shí)度和相對(duì)密度；*2-672.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)條件和成果應(yīng)用*2-68 (3).利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，提供土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量、地基承載力等；

(4).估算單樁的豎向極限承載力，判定沉樁可能性；

(5).判定飽和砂土、粉土的地震液化可能性及液化等級(jí)。*2-68 (3).利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，提供土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量*2-692.5.5十字板剪切試驗(yàn)(VST)

十字板剪切試驗(yàn)是快速測(cè)定飽和軟粘土層不排水剪強(qiáng)度的一種簡(jiǎn)易而可靠的原位測(cè)試方法，它所測(cè)得的抗剪強(qiáng)度值，相當(dāng)于試驗(yàn)深度處天然土層的不排水抗剪強(qiáng)度，在理論上它相當(dāng)于三軸不排水剪的總強(qiáng)度，或無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的一半(=0)。由于十字板剪切試驗(yàn)不需采取土樣，特別對(duì)適用于難以取樣的靈敏性高的粘性土，它可以在現(xiàn)場(chǎng)基本保持天然應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行扭剪。十字板剪切試驗(yàn)在沿海軟土地區(qū)已被廣泛使用，土體的擾動(dòng)較小，試驗(yàn)簡(jiǎn)便。對(duì)于不均勻土層，特別是夾有薄層粉、細(xì)砂或粉土的軟粘性土，十字板剪切試驗(yàn)會(huì)有較大的誤差。 *2-692.5.5十字板剪切試驗(yàn)(VST)*2-70HDFF地基勘探VSTVaneShearTestMmax=F×D*2-70HDFF地基勘探VSTMmax=F×D*2-71

十字板剪切試驗(yàn)主要適用于靈敏度St≤10，固結(jié)系數(shù)C

v≤l00m2／年的均質(zhì)飽和軟粘性土。十字板剪切試驗(yàn)成果有：十字板不排水抗剪強(qiáng)度Cu隨深度的變化曲線即Cu—h關(guān)系曲線。 十字板剪切試驗(yàn)用于： （1）測(cè)定原位應(yīng)力條件下軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度Cu； （2）估算軟粘性土的靈敏度St； （3）評(píng)定地基土的承載力。*2-71 十字板剪切試驗(yàn)主要適用于靈敏度St≤10，固結(jié)*2-722.5.6旁壓儀Pressuremeter

水箱V0

V0VPhpuh

pcr

poh

量測(cè)鉆孔內(nèi)進(jìn)行橫向載荷試驗(yàn),用以測(cè)定較深處土層的變形模量和承載力旁壓試驗(yàn)*2-722.5.6旁壓儀Pressuremeter水箱*2-73*2-73*2-74

巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工過程中，地下水的影響與作用不容忽視。地下水能降低巖土的強(qiáng)度和地基承載能力；對(duì)砂土、粉土產(chǎn)生潛蝕作用，破壞土體結(jié)構(gòu)；地下工程施工中若遇砂土、粉土，還會(huì)產(chǎn)生流砂現(xiàn)象，給施工帶來困難；有些地下水還會(huì)腐蝕地下結(jié)構(gòu)物。因此，在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)和施工的需要提供有關(guān)參數(shù)，進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)可能產(chǎn)生的后果，提出監(jiān)測(cè)和防護(hù)措施。2.6巖土工程地下水*2-74 巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、施工過程中，地下水的影響與*2-752.6.1地下水的作用和影響1.降水引起地面沉降 基坑開挖時(shí)，往往需要人工降低地下水位，以提高坑壁土體的強(qiáng)度，為土方開挖和基礎(chǔ)施工提供良好的環(huán)境。若降水不當(dāng)，會(huì)使基坑周圍土體產(chǎn)生固結(jié)沉降，導(dǎo)致基坑外圍建筑物和地下管線發(fā)生破壞。另外，大面積的深井抽水會(huì)在井周形成降落漏斗，在這一降落漏斗范圍內(nèi)的土層將產(chǎn)生固結(jié)沉降，影響該范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物的安全和正常使用。工程實(shí)踐中經(jīng)常在基坑外圍設(shè)置止水帷幕（如深層攪拌樁或薄壁地下連續(xù)墻），切斷坑內(nèi)外水體的水力聯(lián)系，不致因降水引起坑外地層的沉降。在城市中應(yīng)嚴(yán)格控制地下水的開采量。*2-752.6.1地下水的作用和影響*2-762.地下水的浮托作用 地下水對(duì)水位以下的巖土體產(chǎn)生靜水壓力，并產(chǎn)生浮托力。浮托力的大小可以按阿基米得原理確定，即當(dāng)巖土體空隙或孔隙中的水與巖土體外界的地下水相通，浮托力等于巖土體骨架顆粒體積部分的浮力。 當(dāng)建筑物以粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石作地基時(shí)，按設(shè)計(jì)水位100%計(jì)算浮托力； 當(dāng)建筑物以節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石作地基時(shí)，按設(shè)計(jì)水位50%計(jì)算浮托力；當(dāng)建筑物以粘性土作地基時(shí)，其浮托力難以確切地確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)考慮。

*2-762.地下水的浮托作用*2-77

根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》Gb50007-2002的規(guī)定，確定地基承載力特征值時(shí)，無論是基礎(chǔ)底面以下土的天然重度或是基礎(chǔ)底面以上土的加權(quán)平均重度的確定，地下水位以下均取有效重度。*2-77根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》*2-78*2-78*2-79*2-79*2-80*2-80*2-81*2-81*2-82圖2–7基坑下存在承壓地下水的情況圖2–6基坑底最小不透水層厚度*2-82圖2–7基坑下存在承壓地下水的情況圖2–6基*2-83*2-83*2-84*2-84*2-85*2-85*2-862.7.1巖土參數(shù)的可靠性和適用性 巖土參數(shù)是巖土工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，可靠性和適用性是對(duì)巖土參數(shù)的基本要求?？煽啃允侵竻?shù)能正確反映巖土體在規(guī)定條件下的性狀；適用性是指參數(shù)能滿足巖土工程設(shè)計(jì)計(jì)算的假定條件和計(jì)算精度的要求。

