1、建筑地基基础案例分析/贺怀建 中国科学院武汉岩土力学研究所/内 容/一、地基勘探要求及勘察报告 二、浅基础设计 三、地基处理设计与施工若干问题 四、地基处理的施工技术及常用方法（实例分析） 五、软土地基路桥地基处理试验/一、地基勘探要求及勘察报告/一）地勘案例分析 （二）岩土工程勘察 （三）岩土工程勘察报告的编写/一）地勘案例分析/工程实例1： 北京某校教室楼为三层砖混结构，二、三层为现浇钢筋混凝土大梁和预制楼板，屋盖为木屋架、瓦屋面，西侧辅助房间及楼梯间为四屋钢筋混凝土现浇楼盖。此楼设计时即发现基础落在不均匀土层上：东南角下为较坚实的亚粘土，而西北占总面积23范围内却有高压缩性有机土及泥炭层
2、，厚23m(图5-1-3)。当时的处理措施是；对可能位于泥炭层上的基础都采用钢筋混凝土条形基础，并将地基承载力由120kNm2降至80kNm2， 同时在二、三层楼板下设置圈梁。此楼建成使用后第二年即多处开裂，房屋微倾，不得不停止使用，12年后进行加固/1)房屋开裂和倾斜情况 东、西立面墙体裂缝如图c、d所示。其中最宽的裂缝在西立面轴线边，自墙顶起直达房屋半高，裂缝宽30mm左右； 轴线屋架下内纵墙的壁柱也被拉裂，错开30mm左右，这是北墙一端下沉，与内纵墙相连的拉梁将壁柱拉裂的缘故。在二、三层楼面上，、轴线附近有贯通房屋东西向的裂缝，宽1020mm不等。 房屋东南角沉降小，西北角沉降大，相对沉
3、降差8284mm左右(图e/表层为填土，疏松，厚23/5m； 第二层为亚粘土，褐灰色，a1-2O/45Mpa-1，厚11/5m； 第三层为有机土，灰黑色，较软弱，550烧灼失量515，厚O/51/4m； 第四层为泥炭层，黑绿色，含大量未分解植物质，烧灼失量l5%5%，l55%160%/e3/543/82，a1-233/6Mpa-1，属超高压缩性，此层厚不均匀，多数0/52/3m，西端薄中部厚，东南角无此泥炭层； 第五层为砂砾石，密实，厚0/81/5m； 第六层为亚粘土，黄褐色，厚816/8m/3)事故原因分析 1)本楼位于古池塘边缘，泥炭层边线正处于房屋对角线上。如果该楼在规划设计时东移、西移
4、或做穿越泥炭层的桩基、采用换土地基等措施，都能避免此事故。 所以事故主因是末处理好勘察、地基处理和建筑总平面三者关系。 2)对已发现局部超压缩性软弱地基的处理方案是错误的。仅采用降低地基承载力、加大钢筋混凝土基础底面积、在二、三层设置圈梁的做法，它们对于地基实际发生的不均匀变形基本上不能起抵御作用/3)房屋上部结构布置未适应地基变形特色。有三点失误： 房屋中部有两个空旷楼梯间，使楼面整体性在此处严重削弱； 教室，三层基本上是一个56m宽12m的大房间(中间只有两排砖垛作为横墙相连)，整个房屋的空间刚度太弱； 房北端为阶梯教室，室内填土从北向南坡下，加剧了北部的沉降。 从以上因素分析，该楼必然西
5、北部的沉降大于东南部。 整个房屋如同既受反向弯矩又受扭矩的梁。裂缝必然集中在房屋中部薄弱部位的顶端，上屋楼面和墙体的裂缝必然多于下层/此楼需要等待沉降基本停止后方可进行加固处理，为此等待了12年。 曾经考虑矽化法加固(因有机土和泥炭土很难与化学浆液化合胶结而放弃)、现浇混凝土桩托梁法(因施工困难，费用太高而放弃)、拆除第三层改为两层的减荷法(因影响使用而放弃)等处理措施/最后决定用“增设圈梁、加固墙体”的做法： 1)暂拆木屋盖，在三层顶部增设一现浇内外墙交圈的钢筋混凝土圈梁540mm350mm，422，做完后再将木屋盖恢复； 2)在三层楼板顶皮标高处加设一层现浇内外墙的钢筋混凝土圈梁(室外16
6、0mm680mm，822；室内260mm200mm， 422)，每隔lm用螺栓穿过砖墙加以连接； 3)在二层楼板顶皮标高处也增设类似圈梁见图5-1-4d/ 4)在外墙窗间墙和4个墙角，加设上下贯通的钢筋(416)，并锚固在基础上，保证各层圈梁的共同工作； 5)外墙内外两面加设6200的钢筋网并喷一层30mm水泥砂浆。 目前，此教室楼已安全使用多年，未发现新的开裂情况/工程实例2： 北京某库房楼，位于一荷花池东南侧、东西干道北侧。该库房为两层楼房，平面呈一字形，东西向长47/28m，南北向宽10/68m，高7/50m(图5-6-4)。库房正中为楼梯间，东西各两大间，每间长10/80m、宽l0/2
7、0m，中部有两个***柱基。内外墙均为条形基础/1)房屋开裂情况 此楼1980年动工，当年6月竣工后使用。一年后在库房西侧二楼墙上即发现有裂缝。此后，裂缝数量增多，裂缝长度延伸，裂缝宽度展扩。1984年4月曾对此库房作详细调查统计，大裂缝已有33条，有的裂缝长度超过1/80m，宽度达1030mm，且地面多处开裂。 同年6月4日在库房一楼西大间南墙裂缝处贴纸，6月8日纸即被撕开，说明裂缝发展速度较快。同年10月，实测该裂缝长达2/80m，宽为68mm。1991年2月15日再度实测该处裂缝，发现已长达3/20m，缝宽为810mm，且墙内外贯通。说明6年多来库房的沉降仍在发展，但已有收敛的趋势/l97
8、9年在该库房楼设计时所采用的“建筑地基勘察报告”地层剖面图见图5-6-5。该报告建议的地基持力层为层，地基设计强度取f100kNm2。 为研究事故原因和加固方案，于1984年10月重新钻探，在库房南北外墙各布置4孔，孔深67m，都钻至坚实卵石层终孔。同时进行原位测试与土工试验。查明土层分布如下： 表面为填土，疏松，厚1/652/30m； 第二层为新近代冲积粘性土，场地南为粘土，场地北还有粉质粘土和粉土，呈可塑至软塑状态，厚1/152/23m； 第三层为有机土和泥炭，黑色；有机土为饱和可塑状态，厚0/31/5m不等；泥炭层极疏松，稍湿，状如蜂窝煤引火用炭饼，有大量未腐烂植物质，含量高达41/3，
