地基勘探 穿心锤
锤垫
触探杆
SPT Standard Penetration Test
标准贯入试验
贯入器头
出水孔
贯入器身
贯入器靴
地基勘探
地基勘探
4 触探
动力触探和静力触探
(1) 动力触探 管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm 落距，贯入深度30cm的击数, N 63.5 SPT用测得的标准贯入垂击数N，判定砂 土的密实度或粘性土的密度，确定地基和 单桩的承载力；还可评定砂土的震动液化 势。标准贯入试验适用于砂性土与粘性土。


xz
x
x
xz

0
z
（1）
zx
x
x
z
（2）
x
极限平衡条件
1 3 Sin （3） 1 3 2cctg
z
普朗特(Prandtl)的基本假设
1. 基础底面是绝对光滑的（， 保证竖直荷载是主应力 2. 无重介质的假设：即在式（1） 中=0：
如何满足地基设计的条件？
承载力？ 变形？ 确定承载力的三种方法 载荷试验 理论公式计算 经验方法

二 地基承载力的理论公式
2 极限状态定义
1 极限状态Limit state 结构或结构的一部分超过某一特定状态 而不能 满足设计规定的某一功能要求时 这一特定状态 称为结构对于该功能的极限状态 承载能力极限状态 一般是结构的内力超过其承 载能力 正常使用极限状态 一般是以结构的变形、裂缝 和振动参数超过设计允许的限值为依据
根据承载能力极限状态确定地基的承载力
二 地基承载力－理论公式法 普朗特-瑞斯纳承载力公式
一. 极限平衡理论： 1.平衡方程： D D 2.极限平衡条件 3. 假设与边界条件 二.普朗特-瑞斯纳承载力公式 1. 条形基础地基的滑裂面形状 2. 极限承载力pu
平面问题的平衡方程
z
z

地基勘探
载荷试验
地基破坏的判定 (1)明显侧向挤出或发生裂纹 (2)荷载增量很小,沉降急剧 增加, (3)某级荷载增量下,24小时 内沉降不能稳定 (4)s/b>0.06的荷载作为破 坏荷载

pcr
pu
荷载沉降曲线
S
地基勘探
现场载荷试验
地基勘探
承载力的特征值fak
比例界限pcr 当pu<1.5 pcr时，取极限承载力一半 渐变型曲线 s/b = 0.01—0.015低压缩性土 s/b = 0.02高压缩性土
杂填 泥炭
粉质粘土
粘土
砂砾石
地基勘探
杂填
泥炭 粉质粘土
粘土 砂砾石
地基勘探
二、勘探方法




物探－地球物理勘探 坑探－明挖 钻探－钻孔 触探 现场测试－原位试验
地基勘探
1 物探Geophysical Exploration
地球物理勘探 方法:重力场,磁电场,声,弹性波,放射性勘探,地 震勘探(规范,剪切波速)
优点:简单迅速
缺点:间接判断,
较大范围.
地基勘探
2 坑探 trial pits

优点:直观, 取原状样，兰旗营9m坑 缺点: 一般3~4m, 地下水以下危险,
地基勘探
3钻探
Exploration Drilling


最常用的办法, 可达100m以 下 划分地层 确定地下水 取样 可以进行触探 及原位试验
地基勘探
思考题


在建筑物场地上勘探,一般要做 哪些项目的勘探? 对于重要建筑物一般要采用什么 试验方法确定承载力？ 如何确定砂土地基的密实度？
第8章 地基承载力
Bearing Capacity of Foundation Soil
第1节 地基承载力
1 建筑物地基设计的基本要求 2 地基在外荷载作用下的破坏形式 3 极限平衡理论求地基极限承载力 4 其他求极限承载力的方法 5 地基的临塑荷载、临界荷载与容 许承载力

