2018年注冊巖土工程師巖土工程勘察講義：房屋建筑與構(gòu)筑物巖土工程勘察

第六章 房屋建筑與構(gòu)筑物巖土工程勘察

　　一、勘察的主要內(nèi)容

　　對房屋建筑與構(gòu)筑物的巖土工程勘察應(yīng)與設(shè)計階段相適應(yīng)，分階段進(jìn)行，并且要明確建筑物的荷載、結(jié)構(gòu)特點、對變形的要求和有關(guān)的功能上的特殊要求，有時還要估計到可能采用的地基基礎(chǔ)的設(shè)計施工方案，做到工作有鮮明的目的性和針對性。

　　巖土工程勘察一般有下列主要內(nèi)容：

　　(1)查明與場地穩(wěn)定性有關(guān)的問題，如：

　　①大的斷裂構(gòu)造的位置關(guān)系、規(guī)模、力學(xué)性質(zhì)、與場地和地基利用的關(guān)系、活動性及其與區(qū)域和當(dāng)?shù)氐卣鸹顒拥年P(guān)系。

　�、谠趶娬鹱饔孟聢龅嘏c地基巖土內(nèi)可能產(chǎn)生的不利地震效應(yīng)，如飽和砂土液化、松軟土震陷、斜坡滑坍、采空區(qū)地面塌陷等。

　　③滑坡或不穩(wěn)定斜坡的存在，可能的危害程度。

　�、軒r溶作用的程度及其對地基可靠性的影響。

　　⑤人為的或天然的因素引起的地面沉降、撓折、破裂或塌陷的存在及其危害等。

　　(2)查明巖土層的種類、成分、厚度及坡度變化等，對巖土層特別是基礎(chǔ)下持力層(天然地基或樁基等人工地基)和下臥層的巖土工程性質(zhì)，特別是粘性土層的巖土工程性質(zhì)，宜從應(yīng)力歷史的角度進(jìn)行解釋與研究。

　　(3)查明潛水和承壓水層的分布、水位、水質(zhì)、各含水層之間的水力聯(lián)系，獲得必要的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)計算參數(shù)。

　　(4)利用上述資料，提供巖土工程評價和設(shè)計、施工需要的巖土強度、壓縮性等供巖土工程設(shè)計計算用的巖土技術(shù)參數(shù)(指標(biāo))。

　　(5)確定地基承載力，對建筑物的沉降與整體傾斜進(jìn)行必要的分析預(yù)測;提出地基基礎(chǔ)設(shè)計方案比較和建議，包括重要的地基基礎(chǔ)施工措施的建議。

　　(6)在巖土工程分析中，必要時應(yīng)分析地基與上部結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用，做到地基基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)設(shè)計更加協(xié)調(diào)和經(jīng)濟合理。

　　二、勘察階段的劃分及各階段任務(wù)要求

　　房屋建筑與構(gòu)筑物的巖土工程勘察階段一般劃分為可行性研究勘察階段、初步勘察階段與詳細(xì)勘察階段。對于單體建筑物如高層建筑或高聳建筑物，其勘察階段一般劃分為初步勘察階段和詳細(xì)勘察階段兩個階段。當(dāng)工程規(guī)模較小且要求不太高、工程地質(zhì)條件較好時，初步勘察與詳細(xì)勘察可合并為一個勘察去完成。當(dāng)建筑場地的工程地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重大建筑地基，或基槽開挖后地質(zhì)情況與原勘察資料嚴(yán)重不符而可能影響工程質(zhì)量時，尚應(yīng)配合設(shè)計和施工進(jìn)行補充性的地質(zhì)工作或施工巖土工程勘察。各勘察階段的任務(wù)要求分述如下：

　　(一)可行性研究勘察階段

　　這一階段的工作重點是對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性作出評價，其任務(wù)要求主要為：

　　(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)在搜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、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件。不良地質(zhì)現(xiàn)象包括滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、土洞、活斷層、洪水淹沒及水流對岸邊的沖蝕等。

　　(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。

　　在確定建筑場地時，在工程地質(zhì)條件方面，宜避開下列地區(qū)或地段：

　�、俨涣嫉刭|(zhì)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;

