第八章

工程地質勘察工程地質學退出§8.1建筑工程地質勘察的方法和內容§8.2建筑工程地質勘察的報告書和圖件工程地質勘察的目的為了獲取建筑場地及其相關地區(qū)的工程地質條件的原始資料和工程地質論證工程地質勘察的原那么工程地質勘察的要求工程地質勘察的方法為工程建設效勞，結合具體建筑物類型、要求和特點以及當?shù)氐淖匀粭l件和環(huán)境來進行，勘察工作要有明確的目的性和針對性按勘察階段的要求，正確反映工程地質條件，提出工程地質評價，為設計、施工提供依據(jù)工程地質測繪、工程地質勘探與取樣、工程地質現(xiàn)場測試與長期觀測、工程地質資料室內整理等巖土工程勘察分級1.根據(jù)工程的規(guī)模和特征，以及巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，分為：一級工程、二級工程、三級工程2.根據(jù)場地復雜程度，分為場地等級一級場地、二級場地、三級場地3.根據(jù)地基的復雜程度，分為三個地基等級一級地基、二級地基、三級地基根據(jù)工程重要性、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，可將巖土工程勘察進一步劃分為甲、乙、丙三級。甲級：以上三項，有一項或多項為一級乙級：除甲級、丙級之外為乙級丙級：以上三項等級均為三級§8.1建筑工程地質勘察的方法和內容8.1.1工程地質勘察階段可行性研究勘察階段—探明工程場地的穩(wěn)定性和適宜性1.收集資料2.現(xiàn)場踏勘3.測繪和必要的勘探避開地區(qū)或地段初步勘察階段—對工程場地的穩(wěn)定性作出巖土工程評價1.搜集可行性研究階段巖土勘察報告，建筑范圍地形圖及有關工程性質、規(guī)模的文件；2.初步查明地層、構造、巖土物理力學性質、地下水埋藏條件及凍結深度；3.查明場地不良地質現(xiàn)象的成因、分布、對場地穩(wěn)定性的影響及其開展趨勢4.判定場地和地基的地震效應。詳細勘察與施工勘察階段8.1.2工程地質測繪內容和比例尺1.內容：包括有工程地質條件的全部要素，即擬建場地的地層、巖性、地質構造、地貌、水文地質條件、物理地質作用和現(xiàn)象、已有建筑物的變形和破壞狀況和建筑經驗、可利用的天然建筑材料的質量及其分布等2.比例尺：①小比例尺測繪：1:5000－1:50000(選址階段)②中比例尺測繪：1:2000－1:50000(初勘階段)③大比例尺測繪：1:100－1:1000(詳勘階段)在地質條件復雜時，比例尺可適當放大。最根本的勘察方法和根底性的工作，用于勘察的前期階段，在野外將各種地質現(xiàn)象進行觀察、描述、記錄，并反映到一定比例尺的地形圖上，編繪成地質圖或工程地質圖。工程地質測繪方法實地測繪法1.測繪前的準備工作2.布置地質觀察測繪路線，方法：①路線穿越法分為：直線形或折線形路線方向大致與巖層走向、構造線及地貌單元相垂直②布點法預先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測路線和觀測點，常用于大、中比例的工程地質測繪③界限追索法沿地層走向或某一地質構造線或某些不良地質現(xiàn)象界限進行布點追索，查明局部的工程地質問題3.工程地質觀測點的工作內容①工程地質觀察點的類型②測定地質點的位置③在地質點應認真觀察，仔細描述，照實做好野外記錄④采集有代表性的巖石〔土〕樣標本、化石標本等4.野外實測地質剖面圖5.測繪工作的內業(yè)整理①將野外測繪觀察成果資料進行鑒定分析，確定巖石性質及地質年代，將地質觀察點標定在地形圖上，并將各點的主要巖層界限、構造線畫出，其它的主要地質要素用特殊符號標出，連結所有相同地質界限及構造線，得到所繪制的工程地質圖②利用實測剖面圖或在平面圖上切取縱橫兩方向的工程地質剖面圖③將所得資料進行綜合分析，編制成工程地質測繪報告像片成圖法1.利用航空〔衛(wèi)星〕攝影的像片，先在室內根據(jù)判釋標志，并結合所掌握的區(qū)域地質資料，把判明的地層巖性、地質構造地貌、水系及不良地質現(xiàn)象等，描述在單張像片上。2.然后在像片選擇需要調查的假設干點和路線，據(jù)此去實地進行調查，校對修正繪成底圖，3.最后，將結果轉繪成工程地質圖比例尺：航片1:25000~1:100000陸地衛(wèi)星影像1:250000~1:500000熱紅外圖像>1:500008.1.4工程地質勘察坑、槽探用人工或機械方式進行挖掘坑、槽，直接觀察巖土層的天然狀態(tài)及各地層之間接觸關系等地質結構，取出實際的原狀結構土樣探槽試坑豎井平洞淺井石門坑探的編錄工作：除了做詳細的描述記錄之外，還要繪制展視圖展視圖種類：四壁輻射展開法〔適用于探坑〕四壁平行展開法〔適用于淺井或豎井〕地層年代層厚（m）標高（m）四壁方位巖性描述北東南西Q1.7~2.7砂礫巖D1.7~2.3石灰?guī)rD1.9~2.0石英砂巖四壁平行展開法繪制的淺井展視圖鉆探3.鉆探方法和設備鉆探工具根據(jù)動力來源分為人力和機械兩種，前者僅用土層、淺孔，后者那么巖土層均用，效率高、孔深大常用人力鉆探工具：洛陽鏟、錐探、麻花鉆、小螺紋鉆等洛陽鏟：鉆孔直徑小深度較大的圓形孔；取出擾動土樣；沖進深度一般可達10m，黃土中可達30m；弧形鏟頭適用于黃土及黏性土層，圓形鏟頭可安裝缺十字或活葉，可鉆進并取出砂土，掌形鏟頭可將孔內較大碎石、卵石擊碎錐探：用錐具向下沖入土中，憑感覺來探明疏松覆蓋層厚度；探深可達10m，用于查明沼澤和軟土厚度、黃土陷穴麻花鉆或小螺紋鉆：每節(jié)長1m的鋼管鉆桿和管子鉗，首端為麻花形鉆頭；螺旋取出擾動土樣，孔徑??