土力學地基基礎SoilMechanicsandFoundationEngineering第六章、工程建設的巖土工程勘察6.1概述6.2巖土工程勘察方法6.3工程地質勘察報告建筑場地：指建筑物所處的有限面積的土地。建筑場地勘察：是宏觀的概念,建筑場地勘查應廣泛研究整個工程在建設施工和使用期間，場地內可能發(fā)生的各種巖、土體的失穩(wěn)、自然地質及工程地質災害等問題。6.1概述建筑工程重要性等級根據工程破壞后果的嚴重性劃分為三個等級：一級：針對重要工程，破壞后果很嚴重；二級：針對一般工程，破壞后果嚴重；三級：針對次要工程，破壞后果不嚴重。建筑場地等級根據場地復雜程度劃分為三個等級：一級：復雜場地。主要包括：抗震危險地段；不良地質現(xiàn)象強烈發(fā)育；地質環(huán)境已經或可能受到強烈破壞；地形地貌復雜；多層地下水、巖溶、裂隙等。二級：中等復雜場地?？拐鸩焕囟危徊涣嫉刭|現(xiàn)象一般發(fā)育；地質環(huán)境已經或可能受到一般破壞；地形地貌較復雜；基礎位于地下水位以下。三級：簡單場地。地震設防烈度等于或小于6度，或對建筑抗震有利地段；不良地質作用不發(fā)育；地質環(huán)境基本未受破壞；地形地貌簡單；地下水對工程無影響。建筑地基等級根據地基的復雜程度分為三個等級：一級：復雜地基。主要包括：巖土種類多，很不均勻，性質變化大，需特殊處理；嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土等。二級：中等復雜地基。主要包括：巖土種類較多，不均勻，性質變化較大；除一級地基規(guī)定外的特殊性巖土。三級：簡單地基。巖土種類單一，均勻，性質變化不大；無特殊性巖土。巖土工程勘察等級

根據①工程重要性等級②場地復雜程度等級③地基復雜程度等級甲級：上述三項中，有一項或多項為一級；乙級：除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目；丙級：上述三項均為三級的項目。工程地質勘察的準備工作

（1）收集資料

建筑場地地形圖；建筑規(guī)劃平面圖與建筑物層數(shù)；隱蔽工程及管線的位置及走向等。（2）編制巖土工程勘察綱要勘探孔的深度：建筑物荷載作用下，地基受壓層的深度?？刂菩钥咨疃葢笥诘鼗軌簩由疃?，以查明是否存在軟弱下臥層；探查性孔可淺于受壓層。受壓層深度估算：獨立基礎：zn=1.5~2.0b；矩形基礎：zn=2.0~3.0b；條形基礎：zn=3.0~3.5b勘探孔布置1）勘探點按建筑物周邊布置，角點和中心點應有勘探點；2）勘探點的布置應滿足縱橫方向對地層結構和均勻性的評價要求，其間距宜取15-35m；3）單幢高層建筑勘探點不應少于4個，控制性勘探孔不宜少于3個。（3）檢查機具，落實人員（4）現(xiàn)場踏勘定位一、工程地質勘察的目的工程地基勘察的目的：在于使用各種勘察手段和方法，調查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質條件，為設計和施工提供所需的工程地質材料。二、各階段勘察的內容可行性研究勘察（規(guī)劃性勘察、選址勘察）初步勘察詳細勘察施工勘察可行性研究勘察（選址勘察）（1）目的：對擬選場地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質評價；（2）主要任務：

