土木工程本科生專業(yè)課程——基礎(chǔ)工程第一章地基勘察湘潭大學(xué)FoundationEngineering萬丈高樓平地起禍福勘探要仔細1一、地基勘察基本概念二、地基勘察的任務(wù)和勘探點的布置三、地基勘察方法四、地基土的分類五、土工實驗六、地基勘察報告主要介紹工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)、工程地質(zhì)勘察的基本方法、土工現(xiàn)場原位測試方法及試驗代表性指標的選取和地基承載力的確定方法。還著重介紹了工程地質(zhì)勘察報告的主要內(nèi)容及編制方法。2本章重點掌握的內(nèi)容地基勘察方法勘探概述選址勘察初步勘察詳細勘察地基勘察的分級和勘探點的布置一般性鉆孔=鑒別鉆孔控制性鉆孔=技術(shù)鉆孔

工程重要性等級地基等級/場地等級巖土工程勘察等級地基勘察報告地球物理勘探工程地質(zhì)坑探/探槽、探坑和探井鉆探

動力觸探/靜力觸探土工試驗室內(nèi)實驗原位測試平板載荷試驗十字板剪切試驗旁壓試驗31.1工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)一概述地基勘察必須遵守《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）的有關(guān)規(guī)定軟土勘察巖溶勘察水上勘察海上勘察工程地質(zhì)勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計和施工提供所需的工程地質(zhì)資料?？碧礁攀?1.2地基勘察的任務(wù)地基勘察的任務(wù)：認識場地的地質(zhì)條件，分析它與建筑物之間的相互影響。地質(zhì)條件包括巖土的類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌、水文地質(zhì)條件、不良地質(zhì)現(xiàn)象和可資利用的天然建筑材料等?？?cè)蝿?wù)：防災(zāi)。利用有利條件避開不利條件，從而提高設(shè)計和施工質(zhì)量保證建筑物的安全和正常使用。膨脹土沖積土5.5.3紅粘土紅粘土勘探概述5地基和基礎(chǔ)是建筑物的根基，統(tǒng)稱為基礎(chǔ)工程基本概念基礎(chǔ)指建筑物結(jié)構(gòu)的地下部分，±0.000以下的結(jié)構(gòu)物。即:建筑物向地基傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)地基是指承受建筑物全部荷載而產(chǎn)生應(yīng)力—應(yīng)變所不能忽略的受影響的基礎(chǔ)下那部分地層。場地是工程建筑物場景所處的涵蓋地基的土地。6某壩址區(qū)勘探布置圖1.3各階段勘察的一般要求

工程地質(zhì)勘察工作一般劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、詳細勘察三個階段?？碧礁攀龉こ探ㄔO(shè)中的巖土工程勘探應(yīng)分階段進行，工程選址應(yīng)進行可行性研究勘察(選址勘察)，初步設(shè)計階段應(yīng)進行初步勘察，施工圖設(shè)計階段應(yīng)進行詳細勘察。必要時，還應(yīng)進行施工勘察(補充勘察)。7

通過幾個候選場址的工程地質(zhì)資料進行對比分析，對擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價。具體工作有：

選址勘察（可行性研究勘察）基本要求勘探概述①搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗；②在收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過踏勘，了解場地的地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件；③對工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能符合要求，但其它方面條件較好且傾向于選取的場地，應(yīng)根據(jù)具體情況進行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。8

選擇場址時，應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟分析，一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段：(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對場地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段；(2)地基土性質(zhì)嚴重不良的地段；(3)對建筑抗震不利的地段，如設(shè)計地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場區(qū)；(4)洪水或地下水對建筑場地有威脅或有嚴重不良影響的地段；(5)地下有未開采的有價值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)?？碧礁攀?勘探概述初步勘察階段目的：對場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評價；為確定建筑總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計方案以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案作出工程地質(zhì)論證。主要工作如下：①搜集本項目可行性研究報告(附有建筑場區(qū)的地形圖，比例尺為1:2000-1:5000)、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。②初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)；地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布范圍及其對場地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢。當(dāng)場地條件復(fù)雜時，應(yīng)進行工程地質(zhì)測繪與調(diào)查。③對抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的建筑場地，應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。10勘探概述詳細勘察階段目的：提出設(shè)計所需的工程地質(zhì)條件的各項技術(shù)參數(shù)，對建筑地基作出巖土工程評價，為基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理和加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結(jié)論。③對需進行沉降計算的建筑物，提出地基變形計算參數(shù)，預(yù)測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜；④查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；①查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度，提出評價與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議；②查明建筑物范圍各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性，計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力；11⑤對抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場地，應(yīng)劃分場地土類型和場地類別。對抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場地，尚應(yīng)分析預(yù)測地震效應(yīng)，判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性，并對液化等級作出評價；⑥查明地下水的埋藏條件，查明水位變化幅度與規(guī)律，提供地層的滲透性系數(shù)；勘探概述詳細勘察的主要手段以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗為主。詳細勘察的勘探工作量，應(yīng)按場地類別、建筑物特點及建筑物的安全等級和重要性來確定。對于復(fù)雜場地，必要時可選擇具有代表性的地段布置適量的探井。⑦在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度。⑧判定水和土對建筑材料的腐蝕性。12工程地質(zhì)測繪比例尺小比例尺測繪，1：5000～1：50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃或區(qū)域性工業(yè)布局時使用；中比例尺測繪，比例尺1：2000～1：5000，一般在初步勘察階段時采用；大比例尺測繪，比例尺1：200～1：1000，適用于詳細勘察階段或地質(zhì)條件復(fù)雜和重要建筑物地段，以及需要解決某一特殊問題時采用。13巖土工程勘察分級工程的規(guī)模和特征失事后果

