岩土工程勘察讲义.ppt

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1、认识实习讲座-岩土工程勘察,目录,总揽1土木工程综合概述1.1专业基本情况1.2资格考试2岩土工程2.1什么是岩土工程2.2岩土工程范围2.3岩土工程与数学力学关系2.4岩土工程发展2.5岩土工程热点及常用软件,3岩土工程勘察3.1岩土工程勘察分级3.2岩土工程勘察分阶段进行3.3区分不同工程进行勘察3.4岩土工程勘察获取资料方法3.5原位实验3.6室内试验3.7勘察成果：提交勘察报告3.8遵循标准,总揽-两个概念两个方法,岩土工程地质勘察,工程地质条件（实际工程地质条件、工程需要的工程地质条件）,工程地质问题,解决工程地质问题的方法,岩土工程领域范围,1岩土工程勘察2地基与基础工程3基坑与边

2、坡工程4隧道与地下工程,1土木工程综合概述,土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也指工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中，直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施，例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。建造工程设施的物质基础是土地、建筑材料、建筑设备和施工机具。借助于这些物质条件，经济而便捷地建成既能满足人们使用要求和审美要求，又能安全承受各种荷载的工程设施，是土木工程学科的出发点和归宿。,目前中国将土木工程分为：房

3、屋工程；铁路工程；道路工程；机场工程；桥梁工程；隧道及地下工程；特种工程结构；给排水工程（现已是一门独立的学科）；城市供热供燃气工程；交通工程（已经分化出来成为了独立的学科）；环境工程；港口工程；水利工程（已经分化出来成为了独立的学科）；土力工程,美国将土木工程分为：结构工程(Structural engineering)；大地工程(Geotechnical engineering)；交通工程(Transportation engineering)；环境工程(Environmental engineering)；水利工程(Hydraulic engineering)；建设工程(Construc

4、tion engineering)；材料科学(Materials science)；测量学(Surveying)；城市工程(Urban engineering)；,1土木工程综合概述,本专业学习工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识。主要培养从事铁路、公路、机场等工程和房屋、桥梁、隧道、地下工程的规划、勘测、设计、施工、养护等技术工作和研究工作的高层次工程人才。毕业生可在高校、设计部门和科研单位教学、设计、研究工作，也可以在管理、运营、施工、房地产开发等部门从事技术工作。,1.1专业基本情况,1.1.1培养目标本专业培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基

5、本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。1.1.2培养要求本专业培养掌握工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论和基本知识，具备从事土木工程的项目规划、设计、研究开发、施工及管理的能力，能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管理、投资、开发部门从事技术或管理工作的高级工程技术人才。本专业学生主要学习工程力学、流体力学、岩土力学和市政工程学科的基本理论，受到课程设计、试验仪器操作

6、和现场实习等方面的基本训练，具有从事土木工程的规划、设计、研究、施工、管理的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力：,1.1专业基本情况,具有较扎实的自然科学基础，了解当代科学技术的主要方面和应用前景；掌握工程力学、流体力学、岩土力学的基本理论，掌握工程规划与选型、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识，掌握有关建筑机械、电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本技术；具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力，具有综合应用各种手段（包括外语工具）查询资料、获取信息的初步能力；了解土木工程主要法规；具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。,1.

7、1专业基本情况,1.1.3主干学科：力学、土木工程、水利工程。1.1.4主要课程：材料力学、结构力学、流体力学、土力学、建筑材料、混凝土结构与钢结构、房屋结构、桥梁结构、地下结构、道路勘测设计与路基路面结构、施工技术与管理。1.1.5实践教学包括认识实习、测量实习、工程地质实习、专业实习或生产实习、结构课程设计、毕业设计或毕业论文等。1.1.6修业时间：4年。1.1.7学位情况：工学学士。1.1.8原专业名：矿井建设、建筑工程、城镇建设（部分）、土木工程、交通土建工程、工业设备安装工程、饭店工程、涉外建筑工程。,1.2资格考试项目,1经济专业技术资格考试2专业技术人员职称外语等级统一考试3专业