　�、诘鼗�土性質(zhì)嚴(yán)重不良的;

　　③對建筑物抗震危險的;

　�、芎樗�或地下水對建筑場地有嚴(yán)重不良影響的;

　　⑤地下有未開采的有價值礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)。

　　該階段作為廠址選擇來講稱為選廠勘察階段，其主要任務(wù)是，首先在幾個可能作為廠址的場地中進(jìn)行調(diào)查，從主要工程地質(zhì)條件方面收集資料，并分別對各場地的建廠適宜性作出明確的結(jié)論，然后配合有關(guān)選廠的其他有關(guān)人員，從工程技術(shù)、施工條件、使用要求和經(jīng)濟效益等方面進(jìn)行全面考慮，綜合分析對比，最后選擇一個比較優(yōu)良的廠址。

　　(二)初步勘察階段

　　1、任務(wù)與要求

　　初步勘察是在可行性勘察基礎(chǔ)上，根據(jù)已掌握的資料和實際需要進(jìn)行工程地質(zhì)測繪或調(diào)查以及勘探測試工作，為確定建筑物的平面位置，主要建筑物地基類型以及不良地質(zhì)現(xiàn)象防治工程方案提供資料，對場地內(nèi)建筑物地段的穩(wěn)定性作出巖土工程評價，其主要工作內(nèi)容如下：

　　(1)搜集可行性研究階段巖土工程勘察報告，取得建筑區(qū)范圍的地形圖及有關(guān)工程性質(zhì)、規(guī)模的文件。

　　(2)初步查明地層、構(gòu)造、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件以及凍結(jié)深度。

　　(3)查明場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的類型、規(guī)模、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(shè)防烈度大于或等于7度的場地，應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。

　　2、勘探工作

　　勘探點、線、網(wǎng)的布置應(yīng)符合下列要求：勘探線應(yīng)垂直地貌單元邊界線、地質(zhì)構(gòu)造線及地層界線�？碧近c宜按勘探線布置，并在每個地貌單元及其交接部位布置勘探點，在微地貌和地層變化較大的地段，勘探點應(yīng)予以加密。在地形平坦地區(qū)，可按方格網(wǎng)布置勘探點。

　　勘探線、勘探點間距與勘探孔深度可根據(jù)巖土工程勘察等級按表1與表2確定。

　　表1 勘探線、點間距表

　　注：表中間距不適用于地球物理勘探。

　　表2 勘探孔深度表

　　注：①勘探孔包括鉆孔、探井、鏟孔及原位測試孔。

　　②進(jìn)行波速測試、旁壓試驗、長期觀測等鉆孔除外。

　　勘探過程中，控制性勘探孔宜占勘探孔總數(shù)的1/5～1/3，且每個地貌單元或每幢重要建筑物均應(yīng)有控制性勘探孔。當(dāng)遇到下列情況之一時，應(yīng)適當(dāng)增減勘探孔深度：當(dāng)場地地形起伏較大時，應(yīng)根據(jù)預(yù)計的整平地面標(biāo)高調(diào)整孔深;在預(yù)定深度內(nèi)遇基巖時，除控制性勘探孔應(yīng)鉆入基巖適當(dāng)深度外，其他勘探孔在確認(rèn)達(dá)到基巖后即可終孔;當(dāng)預(yù)計基礎(chǔ)埋深以下有厚度超過3～5m且分布均勻的堅實土層 (如碎石土、老堆積土等)時，控制性勘探孔應(yīng)達(dá)到規(guī)定深度外，其他勘探孔深度可適當(dāng)減小;當(dāng)預(yù)定深度內(nèi)有軟弱地層時，勘探孔深度應(yīng)適當(dāng)加大。

　　3、取樣與測試

　　為了解巖土體的巖土工程性質(zhì)在水平和垂直方向的變化規(guī)律，適當(dāng)選擇某些坑孔取原狀土樣進(jìn)行室內(nèi)試驗和一定數(shù)量的原位測試工作，取土試樣和進(jìn)行原位測試的勘探孔(井)宜在平面上均勻分布，其數(shù)量可占勘探孔總數(shù)的1/4～1/2。取土試樣或原位測試的數(shù)量和豎向間距，應(yīng)按地層特點和土的均勻程度確定，每層土均應(yīng)采取土試樣或進(jìn)行原位測試，其數(shù)量不得少于6個。