2.7巖土計(jì)算參數(shù)的分析與選定

*2-862.7.1巖土參數(shù)的可靠性和適用性2.7巖土計(jì)算*2-87巖土參數(shù)的可靠性和適用性，首先取決于巖土結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)的程度，不同取樣方法對(duì)土的擾動(dòng)程度是不同的。采用厚壁取土器、錘擊法取土，對(duì)土樣結(jié)構(gòu)的擾動(dòng)較大，使土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu明顯降低，變異系數(shù)δ顯著增大。其次，對(duì)于同一地層的同一指標(biāo)，用不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)所得的結(jié)果會(huì)有很大差異。*2-87巖土參數(shù)的可靠性和適用性，首先取決于巖土結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)*2-88*2-88*2-89*2-89*2-90*2-90*2-91*2-91*2-92*2-92*2-93*2-93*2-942.8.1巖土工程勘察報(bào)告的主要內(nèi)容 巖土工程勘察報(bào)告書是勘察工作的文字成果，說明通過各種勘察手段（如現(xiàn)場(chǎng)鉆探、原位測(cè)試、室內(nèi)土工試驗(yàn)等）獲取建筑場(chǎng)地巖土層的分布規(guī)律和物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，通過歸納、整理、分析研究，為地基的設(shè)計(jì)和整治利用提供具有一定可靠程度的計(jì)算依據(jù)。

2.7巖土工程勘察報(bào)告的閱讀與使用

*2-942.8.1巖土工程勘察報(bào)告的主要內(nèi)容2.7巖土工*2-95勘察報(bào)告是基礎(chǔ)施工的參考資料和編制基礎(chǔ)工程預(yù)決算的依據(jù)之一。全面掌握勘察報(bào)告中所包含的工程地質(zhì)信息，仔細(xì)研究報(bào)告中為解決巖土工程問題所提出的合理建議，正確選擇地基和基礎(chǔ)的形式，是非常必要的。對(duì)基礎(chǔ)施工人員來說，勘察成果對(duì)合理選擇和使用施工機(jī)具，預(yù)測(cè)并解決施工中可能碰到的問題，也具有極大的參考價(jià)值?？辈斓哪康囊巡粌H僅是提供地質(zhì)資料，而要更多地涉及場(chǎng)地地基巖土體的整治、改造和利用的分析論證；設(shè)計(jì)工程師必須具備巖土工程學(xué)科的廣泛的背景知識(shí)，以應(yīng)對(duì)變化復(fù)雜的地質(zhì)條件。*2-95勘察報(bào)告是基礎(chǔ)施工的參考資料和編制基礎(chǔ)工程預(yù)決算的*2-96

常見于實(shí)際工程中的巖土工程報(bào)告書中的格式和內(nèi)容基本上應(yīng)包括以下各個(gè)方面（因工程大小和性質(zhì)不同，報(bào)告書在內(nèi)容和形式上可有所不同）：

(1)勘察的目的、要求和任務(wù)；

(2)擬建工程概況；

(3)勘察方法和勘察工作布置；

(4)場(chǎng)地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、地下水、不良地質(zhì)現(xiàn)象的描述與評(píng)價(jià)；

(5)場(chǎng)地穩(wěn)定性與適宜性的評(píng)價(jià)；

(6)巖土參數(shù)的分析與選用；*2-96 常見于實(shí)際工程中的巖土工程報(bào)告書中的格式和內(nèi)容基*2-97 (7)巖土體的利用、整治、改造方案及其分析和論證；

(8)工程施工和運(yùn)營期間可能發(fā)生的巖土工程問題的預(yù)測(cè)及監(jiān)控預(yù)防措施的建議；

(9)成果報(bào)告應(yīng)附必要的圖件，主要有：①勘探點(diǎn)平面布置圖；②工程地質(zhì)柱狀圖；③工程地質(zhì)剖面圖；④原位測(cè)試成果圖表；⑤室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表；⑥巖土利用、整治、改造方案的有關(guān)圖表；⑦巖土工程計(jì)算簡(jiǎn)圖及計(jì)算成果圖表；⑧必要時(shí)，尚可附綜合工程地質(zhì)圖、綜合地質(zhì)柱狀圖、地下水位線圖、素描及照片等。

*2-97 (7)巖土體的利用、整治、改造方案及其分析和論*2-98

可根據(jù)任務(wù)要求，提交單項(xiàng)報(bào)告，主要的有：(1)巖土工程測(cè)試報(bào)告；(2)巖土工程檢測(cè)或監(jiān)測(cè)報(bào)告；(3)巖土工程事故調(diào)查與分析報(bào)告；(4)巖土利用、整治或改造方案；(5)專門巖土工程問題的技術(shù)咨詢報(bào)告。2.8.2巖土工程勘察報(bào)告實(shí)例 某住宅小區(qū)場(chǎng)地的巖土工程勘察報(bào)告摘錄如下：

1.工程概況、勘察要求及工作概況*2-98可根據(jù)任務(wù)要求，提交單項(xiàng)報(bào)告*2-99

根據(jù)項(xiàng)目委托書，擬建工程為6～7層住宅樓，初步確定采用淺基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)要求查明場(chǎng)地土層的構(gòu)成、分布及埋深，獲取各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，判定地基土?xí)癞a(chǎn)生液化，提供地基基礎(chǔ)的選型及設(shè)計(jì)參數(shù)。 勘察工作按施工圖設(shè)計(jì)階段(亦稱詳細(xì)勘察階段)的要求進(jìn)行，采取野外鉆探取樣、現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試及室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合的方法。勘察工作自XXXX年X月X日開始，至X月X日完成，完成工作量……。

