高层建筑基础分析与设计-作者-袁聚云-3本科2011秋第三章-高层建筑地基勘察梁改.pptx

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岩溶（岩溶（喀斯特喀斯特-因南斯拉夫西北部喀斯特高原最典型，因南斯拉夫西北部喀斯特高原最典型，故名故名）l可溶性岩石在水的溶（浸）蚀作用下，产生的可溶性岩石在水的溶（浸）蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。各种地质作用、形态和现象的总称。l由于岩石溶解形成洞穴，其顶板变形、塌落可由于岩石溶解形成洞穴，其顶板变形、塌落可造成地基失稳。造成地基失稳。2024/3/29 周五7土洞土洞l在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，使岩溶面以上的土体遭到流失而形成的土中洞穴。使岩溶面以上的土体遭到流失而形成的土中洞穴。l土洞是岩溶的一种特殊形态，由于其发育速度快、分土洞是岩溶的一种特殊形态，由于其发育速度快、分布密集，因而对建筑地基的影响较岩洞为大。布密集，因而对建筑地基的影响较岩洞为大。2024/3/29 周五8(4)(4)滑坡滑坡 l斜斜坡坡上上的的岩岩土土沿沿坡坡内内一一定定的的软软弱弱带带（或或面面）作作整整体体地地向向前前向向下下移移动动的的现现象象称称为为滑滑坡坡。滑滑坡坡会会造造成成工工程建筑的失稳和破坏。程建筑的失稳和破坏。2024/3/29 周五9(5)(5)泥石流泥石流l泥石流是洪水侵蚀山体夹带大量泥、砂、石块等固体泥石流是洪水侵蚀山体夹带大量泥、砂、石块等固体物质，沿着陡峻的山间沟谷下泄的特殊洪流。物质，沿着陡峻的山间沟谷下泄的特殊洪流。l泥石流是山区特有的一种自然现象，由短时间内暴雨泥石流是山区特有的一种自然现象，由短时间内暴雨激发而形成，通常暴发突然，来势凶猛，对工程具有激发而形成，通常暴发突然，来势凶猛，对工程具有极大的破坏力。极大的破坏力。2024/3/29 周五10(6)(6)崩塌崩塌 l陡坡上的岩体或土体在重力或有其他外力作用下，陡坡上的岩体或土体在重力或有其他外力作用下，突然向下崩落的现象称为崩塌。突然向下崩落的现象称为崩塌。l大型崩塌会摧毁建筑物并造成人员伤亡和巨大的物大型崩塌会摧毁建筑物并造成人员伤亡和巨大的物质损失。质损失。2024/3/29 周五11(7)(7)采空区采空区l根据开采现状可分为老采空区、现采空区和未来采空根据开采现状可分为老采空区、现采空区和未来采空区三类。采空区是因地下矿层采空后形成的。区三类。采空区是因地下矿层采空后形成的。l对建筑物的危害是采空区上方覆盖的岩层会失去支撑，对建筑物的危害是采空区上方覆盖的岩层会失去支撑，使平衡条件破坏造成地表塌陷或变形，以致地面建筑使平衡条件破坏造成地表塌陷或变形，以致地面建筑物产生不允许的变形或破坏。如地表倾斜可使高层建物产生不允许的变形或破坏。如地表倾斜可使高层建筑发生倾斜。筑发生倾斜。2024/3/29 周五12(8)(8)地裂缝地裂缝l由于地质构造、过量抽取地下水等原因造成的地裂缝，由于地质构造、过量抽取地下水等原因造成的地裂缝，会造成工程建筑的破坏。会造成工程建筑的破坏。l目前在一些城镇中发现的地裂缝，比较典型的如西安、目前在一些城镇中发现的地裂缝，比较典型的如西安、大同、邯郸等城市，已构成一种地质灾害，对建筑物大同、邯郸等城市，已构成一种地质灾害，对建筑物有相当大的破坏作用。有相当大的破坏作用。2024/3/29 周五132.2.查明建筑场地的地层结构、均匀性以及各岩土层查明建筑场地的地层结构、均匀性以及各岩土层的工程性质。的工程性质。岩土工程的场地变异性和不确定性大岩土工程的场地变异性和不确定性大2024/3/29 周五14l1)1)地层结构是指岩层或土层的成因、形成的年代、地层结构是指岩层或土层的成因、形成的年代、名称、岩性、颜色、主要矿物成分、结构和构造、名称、岩性、颜色、主要矿物成分、结构和构造、地层的厚度及其变化、沉积顺序等。地层的厚度及其变化、沉积顺序等。