　　4、水文地質(zhì)工作

　　調(diào)查地下水類型、補給和排泄條件，實測地下水位，并初步確定其變化幅度;必要時應(yīng)設(shè)長期觀測孔。當(dāng)需繪制地下水等水位線圖時，應(yīng)統(tǒng)一觀測地下水位。當(dāng)?shù)叵滤�有可能浸濕或浸沒基礎(chǔ)時，應(yīng)根據(jù)其埋藏特征采取有代表性的水試樣進(jìn)行腐蝕性分析，其取樣地點不宜少于2處。

　　(三)詳細(xì)勘察階段

　　1、任務(wù)與要求

　　詳細(xì)勘察一般是在工程平面位置，地面整平標(biāo)高，工程的性質(zhì)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點已經(jīng)確定，基礎(chǔ)形式和埋深已有初步方案的情況下進(jìn)行的，是各勘察階段中最重要的一次勘察，且主要是最終確定地基和基礎(chǔ)方案，為地基和基礎(chǔ)設(shè)計計算提供依據(jù)。該階段應(yīng)按不同建筑物或建筑群提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù);對建筑地基應(yīng)作出巖土工程分析評價，并應(yīng)對基礎(chǔ)設(shè)計、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案作出論證和建議，主要應(yīng)進(jìn)行下列工作：

　　(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)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點，可能采取的基礎(chǔ)形式、尺寸、預(yù)計埋置深度，對地基基礎(chǔ)設(shè)計的特殊要求。

　　(2)查明不良地質(zhì)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(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，提供地基變形計算參數(shù)，預(yù)測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜。

　　(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;對抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場地，尚應(yīng)分析預(yù)測地震效應(yīng)，判定飽和砂土或飽和粉土的地震液化，并應(yīng)計算液化指數(shù)。

　　(6)查明地下水的埋藏條件。當(dāng)基坑降水設(shè)計時尚應(yīng)查明水位變化幅度與規(guī)律，提供地層的滲透性。

　　(7)判定環(huán)境水和土對建筑材料和金屬的腐蝕性。

　　(8)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期間可能產(chǎn)生的變化及其對工程的影響，提出防治措施及建議。

　　(9)對深基坑開挖尚應(yīng)提供穩(wěn)定計算和支護設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù);論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程的影響。

　　(10)提供樁基設(shè)計所需的巖土技術(shù)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。

　　2、勘探工作

　　詳細(xì)勘察的勘探點布置應(yīng)按巖土工程勘察等級確定。對安全等級為一級、二級的建筑物，宜按主要柱列線或建筑物的周邊線布置勘探點;對三級建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置勘探點;對重大設(shè)備基礎(chǔ)應(yīng)單獨布置勘探點;對重大的動力機器基礎(chǔ)，勘探點不宜少于3個。在復(fù)雜地質(zhì)條件或特殊巖土地區(qū)宜布置適量的探井。高聳構(gòu)筑物應(yīng)專門布置必要數(shù)量的勘探點。詳細(xì)勘察的勘探點間距可按表3確定。

　　表3 勘探點間距表

　　詳細(xì)勘察勘探孔的深度自基礎(chǔ)底面算起。對按承載力計算的地基，勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層。當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度b不大于5m時，勘探孔深度對條形基礎(chǔ)應(yīng)為基礎(chǔ)底面寬度的3倍;對單獨柱基應(yīng)為15倍。但不應(yīng)小于5m。大型設(shè)備基礎(chǔ)勘探孔深度不宜小于基礎(chǔ)底面寬度的2～3倍。對需要進(jìn)行變形驗算的地基，控制性勘探孔的深度應(yīng)超過地基沉降計算z度，并考慮相鄰基礎(chǔ)的影響，其深度可按表4確定。當(dāng)有大面積地面堆載或軟弱下臥層時，應(yīng)適當(dāng)加深勘探孔深度。