1)搜集區(qū)域地質、地形地貌、地震、礦產和附近地區(qū)的工程地質資料及當?shù)氐慕ㄖ涷灒?)通過現(xiàn)場踏勘，了解場地的地層分布、構造、成因與年代和巖土性質、不良地質現(xiàn)象及地下水的水位、水質情況。3)對各方面條件較好且傾向于選取的場地，如已有資料不充分，需進行必要的工程地質測繪及勘探工作。不宜選為場址的場地：(1)不良地質現(xiàn)象發(fā)育且對場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地區(qū)，如泥石流河谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸邊沖刷、地下潛蝕等地。(2)地基土性質嚴重不良的場地，如Ⅲ級自重濕陷性場地、脹縮性強烈的I級膨脹土地基、軟硬突變的場地。(3)對建筑物抗震危險的地段，即地層時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及發(fā)展斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位。(4)洪水或地下水對建筑場地有嚴重不良影響的地段，如位于洪水淹沒區(qū)。(5)地下有尚未開采的有價值礦藏或末穩(wěn)定的地下采空區(qū)。初步勘查（1）目的1）對場地內各建筑地段的穩(wěn)定性作出巖土工程評價；2)為確定建筑物總體平面布置提供依據；3）為確定主要建筑物的地基基礎方案提供資料；4)對不良地質現(xiàn)象的防治，提供資料和建議。（2）主要任務1)搜集與分析可行性研究階段巖土工程勘察報告；2)通過現(xiàn)場勘探與測試，初步查明地層分布、構造、巖土物理力學性質、地下水埋藏條件及凍結深度；3)通過工程地質測繪和調查，查明場地不良地質現(xiàn)象的成因、分布、對場地穩(wěn)定性的影響及其發(fā)展趨勢；4)對抗震設防烈度大于或等于7度的場地，應判定場地和地基的地震效應。5）初步制定水和土對建筑材料的腐蝕性；6）對高層建筑可能采取的地基基礎類型、基坑開挖和支護、工程降水方案進行初步分析。詳細勘察（1）目的1)按不同建筑物或建筑群，提出詳細的巖土工程資料和設計所需的巖土技術參數(shù)。2)對建筑地基作出巖土上程分析評價，例如，建筑地基良好，可以采用天然地基；若地基軟弱，需要加固處理。3)對基礎設計方案作出論證及建議，例如，地基良好，可以建議淺基礎；上部荷載大，地基淺層土不良，深層土堅實，可建議采用樁基礎。4)對地基處理方案作出論證和建議。5)對不良地質現(xiàn)象的防治作出論證和建議。（2）任務1)取得附有坐標及地形的建筑物總平面布置圖，各建筑物的地面整平標高，建筑物的性質、規(guī)模、結構特點，可能采取的基礎型式、尺寸、預計埋置深度，對地基基礎設計的特殊要求等。2)查明不良地質現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度，并提出評價與整治所需的巖土技術參數(shù)和整治方案建議。3)查明建筑物范圍各層巖土的類別結構、厚度、坡度、工程特性，計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力。4)對需進行沉降計算的一級建筑和部分二級建筑，應取原狀土進行固結試驗。預測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜。5)對抗震設防烈度大于或等于6度的場地，應劃分場地土類型和場地類別；對抗震設防烈度大于或等于7度的場地，尚應分析預測地震效應，判定飽和砂土與粉土的地震液化，并應計算液化指數(shù)，判定液化等級。6)查明地下水的埋藏條件和侵蝕性。必要時還應查明地層的滲透性、水位變化幅度規(guī)律。7)對深基坑開挖尚應提供穩(wěn)定計算和支護設計所需的巖土技術參數(shù)。8)若可能采用樁基．則需提供樁基設計所需的巖土技術參數(shù)，并確定單樁承載力，提出樁的類型、長度和施工方法等建議。9)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期間可能產生的變化，及其對工程的影響，提出防治措施及建議。施工勘察1）對高層或多層建筑，均需進行施工驗槽。發(fā)現(xiàn)異常問題需進行施工勘察；2）在基坑開挖后遇局部古井、水溝、墳墓等軟弱部位，要求換土處理時，需進行換土壓實后干密度測試質量檢驗。3）深基礎的設計與施工，需進行有關監(jiān)測工作。例如，沉井施工開挖沉井底端刃腳下土體后仍不下沉，則帶檢驗沉井側壁與土之間的摩擦系數(shù)；若沉井施工發(fā)生突然下沉或傾斜，則需勘察地基土層的均勻性，并監(jiān)測沉井均勻下沉以及下沉至設計標高后，檢驗井底土質。4）當軟弱地基處理時，需進行施工設計和檢驗工作。例如，采用強夯加固地基，需進行夯前與夯后實測地基土的物理力學性質指標，進行對比，證明加固的效果。5）若地基中存在巖溶或土洞，需進一步查明分布范圍及處理。6）施工中出現(xiàn)基槽邊坡失穩(wěn)滑動，則需進行勘測與處理。巖土工程勘察方法勘探工作坑探鉆探觸探坑探