9、压缩性极大；泥炭层厚度极不均匀，东西两端很薄，l、4、8三孔无，7孔厚度超过2m； 第四层为粉砂，灰色灰黑色，密实，(东南局部有细砂薄层)厚度很不均匀，1、5 厚度超过2m，3孔无，7孔仅0/2m厚/3)事故原因分析 1)原勘察失误是事故的主因。原“勘察报告”虽有7个钻孔资料，但仅有库房对角线的4146孔分别深5/10m、5/35m，其余5个孔深只有2m多，远不及地基受压层深度。 更值得注意的是，其中有2个孔已***有机土与泥炭层但却未做记录，“报告”中也未说明，只是简单地建议地基计算强度为R1/0kgcm2 ，即fk100kNm2。这是该库房发生严重质量问题的根源。 2)设计人员面对这份粗糙而
10、不满足设计要求的“勘察报告”，并末提出补做勘察的要求。此外，(GBJ789)规定对于三层和三层以上房屋，其长高比LH宜小于或等于2/5； 本例虽为二层砌体结构，但长高比LH47/287/506/3，此值2/5，导致房屋的整体刚度过小，对地基过大不均匀沉降的调整能力太弱。设计人又未采取加强上部结构刚度的有力结构措施，也是导致墙体开裂的重要原因/4)加固处理做法 曾经考虑了4种加固方案： 1)三重管旋喷桩定向旋喷法在基础底面以下形成半径为0/60/8m的半圆桩，托住基础使它们不再继续下沉。但因为基础底面宽度为1/2m，旋喷桩只能托住基底外侧部分，将造成基础偏心受压；同时由于该库房北侧可供施工的空间
11、狭窄，难以安置旋喷法的施工机械。 2)混凝土灌注桩架梁法如若采用常规灌注桩直径，地基中的软弱土层可能造成缩颈；若采用大直径灌注桩，工程量大，造价高。 3)钢管桩架梁法经估算需用直径200、长6m的132根钢管，不仅造价高而且在室内分段打入后的连接做法既不易又难以保证质量/4)钢筋混凝土预制桩架梁法它的投资少，接桩采用硫磺胶泥粘法，快速方便，被定为实施方案。所设计的预制桩横截面为180mm180mm，八角形，第一节长260cm，下部30cm为尖锥形，便于打入土中，第二、三节长170cm，便于运输(库房室内净高3/30m，该桩分三节才能施工)。预制桩布置在墙体两侧，间距23m不等。横梁采用钢筋混凝
12、土现浇梁，位于基础墙的圈梁底侧。 按上述第(4)方案加固后，未在加固部位新发现裂缝，房屋使用情况良好/工程实例3/ 某五层住宅工程，全长81/84m，总宽13/04m。楼板采用长向预制空心板，由三条纵墙承重(图5-6-6)。横墙为自承重墙。基础为三步灰土、砖砌大放脚。地基为第四纪冲积亚粘土，密实，压缩性低，地基承载力可达250kNm2 ，设计时取180kNm2/1)房屋开裂情况 该工程主体结构完工后，进行了一次检查，发现西南角门口处有一斜向裂缝，最宽处达10mm，直至灰土基础上皮。裂缝上宽下窄，自下而上向西倾斜。当时在裂缝处贴石膏两块，一周后，上面一块石膏裂开1mm左右。同时，内墙门洞处也有新
13、裂缝出现，而且一层顶部墙身外角略有外倾。这些迹象表明，地基的不均匀沉降在发展中。 (2)补充勘察得到的西南角土层分布 经过对房屋西南角进行钻孔补充勘察，发现产生裂缝的屋角恰好座落在压缩性较高的亚粘土回填土上。 补充勘察共计8个钻孔(分布见图5-6-6a)，各钻孔土层分布见图5-6-6b。 由图可见，回填土的深度以西南角最深，向东向北逐渐变浅。填土的压缩系数a1-20/59，e0/78。回填土层以下为很厚的黄褐色可塑性亚粘土，e0/65，52，Ip14/6，IL0/6。过去施工时，曾经发现该处回填土的土质很差，但只是局部将基础加深80cm，以3/7灰土回填，且加深部分与原来的灰土基础宽度相等。补
14、充勘察资料说明，局部加深的灰土层下还有1/5m左右的回填土层，向东约1112m，向北约1214m，逐渐减薄至0/根据估算，墙角处的***沉降量可达12/2cm，而无回填土处的***沉降量只有6/5cm，差异5/7cm(局部倾斜约0/005)规范规定的允许值0/002)。 从上述情况看，裂缝的产生主要是由于对回填土没有全部挖除，因而产生过大不均匀沉降的缘故。 此外，上部房屋的整体刚度很差，横墙与楼板无联系，各层未设圈梁，也促使裂缝发展。 (3)加固处理做法(图5-6-7) 采用柱墩架梁托底法，即在屋角墙体两侧各设置若干穿越回填土座落在亚粘土层上的毛石混凝土柱墩(直径11/2m)，上架钢筋混凝土次主梁
15、，将原砖墙基础挑起。计算上考虑加固后房屋能共同工作/传力途径是将纵墙荷载传给贴墙两侧的次梁，再由次梁传给横穿墙体的主梁和柱墩。为了使纵墙荷载传给次梁，每隔1m左右在墙上剔一12cm深槽，由次梁侧边挑出槽齿伸入此深槽。为了防止主梁混凝土在达到一定强度前过早受力，在柱墩与主梁间保留40cm空隙，待主梁混凝土达到设计强度的50后，再浇筑梁垫。 为了验证此工程地基基础加固的效果、加固前在外诺墙角处设置了23个沉降观测点。加固后第一个月测得沉降量为0/560/80mm，第二个月测得新沉降量为0/020/03mm，说明效果良好/应吸取的教训 本节从3个侧面说明地基软硬不均造成的危害(房屋局部座落在软弱土层
16、上、房屋完全座落在厚薄悬殊的软弱土层上、房屋座落在山区覆盖层厚薄不同的土层上、房屋局部座落在回填土上)。 我们不能要求房屋都建造在良好地基上，但必须对拟建房屋的地基土层有全面了解，以便提出合理的地基处理方案，使房屋尽可能座落在良好的天然或人工地基上。 我们也不可能要求房屋不发生不均匀沉降，但必须使上部结构有足够的整体刚度，以抵御房屋必然发生的不均匀沉降而不致使墙体开裂/本节3个实例的共同教训是： 1)工程勘察工作做得粗糙。 2)地基选择和处理方法不当。未能使房屋座落在比较均匀的天然或人工地基上； 3)上部结构整体刚度弱。这三点教训也就是平时常说的“情况不明，决心不大，方法不好”。 三个实例的加
17、固方案之所以成功，也是在这三方面认真考虑和妥当解决的结果/土的成因与构造/地球的内部构造： 分为：地壳、地幔、地核/一、 土的成因/地球的构成 ：地球的赤道半径6378/4km，两极半径为6356/9km，地球的扁平率为1/297/地壳：地球的固体外壳叫做地壳厚度：大陆上厚的70多km，海洋里薄的仅10多km，平均厚度在33km左右。构成天然地基的物质是地壳中的岩石和土/地质作用 建筑场地的地形、地貌，取决于地质作用/内力地质作用： 一般认为是，由于地球自转产生的旋转能和放射性元素蜕变产生的热能等引起地壳物质成分、内部构造以及地表形态发生变化的地质作用。例如：岩浆活动、地壳运动（构造运动）和变
