岩土勘察室内整理课件.ppt

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1、室内资料整理,岩土参数的选取 地基承载力确定 地基沉降变形计算 地基稳定性计算 桩基岩土工程问题,岩土参数的选取,土参数的统计分析 ：1、工程地质单元体的划分 2、各工程地质单元岩土参数的统计分析 各工程地质单元的平均值，标准差和变异系数的计算式为：,式中：i岩土的物理力学指标数据；n区段及层位范围内数据的个数； 岩土参数平均值； f岩土参数的标准差；岩土参数的变异系数。岩土参数在垂向(深度)上的变异，可划分为相关型与非相关型两类。相关型：岩土参数随深度呈有规律的变化。正相关表示参数随深度的增加而增大，负相关表示参数随深度的增加而减小。相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，按下式确定剩余标

2、准差，并用剩余标准差计算变异系数,式中：r剩余标准差；r相关系数。非相关型：岩土参数随深度呈无规律的随机变化。此时式中的r0。,3、岩土参数的标准值和设计值 岩土参数的标准值是岩土工程设计最基本的代表值，是岩土参数的可靠性估值，是在统计学区间估计理论基础上得到的关于岩土参数母体平均值置信区间的单侧置信界限值。母体平均值可靠性估值（即标准值）可按下式求得： P （k） 是一可以接受的小概率，称风险率 .,按区间估值理论，估计总体平均值的单侧置信界限值由下式算得,当采用风险率0.05 时，得以下简化形式 ：k m,式中：统计修正系数。式中的正负号按不利组合考虑，如、值的修正系数应取负号，Es、a取

3、正号. 对于岩土的抗剪强度指标、C. 标准值，按上列公式计算其平均值、标准差、变异系数。再按下式计算内摩擦角和粘聚力的统计修正系数 ：,内摩擦角标准值,粘聚力标准值,在岩土工程勘察成果报告中，一般情况下应提供岩土参数的平均值m、变异系数（）、数值范围和资料个数（n）。,地基承载力确定,地基承载力特征值：指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。地基承载力不是一个单纯的岩土力学指标，它不仅取决于岩土本身的性质，还受到基础的尺寸与形状、荷载倾斜与偏心、基础的埋深、地下水位、下卧层性质、上部结构与基础的刚度等多种因素的影响。确定地基承载力时，应根

4、据建筑物的重要性及其结构特点，对上述影响因素作具体分析并予以考虑。,地基承载力的计算应满足下列要求 ：（1）持力层及软弱下卧层的地基承载力验算；（2）当高层建筑周边的附属建筑基础处于超补偿状态，且其与高层建筑不能形成刚性整体结构时，应考虑由此造成高层建筑基础侧限力的永久性削弱及其对地基承载力得影响；（3）拟提高附属建筑部分基底压力，以加大其地基沉降、减少高低层建筑之间的差异沉降时，应同时验算地基承载力特征值及地基极限承载力，保证建议的地基承载力满足强度控制的要求。,确定承载力的一般规定：（1）基础底面的压力，应符合下式要求：当轴心荷载作用时：Pk fa Pk基础底面处的平均压力值 fa修正后的

5、地基承载力特征值。当偏心荷载作用时，除符合上式要求外，尚应符合下式要求：Pkmax 1.2 fa式中：Pkmax基础底面边缘的最大压力值 。,（2）基础底面的压力，可按下列公式确定：当轴心荷载作用时,式中：Fk上部结构传至基础顶面的竖向力值；Gk基础自重和基础上的土重；A基础底面面积。,当偏心荷载作用时：,当偏心距eb/6时，pkmax应按下式计算：,式中：Mk作用于基础底面的力矩值；W基础底面的抵抗矩；Pkmin基础底面边缘的最小压力值。 l垂直于力矩作用方向的基础底面边长；a合力作用点至基础底面最大压力边缘的距离。,（3）当地基受力层范围内有软弱卧层时，应按下式验算： Pz+Pcz faz

6、 式中：Pz软弱下卧层顶面处的附加压力值；Pcz软卧下卧层顶面处土的自重压力值；faz软卧下卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值。对条形基础和矩形基础，上式中的Pz值可按下列公式简化计算：,条形基础,矩形基础,式中：b矩形基础或条形基础底边的宽度；l矩形基础底边的长度；Pc基础底面处土的自重压力值；z基础底面至软弱下卧层顶面的距离；地基压力扩散线与垂直线的夹角。按下表确定,注：1.Es1为上层土压缩模量；Es2为下层土压缩模量；2.z/b0.50时值不变；3.对勘察等级为甲级的高层建筑、或工程经验缺乏、或研究程度较差的地区，宜布设载荷试验确定天然地基持力层的承载力特征值和变形参数,地基承载力

