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文檔簡介
項目1地基與基礎(chǔ)工程施工基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)施工圖的識讀1.1地基土的基本性質(zhì)及分類1.2地質(zhì)勘察1.31項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀基礎(chǔ)是房屋施工圖的圖示內(nèi)容之一,要熟的識讀基礎(chǔ)施工圖首先要掌握房屋施工圖的圖示方法和相關(guān)制圖規(guī)定。1.1.1建筑識圖概述1.房屋施工圖的產(chǎn)生、分類1)房屋施工圖的產(chǎn)生
建筑工程施工圖是由設(shè)計單位根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求、有關(guān)的設(shè)計資料、計算數(shù)據(jù)及建筑藝術(shù)等多方面因素設(shè)計繪制而成的。地基與基礎(chǔ)工程施工22)房屋施工圖的分類(1)建筑施工圖(簡稱建施)
建筑施工圖主要表達(dá)建筑物的外部形狀、內(nèi)部布置、裝飾構(gòu)造、施工要求等。這類基本圖有:首頁圖、建筑總平面圖、平面圖、立面圖、剖面圖以及墻身、樓梯、門、窗詳圖等。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工3(2)結(jié)構(gòu)施工圖(簡稱結(jié)施)
結(jié)構(gòu)施工圖主要表達(dá)承重結(jié)構(gòu)的構(gòu)件類型、布置情況以及構(gòu)造作法等。這類基本圖有:基礎(chǔ)平面圖、基礎(chǔ)詳圖、樓層及屋蓋結(jié)構(gòu)平面圖、樓梯結(jié)構(gòu)圖和各構(gòu)件的結(jié)構(gòu)詳圖等(梁、柱、板)。(3)設(shè)備施工圖(簡稱設(shè)施)
設(shè)備施工圖主要表達(dá)房屋各專用管線和設(shè)備布置及構(gòu)造等情況。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工4這類基本圖有:給水排水、采暖通風(fēng)、電氣照明等設(shè)備的平面布置圖、系統(tǒng)圖和施工詳圖。3)房屋施工圖的編排順序
建筑工程施工圖一般的編排順序是:首頁圖、建筑施工圖、結(jié)構(gòu)施工圖、給水排水施工圖、采暖通風(fēng)施工圖、電氣施工圖等。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工5如果是以某專業(yè)工種為主體的工程,則應(yīng)該突出該專業(yè)的施工圖而另外編排。2.房屋施工圖識讀方法和步驟在識讀整套圖紙時,應(yīng)按照“總體了解、順序識讀、前后對照、重點(diǎn)細(xì)讀”的讀圖方法。3.識讀房屋施工圖的相關(guān)規(guī)定
1)圖線建筑、結(jié)構(gòu)施工圖中圖線的選用見表1-1。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工6項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀表1-1建筑、結(jié)構(gòu)施工圖中圖線的選用地基與基礎(chǔ)工程施工7項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工8項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工9
2)定位軸線定位軸線是用來確定建筑物主要結(jié)構(gòu)及構(gòu)件位置的尺寸基準(zhǔn)線。按規(guī)定,定位軸線采用細(xì)點(diǎn)劃線表示。通常應(yīng)編號,軸線編號的圓圈用細(xì)實線,一般直徑為8mm,詳圖直徑為10mm。在圓圈內(nèi)寫上編號,水平方向的編號用阿拉伯?dāng)?shù)字,從左至右順序編寫。垂直方向的編號,用大寫拉丁項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工10字母,從下至上順序編寫。各種定位軸線見表1-2所示。
3)尺寸及標(biāo)高施工圖上的尺寸可分為總尺寸、定位尺寸及細(xì)部尺寸三種。尺寸除了總平面圖尺寸及標(biāo)高尺寸以米(m)為單位外,其余一律以毫米(mm)為單位。在施工圖上,常用標(biāo)高符號表示某一部位項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工11項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀表1-2定位軸線地基與基礎(chǔ)工程施工12的高度。標(biāo)高符號形式如圖1-1所示。標(biāo)高符號畫法如圖1-2所示。立面圖與剖面圖上的標(biāo)高符號注法如圖1-3所示。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀圖1-1標(biāo)高符號形式圖a)總平面圖上的室外地坪標(biāo)高符號;b)平面圖上的樓地面標(biāo)高符號;c)立面圖、剖面圖各部位的標(biāo)高符號地基與基礎(chǔ)工程施工13項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀圖1-2標(biāo)高符號畫法圖1-3
標(biāo)高符號注法地基與基礎(chǔ)工程施工14
4)索引符號和詳圖符號
對需用詳圖表達(dá)部分應(yīng)標(biāo)注索引符號,并在所繪詳圖處標(biāo)注詳圖符號。索引符號由直徑為10mm的圓和其水平直徑組成,圓及其水平直徑均應(yīng)以細(xì)實線繪制。索引符號如用于索引剖面詳圖,應(yīng)在被剖切的部位繪制剖切位置線,并以引出線引出索引符號,引出線所在的一側(cè)應(yīng)為投射方向,見項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工15表1-3。表1-3索引符號與詳圖符號項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工16
5)常用建筑材料圖例按照《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50001-2010
的規(guī)定,常用建筑材料應(yīng)按表1-4所示圖例畫法繪制。
4.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識用鋼筋和混凝土制成的梁、板、柱、基礎(chǔ)等構(gòu)件,稱為鋼筋混凝土構(gòu)件。全部由鋼筋混凝土構(gòu)件組成的房屋結(jié)構(gòu),稱為鋼筋混凝土結(jié)項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工17構(gòu)。1)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的材料
(1)混凝土由水泥、石子、砂和水及其它摻和料按一定比例配合,經(jīng)過攪拌、搗實、養(yǎng)護(hù)而形成的一種人造石。它是一種脆性材料,抗壓能力好,抗拉能力差,一般僅為抗壓強(qiáng)度的1/10~1/20。混凝土的強(qiáng)度等級按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工18規(guī)范》GB50010-2010
規(guī)定分為14個不同的等級:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80等。工程上常用的混凝土有C20、C25、C30、C35、C40等。
(2)鋼筋按鋼筋的外觀特征可分為光面鋼筋和帶肋鋼筋,按鋼筋的生產(chǎn)加工工藝可分為熱軋鋼筋、項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工19冷拉鋼筋、鋼絲和熱處理鋼筋,按鋼筋的力學(xué)性可分為:有明顯屈服點(diǎn)鋼筋和沒有明顯屈服點(diǎn)鋼筋。建筑結(jié)構(gòu)中常用熱軋鋼筋,其種類有:HPB300、HRB335、HRB400、HRB500分別用符號A、B、C、D表示。配置在鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼筋,按其所起的作用主要有以下幾種(見圖1-4):
