地质分析

工程地质分析原理

峨眉综合工程地质实习指导书 (勘察技术与工程专业) 成都理工大学

环境与土木工程学院工程地质教研室 目 录

1.工程地质测绘 1.1资料准备阶段 1.2外业测绘阶段 1.2.1路线踏勘 1.2.2实测剖面 1.2.3平面地质测绘 1.3资料综合整理

1.3.1综合整理的目的和任务 1.3.2 图件编制

1.3.3编写综合工程地质测绘报告 2.滑坡稳定性分析评价 2.1目的及意义 2.2 现场测绘调研 2.2.1 工程地质测绘 2.2.2实测剖面 2.3 岩土力学试验:

2.4滑坡的稳定性的计算分析

2.5 编写滑坡稳定性分析评价报告 3. 地基岩土工程勘察

3.1 岩土工程分级,土石鉴定与分类 3.1.1岩土工程勘察分级 3.1.2地基岩土分类与鉴定 3.2 勘察方案及技术要求 3.2.1基本要求 3.2.2工程勘察阶段

3.2.3高层建筑的工程勘察 3.2.4勘探与取样 3.2.5岩土取样 3.2.6 原位测试 3.2.7 室内土工试验 3.2.8 地下水调查

3.3 地基岩土工程评价与计算

3.3.1地基岩土力学试验参数的数理统计分析 3.3.2场地稳定性评价 3.3.3,地基均匀性评价 3.3.4基础的埋置深度 3.3.5,地基承载力

3.3.6地基强度验算 3.3.7地基变形验算 3.3.8地基稳定性验算 3.3.9桩基评价和计算 3.3.10地下水的腐蚀性 3.3.11 地基的地震效应

3.4 编写地基岩土工程勘察报告大纲 1.工程地质测绘

工程地质测绘是工程地质勘察的基础工作.工程地质测绘主要任务是为了研究拟建场地的地层,岩性,构造,地貌,水文地质条件及物理地质现象,对工程地质条件给予初步评价,为场址选择及勘察方案的布置提供依据.

工程地质测绘应做到:(1)充分收集和利用已有资料,并综合分析,认真研究,对重要地质问题,必须经过实地校核验证:(2)中心突出,目的明确,针对与工程有关的地质问题进行地质测绘;(3)保证第一性资料准确可靠,边测绘,边整理;(4)注意点,线,面,体之间的有机联系.为了使同学们能够掌握工程地质测绘的基本程序及过程,实习拟按生产实际分为资料准备,外业测绘及资料综合整理等三个阶段进行. 1.1资料准备阶段

正式开展外业测绘工作之前,应系统收集下列技术资料:

(1)区域地质资料.主要是区域构造地质图及其说明书.初步分析区域地貌,地层岩性,地质构造,尤其应注意新构造运动与断裂活动迹象.

(2)区域地震资料.分析测区及附近地区地震活动的时,空,强特征,研究地震与断裂构造的关系. (3)水文气象资料.分析掌握区域气温,气压,湿度,风速,风向,降水量及蒸发量随季节变化规律,地表水体(河流,湖泊,水库及海平面等)动态等主要的气象水文要素.

(4)水文地质资料:了解地下水的主要类型,埋藏条件,补-迳-排条件,水位动态变化,岩土体的透水性及水化学特征.

(5)已有的工程勘察资料.研究各种岩土体的工程特性,了解不良地质现象的发育情况.

(7)已有的建筑经验.了解建筑物结构,基础类型,地基持力层及承载力,建筑物变形情况及沉降观测等资料.

在综合分析上述资料的基础上,提出测绘及勘察工作应重点查明的主要问题,并编制工程地质测绘及工程勘察大纲. 1.2外业测绘阶段 1.2.1路线踏勘

路线踏勘工作应在资料收集研究工作完成后,实测剖面及平面测绘工作开始之前的较短时间内进行.其目的在于了解实习区的范围,位置交通,山川地形等自然地理情况初步掌握区内地层岩性,地质构造等基本地质条件,以便能够正确地选择实测地层,地貌剖面位置,合理地布置测绘观察点和观测路线,拟定外业工作方案.

路线踏勘的选择原则是:穿越区内主要构造线,地层发育全,地质露头较好,通行通视条件较好.为达到教学大纲所规定的教学标准,根据实习区的实际地质条件,并考虑到学生未经过地质填图训练的实际情况等因素.本次实习拟布置荷叶湾—凉水井,五叉沟-古木槽,龙门洞-交大,黄湾阶地路线等四条踏勘路线.通过路线观察学习,应掌握以下基本生产技能: 各类观察点的准确定位,地质界线的合理描绘; 地质观察内容的描述方法与记录的格式;

岩层岩性的观察及产状标定方法,掌握地层层序及工程地质岩组特征(见附录1);

褶皱及断裂构造的观察,分析鉴定及产状要素的测定,构造分析的基本方法; 岩体结构的基本调查方法;

各踏勘路线的主要观察内容要求如下: (1) 荷叶湾—凉水井路线

a. 观察描述Tx,Jb,JZ JS,JSn,JP,Kj,Kg,Kg, Em与Nl的岩性特征,分层标志,接触关系,厚度及产状变化, 定点并描绘地层界线,确定实测地层剖面的位置;

b. 观察及描述记录马林岩向斜核部,两翼的地层及岩性特征,产状变化,向斜形态,确定轴面位置及轴向方位;

c.观察并描述凉水井断层的地质特征及力学性质,确定断层露头点位置及延伸方位; d. 观察描述Q2fgl卵石层的岩性特征及其与Nl地层的接触关系. (2)五叉沟-古木槽路线

a.确定Tx,Jb,JZ JS,JSn,JP,Kj,Kg等地层界线的图上位置,勾绘地层界线的延伸方位; b.描述记录其岩性特征,分层标志及产状变化情况;

c.观察描述沿线的滑坡及崩坡积堆积体,确定其分布范围; (3)黄湾阶地路线

a.观察描述阶地冲积层的物质组成,结构特征; b.观察五级阶地的类型特征,确定其分布范围; c.确定实测阶地剖面的位置; (4) 龙门洞口-交大路线

a.观察及定点描述善觉寺断层两盘的地层缺失情况及产状变化特征; b.观察描述报国寺断层的地质依据,确定其图上位置及延伸方位;

c.观察描述龙门洞口右岸土质滑坡及其治理工程,掌握滑坡应观察描述内容,方法及记录格式; d. 观察描述猫儿岗滑坡体的地质及变形特征,确定其图上分布范围; 1.2.2实测剖面 1.2.2.1 目的及意义

为了建立正确的地层层序,确定地层时代,地层厚度及接触关系;掌握各时代地层的岩石组合特征,相带分布及岩性变化规律;确定地质测绘的填图单位和标志层.在正式开展地表平面测绘工作之前,应在工作区范围内或其紧邻地区精测相关的地层剖面.