8、技术人员计算机应用能力考试4执业药师资格考试5一级注册建筑师资格考试6二级注册建筑师资格考试7一级注册结构工程师资格考试8二级注册结构工程师资格考试9价格鉴证师执业资格考试10注册资产评估师执业资格考试,目前为止全国各个专业的资格考试有34种，而土建门类相对应的资格考试有16种,11注册安全工程师执业资格考试12注册设备监理师执业资格考试13注册咨询工程师（投资）执业资格考试14企业法律顾问执业资格考试15注册城市规划师执业资格考试16造价工程师执业资格考试17监理工程师资格考试,18注册税务师执业资格考试19注册化工工程师执业资格考试20注册土木工程师（岩土）执业资格考试21注册土木工程师（

9、港口与航道工程）执业资格考试22注册电气工程师（发输变电）执业资格考试23注册电气工程师（供配电）执业资格考试24注册公用设备工程师（暖通空调）执业资格考试25注册公用设备工程师（给水排水）执业资格考试26注册公用设备工程师（动力）执业资格考试27一级建造师执业资格考试28国际商务专业人员职业资格考试29出版专业技术人员职业资格考试30质量专业技术人员职业资格考试31土地登记代理人职业资格考试32二级、三级翻译专业资格（水平）考试33环境影响评价工程师职业资格考试34一、二级注册计量师资格考试,1.2资格考试项目,最密切的资格考试：5一级注册建筑师资格考试6二级注册建筑师资格考试7一级注册结构

10、工程师资格考试8二级注册结构工程师资格考试10注册资产评估师执业资格考试11注册安全工程师执业资格考试12注册设备监理师执业资格考试15注册城市规划师执业资格考试16造价工程师执业资格考试17监理工程师资格考试20注册土木工程师（岩土）执业资格考试21注册土木工程师（港口与航道工程）执业资格考试24注册公用设备工程师（暖通空调）执业资格考试25注册公用设备工程师（给水排水）执业资格考试27一级建造师执业资格考试33环境影响评价工程师职业资格考试,1.2资格考试项目,土木工程和岩土工程是源和流的关系，岩土工程是土木工程下的一个二级学科,2岩土工程,2.1什么是岩土工程,、岩土工程的定义岩土工程是

11、土木工程领域专门研究关于土体和岩体的工程性质及其应用的一个学科分支。、岩土工程的范围土木工程中所有涉及土体和岩体的部分都包括在岩土工程的范围之内。岩土工程主要包括以下几个主要方面：土质学、地质学（包括水文）、工程勘察、地基基础（地基处理、基础工程）、开挖工程（基坑开挖、隧洞开挖）、支护工程（基坑支护、边坡支护及泥石流防治）、工程检测与监测。其实以上问题都可以归结为边坡稳定、土压力和地基承载力，这三者也是土力学里三个永恒的经典问题。,2.2岩土工程范围,2.2岩土工程范围,工程勘察,2.2岩土工程范围,地基处理,高真空击密法,2.2岩土工程范围,基础工程,2.2岩土工程范围,基坑开挖,2.2岩土

12、工程范围,隧洞开挖,2.2岩土工程范围,基坑支护,南平武夷花园,2.2岩土工程范围,边坡支护,锚索框架,2.2岩土工程范围,泥石流防治,北峰泥石流灾后现场,2.2岩土工程范围,2.3岩土工程与数学及力学的关系,数学,2.3岩土工程与数学及力学的关系,力学,2.3岩土工程与数学及力学的关系,2.3岩土工程与数学及力学的关系,数学工具引入岩土工程形成土工数值分析与计算,2.3岩土工程与数学及力学的关系,力学工具引入岩土工程形成岩土力学,2.4岩土工程的发展,从土力学到高等土力学经典的土力学理论解决的是满足工程精度的近似解，高等土力学囊括了设计更为完善的土工实验，在解决土的本构模型上引入了弹塑性力学

13、，形成了岩土弹塑性力学，对土体的模拟更接近真实；对于无法求得解析解的问题引进了有限元等数值分析方法求取数值解，形成了计算土力学。高等土力学手段更为丰富，可以解决传统土力学所解决不了的更加广泛的问题。,2.5岩土工程热点及常用软件,目前的工程热点目前的工程热点和难点是软土问题，特殊土（包括高原冻土、湿陷性黄土）问题。目前，仍是实践多理论少，未有比较完善的解决方法。常用的商业软件理正、启明星、华宁、魔根。,3岩土工程勘察,岩土工程勘察：就是遵循有关规范，通过调查，测绘，勘察与试验方法，考察具体建筑工程在建设，施工和使用营运中涉及范围内的地形，地质，气象，环境条件，岩土体及其地下水体的空间分布的变化