2.場(chǎng)地地形地貌 擬建場(chǎng)地地貌上屬長江沖積高漫灘，地形較平坦?？辈鞎r(shí)原有住宅樓未拆除。地表標(biāo)高10.85～10.90m。*2-99 根據(jù)項(xiàng)目委托書，擬建工程為6～7層住宅樓，初步*2-100 3.場(chǎng)地土層劃分 經(jīng)鉆探揭示，擬建場(chǎng)地土層分布可分5層，自上而下為： 第①-1層填土；灰色、松散、層厚1.60～2.60m； 第①-2層塘泥：灰黑色，軟-流塑，層厚1．60～2．OOm，僅在J18、G20孔附近分布； 第②-1層粉土、粉砂：灰黑色～灰色，飽和，粉土軟塑一可塑，粉砂稍密，層厚4.30～7.20m，層頂標(biāo)高7.20～9.29m

*2-100 3.場(chǎng)地土層劃分*2-101第②-2層粉土夾薄層粉砂：灰色，飽和，粉土軟塑，粉砂稍密，層厚7.10～10.50m，層頂標(biāo)高1.70～3.90m； 第②-3層粉砂：青灰色，飽和，中密，層頂標(biāo)高-4.15～6.65m，本層未鉆透。

4.各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值和地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值見表2—5。

5.地下水情況 該場(chǎng)地地下水類型為潛水，地下水位隨季節(jié)變化，勘察期間測(cè)得的穩(wěn)定地下水位為1.80～2.00m，據(jù)水質(zhì)試驗(yàn)分析資料，地下水對(duì)混凝土無侵蝕性。*2-101第②-2層粉土夾薄層粉砂：灰色，飽和，粉土軟塑，*2-102 6.場(chǎng)地抗震評(píng)價(jià) 根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001的判別標(biāo)準(zhǔn)： （1）該場(chǎng)地土類型為中軟場(chǎng)地土，建筑場(chǎng)地類別為Ⅱ類； （2）擬建場(chǎng)地在20.Om深度范圍內(nèi)分布有飽和粉土、粉砂，本地區(qū)設(shè)防烈度為7度，且設(shè)計(jì)地震分組為I組，由標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和顆粒分析成果資料判斷，第②-1層粉土、粉砂為不液化土層；由于采用天然地基，且上覆非液化土層厚度滿足規(guī)范要求，故可不考慮第②-2層粉土的液化問題。*2-102 6.場(chǎng)地抗震評(píng)價(jià)*2-103注：1.地基承載力特征值是綜合土工試驗(yàn)、原位測(cè)試所得結(jié)果的建議值。

2.除直剪強(qiáng)度指標(biāo)和標(biāo)貫貫入擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值、地基地基承載力為特征值外，其余指標(biāo)為算術(shù)平均值或加權(quán)平均值。*2-103注：1.地基承載力特征值是綜合土工試驗(yàn)、原位測(cè)試*2-104

7.結(jié)論和建議:

擬建場(chǎng)地土層分布較均勻，主要為高漫灘沖積形成的粉土、粉砂等土層。根據(jù)前述各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)值及抗震評(píng)價(jià)結(jié)果并結(jié)合上部建筑物的特點(diǎn)，用淺基礎(chǔ)方案是合理的。建議將第①-1層填土及第①-2層塘泥挖除，以第②-1層作為基礎(chǔ)持力層，該層的地基承載力特征值。

(八)報(bào)告書附件：

(1)勘察點(diǎn)平面布置圖1張(見圖2—8)；

(2)工程地質(zhì)剖面圖l0張[只列出1張(圖2—9)]*2-1047.結(jié)論和建議:*2-105 (3)靜力觸探試驗(yàn)成果分層統(tǒng)計(jì)表1張；

(4)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)分層統(tǒng)計(jì)表3張；

(5)飽和粉土、粉砂液化判別表1張；

(6)水質(zhì)分析成果表1張；

(7)土工試驗(yàn)成果分層統(tǒng)計(jì)表4張；

(8)土工試驗(yàn)成果總表6張。*2-105 (3)靜力觸探試驗(yàn)成果分層統(tǒng)計(jì)表1張；*2-1062.8.3巖土工程勘察報(bào)告的閱讀與使用 巖土工程勘察報(bào)告書是建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)施工的依據(jù)，必須正確閱讀、理解和使用勘察報(bào)告是非常重要的。以下幾點(diǎn)應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的重視：*2-1062.8.3巖土工程勘察報(bào)告的閱讀與使用*2-1071.場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 涉及到區(qū)域穩(wěn)定性和場(chǎng)地穩(wěn)定性兩個(gè)方面的問題。前者是指一個(gè)地區(qū)或區(qū)域的整體穩(wěn)定，如有無新的、活動(dòng)的構(gòu)造斷裂帶通過。后者是指一個(gè)具體的工程建筑場(chǎng)地有無不良地質(zhì)現(xiàn)象及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的直接與潛在的危害。原則上采取區(qū)域穩(wěn)定性和地基穩(wěn)定性相結(jié)合的觀點(diǎn)。當(dāng)?shù)貐^(qū)的區(qū)域穩(wěn)定性條件不利時(shí)，找尋一個(gè)地基好的場(chǎng)地，會(huì)改善區(qū)域穩(wěn)定性條件。對(duì)勘察中指明宜避開的危險(xiǎn)場(chǎng)地，則不宜布置建筑物，如不得不在其中較為穩(wěn)定的地段進(jìn)行建筑，須事先采取有效的防范措施，以免中途更改場(chǎng)地或花費(fèi)極高的處理費(fèi)用。對(duì)建筑場(chǎng)地可能發(fā)生的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如泥石流、滑坡、崩塌、巖溶、塌陷等，應(yīng)查明其成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度，采取適當(dāng)?shù)恼未胧Ｒ虼?，勘察?bào)告的綜合分析首先是評(píng)價(jià)場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性，然后才是地基土的承載力和變形問題。*2-1071.場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)*2-1082.持力層的選擇 如果建筑場(chǎng)地是穩(wěn)定的，或在一個(gè)不太利于穩(wěn)定的區(qū)域選擇了相對(duì)穩(wěn)定的建筑地段，地基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)須滿足地基承載力和基礎(chǔ)沉降要求；如建筑物受到的水平荷載較大或建在傾斜場(chǎng)地上，尚應(yīng)考慮地基的穩(wěn)定性問題?；A(chǔ)的型式有深、淺之分，前者主要把所承受的荷載相對(duì)集中地傳遞到地基深部，而后者則通過基礎(chǔ)底面，把荷載擴(kuò)散分布于淺部地層，因而基礎(chǔ)型式不同、持力層選擇時(shí)側(cè)重點(diǎn)不一樣。 對(duì)淺基礎(chǔ)（天然地基）而言，在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋。如果上層土的地基承載力大于下層土?xí)r，盡量利用上層土作基礎(chǔ)持力層。若遇軟弱地基，有時(shí)可利用上部硬殼層作為持力層。沖填土、建筑垃圾和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，當(dāng)均勻性和密實(shí)度較好時(shí)，亦可利用作為持力層而不應(yīng)一概予以挖除。如果荷載影響范圍內(nèi)的地層不均勻，有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)?2-1082.持力層的選擇*2-109