①受力筋,構(gòu)件中承受拉力或壓力的鋼筋。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工20
②箍筋,構(gòu)件中承受剪力和扭矩的鋼筋,同時用來固定縱向鋼筋的位置,形成鋼筋骨架,多用于梁和柱內(nèi)。
③架立筋,一般用于梁內(nèi),固定箍筋位置,并與受力筋、箍筋一起構(gòu)成鋼筋骨架。
④分布筋,一般用于板、墻類構(gòu)件中,與受力筋垂直布置,用于固定受力筋的位置,與受力筋一起形成鋼筋網(wǎng)片,同時將承受的荷載項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工21均勻地傳給受力筋。
⑤構(gòu)造筋,包括架立筋、分布筋、腰筋、拉接筋、吊筋等由于構(gòu)造要求和施工安裝需要而配置的鋼筋,統(tǒng)稱為構(gòu)造筋。2)鋼筋混凝土構(gòu)件的圖示方法
(1)鋼筋圖例一般鋼筋的規(guī)定畫法,見表1-5。
(2)鋼筋的標(biāo)注項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工22鋼筋的標(biāo)注方法有以下兩種:
①鋼筋的根數(shù)、級別和直徑的標(biāo)注,如圖1-5所示。
②鋼筋級別、直徑和相鄰鋼筋中心距離的標(biāo)注,主要用來表示分布鋼筋與箍筋,標(biāo)注方法如圖1-6所示。3)常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件代號建筑結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件種類繁多,布置復(fù)雜項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工23,為了便于制圖圖示、施工查閱和統(tǒng)計,常用構(gòu)件代號用各構(gòu)件名稱的漢語拼音的第一個字母表示,詳見表1-6。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工24表1-4常用建筑材料圖例
項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工25項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工26項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工27圖1-4鋼筋混凝土構(gòu)件的鋼筋配置
項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工28表1-5
一般鋼筋圖例項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工29項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工30表1-6常用構(gòu)件代號
項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工311.1.2基礎(chǔ)平面布置圖的識讀
基礎(chǔ)是位于墻或柱下面的承重構(gòu)件,它承受建筑的全部荷載,并傳遞給基礎(chǔ)下面的地基。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)的形式和地基承載能力的不同,基礎(chǔ)可做成條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、聯(lián)合基礎(chǔ)等。基礎(chǔ)圖是表示房屋地面以下基礎(chǔ)部分的平面布置和詳細(xì)構(gòu)造的圖樣,通常包括基礎(chǔ)平面圖和基礎(chǔ)詳圖兩部分。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工321.基礎(chǔ)平面圖的形成與作用假想用一個水平剖切面,沿建筑物首層室內(nèi)地面把建筑物水平剖開,移去剖切面以上的建筑物和回填土,向下作水平投影,所得到的圖稱為基礎(chǔ)平面圖。基礎(chǔ)平面圖主要表達(dá)基礎(chǔ)的平面位置、形式及其種類,是基礎(chǔ)施工時定位、放線、開挖基坑的依據(jù)。2.基礎(chǔ)平面圖的圖示方法項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工331)圖線應(yīng)符合結(jié)構(gòu)施工圖圖線的有關(guān)要求。2)繪制比例基礎(chǔ)平面圖繪制,一般采用1∶100、1∶200等比例,常采用與建筑平面圖相同的比例。3)軸線基礎(chǔ)平面圖上的軸線和編號應(yīng)與建筑平面項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工34圖上的軸線一致。4)尺寸標(biāo)注基礎(chǔ)平面圖中應(yīng)標(biāo)注出基礎(chǔ)的定形尺寸和定位尺寸。
5)剖切符號不同尺寸和構(gòu)造的基礎(chǔ)需加畫斷面圖,與其對應(yīng)在基礎(chǔ)平面圖上要標(biāo)注剖切符號并對其進(jìn)行編號。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工353.基礎(chǔ)平面圖的閱讀方法1)了解圖名、比例。2)與建筑平面圖對照,了解基礎(chǔ)平面圖的定位軸線。3)了解基礎(chǔ)的平面布置,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的種類、位置、代號。4)了解剖切編號,通過剖切編號了解基礎(chǔ)的種類,各類基礎(chǔ)的平面尺寸。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工365)閱讀基礎(chǔ)設(shè)計說明,了解基礎(chǔ)的施工要求、用料。
6)聯(lián)合閱讀基礎(chǔ)平面圖與設(shè)備施工圖,了解設(shè)備管線穿越基礎(chǔ)的準(zhǔn)確位置、洞口的形狀、大小以及洞口上方的過梁要求。4.幾種常見的基礎(chǔ)平面圖
1)條形基礎(chǔ)
圖1-7所示為辦公樓的基礎(chǔ)平面圖,它表項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工37示出條形基礎(chǔ)的平面布置情況。
2)獨(dú)立基礎(chǔ)采用框架結(jié)構(gòu)的房屋以及工業(yè)廠房的基礎(chǔ)常用柱下獨(dú)立基礎(chǔ),如圖1-8所示。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工38圖1-7條形基礎(chǔ)平面圖(1∶100)項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工39圖1-8獨(dú)立基礎(chǔ)平面圖(1∶100)
項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工401.1.3基礎(chǔ)詳圖的識讀1.基礎(chǔ)詳圖的形成與作用假想用剖切平面垂直剖切基礎(chǔ),用較大比例畫出的斷面圖稱為基礎(chǔ)詳圖。基礎(chǔ)詳圖主要表達(dá)基礎(chǔ)的形狀、大小、材料和構(gòu)造做法,是基礎(chǔ)施工的重要依據(jù)。2.基礎(chǔ)詳圖的圖示方法
1)圖線項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工41基礎(chǔ)詳圖中的基礎(chǔ)輪廓、基礎(chǔ)墻及柱輪廓等均用中實線(0.5b)繪制。
2)繪制比例基礎(chǔ)詳圖是局部圖樣,它采用比基礎(chǔ)平面圖要放大的比例,一般常用比例為1∶10、1∶20或1∶50。
3)軸線為了便于對照閱讀,基礎(chǔ)詳圖的定位軸線項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工42應(yīng)與對應(yīng)的基礎(chǔ)平面圖中的定位軸線的編號一致。4)圖例剖切的斷面需要繪制材料圖例。