14、规律，工程性质以及有关地质现象与环境条件，针对不同建筑对象与工程的不同阶段，对场地的稳定性与建筑的适宜性做出客观的评价，论证与检验；对建筑的设计施工提供所需的基本资料参数与原则性建议，以及对环境与工程的相互作用做出预测与评估。,依据、方法、范围、期限、内容、阶段、任务,主要内容是岩体、土体与水体的分布、变化、性质、现象以及地形、地质、水文、气象和环境的特征与变化。,3岩土工程勘察,3.1岩土工程勘察分级 勘察等级与工程安全等级、场地等级和地基等级相关。安全等级为一级或安全等级为二级，而场地与地基中一个为一级的工程，勘察等级为一级；三者任意两个为三级时，是勘察等级属三级勘察。,3岩土工程勘察,3

15、.1岩土工程勘察分级,3.1岩土工程勘察分级,规划阶段（勘察）区域地质构造稳定性 初步设计阶段-初勘 场地稳定性分析 技术设计阶段-详堪 地层结构及工程性质分析 施工阶段（勘察）检验已有的勘察成果,3.2岩土工程勘察分阶段进行,3.2.1规划勘察阶段,3.2.1区域地质构造安全稳定分析：GB50021-94,区域地壳稳定性是指地球的岩石圈内正在进行的地质构造作用，地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响程度,活动断层地震活动地壳变形,3.2.1规划勘察阶段,3.2.2初勘,不稳定因素或不良地质现象对建筑物产生的影响,岩溶：查明岩溶洞隙、土洞的发育条件；查明地面塌陷的分布、发育程度和发育规律；

16、查明洞隙及土洞的位置、形态、埋深、规模、围岩及其充填物，评价对建筑物的影响。,滑坡：查明滑坡的范围、规模、地质背景、性质及其危害程度，分析滑坡产生的主次条件和原因，并判定稳定程度，预测其发展趋势和提出预防与治理建议。,3.2.2初勘,崩塌：查明产生崩塌的条件（坡形条件、岩性条件、构造条件及其他条件）及其规模（、）、类型、范围，并对崩塌区作出建筑物适宜性评价，以及提出预防与治理建议。,采空区：查明老采空区上覆岩层的稳定性，预测现采空区及未来采空区地表移动、变形的特征及规律性；并判定其作为建筑物的适宜性和对建筑物的危害程度。,地面沉降：查明已经发生地面沉降的原因和现状，并预测地面沉降的发展趋势，提

17、出控制和治理方案；对可能发生沉降的地区，对可能的沉降层位和沉降量作出估计，提出预防与治理建议。,3.2.2初勘,强震：应调查和预测场地和地基可能发生的震害（地基液化、震陷、塌陷、地裂、滑坡、断裂和地面隆起等）。,地震液化：应调查地基可能发生液化的地层，确定其液化指数和液化等级，提出抗液化处理措施。,断裂：应查明断裂的类型（全新活动断裂（、）、发震断裂、非全新活动断裂、地裂），评价断裂对工程建设可能产生的影响，并进行断裂的活动性和地震效应分析和提出处理方案。,3.2.2初勘,不稳定因素或不良地质现象对建筑物产生的影响,位于断层带的地质分析边坡稳定性分析地基震害分析岩溶地基分析特殊岩土分析：湿陷性

18、岩土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍岩土、风化岩及残积土、污染土,3.2.2初勘,3.2.3 详勘,地层结构及工程性质分析,各勘察阶段特点对比,现行国家标准岩土工程勘察规范对房屋建筑和构筑物、地下洞室、岸边工程、管道和架空线路工程、废弃物处理工程、核电厂、边坡工程、基坑工程、桩基工程、地基处理及既有建筑物的增载和保护工程等11类工程的可行性研究勘察、初步勘察及详细勘察三个阶段的工作内容及应当达到的要求都作了详细的规定。我们这里仅仅简单介绍其中与我们这次认识实习常见的几种工程的勘察。,3.3区分不同工程进行勘察,1、房屋建筑与构筑物（1）查明场地与地基的稳定性、地层类别、厚度