实测剖面工作是综合性很强的基础地质工作, 涉及岩石,矿物,地层,地质构造等多学科的综合知识.通过对剖面资料的对比和综合分析,认识并掌握测区的沉积环境与岩相古地理特征,推测该区地质发展史.实测剖面工作是保证填图质量的关键,也是每个地质工作者必须掌握的基本功.

通过剖面实测,必须学会地层,地貌剖面测量,计算技术,资料整理及图件绘制等基本方法. 1.2.2.2 剖面布置原则

地层实测剖面应布置在构造简单(单斜),地层层序发育齐全,接触关系清楚,化石丰富,标志层和相带清晰,岩性组合及地层厚度具代表性,露头及通视条件良好,通行方便的地段. 1.2.2.3 技术要求

(1)剖面线方位应基本垂直于地层或主要构造线走向,两者之间的夹角一般不小于60°.

(2)剖面线通过的具体位置,除满足前述实测目的与任务要求外,还应注意基岩露头的连续性,故经常利用沟谷的自然切面及人工采掘面等作为剖面通过的位置.若某段露头不佳,在相临地段露头好并有明显的层位标志时,可以采用层位平移法测制.若无明显的平移标志,也可考虑采用槽探,剥土等工程进行揭露.

(3)根据测区岩性复杂程度,岩石地层划分和表示详细程度,以及地质目的和经济效果确定剖面比倒尺, 以能充分反映其最小地层单位或岩石单位为原则.例如1:5万区调中剖面比例尺一

般采用1:1000或1:2000.本次教学实习的实测剖面比例尺采用1:1000或1:2000.

(4)剖面数量的确定:一个区调图幅内不同沉积岩地层,一般至少要有一至两条实测剖面控制;联测图幅可按联测区统一考虑,一般是一个填图单位应当有2至3条剖面控制.教学实习的重点在于学习基本方法,要求每组实测一至二条剖面,但每人必须学会实测剖面的全部工作方法,提交全部资料.其它地层用简测地层剖面和路线地质剖面控制.

(5)根据上述原则与技术要求以及实习区的具体情况,实测剖面工作拟在川主河及黄湾阶地两个地段进行.川主河实测剖面从Jsn顶部到Kg底部, 比例尺以1:2000为宜;黄湾地区从后坪向东, 实测五纽阶地的地质,地貌剖面,比例尺以1:1000为宜. 1.2.2.4 实测技术方法

经路线踏勘选定剖面位置,制定人员组成,测量设备(罗盘,皮尺,记录表格等)和工作进度计划. (1)人员组成及分工:

测量组以4-5人为宜,其中1人分层,2人导线测量(前测手及后测手),1人记录(测量数据,导线草图),1人测量产状及采集标. (2)分层原则:

由地层专业人员负责,或全组集体观察后确定统一的分层意见和具体分层位置.分层的具体原则如下:

(a)以岩性差异及接触关系为分层原则.对于不连续或不正常的接触关系(如沉积间断或角度不整合,断层等)务必分层描述记录;

(b)分层时应根据岩性差异,沉积韵律,层理构造,基本层序特点和类型以及特殊的化石层,含矿层,标志层等方面进行综合考虑;

(c)分层的精度据剖面比例尺大小而定.具体以能够反映最小分层尺度为准,即以图面1mm所表示的厚度为准.如1:1000比例尺,最小分层厚度为1m,但厚度0.75时,则应定为不软化岩石. (d)当岩石具有特殊成分,结构和性质时,应定为特殊性岩石,并分为易溶性岩石,膨胀性岩石,崩解性岩石和盐渍化岩石等. 表3-3 岩石按强度分类 类别 亚类

强度(MPa) 代表性岩石 硬质岩石 极硬岩石 >60

花岩石,花岗片麻岩,闪长岩,玄武岩,石灰岩,石英砂岩,石英岩,大理岩,硅质砾岩等 次硬岩石 30～60 软质岩石 次软岩石 5～<30

粘土岩,页岩,千枚岩,绿泥石片岩,云母片岩等 极软岩石 5000 0.9～1.0 0.9～1.0 微风化

组织结构基本未变,仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色.有少量风化裂隙 4000～5000 0.8～0.9 0.8～0.9 硬质岩石 中等风化

组织结构部分破坏,矿物成分基本未变化,仅沿节理面出现次生矿物.风化裂隙发育,岩体被切割成20～50cm的岩块.锤击声脆,且不易击碎;不能用镐挖掘,岩芯钻方可钻进 2000～4000 0.6～0.8 0.4～0.8 强风化

组织结构已大部分破坏,矿物成分已显著变化.长石,云母已风化成次生矿物.裂隙很发育,岩体破碎.岩体被切割成2～2cm的岩块,可用手折断.用镐可挖掘,干钻不易钻进 1000～2000 0.4～0.6 <0.4 全风化

组织结构已基本破坏,但尚可辨认,并且有微弱的残余结构强度,可用镐挖,干钻可钻进 500～1000 0.2～0.4 — 残积土

组织结构已全部破坏.矿物成分除石英外,大部分已风化成土状,锹镐易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 <500 4000 0.9～1.0 0.9～1.0 微风化

组织结构基本未变,仅节理面有铁猛质渲染或矿物略有变色,有少量风化裂隙 3000～4000 0.8～0.9 0.8～0.9 软质岩石 中等风化

结构结构部分破坏.矿物成分发生变化,节理面附近的矿物已风化成土状.风化裂隙发育.岩体被切割成20～50cm的岩块,锤击易碎,用镐难挖掘.岩芯钻方可钻进 1500～3000 0.5～0.8 0.3～0.8 强风化

组织结构已大部分破坏,矿物成分已显著变化,含大量粘土质粘土矿物.风化裂隙很发育,岩体被切割成碎块,干时可用手折断或捏碎,浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解.用镐或锤

易挖掘,干钻可钻进 700～1500 0.3～0.5 <0.3 全风化

组织结构已基本破坏,但尚可辨认,并且有微弱残余结构强度,可用锹挖,干钻可钻进 300～700 0.1～0.3 — 残积土

组织结构已全部破坏,矿物成分已全部改变并已风化成土状,锹镐易挖掘,干钻易钻进,具可塑性 <300

N≥30为全风化;N1.0 1.0≥h>0.5 0.5≥h>0.1 h≤0.1

(2)根据地质成因可划分为残积土(el),坡积土(pl),洪积土(dl),冲积土(al),淤积土,冰积土和风积土等.