；適用于粘性土及砂類土；探深6m以內機械鉆探的工具是各式鉆機按照鉆進方法：沖擊鉆進、回轉鉆進、振動鉆進、沖洗鉆進沖擊鉆進：利用鉆具的自重，反復自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進；適用于礫、卵石層及基巖；不能取得完整巖芯，能保持較大的鉆孔口徑回轉鉆進：利用鉆機回轉，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨巖石而不斷鉆進；適用于軟硬不同的地層；能取得原狀土或完整巖芯振動鉆進：利用機械動力產生的振動力，使土的抗剪強度降低，借振動器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進；不能得原狀土或完整巖芯沖洗鉆進：通過高壓射水破壞孔底土層從而實現(xiàn)鉆進，適用于砂層、粉土層、不太堅硬粘土層4.巖土取樣在取樣的工程中，力求排除各種可能的擾動因素，使試樣的擾動程度降至盡可能小的程度，其中取土器是影響取土質量的重要因素目前外鉆孔取土器樣式：對開筒式、圓筒推出式，重大工程盡量選用活塞薄壁取土器〔軟土〕，三重管取土器〔堅硬土〕級別擾動程度試驗內容Ⅰ不擾動土的定名、含水量、密度、強度試驗、固結試驗Ⅱ輕微擾動土的定名、含水量、密度Ⅲ顯著擾動土的定名、含水量Ⅳ完全擾動土的定名土試樣質量等級劃分不同等級土試樣的取樣工具和方法見?巖土工程勘察標準?〔GB50021－2001〕5.鉆孔觀測、編錄和資料整理1.巖芯觀察、描述和編錄2.鉆孔水文地質觀測3.鉆進動態(tài)觀察和記錄4.編制鉆孔柱狀圖，比例一般為1:100~1:500地球物理勘探電法勘探1.巖土的電阻率——不同的巖土有不同的電阻率巖土類別電阻率（Ω.m）巖漿巖變質巖沉積巖粘土軟頁巖硬頁巖砂砂巖多孔灰?guī)r致密灰?guī)r2.電探方法電剖面法電測深法電剖面法——通過分析比照，了解地下勘探深度以上沿側線水平方向上巖土的電性變化電測深法——可以求得巖土層的電阻率及其隨深度的變化，從而得到判釋地下地質的依據(jù)ABMN工程地質勘探的布置一般原那么：根據(jù)建筑物類型、勘察階段、地質條件復雜程度綜合考慮布孔深度，一般按工程地質勘察標準要求，同時考慮設計要求、工程地質評價需要1.對滑坡的穩(wěn)定分析需要穿過可能的滑動面2.了解巖石風化層厚度，需要到達確是新鮮基巖為止3.研究斷層帶的寬度和性質的坑孔，應穿過斷層直達下盤完整基巖4.對工業(yè)民用建筑的地基沉降計算應達地層壓縮層之下〔2倍或3倍根底寬度〕或可能的樁基深度之下5.對地下硐室應達其底板高程以下10m左右6.有時候根據(jù)地質測繪和物探初步確定坑孔深度，按實際情況再作調整勘探坑、孔深度確定§8.2建筑工程地質勘察的報告書和圖件工程地質勘察的內業(yè)整理是勘察工作的主要組成局部，它把現(xiàn)場勘察得到的工程地質資料和與工程地質評價有關的其它資料進行統(tǒng)計、歸納和分析，編成圖件和表格；將現(xiàn)場和各個方面搜集得來的材料，按工程要求和分析問題的需要進行去偽存真、系統(tǒng)整理，適應工程設計和工程地質評價的實際需要勘察資料的內業(yè)整理工作包括1.現(xiàn)場和室內試驗數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計2.工程圖件的編制3.工程地質報告書的編寫8.2.1勘察數(shù)據(jù)的整理與分析步驟1.劃分工程地質單元①具有同一地質年代、成因類型，并處于同一構造部位和同一地貌單元的巖土層②具有根本相同的巖土性特征：礦物成分、結構構造、風化程度、物理力學性能、工程性能的巖土性③影響巖土體工程地質的因素是根本相似的④對布均勻變形反映敏感的某些建〔構〕筑物的關鍵部位，視需要劃分更小的單元2.對地質數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)進行分析和歸納整理，使其能更好反映巖土體性質和地質特征的變化規(guī)律8.2.2工程地質圖的編制工程地質圖的分類1.工程地質勘察實際材料圖圖中反映該工程場地勘察的實際工作，包括地質點、鉆孔點、勘探坑洞、試驗點、長期觀測點等。從實際材料圖上可得出勘察工作量、勘察點位置以及勘察工作布置的合理性等。2.工程地質編錄圖由一套圖件構成，包括有鉆孔柱狀圖、基坑編錄圖、平洞展視圖及其他地質勘探和測繪點的編錄。3.工程地質分析圖圖中突出反映一種或兩種工程地質因素或巖土某一性質的指標的變化情況，如天然地基持力層的埋深和厚度等值線圖等。4.專門工程地質圖為勘察某一專門工程地質問題而編制的圖件，突出反映與該工程地質問題有關的地質特征、空間分布和其相互組合關系；評價地質問題有關的地質和力學數(shù)據(jù)。5.綜合性工程地質圖和分區(qū)圖針對建筑類型把與之有關的地質條件和勘探試驗成果綜合地反映在圖上，并對建筑地區(qū)地工程地質條件提出總地評價。作為建筑物總體布置、設計方案與處理措施的根本依據(jù)。工程地質圖的內容及編制原那么1.地形地貌：包括地勢和主要地貌單元。2.巖土類型及其工程性質：包括地層年代、地基土成因類型、變化、分布規(guī)律以及物理力學指標的變化范圍和代表值。3.地質構造：一般包括各種巖土層的分布范圍、產狀、褶曲軸線及斷層破碎帶的位置、類型及其活動性等，另對某些工程〔如邊坡、洞室工程〕應包括巖石的裂隙性情況、構造特征等。內容4.水文地質條件：包括一般有地下水位，含潛水水位及對工程有影響的承壓水測壓水位及其變化幅度，地下水的化學成分及侵蝕性。5.物理地質現(xiàn)象：包括各類物理地質現(xiàn)象的形態(tài)、發(fā)育強度的等級及其活動性。工程地質圖系根據(jù)工程地質條件各個方面的相應比例尺的一套圖件編制的，這些根本圖件為：1.第四紀地質圖或地質圖；