2024/3/29 周五15l(2)(2)岩岩土土层层的的工工程程性性质质主主要要指指各各个个地地层层的的物物理理性性质质，包包括括重重力力密密度度、天天然然含含水水量量、密密度度、液液限限、塑塑限限等等指指标标，以以及及土土的的透透水水性性、压压缩缩性性、抗抗剪剪强强度等。度等。2024/3/29 周五16 3.查明地下水类型、埋藏情况、季节性变化度和对查明地下水类型、埋藏情况、季节性变化度和对建筑材料的腐蚀性。建筑材料的腐蚀性。(1)(1)地下水类型：按地下水的埋藏条件可分为地下水类型：按地下水的埋藏条件可分为:土层滞水、土层滞水、潜水和承压水潜水和承压水三类。三类。2024/3/29 周五17 2 2)在在建建筑筑地地基基内内有有地地下下水水存存在在时时，地地下下水水的的水水位位变变化化对对地地基基的的稳稳定定性性、地地下下室室的的防防水水、防防潮潮和和抗抗浮浮以以及及基基础础的的施施工工都都有有很很大大的的影影响响。因因此此，地地基基勘勘察察时时查查明地下水的变化幅度是很重要的。明地下水的变化幅度是很重要的。2024/3/29 周五183 3)地地下下水水含含有有各各种种化化学学成成分分，当当某某些些成成分分含含量量过过多多时时，对对建建筑筑材材料料包包括括混混凝凝土土、砖砖石石和和钢钢铁铁材材料料等等都都有有腐腐蚀蚀的的危危害害，腐腐蚀蚀性性和和环环境境地地质质条条件件及及物物理理风风化化条条件件关系密切。关系密切。2024/3/29 周五194.4.在在抗抗震震设设防防区区应应划划分分对对建建筑筑抗抗震震有有利利、不不利利和和危危险险的的地地段段，判判明明场场地地土土类类型型和和建建筑筑场场地地类类别别，查查明场地内有无可液化土层。明场地内有无可液化土层。(1)(1)建建筑筑抗抗震震有有利利、不不利利和和危危险险地地段段的的划划分分的的主主要要依依据是建筑场地的地质、地形和地貌条件。据是建筑场地的地质、地形和地貌条件。2024/3/29 周五20(2)(2)场地土类型：场地土类型：l场地土类型场地土类型可根据地面下可根据地面下20m20m范围内的土层类型范围内的土层类型评评定，土层类型主要决定于土层刚度定，土层类型主要决定于土层刚度(即土的软硬程即土的软硬程度度)，根据土层剪切波速，根据土层剪切波速vs，按下表划分。按下表划分。2024/3/29 周五21(3)(3)建筑场地覆盖层厚度：建筑场地覆盖层厚度：l 一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s500m/s的土的土层顶面的距离确定；层顶面的距离确定；l 当地面当地面5m5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速速2.52.5倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定；时，可按地面至该土层顶面的距离确定；l 剪切波速大于剪切波速大于500m/s500m/s的孤石、透镜体，应视同周围的孤石、透镜体，应视同周围土层；土层；l 土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。覆盖土层中扣除。2024/3/29 周五22(4)(4)建筑场地类别：建筑场地类别：l 场场地地分分类类的的目目的的是是为为了了考考虑虑场场地地条条件件对对设设计计反反应应谱谱的的影影响响，以以利利于于采采取取合合理理的的设设计计参参数数和和抗抗震震构构造造措措施。施。l 场场地地类类别别是是综综合合考考虑虑场场地地土土类类型型和和覆覆盖盖层层厚厚度度两两个个因因素素按按地地震震效效应应划划分分的的，具具体体可可划划分分为为四四类类，如如表表3-33-3所示。所示。2024/3/29 周五23二、岩土工程勘察设计的三个阶段二、岩土工程勘察设计的三个阶段 l岩土工程勘察目的：岩土工程勘察目的：运用各种勘察技术手段，查明建筑场地工程地质条件；运用各种勘察技术手段，查明建筑场地工程地质条件；结合工程特点及要求，分析场地内的工程地质问题；结合工程特点及要求，分析场地内的工程地质问题；论证场地地基的稳定性和适宜性，提出岩土工程评价论证场地地基的稳定性和适宜性，提出岩土工程评价对策，为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供对策，为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供依据。