(3)土根据有机质含量分类,应符合表3-7规定. 表3-7 土按有机质含量分类 分类名称

有机质含量Wυ (%)

现场鉴别特征 说明 无 机 土

WυωL,1.0≤eωL,e≥1.5时称淤泥 泥炭质土

10%

深灰或黑色,有腥臭味,能看到未完全分解的植物结构,浸水体胀,易崩解,有植物残渣浮于水中,干缩现象明显

根据地区特点和需要可按Wυ细分为: 弱泥炭质土(10%

除有泥炭质土特征外,结构松散,土质很轻,暗无光泽,干缩现象极为明显 注:有机质含量Wυ按灼失量试验确定.

(4)土按颗粒级配或塑性指数(IP)可划分为碎石土,砂土,粉土和粘性土,具体规定如下: (a)碎石土和砂土的划分应符合表3-8,3-9的规定;

(b)粉土:粒径大于0.075mm的颗粒不超过全部质量50%,且塑性指数IP≤10; (c)粘性土根据塑性指数分为粉质粘土和粘土.当1017时,定为粘土. 表3-8 砂土分类 土的名称

颗 粒 级 配 砾 砂 粗 砂 中 砂 细 砂 粉 砂

粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25～50% 粒径大于0.5mm的颗粒质量占总质量50% 粒径大于0.25mm的颗粒质量占总质量50% 粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量85% 粒径大于0.075mm的颗粒质量占总质量50% 表3-9 碎石土分类 土的名称 颗 粒 形 状 颗 粒 级 配 漂 石

圆形及亚圆形为主

粒径大于200mm的颗粒超过总质量50% 块 石

棱角形为主 卵 石

圆形及亚圆形为主

粒径大于20mm的颗粒超过总质量50% 碎 石

棱角形为主 圆 砾

圆形及亚圆形为主

粒径大于2mm的颗粒超过总质量50% 角 砾

棱角形为主

(5)土的综合分类定名应符合下列规定:

(a)对特殊成因和年代的土,可结合其成因及年代特征定名,如新近堆积砂质粉土,残坡积碎石土等;

(b)对特殊土,可结合颗粒级配或塑性指数综合定名,如淤泥质粘土,弱盐渍砂质粉土,碎石素填土等;

(c)对于同一土层中相间成韵律沉积时,当薄层与厚层的厚度比为1/10～1/3,宜定名为\夹层\厚的土层写在前面,如粘土夹粉砂层;当厚度比大于1/3,宜定名为\互层\如粘土与粉砂互层;厚度比小于1/10的土层,且有规律地多次出现,宜定名为\夹薄层\如粘土夹薄层粉砂; (d)对于混合土,应冠以主要含有的土类定名,如碎石粘土,含粘土角砾等. 3.1.2.3土的鉴定描述

(1)土的描述应符合下列规定:

(a)碎石土应描述颗粒级配,形状,母岩成分,风化程度,充填物性质及充填程度,密实度及层理特征等;

(b)砂土应描述颜色,矿物组成,颗粒级配,颗粒形状,粘土含量,湿度,密实度及层理特征等;

(c)粉土应描述颜色,颗粒级配,包含物,湿度,密实度及层理特征等;

(d)粘性土应描述颜色,状态,等级,湿度,包含物,土层结构及层理特征等;

(e)特殊土除应描述上述相应土类规定的内容外,还应描述反映其特殊成分,状态和结构的特征;

(f)对具有夹层,互层,夹薄层特征的土层,还应描述各层的厚度及层理特征. (2)碎石土的密实度可分为密实,中密和稍密,并应符合表3-10的规定. 表3-10 碎石土密实度野外鉴别方法 密实度

骨架颗粒含量和排列 可 挖 性 可 钻 性 密 实

骨架颗粒质量大于总质量的70%,呈交错排列,连续接触 锹镐挖掘困难,用撬棍方法松动,井壁一般较稳定

钻进时极困难,冲击钻探时钻杆,吊锤跳动剧烈,孔壁较稳定 中 密

骨架颗粒质量等于总质量的60～70%,呈交错排列,大部分接触

锹镐可挖掘,井壁有掉块现象,从井壁取出大颗粒处,能保持颗粒凹面形状 钻进较困难,冲击钻探时钻杆,吊锤跳动不剧烈,孔壁有坍塌现象 稍 密

骨架颗粒质量小于总质量的60%,排列混乱,大部分不接触

锹可以挖掘,井壁易坍塌,从井壁取出大颗粒后,砂性土立即坍落 钻进较容易,冲击钻探时,钻杆稍有跳动;孔壁易坍塌

(3)砂土的密实度应根据标准贯入锤击数N值划分为密实,中密,稍密和松散,并应符合表3-11的规定.

表3-11 按标准贯入锤击数N值确定砂土密实度 N 值 密实度 N≤10 10

(4)粉土的密实度应根据孔隙比e划分为稍密,中密和密实,其湿度应根据含水量ω(%)分为稍湿,湿,很湿,并应分别符合表3-12及3-13的规定.

(5)粘性土为塑性指数IP>10的土,可按表3-14规定分为粘土和粉质粘土,其状可按3-15分为坚硬,硬塑,可塑,软塑及流塑.

表3-12 按孔隙比e确定粉土密度 表3-13 按含水量ω(%)确定粉土湿度 e值 密实度 ω(%)

湿度 e0.9 密 实 中 密 稍 密 ω30 稍 湿 湿 很 湿

表3-14 粘性土分类 塑性指数IP 土的名称 IP>17 10

注:塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土样中深度为10mm时测定的液限计算而得. IP=ωL-ωP

表3-15 粘性土的状态 液性指数IL 状 态 IL≤0

0

注:IL = (ω-ωP) / (ωL-ωP) = (ω-ωP) / IP

(6)淤泥在静水或缓慢流水环境中沉积,并经生物化学作用形成,是天然含水量大于液限,天然孔隙比e≤1.5的粘性土.但1.0≤e<1.5的土应为淤泥质土.

(7)人工填土据其组成的成因,分为素填土,杂填土及冲填土.素填土为由碎石土,砂土,粉土及粘性土等组成的填土;杂填土为含有建筑垃圾,工业废料,生活垃圾等杂物的填土;冲填土为水力冲填泥沙形成的填土. 3.2 勘察方案及技术要求 3.2.1基本要求

地基岩土工程勘察应在了解荷载,结构类型,变形要求的基础上进行,其主要工作内容应符合下列规定:

(1) 查明场地与地基的稳定性,地层的类别,厚度和坡度,持力层和下卧层的工程特性,应力史和地下水条件等.