5)尺寸標(biāo)注主要標(biāo)注基礎(chǔ)的定形尺寸,另外還應(yīng)標(biāo)注鋼筋的規(guī)格、防潮層位置、室內(nèi)地面、室外地坪及基礎(chǔ)底面標(biāo)高。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工436)文字說明有關(guān)鋼筋、混凝土、磚、砂漿的強(qiáng)度和防潮層材料及施工技術(shù)要求等說明。3.基礎(chǔ)平面圖的閱讀方法1)了解圖名與比例,因基礎(chǔ)的種類往往比較多,讀圖時,將基礎(chǔ)詳圖的圖名與基礎(chǔ)平面圖的剖切符號、定位軸線對照,了解該基礎(chǔ)在建筑中的位置。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工442)了解基礎(chǔ)的形狀、大小與材料。3)了解基礎(chǔ)各部位的標(biāo)高,計算基礎(chǔ)的埋置深度。4)了解基礎(chǔ)的配筋情況。5)了解墊層的厚度尺寸與材料。6)了解基礎(chǔ)梁的配筋情況。7)了解管線穿越洞口的詳細(xì)做法。4.幾種常見的基礎(chǔ)詳圖項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工45
1)條形基礎(chǔ)
圖1-9所示是墻下鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。混凝土采用C20,鋼筋采用HPB300鋼筋。
2)柱下獨(dú)立基礎(chǔ)
圖1-10所示為柱下獨(dú)立基礎(chǔ)詳圖,圖中的柱軸線、外型尺寸、鋼筋配置等標(biāo)注清楚。基礎(chǔ)底部通常澆注100mm厚混凝土墊層。項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工46圖1-9條形基礎(chǔ)詳圖項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工47圖1-10柱下獨(dú)立基礎(chǔ)詳圖項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工481.1.4基礎(chǔ)施工圖識讀案例
圖1-11和圖1-12分別是某房屋的基礎(chǔ)平面布置圖和詳圖。平面圖中粗實線表示墻體,細(xì)實線表示基礎(chǔ)底面輪廓,讀圖時應(yīng)該弄清楚以下幾個問題:1)軸線網(wǎng)及其尺寸2)基礎(chǔ)的類型3)基礎(chǔ)的形狀、大小及其與軸線的關(guān)系項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工494)基礎(chǔ)中有無地溝與孔洞5)基礎(chǔ)底面的標(biāo)高和室內(nèi)、外地面的標(biāo)高6)基礎(chǔ)的詳細(xì)構(gòu)造項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工50圖1-11條形基礎(chǔ)平面圖
項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工51圖1-12條形基礎(chǔ)詳圖項目1.1基礎(chǔ)施工圖的識讀地基與基礎(chǔ)工程施工521.2.1土的組成與物理性質(zhì)1.土的組成和結(jié)構(gòu)一般情況下,天然狀態(tài)的土是由固相、液相和氣相三部分組成,這三部分通常稱為土的三相組成,如圖1-13所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-13土的三相組成地基與基礎(chǔ)工程施工53
1)土的固相土的固相,即土中固體顆粒,簡稱土粒,是土中最主要的組成部分。土粒分為無機(jī)礦物顆粒與有機(jī)質(zhì),無機(jī)礦物顆粒由原生礦物和次生礦物組成。(1)原生礦物巖石經(jīng)物理風(fēng)化作用后破碎形成的礦物顆粒,稱原生礦物。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工54(2)次生礦物巖石經(jīng)化學(xué)風(fēng)化作用(水化、氧化、碳化等)所形成的礦物,稱次生礦物。(3)土中的有機(jī)質(zhì)土中的有機(jī)質(zhì)是在土的形成過程中動、植物的殘骸及其分解物質(zhì)與土混參沉積在一起,經(jīng)生物化學(xué)作用生成的物質(zhì)。
2)土中水項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工55土中的水按存在方式不同,分別以固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種形式存在。
(1)液態(tài)水按照水與土相互作用的強(qiáng)弱,土中的液態(tài)水分為結(jié)合水和自由水。①結(jié)合水結(jié)合水是指受土粒表面電場力作用失去自由活動的水。結(jié)合水又可根據(jù)受電場力作用的項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工56強(qiáng)弱分成強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水,如圖1-14所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-14土粒與水分子相互作用模擬圖地基與基礎(chǔ)工程施工57②自由水土孔隙中位于結(jié)合水以外的水稱為自由水,自由水由于不受土粒表面靜電場力的作用,可在孔隙中自由移動,按其運(yùn)動時所受的作用力不同,可分為重力水和毛細(xì)水。
(2)氣態(tài)水氣態(tài)水即水汽,對土的性質(zhì)影響不大。
(3)固態(tài)水項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工58固態(tài)水即冰。當(dāng)氣溫降至0℃以下時,液態(tài)水結(jié)冰為固態(tài)水。
3)土中氣體土中的氣體可分為自由氣體和封閉氣體兩種基本類型。
4)土的結(jié)構(gòu)土的結(jié)構(gòu)是指土粒或粒團(tuán)的排列方式及其粒間或粒團(tuán)間連結(jié)的特征。通常土的結(jié)構(gòu)可分項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工59為三種基本類型,即單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu),如圖1-15所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-15土的結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)工程施工602.土的物理性質(zhì)指標(biāo)土的物理性質(zhì)不僅取決于三相組成中各相的性質(zhì),而且三相之間量的相對比例關(guān)系也是一個非常重要的影響因素。把土體三相間量的相對比例關(guān)系稱為土的物質(zhì)性質(zhì)指標(biāo)。為了更直觀反映土中三相數(shù)量之間的比例關(guān)系,把分散的三相物質(zhì)分別集中在一起,以圖1-16表示出來,該圖稱為土的三相草圖。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工61項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-16土的三相草圖地基與基礎(chǔ)工程施工62圖中各符號的意義如下:W表示重量,m表示質(zhì)量,V表示體積。下標(biāo)a表示氣體,下標(biāo)s表示土粒,下標(biāo)w表示水,下標(biāo)v表示孔隙。如Ws、ms、Vs分別表示土粒重量、土粒質(zhì)量和土粒體積。土的物理性質(zhì)指標(biāo)包括實測指標(biāo)(如土的密度、含水率和土粒比重)和換算指標(biāo)(如土的干重度、飽和重度、浮重度、孔隙比、孔隙項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工63率和飽和度等)兩大類。