18、质作用/地壳物质、形态和内部构造是在不断地改造和演变的。 导致地壳成分变化和构造变化的作用，称为地质作用。可分为内力地质作用和外力地质作用/外力地质作用： 由太阳辐射能和地球重力位能引起。例如：昼夜和季节气温变化，雨雪、山洪、河流、冰川、风及生物等对母岩产生的风化、剥蚀、搬运与沉积作用/这种外力（包括大气、水、生物）对原岩机械破碎和化学变化的作用，统称为风化作用/运积土 有搬运/风：风积土/重力/ 坡积土/流水/洪积土 冲积土 湖泊沼泽沉积土 海相沉积物/冰川/ 冰积土/土粒粗细不同，性质不均匀/有分选性，近粗远细/***度分选性明显，土层交叠/含有机物淤泥，土性差/颗粒细，表层松软，土性差/土
19、粒粗细变化较大，性质不均匀/颗粒均匀，层厚而不具层理 （陕北榆林城曾被砂淹没，三次南迁/风化所形成的土颗粒，受自然力的作用搬运到远近不同的地点所沉积的堆积物/坡积层：应注意不均匀沉降和地基稳定性问题/坡积层/高处岩石风化产物顺着斜坡向下移动、沉积在较平缓的山坡上而形成的沉积物。自上而下呈现由粗而细的分选现象。由于坡积物形成于山坡，常常发生滑动；土质不均，厚度变化大。新近堆积物，土质疏松，压缩性较大/由暴雨或大量融雪骤然集聚而成的暂时性山洪急流冲刷地表，挟带着大量碎屑物质堆积于山谷冲口或山前倾斜平原而形成洪积层/离山渐远，颗粒变细，分布范围逐渐扩大。其地貌特征是靠山近处窄而陡，离山远处宽而缓，形
20、如锥体，故称为洪积锥（扇/洪积层/洪积层：应注意土层的尖灭和透镜体引起的不均匀沉降/平原河谷横断面/砾卵石/中粗砂/粉细砂/粉质粘土/粉土/黄土/淤泥/冲积层 冲积物是河流流水的地质作用将两岸基岩及其上部覆盖的坡积物、洪积物剥蚀后搬运沉积在河流坡降平缓地带形成的沉积物。其特点是呈现明显的层理构造。由于搬运作用显著，碎屑物质呈亚圆或圆形颗粒，沉积物质细。典型的冲积物是形成于河谷内的沉积物/形成过程 形成条件/物理力学性质/影响/土是工程中应用最广泛的建筑材料。由土层所构成的广扩大地 是工程建设的基地 是建筑物的地基 是地下建筑的环境 为土工构筑物提供填筑材料/土体的特点/一般固体： 液体： 土体
21、（散粒/可保持固定的形状/不具有特定的形状/具有一定但不固 定的形状/岩石风化或破碎的产物，是非连续体/受力以后易变形，强度低 体积变化主要是孔隙变化 剪切变形主要由颗粒相对 位移引起/固相-土骨架 液相-水 气相-空气/受力后由土骨架、孔隙 介质共同承担 相间存在复杂的相互作用 孔隙流体流动/自然界的产物，存在自然变异性/非均匀性 各向异性 时空变异性/土体的特点/碎散性/三相性/天然性/比重计法/利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来确定小于某粒径的土粒含量/是将一定量的土样（粒径0/075mm）放在量筒中，然后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，当土粒在液体中靠自重下沉时
22、，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d（mm）的颗粒占土样的百分数/2）矿物成分/矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用 原生矿物：由岩石经过物理风化形成，其矿物成分与母岩相同 例：石英、云母、长石等 特征：无粘性、透水性较大、压缩性较低 次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同 例：主要是粘土矿物，包括三种类型 高岭石、伊里石、蒙脱石 D0/005mm 特征：具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点/结晶水 矿物内部的水 结合水 吸附在土颗粒
23、表面的水 ***水 电场引力作用范围之外的水 土中冰 由***水冻成，冻胀融陷/2/ 土中水（液相/3/土中气体/***气体：与大气连通，受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大 封闭气体：增加土的弹性；阻塞渗流通道/土的构造/土的构造是指土体中各结构单元之间的关系。主要特征是土的成层性/即层理构造，造成了土的不均匀性/层理构造：土粒在沉积过程中/由于不同阶段沉积的物质成分、颗粒大小或颜色不同/而沿竖向呈现出成层特征/二）岩土工程勘察/工程地质概述 地基勘察的任务和内容 地基勘察方法/工 程 地 质 概 述/地基勘察/调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件/为设计和施工提供所需的工程地质
24、资料/目的/任务/认识场地的地质条件，分析它与建筑物之间的相互影响/重要性/施工前不经过地基勘察或勘察不详、分析有误可能会造成严重工程事故或延误工程进度。具体例子如：意大利比萨斜塔 、加拿大特朗斯康谷仓 、苏州虎丘塔、上海工业展览馆 等/地 基 勘 察 的 任 务/地基勘察与岩土工程等级的关系/地基勘察任务和内容的确定以及 勘察详细程度与工作方法选择/建筑场地工程地质条件/地基岩土性质/建筑物的类型与重要性/勘察工作/根据工业与民用 建筑设计阶段/选址勘察（可行性研究勘察/初步勘察/详细勘察/对于地质条件复杂或有特殊施工 要求的重大建筑物地基，尚应进 行施工勘察/1、可行性勘察/可行性勘察的目