當需要了解直接了解地表下巖土層的情況下，可采用坑探。坑探就是用人工或機械挖掘探井、探槽、豎井、平洞或大口徑鉆孔，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各土層之間的接觸關系，并能取出接近實際狀態(tài)的原狀巖土樣，還可以利用坑槽作巖土體原位試驗。此法具有其他勘察手段無法取代的作用，缺點是探察的深度較淺，對于地下水位以下深度的勘探也比較困難?？犹姐@探鉆探

鉆探是指用鉆頭鉆進地層，在地層內鉆成直徑較小并具有相當深度的圓形孔，稱為鉆孔。鉆孔的上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的直徑、深度、方向取決于鉆孔用途和鉆探地點的地質條件。鉆孔直徑一般為75-150mm，在一些大型建筑物工程地質鉆探時，孔徑往往大于150mm，有時可達到500mm。一般建筑工程地質鉆探深度在10m以內。鉆探過程包括三個基本程序：1）破碎巖土：采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯。2）采取巖土芯或排除破碎巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。3）加固孔壁：為了順利地進行鉆探工作，必須保護好孔壁，不使其坍塌，一般采用套管或泥漿來護壁。取樣鉆探的主要任務之一就是在巖土層中采取巖芯或原狀土樣。在采取試樣的過程中應該保持試樣的天然結構。如果試樣的天然結構已遭到破壞，或水分蒸發(fā)而發(fā)生體縮，則此試樣就受到擾動，稱為“擾動樣”。用于巖土試驗的試樣必須是保留天然結構和天然含水量的原狀試樣。《巖土工程勘查規(guī)范》（GB50021-2001）對土試樣的擾動程度分為四個質量等級：土試樣的質量等級級別擾動程度試驗內容

Ⅰ不擾動含水量、密度、強度試驗、固結試驗Ⅱ輕微擾動土類定名、含水量、密度Ⅲ顯著擾動土類定名、含水量Ⅳ完全擾動土類定名

在鉆孔取樣時，采用薄壁取土器所采得土試樣為Ⅰ~Ⅱ；對于采用中厚壁取土器所采得的試樣定為Ⅱ~Ⅲ級；對于采用標準貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭所采得的粘性土、粉土、砂土和軟巖的試樣定為Ⅲ~Ⅳ級。土樣的擾動產生于取樣之前鉆進過程中鉆頭、鉆桿對土層的擾動，取樣過程中取樣器對土樣的擾動，以及取樣后對土樣的移動、運輸過程中對土樣的振動破壞或密封不嚴導致含水量損失以及試樣制備的全過程對土樣的擾動。土樣的擾動及其對試驗的影響主要有以下幾個方面：1）應力狀態(tài)的改變2）結構擾動3）化學成分的改變4）土的組成成分的混雜工程物探地球物理勘探簡稱物探，是以研究地下物理場（如電場、磁場、重力場）為基礎的勘探方法，其目的是通過觀測、分析和研究地質體的物理場，結合有關地質資料，判斷地層的分布與變化規(guī)律，查明地質構造、地下埋藏物及地下水分布規(guī)律等問題。1）地質雷達探測

簡稱GPR法，屬于電磁法勘探，是一種用于確定地下介質分布的廣譜電磁波技術?？捎糜趲r基探測、第四紀土層劃分、滑坡預測、堤壩隱患探測、溶洞和裂隙探測、污染區(qū)劃界、管道漏水及漏氣探測等。該法的探測范圍小于50m，一般為30m。2）高密度電阻率法該法屬于電法勘探的一種，探測數(shù)據經軟件處理后可以形成地層的剖面圖?？梢蕴讲斓V體的分布范圍、規(guī)模、產量、查明基巖的起伏形狀、進行滑坡預測、河堤防漏、水庫堤址防漏、巖溶溶蝕對建筑物基礎的評估等。本法成本低、效率高、信息豐富、解釋方便。3）紅外探測技術通過紅外線探測前方一定范圍內紅外輻射場的變化。該法測量速度快，基本上不占用生產時間；資料分析快，測量完畢后即可得出初步結論。但對水量、水壓等重要參數(shù)無法預測。觸探（1）靜力觸探(2)圓錐動力觸探（3）標準貫入試驗6.2