7、的确定原则 ：（1）保证地基不发生强度破坏而丧失稳定性；（2）保证建筑物不产生影响其安全与正常使用而产生过大或不均匀的沉降。地基承载力特征值可由公式计算、载荷试验或其他原位测试、并结合工程实践经验等方法综合确定。,（1）按理论公式计算地基承载力当偏心距e小于或等于0.033倍基础底面宽度时，根据土的抗剪强度指标确定地基承载力特征值可按下式计算，并应满足变形要求：fa = Mb b+Md m d+Mc ck式中：fa 由土的抗剪强度指标确定的地基承载力特征值；Mb,Md,Mc承载力系数，按基底下一倍短边宽深度内土的内摩擦角标准值查表确定；b基础底面宽度，大于6m时按6m取值，对于砂土小于3m时按

8、3m取值；ck基底下一倍短边宽深度内土的粘聚力标准值。,（2）按原位测试确定地基承载力（3）地基承载力深度和宽度修正当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，从载荷试验或其它原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值，尚应按下式修正：fa = fak +b(b3)+ dm (d0.5)式中：fa修正后的地基承载力特征值；fak地基承载力特征值；b、d基础宽度和埋深的地基承载力修正系数，按基底下土的类别查表10.7取值；基础底面以下土的重度，地下水位以下取浮重度；b基础底面宽度(m)，当基宽小于3m按3m取值，大于6m按6m取值；m基础底面以上土的加权平均重度，地下水位以下取浮重度；,d基础

9、埋置深度(m)，一般自室外地面标高算起。在填方整平地区，可自填土地面标高算起，但填土在上部结构施工后完成时，应从天然地面标高算起。对于地下室，如采用箱形基础或筏基时，基础埋置深度自室外地面标高算起；当采用独立基础或条形基础时，应从室内地面标高算起。,对于高层建筑，除应按建筑地基基础设计规范（GB50007）的有关规定确定地基承载力特征值 和修正后的地基承载力特征值外，还可按（10.26）式估算地基极限承载力，除以安全系数K以确定实际基础下地基承载力特征值，K值应根据建筑安全等级和土性参数可靠性在23之间选取。,式中：fu地基极限承载力（kPa）；Nr、Nq 、Nc地基承载力系数，根据基底下一倍

10、基宽地基持力层内摩擦角标准值（C ），按表10.8确定； rqc基础形状修正系数，按表10.9确定；b 、l分别为基础（包括箱形基础和筏板基础）底面的宽度与长度（m）；r0 、r 分别为基底以上和基底组合持力层的土体平均重度（kNm3）。d 基础埋置深度（m），,地基沉降变形计算,建筑物的地基变形计算值，不应大于地基变形允许值。地基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜、局部倾斜。对于甲、乙级建筑物和部分丙级建筑物，应进行变形计算 。,1、利用平均附加应力系数和压缩模量计算,s地基最终变形量(mm)；S按分层总和法计算出的地基变形量；s沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，无地区经验时

11、可采用表10.11数值；n地基变形计算深度范围内所划分的土层数,0对应于荷载效应准永久组合时的基础底面处的附加压力(kPa)；Esi基础底面下第i层土的压缩模量，应取土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算(MPa)；zi,zi-1基础底面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m)；ai、ai-1基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数。,2、 采用压缩指数和回弹指数以考虑应力固结历史计算：超固结土（1） 当超固结土层中的时，该层土的固结沉降量可按下式计算：,式中：si第i层土的固结沉降量（mm）；hi第i层土的平均厚度（mm）；e0i第i层土的初始孔隙比平均

12、值；Csi第i层土的回弹指数再压缩指数平均值；pzi第i层土的有效自重压力平均值（kPa）；p0i对应于荷载效应准永久组合时，第i层土有效附加压力平均值（kPa）；pci第i 层土的先期固结压力平均值（kPa）,（2） 当超固结土层中p0i+pzi时，该土层的固结沉降量可按下式计算：,式中:Cci第i层土的压缩指数平均值。,正常固结土:固结沉降量可按下式计算：,欠固结土:沉降量可按下式计算：,2、利用变形模量计算 对于一般粘性土、软土、饱和黄土和不能准确取得压缩模量值的地基土，如花岗岩残积土、碎石土、砂土、粉土等，可采用地方规范的方法或原位测试与压缩模量的相关公式计算，也可采用变形模量按下式计

13、算沉降量 。,地基稳定性计算,地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求： MR /MS 1.2式中：MS滑动力矩；MR抗滑力矩。,桩基岩土工程问题,1、单桩承载力的确定 单桩承载力应通过现场静载荷试验确定。估算单桩承载力时应结合地区的经验，根据静力触探试验、标准贯入试验或旁压试验等原位测试参数进行计算，并参照地质条件类似的试桩资料综合确定。单桩承载力特征值可按下式确定： RaQu/K式中：Ra单桩竖向承载力特征值（kN）；Qu单桩竖向极限承载力（kN）；K安全系数K2。,当以静力触探试验（单桥、双桥）确定预制桩的单桩竖向极限承