25、的是为了取得几个场址方案的主要工程地质资料，并对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价。 选址阶段勘察的内容，主要侧重于收集和分析区域地质、地形、地貌、***、矿产和附近地区工程地质资料及当地的建筑经验，并在搜集和分析已有资料的基础上，通过工程地质工作去了解场地的地层、岩性、地质构造、岩石和土的性质、地下水状态、***地质现象等问题/选择场址的原则之一是避开下列工程地质条件恶劣的地区： 1、***地质现象发育且对建筑物构成直接危害或潜在威胁的场地； 2、设计***烈度为8度或9度的发震断裂带； 3、受洪水或地下水不利影响的场地。 4、在可开采的地下矿***或矿区的未稳定的采空区上的场地/2、初步勘察 初
26、步勘察内容应符合初步设计或扩大初步设计阶段的要求。 初步勘察阶段应对场地内各建筑地段的稳定性作出局部评价，从而对工程建筑提供地质资料。同时还对***地质现象的防治方案提供资料和建议/初步勘察的任务： 1、地层及构造 2、岩石和土的物理力学性质 3、地下水埋藏条件。 4、***地质现象的成因、分布范围、对场地稳定性的影响及其发展趋势。 5、对***设防烈度为7及7以上建筑物，应判定场地和***效应/3、详细勘察 详细勘察的目的是对建筑地基作出工程地质评价，为地基基础设计地基处理和加固以及***地质现象的防治提供工程地质资料。 详细勘察的任务就在于针对具体建筑地基或具体地质问题，为进行施工图设计和施工提供依
27、据/必须查明： 1、建筑物范围内地层结构、岩石和土的物理力学性质； 2、对地基的稳定性、承载力作出评价。 3、有关地下水的埋藏条件、侵蚀性、地层和透水性和水位变化。 4、地基土及地下水在建筑物施工和使用中可能产生的变化及影响。 5、基坑发生涌水和流砂的可能性，并提供防治建议/4、工程地质勘察的内容及要求 查明建筑物范围内的地层结构、岩石和土的物理力学性质，并对地基的稳定性及承载能力作出评价。 提供***地质现象防止工作所需的计算指标及资料。 查明地下水的埋藏条件，渗透性、水位变化。 要求：工程地质勘察的点线布置按勘察规范进行/5、工程地质勘察的准备工作/收集资料 收集资料工作十分重要，对可能出现
28、的地层情况及工作方法起到关键性的指导作用。对现场的地层组合、特点须认真分析，收集曾工作过的施工人员工作资料/现场踏看 在进场前踏看，对地形、地貌特征有充分了解，为钻探工作做好准备，避免误工/气象资料 以野外工作为主，气象资料收集工作很重要，气候条件对工作能否顺利非常重要/后勤工作： 勘察场地的条件，后勤材料的提供是否及时，能高效、经济地完成勘察工作很重要/勘探工作/坑探/钻探/触探/旁压/地球物理勘探（物探/静力触探/动力触探/地 基 勘 察 方 法/1、 钻探工作简述 在工程地质勘察中，钻探是目前最广泛使用和最有效的勘探手段之一，它是利用机械动力设备，使钻具回转或冲击，在地壳中钻进直径小、深
29、度大的圆柱形空间的钻孔，在钻孔内进行原位测试，取出岩芯进行分析，直达到预计深度为止。目的是查明拟建场地内地基土层的特征、土层划分、厚度及其分布情况。并测定其物理力学性质指标，为选定建筑场地的位置，确定地基持力层和基础方案提供工程地质资料，作为设计的依据/我国工程地质钻探工艺有冲击钻探、回转钻探、振动钻探等单一和组合的多种钻进工艺。工程钻探用的钻机类型有轻型取样钻机、岩芯钻机、车装式钻机、冲击式钻机等。目前使用较为普遍的是液压回转钻机，如北京探矿厂XY1型油压式钻机/2、钻探时应符合下列规定： 钻进深度、岩土分层深度的测量误差范围应为0/05米。由钻机记录员进行班报表登记，检查和丈量钻杆，钻进中
30、要准确计量钻杆总长和机上余尺长度，立轴主动钻杆十钻杆十岩芯钻头机上余尺一机高，即为孔深。现场编录地质员根据班报表和岩芯进行岩土分层描述工作/非连续取芯钻进的回次进尺，对螺旋钻探应在1米以内；对岩芯钻探应在2米以内（并小于取芯管长度）。 对鉴别地层天然湿度的钻孔，在地下水位以上应进行干钻。当必须加水或使用循环液（例泥浆钻进）时，应采用双层岩芯管钻进/岩芯钻探应保证岩芯采取率。 由钻机记录员负责记录的回次岩芯采取率反映的是钻进每一回次的情况，不是分层或整个钻孔的情况。地质编录员负责在柱状图上表示的岩芯采取率一般是分层岩芯采取率，即分层岩芯长度分层进尺之比（/对既要求直观鉴别地层，又要求采取不扰动土
31、样的情况下，回次采取率粘性土不应小于80%，砂性土、花岗岩残积土不应小于65，强风化岩破碎岩石不应小于65，坚硬完整岩层不应小子80。如果勘察要求降低，对钻探的要求也可相应地放宽。对需要重点查明的部位或有特殊要求的工程则应提高岩芯采取率可采用单动二重管等取土器采取95100 %的岩芯/1、静力触探适用范围 静力触探试验（CPT）是在静压力作用下，将一定规格的圆锥形***匀速地压人试验土层，用阻力传感器量测出土的贯人阻力，由于贯人阻力的大小与土层工程地质性质有关。是普遍采用的一种原位测试手段/静力触探试验主要适用于软土、粘性土、粉土、疏松中密的砂土，对杂填土、密实的砂土、碎石土和基岩是不适用的。静
32、力触探是一种快速、精密、简单的勘测手段，对于薄层，软弱夹层、软层、用钻探难以采样者具有显著的优越性。一般粘性土和砂的勘探深度30m左右，饱和软粘50m左右，上海地区曾做到75m左右/2、静力触探的设备和主要技术要求 静力触探的贯入设备 加压装置：加压装置的作用是将***压人土层中，按加压方式可分为：手摇式、齿轮机械式、液压式和液化连续贯人程序控制式四种。 反力装量：反力装置有地锚、重物和车辆自重三种类型/*** 国内常用的电阻或***（即电阻应变式阻力传感器）可分为单桥***和双桥***两种，单桥***的主要规格见表/静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化 划分土层/ 确定承载力、 压缩性、不排水抗剪强度
