第八章 建筑工程的工程地質(zhì)問題

第八章建筑工程的工程地質(zhì)問題幾個概念:地基:建（構(gòu)）筑物都是支承在地層上,直接支承建（構(gòu)）筑物重量的地層部分?；A(chǔ):建（構(gòu)）筑物在地下直接與地基相接觸的部分。天然地基：基礎(chǔ)直接砌置在未經(jīng)加固的天然地層上時。人工地基：事先經(jīng)人工加固，再修基礎(chǔ)。按基礎(chǔ)的埋置深度的深淺，將天然基礎(chǔ)分為：淺基：基礎(chǔ)的埋置深度小于5m。深基：基礎(chǔ)的埋置深度等于或大于5m。樁基:上部結(jié)構(gòu)荷載較大,作為持力層的土層埋藏較深。天然地基樁基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)地基基礎(chǔ)樁圖8-1地基與基礎(chǔ)第一節(jié)地基工程地質(zhì)問題一、地基承載力（一）地基承載力:指地基所能承受的由建筑物基礎(chǔ)傳遞來的荷載的能力。地基承載力滿足兩個條件：（1）保證地基受荷后不會使地基發(fā)生破壞而喪失穩(wěn)定性。（2）地基變形不超過建筑物對地基要求的容許變形值。（二）地基承載力的確定1、地基承載力基本值（f0）：指按有關(guān)規(guī)范規(guī)定的一定的基礎(chǔ)寬度和埋置深度條件下的地基承載力。規(guī)范：（GBj7-89）2、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fK）地基承載力基本值（f0）乘以回歸修正系數(shù)則為承載力標(biāo)準(zhǔn)值（fK）回歸修正系數(shù)：式中：ψ—回歸修正系數(shù)；n—據(jù)以查表的土性指標(biāo)參加統(tǒng)計的數(shù)據(jù)數(shù)；δ—變異系數(shù)。式中：μ—平均值

σ—標(biāo)準(zhǔn)差3、地基承載力設(shè)計值（f）地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)深、寬度修正后的地基承載力4、地基的容許承載力值：地基承載力基本值、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值、地基承載力設(shè)計值經(jīng)安全系數(shù)修正后才是地基的允許承載力值。二、地基的工程地質(zhì)評價（一）持力層的選擇持力層：地基中直接支持建筑物荷載的巖土層。（二）地基的均勻性評價①填土層坡度大于100；②厚度差異小于0.05b③壓縮模量判斷（三）常見地基①單層地基；②雙層或多層地基；③巖石地基④特殊不均勻地基第二節(jié)不良地質(zhì)現(xiàn)象對地基穩(wěn)定性影響一、巖溶與土洞對地基穩(wěn)定性影響（一）地基主要持力層范圍內(nèi)存在巖溶或土洞，在荷載作用下可能坍塌，使地基下沉；（二）地表溶槽、石芽及漏斗造成地基不均勻沉陷（三）巖溶區(qū)有土層分布地段，研究巖溶及土洞可能性。二、地震液化和斷裂對地基穩(wěn)定性影響(一）液化層的判斷1、土的密度大，則震動下土體的體積收縮趨小，不易液化；2、當(dāng)土的滲透性不好，則不易排水，孔隙水壓力增大，易液化；3、土的粘性大，不易液化；4、若土受的有效應(yīng)力大，或土層受的埋深大，不易液化；5、震動強(qiáng)度增大到一定程度時會產(chǎn)生液化，一般經(jīng)驗認(rèn)為：地震烈度在6度及其以下時，很少發(fā)現(xiàn)液化。（二）斷層帶對地基穩(wěn)定性的影響地震可以使地層內(nèi)產(chǎn)生新斷裂或使原有斷層復(fù)活，對地基穩(wěn)定造成影響?？辈旃ぷ鲬?yīng)查清：斷層是活動的還是非活動的；斷層類型及活動方式；斷層形成時間；活動斷層和破碎帶對工程的影響。三斜坡土體移動對地基穩(wěn)定性的影響在山區(qū)建筑中，建筑物經(jīng)常選在斜坡上或斜坡頂，斜坡腳或臨近斜坡地區(qū)，斜坡的穩(wěn)定性將會影響建筑物地基穩(wěn)定性及建筑物的安全運營。不穩(wěn)定斜坡（一）斜坡（邊坡）穩(wěn)定性因素分析主要影響因素有：1、巖土類型與性質(zhì)易滑地層2、巖體結(jié)構(gòu)與地質(zhì)構(gòu)造對巖質(zhì)斜坡來說，其變形破壞多受巖體中軟弱面控制按軟弱面與斜坡臨空面的關(guān)系可分為以下情況：(1)平迭坡（2）逆向坡(3)橫交坡(4)斜交坡(5)順向坡以上討論的僅是一組軟弱結(jié)構(gòu)面的情況。若軟弱結(jié)構(gòu)面有二組或二組以上時，要視它們的組合情況對斜坡穩(wěn)定性的影響如何進(jìn)行分析。第三節(jié)不良地質(zhì)現(xiàn)象對地下工程選址的影響一地下工程所要解決的主要地質(zhì)問題：1、在選擇地下建筑物工程項目位置時，判定擬建工程的區(qū)域穩(wěn)定性和山體巖體的穩(wěn)定性。