公路工程地質勘察第一節概述第二節公路路基工程地質勘察第三節橋梁工程地質勘察第四節隧道工程地質勘察第五節勘察實例四川交通職業技術學院道橋系劉玉潔制作第一節概述一、公路工程地質勘察的目的、任務和階段劃分

工程地質勘察的目的：查明土木工程場地的工程地質條件、分析存在的工程地質問題、對工程場地做出工程地質評價。勘察階段的劃分：規劃勘察；可行性研究勘察階段；初步設計勘察階段；

技術設計及施工勘察階段二、公路工程地質勘察內容三、工程地質勘察的主要方法四、勘察資料的內業整理

(二)工程地質勘察的任務

1.查明并分析工程場地的工程地質條件；2.分析存在的工程地質問題，進行定性和定量分析；3.選擇能滿足要求的較優越的工程場地和環境；4.對選擇的場地進一步勘察后，對照建筑物的適宜性對場地進行分區，提出各區段所適宜的建筑物類型、結構、規模、基礎及地基處理的合理意見；5.預測工程建成后對地質環境的影響；6.提出工程地質條件的分析評價及改善不良地質條件的措施和建議。二、公路工程地質勘察內容（一）新建公路工程地質勘察的內容1.路線工程地質勘察2.路基、路面工程地質勘察3.橋涵工程地質勘察4.隧道工程地質勘察5.天然筑路材料工程地質勘察（二）改建公路工程地質勘察內容1.收集沿線的地形、地貌、工程地質、水文地質、氣象、地震等資料。2.收集有關橋梁、隧道和防護、排水等構造物的新建、改建或加固工程所需的地質資料。3.收集原有公路路況資料。4.調查原有公路的路基、路面、小橋涵等人工構造物的狀況及病害，研究病因及防治的效果。對原有公路的工程地質、不良地質地段的道路病害應力求根治。5.當路線因提高等級或繞避病害而另選新線的路段，應按新建公路的要求進行工程地質勘察工作。三、工程地質勘察的主要方法(一)工程地質測繪1.工程地質測繪的主要內容

2.工程地質測繪的工作方法

3.航片和衛片在工程地質測繪中的應用(二)工程地質勘探(三)工程地質試驗及長期觀測1.工程地質測繪的主要內容研究沿線地形地貌特征，劃分地貌單元；查明沿線的地層、巖性、地層層序、成因、厚度、時代及巖相變化等；查明地質構造、土體的成層組合關系、大地構造、構造線方向、斷裂褶皺形態、巖層產狀和分布、構造形跡和構造體系以及它們之間的關系；研究水文地質條件，調查地下水的天然和人工露頭--井、泉、礦坑和鉆孔等；調查研究沿線不良地質現象及特殊地質問題的范圍和性質、發生發展及分布規律；調查研究已有建筑物變形破壞情況及建筑經驗；了解鐵路沿線天然建筑材料的質量、數量及分布情況。2.工程地質測繪的工作方法測繪寬度的確定：一般采用沿程測繪的方法，其測繪寬度一般包括中線兩側各200300m.測繪線的布置：為了專門目的或地質條件的重點工程地段而進行的大面積工程地質測繪常采用路線穿越法和順層追索法。觀測點的選擇：觀測點的布置必須選在具有代表性的地質現象的天然露頭工人工露頭處。3.航片和衛片在工程地質測繪中的應用

航片的應用

(1)運用室內光學儀器編制地形圖；

(2)通過地質專業判譯編繪工程地質圖；衛片的應用(優點)

(1)衛片拍攝地面范圍大；

(2)反映宏觀形態特征較清楚、解釋效果比較好；

(3)衛片中包含的信息量大，可根據色調和形態特征，能夠解決工程地質測繪中的很多問題。（二）工程地質勘探1.山地勘探：剝土、探坑、探槽、探井（分豎井、斜井）、平洞2.鉆探3.物探4.工程地質坑探2.鉆探采用鉆探機具對深部的工程地質條件進行揭露的一種工作方法。它分為輕便鉆探和鉆探兩種。

輕便鉆探利用洛陽鏟、錐探和小螺紋鉆等進行鉆探的方法；鉆探一般是利用大型鉆機進行鉆探的方法，常用的鉆機是機械回轉鉆機。鉆探過程包括三個基本程序：

A．破碎巖土：采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯，破碎一般是借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現的。B．采取巖土：用沖洗液（或壓縮空氣）將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。C．保全孔壁：一般采用套管或泥漿來護壁。