33、、砂土密实度等 静力触探适用于粘性土和砂类土/静力触探 单桥*** 端部Ps=Q/A 比贯入阻力 双桥*** 端部和侧壁 土的密实度 压缩性 强度 桩和地基的承载力/管状*** 标准贯入试验SPT/ 63/5 kg锤/ 76cm落距/贯入深度30cm的击数/ N 63/5 锥状*** 触探法能划分土层，现场连续测定土性，地基承载力、桩侧壁阻力和桩端阻力，土抗液化能力/SPT用测得的垂击数N，判定砂土的密实度或粘性土的密度，确定地基和单桩的承载力；还可评定砂土的抗液化能力。标准贯入试验适用于砂性土与粘性土/动力触探 管状*** 标准贯入试验SPT 锥状*** 轻型10 kg 中型 28kg 重型 63/5k
34、g 碎石/砾石地层 特重型 120kg/测试工作及指标整理/测试工作内容/土性指标的统计整理/土工试验/原位测试/岩（土）自身的不均匀性，取样、仪器等原因，土性指标值较离散/1、现场试验 十字板 Vane Shear饱和软粘土 载荷板试验Loading Plate深浅均可/三）岩土工程勘察报告/岩 土 工 程 勘 察 报 告/报告书内容/任务要求及勘察工作概况/场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力 和其它设计计算指标/场地位置、地形地貌、地质构造、***地质现象及***设计烈度/对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜 性作出结论，指出存在的问题和提出建议
35、/地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度/报告包括图表/勘探点平面布置图/土工试验成果总表/综合地质柱状图/工程地质剖面图/钻孔柱状图/1、岩土工程勘察报告的编写 岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果/是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点/关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理/报告的编制程序 一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上/即转入资料整理工作/并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序/才能前后照应/顺利进行/外业和实验资料的汇集、检查和统
36、计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全/特别是实验资料是否出全/同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图/对照原位测试和土工试验资料/校正现场地质编录。是一项很重要的工作/但往往被忽视/从而出现野外定名与实验资料相矛盾/鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾/编绘钻孔工程地质综合柱状图/划分岩土地质层/编制分层统计表/进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否/直接关系到评价的正确性和准确性。因此/此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑/正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表/包括各岩土层的分布状态和埋
37、藏条件统计表/以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后/进行分层试验资料的数理统计/查算分层承载力/编绘工程地质剖面图和其它专门图件/编写文字报告。 按以上顺序进行工作可减少重复/提高效率/避免差错/保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地/应分区进行勘察评价/报告论述的主要内容 报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式/工程勘察的发包单位、承包单位/勘察任务和技术要求/勘察场地的位置、形状、大小/钻孔的布置者和布置原则/孔位和孔口标高的测量方法以及引测点/施工机具、仪器设备和钻探/取样及原位测试方法/勘察的起止时间/完成的工作量和质量评述/勘察工作所依
38、据的主要规范、规程/其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表/地质地貌概况 地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件/应从以下三个方面加以论述/ a、地质结构。主要阐述的内容是/地层(岩石)、岩性、厚度/构造形迹/勘察场地所在的构造部位/岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原/应划分第四系的成因类型/论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化/b、地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单/应着重论述地形的平整程度、相对高差/c、***地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、