19、和坡度、持力层和下卧层的工程特性、应力历史和地下水；（2）提供满足设计、施工要求的岩土参数；（3）确定地基承载力，预测地基沉降变形；（4）提出地基和基础的设计方案。（5）提出高层建筑深基坑的支护方案建议及分析。,3.3区分不同工程进行勘察,2、地下洞室勘察的要求（1）选择地质优越的洞址，洞位和洞口；（2）进行洞室围岩分类和评价围岩的稳定性；（3）提出设计、施工参数和支护结构的方案；（4）提出洞室洞口布置方案和施工方法的建议。,3.3区分不同工程进行勘察,3、岸边工程勘察的要求（1）查明跨越两个和两个以上的地貌单元；（2）查明在地貌单元交接地段的复杂地层，以及高灵敏度软土、混合土、层状构造及风化

20、岩；（3）查明岸坡坍塌、滑坡、冲淤、潜蚀、管涌等；（4）查明停靠船舶、波浪冲击、潮汐变化、水压力等荷载组合。,3.3区分不同工程进行勘察,4、管道及架空线路工程勘察要求（1）查明沿线地形地貌、地质构造、地层岩性、水文地质；（2）查明沿线特殊岩土与不良地质现象及其发展趋势；（3）查明跨越河流的地层、岩性、构造、河川及岸坡的稳定性，提出穿、跨方案比选；（4）调查沿线有关大型水库的分布，近期远期规划，水库水位、回水淹没、塌岸范围；（5）调查矿产分布，地震烈度。,3.3区分不同工程进行勘察,5、尾矿坝及贮灰坝（沟谷）工程勘察要求（1）查明地形地貌、地层岩性、水文地质；（2）查明影响坝基、坝坡、坝肩、库

21、区岸坡稳定的工程地质条件，提出加固措施；（3）查明筑坝材料的贮量、工程性质，尾况或粉煤灰的材料特性；（4）评价安全性及危害性。,3.3区分不同工程进行勘察,6、边坡工程勘察要求（1）地貌的形态，当存在滑坡，崩塌，泥石流等不良地质现象是应查明原因。（2）岩土的成因，种类，性质和软弱层分布；下覆基岩面的形态和坡度。（3）主要结构面的类型、产状、分布及充填程度。（4）地下水的类型，水位，水压，水量，动态变化，岩土的透水性和地下水出露。（5）降雨，坡面植被，风化程度。（6）地震烈度。（7）岩土力学性质，软弱层抗剪强度。,3.3区分不同工程进行勘察,7、勘察内容要注意一般性（共性）和特殊性（个性）对象

22、一般建筑与高耸建筑；线性工程与场地工程；特殊岩土；地基、边坡、洞室等。目的 安全性、适宜性、阶段性。方法 普通方法与特殊方法。内容 地形地貌、地层与地下水分布、岩土工程性质、设计施工参数、方案建议。特殊地区 特殊建筑,3.3区分不同工程进行勘察,特殊岩土：湿陷性岩土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍岩土、风化岩及残积土、污染土,湿陷性土：P=200kPa=0.023b 干旱地区的碎石土、砂土、黄土。红粘土：wL50%、高塑性、呈褐色、棕色 富含高龄石、碳酸盐岩系土。,软粘土：e1.0 wwL 细粒土、淤泥、淤泥质土、泥炭 av 0.5MPa-1 Cu30kPa。混合土：坡积、

23、洪积、冰水积的粗、中、细粒混合，,颗粒级配不连续,类混合土：砾、卵石、漂石超过25%,类混合土：粉粘粒超过25%,3.3区分不同工程进行勘察,填土：素填土,杂填土：含有建筑垃圾 工业废料 生活垃圾冲填土：由水力冲填泥沙形成,多年冻土：温度等于或小于0 oC，含有固态水，且在自然 界中保持三年以上，当温度条件改变时，其物 理力学性质随之改变，并可产生冻胀融陷，热 融滑塌等现象的土为多年冻土。,3.3区分不同工程进行勘察,膨胀岩土：含有大量亲水矿物，湿度变化时有较 大体积变化，变形受约束时 产生较大 的内应力，应判为膨胀岩土。级别 胀缩变形量Sc（mm）15 Sc35 35 Sc70 Sc70,盐