工程重要性等級（一、二、三級）巖土工程勘察等級（甲級、乙級、丙級）二、地基勘察的分級和勘探點的布置勘探點的布置

場地等級（一、二、三級）場地的復(fù)雜程度地基的復(fù)雜程度

地 基等級（一、二、三級）甲級、乙級、丙級/主觀地基基礎(chǔ)設(shè)計等級（甲級、乙級、丙級）一、二、三級/客觀14另外，建筑在巖質(zhì)地基上的一級工程，當(dāng)場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。（一）巖土工程勘察等級勘探點的布置《巖土工程勘察規(guī)范》根據(jù)工程重要性等級、場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級，按下列條件劃分巖土工程勘察等級。甲級——在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項或多項為一級。丙級——工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級均三級。乙級——除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目。甲級、乙級、丙級/主觀應(yīng)對設(shè)計院、醫(yī)院等級（甲級、乙級、丙級）/主觀措施151、一級場地（復(fù)雜場地）：1）對建筑抗震危險的地段；2）不良地質(zhì)作用強烈發(fā)育：指泥石流、崩塌、土洞、塌陷、岸邊沖刷、地下潛蝕等極不穩(wěn)定的場地；3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞：指對工程安全已構(gòu)成直接威脅，如淺層地下采空、地面沉降盆地的邊緣地帶、橫跨地裂縫、因蓄水而沼澤化等；4）地形地貌復(fù)雜；5）有影響工程的多層地下水，巖溶裂隙水或其它水文地質(zhì)條件復(fù)雜、需專門研究的場地?？碧近c的布置（二）建筑場地等級一、二、三級/客觀描述162、二級場地（中等復(fù)雜場地）1）對建筑抗震不利的地段；2）不良地質(zhì)作用一般發(fā)育：指雖有不良地質(zhì)現(xiàn)象但并不十分強烈，對工程安全影響不嚴重；3）地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞：指已有或?qū)⒂械刭|(zhì)環(huán)境問題，但不強烈，對工程安全影響不嚴重；4）地形地貌較復(fù)雜；5）基礎(chǔ)位于地下水位以下的場地?？碧近c的布置173、三級場地（簡單場地）：1）抗震設(shè)防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟危?）不良地質(zhì)作用不發(fā)育；3）地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；4）地形地貌簡單；5）地下水對工程無影響。勘探點的布置18巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；除復(fù)雜地基以外的特殊性巖土二級地基中等復(fù)雜地基特征勘探點的布置巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大，無特殊性巖土三級地基簡單地基巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大；嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染；其他需專門處理的巖土。一級地基復(fù)雜地基（三）地基復(fù)雜程度等級19控制性勘探孔是指深度要達到地基變形計算要求的深度，以確定是何種地層以及層厚等，并根據(jù)整個場地基土的工程特性來進行計算。

一般性勘探孔是應(yīng)能控制地基的主要受力層范圍30-5040-10075-20010-1515-3030-50一級（復(fù)雜）二級（中等復(fù)雜）三級（次要工程）初步勘探點距m詳細勘探點距m地基復(fù)雜程度等級勘探點的布置勘探點的布置一般性鉆孔=鑒別鉆孔控制性鉆孔=技術(shù)鉆孔

20勘探點的布置勘探點的布置勘探點的深度控制性勘探孔深度（m）柱下單獨基礎(chǔ)墻下條形基礎(chǔ)獨立基礎(chǔ)條形基礎(chǔ)基礎(chǔ)型式1234561012691112基礎(chǔ)寬度/m21勘探點的布置對于箱形伐形等寬度大的基礎(chǔ)，勘探點的深度z0.8~1.00.5~0.8

