《高层建筑基础分析与设计》高层建筑地基勘察.ppt

第二章第二章 高层建筑地基勘察高层建筑地基勘察l高层建筑地基勘察的重要性高层建筑地基勘察的重要性高层建筑对基础的稳定性、地基承载力、地基变形高层建筑对基础的稳定性、地基承载力、地基变形量以及地基的不均匀沉降都有着较为严格的规定。量以及地基的不均匀沉降都有着较为严格的规定。由于基础埋置深度深，对深基坑施工的支护和降水由于基础埋置深度深，对深基坑施工的支护和降水所产生的邻近建筑和地下设施的影响也需要进行细所产生的邻近建筑和地下设施的影响也需要进行细致的研究。致的研究。通过地基勘察探明建筑场地的地质条件、地下水情通过地基勘察探明建筑场地的地质条件、地下水情况和地基岩土的性状对于保证建筑物的安全、工程况和地基岩土的性状对于保证建筑物的安全、工程质量以及节约建设投资都是十分必要的。质量以及节约建设投资都是十分必要的。2第一节第一节 地基勘察基本要求地基勘察基本要求 一、地基勘察的主要目的一、地基勘察的主要目的 1.1.查明建筑场地内及其邻近地段有无影响工程稳定查明建筑场地内及其邻近地段有无影响工程稳定性的不良地质现象以及有无古河道和人工地下设性的不良地质现象以及有无古河道和人工地下设施等存在。施等存在。3(1)(1)断裂断裂l断裂构造位置、规模和类型，包括断裂活动性。断裂构造位置、规模和类型，包括断裂活动性。 4(2)(2)地震液化地震液化 l在强震区场地分布有饱和砂土或饱和粉土时，在强震区场地分布有饱和砂土或饱和粉土时，应判别其地震液化的可能性和液化程度。应判别其地震液化的可能性和液化程度。1964年日本新泻地震，年日本新泻地震， 砂土液化造成砂土液化造成房屋倒塌或倾斜房屋倒塌或倾斜 地震砂土液化引起的“喷砂”5(3)(3)岩溶与土洞岩溶与土洞 岩溶（岩溶（喀斯特喀斯特）l可溶性岩石在水的溶（浸）蚀作用下，产生的可溶性岩石在水的溶（浸）蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。各种地质作用、形态和现象的总称。6土洞土洞l在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，使岩溶面以上的土体遭到流失而形成的土中洞穴。使岩溶面以上的土体遭到流失而形成的土中洞穴。l土洞是岩溶的一种特殊形态，由于其发育速度快、分土洞是岩溶的一种特殊形态，由于其发育速度快、分布密集，因而对建筑地基的影响较岩洞为大。布密集，因而对建筑地基的影响较岩洞为大。7(4)(4)滑坡滑坡 l斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带（或面）作整斜坡上的岩土沿坡内一定的软弱带（或面）作整体地向前向下移动的现象称为滑坡。滑坡会造成体地向前向下移动的现象称为滑坡。滑坡会造成工程建筑的失稳和破坏。工程建筑的失稳和破坏。8(5)(5)泥石流泥石流l泥石流是洪水侵蚀山体夹带大量泥、砂、石块等固体泥石流是洪水侵蚀山体夹带大量泥、砂、石块等固体物质，沿着陡峻的山间沟谷下泄的特殊洪流。物质，沿着陡峻的山间沟谷下泄的特殊洪流。l泥石流是山区特有的一种自然现象，由短时间内暴雨泥石流是山区特有的一种自然现象，由短时间内暴雨激发而形成，通常暴发突然，来势凶猛，对工程具有激发而形成，通常暴发突然，来势凶猛，对工程具有极大的破坏力。极大的破坏力。9(6)(6)崩塌崩塌 l陡坡上的岩体或土体在重力或有其他外力作用下，陡坡上的岩体或土体在重力或有其他外力作用下，突然向下崩落的现象称为崩塌。突然向下崩落的现象称为崩塌。l大型崩塌会摧毁建筑物并造成人员伤亡和巨大的物大型崩塌会摧毁建筑物并造成人员伤亡和巨大的物质损失。质损失。 10(7)(7)采空区采空区l根据开采现状可分为老采空区、现采空区和未来采空根据开采现状可分为老采空区、现采空区和未来采空区三类。采空区是因地下矿层采空后形成的。区三类。采空区是因地下矿层采空后形成的。l对建筑物的危害是采空区上方覆盖的岩层会失去支撑，对建筑物的危害是采空区上方覆盖的岩层会失去支撑，使平衡条件破坏造成地表塌陷或变形，以致地面建筑使平衡条件破坏造成地表塌陷或变形，以致地面建筑物产生不允许的变形或破坏。