鉆進方法有以下三種：

A．沖擊鉆進：采用底部圓環狀的鉆頭，將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時產生沖擊動能，沖擊孔底巖土層，使巖土達到破碎。

B．回轉鉆進：采用底部嵌焊有硬質合金的圓環狀鉆頭進行鉆進，鉆進中施加鉆壓，使鉆頭在回轉中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。

C．振動鉆進：采用機械動力所產生的振動力，通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。

D．綜合式鉆進：綜合沖擊回轉兩種鉆進方法；在鉆進過程中，鉆頭克取巖石時，施加一定的動力，對巖石產生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，同時由于沖擊力的作用使硬質合金刻人巖石深度增加，在回轉中將巖石剪切掉。

3.物探探電法勘探探：可分分為自然然電場法法和人工工電場法法兩種。。工程地地質勘探探中常采采用人工工電場法法的電阻阻率法，，它主要要利用儀儀器測定定巖、土土體導電電性的差差異來識識別地質質情況的的一種方方法彈性波法法：包括括地震勘勘探、聲聲波及超超聲波探探測。它它是人式式激發振振動，來來研究地地質體中中的傳播播規律，，以判定定地質情情況、巖巖體狀態態及特性性。地球物理理測井：：利用地地層之間間的物性性差異，，采用不不同的物物理方法法，了解解鉆井中中的地質質和水文文地質情情況的方方法。地質雷達達：是一種高高頻電磁磁波，利利用電磁磁波在不不同介質質中的傳傳播規律律，探明明地質條條件的一一種方法法。3.工程程地質坑坑探(1)試試坑、淺淺井(2)探探槽(3)斜斜井和平平洞(三)工程地質質試驗及及長期觀觀測1.室內內外試驗驗室內試驗驗：在現現場取有有代表性性的試樣樣，送到到試驗室室進行相相關項目目的試驗驗。原位測試試：在野野外現場場進行測測試，主主要包括括：A.巖石石力學性性質指標標；靜力力載荷試試驗(CPT)、靜力觸探探試驗、、圓錐動動力觸探探、標準貫入入試驗、十字板剪剪切試驗驗、扁鏟鏟側脹試試驗、旁壓試驗驗、波速測試試、現場大型型直剪試試驗、塊體基礎礎振動試試驗B.水文文地質實實驗C.巖體體中地應應力的測測試D.地基基工程地地質實驗驗2.工程程地質長長期觀測測與工程有有關的地地下水的的動態觀觀測；不良地質質現象的的觀測；；建筑物修修建與周周圍環境境相互作作用的動動態觀測測。靜力載荷荷