0.3~0.5一般性勘探點1.5~2.01.0~1.5

0.6~1.0控制性勘探點

軟土

粘性土粉土沙土

碎石土土類經(jīng)驗系數(shù)d—基礎(chǔ)埋置深度m,B—基礎(chǔ)寬度m,a—經(jīng)驗系數(shù)箱形基礎(chǔ)dB221）勘探點宜按建筑物周邊線和角點布置，對無特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置。2）同一建筑范圍內(nèi)的主要受力層或有影響的下臥層起伏較大時，應(yīng)加密勘探點，查明其變化。3）重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨布置勘探點；重大的動力機器基礎(chǔ)和高聳構(gòu)筑物，勘探點不宜少于3個。4）勘探手段宜采用鉆探與觸探相配合，在復(fù)雜地質(zhì)條件、濕陷性土、膨脹巖土、風(fēng)化巖和殘積土地區(qū)，宜布置適量探井。勘探點的布置詳細勘察的勘探點布置，應(yīng)符合下列規(guī)定：詳細勘察的單棟高層建筑勘探點布置，應(yīng)滿足對地基均勻性評價的要求，且不應(yīng)少于4個；對密集的高層建筑群，勘探點可適當(dāng)減少，但每棟建筑物至少應(yīng)有1個控制性勘探點。23技術(shù)鉆孔鑒別鉆孔24

勘探是地基勘察過程中查明地質(zhì)情況的一種必要手段在測繪和調(diào)查的基礎(chǔ)上，進一步對場地的工程地質(zhì)條件進行定量的評價。常用的勘探方法有坑探、鉆探、觸探和地球物理勘探等。

鉆探勘察

動\靜力觸探履帶車圓錐動力觸探三、

地基勘察方法25方法：電法勘探地震勘探重力勘探磁法勘探聲波探測

鉆探前了解隱蔽的地界線、界面或異常點、異常帶等以便合理制定鉆探方案；用做鉆探輔助手段，在鉆孔間設(shè)物探點，修正和補充鉆孔成果。原位測試手段－測定巖土體的波速、動彈模等作用：

物探是以專用儀器探測地殼表層各種地質(zhì)體的物理場來進行地層劃分，判明地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的地球物理勘探方法。3.1地球物理勘探--物探

(geophysicalexploration)：最廣泛的是電阻率法和地震法。地球物理勘探26地球物理勘探電阻率法勘探是對地質(zhì)體以人工形成電場，通過電測儀測定地質(zhì)體視電阻率的大小及變化，從而推斷地下一定范圍地質(zhì)體的情況。它可以用作劃分地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、覆蓋層或風(fēng)化層的厚度、含水層分布和深度、古河道及天然建筑材料分布范圍和儲量。 在尋找地下水或礦物時廣泛應(yīng)用。27被探測的對象與周圍介質(zhì)之間有明顯的物理性質(zhì)差異；被探測對象具有一定的埋藏深度和規(guī)模，且地球物理異常有足夠的強度；能抑制干擾，區(qū)分有用信號和干擾信號。使用條件地球物理勘探283.2工程地質(zhì)坑探

坑探是在建筑場地挖探井或探槽以取得直觀資料和原狀土樣，這是一種不使用專用機具的常用勘探方法。

探的種類有探槽、探坑和探井。

(1)探槽是在地表挖掘成長條形且兩壁常為傾斜上寬下窄的槽子，其斷面有梯形或階梯狀兩種。探槽一般在覆蓋土層小于3m時使用。

它適用于了解地質(zhì)構(gòu)造線、斷裂破碎帶寬度、地層分界線、巖脈寬度及其延伸方向和采取原狀土試樣等。

(2)探坑凡挖掘深度不大且形狀不一的坑，或者成矩形的較短的探槽狀的坑。探坑的深度一般為1－2m。工程地質(zhì)坑探29鉆探

(3)探井一般深度都大于3m，其斷面形狀為方形、矩形和圓形。圓形探井在水平方向上能承受較大的側(cè)壓力，比其它形狀的探井安全。探井1.6~2.1m1.5~2m巖土分層面探坑作用：了解構(gòu)造線、破碎帶寬度；直觀巖土特性與分層；取原狀土樣。適用：地質(zhì)條件復(fù)雜地區(qū)30鉆探是用鉆機在地層中鉆孔，以鑒別和劃分地層，并可沿孔深取樣，用以測定巖石和土層的物理力學(xué)性質(zhì)，此外，土的某些性質(zhì)也可直接在孔內(nèi)進行原位測試。作用：3.3鉆探鉆探確定、劃分地層，觀測地下水位進行原位測試，取原狀土樣試驗獲取土的物理、力學(xué)性質(zhì)指標31

鉆孔的直徑、深度、方向等應(yīng)根據(jù)工程要求、地質(zhì)條件和鉆探方法綜合確定?？讖剑航K孔直徑≥33mm；原狀土樣取樣段的孔徑≥108mm；巖石試樣取樣段孔徑對于軟質(zhì)巖≥108mm，硬質(zhì)巖≥89mm。作孔內(nèi)試驗時，試驗段的孔徑應(yīng)按試驗要求確定。孔深：數(shù)米至上百米，一般工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)鉆探深度在數(shù)十米以內(nèi)。鉆探方向：一般為垂直的，也有打成傾斜的鉆孔。地下工程中有打成水平的，甚至直立向上的鉆孔。32