24、渍岩土：岩土中含有石膏、芒硝、岩盐（硫酸盐或 氯化物）等易溶盐，其含量大于0.5%；自然 环境下具有溶陷，盐胀等特性。,3.3区分不同工程进行勘察,风化岩与残积土：风化岩是指岩是在风化营力等作用下，使其结构、成份、性质等产生不同程度变异的岩石，岩面已完全分化成土而未经搬运的应定名为残积土,污染土：由于致污物质侵入土体，改变了原生物理力学性质的土，应判为污染土。,强风化岩 N50 qb 800kPa vs350m/s,全风化岩 30N 50 600qb kPa 250vs 350m/s,残积土 N50 qb 600kPa vs250m/s,3.3区分不同工程进行勘察,对房屋建筑与构筑物，主要解决

25、的问题是场地和地基的稳定性，设计施工的岩土体技术参数、地基的承载力和地基的沉降量与不均匀性，提出地基基础的设计方案；,对岩土洞室工程，主要解决的问题是洞址，洞位和洞口的选择，围岩稳定性的评价，洞室设计施工参数的确定与支护结构方案施工方法的建议；,不同工程侧重面不同,3.3区分不同工程进行勘察,如高层建筑的特点，一是高度大（重心高），它对整体倾斜的稳定性要求十分严格，要求地层有均匀性和低压缩性，高低部分的沉降差要小，水平荷载起很大作用；二是重量大（荷载高），对地基承载力的要求高，沉降往往较大；三是深度大（基础深），深基坑开挖、降水、支护、基底隆起以及其对邻近已有建筑物的影响（沉降、水平位移）大。

26、,对于岩土边坡工程主要解决的问题是查明边坡的工程地质条件，提出稳定性计算参数，评价边坡的稳定性和预测工程活动引起边坡稳定性的变化，提出潜在不稳定边坡的整治加固措施与监测方案。,3.3区分不同工程进行勘察,管线工程（输送油、气、电力、水、热能、煤炭等）的特点，一是距离长，属线型工程，会通过不同的地貌地质单元（有平原、丘陵、山区、沼泽、河流），会遇到多种不良地质现象和各种特殊性的土类；二是穿跨多，常需穿越、跨越过河流、冲沟、山岭等，其选线方案和基础方案都涉及到沿线岩土体的稳定条件。,岸边工程（码头、船坞、防波堤等）的特点是位于水陆交界的斜坡地带，有水域的直接影响。其他如尾矿工程、核电工程等亦各有各

27、自的特点。,3.3区分不同工程进行勘察,3.4岩土工程勘察获取资料的方法,3.4.1 钻探,岩土工程地质钻探的任务可以随着勘察阶段的不向而不同，综合起来有如下几个方面：1)探察建筑场区的地层岩性、岩层厚度变化情况，查明软弱岩土层的性质、厚度、层数、产状和空间分布；2)了解基岩风化带的深度、厚度和分布情况；3)探明地层断裂带的位置、宽度和性质，查明裂隙发育程度及随深度变化的情况；4)查明地下含水层的层数、深度及其水文地质参数；5)利用钻孔进行灌浆、压水试验及土力学参数的原位测试；6)利用钻孔进行地下水位的长期观测、或对场地进行降水以保证场地岩(土)的相关结构的稳定性(如基坑开挖时降水或处理滑坡等

28、地质问题)。,3.4.1 钻探,钻探的基本程序1)破碎岩土。要在地壳中形成钻进，首先要进行破碎岩土的钻进工作，钻进可以来用人力或机械力(绝大多数情况下采用机械钻进)，以冲击力、剪切力或研磨形式使小部分岩土脱离母体而成为粉末、小岩土块或岩土芯的现象就称为破碎岩土。在孔底将岩土全部破碎成粉末或小块的钻进方法称为“全面钻进“。而钻进过程中只破坏孔底环状部分岩土，中间岩土芯保留的钻进方法称为“取芯钻进”。2)采取岩土芯或排除破碎岩土。这一过程又分为三种方法：一是采用机械的方法，如用取样器、勺钻等取出岩土芯或碎块粉末；二是将岩粉或者土碎块与水混合成岩粉浆或泥浆后，用抽筒抽出地表，如冲击钻；三是用流体(泥