工程地質勘察報告工程地質勘察報的編制勘察報告的閱讀及使用工程勘察報告示例一、工程地質勘察報告的編制工程地質勘察報告：地質勘察的最終成果是以報告書的形式提出的?？辈旃ぷ鹘Y束后，將取得的野外工作和室內試驗的紀錄和數(shù)據以及搜集到的各種直接和間接資料進行分析整理、檢查校對、歸納總結后，做出建筑場地的工程地質評價。這些內容，最后要簡要明確的文字和圖表編成報告書。巖土勘察報告的要求：資料完整、真實準確、數(shù)據無誤、圖表清晰、結論有據、建議合理、便于使用和適宜長期保存，并應因地制宜，重點突出，有明確的工程針對性。巖土勘察報告的內容（p264）：1、勘察目的、任務要求和依據的技術標準；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、地質構造、巖土性質及其均勻性；5、各項巖土性質指標，巖土的強度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值；6、地下水埋藏情況、類型水位及其變化；7、土和水對建筑材料的腐蝕性；8、可能影響工程穩(wěn)定的不良地質作用的描述和對工程危害的評價；9、場地穩(wěn)定性和適宜性評價。⑴巖土工程勘察報告應對巖土利用、整治和改造的方案進行分析論證，提出建議；⑵對工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土問題進行預測，提出監(jiān)控和預防措施的建議。成果報告應附下列圖件：1、勘探點平面布置圖；2、工程地質柱狀圖；3、工程地質剖面圖；4、原位測試成果圖表；5、室內試驗成果圖表；6、當需要時附加圖表。二、勘察報告的閱讀與使用需要引起工程技術人員注意的幾點：1、場地穩(wěn)定性評價

2、持力層的選擇3、考慮環(huán)境效應6.3

基槽檢驗與地基的局部處理一、基槽檢驗（驗槽）在基槽開挖時，根據施工揭露的地層情況，對地質勘察成果與評價建議等進行現(xiàn)場的檢查，校核施工所揭露的土層是否與勘察成果相符，結論和建議是否符合實際情況。如果有出入應該進行補充修正，必要時尚應作施工勘察。（一）驗槽的目的（1）檢驗勘察成果是否符合要求；（2）解決遺留和新發(fā)現(xiàn)的問題。（二）驗槽的內容首先檢查基槽開挖的平面位置和尺寸與設計圖紙是否相符，其次檢查開挖深度、標高是否符合設計要求。

觀察槽壁、槽底的土質類型、均勻程度，是否存在疑問土層，是否與勘察報告一致。

檢驗基槽中有無舊房基、古井、洞穴、古墓及其它地下掩埋物。

檢查基槽邊坡外緣與附近建筑物的距離對建筑物穩(wěn)定有無影響。

二、地基的局部處理1、古井、坑穴及局部淤泥的處理2、局部堅硬土層的處理3、管道的處理4、其他情況處理根據勘察報告局部存在異常地基或經基槽檢驗，局部分布異常土層時，可根據地基的實際情況、工程要求和施工條件，采取必要的局部處理措施。

驗槽工作中常遇到需整體處理和需局部處理2種類型的問題。前者比較容易處理，如人工換填土問題，一般在勘察報告中建議挖除，將基礎放在老土層上，但往往由于某種原因未全部挖除而造成槽底殘留填土問題。這種情況一般挖除到老土即天然土，然后用2∶8灰土回填夯實，或用人工級配砂石回填，也可把基礎埋深適當增大。

松土坑（填土、墓穴等）的處理當坑的范圍較小時，可將坑中松軟虛土挖除，使坑底及四壁均見天然土為止，然后采用與坑邊的天然土層壓縮性相近的材料回填。如果坑小夯實質量不易控制，應選壓縮模量大的材料。當天然土為砂土時，用砂或級配砂石回填，回填時應分層夯實，并用平板振搗器振密。若為較堅硬的粘性土，則用3∶7灰土分層夯實；可塑的粘性土或新近沉積粘性土，多用1∶9或2∶8灰土分層夯實。當面積較大，換填較厚（一般大于3.0m）局部換土有困難時，可用短樁基礎處理，并適當加強基礎和上部結構的剛度。