排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染等等。因此選定基礎(chǔ)方案時(shí)就要預(yù)測(cè)到施工過程防治措施，或加固處理，或調(diào)整上部荷載的大小。如果持力層承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求，則可采取適當(dāng)?shù)牡鼗幚泶胧畿浫醯鼗纳顚訑嚢?、預(yù)壓堆載、化學(xué)加固，濕陷性地基的強(qiáng)夯密實(shí)等。需要指出的是，由于勘察詳細(xì)程度有限，加之地基土特殊的工程性質(zhì)和勘察手段本身的局限性，勘察報(bào)告不可能做到完全準(zhǔn)確地反映場(chǎng)地的全部特征，因而在閱讀和使用勘察報(bào)告時(shí)，應(yīng)注意分析和發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)有疑問的關(guān)鍵性問題應(yīng)設(shè)法進(jìn)一步查明，布置補(bǔ)充勘察，確保工程萬無一失。 對(duì)深基礎(chǔ)而言，主要的問題是合理選擇樁端持力層。一般地，樁端持力層宜選擇層位穩(wěn)定的硬塑—堅(jiān)硬狀態(tài)的低壓縮性粘性土層和粉土層，中密以上的砂土和碎石土層，中—微風(fēng)化的基巖。*2-109 排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染等等。因此選定基礎(chǔ)方案時(shí)就*2-110

當(dāng)以第四系松散沉積層作樁端持力層時(shí)，持力層的厚度宜超過6～l0倍樁身直徑或樁身寬度。持力層的下部不應(yīng)有軟弱地層和可液化地層。當(dāng)持力層下的軟弱地層不可避免時(shí)，應(yīng)從持力層的整體強(qiáng)度及變形要求考慮，保證持力層有足夠的厚度。此外，還應(yīng)結(jié)合地層的分布情況和巖土層特征，考慮成樁時(shí)穿過持力層以上各地層的可能性。 地基的承載力和變形特性是選擇持力層的關(guān)鍵，而地基承載力和變形特性實(shí)際上由眾多的因素所決定，單純依靠某種方法確定承載力指標(biāo)和變形參數(shù)未必十分合理，因此其取值可以通過多種測(cè)試手段，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)予以調(diào)整。*2-110 當(dāng)以第四系松散沉積層作樁端持力層時(shí)，持力層的厚*2-1113.考慮環(huán)境效應(yīng) 任一個(gè)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施不可能僅局限于擬建場(chǎng)地范圍內(nèi)，它或多或少、或直接或間接要對(duì)場(chǎng)地周圍的環(huán)境甚至工程本身產(chǎn)生影響。如降排水時(shí)地下水位要下降，基坑開挖時(shí)要引起坑外土體的位移變形和坑底土的回彈，打樁時(shí)產(chǎn)生擠土效應(yīng)，灌注樁施工時(shí)泥漿中可能出現(xiàn)的巖土工程問題，并提出相應(yīng)的防治措施和合理的施工方法?！稁r土工程勘察規(guī)范》(GB5002l一94)已經(jīng)對(duì)這些問題的分析、計(jì)算與論證作了相應(yīng)的規(guī)定，設(shè)計(jì)和施工人員在閱讀和使用勘察報(bào)告時(shí)，應(yīng)不僅僅局限于掌握有關(guān)的工程地質(zhì)資料，而要從工程建設(shè)的全過程出發(fā)來分析和考慮問題。

*2-1113.考慮環(huán)境效應(yīng)*2-112*2-112*2-113*2-113*2-114*2-114*2-115*2-115*2-116*2-116*2-117*2-117*2-118請(qǐng)?zhí)釂?！TheEndofthisChapter*2-118請(qǐng)?zhí)釂枺?2-119基礎(chǔ)工程學(xué)陳福全２００７－２００８學(xué)年第一學(xué)期*2-1基礎(chǔ)工程學(xué)*2-1202.0問題的提出

土木工程包括各種不同的結(jié)構(gòu)和體系，如建筑物、大壩、隧道、道路、橋梁、港口等，所有這些設(shè)施都離不開巖土。對(duì)與工程有關(guān)的巖土體的充分了解是進(jìn)行土木工程分析、設(shè)計(jì)與施工的前提。要了解巖土體，首先就要查明它在空間上的分布和構(gòu)成情況，獲得與巖土相關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)參數(shù)，然后才能對(duì)工程所在場(chǎng)地的穩(wěn)定性、建筑適宜性作出明確判定，進(jìn)而對(duì)擬建工程的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案進(jìn)行論證，提出安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的建議。*2-22.0問題的提出土木工程包括各種不同的結(jié)*2-121

根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的型式和荷重特點(diǎn)等，按照規(guī)范的技術(shù)要求，以一定的手段和方法，按照一定的步驟，對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行調(diào)查、分析、論證、評(píng)價(jià)，并將所得成果編制成巖土工程勘察報(bào)告書，提交相關(guān)部門，為工程建設(shè)的規(guī)劃布局、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工等提供詳實(shí)可靠的技術(shù)依據(jù)。2.1概述2.1.1工程地質(zhì)條件工程地質(zhì)條件是指工程建筑所在場(chǎng)區(qū)地質(zhì)及環(huán)境各項(xiàng)因素的綜合。這些因素包括：*2-3根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)的*2-122