依据。l与工程建设各设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可与工程建设各设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可行性勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。行性勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。l对地质条件复杂或有特殊要求工程宜进行施工勘察。对地质条件复杂或有特殊要求工程宜进行施工勘察。l场地较小且无特殊要求的工程可以合并勘察阶段。场地较小且无特殊要求的工程可以合并勘察阶段。2024/3/29 周五241.1.可行性研究勘察阶段可行性研究勘察阶段l也也称称选选址址勘勘察察，主主要要通通过过搜搜集集资资料料、工工程程地地质质测测绘绘和和必必要要的的勘勘探探工工作作对对拟拟建建场场地地的的稳稳定定性性和和适适宜宜性性做做出出评评价。价。2.2.初步勘察阶段初步勘察阶段l初初步步勘勘察察应应满满足足初初步步设设计计或或扩扩大大初初步步设设计计的的要要求求，为为确确定定建建筑筑总总平平面面布布置置、主主要要建建筑筑物物的的地地基基基基础础设设计计方方案提供岩土工程勘察资料。案提供岩土工程勘察资料。3.3.详细勘察阶段详细勘察阶段l详详细细勘勘察察应应满满足足施施工工图图设设计计的的要要求求，为为各各个个建建筑筑物物或或建建筑筑群群提提出出地地基基和和基基础础设设计计、地地基基处处理理、不不良良地地质质现现象象的的防防治治等等具具体体方方案案的的论论证证和和建建议议；提提供供设设计计所所需需的的岩土工程资料和岩土技术参数。岩土工程资料和岩土技术参数。2024/3/29 周五25三、岩土工程勘察报告的主要内容三、岩土工程勘察报告的主要内容(1)(1)拟建建筑物的概况和对勘察的要求；拟建建筑物的概况和对勘察的要求；(2)(2)勘察方法和勘察工作量，并附勘探点平面布置图；勘察方法和勘察工作量，并附勘探点平面布置图；(3)(3)场地地形、地貌概况；场地地形、地貌概况；(4)(4)地地层层、土土质质概概述述，附附工工程程地地质质柱柱状状图图和和剖剖面面图图、岩岩土土物物理、力学性质统计表；理、力学性质统计表；(5)(5)场场地地水水文文地地质质条条件件、地地下下水水埋埋藏藏条条件件和和变变化化幅幅度度。当当基基础础埋埋深深低低于于地地下下水水位位时时，应应就就施施工工降降水水方方案案和和对对相相邻邻建建筑筑物物的的影影响响提提出出建建议议并并提提供供有有关关的的技技术术参参数数（如如水水头头高高度、渗透系数等）；度、渗透系数等）；(6)(6)岩土参数的分析和选用；岩土参数的分析和选用；(7)(7)地地基基、基基础础设设计计方方案案的的具具体体建建议议，如如有有基基坑坑开开挖挖问问题题，必要时应提出支护方案；必要时应提出支护方案；(8)(8)对施工和监测的具体建议。对施工和监测的具体建议。“上海中心”详勘报告2024/3/29 周五26第二节第二节 高层建筑地基勘探要点高层建筑地基勘探要点 详细勘察阶段的勘察工作量布设原则和方法详细勘察阶段的勘察工作量布设原则和方法 一、天然地基勘察一、天然地基勘察 1.勘探点平面布置勘探点平面布置l1)平面位置和间距的大小要达到能比较清楚地了解建筑物纵平面位置和间距的大小要达到能比较清楚地了解建筑物纵横两个方向的地层土质的均匀性和变化情况。横两个方向的地层土质的均匀性和变化情况。l2)勘探点的间距一般为勘探点的间距一般为1535m。l3)勘勘探探点点的的位位置置要要做做到到尽尽可可能能最最大大程程度度地地了了解解建建筑筑物物边边缘缘和和角点的地层土质变化情况。角点的地层土质变化情况。l4)在层数或荷载变化较大的部位要布置勘探点。在层数或荷载变化较大的部位要布置勘探点。l5)对于每幢单独的塔式高层建筑，除在四角要布置勘探点外，对于每幢单独的塔式高层建筑，除在四角要布置勘探点外，在中心点也应布点。