鉆探方法和設(shè)備洛陽鏟麻花鉆鉆探33鉆探回轉(zhuǎn)式鉆機：利用鉆機的回轉(zhuǎn)器帶動鉆具旋轉(zhuǎn)，磨消孔底地層而鉆進，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯樣品。

34

取原狀土樣時，合理的鉆進方法選擇原則：①在結(jié)構(gòu)性敏感土層和較松疏砂層中需要采用回轉(zhuǎn)鉆進。

②以泥漿護孔，可以減少擾動；③取土鉆孔的孔徑要適當(dāng)，取土器與孔壁之間要有一定的空隙，避免取土器切削孔壁，擠進過多的廢土；④取土前的一次鉆進不宜過深，以免下部擬取土樣部位的土層受擾動。另外，在土樣封存、運輸和開土樣做試驗時，都應(yīng)避免擾動，嚴防振動、日曬、雨淋和凍結(jié)。鉆探35螺旋鉆：黏土（可取原壯土樣）無巖芯鉆：粘、粉、砂土、巖石巖芯鉆：粘、粉、砂土、巖石，直觀鑒別?；剞D(zhuǎn)鉆沖擊鉆：砂土、碎石土錘擊鉆：粘、粉、砂土（可取原壯土樣）（不能直觀鑒別）沖擊鉆鉆進方法與適用范圍粘土粉土砂土振動鉆鉆探36

動力觸探是將一定質(zhì)量的穿心錘，以一定高度自由下落，將一定規(guī)格探頭貫入土中，然后記錄貫入一定深度的錘擊次數(shù)N，以此判別土的性質(zhì)。

動力觸探

按N的大小,確定土的承載力、估計土的抗剪強度和粘性土的變形指標、判別粘性土的稠度和砂土的密實度以及估計砂土液化的可能性。（1）動力觸探（DPT,dynamicpenetrationtest）37標準貫入試驗應(yīng)與鉆探工作相配合。其設(shè)備是在鉆機的鉆桿下端聯(lián)結(jié)標準貫入器，將質(zhì)量為63.5kg的穿心錘套在鉆桿上端。試驗時，穿心錘以76cm的落距自由下落，將貫入器垂直打入土層中15cm（此時不計錘擊數(shù)?），隨后打入土層30cm的錘擊數(shù)，即為實測的標準貫入錘擊數(shù)N或N63.5

。適應(yīng)：沙土、粉土、粘性土。

動力觸探1）標準貫入試驗圓形探頭穿心錘錘墊觸探桿貫入器頭出水孔貫入器身

標準貫入試驗設(shè)備貫入器靴38試驗時，先用輕便鉆具開孔至被試土層，然后以手提高質(zhì)量為10kg的穿心錐，使其以50cm的落距自由下落，將觸探桿垂直打入土中，記錄每打入30cm的錘擊數(shù)稱為N10。適應(yīng)：沙土、粉土、粘性土。應(yīng)用輕便觸探指標N10

，可確定粘性土和素填土的承載力，判別土層的均勻性。穿心錘觸探桿尖錐頭錘墊

動力觸探

2）輕型觸探圓錐形探頭輕型觸探設(shè)備組成39

動力觸探類型分為輕型、重型和超重型三種。

圓錐動力觸探試驗輕型（10kg錘）、落距50cm,貫入30cm

標準（63.5kg錘）、落距76cm,貫入30cm

超重型（120kg錘）、落距100cm，貫入10cm

40相對密實度空隙比空隙體積土粒體積標準貫入錘擊數(shù)N=18有效自重應(yīng)力查圖1-5例1-141北京市N10與砂土密實度的關(guān)系標準貫入試驗成果的應(yīng)用1、評定砂土的密實度密實度1015302025密實中密稍密松散N標準貫入錘擊數(shù)表1-3按標準貫入錘擊數(shù)N值確定砂土密實度42２.評定粘性土的狀態(tài)含水量水重土粒重液性指數(shù)wp—塑限含水量wL—液限含水量wS縮限WpWL液態(tài)固態(tài)塑態(tài)半固態(tài)0表1-1243

動力觸探3、確定地基土的承載力《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》是將標準錘擊數(shù)用下列公式進行修正；標準差44粘性土承載力標準值或特征值（kPa）砂土承載力標準值（kPa）