1)實測指標(biāo)
(1)土的密度
土的質(zhì)量密度(簡稱土的密度)是指天然狀態(tài)下單位體積土的質(zhì)量,常用表示,其表達(dá)式為:項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工64
土的重度:是指天然狀態(tài)下單位土體所受的重力,常用γ表示,其表達(dá)式為:
(2)土粒比重GS土粒比重是指土在105~110℃溫度下烘項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工65至恒重時的質(zhì)量與同體積4℃時純水的質(zhì)量之比,簡稱比重,其表達(dá)式為:式中:w—為4℃時純水的密度,取w=1g/cm3。(3)土的含水率ω土的含水率是指土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工66的百分?jǐn)?shù)比值,其表達(dá)式為:
2)換算指標(biāo)
(1)孔隙比e土的孔隙比是指土中孔隙體積與土顆粒體積之比,其表達(dá)式為:項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工67
(2)孔隙率n土的孔隙率是指土中孔隙體積與總體積之比,常用百分?jǐn)?shù)表示,其表達(dá)式為:
(3)飽和度Sr飽和度反映土中孔隙被水充滿的程度,飽和度是土中水的體積與孔隙體積之比,用百分項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工68數(shù)表示,其表達(dá)式為:理論上,當(dāng)Sr=100%時,表示土體孔隙中全部充滿了水,土是完全飽和的;當(dāng)Sr=0時,表明土是完全干燥的。(4)干密度ρd
土的干密度是指單位土體中土粒的質(zhì)量,即土體中土粒質(zhì)量ms與總體積V之比,表達(dá)式為:項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工69單位體積的干土所受的重力稱為干重度(γd),可按下式計算:
(5)飽和密度ρsat
土的飽和密度是指土在飽和狀態(tài)時,單位項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工70體積土的密度。此時,土中的孔隙完全被水所充滿,土體處于固相和液相的二相狀態(tài),其表達(dá)式為:
式中:mw′—土中孔隙全部充滿水時的水重;w—水的重度,w=1g/cm3。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工71飽和重度γsat=ρsat×g。3.土的物理狀態(tài)指標(biāo)土的物理狀態(tài)對土的工程性質(zhì)影響較大,類別不同的土所表現(xiàn)出的物理狀態(tài)特征也不同。
1)粘性土的稠度所謂稠度,是指粘性土在某一含水率時的稀稠程度或軟硬程度,粘性土處在某種稠度時所呈現(xiàn)出的狀態(tài),稱稠度狀態(tài),粘性土有四種項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工72稠度狀態(tài)即:固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)。所謂界限含水率是指粘性土從一個稠度狀態(tài)過渡到另一個稠度狀態(tài)時的分界含水率,也稱稠度界限。粘性土的物理狀態(tài)隨其含水率的變化而有所不同,四種稠度狀態(tài)之間有三個界限含水率,分別叫做縮限ωs、塑限ωp和液限ωL,如圖1-17所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工73
a.縮限ωs是指固態(tài)與半固態(tài)之間的界限含水率。當(dāng)含水率小于縮限ωs時,土體的體積不隨含水率的減小而縮小。b.塑限ωp是指半固態(tài)與可塑態(tài)之間的項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-17粘性土的稠度狀態(tài)地基與基礎(chǔ)工程施工74項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類界限含水率。c.液限ωL是指可塑狀態(tài)與流動狀態(tài)之間的界限含水率。2)無粘性土的密實狀態(tài)無粘性土是單粒結(jié)構(gòu)的散粒體,它的密實狀態(tài)對其工程性質(zhì)影響很大。
(1)孔隙比e判別
判別無粘性土密實度最簡便的方法是用孔地基與基礎(chǔ)工程施工75隙比e,孔隙比愈小,表示土愈密實,孔隙比愈大,土愈疏松。
(2)相對密度Dr判別為彌補(bǔ)用孔隙比判別的缺陷,在工程上采取相對密度判別,相對密度Dr是將天然狀態(tài)的孔隙比e與最疏松狀態(tài)的孔隙比emax和最密實狀態(tài)的孔隙比emin進(jìn)行對比,作為衡量無粘性土密實度的指標(biāo),其表達(dá)式為:項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工764.土的壓實性
土的壓實性就是指土體在一定的擊實功能作用下,土顆粒克服粒間阻力,產(chǎn)生位移,顆粒重新排列,使土的孔隙比減小、密度增大,從而提高土料的強(qiáng)度,減小其壓縮性和滲透性。
1)黏性土的擊實特征項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工77要使黏性土的壓實效果最好,含水量一定要適宜。根據(jù)黏性土的擊實數(shù)據(jù)繪出的擊實曲線如圖1-18所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-18黏性土的擊實曲線
地基與基礎(chǔ)工程施工78
2)無黏性土的擊實特征根據(jù)無黏性土的擊實試驗數(shù)據(jù)繪出的擊實曲線如圖1-19所示。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類圖1-19無黏性土的擊實
地基與基礎(chǔ)工程施工791.2.2土的工程分類與鑒別土的工程分類目的是為判斷土的工程特性和評價土作為建筑場地的可用程度。土的分類方法很多,不同部門根據(jù)研究對象的不同采用不同的分類方法。1.按土的主要特征分類《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)將作為建筑地基的巖土,分為巖石、項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工80碎石土、砂土、
粉土、黏性土和人工填土六大類,另有淤泥質(zhì)土、紅粘土、膨脹土、黃土等特殊土。
1)巖石
作為建筑地基的巖石根據(jù)其堅硬程度和完整程度分類。巖石按飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分為堅硬巖、較堅硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖5個等級;巖石風(fēng)化程度可分為未風(fēng)化、微項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工81風(fēng)化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化巖石詳見表1-7。
2)碎石土粒徑大于2mm的顆粒含量超過總質(zhì)量的50%的土為碎石土,根據(jù)粒組含量及顆粒形狀可進(jìn)一步分為漂石或塊石、卵石或碎石、圓礫或角礫。
3)砂土項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工82粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量的50%、粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50%的土為砂土。根據(jù)粒組含量可進(jìn)一步分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。