地基勘探
深度宽度修正的特征值
f a f ak b (b 3) d m (d 0.5) 2 pb E0 I（ ） 0 1 s
I0形状影响系数, 圆：079；方：088
地基勘探
旁压试验
水箱
量测
Ph puh pcr poh
钻孔内进行横 向载荷试验, 用以测定较深 处土层的变形 模量和承载力
密实砂土，坚硬粘土，浅埋 土质较软 软粘土，深埋
饱和松砂
2)竖直和水平荷载下地基破坏形式
表面滑动 水平力大 深层滑动 竖直荷载大
1.整体破坏 General shear failure 土质坚实,基础埋深浅； 曲线开始近直线，随 后沉降陡增，两侧土 1.整体破坏 体隆起。 2.局部剪切 松软地基，埋深较大； 曲线开始就是非线性， 没有明显的骤降段。
D
D
根据公式（1）、（2）和（3）以及边界条件，利用塑性力 学中的滑移线法可以求解条形基础的地基承载力 Pu
这一假定下的精确解或解析解.
1. 极限平衡区与滑裂面的形状
B p 实际地面
D B E F
C
无重介质地基的滑裂线网
地基中的极限平衡区 B
p I 实际地面 B F
D
r0 r
C
III II E
3= D 1 kpD
破裂面与水平方向夹角
45- 2
Ⅱ区： 过度区：
极限平衡 第二区：
r0

r
r=r0e tg
作用在隔离 隔离体 体上的力： pu pu 、 D 、 pa 、 pp 、 c、R 所有力对A r0 pa 点力矩平衡
1.朗肯主动区： pu为大主应力，与水
平方向夹角452 2. 过度区：r=r0e tg 3.朗肯被动区：水平方向为大主应力， 与水平方向夹角45- 2
I 区
垂直应力pu为大主应力，
破裂面与水平方向夹角 452
Pu
=pu kapu
III 区
q=D
水平方向为大主应力，
一、地基承载力定义
极限承载力
Ultimate bearing capacity 承载地基在发生剪切破坏时的 荷载强度
The intensity of bearing pressure at which the supporting ground is expected to fail in shear
单桥探头 双桥探头
地基勘探
示意图
F F
动画贯入
静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化 划分土层, 承载力、 压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等 静力触探适用于粘性土和砂类土
地基勘探
5 现场试验 In situ testing


十字板 Vane Shear－饱和软粘土 载荷板试验Loading Plate－深浅均可 旁压仪 Pressuremeter －较深地基
地基勘探
十字板
F F Mmax=F×D
M max
f
D D
2
H 2 3
H D
地基勘探
现场载荷试验
地基勘探
现场载荷试验
千 斤 顶
荷载板
地基勘探
平板载荷试验要点




0.5 0.5m, 0.71 0.71m, 1.0 1.0m 不少于3点 8-10级 每级稳定的标准 承载力的特征值
回转式钻机
地基勘探
4 触探
动力触探和静力触探 Dynamic Penetration, Static Cone Penetration
(1) 动力触探Dynamic Penetration 管状探头 标准贯入试验SPT, 63.5 kg, 76cm 距,贯入深度30cm的击数, N 63.5 锥状探头 轻型10 kg, 50cm落距,贯入深度30cm 中型 28kg 重型 63.5kg 碎石,砾石地层 特重型 120kg
Local shear failure
P
S P
2.局部剪切
S
P 表 面 土 深 土 层
3.冲剪破坏 Punching shear failure 松软地基，埋深较大； 荷载板几乎垂直下切， 3.冲剪破坏 两侧无土体隆起。
S
某谷仓的地基整体破坏
1940年在软粘土地基上的某水泥仓的倾覆
水泥仓地基 整体破坏
地基液化引起的建筑物破坏
3 竖直荷载和水平荷载下建筑 物地基破坏的形式
Ph Pv
表层滑动
Pv f cA Fs Ph
Ph
深层滑动
Pv
4 地基的变形
1 建筑物地基设计的基本要求
1）稳定要求：荷载小于承载力（抗力） p pu /Fs =f
2)变形要求：变形小于设计允许值 S [S] (1)沉降量 (2)沉降差相邻柱基 (3)倾斜砌体承重结构 (4)局部倾斜
墨西哥的沉降问题是世界著名的
某宫殿，左部 分建于1709年； 右部分建于 1622年。沉降 达2.2米，存 在明显的沉降 差。
比萨斜塔-不均匀沉降的典型
始建于1173 年，60米高。 1271年建成 平均沉降2米， 最大沉降4米。 倾斜5.5，顶 部偏心2.1米
日本1995年 1月17日阪 神大地震
地基承载力
ห้องสมุดไป่ตู้
第八章
主要内容 －本课程重点
地基勘探 Site investigation
地基承载力
Bearing Capacity of Foundation Soil
第一节 地基勘探 Site investigation
一、勘探要求： 了解地基的工程地质和水文条件，为 确定地基承载力和进行基础设计提 供依据 1 资料：平面图和地形图 建筑物的形式和荷载 管线，地下室