動力觸探4546

靜力觸探試驗借靜壓力將觸探頭壓入土中，利用電測技術(shù)測得貫入阻力來判定土的力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探儀可分為電動機械式和油壓式以及手搖輕型鏈式靜力觸探儀。CLD-3型機械式靜力觸探儀適用土類：粘性土、粉土、砂土、含少量碎石的土但對碎石類土難以貫入。靜力觸探儀主要由三部分組成：貫入系統(tǒng)（包括反力裝置）：其基本功能是可控制等速壓貫入；傳動系統(tǒng)：主要有液壓、機械和手搖等系統(tǒng)；量測系統(tǒng)：這部分包括探頭、電纜和電阻應(yīng)變儀或電位差計自動記錄儀；靜力觸探（2）靜力觸探（CPT,conepenetrationtest）47

靜力觸探設(shè)備中核心部分是觸探頭。觸探桿將探頭勻速貫入土層時，觸探頭可以測得土層作用于探頭的錐尖阻力和側(cè)壁阻力。探頭按結(jié)構(gòu)分為單橋、雙橋和孔壓探頭。靜力觸探單橋探頭雙橋探頭孔壓探頭總貫入阻力錐尖阻力和側(cè)壁摩阻力錐尖+側(cè)壁阻力+孔隙水壓力4849

單橋探頭所測到的是包括錐尖阻力和側(cè)壁阻力在內(nèi)的總貫入阻力P（kN）。通常用比貫入阻力ps（kPa

）表示1、單橋探頭：單橋探頭在錐尖上部帶有一定長度的側(cè)壁摩擦筒單橋探頭電纜傳感器靜力觸探比貫入阻力ps50

雙橋探頭可測出錐尖總阻力Qp和側(cè)壁總摩阻力Qs。通常以錐尖阻力qp和側(cè)壁阻力fs（kPa）表示：2、雙橋探頭--是將錐尖與側(cè)壁摩擦筒分離。傳感器傳感器雙橋探頭摩阻比靜力觸探51比貫入阻力

（4）試驗結(jié)果——不同深度的成果曲線（5）靜力觸探結(jié)果的應(yīng)用——依據(jù)地區(qū)經(jīng)驗錐尖阻力側(cè)壁摩阻力摩阻比靜力觸探劃分土層和土類估算強度和變形參數(shù)，孔隙水壓力變化規(guī)律估算地基承載力和單樁承載力523、孔壓探頭靜力觸探孔壓探頭是在雙橋探頭的基礎(chǔ)上再安裝一種可測觸探時產(chǎn)生的孔隙水壓力的裝置，因此可以測定3個參數(shù)，即：錐尖阻力qp、側(cè)壁摩阻力fs和孔隙水壓力u.qp錐尖阻力fs側(cè)壁摩阻力u孔隙水壓力水壓力53靜力觸探的優(yōu)缺點：適用范圍:主要適用于粘性土、粉土和砂土;靜力觸探優(yōu)點：（1）能連續(xù)、快速、準確；可以在現(xiàn)場直接測得各土層的貫入阻力指標，掌握各土層原始狀態(tài)下有關(guān)的物理力學(xué)性質(zhì)；（2）對于變化比較大的復(fù)雜場地以及不易取得原狀土樣的飽和砂土、高靈敏度的軟粘土地層和樁基工程的勘察，靜力觸探具有獨特的優(yōu)越性。缺點：不能對土層進行直接的觀察、鑒別；測試深度不能超過80m，對含碎石、礫石的土層一般不適用；541.5.1室內(nèi)實驗空隙體積土粒體積指標高度關(guān)聯(lián)土的承載力5556實測數(shù)據(jù)的平均值標準差變異系數(shù)實驗參數(shù)的基本標準值修正系數(shù)可調(diào)參數(shù)a,b根據(jù)工況不同而不同厚黑學(xué)++571.5.2原位測試（in-situtests）原位測試—指在工程場地位置處直接測定天然條件下土的工程性質(zhì)的技術(shù)方法，以獲取反映工程實際條件的巖土性質(zhì)參數(shù)。原位測試主要方法平板載荷試驗靜力觸探動力觸探十字板剪切試驗旁壓試驗58平板載荷試驗適用于淺部各類地層，可用于確定地基土的承載力、變形模量、不排水抗剪強度、基床反力系數(shù)及固結(jié)系數(shù)等。

主要設(shè)備有加荷與傳壓裝置、變形觀測系統(tǒng)及承壓板?；訉挾炔粦?yīng)小于承壓板的寬度或直徑的3倍。注意保持試驗土層的原狀結(jié)構(gòu)和天然溫度。承壓板應(yīng)為剛性圓形板或方形板，其面積為0.25－0.50m2。

平板載荷試驗裝置示意圖平板載荷試驗平板載荷試驗59當(dāng)出現(xiàn)下列情況之一時，即可終止加載。①承壓板周圍的土明顯側(cè)向擠出；②沉降量(s)急劇增大，荷載－沉降曲線出現(xiàn)陡降段；③在某一級荷載下，24小時內(nèi)沉降速率不能達到穩(wěn)定標準；④相對沉降量，s/b≥0.06時。平板載荷試驗