14、载力，根据标准贯入试验锤击数，确定预制桩、预应力管桩、沉管灌注桩的单桩竖向极限承载力，以及根据岩石风化程度、单轴极限抗压强度和岩体完整程度估算嵌岩灌注桩单桩竖向极限承载力，可参阅高层建筑岩土工程勘察规程（JGJ-2019）有关内容。,深基坑稳定性,1基坑底卸荷回弹(隆起)2基坑底渗透稳定性3基坑流砂问题4基坑边坡整体稳定性,地下水控制,当基坑开挖至地下水位以下时，为了防止因地下水作用而引起的渗流、流砂、管涌、坑底隆起、边坡滑塌以及坑外地层过度变形等，保证施工过程中处于疏干和稳态的工作条件下进行开挖，必须做好对地下水的控制工作.基坑地下水控制设计应具备下列资料： 地层各分层的岩性厚度及顶底板高程

15、； 地下水的类型、地下水位标高与动态规律以及各含水层之间的水力联系； 各含水层的补给、径流条件、基坑与附近大型地表水源的距离关系及其水力联系； 各含水层的水文地质及与降水相关的岩土工程参数； 基坑开挖深度、尺寸，基坑周围建筑与地下管线基础情况，基坑支护结构类型； 基坑工程施工季节内的气象资料及基坑维持时间。,（1）基坑降水:基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水 .基坑降水首先应进行基坑降水内容的设计，设计内容主要有：确定降水井类型；降水井系统的布设，包括井数、井深、井距、井径、过滤管、过滤层、单井出水量、水位与地面沉降的监测等；预测降水效果，包括基坑内外典型部位的最终稳定水位及水位降深随时间

16、的变化，降水引起的沉降及对邻近建筑物、地下管线等的影响；设置回灌井时，应进行回灌系统的设计。,（2）基坑隔水基坑隔水就是采取隔离地下水的措施，阻止地下水向基坑内流动。主要措施有地下连续墙、连续排列的排桩墙、隔水帷幕、坑底水平封底隔水等。采用隔水应因地制宜，必须查清场区及邻近场地的地层结构、水文地质特征，了解地下水渗流规律、基坑出水量、隔水帷幕内外的水压力差和坑底浮力，以此作为隔水帷幕或封底底板厚度设计的依据。,根据场地的工程地质和环境条件，有时可采取基坑隔离地下水措施(全封闭隔离地下水除外)与降水井降低或疏干坑内地下水措施结合使用。,地震液化的判别,1.按建筑抗震设计规范(GB50011201

17、9)规定判别(1)初判条件:当饱和砂土或饱和粉土(不含黄土)符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或不考虑液化影响。地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前，抗震设防烈度为7度、8度时可判为不液化土；粉土的粘粒含量(系采用六偏磷酸钠作分散剂测定)百分率c()，在抗震设防烈度为7度、8度和9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化土；采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液化影响：,式中：dw地下水位深度(宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用)，m； du 上覆非液化土层厚度(计算时宜将淤泥质土层扣除)，m； db基础埋置

18、深度(不超过2m时应采用2m)，m； d0液化土特征深度(,(2)进一步判别当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采取标准贯入试验判别法。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值(即：N Ncr)时，应判为液化土。Ncr按下式计算：,（ds15）,（15ds20,式中：N 饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)。 Ncr 液化判别标准贯入锤击数临界值；N0 液化判别标准贯人锤击数基准值，应按表8.7采用； ds饱和土标准贯入点深度，m；c粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。,标准贯入锤击数基准值N0表,2.其他判别方法（1）静电触探试验方法。铁道部铁路工

19、程抗震设计规范和铁路工程地质原位测试规程均采用静电触探试验方法进行地震液化判别。 当实测计算比贯入阻力或实测计算锥尖阻力小于液化比贯入阻力临界值或液化锥尖阻力临界值分别按下列公式计算 。,（2）波速试验方法。地面下1520m深度范围内的饱和砂土和饱和粉土，其实测剪切波速值s分别大于按下式计算的土层剪切波速临界值scr时，可初步判别为液化。,评价液化等级,建筑抗震设计规范评价液化等级的基本方法是：按每个标准贯入试验点逐点判别液化可能性，按每个试验孔计算液化指数，按照每个孔的计算结果，结合场地的地质地貌条件，综合确定场地液化等级。1.计算液化指数凡已经判定为可液化的土层，应按下式计算地基的液化指数,2.划分液化等级场地和地基的液化等级根据液化指数按下表评价,谢谢！,