在中心点也应布点。2024/3/29 周五27 (1)控控制制性性勘勘探探点点的的深深度度应应大大于于地地基基压压缩缩层层的的深深度度。一一般般性性勘勘探探点点可可浅浅于于控控制制性性勘勘探探点点，以以能能控控制制地地基基主主要要受受力力土土层为原则。层为原则。(2)地地基基压压缩缩层层是是指指在在建建筑筑物物基基础础下下一一定定深深度度范范围围内内由由于于地基附加压力产生较大压缩的土层。地基附加压力产生较大压缩的土层。(3)高高层层建建筑筑实实测测表表明明，压压缩缩层层深深度度与与基基础础宽宽度度的的比比值值，对对软软土土为为1.52.0；对对一一般般粘粘性性土土和和粉粉土土为为1.01.5；对对密密实实的砂土、碎石土为的砂土、碎石土为0.61.0。(4)控制性勘探点的深度可按下式估算：控制性勘探点的深度可按下式估算：dcdacb (3-1)基础埋置深度基础埋置深度基础底面宽度基础底面宽度一般性勘探点的深度可按下式估算：一般性勘探点的深度可按下式估算：dgdagb (3-2)(3-2)查表查表3-4 2.2.勘探点的深度勘探点的深度重要性系数重要性系数2024/3/29 周五282024/3/29 周五29二、桩基工程勘察二、桩基工程勘察1.勘探点间距勘探点间距 (1)对对于于端端承承桩桩一一般般为为1224 m，当当相相邻邻两两勘勘探探点点的的桩桩端端持力层顶面标高相差大于持力层顶面标高相差大于l m时，应适当加密勘探点。时，应适当加密勘探点。(2)对对于于摩摩擦擦桩桩一一般般为为2030m，当当遇遇到到土土层层的的性性质质或或状状态态在在水水平平方方向向分分布布变变化化较较大大，或或存存在在可可能能影影响响成成桩桩质质量量的的土层时，应适当加密勘探点。土层时，应适当加密勘探点。(3)对对于于大大直直径径桩桩(d800mm)，当当地地质质条条件件复复杂杂时时，宜宜在每个桩位上布置一个勘探点。在每个桩位上布置一个勘探点。2.勘探点的深度勘探点的深度 (1)对对于于端端承承桩桩，控控制制性性勘勘探探点点深深度度应应达达到到桩桩端端持持力力层层顶顶面面以以下下不不少少于于3m，一一般般性性勘勘探探点点深深度度应应达达到到桩桩端端持持力力层顶面以下不少于层顶面以下不少于0.5m。(2)对对于于摩摩擦擦桩桩，控控制制性性勘勘探探点点应应超超过过预预计计桩桩长长35m，一般性勘探点应超过预计桩长一般性勘探点应超过预计桩长12m。2024/3/29 周五30三、基坑开挖与支护工程的勘察三、基坑开挖与支护工程的勘察1.勘勘察察范范围围。根根据据基基坑坑开开挖挖深深度度和和场场地地的的岩岩土土工工程程条条件件确确定定，一一般般在在开开挖挖边边界界外外及及开开挖挖深深度度的的12倍倍范围内布置勘探点。范围内布置勘探点。2.勘勘探探点点的的间间距距和和深深度度。勘勘探探点点的的间间距距依依地地层层在在水水平平方方向向的的变变化化情情况况而而定定，一一般般为为1030m。勘勘探探点点的的深深度度应应满满足足下下列列各各种种极极限限状状态态的的分分析析评评价价范范围围和提供计算参数的要求：和提供计算参数的要求：l(1)边坡土体的整体失稳；边坡土体的整体失稳；l(2)由于支挡结构的嵌固深度不足而造成的失稳破坏；由于支挡结构的嵌固深度不足而造成的失稳破坏；l(3)地下水冲刷或管涌造成的失稳破坏；地下水冲刷或管涌造成的失稳破坏；l(4)锚杆的抗拉失效；锚杆的抗拉失效；l(5)由由于于支支挡挡结结构构的的位位移移和和变变形形导导致致邻邻近近建建筑筑物物和和设设施施的正常使用受到影响。的正常使用受到影响。2024/3/29 周五313.3.岩岩土土工工程程勘勘察察应应查查明明场场地地的的地地层层结结构构和和岩岩土土特特性性，并并根根据据设设计计需需要要提提供供有有关关土土层层的的不不固固结结不不排排水或固结不排水抗剪强度指标。水或固结不排水抗剪强度指标。4.4.应应查查明明基基坑坑开开挖挖范范围围及及邻邻近近场场地地的的地地下下水水特特征征。并并分分析析在在施施工工过过程程中中发发生生管管涌涌的的可可能能性性，提提出出施施工降水或隔水的措施。工降水或隔水的措施。5.5.