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1、第第2 2章章 工程勘察工程勘察2.1 2.1 基本概念基本概念2.2 2.2 勘察任务和要求勘察任务和要求2.3 2.3 勘察阶段勘察阶段 2.4 2.4 勘察方法勘察方法 地基岩土的分类与工程特性指标地基岩土的分类与工程特性指标12.1 基本概念基本概念按照我国的基本建设程序和有关法规、规范要求，在进行设计前，必须进行工程勘察。先勘察，后设计。岩土工程勘察：根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土工程勘探：岩土工程勘察的一种手段，包括钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探等。2勘察任务和要求勘察任务和要求 勘察任务的确定和勘察
2、的详细程度与工作方法的选择，与勘察服务的对象、建筑场地、地基岩土性质及建筑物条件有关。3有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件以及危害程度；有无影响建筑场地稳定性的不良地质条件以及危害程度；建筑物范围内的地层结构及其均匀性，以及各岩土层的物理建筑物范围内的地层结构及其均匀性，以及各岩土层的物理力学性质；力学性质；地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律，以及对建筑地下水埋藏情况、类型和水位变化幅度及规律，以及对建筑材料的腐蚀性；材料的腐蚀性；在抗震设防区应划分场地土类型和场地类型，并对饱和砂土在抗震设防区应划分场地土类型和场地类型，并对饱和砂土及粉土进行液化判别；及粉土进行液化判别；对可供采用的
3、地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合对可供采用的地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理的设计方案建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及理的设计方案建议；提供与设计要求相对应的地基承载力及变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议；变形计算参数，并对设计与施工应注意的问题提出建议；当工程需要时，尚应提供：当工程需要时，尚应提供：深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设土技术参数，论证其对周围已有建筑物和地下设施的影响；施的影响；基坑施工降水的有关技术参数及施工降水方法的基坑施工降水的有关技术参数
4、及施工降水方法的建议；建议；提供用于计算地下水浮力的设计水位。提供用于计算地下水浮力的设计水位。具体要求42.3 勘察阶段 1.选址勘察；2.初步勘察；3.详细勘察（施工图）；4.施工勘察；5勘察方法 勘探是地基勘察过程中查明地下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性资料基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。勘探：钻探、井探、槽探、坑探、洞探以及物探、触探6 坑探 坑探是在建筑场地挖探井(槽)以取得直观资料和原状土样的一种常用的勘探方法。探井的平面形状一般采用的矩形或直径为的圆形，其深度视地层的土质和地下水埋藏深度等条件而定，一般为2-3m。7图图2
5、-1 坑探示意图坑探示意图 （a）探井 (b)在探井中取原状土样 (c)原状土样8 钻探 钻探钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。钻机一般分回转式与冲击式两种。9SH-30型钻机10XY-100型钻机111213141516171819各类直径金刚石地质勘探钻头20场地内布置的钻孔，一般分技术孔和鉴别孔两类。在技术孔中按不同的土层和深度采取原状土样。原状土样的采取常用取土器。取土器按其上部封闭装置的结构形式，可分为活阀式与球阀式两类.钻探时，按不同土质条件，常分别采用击入或压入取土器两种方式
6、在钻孔中取得原状土样。击入法一般以重锤少击效果较好，压入法则以快速压入为宜。21 触探触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并量测各层土对触探头的贯入阻力大小的指标，从而间接地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性，作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标等。触探：有动力与静力之分。221.静力触探静力触探借静压力将触探头压入土层，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。与常规的勘探手段比较，它能快速、连续地探测土层及其性质的变化，常在拟定桩基方案时采用。按照提供静压力的方法，常用的静力触探仪可分为机械式和油压式两类。