當松土坑的范圍較大，且坑底標高不一致時，清除填土后，應先做踏步再分層夯實，也可將基礎局部加深，并做1∶2的臺階，兩段基礎相連接。如石家莊某電廠煙筒及煙道場地原為農田，驗槽時發(fā)現(xiàn)該基槽東部有一古磚墓坑，清理后發(fā)現(xiàn)西部淺，東部深，差異較大。處理方法為：清除全部填土，局部加深，并從東向西做1∶2踏步夯實，2∶8灰土分層夯實與老土相接。

大口井或土井的處理：當基槽中發(fā)現(xiàn)磚井時，井內填土已較密實，則應將井的磚圈拆除至槽底以下1m（或大于1m），在此拆除范圍內用2∶8或3∶7灰土分層夯實至槽底；如井直徑大于1.5m時，則應適當考慮加強土上部結構的強度，如在墻內配筋或做地基梁跨越磚井。這種情況也較多，如邢臺某礦區(qū)電廠主廠房，驗槽時發(fā)現(xiàn)有整齊的2個大口井，中間填土已密實；輸煤廊道也有相連的2個大口磚窯井，磚護壁完好。均采取全部挖除或部分挖除后再夯實2∶8灰土的方法，建成后至今建筑物使用良好。

局部硬土的處理：當驗槽時發(fā)現(xiàn)舊墻基、磚窯底、壓實路面等異常硬土時，一般都挖除，回填土情況根據周圍土質而定。全部挖除有困難時，可挖除0.6m，做軟墊層，使地基沉降均勻。

局部軟土的處理：由于地層差異或含水量變化，造成局部軟弱的基槽也較多見，如邯鄲某礦區(qū)電廠化學水處理室，釬探后發(fā)現(xiàn)1.8m軟土層。東部釬探總數(shù)120擊左右，中部230擊左右，西部340擊左右，地基土嚴重不均。經與設計部門研究，采用不同置換率的夯實水泥土樁進行處理，置換率為東部4%、中部6%、西部8%。

人防通道的處理：在條件允許破壞而且工程量又不大的情況下，應挖除松土回填好土夯實，或用人工墩基或鉆孔灌注樁穿過。若不允許破壞，則采用雙墩（樁）擔橫梁上加基礎避開通道，有時還需加固人防通道。若通道位置處于建筑物邊緣，可采用局部加強的懸挑地基梁避開，如河北某礦區(qū)電廠主廠房，全部跨越人防通道，采取夯實水泥土樁處理地基，人防通道上部用地梁跨越。

管道的處理：如在槽底以上設有下水管道，應采取防止漏水的措施，以免漏水浸濕地基造成不均勻沉降。當?shù)鼗鶠樗靥钔粱蛴袧裣菪缘耐翆訒r，尤其應該注意。如管道位于槽底以下時，最好拆遷改道，或將基礎局部落低埋深加大，否則需要采取防護措施，避免管道被基礎壓壞。此外，在管道穿過基礎或基礎墻時，必須在基礎或基礎墻上管道的周圍特別是上部，留出足夠的空間，使建筑物沉降后不致引起管道的變形或損壞，以免造成漏水滲入地基引起后患。深圳地鐵一號線施工現(xiàn)場塌陷一工人失蹤

2009.7.19上午8時30分許，位于深圳市寶安區(qū)西鄉(xiāng)街道新湖路的地鐵一號線續(xù)建工程——坪洲站的施工場地突然發(fā)生地表下沉，塌陷地點位于工地生活區(qū)一活動板房的下面，塌陷面積約20多平方米。塌陷事故造成2名工人被埋，其中一人得以逃生，另外一名年輕工人與地上失去聯(lián)系。暴雨過后土質疏松隧道頂部失穩(wěn)致陷地表塌陷的原因與臺風“莫拉菲”不無關系。據其介紹，凌晨3時多，臺風來帶一場特大暴雨