勘勘察察时时还还要要对对场场地地周周围围已已有有的的建建筑筑物物和和地地下下设设施施进进行行调调查查，调调查查内内容容包包括括建建筑筑物物的的结结构构构构造造、基基础础形形式式和和埋埋置置深深浅浅、结结构构现现状状和和对对基基坑坑施施工工产产生生的的振振动动、地地下下水水变变化化和和土土体体变变形形的的承承受受能能力力的的评评估估，以以及及各各类类地地下下设设施施的的埋埋深深、分分布布、性性状状，为采取保护措施提供依据。为采取保护措施提供依据。四、强震区的地基勘察四、强震区的地基勘察(自学自学)2024/3/29 周五32一、室内试验指标一、室内试验指标 1.土的抗剪强度参数土的抗剪强度参数 (1)试验仪器试验仪器 直接剪切仪直接剪切仪(直剪仪直剪仪)直直剪剪仪仪具具有有操操作作简简单单、可可以以在在较较短短时时间间内内进进行行数数量量较较多多试试验验的的优优点点。但但存存在在的的缺缺点点也也很很突突出出。因因此此，只只有有在在有经验的地区和对不太重要的建筑才可使用。有经验的地区和对不太重要的建筑才可使用。三轴剪力仪三轴剪力仪 三三轴轴剪剪切切试试验验具具有有受受力力状状态态明明确确，大大小小主主应应力力可可以以控控制制等等优优点点。其其缺缺点点是是仪仪器器构构造造和和试试验验操操作作比比较较复复杂杂，对对试样要求较高，试验成果资料整理的工作量较大等。试样要求较高，试验成果资料整理的工作量较大等。第三节第三节 室内试验指标与原位测试指标室内试验指标与原位测试指标 2024/3/29 周五33 单联直剪仪 四联直剪仪2024/3/29 周五34TSZ30-2.0型应变控制式三轴仪 常规三轴仪2024/3/29 周五35(2)试验方法试验方法1)直剪试验方法直剪试验方法快剪快剪 对试样施加竖向压力后，立即以每分钟对试样施加竖向压力后，立即以每分钟0.8mm的的剪切速率，快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。剪切速率，快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。从加荷到剪坏一般在从加荷到剪坏一般在35min内完成，适用于渗透内完成，适用于渗透系数小于系数小于10-6cm/s的细粒土。得到的抗剪强度指标的细粒土。得到的抗剪强度指标用用cc、c表示。表示。2024/3/29 周五36固结快剪固结快剪 先对试样施加竖向压力，让试样充分排水，待固先对试样施加竖向压力，让试样充分排水，待固结稳定后，再以每分钟结稳定后，再以每分钟0.8mm的剪切速率施加剪力，的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在直至剪坏，一般在35分钟内完成，适用于渗透系分钟内完成，适用于渗透系数小于数小于10-6cm/s的细粒土。得到的抗剪强度指标用的细粒土。得到的抗剪强度指标用ccq、cq 表示。表示。慢剪慢剪 先对试样施加竖向压力，让试样充分排水，待固先对试样施加竖向压力，让试样充分排水，待固结稳定后，再以小于每分钟结稳定后，再以小于每分钟0.02mm的剪切速率缓慢的剪切速率缓慢施加水平剪应力，直至试样剪切破坏，在施加剪应施加水平剪应力，直至试样剪切破坏，在施加剪应力的过程中，试样内始终不产生孔隙水压力。得到力的过程中，试样内始终不产生孔隙水压力。得到的抗剪强度指标用的抗剪强度指标用cs、s 表示。表示。固结排水试验（固结排水试验（CD试验）试验）l打打开开排排水水阀阀门门，施施加加围围压压 后后充充分分固固结结，超静孔隙水压力完全消散；超静孔隙水压力完全消散；l保保持持排排水水阀阀门门打打开开，慢慢慢慢施施加加轴轴向向应应力力差差 以以便便充充分分排排水水，避避免免产产生生超超静静孔孔压。压。固结不排水试验（固结不排水试验（CU试验）试验）l打开排水阀门，打开排水阀门，施加围压施加围压 后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；l关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水。过程中不排水。