39、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等***地质现象。如在碳酸盐岩类分布区/则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大/地质地貌条件较复杂/或***地质现象发育/报告中应附地质地貌图或***地质现象分布图/如场地小且地质地貌条件简单又无***地质现象/则在前述钻孔位置平面图上加地质地貌界线即可。当然/倘若地质地貌单一/则可免绘界线/地基岩土分层及其物理力学性质 这一部分是岩土工程勘察报告着重论述的问题/是进行工程地质评价的基础。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容/a、分层原则：土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分/岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理
40、/厚度小而反复出现可作互层处理/第一层 素填土/第二层 粉质粘土/第三层 粉质粘土/第四层 粘土/第五层 粘土夹碎石/b、分层编号方法：常见三种编号法/第一/从上至下连续编号/即、层。这种方法一目了然/但在分层太多而有的层位分布不连续时/编号太多显得冗繁/第二/土层、岩层分别连续编号/如土层-1、-2、-3/岩层-1、-2、-3/第三/按土、石大类和土层成因类型分别编号/如某工地填土1/冲积粘土2-1、冲积粉质粘土2-2/冲积细砂2-3/残积可塑状粉质粘土3-1、残积硬塑状粉质粘土3-2/强风化花岗岩4-1/中风化花岗岩4-2/微***岗岩4-3。 第二、三种编法有了分类的概念/但由于是复合编号
41、/故而在报告中叙述有所不便。大多数分层是采用第一种方法/并已逐步地加以完善。 总之/地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况/以简单明了/叙述方便为原则/c、分层叙述内容，对每一层岩土/要叙述如下的内容/ 分布/通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位/要说明缺失的孔段/对于分布局限的层位/则要说明其分布的孔段/埋藏条件/包括层顶埋藏深度、标高、厚度。如场地较大/分层埋深和厚度变化较大/则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。 岩性和状态/土层/要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等/岩层/要叙述颜色、矿物成分、结构
42、、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度/裂隙的发育情况/要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况/关于岩心的完整程度/除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外/还应描述岩心的形状/即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等/取样和实验数据/应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。尽量列表表示土工实验结果/文中可只叙述决定土层力学强度的主要指标/例如填土的压缩模量、淤泥和淤泥质土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指数、粉土的孔隙比和含水量、红粘土的含水比和液塑比。对叙述的每一物理力学指标/应有区间值、一般值、平均值/最好还有最小平均值、最大平均值/以便设计部门选用/原位测试情况/包括试验
43、类别、次数和主要数据。也应叙述其区间值、一般值、平均值和经数理统计后的修正值。 承载力/据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力标准值/然后综合判定/提供承载力标准值的建议值/地下水简述 地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及/地下水类型/含水层分布状况、埋深、岩性、厚度/静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度/含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系/地下水的补给和排泄条件/水位季节变化/含水层渗透系数/以及地下水对混凝土的侵蚀性等/场地稳定性 场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务。应从以下几个方面加以论述/ a、场地所处的地质构造部位/有无活动断层通过/附近有无
44、发震断层。 b、***基本烈度/***动峰值加速度。 c、场地所在地貌部位/地形平缓程度/是否临江河湖海/或临近陡崖深谷/d、场地及其附近有无***地质现象/其发展趋势如何。 e、地层产状/节理裂隙产状/地基土中有无软弱层或可液化砂土。 f、地下水对基础有无***影响。报告对场地稳定性作出评价的同时/应对***地质作用的防治/增强建筑物稳定性方面的措施提供建议/其他专门要求 论述的问题对于设计部门提出的一些专门问题/报告应予以论述/如饱和砂土的震动液化、基坑排水量计算、动力机器基础地基刚度的测定、桩基承载力计算、软弱地基处理、***地质现象的防治/等等/结论与建议 结论是勘察报告的精华/它不是前文已论述的
45、重复归纳/而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点/ a、对场地条件和地基岩土条件的评价。 b、结合建筑物的类型及荷载要求/论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性/c、选择持力层/建议基础形式和埋深。若采用桩基础/应建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。 d、地下水对基础施工的影响和防护措施。 e、基础施工中应注意的有关问题。 f、建筑是否作抗震设防。 g、其它需要专门说明的问题。 以上7个方面的内容/并非所有的勘察报告都要面面俱到/一一罗列/由于场地和地基岩土的差异、建筑类型的不同和勘察精度的高低/不同项目的勘察报告反映的侧重点当然有所不同。一般来说/上列概述、地