（1）巖土類型是最基本的工程地質(zhì)因素。各個(gè)行業(yè)都制定了結(jié)合本行業(yè)特點(diǎn)的巖土分類體系，主要是按巖土的成因類型、沉積年代、主要力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行分類，建立一套通用的巖土鑒別標(biāo)準(zhǔn)。不同的巖土類型，其物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造不同，基本性質(zhì)存在差異，決定了它的工程特性也不同。（2）地質(zhì)構(gòu)造是基本的工程地質(zhì)因素。地質(zhì)構(gòu)造是指構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使巖層發(fā)生變形和變位后所遺留下來的產(chǎn)物，常見的有褶皺、斷層和節(jié)理。地質(zhì)構(gòu)造，尤其是時(shí)代新、規(guī)模大的新構(gòu)造斷裂，對(duì)工程場(chǎng)地的穩(wěn)定起著控制作用。*2-4（1）巖土類型是最基本的工程地質(zhì)因素。各個(gè)*2-123（3）地形地貌：主要包括地表的高低起伏狀況、山坡陡緩程度、河谷寬窄及形態(tài)特征、不同地貌單元的特征及其相互關(guān)系等。地形地貌直接影響場(chǎng)址和線路的選擇。（4）地下水條件：是重要的工程地質(zhì)因素，主要包括地下水的成因、埋藏、分布，地下水的補(bǔ)給、徑流和排泄條件，地下水的滲流對(duì)工程建筑的影響以及地下水的水質(zhì)和對(duì)混凝土的侵蝕性等。（5）不良地質(zhì)現(xiàn)象：指地表地質(zhì)作用，諸如地震、滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、河流沖刷以及風(fēng)化、侵蝕等，這些不良地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)建筑物的穩(wěn)定和正常使用構(gòu)成威脅，可以根據(jù)它們的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律預(yù)測(cè)工程地質(zhì)條件的變化。*2-5（3）地形地貌：主要包括地表的高低起伏狀況、山坡陡緩*2-124勘察階段的劃分巖土工程勘察階段的劃分是與設(shè)計(jì)階段的劃分相一致的?，F(xiàn)行的工程建設(shè)中，巖土工程勘察階段一般分為可行性研究勘察階段、初步設(shè)計(jì)勘察階段和詳細(xì)勘察（施工圖設(shè)計(jì)勘察）階段。對(duì)面積不大、工程地質(zhì)條件簡(jiǎn)單或有建筑經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)，可簡(jiǎn)化勘察階段。（1）可行性研究勘察階段：主要搜集場(chǎng)區(qū)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料，初步了解場(chǎng)地的地層結(jié)構(gòu)、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象和地下水情況等，對(duì)擬建場(chǎng)地穩(wěn)定性和建筑適宜性作出評(píng)價(jià)。*2-6勘察階段的劃分*2-125

選擇場(chǎng)地時(shí)，一般應(yīng)避開下列地段：不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地段；地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段；對(duì)建筑抗震不利的地段；洪水或地下水對(duì)建筑場(chǎng)地有嚴(yán)重威脅或不良影響的地段；地下有未開采的有價(jià)值的礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)。*2-7選擇場(chǎng)地時(shí)，一般應(yīng)避開下列地段：不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)*2-126

（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段主要包括搜集本項(xiàng)目的可行性研究階段巖土工程勘察報(bào)告等基本資料；初步查明地層、構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)；對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于7度的場(chǎng)地，初步判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。通過以上工作，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)，為確定建筑物總平面布置、選擇主要建筑物地基基礎(chǔ)方案和不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治對(duì)策進(jìn)行論證。

*2-8（2）初步設(shè)計(jì)勘察階段*2-127（3）詳細(xì)勘察階段詳細(xì)勘察密切結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)，按不同建筑物或建筑群提出詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)所需的巖土設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)建筑地基作出巖土工程分析評(píng)價(jià)，為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案作出論證、結(jié)論和建議。*2-9（3）詳細(xì)勘察階段*2-128

施工勘察主要解決與施工有關(guān)的巖土工程問題，如基槽檢驗(yàn)、樁基工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢測(cè)、施工中的巖土工程監(jiān)測(cè)和必要的補(bǔ)充勘察，具體內(nèi)容視工程要求而定。為達(dá)到巖土工程勘察的目的、要求和內(nèi)容，必須有一套勘察方法來配合實(shí)施。

巖土工程勘察的基本方法有：工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探與取樣、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)以及資料的分析與整理等。*2-10施工勘察主要解決與施工有關(guān)*2-129

如果場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或工程項(xiàng)目有特殊要求，在進(jìn)行各勘察階段之前，應(yīng)先進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪，以初步了解擬建場(chǎng)地的地層、巖性、構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件及不良地質(zhì)現(xiàn)象，為場(chǎng)址選擇及勘探方案的合理布置提供依據(jù)。2.2工程地質(zhì)測(cè)繪*2-11如果場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或工程項(xiàng)目有特殊*2-1302.2.1

測(cè)繪內(nèi)容和比例尺

工程地質(zhì)測(cè)繪是在野外進(jìn)行地質(zhì)填圖，其內(nèi)容包括工程地質(zhì)條件的全部要素。工程地質(zhì)測(cè)繪的比例尺一般分為以下三種：（1）小比例尺測(cè)繪：比例尺1：5000～1：50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃或區(qū)域性的工業(yè)布局時(shí)使用，是為了了解區(qū)域性的工程地質(zhì)條件。*2-122.2.1

測(cè)繪內(nèi)容和比例尺*2-131

（2）中比例尺測(cè)繪：比例尺1：2000～1：5000，一般在初步勘察階段使用。（3）大比例尺測(cè)繪：比例尺1：200～1：1000，適用于詳細(xì)勘察階段或地質(zhì)條件比較復(fù)雜和重要建筑物地段，以及需要解決某一特殊問題時(shí)使用。2.2.2