不固结不排水试验（不固结不排水试验（UU试验）试验）l关闭排水阀门，关闭排水阀门，围压围压 下不固结；下不固结；l保保持持排排水水阀阀门门关关闭闭，很很快快剪剪切切破破坏坏，在在施施加加轴轴向向应应力力差差 过过程程中中不不排水。排水。cd、d ccu、cu cu、u 2)三轴试验方法三轴试验方法3)剪切试验方法适用范围剪切试验方法适用范围2024/3/29 周五392.土的压缩性指标土的压缩性指标l 为为保保证证建建筑筑物物的的安安全全和和正正常常使使用用，设设计计时时必必须须将将地基变形控制在容许范围之内。地基变形控制在容许范围之内。l 为为进进行行地地基基的的变变形形计计算算，必必须须通通过过试试验验取取得得土土的的压缩性指标。压缩性指标。2024/3/29 周五40(1)(1)土的压缩模量土的压缩模量Esl 土土的的压压缩缩模模量量Es可可根根据据室室内内压压缩缩试试验验求求得得，是是在在完全侧限条件下测定的。完全侧限条件下测定的。l 土土的的压压缩缩模模量量Es与与弹弹性性材材料料的的弹弹性性模模量量相相似似，是是应力和应变的比值。应力和应变的比值。l 土土的的压压缩缩模模量量Es不不仅仅反反映映土土的的弹弹性性变变形形，也也同同时时反反映映土土的的残残余余变变形形，而而且且在在压压缩缩过过程程中中是是一一个个随随压压力变化的数值。力变化的数值。l 当当用用压压缩缩模模量量Es 计计算算沉沉降降时时，压压缩缩试试验验的的最最大大压压力值应大于预计的有效土自重压力与附加压力之和。力值应大于预计的有效土自重压力与附加压力之和。l 压压缩缩系系数数和和压压缩缩模模量量的的计计算算应应取取土土的的有有效效自自重重压压力至有效自重压力与附加压力之和的压力段。力至有效自重压力与附加压力之和的压力段。2024/3/29 周五41(2)(2)土的变形模量土的变形模量E0l 土土的的变变形形模模量量是是指指在在单单轴轴受受力力且且无无侧侧限限的的情情况况下下应应力力与与应应变变之之比比。通通常常根根据据原原位位载载荷荷试试验验求求得得，即即根根据据载载荷荷试试验验绘绘制制 p-s曲曲线线中中的的直直线线或或接接近近于于直直线线段段的试验数据，按弹性理论公式计算：的试验数据，按弹性理论公式计算：。总荷载板直径板沉降2024/3/29 周五42(3)(3)土的弹性模量土的弹性模量E El 土土的的弹弹性性模模量量是是土土的的法法向向应应力力与与相相应应的的弹弹性性应应变变之之比比，由由于于土土的的弹弹性性应应变变远远小小于于土土的的总总应应变变，土土的弹性模量远大于压缩模量或变形模量。的弹性模量远大于压缩模量或变形模量。(4)(4)回弹再压缩模量回弹再压缩模量E Es sl 在在计计算算基基础础最最终终沉沉降降量量需需考考虑虑深深基基坑坑开开挖挖卸卸荷荷和和再再加加荷荷对对地地基基变变形形的的影影响响时时，应应在在固固结结仪仪内内进进行行回弹再压缩试验求得回弹再压缩模量。回弹再压缩试验求得回弹再压缩模量。具体做法是将土样先加荷至相具体做法是将土样先加荷至相当于基底土的自重压力当于基底土的自重压力 0 0。得到压缩曲线得到压缩曲线1 1，然后卸荷至零，然后卸荷至零，得到回弹曲线得到回弹曲线2 2，再继续加荷得，再继续加荷得再压缩曲线再压缩曲线3 3。根据曲线根据曲线3 3的斜率可计算得出土的斜率可计算得出土的回弹再压缩模量。的回弹再压缩模量。2024/3/29 周五43l缺少试验资料时，可用经验公式来确定：折算系数折算系数k k的经验值的经验值(表表3-73-7、表、表3-8)3-8)2024/3/29 周五442024/3/29 周五45(5)(5)土的泊松比土的泊松比 2024/3/29 周五46二、原位测试指标二、原位测试指标 u确定一级建筑物或有特殊要求建筑物的地基承载确定一级建筑物或有特殊要求建筑物的地基承载力和变形计算参数，应进行平板载荷试验。建筑力和变形计算参数，应进行平板载荷试验。建筑物安全等级按现行国家标准划分。物安全等级按现行国家标准划分。u确定软土地基的抗剪强度，宜进行十字板剪切试确定软土地基的抗剪强度，宜进行十字板剪切试验。验。u查明粘性土、粉土、砂土的均匀性、承载力及变查明粘性土、粉土、砂土的均匀性、承载力及变形特征时，宜进行静力触探和旁压试验。