(2) 提供满足设计,施工所需的岩土技术参数. (3) 确定地基承载力,预测地基沉降及其均匀性.

(4) 提出地基和基础设计方案建议. 3.2.2工程勘察阶段

3.2.2.1可行性研究勘察阶段

(1)可行性研究勘察阶段,应对拟建场地的稳定性和适应性作出评价,并应符合下列要求: (a)搜集区域地质,地形地貌,地震,矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验.

(b)在搜集和分析已有资料的基础上,通过踏勘,了解场地的地层,构造,岩石和土的性质,不良地质现象及地下水等工程地质条件.

(c)对工程地质条件复杂,已有资料不能符合要求,但其他方面条件较好且倾向于选取的场地,应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作.

(2)确定建筑场地时,在工程地质条件方面,宜避开下列地区或地段: (a)不良地质现象发育且对场地稳定生有直接危害或潜在威胁的. (b)地基土性质严重不良的. (c)对建筑物抗震危险的.

(d)洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响的.

(e)地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区. 3.2.2.2初步勘察阶段

(1)初步勘察阶段应对场地内建筑地段的稳定性作出岩土工程评价,应进行下列主要工作: (a)搜集可行性研究阶段岩土工程勘察报告,取得建筑区范围的地形图及有关工程性质,规模的文件.

(b)初步查明地层,构造,岩土物理力学性质,地下水埋藏条件及冻结深度. (c)查明场地不良地质现象的成因,分布,对场地稳定性的影响有其发展趋势. (d)对抗震设防烈度大于或等于7度的场地,应判定场地和地基的地震效应.

(2)初步勘察应在搜集分析已有资料的基础上,根据需要进行工程地质测绘或调查以及勘探,测试和物探工作.

勘探点,线,网的布置应符合下列要求:

(a)勘探线应垂直地貌单元边界线,地质构造线及地层界线.

(b)宜按勘探线布置勘探点,并在每个地貌单元及其交接部位布置勘探点,在微地貌和地层变化较大的地段,勘探点应予以加密.

(e)在地形平坦地区,可按方格网布置勘探点.

(3)初步勘察阶段勘探线,勘探点间距可根据岩土工程勘察等级按表3-16确定: 表3-16 勘探线,点间距 岩土工程勘察等级 线距(m) 点距(m) 一 级 二 级 三 级 50～100 75～150 150～300 30～50 40～100 75～200

注:表中间距不适用于地球物理勘探.

初步勘察勘探孔深度可按表3-17确定: 表3-17 勘探孔深度 勘探孔类别

岩土工程勘察等级 一般性勘探孔(m) 控制性勘探孔(m) 一 级 二 级 三 级 ≥15 8～15 ≤8 ≥30 15～30 ≤15

注:①勘探孔包括钻孔,探井,铲孔及原位测试孔. ②进行波速测试,旁压试验,长期观测等钻孔除外.

控制性勘探孔宜占勘探孔总数的1/5～1/3,且每个地貌单元或每幢重要建筑物均应有控制性勘探孔.

(4)当遇下列情况之一时,应适当增减勘探孔深度:

(a)当场地地形起伏较大时,应根据预计的整平地面标高调整孔深.

(b)在预测深度内遇基岩时,除控制性勘探孔应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔在确认达到基岩后即可终孔.

(c)当预计基础埋深以下有厚度超过3～5m且分布均匀的坚实土层(如碎石土,老堆积土等)时,除控制性勘探孔应达到规定深度外,其他勘探孔深度可适当减小. (d)当预定深度内有软弱地层时,勘探孔深度应适当加大. (5)初步勘察取土试样和原位测试工作应符合下列要求:

取土试样和进行原位测试的勘探孔(井)宜在平面上均匀分布,其数量可占勘探孔总数的1/4～1/2.

取土试样或原位测试的数量和竖向间距,应按地层特点和土的均匀程度确定.每层土均应采取土试样或进行原位测试.其数量不得少于6个. (6)初步勘察时,应进行下列水文地质工作:

(a)调查地下水类型,补给和排汇条件,实测地下水位,并初步确定其变化幅度;必要时应设长期观测孔.

(b)当需绘制地下水等水位线图时,应统一观测地下水位.

(c)当地下水有可能浸没或浸湿基础时,应根据其埋藏特征采取有代表性的水试样进行腐蚀性分析,其取样地点不宜少于2处.水,土对建筑材料和金属的腐蚀性评价,应符合3.1.6节的规定. 3.2.2.3详细勘察

(1)详细勘察应按不同建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数;对建筑地基应作出岩土工程分析评价,并应对基础设计,地基处理,不良地质现象的防治等具体方案作出论证和建议,主要应进行下列工作:

(a)取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图,各建筑物的地面整平标高,建筑物的性质,规模,结构特点,可能采取的基础型式,尺寸,预计埋置深度,对地基基础设计的特殊要求等.

(b)查明不良地质现象的成因,类型,分布范围,发展趋势及危害程度,并提出评价与整治所需的

岩土技术参数和整治方案建议.

(c)查明建筑物范围各层岩土的类别,结构,厚度,坡度,工程特性,计算和评价地基的稳定生和承载力.

(d)对需进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的沉降,差异沉降或整体倾斜.

(e)对抗震设防烈度大于或等于6度的场地,应划分场地土类型和场地类别;对抗震设防烈度大于或等于7度的场地,尚应分析预测地震效应,判定饱和砂土或饱和粉土的地震液化,并应计算液化指数.

(f)查明地下水的埋藏条件.基坑降水设计时尚应查明水位变化幅度以与规律,提供地层的渗透性.

(g)按有关规定判定环境水和土对建筑材料和金属的腐蚀性.

(h)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期间可能产生的变化及其对工程的影响,提出防治措施及建议.

(i)对深基坑开挖尚应提供稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数;论证和评价基抗开挖,降水等对邻近工程的影响.

(j)提供桩基设计所需的岩土技术参数,并确定单桩承载力;提出桩的类型,长度和施工方法等建议.

(2)详细勘察的勘探点布置应按岩土工程勘察等级确定,并应符合下列规定:

(a)对安全等级为一级,二级的建筑物,宜按主要柱列线或建筑物的周边线布置勘探点;对三级建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置勘探点.

(b)对重大设备基础应单独布置勘探点;对重大的动力机器基础,勘探点不宜少于3个. (c)在复杂地质条件或特殊岩土地区宜布置适量的探井. (d)高耸构造物应专门布置必要数量的勘探点. (3)详细勘察的勘探点间距可按表3-18确定. 表3-18 勘探点间距 岩土工程勘察等级 间 距(m) 一 级 二 级 三 级 15～35 25～45 40～65

详细勘察勘探孔的深度自基础底面算起,其值应符合下列规定:

(a)对按承载力计算的地基,勘探孔深度应能控制地基主要受力层.当基础底面宽度b不大于5m时,勘探孔深度对条形基础应为基础底面宽度的3倍;对单独柱基应为1.5倍.但不应小于5m.