測(cè)繪方法

工程地質(zhì)測(cè)繪方法有像片成圖法和實(shí)地測(cè)繪法。

*2-13（2）中比例尺測(cè)繪：比例尺1*2-132

實(shí)地測(cè)繪法有三種：（1）路線法。沿著一定路線，把沿途觀察到的地質(zhì)情況標(biāo)繪在地形圖上。（2）布點(diǎn)法。預(yù)先在地形圖上布置觀察點(diǎn)及觀察路線，達(dá)到廣泛觀察地質(zhì)現(xiàn)象的目的。（3）追索法。沿地層走向或某一構(gòu)造線方向追索，以查明某些局部的復(fù)雜構(gòu)造情況。*2-14*2-133

勘探是了解地表以下地質(zhì)情況的一種可靠方法，它可以直接或間接地取得有關(guān)地下巖土層的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)資料。取樣則是為了提供對(duì)巖土特性進(jìn)行鑒定和各種試驗(yàn)所需的樣品?？碧椒椒ㄓ锌犹?、鉆探和工程物探（地球物理勘探）。觸探也屬于勘探之一種，將在后面巖土的原位測(cè)試部分介紹。2.3勘探與取樣

*2-15勘探是了解地表以下地質(zhì)情況的*2-1342.3.1坑探坑探就是用人工或機(jī)械挖掘探井、探槽、豎井、平洞或大口徑鉆孔，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間的接觸關(guān)系，并能取出接近實(shí)際狀態(tài)的原狀巖土樣，還可利用坑槽作巖土體原位試驗(yàn)?？犹?/p>

*2-162.3.1坑探坑探*2-1352.3.2鉆探

鉆探幾乎是了解深部地層并采取試樣的唯一方法。鉆探是指用鉆頭鉆進(jìn)地層，在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當(dāng)深度的圓形孔，稱為鉆孔。鉆孔的上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的上口稱孔口；底部稱孔底；四周稱孔壁。鉆孔斷面的直徑稱孔徑，由大孔徑改為小孔徑稱換徑。從孔口到孔底的距離稱為孔深。鉆探

*2-172.3.2鉆探鉆探*2-136鉆探

*2-18鉆探*2-137

鉆孔的直徑、深度、方向取決于鉆孔用途和鉆探地點(diǎn)的地質(zhì)條件。鉆孔的直徑一般為75～150mm，在一些大型建筑物的工程地質(zhì)鉆探時(shí)，孔徑往往大于150mm，有時(shí)可達(dá)到500mm。鉆孔的深度由數(shù)米至上百米，視工程要求和地質(zhì)條件而定。一般的建筑工程地質(zhì)鉆探深度在數(shù)十米以內(nèi)。鉆孔的方向一般為垂直向下，也有打成傾斜的（斜孔）。在地下工程中有水平鉆孔，甚至有直立向上的鉆孔。*2-19鉆孔的直徑、深度、方向取*2-138

（一）鉆探過程鉆探過程有三個(gè)基本程序：（1）破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯叫做破碎巖土。巖土被破碎是借助鉆頭沖擊、回轉(zhuǎn)、研磨和施壓來實(shí)現(xiàn)的。（2）采取巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。*2-20（一）鉆探過程*2-139

（3）保全孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護(hù)好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥漿來護(hù)壁。（二）鉆進(jìn)方法表2–1根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-2001,列舉了各種鉆進(jìn)方法及其適用范圍。*2-21（3）保全孔壁：為了順利地進(jìn)*2-1402.3.3物探GeophysicalExploration地球物理勘探方法:重力場(chǎng),磁電場(chǎng),聲,彈性波,放射性勘探,地震勘探(規(guī)范,剪切波速)

優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)單迅速缺點(diǎn):間接判斷,

較大范圍.*2-222.3.3物探GeophysicalExplor*2-141

現(xiàn)場(chǎng)勘探所取的巖石或土試樣經(jīng)封裝后運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行擬定項(xiàng)目的試驗(yàn)，以揭示巖土的特性，進(jìn)行分類定名和土層劃分。一般的中、小型工程設(shè)計(jì)或初步設(shè)計(jì)，用土的某些物理指標(biāo)，按有關(guān)規(guī)范中的經(jīng)驗(yàn)表格，或地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式，確定地基承載能力；當(dāng)需計(jì)算建筑物沉降，預(yù)估發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，要求提供壓縮性指標(biāo)和固結(jié)系數(shù)；重大或有特殊要求的工程，還需測(cè)定前期固結(jié)壓力，土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和強(qiáng)度參數(shù)；若有動(dòng)荷載作用或考慮地震作用，還需確定土的動(dòng)力性質(zhì)指標(biāo)等。2.4巖土工程室內(nèi)試驗(yàn)*2-23現(xiàn)場(chǎng)勘探所取的巖石或土試*2-142*2-24*2-143*2-25*2-144*2-26*2-145*2-27*2-146*2-28*2-147*2-29*2-148*2-30*2-1492.5巖土原位測(cè)試

原位測(cè)試是在土層原來所處的位置，在基本保持土體的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測(cè)定土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。與室內(nèi)土工試驗(yàn)相比，具有主要優(yōu)點(diǎn)：*2-312.5巖土原位測(cè)試原位測(cè)試是在土層原來所處的位*2-150

（1）能夠測(cè)定難以取樣（如飽和的砂土、粉土、淤泥及淤泥質(zhì)土等）土層的工程性質(zhì)； （2）能夠避免取樣過程中應(yīng)力釋放的影響； （3）測(cè)定土體的范圍遠(yuǎn)比室內(nèi)試驗(yàn)大，因而代表性好； （4）測(cè)試時(shí)間相對(duì)較短，效率高。

缺點(diǎn)：測(cè)試土體的邊界條件不明確，試驗(yàn)的應(yīng)力路徑及排水條件不能很好控制，應(yīng)變速率比實(shí)際要大，再就是所得參數(shù)與土性質(zhì)間的關(guān)系往往建立在統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。*2-32 （1）能夠測(cè)定難以取樣（如飽和的砂土、粉土、*2-151