29、浆、清水、乳化液或空气)作为循环介质，将破碎的岩屑、土块输送到地表。3)加固孔壁。当在地壳小形成钻孔之后，钻孔周围原来的地层平衡稳定状态遭到破坏，继而可能引起孔壁坍塌。因此钻孔后必须对孔壁进行加固，加固的方法有二种：一是借助于循环液的静水压力来平衡地层的侧向压力以维持其稳定，这种方法在现代的反循环钻进中得到充分利用；二是用惰性材料或化学材料对孔壁进行处理加固，常用的惰件材料有水泥、黏土，化学材料有混入循环液中的泥浆处理剂，还有如直接注入钻孔中的堵漏剂，如氰凝、丙凝等；三是用金属或非金属的套管下入钻孔中以支撑孔壁，这种方法虽然可靠，但成本较高。,常用的钻探方法和设备,3.4.1 钻探,3.5 岩

30、土取样（采取土样）,一、土样的质量等级划分工程地质钻探的任务之一是采取岩土的试样，用来对其观察、鉴别或进行各种物理力学的试验。在实际勘探过程中，要取得完全不受扰动的原状土样是不可能的，这是由三个方面的因素决定的：第一，土样脱离母体后、原来所受到的围压突然解除，土样的应力状态与原来相比发生了变化，这在一定程度上会影响到土样的结构；第二，钻探及采样过程中，钻具在钻压过程中必然要对周围土体(包括土样原来所在区域)产生一定程度的扰动；第三，采取土样时要使用取土器，无论何种取土器都有一定的壁厚、长度和面积，它在压入过程中，也使土样受到一定的扰动。所以一般所说的原状土样也只是相对扰动程度较小而已。,土样质

31、量等级（GB50021-2001）,3.4.2 岩土取样（采取土样）,3.5 原位试验,3.5.1 静力载荷试验静力载荷试验（简称载荷试验,static loading test),就是在拟建建筑场地上，在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。其方法是在保持地基土的天然状态下，在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基土的变形特性。测试所反映的是承压板以下大约1.52倍承压板宽的深度内土层的应力-应变-时间关系的综合性

32、状。载荷试验按边载条件分为浅层和深层；按承压板形状有平板与螺旋板之分；按用途可分为一般载荷试验和桩载荷试验；按载荷性质又可分为静力和动力载荷试验。,3.5.1.1试验目的(1)确定地基土承载力的特征值；(2)确定地基土的变形模量(排水或不排水)；(3)估算地基土的不排水抗剪强度；(4)确定地基土基床反力系数；(5)估算地基土的固结系数。,3.5.1 静力载荷试验,3.5.1.2试验基本原理,3.5.1 静力载荷试验,3.5.1.3试验仪器设备 载荷试验的设备由承压板、加荷系统、反力系统和观测系统等组成。,3.5.1 静力载荷试验,3.5.1 静力载荷试验,3.5.1.4成果整理及其应用 1.绘

33、制曲线图,3.5.1 静力载荷试验,此法是指以比例界限p0作为地基土承载力，适用于硬塑-坚硬粘性土、粉土、砂土和碎石土。,2.地基土承载力的确定,3.5.1 静力载荷试验,3.变形模量计算,3.5.1 静力载荷试验,3.5.1 静力载荷试验,4.估算地基土的基床反力系数,（注：承压板边长为30cm）,5.估算地基土的不排水抗剪强度Cu饱和软粘土Cu可据快速法载荷试验的Pu确定,式中：p承压板周边外的超载或土的自重压力；Nc承压系数。周边无超载时取6.15；当承压板埋深4倍板径或边长时取9.25，否则边长时，Nc由内插法确定。,3.5.2 静力触探试验,3.5.2.1试验目的(1)根据贯入阻力曲

34、线的形态特征或数值变化幅度划分土层；(2)评价地基土的承载力；(3)估算地基土层的物理力学参数；(4)选择桩基持力层、估算单桩承载力，判定沉桩的可能性；(5)判定场地土层的液化势。,静力触探试验的优点是连续、快速、难确，可以在现场直接得到各土层的贯入阻力指标，从而能够了解土层在原始状态下的有关物理力学参数。,3.5.2 静力触探试验,3.5.2.2试验基本原理通过一定的机械装置，用准静力将标准规格的金属探头垂直均匀地压入土层中，同时利用传感器或机械量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，并据测得的阻力情况来分析判断土层的物理力学性质。,3.5.2 静力触探试验,3.5.2.3仪器设备静力触探试验(