(b)大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的2～3倍.

(c)对需要进行变形验算的地基,控制性勘探孔的深度应超过地基沉降计算深度,并考虑相邻基础的影响,其深度可按表3-19确定.

(d)当有大面积地面堆载或软弱下卧层时,应适当加深勘探孔的深度. 表3-19 控制性勘探孔深度 基础底面宽度 b(m)

勘探孔深度(m) 软 土

一般粘性土, 粉土及砂土

老堆积土,密实砂土及碎石土 b≤5 5

2.5b～3.5b 2.0b～2.5b 1.5b～1.0b 1.3b～1.5b 3.0b～3.5b 2.0b～3.0b 1.5b～2.0b 1.2b～1.5b 1.0b～1.2b 3.0b

1.5b～3.0b 1.0b～1.5b 0.8b～1.0b 0.6b～0.8b

注:①表内数据适用于均质地基,当地基为多层土时可根据表列数值予以调整. ②圆形基础可采用直径d代替基础底面宽度b. (4)详细勘察取样和测试应符合下列要求:

(a)取土试样和进行原位测试的孔(井)数量,应按地基土的均匀性和设计要求确定,并宜取勘探孔总数的1/2～2/3,对安全等级为一级的建筑物每幢不得少于3个.

(b)取土试样和原位测试点的竖向间距,在地基主要受力层内宜为1～2m;对每个场地或每幢安全等级为一级的建筑物,每一主要土层的原状土试样不应少于6件;同一土层的孔内原位测试数据不应少于6组.

(c)在地基主持持力层内,对厚度大于50cm的夹层或透镜体应采取土试样或进行孔内原位测试.

(d)当土质不均或结构松散难以采取土试样时,可采用原位测试. 3.2.2.4施工勘察阶段

当遇下列情况之一时,应配合设计,施工单位进行施工勘察: (1) 对安全等级为一级,二级的建筑物,应进行施工验槽.

(2) 基槽开挖后,岩土条件与原勘察资料不符时,应进行施工勘察. (3) 在地基处理及深基开挖施工中,宜进行检验和监测工作. (4) 地基中溶洞或土洞较发育,应查明并提出处理建议.

(5) 施工中出现有边坡失稳危险,应查明原因,进行监测并提出处理建议. 3.2.3高层建筑的工程勘察

3.2.3.1高层建筑详细勘察勘探点的布置,除应符合第13～15条的要求外,尚应满足下列要求:

(1)勘探点应按建筑物周边线布置,角点和中心点应有勘探点.

(2)勘探点的布置应满足纵横方向对地层结构和均匀性的评价要求,其间距宜取15～35m. (3)高层建筑群可共同勘探点或按网格布点.

(4)特殊体型的建筑物应按其体型变化布置勘探点.

(5)单幢高层建筑的勘探点不应少于4个,其中控制性勘探点不宜少于3个. 3.2.3.2高层建筑勘探孔的深度宜按下列要求确定:

(1)当采用箱形基础或筏板基础时,控制性勘探孔深度应大于压缩层的下限;一般性勘探孔应能控制主要受力层,亦可按下式计算: Z=d+ab

式中:z——勘探孔深度(m); d——箱基或筏基的埋深(m);

b——基础底面宽(m)对圆形或环形基础按最大直径考虑; a——与压缩层深度有关的经验系数,可按表3-20取值.

(2)当采用桩基础或墩基础时,勘探孔深度应符合下列的规定.

(a)对于端承桩或以端承力为主的桩(墩),控制性勘探点深度应达到预计桩尖平面以下3～5m或6～10倍桩身宽度(直径);一般性勘探点应达到预计持力层内1～2m.对于基岩持力层,控制性勘探点深度应达到微风化带内3～5m;一般性勘探点深入微风化带1～2m;遇断层破碎带应予钻穿,进入较完整岩体3～5m. 表3-20 经验系数α值 土的类别 勘探孔类别 碎石土 砂 土 粉 土 粘性土 (含黄土) 软土 控制孔 一般孔 0.5～0.7 0.3～0.4 0.7～0.9 0.4～0.5 0.9～1.2 0.5～0.7 1.0～1.5 0.6～0.9 2.0 1.0

注:表中α值,当土的堆积年老,密实或在地下水位以上时取小值,反之取大值.

(b)对于摩擦桩或以磨擦力为主的桩,控制性勘探点的深度应超过预计桩长3～5m;一般性勘探点应超过预计桩长1～2m.当需计算群桩变形时,可将桩群视为假想的实体基础,此时控制性勘探点的深度应超过桩尖平面算起的压缩层深度,压缩层深度可按(1～2)b考虑(b为假想的实体基础宽度),亦可按附加压力与土自重压力之比为20%计算,在此深度内,如遇不可压缩的

坚硬地层,可终止勘探.

3.2.3.3高层建筑的详细勘察应判明深基坑的稳定性及其对相邻工程的影响,并应提出设计计算需要的岩土技术参数的支护方案建议.

当基础埋深低于地下水位时,应根据施工降水和邻近工程保护的需要,提供降水设计所需的计算参数和方案建议;必要时应进行抽水试验等水文地质测试. 3.2.4勘探与取样 3.2.4.1基本规定

(1)当需查明岩土的性质和分布,采取岩土试样或进行原位测试时,可采用钻探,井探,槽探,洞探和地球物理勘探等.勘探方法的选取应符合勘察目的及岩土的特性.

(2)布置勘探工作时应考虑勘探对工程及自然环境的影响.钻孔,探井,探槽及探洞完工后宜妥善回填.

(3)静力触探,动力触探作为勘探手段时应与钻探等其他勘探方法配合使用. 3.2.4.2 钻探

(1)钻探方法可根据地层类别及勘察要求按表3-21选择. (2)勘探浅部土层可采用下列钻探方法: (a)小口径麻花钻(或提土钻)钻进; (b)小口径勺形钻钻进; (c)洛阳铲钻进.

(3)钻探口径及钻具规格应符合现代国家标准的规定.成孔口径应满足取样,测试以及钻进工艺的要求.