加荷等級不應(yīng)少于8級，最大加載量不少于荷載設(shè)計值的兩倍。每級加載后按時間間隔10、10、10、15、15分鐘測讀沉降量，以后每隔30分鐘測讀一次沉降量。當(dāng)連續(xù)兩個小時內(nèi)，每小時的沉降量小于0.1mm時，則認為已趨穩(wěn)定，可加下一級荷載。60①比例界限荷載作為地基承載力基本值，即取fak＝pa②極限荷載小于比例界限荷載的2倍時，取fak＝pu/2平板載荷試驗臨塑荷載極限荷載

靜力載荷試驗資料的應(yīng)用(1)根據(jù)p－s曲線確定地基承載力基本值：③不能按上述兩點確定時，如承壓板面積為0.25-0.50m2，對于低壓縮性土和砂土，可取s/b＝0.01-0.015所對應(yīng)的荷載值作為地基承載力基本值；對于中高壓縮性土，可取s/b＝0.02所對應(yīng)的荷載值作為地基承載力基本值。61

靜力載荷試驗時，同一土層參加統(tǒng)計的試驗點不應(yīng)少于三點，基本值的極差不超過平均值的30％，取此平均值作為地基承載力基本值。平板載荷試驗地基承載力基本值62一般取p－s曲線的直線段計算地基土的變形模量值：△p/△s—p～s曲線直線段的斜率(kPa／m);μ—地基土的泊松比，砂土和粉土μ=0.33，可塑一硬塑粘性土μ=0.38，軟塑～流塑粘性土和淤泥質(zhì)粘性土，μ=0.41;當(dāng)p－s曲線直線段不明顯時，可用確定地基承載力基本值與相應(yīng)的沉降量代人上式計算。平板載荷試驗

(2)確定地基土的變形模量圓板B—方形板寬度或圓板直徑;I—形狀系數(shù)，方形板I=0.88，圓板I=0.79634方形承壓板面積為0.25m2例1-2粘性土泊松比μ=0.35確定變形模量和承載力臨塑荷載64根據(jù)p－s曲線估算載荷試驗基床反力系數(shù)：Kv--載荷試驗基床反力系數(shù)（KN/m3)計算基準基床反力系數(shù)：平板載荷試驗p/s－p～s曲線直線段的斜率，如p～s關(guān)系曲線無直線段，p值可取臨塑荷載pcr的一半，s相當(dāng)于p值的沉降值；

(3)估算地基土基床反力系數(shù)或者修正系數(shù)λ是板寬和土種類的函數(shù)65

(1)不能通過靜力載荷試驗提供建筑物的長期沉降資料；

(2)沿海軟粘土地區(qū)地表往往有一層“硬殼層”，當(dāng)用小尺寸的承壓板時，常常受壓范圍還在地表硬殼層內(nèi)，其下軟弱土層還未受到較大荷載應(yīng)力的影響，對于實際建筑物的大尺寸基礎(chǔ)，下部軟弱土層對建筑物的沉降起著主要影響。平板載荷試驗在應(yīng)用靜力載荷試驗資料時，必須注意兩個問題：66

2旁壓試驗適用于粘性土、粉土、砂土、碎石土、殘積土、極軟巖和軟巖等。旁壓模量：臨塑壓力

極限壓力

彈性段塑性段67十字板剪切試驗是瑞典人JohnOlsson于1919年首先提出，我國于1954年開始由南京水科所等單位對這項技術(shù)進行開發(fā)研究，在東南沿海地區(qū)被廣泛使用。十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強度。3十字板剪切試驗（vanesheartest）十字板剪切試驗68旋轉(zhuǎn)過程中，土體產(chǎn)生的抵抗力矩分為圓柱垂直側(cè)表面的抵抗力矩Mv和上下水平面的抵抗力矩Mh，其中：M--土體破壞時的抗力矩（KN.m）;Mh--圓柱體上下端面所產(chǎn)生的抵抗力矩（KN.m）;τv--圓柱體垂直側(cè)面上的剪應(yīng)力τh--圓柱體上下水平端面所產(chǎn)生的剪應(yīng)力;D--十字板圓柱的直徑（m）;H--圓柱體高度，對于軟粘土相當(dāng)于十字板的高度（m）;十字板剪切試驗垂直抵抗力矩水平面的抵抗力矩力矩=力×距離69如果圓柱水平面、垂直側(cè)面各點剪應(yīng)力不相等水平面剪應(yīng)力垂直面剪應(yīng)力十字板剪切試驗70假設(shè)圓柱上下面各點、側(cè)面各點剪應(yīng)力值相等Cu--不排水抗剪強度(KPa);十字板剪切試驗71十字板剪切試驗是一種原位測定飽和軟粘土抗剪強度的方法；它所測得的抗剪強度值，相當(dāng)于天然土層試驗深度處，在上覆壓力作用下的固結(jié)不排水抗剪強度，在理論上它相當(dāng)于室內(nèi)三軸不排水抗剪的總強度或無側(cè)限抗壓強度的一半(ψ＝０