試驗驗(CPT)靜力載荷荷試驗指指在擬建建場地上上，在挖挖至設計計的基礎礎置深度度的平整整坑底放放置一定定規格的的方形或或圓形承承壓板，，在其上上逐級加加荷載，，測定相相應荷載載作用下下地基土土的穩定定沉降量量，分析析研究地地基土的的強度與與變形特特性，求求得地基基土容許許承載力力與變形形模量等等力學數數據。靜靜力載何何試驗分分為平板板載何試試驗、螺螺旋板載載荷試驗驗、深層層平板載載荷試驗驗等。用用以確定定地基土土的臨塑塑荷載、、極限荷荷載，為為評定地地基土的的承載力力提供依依據；估估算地基基土的變變形模量量、不排排水抗剪剪強度和和基床反反力系數數。其試試驗裝置置為承壓壓板、加加荷與傳傳壓裝置置及沉降降觀測裝裝置等。。根根據實測測結果繪繪制沉降降與時間間(s~t)關關系曲線線及荷載載與沉降降(p~s)關關系曲線線，由此此確定地地基承載載力、地地基土的的變形模模量、估估算地基基土的不不排水抗抗剪強度度、估算算地地基基土基床床反力系系數。靜力觸探探試驗靜力觸探探試驗指指通過一一定的機機械裝置置，將某某種規格格的金屬屬肩探頭頭用靜力力壓人土土層中，，同時用用傳感器器或直接接量測儀儀表測試試土層對對觸探頭頭的貫人人阻力，，以此來來判斷、、分析、、確定地地基土的的物理力力學性質質。靜力力觸探試試驗適用用于粘性性土、粉粉土和砂砂土，主主要用于于劃分土土層、估估算地基基土的物物理力學學指標參參數、評評定地基基土的承承載力、、估算單單樁承載載力及判判定砂土土地基的的液化等等級等。。靜靜力觸探探試驗裝裝置主要要設備為為靜力觸觸探儀，，其由貫貫人裝置置（包括括反力裝裝置）、、傳動系系統和量量測系統統三部分分組成。。常用的的靜力觸觸探探頭頭分為單單橋探頭頭和雙橋橋探頭單橋探頭頭結構1-頂頂柱；2-電阻阻應變片片；3-傳感器器；4-密封墊墊圈套；；5-四四芯電纜纜；6-外套筒筒雙橋探頭頭結構1-傳傳力桿；；2-磨磨擦傳感感器；3-摩擦擦筒；4-錐尖尖傳感器器；5-頂柱；；6-電電阻應變變片；7-鋼珠珠；8-錐尖頭頭圓錐動力力觸探圓錐動力力觸探指指利用錘錘擊動能能，將一一定規格格的圓錐錐探頭打打入土中中，根據據打人土土中的阻阻抗大小小判別土土層的變變化，對對土層進進行力學學分層，，并確定定土層的的物理力力學性質質，對地地基土作作出工程程地質評評價。動動力觸探探試驗適適用于強強風化、、全風化化的硬質質巖石、、各種軟軟質巖石石及各類類土。試試驗驗裝置動動力觸探探設備主主要由探探頭和落落錘兩部部分組成成，可分分為輕型型、重型型及超重重型三類類。標準貫入入試驗1-穿心心錘；2-錘墊墊；3-鉆桿桿；4-貫入入器頭；；5-出水水孔；6-貫入入器身；；7-貫入入器靴標準貫入入試驗是是動力觸觸探類型型之一，，其利用用規定重重量的穿穿心錘，，從恒定定高度上上自由落落下，將將一定規規格的探探頭打人人士中，，根據打打人的難難易程度度判別土土的性質質。標準準貫入試試驗可適適用于砂砂土、粉粉土和一一般粘性性土，最最適用于于N=2~50擊的土土層。其其目目的為：：采取擾擾動樣，，鑒別和和描述土土類，按按顆粒分分析結果果定名。。根據標標準貫入入擊數N，利用用地區經經驗，為為砂土的的密實度度和粉土土、粘性性土的狀狀態、土土的強度度參數、、變形模模量、地地基承載載力等作作出評價價。估算算單樁極極限承載載力和判判定沉樁樁可能性性。判定定飽和粉粉砂、砂砂質粉土土的地震震液化可可能性及及液化等等級。將十字板頭壓壓入被測土層層中，施加一一定的扭轉力力矩，將土體體剪壞，測定定土體對抵抗抗扭剪的最大大力矩，通過過換算得到土土體的抗剪強強度值。十十字板剪切試試驗適用于靈靈敏度不大于于10，固結結系數不大于于100m2/年的均質質飽和軟粘土土。其其目的為為：測定原位位應力條件下下軟粘土的不不排水抗剪強強度Cu、估估算軟粘性土土的靈敏度。。十字板剪切試試驗1-手搖柄；；2-齒輪；3-蝸輪；4-開口鋼環環；5-固定夾；；6-導桿；7-百分表；；8-轉盤；9-底板；10-固定套套；11-彈彈子盤；12-底座；13-制緊軸軸；14-接接頭；15-套管；；16-鉆桿；；17-導輪；；18-軸桿；；19-十字板板頭扁鏟側脹試驗驗指用靜力將扁扁鏟形探頭貫貫入土中，達達試驗深度后后，利用氣壓壓使扁鏟側面面的圓形鋼膜膜向外擴張進進行試驗。