室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試，通常配合使用，相互驗(yàn)證。 對(duì)土而言，巖土工程原位測(cè)試的主要方法包括：載荷試驗(yàn)（淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)）、靜力觸探（圓錐靜力觸探和孔壓靜力觸探）、動(dòng)力觸探（圓錐動(dòng)力觸探和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)）、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)、波速試驗(yàn)等。 巖石的原位測(cè)試方法主要有：巖基載荷試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)三軸剪切試驗(yàn)。這些試驗(yàn)可以提供巖石地基的承載力和變形參數(shù)以及巖石或巖體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。*2-33 室內(nèi)試驗(yàn)與原位測(cè)試，通常配合使用，相互驗(yàn)證。*2-1522.5.1載荷試驗(yàn)

載荷試驗(yàn)是在擬建建筑場(chǎng)地上，在挖至設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)埋置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級(jí)施加荷載，測(cè)定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強(qiáng)度與變形特性，求得地基土的承載力特征值與變形模量等工程特性參數(shù)。載荷試驗(yàn)實(shí)際上是一種與建筑物基礎(chǔ)工作條件相似，而且直接對(duì)天然埋藏條件下的土體進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)，成果真實(shí)可靠。 *2-342.5.1載荷試驗(yàn)*2-1531.淺層平板載荷試驗(yàn) 地基土淺層平板載荷試驗(yàn)可適用于確定淺部地基土層的承壓板下應(yīng)力主要影響范圍內(nèi)的承載力和變形參數(shù)，承壓板面積不應(yīng)小于0.25m2，對(duì)于軟土不應(yīng)小于0.5m2。*2-351.淺層平板載荷試驗(yàn)*2-154現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板*2-36現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)千斤頂荷載板*2-155反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表*2-37反壓重物反力梁千斤頂基準(zhǔn)梁荷載板百分表*2-156 (1).方法要點(diǎn) 試驗(yàn)基坑寬度不應(yīng)小于承壓板寬度或直徑的三倍。應(yīng)注意保持試驗(yàn)土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然濕度。宜在擬試壓表面用不超過20mm厚的粗、中砂層找平。加荷分級(jí)不應(yīng)少于8級(jí)，最大加載量不應(yīng)少于設(shè)計(jì)要求的兩倍。每級(jí)加載后，按間隔10、10、10、15、15min，以后為每隔半小時(shí)測(cè)讀一次沉降，當(dāng)連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)的沉降量小于0.1mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。最終得到載荷試驗(yàn)p—s曲線如圖2-2所示（p—施加于承壓板上的壓力，s—在相應(yīng)壓力下的沉降）。

*2-38 (1).方法要點(diǎn)*2-157當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載： ①.承壓板周圍的土明顯地側(cè)向擠出； ②.沉降s急劇增大，p～s曲線出現(xiàn)陡降段： ③.某級(jí)荷載下24小時(shí)內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)； ④.s/b≥0.06（b為承壓板寬度或直徑）。滿足前三種情況之一時(shí)，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載。*2-39當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即可終止加載：*2-158 (2).承載力特征值的確定 ①.p～s曲線上有比例界限時(shí)，取比例界限所對(duì)應(yīng)的荷載值 ②.當(dāng)極限荷載小于對(duì)應(yīng)比例界限荷載值的2倍時(shí)，取極限荷載值的一半； ③.當(dāng)不能按上述二點(diǎn)確定時(shí)，如壓板面積為0.25～0.50m2，，可取s/b=0.01～0.015所對(duì)應(yīng)的荷載，但其值不應(yīng)大于最大加載量的一半。 同一土層參加統(tǒng)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)不應(yīng)少于三點(diǎn)，各試驗(yàn)實(shí)測(cè)值的極差不得超過其平均值的30%，取此平均值作為該土層的地基承載力特征值。

*2-40 (2).承載力特征值的確定*2-159pcrpuS荷載沉降曲線*2-41pcrpuS荷載沉降曲線*2-160*2-42*2-161*2-43*2-162*2-44*2-163*2-45*2-164*2-46*2-1652.5.2靜力觸探試驗(yàn)（CPT）

CPT通過一定的機(jī)械裝置，將一定規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土中，同時(shí)直接用儀表量測(cè)土層對(duì)觸探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。目前采用的電測(cè)靜力觸探，可以直接量測(cè)探頭的貫入阻力，能實(shí)現(xiàn)資料的自動(dòng)采集和靜力觸探曲線的自動(dòng)繪制，直觀地反映土層剖面的連續(xù)變化。CPT主要優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)、快速、精確，可在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)得各土層的貫入阻力指標(biāo)，特別適合于地基土層豎向變化比較復(fù)雜，或土層為飽和砂土、粉土以及高靈敏度軟粘土等難以取樣的情況，是最常用的一種勘探方法。*2-472.5.2靜力觸探試驗(yàn)（CPT）*2-166電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭StaticConePenetration單橋探頭端部Ps=Q/A

比貫入阻力雙橋探頭端部和側(cè)壁土的密實(shí)度壓縮性強(qiáng)度樁和地基的承載力*2-48電纜傳感器傳感器傳感器單橋探頭雙橋探頭Static*2-167*2-49*2-168*2-50*2-169圖2-3靜力觸探ps～h曲線*2-51圖2-3靜力觸探ps～h曲線*2-170*2-52*2-171

3.靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用

靜力觸探試驗(yàn)適用于粘性土、粉土和砂土，設(shè)備的貫入能力必須滿足測(cè)試土性、深度等需要，反力必須大于貫入總阻力?？捎糜谙铝心康模?/p>

(1).根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層；

(2).估算地基土的物理力學(xué)參數(shù)；

(3).評(píng)定地基土的承載力；

(4).確定樁端持力層、單樁豎向極限承載力，判定沉樁可能性；

(5).判定飽和砂土、粉土的液化和場(chǎng)地地震的液化勢(shì)。

*2-533.靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用*2-172孔壓靜力觸探

把測(cè)孔隙水壓力的傳感組件與標(biāo)準(zhǔn)的靜力觸探相組合，故在測(cè)定qc和fs的同時(shí)，也能量測(cè)土中的孔隙水壓力。當(dāng)停止貫入時(shí)，還可量測(cè)超孔隙水壓力的消散。利用孔壓靜力觸探大大提高了土類判別和土層劃分的能力。它是一種新的有效的原位測(cè)試技術(shù)。*2-54孔壓靜力觸探*2-1732.5.3圓錐動(dòng)力觸探(DPT,DynamicPenetration