4)粉土塑性指數(shù)Ip≤10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土為粉土。
5)黏性土項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工83塑性指數(shù)Ip>10的土為黏性土。黏性土按塑性指數(shù)大小又分為:黏土(Ip>17);粉質(zhì)黏土(10<Ip≤17)。
6)人工填土人工填土是指由于人類活動而形成的堆積物。人工填土按堆積物的成分和成因可分為如下幾類。
(1)素填土。由碎石土、砂土、粉土或黏項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工84性土所組成的填土。
(2)壓實填土。經(jīng)過壓實或夯實的素填土。
(3)雜填土。含有建筑物垃圾、工業(yè)廢料及生活垃圾等雜物的填土。
(4)沖填土。由水力沖填泥沙形成的填土。
7)特殊性土
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2011中又把淤泥、淤泥質(zhì)土、紅粘土和膨脹土及項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工85濕陷性黃土單獨(dú)制定了它們的分類標(biāo)準(zhǔn)。
(1)淤泥和淤泥質(zhì)土。淤泥和淤泥質(zhì)土是指在靜水或緩慢流水環(huán)境中沉積,經(jīng)生物化學(xué)作用形成的粘性土。天然含水率大于液限,天然孔隙比e≥1.5的粘性土稱為淤泥;天然含水率大于液限而天然孔隙比1≤e<1.5為淤泥質(zhì)土。
(2)紅粘土。紅粘土是指碳酸鹽巖系出露項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工86的巖石,經(jīng)風(fēng)化作用而形成的褐紅色的粘性土的高塑性粘土。
(3)膨脹土。土中粘粒成分主要由親水性礦物組成,同時具有顯著的吸水膨脹性和失水收縮性,其自由脹縮率大于或等于40%的粘性土為膨脹土。
(4)濕陷性黃土。黃土廣泛分布于我國西北地區(qū),是一種第四紀(jì)時期形成的黃色粉狀土項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工87,當(dāng)土體浸水后沉降,其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土稱為濕陷性黃土。2.按土的堅硬程度分類及其鑒別方法在建筑施工中,根據(jù)土的開挖難易程度,將土分為松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅石等八類。前四類屬一般土,后四類屬巖石。土的這八種分類方法及現(xiàn)場鑒別方法見表1-8。項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工88表1-7巖石風(fēng)化程度劃分風(fēng)化特征特征未風(fēng)化巖質(zhì)新鮮,表面未有風(fēng)化跡象微風(fēng)化巖質(zhì)新鮮,表面稍有風(fēng)化跡象中等風(fēng)化1.結(jié)構(gòu)和構(gòu)造層理清晰2.巖石被節(jié)理、裂縫分割成塊狀(200~500mm),裂縫中填充少量風(fēng)化物。錘擊聲脆,且不易擊碎3.用鎬難挖掘,用巖心鉆方可鉆進(jìn)。強(qiáng)風(fēng)化1.結(jié)構(gòu)和構(gòu)造層理不甚清晰,礦物成分已顯著變化2.巖石被節(jié)理、裂縫分割成碎石狀(20~200mm),碎石用手可以折斷3.用鎬難挖掘,用手搖鉆不易鉆進(jìn)全風(fēng)化1.結(jié)構(gòu)和構(gòu)造層理錯綜扎亂,礦物成分變化很顯著2.巖石被節(jié)理、裂縫分割成碎屑狀(<200mm),用手可捏碎3.用鍬鎬挖掘困難,用手搖鉆鉆進(jìn)極困難項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類地基與基礎(chǔ)工程施工89項目1.2地基土的基本性質(zhì)及分類土的分類土的名稱可松性系數(shù)現(xiàn)場鑒別方法KsK's一類土(松軟土)砂;亞砂土;沖積砂土層;種植土;泥炭(淤泥)1.08~1.171.01~1.03能用鍬、鋤頭挖掘二類土(普通土)亞粘土;潮濕的黃土;夾有碎石、卵石的砂;種植土;填筑土及亞砂土1.14~1.281.02~1.05用鍬、鋤頭、挖掘,少許用鎬翻松三類土(堅土)軟及中等密實粘土;重亞粘土;粗礫石;干黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土;壓實的填筑土1.24~1.301.04~1.07主要用鎬,少許用鍬、鋤頭挖掘,部分用撬棍四類土(砂礫堅土)重粘土及含碎石、卵石的粘土;粗卵石;密實的黃土;天然級配砂石;軟泥灰?guī)r及蛋白石1.26~1.321.06~1.09整個用鎬、撬棍,然手用鍬挖掘,部分用楔子及大錘五類土(軟石)硬石炭紀(jì)粘土;中等密實的頁巖、泥灰?guī)r、白堊土;膠結(jié)不緊的礫巖;軟的石炭巖1.30~1.451.10~1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘,部分使用爆破方法六類土(次堅石)泥巖;砂巖;礫巖;堅實的頁巖;泥灰?guī)r;密實的石灰?guī)r;風(fēng)化花崗巖;片麻巖1.30~1.451.10~1.20用爆破方法開挖,部分用風(fēng)鎬七類土(堅石)大理巖;輝綠巖;玢巖;粗、中粒花崗巖;堅實的白云巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰?guī)r、風(fēng)化痕跡的安山巖、玄武巖1.30~1.451.10~1.20用爆破方法開挖八類土(特堅石)安山巖;玄武巖;花崗片麻巖、堅實的細(xì)粒花崗巖,閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45~1.501.20~1.30用爆破方法開挖表1-8土的工程分類及鑒別方法地基與基礎(chǔ)工程施工901.3.1工程地質(zhì)常識1.地質(zhì)作用在地質(zhì)歷史發(fā)展的過程中,由自然動力引起的地球和地殼物質(zhì)組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及地表形態(tài)不斷變化發(fā)展的作用,稱為地質(zhì)作用。2.風(fēng)化作用地殼表層的巖石,在太陽輻射、大氣、水和生物等風(fēng)化營力的作用下,發(fā)生物理和化學(xué)項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工91變化,使巖石崩解破碎以致逐漸分解的作用,稱為風(fēng)化作用。3.地質(zhì)構(gòu)造在漫長的地質(zhì)歷史發(fā)展演變過程中,地殼在內(nèi)、外力地質(zhì)作用下,不斷運(yùn)動、發(fā)展和變化,所造成的各種不同的構(gòu)造形跡,如褶皺、斷裂等,稱為地質(zhì)構(gòu)造。
1)褶皺構(gòu)造項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工92組成地殼的巖層,受構(gòu)造應(yīng)力的強(qiáng)烈作用,使巖層形成一系列波狀彎曲而未喪失其連續(xù)性的構(gòu)造,稱為褶皺構(gòu)造。褶曲的基本形式只有兩種,即背斜和向斜(圖1-20)。項目1.3地質(zhì)勘察圖1-20背斜與向斜地基與基礎(chǔ)工程施工93
2)斷裂構(gòu)造巖體受力斷裂,使原有的連續(xù)完整性遭受破壞而形成斷裂構(gòu)造,沿斷裂面兩側(cè)的巖層未發(fā)生位移或僅有微小錯動的斷裂構(gòu)造,稱為節(jié)理;反之,如發(fā)生了相對的位移,則稱為斷層。分居于斷層面兩側(cè)相互錯動的兩個斷塊,其中位于斷層面之上的稱為上盤,位于斷層面之下的稱為下盤。若按斷塊之間的相對錯動的項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工94方向來劃分,上盤下降、下盤上升的斷層,稱正斷層;反之,上盤上升、下盤下降的斷層稱逆斷層。如兩斷塊水平互錯,則稱為平移斷層(圖1-21)。圖1-21斷層類型示意圖(a)正斷層;(b)逆斷層;(c)平移斷層項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工954.不良地質(zhì)條件建筑工程中常見的不良地質(zhì)條件有山坡滑動、河床沖淤、地震、巖溶等,這些不良地質(zhì)條件可能導(dǎo)致建筑物地基基礎(chǔ)事故。