35、cone penetration test=CPT),分为机械式和电测式两种。电测静力触探优点：兼有勘探与测试双重作用；测试数据精度高，再现性好，且测试快速、连续、效率高、功能多；采用电子技术，便于实现测试过程自动化。,3.5.2 静力触探试验,2.5.2.4技术要求(1)触探头应匀速垂直压入土中，贯入速率1.2m/min；(2)触探头的测力传感器连同仪器、电缆应进行定期标定，室内探头标定测力传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度零漂、归零误差均应小于1%FS，现场试验归零误差应小于3%，绝缘电阻不小于500M。(3)深度记录误差不应大于触探深度的1%。(4)当贯入深度大于30m，或穿

36、过厚层软土层再贯入硬土层时，应防止孔斜或触探杆断裂，也可量测触探孔偏斜角，以修正土层界线的深度；(5)孔压探头贯入前，应变腔应为液体所充满，并在现场一直饱和状态，直至探头进入水下土层止。孔压静探过程中不得上提探头，以免探头处出现负压，破坏应变腔的饱和状态，影响测试结果的准确性。(6)当在预定深度进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔应由密而疏合理控制。试验过程中不得松动探杆。,3.5.2 静力触探试验,2.5.2.5试验成果整理(1)对原始数据进行检查与校正，如深度和零漂校正。,3.5.2 静力触探试验,为相对应的应变量(微应变)。,3.5.2 静力触探试验,(2)计

37、算比贯入阻力ps、锥尖阻力qc，侧壁摩擦力fs，摩阻比FR及孔隙水压力U。,分别为单桥探头、双桥探头、孔压探头的锥头的有关传感器及摩擦筒的率定系数；,其中：,（3）绘制图件,单孔静力触探曲线（双桥探头）,Rf(100%),2.4.2.6成果应用主要应用：划分土层；求取各土层工程性质指标；确定桩基参数。1.划分土层及土类判别划分土层步骤：将静力触探探头阻力与深度曲线分段。分段的依据是根据各种阻力大小和曲线形状进行综合分段。如阻力较小、摩阻比较大、超孔隙水压力大、曲线变化小的曲线段所代表的土层多为粘土层；而阻力大、摩阻比较小、超孔隙水压力很小、曲线呈急剧变化的锯齿状则为砂土。,3.5.2 静力触探

38、试验,2.求土层的工程性质指标（1）判断土的潮湿程度(w，IL)及重力密度（2）饱和土重力密度。（3）土的抗剪强度参数（4）地基土的承载力（5）求土层压缩模量Es、变形模量E0（6）用孔压触探求饱和土层固结系数（水平固结系数和垂直固结系数）及渗透系数,3.5.2 静力触探试验,u桩身周长；qsik用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧摩阻力标准值；li桩穿越第i层土的厚度；桩端阻力修正系数；Psk桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值；Ap桩端面积。,3.5.2 静力触探试验,3.在桩基勘察中的应用（1）确定单桩承载力（单桥探头）,式中：,Pu单桩竖向极限承载力(kN);桩尖阻力修正系数

39、(粘性土2/3,饱和砂土1/2);qc桩端上下探头阻力;Up桩的周长(m);fsi第i层土的探头侧壁摩阻力(kPa);i第i层土桩身侧摩阻力修正系数。,3.5.2 静力触探试验,（2）确定单桩承载力（双桥探头）,式中：,（3）确定桩端持力层层位、厚度、埋深 从静力触探曲线上可容易地找出锥尖阻力较高的层位，根据阻值大小和桩基设计要求，可确定桩端持力层，进一步确定桩长及桩截面尺寸、单桩数量等。,3.5.2 静力触探试验,4.评价饱和砂土、粉土的液化势,3.5.2 静力触探试验,3.5.3 标准贯入试验,标准贯入试验(standard penetration test,SPT)和圆锥动力触探区别，主

40、要是探头不同（标贯探头是空心圆柱形的，常称标准贯入器），测试方法上也不同（标贯是间断贯入，每次测试只能按要求贯入0.45m，只计贯入0.30m的锤击数N，称标贯击数N。圆锥动力触探是连续贯入，连续分段计锤击数的）。,3.5.3.1试验目的及用途(1)采取扰动土样，鉴别和描述土类，按照颗分试验结果给土层定名。(2)判别饱和砂土、粉土的液化可能性。(3)定量估算地基土层的物理力学参数，如判定粘性土的稠度状态、砂土相对密度及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力。,3.5.3 标准贯入试验,3.5.3.2标准贯入试验设备 主要由探头、穿心锤、触探杆等三部分组成。,3.5.3 标