如地表倾斜可使高层建物产生不允许的变形或破坏。如地表倾斜可使高层建筑发生倾斜。筑发生倾斜。11(8)(8)地裂缝地裂缝l由于地质构造、过量抽取地下水等原因造成的地裂缝，由于地质构造、过量抽取地下水等原因造成的地裂缝，会造成工程建筑的破坏。会造成工程建筑的破坏。l目前在一些城镇中发现的地裂缝，比较典型的如西安、目前在一些城镇中发现的地裂缝，比较典型的如西安、大同、邯郸等城市，已构成一种地质灾害，对建筑物大同、邯郸等城市，已构成一种地质灾害，对建筑物有相当大的破坏作用。有相当大的破坏作用。 122.2.查明建筑场地的地层结构、均匀性以及各岩土层查明建筑场地的地层结构、均匀性以及各岩土层的工程性质。的工程性质。岩土工程的场地变异性和不确定性大岩土工程的场地变异性和不确定性大13l1)1)地层结构是指岩层或土层的成因、形成的年代、地层结构是指岩层或土层的成因、形成的年代、名称、岩性、颜色、主要矿物成分、结构和构造、名称、岩性、颜色、主要矿物成分、结构和构造、地层的厚度及其变化、沉积顺序等。地层的厚度及其变化、沉积顺序等。14l(2)(2)岩土层的工程性质主要指各个地层的物理性岩土层的工程性质主要指各个地层的物理性质，包括重力密度、天然含水量、密度、液限、质，包括重力密度、天然含水量、密度、液限、塑限等指标，以及土的透水性、压缩性、抗剪强塑限等指标，以及土的透水性、压缩性、抗剪强度等。度等。15 3.查明地下水类型、埋藏情况、季节性变化度和对查明地下水类型、埋藏情况、季节性变化度和对建筑材料的腐蚀性。建筑材料的腐蚀性。 (1)(1)地下水类型：按地下水的埋藏条件可分为地下水类型：按地下水的埋藏条件可分为: :土层滞水、土层滞水、潜水和承压水潜水和承压水三类。三类。16 2 2) )在建筑地基内有地下水存在时，地下水的水位变化在建筑地基内有地下水存在时，地下水的水位变化对地基的稳定性、地下室的防水、防潮和抗浮以及对地基的稳定性、地下室的防水、防潮和抗浮以及基础的施工都有很大的影响。因此，地基勘察时查基础的施工都有很大的影响。因此，地基勘察时查明地下水的变化幅度是很重要的。明地下水的变化幅度是很重要的。173 3) )地下水含有各种化学成分，当某些成分含量过多地下水含有各种化学成分，当某些成分含量过多时，对建筑材料包括混凝土、砖石和钢铁材料等时，对建筑材料包括混凝土、砖石和钢铁材料等都有腐蚀的危害，腐蚀性和环境地质条件及物理都有腐蚀的危害，腐蚀性和环境地质条件及物理风化条件关系密切。风化条件关系密切。 184.4.在抗震设防区应划分对在抗震设防区应划分对建筑抗震有利、不利和危建筑抗震有利、不利和危险的地段险的地段，判明场地土类型和建筑场地类别，查，判明场地土类型和建筑场地类别，查明场地内有无可液化土层。明场地内有无可液化土层。(1)(1)建筑抗震有利、不利和危险地段的划分的主要依建筑抗震有利、不利和危险地段的划分的主要依据是建筑场地的地质、地形和地貌条件。据是建筑场地的地质、地形和地貌条件。19(2)(2)场地土类型：场地土类型：l场地土类型场地土类型可根据地面下可根据地面下20m20m范围内的土层类型范围内的土层类型评评定，土层类型主要决定于土层刚度定，土层类型主要决定于土层刚度( (即土的软硬程即土的软硬程度度) )，根据土层剪切波速，根据土层剪切波速vs，按下表划分。按下表划分。2023-2-720(3) (3) 建筑场地覆盖层厚度：建筑场地覆盖层厚度：l 一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s500m/s的土的土层顶面的距离确定；层顶面的距离确定；l 当地面当地面5m5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速速2.52.5倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定；时，可按地面至该土层顶面的距离确定；l 剪切波速大于剪切波速大于500m/s500m/s的孤石、透镜体，应视同周围的孤石、透镜体，应视同周围土层；土层；l 土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。覆盖土层中扣除。