2.地貌及物理地質現(xiàn)象圖；

3.水文地質圖；

4.各種剖面圖、鉆孔柱狀圖及各種原位測試與室內試驗成果圖表。將這些根本圖件上工程所需的內容移繪到工程地質圖上去。圖上應畫出許多界線，如不同年代、不同成因類型和土性的土層界線，地貌分區(qū)界線，物理地質現(xiàn)象分布界線及各級工程地質分區(qū)界線等等。

各種界線的繪制方法，一般是肯定者用實線，不肯定者用虛線。工程地質圖上還可用各種花紋、線條、符號、代號來區(qū)分各種巖性、斷層線、物理地質現(xiàn)象、土的成因類型等等。另外工程地質圖上還可以用顏色表示工程地質分區(qū)或巖性。工程地質圖的編制方法8.2.3工程地質報告書和附件工程地質報告書在內容結構上分為：1.緒論—說明勘察工作的任務、采用的方法及取得的成果2.通論—說明勘察場地工程地質條件，區(qū)域自然地理和地質背景3.專論—主要論證工程建筑所涉及到的有關工程地質問題，評價工程的適宜性，并提出防治不良地質作用措施的建議4.結論—在專論的根底上，對各種具體問題給予簡要的結論性意見工程地質報告書工程地質圖和其它附件1.勘探點平面位置圖2.工程地質剖面圖3.地層綜合柱狀圖4.土工試驗圖表5.現(xiàn)場原位測試圖件6.其它專門圖件§8.3現(xiàn)場檢驗和長期監(jiān)測現(xiàn)場檢驗和長期監(jiān)測是工程地質工作中一個重要環(huán)節(jié)，它與勘察、設計、施工一起，構成巖土工程的完整體系現(xiàn)場檢驗1.驗證查核工程地質勘察成果與評議建議，施工時獲得的第一手工程地質和水文資料可以補充和修正勘察成果，如發(fā)現(xiàn)實際情況與勘察成果有較大差異時，及時補充勘察或修改巖土工程設計及采取相應的處理措施2.對巖土工程施工質量的控制和檢驗，即施工監(jiān)理與質量控制：如地基基槽、樁基施工、地基處理、深基坑支護等的監(jiān)控施工階段對工程勘察成果的驗證核查和施工質量的監(jiān)控概念內容長期監(jiān)測1.荷載作用下巖土體性狀的監(jiān)測：巖土體變形和位移監(jiān)測、巖土體應力量測等2.施工或運營種結構物的