形特征时，宜进行静力触探和旁压试验。u判明粉土和砂土的密实度和地震液化的可能性时，判明粉土和砂土的密实度和地震液化的可能性时，宜进行标准贯入试验。宜进行标准贯入试验。u查明碎石土的均匀性和承载力时，宜进行重型或查明碎石土的均匀性和承载力时，宜进行重型或超重型动力触探。超重型动力触探。2024/3/29 周五47u需取得抗震设计所需的参数时，应进行波速试验。需取得抗震设计所需的参数时，应进行波速试验。u通常还应查明建筑场地的地下水位，包括实测的上通常还应查明建筑场地的地下水位，包括实测的上层滞水、潜水和承压水水位、季节性变化幅度以及层滞水、潜水和承压水水位、季节性变化幅度以及地下水对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程提供降水地下水对建筑材料的腐蚀性。对基坑工程提供降水设计的参数以及对降水方法提出建议等。设计的参数以及对降水方法提出建议等。主要原位测试方法简介：主要原位测试方法简介：十字板剪切试验十字板剪切试验 Vane ShearVane Shear饱和软粘土饱和软粘土载荷板试验载荷板试验 Loading PlateLoading Plate主要用于浅层地基主要用于浅层地基旁压仪旁压仪 Pressuremeter Pressuremeter 较深地基较深地基2024/3/29 周五48FFHD原位测试方法原位测试方法十字板剪切试验十字板剪切试验2024/3/29 周五49Mmax=FL原位测试方法原位测试方法十字板剪切试验十字板剪切试验2024/3/29 周五50现场载荷试验现场载荷试验千千斤斤顶顶荷载板荷载板原位测试方法原位测试方法-载荷板试验载荷板试验2024/3/29 周五51荷载板尺寸荷载板尺寸0.5 0.5m,0.707 0.707m,1.0 1.0m试验不少于试验不少于3点点荷载荷载810级级每级每级荷载荷载稳定的标准稳定的标准地基极限承载力地基极限承载力现场载荷试验现场载荷试验荷载板荷载板原位测试方法原位测试方法-载荷板试验载荷板试验原位测试方法原位测试方法-旁压试验旁压试验注水注水量测室量测室量测量测旁压试验旁压试验水箱水箱量测量测钻孔内进行横向钻孔内进行横向载荷试验载荷试验,用以用以测定较深处土层测定较深处土层的变形模量和承的变形模量和承载力载力 V0 V0Vph puh pcr poh原位测试方法原位测试方法-旁压试验旁压试验2024/3/29 周五54第四节第四节 地基检验与现场监测地基检验与现场监测 一、地基检验一、地基检验(一一)地基检验的重要性地基检验的重要性l 为保证工程质量和安全，在地基基础施工阶段必为保证工程质量和安全，在地基基础施工阶段必须对地基勘察的成果和方案建议进行核查。须对地基勘察的成果和方案建议进行核查。l 通过对基坑的直接检查和测试或通过试桩情况可通过对基坑的直接检查和测试或通过试桩情况可以验证地基勘察报告与基础设计是否正确，如发现以验证地基勘察报告与基础设计是否正确，如发现问题应及时进行修正，情况复杂时要进行施工阶段问题应及时进行修正，情况复杂时要进行施工阶段的补充勘察。的补充勘察。l 当发现与原勘察成果差别显著时，应修改设计或当发现与原勘察成果差别显著时，应修改设计或采取必要的处理措施。地基基础属于隐蔽工程，为采取必要的处理措施。地基基础属于隐蔽工程，为了不留隐患，检验工作非常重要。了不留隐患，检验工作非常重要。2024/3/29 周五55(二二)天然地基的基槽检验天然地基的基槽检验u1.1.检验的内容与方法检验的内容与方法u 核对基坑的位置、平面形状和尺寸、槽底标高是核对基坑的位置、平面形状和尺寸、槽底标高是否符合设计图纸和文件。否符合设计图纸和文件。u 检验槽底土质，可采用直接观察结合轻便触探试检验槽底土质，可采用直接观察结合轻便触探试验的方法。当持力层为碎石土时，可不进行轻便触探验的方法。当持力层为碎石土时，可不进行轻便触探试验。试验。u 必须注意防止槽底土质扰动，如施工超挖、践踏必须注意防止槽底土质扰动，如施工超挖、践踏扰动、冰冻、遭水浸泡等。扰动、冰冻、遭水浸泡等。u 必要时应补充勘探测试工作。必要时应补充勘探测试工作。u2.2.