41、准贯入试验,3.5.3.3标准贯入试验要点(1)先用钻具钻至试验土层标高以上0.15m处，清除残土。当在地下水位以下的土层进行试验时，应使孔内水位保持高于地下水位，以免出现涌砂和塌孔；必要时，应下套管或用泥浆护壁。(2)将贯入器放入孔内，注意保持贯入器、钻杆、导向杆联结后的铅直度。孔口宜加导向器，以保证穿心锤中心施力。(3)将贯入器以每分钟击打1530次的频率，先打入土中0.15m，不计锤击数；然后开始记录每打入0.10m及累计0.30m的锤击数N，并记录贯入深度与试验情况。若遇密实土层，锤击数超过50击时，不应强行打入，并记录50击的贯入深度。(4)提出贯入器，取贯入器中的土样进行鉴别、描述

42、记录，并测量其长度。将需要保存的土样仔细包装、编号，以备试验用。(5)重复14步骤，进行下一深度的标贯测试，直至所需深度。一般每隔1m进行一次标贯试验。,3.5.3 标准贯入试验,3.5.3.4成果的应用 1.确定地基土承载力,3.5.3 标准贯入试验,2.求桩基承载力和确定桩基持力层 3.确定粘性土稠度及c、值 4.确定砂土密实度,3.5.3 标准贯入试验,5.砂土液化势判别（标贯法）,桩基或深度大于5m的深基础,未经杆长修正的标贯击数,标贯击数临界值,N0液化判别标准贯入击数基准值；db饱和土标准贯入试验点深度(M)；dh地下水位深度(m)；c粘粒含量百分率，当小于3或者是砂土时，均应取3

43、。,3.5.3 标准贯入试验,式中：,3.5.3 标准贯入试验,液化等级的确定:对存在液化土层的地基，应按下式计算每个钻孔的液化指数。,n判别深度内每一个钻孔标贯试验总数；Ni，Ncri分别为i点标贯击数实测值和临界值,当实测值大于临界值时取临界值的数值；di第i点所代表的土层厚度(m)；wi第i层的影响权函数(m-1)。,3.5.3 标准贯入试验,式中：,3.5.3 标准贯入试验,判别深度为15m时（zi为土层中点深度，m）,判别深度为20m时，,不作介绍,3.6 室内试验,3.7.1基本要求(1)岩土工程勘察报告所依据的原始资料，应进行整理、检查、分析，确认无误后方可使用。(2)岩土工程勘

44、察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。(3)报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写，同时包括以下内容：,3.7勘察成果：提交勘察报告,(4)岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施的建议。,(5)成果报告应附下列图件：勘探点平面布置图；工程地质柱状图；工程地质剖面图；原位测试成果图表；室内试验成果图表。,需要时可附综合工程地质图综合地质柱状图地下水等水位线图素描、照片、综合分

45、析图表岩土利用、整治和改造方案的有关图表岩土工程计算简图及计算成果图表等。,(6)对岩土的利用、整治和改造的建议，宜进行不同方案的技术经济论证，并提出对设计、施工和现场监测要求的建议。,3.7勘察成果：提交勘察报告,(7)任务需要时，可提交下列的专题报告：岩土工程测试报告；岩土工程检验或监测报告；岩土工程事故调查与分析报告；岩土利用、整治或改造方案报告；专门岩土工程问题的技术咨询报告。(8)勘察报告的文字、术语、代号、符号、数字、计量单位、标点，均应符合国家有关标准的规定。,3.7勘察成果：提交勘察报告,(9)对丙级岩土工程勘察的成果报告内容可适当简化，采用以图表为主，辅以必要的文字说明；对甲级岩土工程勘察的成果报告除应符合本节规定外，尚可对专门的岩土工程问题提交专门的试验报告、研究报告或监测报告。,3.7.2具体内容：勘察目的、任务要求和依据的技术标准；拟建工程概况 勘察方法和勘察工作布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；土和水对建筑材料的腐蚀性；可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价。,3.7勘察成果：提交勘察报告,3.8应该遵循的标准,国家及各部门的规程，标准岩土工程勘察规范GB500212001,小浪底土石坝,盾构施工-大朝山水电站,