表3-21 钻探方法的适用范围 钻探方法 钻进地层 勘察要求 粘性土 粉土 砂土 碎石土 岩石

直观鉴别,采取不扰动试样 直观鉴别,采取扰动试样 回转 螺旋钻探 无岩芯钻探 岩芯钻探 ++ ++ ++ + ++ ++ + ++ ++

- + + - ++ ++ ++ - ++ ++ - ++ 冲击 冲击钻探 锤击钻探 - ++ + ++ ++ ++ ++ + - - - ++ - ++

振动钻探 ++ ++ ++ + - + ++

冲洗钻探 + ++ ++ - - -

-

注:++适用,+部分适用,-不适用. (4)钻探应符合下列规定:

(a)钻进深度,岩土分层深度的量测误关范围应为±0.05m.

(b)非连续取芯钻进的回次进尺,对螺旋钻探应在1m以内;对岩芯钻探应在2m以内.

(c)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时,应采用双层岩芯管钻进.

(d)岩芯钻探的岩芯采取率,对一般岩石不应低于80%,对破碎岩石不应低于65%.对需重点查明的部位(滑动带,软弱夹层等)应采用双层岩芯管连续取芯.当需确定岩石质量指标RQD时,应采用75mm口径(N型)双层岩芯管,且宜采用金刚石钻头.

(e)定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量.倾角及方位的量测精度应分别为±0.1°,±3.0°. (5)钻孔的记录和编录应符合下列要求:

(a)野外记录应由经过专业训练的人员承担.记录应真实及时,按钻进回次逐段填写.严禁事后追忆.

(b)钻探现场描述可采用肉眼鉴别,手触方法,有条件或勘察工作有明确要求时,可采用标准化,定量化的方法.

(c)钻探成果可用钻孔野外柱状图表示.岩土芯样可根据工程要求一定期限或长期保存,亦可拍摄岩,土芯彩照纳入勘察成果资料. 3.2.4.3井探,槽探,硐探

(1) 当钻探方法难以准确查明地下情况时,可采用探井,探槽进行勘察.在坝址,地下工程,大型边坡等勘察中,当需详细调查深部岩层性质及其构造特征时,可采用竖井或平洞. (2) 探井的深度不宜超过地下水位.竖井和平洞的深度,长度,断面按工程要求确定.

(3) 对探井,探槽,探洞除文字描述记录外,尚应以剖面图,展开图等反映井,槽,洞壁及底部的岩性,地层分界,构造特征,取样及原位试验位置,并辅以代表性部位的彩色照片. 3.2.5岩土取样

(1)土试样质量可根据试验目的按表3-22分为四个等级. 表3-22 土试样质量等级划分 级别 扰动程度 试 验 内 容 Ⅰ 不扰动

土类定名,含水量,密度,强度试验,固结试验 Ⅱ

轻微扰动

土类定名,含水量,密度 Ⅲ

显著扰动

土类定名,含水量 Ⅳ

完全扰动 土类定名

注: ①不扰动是指原位应力状态虽已改变,但土的结构,密度,含水量变化很小,能满足室内试验各项要求.

②如确无条件采取Ⅰ级土试样,在工程技术要求允许的情况下可以Ⅱ级土试样代用,但宜先对土试样受扰动程度作抽样鉴定,判定用于试验的适宜性,并结合地区经验使用试验成果. (2)取样工具或方法可按表3-23选择.

(3)在钻孔中采取Ⅰ,Ⅱ级土试样时,应满足下列要求:

(a)在软土,砂土中宜采用泥浆护壁.如使用套管,应保持管内水位等于或稍高于地下水位,取样位置应低于套管底三倍孔径以上的距离.

(b)采用冲洗,冲击,振动等方式钻进时,应在预计取样位置1m以上改用回转钻进.

(c)下放取土器前应仔细清孔,孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段长度(活塞取土器除外).

(d)采取土试样宜用快速静力连续压入法,亦可采用重锤少击方法,但应有导向装置,避免锤击时摇晃.

(4)Ⅰ,Ⅱ ,Ⅲ级土试样妥善密封,防止湿度变化,并避免曝晒或冰冻.在运输中应避免振动,保存时间不宜超过三周.对易于振动液化和水分离析的土试样宜就近进行试验.

(5)岩石试样可利用钻探岩芯制作或在探井,探槽,竖井,平洞中刻取.采取的毛样尺寸应满足试块加工的要求.在特殊情况下,试样形状,尺寸和方向岩体力学试验设计确定. 表3-23 不同等级土试样要求的取样工具或方法 土试样质量等级 取样工具或方法 适 用 土 类 粘性土 粉土 砂土

砾砂,碎石土,软岩 流塑 软塑 可塑 硬塑 坚硬 粉砂 细砂 中砂 粗砂 Ⅰ 薄 壁 取土器 固定活塞 水压固定活塞 ++ ++ ++ ++ + + -

- - - + + + + - - - - - - - -

薄 壁 取土器 自由活塞 敞 口 - + + + - - - - + + + + - - - - - - - -

回 转 取土器 单动三重管 双动三重管 -

- + - ++ - ++ + + ++ ++ - ++ - ++ - - ++ - ++ - ++

探井(槽)中剖 取块状土梯 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ Ⅱ

薄 壁取土器 水压固定活塞 自由活塞 敞 口 ++ + ++ ++ ++

Es=1.04 N+4.89 中南,华东地区粘土 西南综合勘察院 Es=0.276 N+10.22

唐山粉,细砂(地下水位以下) Schultze(德国) Es=0.49N+7.1

细砂(地下水位以下)

(c)确定砂土的抗剪指标(表3-47):

表3-47 砂土内聚力c,内摩擦角θ与N(手)的关系 N 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 25 29 31 c(Kpa) 17 36 49 59 66 72 78 83 87 91 98 103 107 θ(度) 17.7 19.8 21.2 22.2 23.0

23.8 24.3 24.8 25.3 25.7 26.4 27.0 27.3

注:此表引自冶金部武汉勘察公司.N(手)是用手拉绳方式测得,与机械化自动落锤所得N(机)的关系式为:N(手)=0.74+1.12 N(机) (d)判定砂土的密实度(表4-48):

表3-48 标贯击数N与砂土的密实度的关系 标贯锤击数N(击/30cm) 密实度 N≤10 松散 10

注:本表引自《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),表中N值未加修正. (e)判定粘性土的稠密度状态(表3-49):

表3-49 粘性土的液性指数IL与N的关系 N 35 IL >1 1-0.75 0.75-0.50 0.50-0.25 0.25-0 <0 稠密 状态 流动 软塑 软可塑 硬可塑 硬塑 坚硬

注:此表引自冶金部武汉勘察公司. (f)预估单桩竖向承载力(表30-5):

表3-50 桩尖阻力Pp,桩侧阻力Pf与N的关系 土名 Pp(Kpa) Pf(Kpa)

各种密度的砂土 324.4 N 2.03 N

粉土,粉砂及泥炭土 171.2 N 4.28 N

可塑状态粘土 74.9 N 5.35 N

注:本表引自《工程地质手册第三版》Schmerfman提出. (g)判别饱和砂土,粉土的液化:

《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)明确规定对饱和砂土,粉土液化判定应采用标贯试验,在地面以下15m深度范围内,当饱和砂土,粉土实测标贯击数N′(未经杆长修正)小于下式Ncr时,应判为可液化土. Ncr=No×[0.9+0.1×(ds-dw)]

式中:Ncr—饱和土液化临界标贯锤击数;

No—饱和土液化判别基准标贯锤击数,按表3-51选用; ds—标贯试验深度(m); dw—地下水位深度(m);

ρc—饱和土的粘粒含量百分率(%),当ρc0.4很高 死 荷 载 静水压力 孔隙水压力 活 荷 载 环境荷载 重 度

砂土的指示指标 内磨擦角

粘土的指示指标 粘聚力

压缩性,固结系数,贯入阻力 渗透性 1.6

3.3.1.4最少试验数量的确定

考虑到岩土的不均匀性和试验误差所造成的试验数据离散性,以及不同等级的岩土工程对岩土计算参数可靠度的不同要求,有必要确定最少试验数量来保证达到预定的要求.确定最少试验数量的规定或方法有:

(1)《建筑地基基础设计规范》和《港口工程技术规范》规定,以物理力学指标等确定地基承载力标准值时,参加统计的样本数不宜少于5～6个. (2)按概率方法确定:

A.最少试验数量n可由下式确定: n=

式中 δ——指标的变异系数 △r——容许相对误差 ζ——指标的均方差; △——容许对误差;

tp——t分布的系数值,与置信水平p和自由度(n—1)有关. 实际应用止式时,可将该式改写为:

先根据已给出的δ,△r值,可算得值,再按照置信水平p查表3-58即可得n 表3-58 P △r/δ n

置信水平 P △r/δ n

置信水平 0.99 0.95 0.90 0.99 0.95 0.90 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 45.012 5.730 2.921 2.059 1.646

1.401 1.237 1.118 1.028 0.955 0.897 0.847 0.805 0.769 0.737 0.708 8.984 2.484 1.591 1.241 1.050 0.925 0.836 0.769 0.715 0.672 0.635 0.604 0.577 0.554 0.533 0.514 4.465 1.686 1.177 0.953 0.823 0.734 0.670 0.620 0.580 0.546 0.518 0.494 0.473 0.455 0.438 0.425 18

++ + ++ ++ - - - - - - + + + + + + - - - - - - - - - - - -

回 转取土器 单动三管管 双动三重管 - - + - ++ - ++ + + ++ ++ + ++

- ++ - ++ - - ++ - ++

厚壁敞口取土器 + ++ ++ ++ ++ + + + + + - Ⅲ

厚壁敞口取土器 标准贯入器 螺纹钻头 岩芯钻头 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

++ ++ ++ ++ + ++ ++ ++ - + ++ ++ - + ++ ++ - + + ++ - + - - - + Ⅳ

标准贯入器 螺纹钻头 岩芯钻头 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++

++ ++ + ++ ++ - ++ ++ - ++ ++ - ++ ++ - ++ - - +

注:①++适用,+部分适用,-不适用;

②采取砂土试样应有防止试样失落的补充措施; ③的经验时,中用束节式取土器代替薄壁取土器. 3.2.6 原位测试 3.2.6.1基本规定

(1)选择原位测试方法应根据建筑类型,岩土条件,设计对参数的要求,地区经验和测试方法的适用性等因素,可按本规范附录十五附表15采用.

(2)选用原则测试方法和布置原位测试时,应注意各原位测试间及其与钻探,室内试验的配合和对比.

(3)根据原位测试成果,利用地区性经验关系估算岩土的物理力学参数和地基承载力时,应检验其可靠性,并与室内试验和已有工程反算参数进行对比.

(4)分析原位测试成果资料时,应注意仪器设备,试验条件,试验方法等对试验的影响,结合地层条件,剔除异常数据. 3.2.6.2载荷试验

地基土浅层平板荷载试验:

浅层平板荷载试验是在一定面积的承压板上向地基土逐级施加荷载,测求浅部地基土承载力和变形模量,它反映承压板下1.5~2.0倍承压板直径的范围内地基土强度,变形的综合特征. 本试验适于所有土层,也是动探,静探,标贯,十字板及旁压及等测试技术进行相关分析的基准性试验.该试验费用较高,耗时较长,多用于大型工程.

试验理论基于土力学变形和强度理论,工程经验丰富,试验数据充分,经验丰富,测试成果可信度较高.

(1)试验设备:

由加荷及稳压系统,反力系统,观测系统三部分组成,图4-1.

(a)加荷及稳压系统:由承压板,加荷千斤顶板,传力柱,油泵及稳压装置,高压油管,压力表组成.承压板面积有1㎡,0.5㎡,0.25㎡几种规格,分别适于较软至较硬的土层(对于软土不应小于0.5

㎡).

本试验承压板面积为0.5㎡(直径d为79.8cm),厚4cm的圆板.加荷千斤顶100吨,油泵为大容量手摇油泵.

(b)反力系统:有堆载法与地锚法两种.本试验采用堆载法.整个反力系统荷载大于50吨. (c)量测系统:用百分表(50mm行程)或位移传感器,磁力表座.

本试验由4支行程50mm的位移传感器与SP8型位移数显仪组成,观测方便,读数精确. (2)设备安装(图3-1):

(a)试坑直径应≥3d(d为承压板直径).

(b)承压板底面与土层接触处应铺设厚约2cm左右中,粗砂,以保证承压板水平,并与土层均匀接触.

(c)依次安放千斤顶,传力板,支托工字钢,整个安装过程中一定要用水准尺操平. (d)安放磁性表座托梁,托梁两支点距离应≥3d.

(e)在承压板边缘均布安放4支位移传感器.位移数显仪每个道数字均调至50mm以上. (f)由于整个测试时间较长,因此试坑应采取防雨,排水措施. 图3-1 土体平板荷载试验装置示意图

反力系统: 1-加载材料; 2-长1.5m,宽0.25m的钢筋混凝土条形板铺设层(50块),整体面积6m×3m; 3-长6m,宽0.2m,厚0.25m工字钢(7根),组成反力系统底横梁; 4-承台;5-承台钢筋混凝土垫层.

加荷系统: 6-支托工字钢,长3m,宽0.2m,厚0.25m(2根),垂直与底横梁放置; 7-传力柱; 8-千斤顶; 11-承压板(圆板); 13-手摇油泵; 14-压力表; 15-高压油管.