基槽处理基槽处理u 当发现局部异常土质、坑穴、古井时，应按其部当发现局部异常土质、坑穴、古井时，应按其部位、范围、深度结合基础结构、持力层土质、地下水位、范围、深度结合基础结构、持力层土质、地下水等情况进行挖除换填、短桩加固、调整基底面积或加等情况进行挖除换填、短桩加固、调整基底面积或加强基础刚度等方法处理。强基础刚度等方法处理。2024/3/29 周五56(三三)桩基的检验桩基的检验u1.1.钢筋混凝土预制桩的检验钢筋混凝土预制桩的检验u 核对桩基施工的位置、桩的规格、数量、质量、施核对桩基施工的位置、桩的规格、数量、质量、施工机械是否符合设计文件。工机械是否符合设计文件。u 进行试打，验证施工机械的能量、桩端持力层的标进行试打，验证施工机械的能量、桩端持力层的标高、进入持力层的深度、最终贯入度。高、进入持力层的深度、最终贯入度。u 根据桩基施工记录，检查所有工程桩是否符合设计根据桩基施工记录，检查所有工程桩是否符合设计要求。要求。2.2.钢筋混凝土灌注桩的检验钢筋混凝土灌注桩的检验u 核对桩基施工位置、桩孔数量、孔径及垂直度。核对桩基施工位置、桩孔数量、孔径及垂直度。u 核查成孔质量，在成孔过程中有无塌孔和缩径，以核查成孔质量，在成孔过程中有无塌孔和缩径，以及孔底虚土厚度。及孔底虚土厚度。u 核查钢筋笼制作，混凝土强度等级等。核查钢筋笼制作，混凝土强度等级等。u 当地质条件复杂时，应采用可靠的动测法对成桩质当地质条件复杂时，应采用可靠的动测法对成桩质量检测，检测数量由设计人员确定。量检测，检测数量由设计人员确定。2024/3/29 周五57(四四)地基处理的检验地基处理的检验u 核查所选用地基处理方案的适用性，必要时应预核查所选用地基处理方案的适用性，必要时应预先进行一定规模的试验性施工。先进行一定规模的试验性施工。u 对换填垫层的处理方案，应分层检验垫层的质量，对换填垫层的处理方案，应分层检验垫层的质量，每夯压完一层，应检验该层的平均压实系数，符合设每夯压完一层，应检验该层的平均压实系数，符合设计要求后，才能继续施工。计要求后，才能继续施工。u 检验垫层的质量，可用环刀法、灌砂法或触探试检验垫层的质量，可用环刀法、灌砂法或触探试验进行。验进行。u 对水泥粉煤灰碎石桩（对水泥粉煤灰碎石桩（CFGCFG桩）等加固处理方案，桩）等加固处理方案，应在有代表性的场地进行现场试验和测试，以检验设应在有代表性的场地进行现场试验和测试，以检验设计参数和处理效果。计参数和处理效果。u 对复合地基应检测桩体的强度和桩身结构的完整对复合地基应检测桩体的强度和桩身结构的完整性，并进行单桩或多桩复合地基的载荷试验检测复合性，并进行单桩或多桩复合地基的载荷试验检测复合地基的承载力。地基的承载力。2024/3/29 周五58二、现场监测二、现场监测l 为保证一些重大高层建筑施工的安全和正常使用，为保证一些重大高层建筑施工的安全和正常使用，需要在施工阶段甚至延续到使用时期应进行必要的现需要在施工阶段甚至延续到使用时期应进行必要的现场监测。场监测。l 对于地基基础工程采用新技术、新方法和有特殊对于地基基础工程采用新技术、新方法和有特殊要求的建筑物，在缺乏必要的经验时，也应进行现场要求的建筑物，在缺乏必要的经验时，也应进行现场监测，以便总结工程经验，推动地基基础工程的技术监测，以便总结工程经验，推动地基基础工程的技术发展和提高。发展和提高。w现场监测主要包括：现场监测主要包括：基底回弹和建筑物沉降观测基底回弹和建筑物沉降观测深基开挖和支护的监测深基开挖和支护的监测地下水的监测地下水的监测思考题思考题1.1.高层建筑地基勘察的重要性主要体现在哪几个方面高层建筑地基勘察的重要性主要体现在哪几个方面？2.2.简述建筑场地类别的划分方法。简述建筑场地类别的划分方法。3.3.高层建筑地基勘察时有哪些问题应特别注意？高层建筑地基勘察时有哪些问题应特别注意？4.4.简要比较各种剪切试验的适用范围。简要比较各种剪切试验的适用范围。5.5.常用的原位测试方法有哪些？分别用于测试何种指常用的原位测试方法有哪些？分别用于测试何种指标？标？6.6.简述天然地基基槽检验的主要内容。简述天然地基基槽检验的主要内容。7.7.简要分析高层建筑基础设计中地下水的影响。简要分析高层建筑基础设计中地下水的影响。