1)山坡滑動一般天然山坡經(jīng)歷漫長的地質(zhì)年代,已趨穩(wěn)定。但由于人類活動和自然環(huán)境的因素,會使原來穩(wěn)定的山坡失穩(wěn)而滑動。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工96
2)河床沖淤平原河道往往有彎曲,凹岸受水流的沖刷產(chǎn)生坍岸,危及岸上建筑物的安全;凸岸水流的流速慢,產(chǎn)生淤積,使當(dāng)?shù)氐某樗緹o水可抽(如圖1-22)。圖1-22河床沖淤示意圖項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工971.3.2地質(zhì)勘察任務(wù)與要求任何建筑工程都是建造在地基上的,地基巖土的工程地質(zhì)條件將直接影響建筑物安全。1.工程地質(zhì)勘察的任務(wù)工程地質(zhì)勘察是完成工程地質(zhì)學(xué)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中“防災(zāi)”這一總?cè)蝿?wù)的具體實踐過程,其任務(wù)從總體上來說是為工程建設(shè)規(guī)劃、設(shè)計、施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù),以充分利用有利的自項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工98然和地質(zhì)條件,避開或改造不利的地質(zhì)因素,保證建筑物的安全和正常使用。具體而言,工程地質(zhì)勘察的任務(wù)可歸納為:1)査明建筑場地的工程地質(zhì)條件,選擇地質(zhì)條件優(yōu)越合適的建筑場地;2)查明場區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、巖溶、岸邊刷等物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象,分析和判明它們對建筑場地穩(wěn)定性的危害程度,為擬定改善和防項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工99治不良地質(zhì)條件的措施提供地質(zhì)依據(jù);3)查明建筑物地基巖土的地層時代、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土的成因類型及其埋藏分布規(guī)律。測定地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì);4)査明地下水類型、水質(zhì)、埋深及分布變化;5)根據(jù)建筑場地的工程地質(zhì)條件,分析研究可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題,提出擬建建筑項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工100物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型及施工方法的建議;6)對于不利于建筑的巖土層,提出切實可行的處理方法或防治措施。2.工程地質(zhì)勘察的一般要求建設(shè)工程項目設(shè)計一般分為可行性研究、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計三個階段。為了提供各設(shè)計階段所需的工程地質(zhì)資料,勘察工作也相應(yīng)地劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工101步勘察、詳細(xì)勘察三個階段。
1)選址勘察階段選擇場址階段應(yīng)進(jìn)行下列工作:(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、巖石和土的項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工102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,但其他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(jìn)行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。
2)初步勘察階段本階段的主要工作如下:項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工103(1)搜集本項目可行性研究報告、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。(2)初步査明地層、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。(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)。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工104
3)詳細(xì)勘察階段詳細(xì)勘察階段的主要工作要求是:(1)取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖,各建筑物的地面整平標(biāo)高、建筑物的性質(zhì)和規(guī)模,可能采取的基礎(chǔ)形式與尺寸和預(yù)計埋置的深度,建筑物的單位荷載和總荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對地基基礎(chǔ)的特殊要求;(2)査明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因'類型,分布項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工105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;(3)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;(4)對需進(jìn)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;項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工106(5)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。(6)査明地下水的埋藏條件,判定地下水對建筑材料的腐蝕性。(7)提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計算和支護(hù)設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù),論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程和環(huán)境的影響;(8)為選擇樁的類型、長度,確定單樁承項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工107載力,計算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術(shù)參數(shù)。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1081.3.3地質(zhì)勘察的方法1.工程地質(zhì)測繪