46、基岩土分层及其物理力学性质、地下水简述和结论与建议等四项/是每个勘察报告必须叙述的内容。总之/要根据勘察项目的实际情况/尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用/图表编制要点 主要图件 a、勘探点(钻孔)平面位置图。 表示的主要内容/ 建筑平面轮廓/ 钻孔类别、编号、深度和孔口标高/应区分出技术孔、鉴别孔、抽水试验孔、取水样孔、地下水动态观测孔、专门试验孔(如孔隙水压力测试孔)/ 剖面线和编号/剖面线应沿建筑周边/中轴线、柱列线、建筑群布设/较大的工地/应布设纵横剖面线/地质界线和地貌界线/ ***地质现象、特征性地貌点/ 测量用的坐标点、水准点
47、或特***物/ 地理方位。对于较小的场地/一般仅表示、五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面图上补充内容而成。比例尺一般采用(1200)(11000/钻孔工程地质综合柱状图 钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在地质柱状图上/第四系与下伏基岩应表示出不整合接触关系。在柱状图的上方/应标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用1100或1200/工程地质剖面图 此图是作为地基基础设计的主要图件。其
48、质量好坏的关键在于/剖面线的布设是否恰当/地基岩土分层是否正确/分层界线/尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理/剖面线纵横比例尺的选择是否恰当/4)专门性图件 常见的有表层软弱土等厚线图/软弱夹层底板等深线图/基岩顶面等深线图、强风化、中风化或微风化岩顶面等深线图/硬塑或坚硬土等深线图等。不言而喻/这些图件对于地基基础设计各有用途。有的图件还可以反映隐伏的地质条件/如中风化顶面等深线图/可以反映隐伏的断层/等深线上呈线状伸展的沟部/往往是断层通过地段。专门性图件并非每一勘察报告都作/视勘察要求、反映重点而定/主要附表、插表 岩土试验成果表。 按岩、土分别分层/按孔号、样号顺序编制。每一分层
49、之后列出统计值/如区间值、一般值、平均值、最大平均值、最小平均值。 原位测试成果表。 分层按孔号、试验深度编制/要列统计值/并查算分层承载力标准值/钻孔抽水试验成果表。 按孔号、试段深度编制/列出静止水位、降深、涌水量、单位涌水量、水温和水样编号。 桩基力学参数表。 如果建议采用桩基础/应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力/并考虑桩的入土深度确定桩端土承载力。除上述附表之外。有的分层复杂时/应编制地基岩土划分及其埋藏条件表/二、浅基础设计/一)天然地基上的浅基础/天然地基：不加处理直接用作建筑物地基的天然土层。 人工地基：经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层。 浅 基 础：天然地基上，基础埋置
50、深度小于5m的一般基础 (柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础(如箱形基础/天然地基：建筑物荷载不大或地基土强度较高时，天然土层不需要经过特殊处理就可承受建筑物荷重的地基。 天然地基上的浅基础：天然地基上，基础埋置深度小于5m的一般基础(柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的大尺寸的基础(如箱形基础)。 在选择地基基础类型时，主要考虑两个方面的因素： 1、建筑物的性质(包括它的用途、重要性、结构型式、荷载性质和荷载大小等)； 2、地基的地质条件(包括土层的分布、土的性质和地下水等/浅基础的设计规定/地基基础的设计与计算应满足承载力极限状态和正常使用极限状态
51、，其规定为： (1)基础有应足够的强度、刚度与耐久性。 (2)地基应具有足够的强度和稳定性。 规范要求各级建筑物地基均应进行承载力计算；对经常承受水平荷载作用的***建筑和高耸结构，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性，以保证地基在防止整体剪切破坏方面有足够的安全储备。 (3)地基应满足变形方面的要求。 设计等级为甲级、乙级的建筑物，应按地基变形设计；建筑物情况和地基条件复杂的丙级建筑物地基尚应做变形验算，以保证建筑物不因地基沉降影响正常使用/荷载取值规定/地基基础设计时/所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应按下列规定： 按地基承载力确定基础底面积及埋深或按单桩承
52、载力确定桩数时，传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。相应的抗力应采用地基承载力特征值或单桩承载力特征值。 计算地基变形时，传至基础底面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合，不应计入风荷载和***作用。相应的限值应为地基变形允许值。 计算挡土墙土压力、地基或斜坡稳定及滑坡推力时，荷载效应应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1/0/荷载取值规定/在确定基础或桩台高度、支挡结构截面计算、基础或支挡结构内力确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项