　　三、巖土工程評價

　　房屋建筑與構(gòu)筑物系指一般房屋建筑、高層建筑、大型公用建筑、工業(yè)廠房及煙囪、水塔、電視電訊塔等高聳構(gòu)筑物。

　　在城市建設(shè)中，高層建筑占有相當(dāng)大的比重。在國外，高層建筑起始于19世紀(jì)末期。進(jìn)入20世紀(jì)，由于工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，高層建筑發(fā)展加快，例如美國1907年在紐約建造了高度187m共47層的辛爾摩天大樓;1931年建造了高381m共102層的帝國大廈;1973年建造了高411m共110層的世界貿(mào)易中心大廈;1974年在芝加哥又建造了高443m共110層的西爾斯大樓。到目前為止，世界上已建成的最高建筑物是馬來西亞吉隆坡的吉隆坡塔，總高450m共85層。我國改革開放以來的高層建筑如雨后春筍般地拔地而起，目前我國最高的建筑已超過80層，總高300m。目前對高層建筑劃分的標(biāo)準(zhǔn)各國不一致，但絕大多數(shù)都以建筑物的層數(shù)和高度作為劃分依據(jù)。如美國規(guī)定高度25m以上或7層以上，英國規(guī)定高度在24.3m以上，法國規(guī)定居住建筑高度在50m以上，而其他建筑高度在28m以上，日本則把8層以上或高度超過31m的建筑稱為高層建筑。1972年在國際高層建筑會議上，對高層建筑的起點，統(tǒng)一規(guī)定為9層，其高度小于50m;超高層建筑為40層以上，其高度大于100m。我國根據(jù)目前城市登高消防器材，消防車供水能力等實際情況，參考國外高層與多層建筑的界限，確定適合我國高層建筑的起始高度為24m，其劃分標(biāo)準(zhǔn)見 表4。

　　表4 我國工業(yè)與民用建筑劃分標(biāo)準(zhǔn)

　　從巖土工程角度來看高層建筑的特點主要是高度大、荷重大、基礎(chǔ)埋深大等。由于建筑物高聳，不僅豎向荷載大而集中，而且風(fēng)力和地震力等水平荷載引起的傾覆力矩成倍增長，因此就要求基礎(chǔ)和地基提供更高的豎直與水平承載力，同時使沉降和傾斜控制在允許的范圍內(nèi)，并保證建筑物在風(fēng)荷載與地震荷載下具有足夠的穩(wěn)定性。另外，高層建筑的基礎(chǔ)一般具有較大的埋置深度，有的甚至超過20m。實踐證明，經(jīng)濟合理的基坑支護結(jié)構(gòu)和嚴(yán)密的防護措施是高層建筑基礎(chǔ)工程不可分割的一部分。高層建筑的基礎(chǔ)類型，在土基中主要有箱型基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)以及箱形基礎(chǔ)加樁的復(fù)合基礎(chǔ);在巖基上則一般采用錨樁基礎(chǔ)或墩基礎(chǔ)等。

　　注冊巖土工程師培訓(xùn)班——2018年巖土工程師VIP套餐：

　　適應(yīng)人群：有基礎(chǔ)，對考點和命題方向不清楚，急需老師點明重點考點的學(xué)員。

　　包含課程：(全科)精講班+�？荚囶}班+專業(yè)基礎(chǔ)考題預(yù)測班+獨家歷年真題解析;贈送：考試時間提醒服務(wù)+考試不過2019年免費重學(xué)

　　詳細(xì)情況：本課程針對參加2018年考試學(xué)員輔導(dǎo)，可提前學(xué)習(xí)2017年課程;(考題預(yù)測班為新增班次不提供2017年課程)

　　● 報名VIP套餐，簽訂協(xié)議，承諾考試不過2019年免費重學(xué);

　　● 獨家真題解析課程高清大屏講解，幫助學(xué)員掌握考試真要求;

　　● 公共基礎(chǔ)沒有考題預(yù)測班;

　　● 考前學(xué)習(xí)提醒,不定期免費直播解析考情分析

　　全國統(tǒng)一服務(wù)熱線：4000-525-585　快速聯(lián)系通道