1)工程地質(zhì)測繪的內(nèi)客工程地質(zhì)測繪實質(zhì)上是綜合性地質(zhì)測繪,它的任務(wù)是在地形圖上填繪出測區(qū)的工程地質(zhì)條件。工程地質(zhì)測繪的內(nèi)容包括有工程地質(zhì)條件的全部要素,即測繪擬建場地的地層、巖性、項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工109地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象;已有建筑物的變形和破壞狀況和建筑經(jīng)驗;可利用的天然建筑材料的質(zhì)量及其分布等。
2)工程地質(zhì)測繪的方法工程地質(zhì)測繪方法有相片成圖法和實地測繪法。實地測繪法有路線法、布點(diǎn)法、追索法三種。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1102.工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘探方法主要有鉆探、井探、槽探和地球物理勘探等。
1)鉆探工程地質(zhì)鉆探是獲取地表下準(zhǔn)確的地質(zhì)資料的重要方法,而且還可通過鉆探的鉆孔采取原狀巖土樣和做原位試驗。
2)井探、槽探項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工111當(dāng)鉆探方法難以查明地下情況時,可采用探井、探槽進(jìn)行勘探。
槽探是在地表挖掘成長條形的槽子,深度通常小于3m,其寬度一般為0.8~1.0m,長度視需要而定。
井探一般是垂直向下掘進(jìn),淺者稱為探坑,深者稱為探井。
3)地球物理勘探項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工112地球物理勘探簡稱為物探,是利用儀器在地面、空中、水上測量物理場的分布情況,通過對測得的數(shù)據(jù)和分析判釋,并結(jié)合有關(guān)的地質(zhì)資料推斷地質(zhì)性狀的勘探方法。3.測試測試是工程地質(zhì)勘察的重要內(nèi)容。通過室內(nèi)試驗或現(xiàn)場原位試驗,可以取得巖土的物理力學(xué)性質(zhì)和地下水水質(zhì)等定量指標(biāo),以供設(shè)計項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工113計算時使用。1)室內(nèi)試驗室內(nèi)試驗項目應(yīng)按巖土類別、工程類型,考慮工程分析計算要求確定。2)原位測試原位測試包括地基靜載荷試驗、旁壓試驗、土的現(xiàn)場剪切試驗、地基土的動力參數(shù)的測定、樁的靜載荷試驗以及觸探試驗等等。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工114
3)長期觀測有時在建筑物建成之前或以后的一段時期內(nèi),還要對場地或建筑物進(jìn)行專門的工程性質(zhì)長期觀測工作。
項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1151.3.4工程地質(zhì)勘察報告在野外勘察工作和室內(nèi)土樣試驗完成后,將工程地質(zhì)勘察綱要、勘探孔平面布置圖、鉆孔記錄表、原位測試記錄表、土的物理力學(xué)試驗成果、勘察任務(wù)委托書、建筑平面布置圖及地形圖等有關(guān)資料匯總,并進(jìn)行整理、檢查、分析、鑒定,經(jīng)確定無誤后編制成工程地質(zhì)勘察成果報告。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1161.工程地質(zhì)勘察報告的基本內(nèi)容
1)文字部分2)圖表部分一般工程勘察報告書中所附圖表有下列幾種:勘探點(diǎn)平面布置圖;工程地質(zhì)剖面圖;地質(zhì)柱狀圖或綜合地質(zhì)柱狀圖;室內(nèi)土工試驗成果表;原位測試成果圖表、其他必要的專門土建和計算分析圖表。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1172.工程地質(zhì)勘察報告的閱讀工程地質(zhì)勘察報告的表達(dá)形式各地不統(tǒng)一,但其內(nèi)容一般包括工程概況、場地描述、勘探點(diǎn)平面布置圖、工程地質(zhì)剖面圖、土層分布、土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及工程地質(zhì)評價等內(nèi)容。下面根據(jù)某單位擬建在某市的某花苑工程情況,介紹怎樣閱讀工程地質(zhì)勘察報告。該項項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工118目的工程地質(zhì)勘察報告摘錄如下:
1)工程概況該花苑工程包括興建兩幢28層塔樓及4層裙樓。場地整平高程為30.00m。塔樓底面積73m×40m,設(shè)一層地下室,擬采用鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu),最大柱荷載為17000KN,采用樁基方案。裙樓底面積73m×60m,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),采用天然地基淺基礎(chǔ)或沉管灌項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工119注樁基礎(chǔ)方案。2)勘察目的與要求受某市城鎮(zhèn)建設(shè)局委托,某勘測總隊對擬建的某市西區(qū)某花苑進(jìn)行巖土工程勘察工作,要求達(dá)到以下目的:(1)查明擬建場地的地層結(jié)構(gòu)及其分布規(guī)律,提供各層土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)、承載能力及變形指標(biāo)。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工120(2)提出建議基礎(chǔ)方案并進(jìn)行分析論證,提供相關(guān)的設(shè)計參數(shù)。(3)查明地下水類型、埋藏條件、有無腐蝕性等。(4)查明場地內(nèi)及其附近有無影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)情況,成因分布范圍,并提出處理措施及建議。(5)查明埋藏的河道、溝浜、墓穴、防空項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工121洞、孤石等對工程不利的埋藏物。(6)劃分場地土類型和場地類別,對場地土進(jìn)行液化判別。(7)為基坑開挖的邊坡設(shè)計和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計提供必要的參數(shù),評價基坑開挖對周圍環(huán)境的影響,建議合理的開挖方案,并對施工中應(yīng)注意的問題提出建議。(8)對施工過程和使用過程中的監(jiān)測方案項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工122提出建議。
3)勘探點(diǎn)平面布置圖按建筑物輪廓布置鉆孔25個。如圖1-23所示。
4)場地描述擬建場地位于河流西岸一級階地上,由于場地基巖受河水沖刷,松散覆蓋層下為堅硬的微風(fēng)化礫巖。階地上沖積層呈“二元結(jié)構(gòu)”;上項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工123層顆粒細(xì),為黏土或粉土層;下層顆粒粗,為砂礫或卵石層。根據(jù)場地巖、土樣剪切波速測量結(jié)果,地表下15m范圍內(nèi)剪切波速平均值vsm=324.4m/s,屬中硬場地土類型。又據(jù)有關(guān)地震烈度區(qū)劃圖資料,場地一帶基本地震烈度為6度。