扁扁鏟側脹試試驗適用于一一般粘性土、、粉土、中密密以下砂土、、黃土等，不不適用于含碎碎石的土、風風化巖等試驗成果主要要有：根據A、B、C壓壓力及△A、、△B計計算p0、p1、p2與與深度的變變化曲線；繪繪制扁脹模量量、水平應力力指數、扁脹脹指數、扁脹脹孔壓力指數數與深度的變變化曲線。由由試驗成果可可劃分土類、、確定靜止側側壓力系數、、評定應力歷歷史、確定不不排水抗剪強強度、確定土土的變形參數數、確定水平平固結系數、、可設計側向向受荷樁。旁壓試驗旁壓試驗（PMT）是將將圓柱形旁壓壓器豎直地放放人土中，通通過旁壓器在在豎直的孔內內加壓，使旁旁壓膜膨脹，，并由旁壓膜膜（或護套））將壓力傳給給周圍土體（（或巖層），，使土體或巖巖層產生變形形直至破壞，，通過量測施施加的壓力和和土變形之間間的關系，可可得到地基土土在水平方向向上的應力應應變關系。適用于測定定粘性土、、粉土、砂砂土、碎石石土、軟質質巖石和風風化巖的承承載力、旁旁壓模量和和應力應變變關系等旁壓試驗的的成果主要要為壓力和和擴張體積積曲線、壓壓力和半徑徑增量曲線線。根據旁旁壓曲線可可評定地基基承載力、、確定旁壓壓模量。波速測試波速測試就就是測定土土層的波速速，依據彈彈性波在巖巖土體內的的傳播速度度間接測定定巖土體在在小應變條條件下（10-4～～10-6）動彈性性模量和泊泊松比。適用于測定定各類巖土土體的壓縮縮波、剪切切波或瑞利利波的波速速。根據任任務要求可可采用單孔孔法、跨孔孔法或面波波法。根據波速，，可按有關關公式計算算動剪切模模量、動彈彈性模量和和泊松比。。a-檢層法法；b-面面波法：c-試驗布布置圖現場大型直直剪試驗大型直剪試試驗適用于于求測各類類巖土體以以及巖土體體沿軟弱結結構面和巖巖土體與混混凝土接觸觸面或滑動動面的抗剪剪強度，可可分為巖土土體試樣在在法向應力力作用下沿沿剪切面剪剪切破壞的的抗剪斷試試驗、巖土土體剪斷后后沿剪切面面繼續剪切切的抗剪試試驗（摩擦擦試驗）、、法向應力力為零時巖巖體剪切的的抗切試驗驗。試試驗驗裝置有大大剪儀、加加載設備、、量測設備備等1-手輪；；2-測力力計；3-剪切環；；4-壓力力蓋；5-垂壓部分分；6-水水平框架；；7-地錨錨；8-水水平推力部部分塊體基礎振振動試驗通過塊體基基礎振動試試驗直接測測得地基土土的剛度、、阻尼比和和參振質量量等動力參參數，可分分為塊體基基礎強迫振振動試驗和和塊體基礎礎自由振動動試驗兩類類。根據塊塊體基礎振振動試驗實實測的頻率率和振幅作作振幅隨頻頻率變化的的共振幅頻頻曲線，依依據幅頻曲曲線計算地地基阻尼比比、剛度及及參振質量量。(a)垂垂直振動試試驗(b)垂垂直自由振振動試驗(c)水平平回轉振動動試驗水文地質實實驗高壓粘性土土滲透變形形試驗裝置置大型三向電電阻網滲流流試驗裝置置巖體中地應應力的測試試第二節公路路路基工程程地質勘察察一、公路選選線的工程程地質論證證（1）沿河河線（2））山脊線（3）山坡坡線（4））越嶺線二、公路路路基的主要要工程地質質問題路基邊坡穩穩定性問題題；路基基基底穩定性性問題；公公路凍害問問題以及天天然建筑材材料問題等等三、公路路路基工程地地質勘察的的基本內容容四、公路路路基工程地地質勘察的的要點（一）初步步勘察階段段（二）詳詳細勘察階階段第三節橋梁梁工程地質質勘察一般應包括括兩項內容容：首先應對各各比較方案案進行調查查，配合路路線、橋梁梁專業人員員，選擇地地質條件比比較好的橋橋位；然后后再對選定定的橋位進進行詳細的的工程地質質勘察，為為橋梁及其其附屬工程程的設計和和施工提供供所需要的的地質資料料。一、橋梁工工程地質問問題橋墩臺地基基穩定性問問題；橋墩墩臺地基的的沖刷問題題二、橋梁工工程地質勘勘察要點（一）初步步勘察（二二）詳細勘勘察階段第四節隧道道工程地質質勘察包括兩項內內容：一是隧道方方案與位置置的選擇；；二是隧道道洞口與洞洞身的勘察察。前者除隧道道方案的比比較外，有有時還包括括隧道展線線或明挖的的比較；對對重點隧道道或工程地地質和水文文地質條件件復雜的隧隧道，應進進行區域性性的工程地地質調查、、測繪。當當地下水對對隧道影響