)

利用一定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的實(shí)心圓錐探頭打入土中，根據(jù)打入土中的阻力大小判別土層的變化，對(duì)土層進(jìn)行力學(xué)分層，并確定試驗(yàn)土層的物理力學(xué)性質(zhì)。通常以打入土中一定距離所需的錘擊數(shù)來表示土的阻力。

優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、工效較高、適應(yīng)性廣，并具有連續(xù)貫入的特性。對(duì)難以取樣的砂土、粉土、碎石類土等，對(duì)靜力觸探難以貫入的土層，動(dòng)力觸探是十分有效的原位測(cè)試手段。圓錐動(dòng)力觸探的缺點(diǎn)是不能采樣對(duì)土進(jìn)行直接鑒別描述，試驗(yàn)誤差稍大，再現(xiàn)性差。*2-552.5.3圓錐動(dòng)力觸探(DPT,Dynamic*2-174 1.動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格 目前動(dòng)力觸探設(shè)備的規(guī)格較多，不同設(shè)備規(guī)格所測(cè)得觸探指標(biāo)不同，也就是說，某種動(dòng)力觸探指標(biāo)對(duì)應(yīng)其相應(yīng)的設(shè)備規(guī)格。《巖土工程勘察規(guī)范》50021-2001根據(jù)錘擊能量按表2-2分為輕型、重型和超重型三種。*2-56 1.動(dòng)力觸探的類型和規(guī)格*2-175*2-57*2-1762.動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和成果應(yīng)用

動(dòng)力觸探試驗(yàn)適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，各種軟質(zhì)巖石及靜力觸探難以貫入的各類土，主要成果是錘擊數(shù)和錘擊數(shù)隨深度變化的關(guān)系曲線。其成果主要應(yīng)用于：

(1).確定砂土和碎石土的密實(shí)度；

(2).確定地基土的承載力和變形模量；

(3).檢驗(yàn)評(píng)估地基土加固與改良的效果；

(4).確定單樁的承載力。*2-582.動(dòng)力觸探試驗(yàn)的適用范圍和成果應(yīng)用*2-177輕型動(dòng)力觸探10kg中型動(dòng)力觸探28kg

重型動(dòng)力觸探63.5kg穿心錘錘墊觸探桿尖錘頭錐狀探頭*2-59輕型動(dòng)力觸探10kg中型動(dòng)力觸探28kg重型動(dòng)力*2-178圓錐動(dòng)力觸探*2-60圓錐動(dòng)力觸探*2-1792.5.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上仍屬動(dòng)力觸探方法之一，所不同的是其觸探頭不是圓錐形探頭，而是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓筒形探頭(由兩個(gè)半圓管合成的取土器)，稱為貫入器。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)就是利用—定的錘擊動(dòng)能，將一定規(guī)格的對(duì)開管式貫入器打入鉆孔孔底待測(cè)試的土層中，根據(jù)打入土層中的貫入阻力，評(píng)定土層的變化和土的物理力學(xué)性質(zhì)。貫入阻力用貫入器貫入土層中的30cm的錘擊數(shù)N表示，也稱標(biāo)貫擊數(shù)。

*2-612.5.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)(SPT)*2-180標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一般結(jié)合鉆孔進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是：操作筒便，設(shè)備簡(jiǎn)單，土層的適應(yīng)性廣，而且通過貫入器可以采取擾動(dòng)土樣，對(duì)它進(jìn)行直接鑒別描述和有關(guān)的室內(nèi)土工試驗(yàn)，如取砂土做顆粒分析試驗(yàn)。該試驗(yàn)特別對(duì)鉆探中難以取樣的砂土和粉土的工程性質(zhì)的評(píng)定具有獨(dú)特意義。1.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備規(guī)格

《巖土工程勘察規(guī)范》50021-2001規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備應(yīng)符合表2—3的要求*2-62標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)一般結(jié)合鉆孔進(jìn)行，其優(yōu)點(diǎn)是：操作*2-181。*2-63。*2-182穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身貫入器靴SPTStandardPenetrationTest*2-64穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身貫入器靴SP*2-183StandardPenetrationTest*2-65StandardPenetrationTest*2-184StandardPenetrationTest*2-66StandardPenetrationTest*2-1852.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)條件和成果應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于N＝2～50擊的土層。 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的主要成果有：標(biāo)貫擊數(shù)N與深度的關(guān)系曲線，標(biāo)貫孔工程地質(zhì)柱狀剖面圖。采用標(biāo)貫擊數(shù)N評(píng)定土的有關(guān)工程性質(zhì)時(shí)，主要應(yīng)用于：

(1).采取擾動(dòng)土樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析成果給土定名；

(2).根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，評(píng)定砂土的密實(shí)度和相對(duì)密度；*2-672.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)條件和成果應(yīng)用*2-186 (3).利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，提供土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量、地基承載力等；

(4).估算單樁的豎向極限承載力，判定沉樁可能性；

(5).判定飽和砂土、粉土的地震液化可能性及液化等級(jí)。*2-68 (3).利用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，提供土的強(qiáng)度參數(shù)、變形模量*2-1872.5.5十字板剪切試驗(yàn)(VST)

十字板剪切試驗(yàn)是快速測(cè)定飽和軟粘土層不排水剪強(qiáng)度的一種簡(jiǎn)易而可靠的原位測(cè)試方法，它所測(cè)得的抗剪強(qiáng)度值，相當(dāng)于試驗(yàn)深度處天然土層的不排水抗剪強(qiáng)度，在理論上它相當(dāng)于三軸不排水剪的總強(qiáng)度，或無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的一半(=0)。由于十字板剪切試驗(yàn)不