测试系统: 9-位移传感器或百分表; 10-磁力表座; 12-磁性表座托梁,两支点距离≥3d(d为承压板直径); 16-位移数显仪. (3) 试验操作:

(a)加荷标准:荷载按等量分级施加,加荷等级不应少于8级,最大荷载量不应小于设计要求的两倍,每级荷载增量见表3-24.

(b)稳定标准:每加一级荷载,第一小时按10,10,10,15,15min观测沉降,以后时间每隔30min观测一次沉降.直到连续两小时内,四只位移传感器沉降量小于0.1mm / h时,认为变形稳定,可施加下一级荷载.

(c)终止试验(下列任一种情形的出现皆可);

承压板周围的土明显出现环状张裂隙或土明显隆起; 在某级荷载下,24小时内沉降速率不能达到稳定标准; 总沉降量与承压板直径或宽度比值(S/d)≥0.06; . 沉降量急剧增大,P-S曲线出现陡降段.

满足以上任一种情形时,其对应的前一级荷载定为极限荷载. 表3-24 每级荷载荷载增量参考表 试验土质特征 每级荷载(KPa)

软塑粘性土,粉土,稍密砂土 15-25

可塑-硬塑粘性土,粉土,中密砂土 25-50

坚硬粘性土,粉土,密实砂土 50-100

碎石土,软岩石,风化岩石

11.5-13 18-20

Psca应符合下列规定:

.砂层厚度大于1m时,应取该层比贯入阻力Ps的平均值作为该层的Psca值;当砂层厚度小于1m,且上,下层均为比贯入阻力Ps值较小的土层时,应取较大值作为该层的Psca值; .砂层厚度较大,力学性质和Ps可明显分层时,应分别计算分层的平均值Psca.

用静力触探判别砂土液化的经验公式大都是以饱和砂土地区的资料为基础建立起来的,近来粉土液化越来越引起重视.为此,需建立粉土地区液化的经验关系,临界锥尖阻力(qNc)cr按下式计算.当实测的锥尖阻力qNc小于(qNc)cr时,判为液化;当qNc大于(qNc)cr时,判为不液化. (qNc)cr=

式中:D50—粉土的平均粒径(mm); η—有效剪应力(Kpa); ζ—有效上覆压力(Kpa). ζ-之间的关系如图3-5所示. 图3-5 ζ-关系曲线 (5)记录格式: 静力触探记录表

工程名称 地 点 探头编号

探孔编号 孔口标高 率定系数 深度 (m) 应变量 ε

(10-6) Ps (MPa) 深度 (m) 应变量 ε

(10-6) Ps (MPa) 深度 (m) 应变量 ε

(10-6) Ps (MPa) 分层 深度 (m)

层厚 (m) Ps (MPa) 承载力 f0 (kPa) 压模 Es (MPa) .0 .0 .0 .1 .1 .1 .2 .2 .2 .3 .3 .3 .4 .4 .4 .5 .5 .5 .6 .6 .6 .7 .7 .7 .8 .8 .8 .9 .9 .9 .0 .0 .0

3.2.6.4动力触探试验

圆锥动力触探适用于强风化,全风化的硬质岩石,各种软质岩石及各类土.根据锤击能量可按表3-33分为轻型,重型和超重型三种. 表3-33 圆锥动力触探类型 类 型 轻型 重型 超重型 落锤

锤的质量(kg) 10±0.2 63.5±0.5 120±1 落距(cm) 50±2 76±2 100±2 探头

直径(mm) 40 74 74 锥角(°) 60 60 60

探杆直径(mm) 25 42 50～60 贯入指标 深度(cm) 30 10 10 锤数 N10 N63.5 N120

(1)轻型动力触探(N10)试验:

适用于深度小于4m的一般粘性土,粘性素填土和砂土层. A.试验设备:

轻型动力触探设备主要由圆锥探头,触探杆,穿心落锤三部分组成(图3-6 ),落锤升降由人工操纵.

图3-6 轻型动力触探试验设备示意图

1.穿心杆 2.穿心锤 3.锤垫 4.触探杆 5.探头 B.试验步骤:

(a)探头贯入土层之前,先在触探杆上标出从锥尖起向上每30cm的位置.

(b)一人将触探杆垂直扶正,另一人将10Kg穿心锤从锤垫顶面以上50cm处自由落体放下, 锤击速度以每分钟15-30击为宜.

(c)记录每贯入土层30cm的锤击数N10′(击/30cm).

(d)为避免因土对触探杆的侧壁摩檫而消耗部分锤击能量,应采用分段触探的办法,即贯入一段距离后,将锥尖向上拔,使探孔壁扩径,再将锥尖打入原位置,继续试验.或每贯入10cm,转动探杆一圈.

(e)当N10′>100或贯入15cm锤击数超过50时,可停止试验. C.资料整理:

(a)轻型动力触探由于贯入深度浅,可不作杆长修正,即N10′= N10. (b)绘制轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线(图3-7). 图3-7 轻型动力触探击数N10与深度h的关系曲线 D.试验成果的应用:

确定地基承载力特征值fa, 见表3-34,3-35及3-36. 表3-34 一般粘性土承载力特征值fa与N10的关系 N10(击/30cm) 15 20 25 30

fa(Kpa) 105 145 190 230

注:本表引自《建筑地基基础规范》(GBJ7-89) 表3-35 素填土承载力特征值fa与N10的关系 N10(击/30cm) 10 20 30 40

fa(Kpa) 85 115 135 160

注:本表引自《铁路动力触探技术规范》(TBJ18-87)

表3-36 含少量杂质的素填土承载力特征值fa与N10的关系 N10(击/30cm) 15~20 18~25

23~30 27~35 32~40 35~50 fa(Kpa) 40~70 60~90 80~120 100~150 130~180 150~200 空隙比e 1.25~1.15 1.20~1.10 1.15~1.00 1.05~0.90 0.95~0.80

50,连续三次,可停止试验. C.资料整理:

(a)触探杆长度的校正:

当触探杆长度大于2m时,需按下式校正: N63..5=a·N63..5′

式中:N63..5—修正后的重型动探击数 a--为触探杆长度校正系数,查表3-37. (b)触探杆侧壁摩擦影响的校正:

对于砂土和松散-中密的圆砾,卵石层触探深度在15m内,一般可不考虑侧壁摩擦的影响. (c)地下水影响的校正:

对于地下水位以下的中,粗,砾砂和圆砾,卵石,锤击数(N63.5)可按下式修正: N63.5=1.1N'63.5+1.0

(d) 绘制重型动探击数N63.5与深度h的关系曲线. 表3-37 动探杆长度校正系数α 5 10 15 20 25 30 35 40 ≥50 ≤2 1.0 1.0 1.0

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