21(4) (4) 建筑场地类别：建筑场地类别：l 场地分类的目的是为了考虑场地条件对设计反应场地分类的目的是为了考虑场地条件对设计反应谱的影响，以利于采取合理的设计参数和抗震构造谱的影响，以利于采取合理的设计参数和抗震构造措施。措施。l 场地类别是综合考虑场地土类型和覆盖层厚度两场地类别是综合考虑场地土类型和覆盖层厚度两个因素按地震效应划分的，具体可划分为四类，如个因素按地震效应划分的，具体可划分为四类，如表表3-33-3所示。所示。22二、岩土工程勘察设计的三个阶段二、岩土工程勘察设计的三个阶段 l岩土工程勘察目的：岩土工程勘察目的：运用各种勘察技术手段，查明建筑场地工程地质条件；运用各种勘察技术手段，查明建筑场地工程地质条件；结合工程特点及要求，分析场地内的工程地质问题；结合工程特点及要求，分析场地内的工程地质问题；论证场地地基的稳定性和适宜性，提出岩土工程评价论证场地地基的稳定性和适宜性，提出岩土工程评价对策，为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供对策，为工程建设规划、设计、施工和正常使用提供依据。依据。l与工程建设各设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可与工程建设各设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可行性勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。行性勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。l对地质条件复杂或有特殊要求工程宜进行施工勘察。对地质条件复杂或有特殊要求工程宜进行施工勘察。l场地较小且无特殊要求的工程可以合并勘察阶段。场地较小且无特殊要求的工程可以合并勘察阶段。 231.1.可行性研究勘察阶段可行性研究勘察阶段l也称选址勘察，主要通过搜集资料、工程地质测绘也称选址勘察，主要通过搜集资料、工程地质测绘和必要的勘探工作对拟建场地的稳定性和适宜性做和必要的勘探工作对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。出评价。2.2.初步勘察阶段初步勘察阶段l初步勘察应满足初步设计或扩大初步设计的要求，初步勘察应满足初步设计或扩大初步设计的要求，为确定建筑总平面布置、主要建筑物的地基基础设为确定建筑总平面布置、主要建筑物的地基基础设计方案提供岩土工程勘察资料。计方案提供岩土工程勘察资料。3.3.详细勘察阶段详细勘察阶段l详细勘察应满足施工图设计的要求，为各个建筑物详细勘察应满足施工图设计的要求，为各个建筑物或建筑群提出地基和基础设计、地基处理、不良地或建筑群提出地基和基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案的论证和建议；提供设计质现象的防治等具体方案的论证和建议；提供设计所需的岩土工程资料和岩土技术参数。所需的岩土工程资料和岩土技术参数。24三、岩土工程勘察报告的主要内容三、岩土工程勘察报告的主要内容(1) (1) 拟建建筑物的概况和对勘察的要求；拟建建筑物的概况和对勘察的要求；(2) (2) 勘察方法和勘察工作量，并附勘探点平面布置图；勘察方法和勘察工作量，并附勘探点平面布置图；(3) (3) 场地地形、地貌概况；场地地形、地貌概况；(4) (4) 地层、土质概述，附工程地质柱状图和剖面图、岩土物地层、土质概述，附工程地质柱状图和剖面图、岩土物理、力学性质统计表；理、力学性质统计表；(5) (5) 场地水文地质条件、地下水埋藏条件和变化幅度。当基场地水文地质条件、地下水埋藏条件和变化幅度。当基础埋深低于地下水位时，应就施工降水方案和对相邻建础埋深低于地下水位时，应就施工降水方案和对相邻建筑物的影响提出建议并提供有关的技术参数（如水头高筑物的影响提出建议并提供有关的技术参数（如水头高度、渗透系数等）；度、渗透系数等）； (6) (6) 岩土参数的分析和选用；岩土参数的分析和选用；(7) (7) 地基、基础设计方案的具体建议，如有基坑开挖