)。十字板剪切試驗是將具有一定高與直徑之比的十字板插入土層中，通過鉆桿對十字板頭施加扭矩使其等速旋轉(zhuǎn)，根據(jù)土的抵抗扭矩求算出地基土抗剪強度Cu。優(yōu)點：該方法可以很好地模擬地基土不排水條件和天然受力狀態(tài)，對試驗土層擾動性小，測試精度高。嚴格講，該方法只適用于內(nèi)摩擦角ψ＝０的飽和軟粘土。十字板剪切試驗72十字板剪切試驗的應(yīng)用實驗得到的不排水抗剪強度Cu，一般偏高，需要修正；Cu(實用值）＝μCu(實測值）μ－－修正系數(shù)1）對于ψ＝０的飽和軟黏土，可確定地基容許承載力：2）分析飽和軟黏土性土填、挖方邊坡的穩(wěn)定性；根據(jù)軟土中滑動帶強度顯著降低的特點，測定滑動帶的位置，用抗剪強度反算滑動面上的強度參數(shù)，為其穩(wěn)定性分析提供依據(jù)。3）檢驗地基加固改良的效果。根據(jù)軟土地基堆載預(yù)壓處理過程中，可用十字板剪切試驗測定地基的強度變化，用于控制施工速率及檢驗地基加固效果。十字板剪切試驗7374地基勘察報告1、勘察報告書的基本內(nèi)容

①任務(wù)要求及勘察工程概況；②擬建工程概況；③勘察方法和勘察工作布置；④場地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、地下水、不良地質(zhì)現(xiàn)象的描述與評價；⑤場地穩(wěn)定性與適宜性的評價；⑥巖土參數(shù)的分析與選用；⑦提出地基基礎(chǔ)方案的建議，工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土工程問題的預(yù)測及監(jiān)控、預(yù)防措施的建議；⑧勘察成果表及所附圖件。75(1)勘探點平面布置圖在建筑場地地形圖上，把建筑物的位置、各類勘探及測試點的位置、編號用不同的圖例表示出來，并注明各勘探、測試點的標高、深度、剖面線及其編號等。地基勘察報告

2、常用圖表①勘察點平面布置圖；②工程地質(zhì)柱狀圖；③工程地質(zhì)剖面圖；④原位測試成果表；⑤室內(nèi)試驗成果表等。3、圖表編制方法和要求76地基勘察報告①勘察點平面布置圖；77地基勘察報告技術(shù)鉆孔鑒別鉆孔78

(2)鉆孔柱狀圖鉆孔柱狀圖是根據(jù)鉆孔的現(xiàn)場記錄整理出來的。記錄中除注明鉆進的工具、方法和具體事項外，其主要內(nèi)容是關(guān)于地基土層的分布（層面深度、分層厚度）和地層的名稱及特征的描述。繪制柱狀圖時，應(yīng)從上而下對地層進行編號和描述，并用一定的比例尺、圖例和符號表示。在柱狀圖中還應(yīng)標出取土深度、地下水位高度等資料。地基勘察報告②工程地質(zhì)柱狀圖；79

(3)工程地質(zhì)剖面圖地基勘察報告③工程地質(zhì)剖面圖；80

(4)綜合地層柱狀圖為了簡明扼要地表示所勘察的地層的層序及其主要特征和性質(zhì)，可將該區(qū)地層按新老次序自上而下以1:50－1:200的比例繪成柱狀圖。圖上注明層厚、地質(zhì)年代，并對巖石或土的特征和性質(zhì)進行概括性的描述。這種圖件稱為綜合地層柱狀圖。