5)地層分布該工程取I一I'~Ⅷ一Ⅷ'八個地質(zhì)剖面,其項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工124中Ⅶ一Ⅶ‘剖面見圖1-24所示。ZK1鉆孔柱狀圖見圖1-25所示。鉆探顯示,場地的地層自上而下分為六層,各土層描述如下:(1)人工填土:淺黃色,松散。以中、粗砂和粉質(zhì)細(xì)粒土為主。有混凝土塊、碎磚、瓦片,厚約3m。(2)黏土:沖積,硬塑,壓縮系數(shù)a1-2=項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1250.29MPa-1,具有中等壓縮性。地基承載力特征值fa=288.5KPa,樁側(cè)土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik=70KPa,厚度4~5m。(3)淤泥:灰黑色,沖積,流塑,具有高壓縮性,底夾薄粉砂層。厚度0~3.70m,場地西部較厚,東部缺失。(4)礫石:褐黃色,沖積,稍密,飽和,層中含卵石和粉粒,透水性強(qiáng),厚度3.70~項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1268.20m。(5)粉質(zhì)黏土:褐黃色,殘積,硬塑至堅硬,為礫巖風(fēng)化產(chǎn)物。壓縮系數(shù)a1-2=0.22MPa-1,具有中等偏低壓縮性。樁側(cè)土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik=90KPa,樁端土極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qPK=5400KPa,厚度5~6m。(6)礫巖:褐紅色,巖質(zhì)堅硬,巖樣單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=58.5KPa,場地東部的基項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工127巖埋藏淺,而西部較深,埋深一般為24~26cm。
6)地下水情況本區(qū)地下水為潛水,埋深約2.10m。表層黏土層為隔水層,滲透系數(shù)k=1.28×10-7cm/s;礫石層為強(qiáng)透水層,滲透系數(shù)k=2.07×10-1cm/s,礫石層地下水量豐富。7)土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表1-9。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1288)S波測試結(jié)果報告,其中ZK1孔測試結(jié)果見表1-10。
9)工程地質(zhì)評價
(1)本場地地層建筑條件評價a.人工填土層物質(zhì)成分復(fù)雜,含有分布不均的混凝土塊和磚瓦等雜物,呈松散狀,承載力低。b.黏土層呈硬塑狀態(tài),具有中等壓縮性項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工129,場地內(nèi)厚度變化不大,一般為4~5m。地基承載力特征值fa=288.5KPa,可直接作為5~6層建筑物的天然地基。c.淤泥層含水量高,孔隙比大,具有高壓縮性,厚度變化大,不宜作為建筑物地基的持力層。d.礫石層,呈稍密狀態(tài),厚度變化頗大,土的承載能力不高。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工130e.粉質(zhì)黏土,呈硬塑至堅硬狀態(tài),樁側(cè)土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值qsik=90KPa,樁端土極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值qPK=5400KPa,可作為沉管灌注樁的地基持力層。f.微風(fēng)化礫巖,巖樣的單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值frk=58.5KPa,呈整體塊狀結(jié)構(gòu),是理想的高層建筑樁基持力層。
(2)基型與地基持力層的選擇項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工131①4層裙樓對4層裙樓可采用天然地基上的淺基礎(chǔ)方案,以硬塑黏土作為持力層。由于裙樓上部荷載較小,黏土層相對來說承載力較高,并有一定厚度,其下又沒有軟弱淤泥層。黏土層作為持力層具有下列有利因素:a.地基承載力完全可以滿足設(shè)計要求(其地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)288.5KPa);項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工132b.該層具有一定厚度,在本場地內(nèi)的厚度為4~5m,分布穩(wěn)定,且其下方不存在淤泥等軟弱土層;c.黏土層呈硬塑狀態(tài),是場地內(nèi)的隔水層,預(yù)計基坑開挖后的涌水量較少,基坑邊坡易于維持穩(wěn)定狀態(tài);d.上部結(jié)構(gòu)荷載不大,若柱基的埋深和寬度加大,黏土層承載力還可提高。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工133②28層塔樓對28層塔樓來說,情況與裙樓完全不同:塔樓層數(shù)高,荷載大且集中,最大柱荷載為17000KN;黏土層雖有一定承載力和厚度,但該地段下方分布有厚薄不均的軟弱淤泥土層,加之塔樓設(shè)置有一層地下室,部分黏土層被挖去后,將使基底更接近軟弱淤泥層頂面,正常使用過程中發(fā)生不均勻沉降的可能性很大項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工134;場地內(nèi)基巖強(qiáng)度高,埋藏深度又不大,故選擇礫巖作為樁基持力層合理可靠。從地下室底面起算的樁長為20m左右,施工難度不大。選擇礫巖作為樁基持力層,由于礫石層地下水量豐富,透水性強(qiáng),因而不宜采用人工挖孔樁,而應(yīng)選用鉆孔灌注樁,并以微風(fēng)化礫巖作為樁端持力層。項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工135圖1-23勘探點(diǎn)平面布置圖地基與基礎(chǔ)工程施工136圖1-24工程地質(zhì)剖面圖地基與基礎(chǔ)工程施工137圖1-25鉆孔柱狀圖
地基與基礎(chǔ)工程施工138表1-9某花苑巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值
項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工139表1-10ZK1孔S波測試結(jié)果表項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工1401.3.5地基承載力基本知識所謂地基承載力,是指地基單位面積上所能承受荷載的能力。地基承載力一般可分為地基極限承載力和地基承載力特征值兩種。要研究地基承載力,首先要研究地基在荷載作用下的破壞類型和破壞過程。1)整體剪切破壞對于比較密實的砂土或較堅硬的粘性土,項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工141常發(fā)生這種破壞類型。其特點(diǎn)是地基中產(chǎn)生連續(xù)的滑動面一直延續(xù)到地表,基礎(chǔ)兩側(cè)土體有明顯隆起,破壞時基礎(chǔ)急劇下沉或向一側(cè)突然傾斜,p~s曲線有明顯拐點(diǎn),如圖1-26(a)所示。2)局部剪切破壞在中等密實砂土或中等強(qiáng)度的粘性土地基中都可能發(fā)生這種破壞類型。局部剪切破壞的項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工142特點(diǎn)是基底邊緣的一定區(qū)域內(nèi)有滑動面,類似于整體剪切破壞,但滑動面沒有發(fā)展到地表,基礎(chǔ)兩側(cè)土體微有隆起,基礎(chǔ)下沉比較緩慢,一般無明顯傾斜,p~s曲線拐點(diǎn)不易確定,如圖1-26(b)所示。
3)沖切剪切破壞若地基為壓縮性較高的松砂或軟粘土?xí)r,基礎(chǔ)在荷載作用下會連續(xù)下沉,破壞時地基無項目1.3地質(zhì)勘察地基與基礎(chǔ)工程施工143明顯滑動面,基礎(chǔ)兩側(cè)土體無隆起也無明顯傾斜,基礎(chǔ)只是下陷,就像“切入”土中一樣,故稱為沖切剪切破壞,或稱刺入剪切破壞。該破壞形式的p~s曲線也無明顯的拐點(diǎn),如圖1-26
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