7、油压式静力触探仪的主要组成部分如图2-2所示。23图2-2 双缸油压式静力触探设备 1-电缆；2-触探杆；3-卡杆器；4-活塞杆；5-油管；6-油缸；7-触探头；8-地锚；9-倒顺开关；10-压力表；11-节流阀；12-换向阀；13-油箱；14-油泵；15-马达；16-记录器242.动力触探动力触探一般是将一定质量的穿心锤，以一定的高度(落距)自由下落，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。动力触探按动力大小（锤重和落距）以及贯入方式（管状贯入和圆锥贯入）等可分为多种方式，目前工程上主要使用两种：标准贯入和轻便触探25标准贯入试验应与钻探工作相配合，并以钻机加
8、上标准贯入器、触探杆和穿心锤等设备(图3-5)进行的。试验时，将质量为的穿心锤以76cm的落距自由下落，将贯入器垂直打入土层中15cm(此时不计锤击数)。以后打入土层30cm的锤击数，即为实测的锤击数N，然后拔出贯入器，取出其中的土样进行鉴别描述。标准贯入试验中，随着钻杆入土长度的增加，杆侧土层的摩阻力以及其它形式的能量消耗也增大，因而使测得的锤击数N值偏大。当钻杆长度大于3m时，锤击数应校正。261-穿心锤；2-锤垫；3触探杆；4-贯入器头；5出水孔；6-贯入器身；7-贯入器轮图图图图2-3 2-3 2-3 2-3 标准贯入试验设备标准贯入试验设备标准贯入试验设备标准贯入试验设备 27轻便触
9、探试验，设备简单，操作方便，适用于粉土、粘性土和粘性素填土地基的勘察，但触探深度限于4m以内。试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，然后以手提高质量10kg的穿心锤，使其以50cm的落距自由下落，这样连续冲击，把尖锥头竖直打入土层，每贯入30cm的锤击数。应用轻便触探指标，可初步确定粘性土和素填土的承载力，并可按不同位置的值的变化情况判定地基持力层的均匀程度。常作为地基验槽的一种手段。28图图图图2-4 2-4 2-4 2-4 轻便触探设备轻便触探设备轻便触探设备轻便触探设备1-穿心锤；2-锤垫；3-触探杆；4-尖锥头；29地球物理勘探地球物理勘探(简称物探)也是一种兼有勘探和测试双重功能的技术
10、。不同的岩石、土层和地质构造往往具有不同的物理性质，利用其导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等的差异，通过专门的物探仪器的量测，就可区别和推断有关地质问题。1.作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线，界面或异常点、异常带，为经济合理确定钻探方案提供依据；2.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、外推提供依据；3.测定岩土体某些特殊参数，如波速、动弹性模量，土对金属的腐蚀等。常用的物探方法主要有，电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等。地球物理勘探地球物理勘探302.5 2.5 地基岩土的分类与工程特性指标地基岩土的分类与工程特性指标建筑地基岩土的分类：建
11、筑地基岩土的分类：岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土。土和人工填土。岩石：可按岩石：可按坚硬程度坚硬程度和和完整程度完整程度分类；分类；碎石土：漂石块石、卵石碎石、园砾角砾；碎石土：漂石块石、卵石碎石、园砾角砾；砂土：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂；砂土：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂；粉土：介于砂土和粘性土之间，塑性指数粉土：介于砂土和粘性土之间，塑性指数Ip10Ip10且粒径大且粒径大于的颗粒含量不超过全重的于的颗粒含量不超过全重的50%50%的土；的土；粘性土：粘土（粘性土：粘土（Ip Ip 17 17）和粉质粘土（）和粉质粘土（17Ip 17Ip 10
12、 10）31土的工程特性指标土的工程特性指标 土工程特性指标包括：强度指标、压缩性指土工程特性指标包括：强度指标、压缩性指标以及静力触探探头阻力，标准贯入实验锤击数、标以及静力触探探头阻力，标准贯入实验锤击数、荷载实验承载力等其他特性指标。荷载实验承载力等其他特性指标。地基土工程特性指标的代表值分别为地基土工程特性指标的代表值分别为标准值、标准值、平均值及特征值平均值及特征值。抗剪强度指标取标准值，压缩。抗剪强度指标取标准值，压缩性指标取平均值，荷载实验承载力取特征值性指标取平均值，荷载实验承载力取特征值。32抗剪强度标准值的确定抗剪强度标准值的确定1 1、根据室内、根据室内n n组三轴压缩试
13、验的结果，按下列公式计组三轴压缩试验的结果，按下列公式计算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准差：算某一土性指标的变异系数、试验平均值和标准差：=/=i/n 变异系数变异系数试验平均值试验平均值标准差标准差332 2、按下列公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数：、按下列公式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数：2)C2)c内摩擦角的统计修正系数；C粘聚力的统计修正系数；内摩擦角的变异系数；c粘聚力的变异系数。34 3、K=m CK=C Cmm 内摩擦角的试验平均值；Cm 粘聚力的试验平均值。35练习题1、岩土工程勘察的主要内容有哪些？2、地基勘察的方法主要有那些？3、建筑地基岩土类型主要有哪些？4、地基土工程特性指标有哪些，其代表值是什么？36