(5)土工試驗成果匯總表地基勘察報告818283首先應(yīng)熟悉勘察報告的主要內(nèi)容，對勘察報告有一個全面的了解，復(fù)核勘察資料提供的土的物理力學(xué)指標是否與土性相符；查看場地的地形地貌、地層分布情況，用于基槽開挖時土層比對；查看地下水埋藏情況、類型、水位及其變化用于施工降水方案的制定；5、勘察報告的閱讀和使用4.查看相關(guān)土的類別和物理力學(xué)指標用于邊坡放坡或基坑支護設(shè)計。5.查看地基均勻性評價和持力層地基承載力用于驗槽時比對。6.還應(yīng)特別注意勘察報告就巖土整治和改造以及施工措施方面的結(jié)論和建議。7.在閱讀時，勘察報告中的文字和圖件應(yīng)相互配合。地基勘察報告84受XXX委托，XXX綜合設(shè)計院承擔(dān)了XXX樓的巖土工程詳勘任務(wù)。（1）工程概況擬建工程位于XXX院內(nèi)，在實驗樓9，10號的西側(cè)，北側(cè)距馬路20m,擬建建筑物為4層，底面為86.0X52.0m，框架結(jié)構(gòu)，具半層地下室，具體基礎(chǔ)和埋深待定；（2）勘察目的和要求查明場地內(nèi)的巖土層參數(shù)；查明不良地質(zhì)作用的類型；查明地下水分布；提出基礎(chǔ)方案；對開挖進行簡單評價……概況地基土層及其分布工程地質(zhì)條件評價勘察報告實例851）擬建場地四周開闊，地形稍有起伏，地貌單元屬丘陵緩地；未發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定地質(zhì)作用，適宜建筑；2）擬建場地地下水在自然底面7m左右，地下水屬于潛水，水位年幅最大變化在1m左右，地下水無腐蝕；3）該市抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計基本地震加速度為0.1g，地基土不液化，設(shè)計時可不考慮；4）針對場地地層特點，建議采用深層攪拌樁法進行地基處理；5）擬建場地淺部地層較差，建議采用放坡措施；6）基坑開挖后認真做好驗槽工作，發(fā)現(xiàn)異常情況及時通知有關(guān)人員協(xié)同處理。地基勘察報告結(jié)論與建議86（1）了解地基勘察工作的目的、任務(wù)和主要內(nèi)容；（2）掌握巖土工程勘察規(guī)劃，熟悉可行性研究勘察、初步勘察、詳細勘察的主要內(nèi)容；（3）掌握地基勘察方法，即工程地質(zhì)調(diào)查與測繪、勘探與取樣、原位測試的基本方法；（4）了解現(xiàn)場監(jiān)測的重要性、監(jiān)測設(shè)備技術(shù)要求和監(jiān)測結(jié)果分析與應(yīng)用。（5）了解地質(zhì)勘察報告編制的目的、要求、內(nèi)容。本章要求：習(xí)題：復(fù)習(xí)題和習(xí)題1-1,1-11,

1-2987[1]中華人民共和國建設(shè)部.GB50021-2001巖土工程勘察規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2002.

參考資料：[2]中華人民共和國水利部.SL237-1999土工試驗規(guī)程[S].

北京:中國水利水電出版社,1999.[3]陳希哲.土力學(xué)地基基礎(chǔ)

[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.8889意義

土分類的目的在于通過分類來認識和識別土的種類，并針對不同類型的土進行研究和評價，使其適應(yīng)和滿足工程建設(shè)需要。

1、對種類繁多、性質(zhì)各異的土，按一定原則進行分門別類，以便針對不同工程建筑要求，對不同的土給予正確的評價，為合理利用和改造各類土提供客觀實際的依據(jù)。

2、在各類工程勘察中，都應(yīng)該把研究區(qū)域內(nèi)的各種土進行分類，并反映在工程地質(zhì)平面圖和剖面圖上，作為工程設(shè)計與施工的依據(jù)。地基巖土分類1.4地基巖土分類90土的工程分類:把土作為建筑地基和環(huán)境

-----建筑工程系統(tǒng)分類GBJ7-89,GB50021-94------以原狀土作為研究對象把土作為建筑材料的分類

-----材料系統(tǒng)分類GBJ145-90------以擾動土作為研究對象地基巖土分類91地基巖土分類按堆積年代分類老堆積土:晚更新世及其以前堆積的土,超固結(jié)狀態(tài),強度高一般堆積土:第四紀全新世早期堆積的土,固結(jié)-欠固結(jié),10,000years新近堆積土:第四紀全新世中近期堆積的土,欠壓密,強度低成因分類殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、湖積土、海積土、冰磧土、冰水積土、風(fēng)積土92巖石的風(fēng)化程度

1.微風(fēng)化

2.中等風(fēng)化3.強風(fēng)化

風(fēng)化巖和殘積土—巖石在風(fēng)化作用下，使其結(jié)構(gòu)、成份、性質(zhì)等產(chǎn)生不同程度的變異的巖石.巖石完全風(fēng)化后未經(jīng)搬運過的稱為殘積物.地基巖土分類93地基巖土分類fr為飽和單軸抗壓強度堅硬巖石較硬巖石較軟巖石軟質(zhì)巖石極軟巖石51530MPa60fr抗壓強度巖石按堅硬程度分類1.硬質(zhì)巖石（qu≥30MPa）2.軟質(zhì)巖石（qu

<30MPa）表1-11粉土密實度分類密實度0.750.90密實中密稍密e空隙比空隙體積土粒體積94砂類土：0.075~2mm粉土：<0.075mm粘土：塑性指數(shù)大于10一般土粗粒土細粒土礫類土：2~60mm巨粒土：>60mm特殊土：軟土、黃土、膨脹土等工程用土地基巖土分類砂土：—粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的50%，粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的50%的土。粉土：—粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重的50%的土，且塑性指數(shù)小于等于10

的土。95