2、在已選定的工程位置上判定地下建筑工程所在巖體的穩(wěn)定性。（1）圍巖壓力的評價（巖體作用在襯砌支護(hù)上的力。（2）地下水壓力的評價（地下水對襯砌支護(hù)的壓力。（3）提出保護(hù)圍巖穩(wěn)定性和提高穩(wěn)定性的措施。二具有下列條件是宜于建洞的：1、基本地震烈度一般小于8度，歷史上地震烈度及震級不高，無毀滅性地震。2、區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，工程區(qū)無區(qū)域性斷裂帶通過，附近沒有發(fā)震構(gòu)造；3、第四紀(jì)以來沒有明顯的構(gòu)造活動。理想的建洞山體具有以下條件：1、在區(qū)域穩(wěn)定性評價基礎(chǔ)上，將洞室選擇在安全可靠的地段。2、建洞區(qū)構(gòu)造簡單，巖層厚且產(chǎn)狀平緩，構(gòu)造裂隙間距大、組數(shù)少，無影響整個山體穩(wěn)定的斷裂帶。3、巖體完整，成層穩(wěn)定，巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不僅能抵抗靜力荷載，而且能抵抗沖擊荷載。4、地形完整，沒有滑坡、塌方等早期埋藏和近期破壞和地形。無巖溶或巖溶不發(fā)育，山體滿足進(jìn)洞的同時，具有較厚的洞體頂板厚度作為防護(hù)地層；5、地下水影響小，水質(zhì)滿足建廠要求；6、無有害氣體及異常地?zé)幔?、其他有關(guān)因素，如與運輸、供給、動力源、水源等。（一）洞口的地形和地質(zhì)條件洞口設(shè)在山體坡度較大的一面（大于30°），巖土層完整，覆蓋層較薄，最好設(shè)在巖土層裸露的地段。不宜設(shè)在懸崖峭壁之下，在巖層破碎帶。（二）洞口底標(biāo)高的選擇洞口底的標(biāo)高一般應(yīng)高于谷底最高洪水位以上0.5～1.0m的位置。各個洞口的高程不宜相差太大，要注意工藝和施工所要求的坡度。（三）洞口邊坡的物理地質(zhì)現(xiàn)象洞口應(yīng)盡量避開易產(chǎn)生崩塌、剝落和滑坡等地段，或易產(chǎn)生泥石流和雪崩的地區(qū)。（一）布置洞室的巖性要求1、盡可能使地層巖性均一，層位穩(wěn)定，整體性強(qiáng)，風(fēng)化輕微，抗壓與抗剪強(qiáng)度較大的巖層中通過。2、巖漿巖屬于堅硬巖石，強(qiáng)度是不成問題，圍巖穩(wěn)定性取決于巖體的構(gòu)造和風(fēng)化等。3、變質(zhì)巖的大部分均屬于堅硬巖，但有部分屬于半堅硬巖，如粘土質(zhì)片巖、千枚巖和泥質(zhì)板巖等，建洞容易崩塌。4、沉積巖復(fù)雜。較堅硬的巖溶不發(fā)育的石灰?guī)r、硅質(zhì)膠結(jié)的石英砂巖、礫巖等；較軟弱的有泥質(zhì)頁巖、粘土巖、泥砂質(zhì)膠結(jié)的砂、礫巖等。（二）地質(zhì)構(gòu)造與洞室軸線的關(guān)系1、當(dāng)洞室軸線平行于巖層走向（1）在水平巖層中（巖層<5°～10°）若巖層薄，聯(lián)結(jié)性差，又屬于不同性質(zhì)的巖層，發(fā)生塌頂。洞室位置，最好選在層間聯(lián)結(jié)緊密，厚度大，不透水、裂隙不發(fā)育，又無斷裂破碎帶的巖層。（2）在傾斜巖層中，不利的兩側(cè)邊墻所受的側(cè)壓不一致，容易造成邊墻的變形。圖8-12水平巖層中洞址頁巖石灰?guī)r泥灰?guī)r圖8-13傾斜巖層中洞址砂礫巖頁巖石灰?guī)r（3）在近似直立巖層中：不能把洞室選在軟硬巖層的分界線上，不能將洞室置于直立巖層厚度與洞室跨度相等或小于跨度的地層內(nèi)。2、當(dāng)洞室軸線與巖層走向垂直正交時，為較好的洞室布置方案。（二）地質(zhì)構(gòu)造與洞室軸線的關(guān)系1、當(dāng)傾斜巖層較陡時，開挖地下工程最好。2、當(dāng)傾斜巖層較平緩時，在洞頂容易發(fā)生局部石塊坍塌現(xiàn)象，洞頂出現(xiàn)階梯形特征。陡立巖層巖性分界處中洞址頁巖石灰?guī)r單斜（陡傾立）構(gòu)造中洞址洞室單斜（緩傾立）構(gòu)造中洞址3、當(dāng)洞室軸線穿過褶皺地層時：（1）洞室橫穿向斜層。軸部巖層呈上窄下寬楔形石塊，軸部巖層壓力增加，洞頂巖塊易坍落。在多孔的巖層，自流水儲存場所，會涌水；在堅硬的巖層，地下水出現(xiàn)于許多節(jié)理中。（2）洞室軸線橫穿背斜層。巖層如石砌的拱形結(jié)構(gòu)，將上覆蓋巖層的荷重傳遞到兩側(cè)巖體上。地壓小，頂部少發(fā)生塌坍事故。圖8-19向斜地段洞室軸線上的壓力強(qiáng)度分布示意圖圖8-20背斜地段洞室軸線上的壓力強(qiáng)度分布示意圖（3）當(dāng)洞室軸線與褶皺軸線重合時。