53、系数。当需要验算基础裂缝宽度时，应按正常使用极限状态荷载效应标准组合。 基础设计安全等级、结构设计使用年限、结构重要性系数应按有关规范的规定采用，但结构重要性系数0不应小于1/0/地基基础设计内容和一般步骤/1)选择基础的材料、类型，确定平面布置； (2)选择基础的埋置深度，即确定地基持力层； (3)确定地基承载力特征值； (4)根据传至基础底面上的荷载效应和地基承载力特征值，确定基础底面积； (5)根据传至基础底面上的荷载效应进行相应的地基验算(变形和稳定性验算)； (6)根据传至基础底面上的荷载效应确定基础构造尺寸，进行必要的结构计算； (7)绘制基础施工图/如果地基中有软弱土层存在(通常
54、指承载力低于100kPa的土层)，不适于做天然地基上的浅基础时，常用以下3种方法解决： 1、加固软弱土层，提高土层的承载力，再把基础做在经过人工加固后的土层上。这种地基叫做人工地基/地基基础类型/2、在地基中打桩，把建筑物支撑在桩承台上，建筑物的荷载由桩传到地基深处较为坚实的土层。这种基础叫做桩基础。 3、把基础做在地基深处在承载力较高的土层上。埋置深度大于5m或大于基础宽度，在计算基础时应该考虑基础侧壁摩擦力的影响。这类基础叫做深基础/地基基础类型/二）地基的极限状态设计 根据建筑地基基础设计规范，为保证建筑物的安全使用，地基必须满足两种极限状态的要求，即： 1/承载力极限状态 p f 式中
55、：p 基础底面处的平均压力设计值，kPa；在p的计算中，所采用的荷载是荷载的基本组合设计值。 f 地基承载力设计值，kPa。 2/正常使用极限状态 s s 式中：s 建筑物地基的变形/在s的计算中，应采用荷载的长期效应组合不计入风荷载和***荷载，且荷载用标准值；s 建筑物地基的变形容许值/从表面来看，地基的极限状态设计与结构物的极限状态设计完全相同。旨先满足承载力极限状态，保证地基的稳定，其次满足正常使用极限状态，符合变形的要求。 但从已有大量地基事故分析表明，绝大多数事故是由于地基变形过大和不均匀沉降所造成的。根据地基载荷试验和地基承载力理论可知，随着荷载的增加，地基先产生压密变形，再产生局
56、部剪切破坏，最后产生整体剪切破坏。而且代表压密变形阶段的界限压力，即临塑荷载pcr远小于整体剪切破坏的极限荷载pu。这就是说地基在充分发挥其承载力以前，通常都产生较大的变形，影响建筑物的正常使用，即地基设计实质上是受变形所控制/承载力特征值的含义与材料强度计算值的内涵完全不一样。首先，地基土体的承载能力f 值不是土的强度，其值不仅与土的性质有关，而且与荷载的分布范围以及作用的深度等因素有关；其次，f 值在很大程度上仍然是反映建筑物对变形的***。如上所述，地基发生失稳破坏的情况极为少见。变形验算的实质是控制地基内不要出现过大的塑性区，以免变形迅速发展，导致地基失稳。由此可见，地基的极限状态分析实
57、际上是以验算变形为核心的分析。这点与结构的极限分析有所不同/三）地基的验算要求 地基规范按由于地基的原因造成建筑物破坏后果的严重性，将建筑物分成3个安全等级，并相应地规定验算要求/不同的安全等级地基的验算要求 1/一级建筑物和下表所列范围以外的建筑物以及虽属于下表以内的建筑，但符合如下规定之一项者，均应进行地基变形验算，即除了应该满足承载力极限状态的要求外，还应满足正常使用极限状态的要求。 (1)/地基承载力标准值小于130kPa且体型复杂的建筑； (2)/在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，引起地基不均匀沉降时； (3)/软弱地基上的相邻建筑物距离过近，可能发生倾斜时； (4)
58、/地基内有厚度较大或厚度不均的填土，其自重固结未完成时。 2/不属于上述范围内的***建筑物和***建筑物只要求验算地基承载力，可不再进行变形验算，即满足地基承载力的要求也就满足了变形的要求。 3/对于经常受水平荷载作用的水工建筑物，挡土结构、***建筑、高耸结构，以及建造在斜坡上的建筑物和构筑物，还应验算地基的稳定性/四）浅基础设计内容及步骤 天然地基上浅基础的设计内容和顺序如下： 1/阅读和分析建筑物场地的地质勘察资料和建筑物的设计资料，进行相应的现场勘察和调查； 2/选择基础的结构类型和建筑材料； 3/选择持力层，决定合适的基础埋置深度； 4/根据地基的承载力和作用在基础上的荷载，计算基础的初
59、步尺寸； 5/进行地基计算，包括地基持力层和软弱下卧层(如果存在)的承载力验算，以及按规定需要进行的变形验算，根据验算结果修改基础尺寸； 6/进行基础的结构和构造设计； 7/绘制基础的设计图和施工图； 8/编制工程预算书和工程设计说明书/浅 基 础：扩展基础 连续基础/扩展基础：无筋扩展基础 钢筋混凝土扩展基础/浅基础分类/浅基础的类型和基础材料 （一）浅基础的结构类型 基础的作用就是把建筑物的荷载安全可靠地传给地基，保证地基不会发生强度破坏或者产生过大变形，同时还要充分发挥地基的承载能力；因此，基础的结构类型必须根据建筑物的持点(结构型式荷载性质和大小等)和地基土层的情况来选定，浅基础基础的
60、基本结构类型分下列四种： 1/单独基础：柱的基础一般都是单独基础。 2/条形基础：墙的基础通常是连续设置成长条形，称为条形基础/如果柱子的荷载较大而土层的承载能力又较低，做单独基础需要很大的面积，在这种情况也可采用柱下条形基础，甚至柱下的交叉梁基础。相反当建筑物较轻，作用于墙上的荷载不大，基础又需要做在较深处的好土层上时，做条形基础可能不经济，这时可以在墙下加一根过梁，将过梁支在单独基础上，称为墙下单独基础/3/筏形基础和箱形基础 当柱子或墙传来的荷载很大，地基土较软弱，用单独基础或条形基础都不能满足地基承载力的要求时，或者地下水位常年在地下室的地坪以上，为了防止地下水渗入室内时，往往需要把整