工程地質(zhì)圖的繪制及工程地質(zhì)報告的編寫.docVIP

一、概述 工程地質(zhì)圖是綜合反映地區(qū)工程地質(zhì)條件并給予綜合評價的圖面資料。這綜合了通過各種工程地質(zhì)勘察方法：測繪、勘探、試驗以及長期觀測所取得的成果，結(jié)合建筑需要編劃、設計或施工之用。工程地質(zhì)圖件能夠按其比例尺，把工程地質(zhì)條件各要素的空間分布和變化規(guī)律準確而有晰地表現(xiàn)在圖面上，給人以深刻而具體的印象，常常比工程地質(zhì)報告書的敘述更為確切而直觀，因而受到 更大的重觀。對某些小型建筑物來說，一套比較完整的工程地質(zhì)圖表，實際上已兼有報告書的作用。 工程地制裁圖的內(nèi)容及其表現(xiàn)形式，編圖原則，編圖方法等還很不統(tǒng)一，國內(nèi)外仍在探索。不少國家也編繪了目的不同、格式不一的工程地質(zhì)圖，但是都還不成熟，更不足以視主典蕩，只能作為參考。1968年國際工程地質(zhì)協(xié)會（IAEG）成立了工程地質(zhì)編圖委員會，并于1976年出版了工程地質(zhì)圖及其編制指南一書，在廣泛懼和研究各國有關文獻及圖件的基礎上論述上工程地質(zhì)圖的編圖原則和方法，并從不同國家選出了十幾幅樣圖附以說明。其中在一些方面，如圖的分類、表示的內(nèi)容、分區(qū)原則和名稱、編圖的技術方法等方面與我國沿用者均有相似之處。 我國在五十年代初學習蘇聯(lián)的基礎上，對工程地質(zhì)編圖有了很大發(fā)展。各項工程建筑，特別是大型工程，均編有工程地質(zhì)圖，積累了不少經(jīng)驗。近年來結(jié)合環(huán)境工程地質(zhì)工作的開展，地質(zhì)礦產(chǎn)部系統(tǒng)進行了不少地區(qū)的工程地質(zhì)編圖工作，例如長江流域環(huán)境地質(zhì)圖系、黃河流域環(huán)境地抽圖系等就包括了一系列工程地質(zhì)圖件，提 出了編圖方案和圖例。但是，由于工程地質(zhì)條件包含的要素很多，變化又大，建筑類型多種多樣，要求不一，如何才能使工程地質(zhì)圖編得既能詳細臺實地反映客觀條件，又能符合建筑的需要，還是一個有待進一步研究的問題。二、工程地質(zhì)圖的特點與分類 工程地制裁圖是工程地制裁測繪、勘探、試驗等項工作的綜合總結(jié)性成果。它不像地質(zhì)圖或地貌圖那樣主要是通過測繪“制”成的，而是以這些圖件為基礎圖，再把通過勘探對地下地質(zhì)的了解，以及通過試驗取得的資料等綜合起來“編”成的。因而工程地質(zhì)圖常常是由一套較圖組成的除了最主要的工程地制裁平面圖之外，不有一系列附件，例如單項因素（水文地質(zhì)、物理地質(zhì)現(xiàn)象等）的分析圖、附有物理力學指針的巖層綜合柱狀圖、剖面圖、切面圖、立體投影圖、等 。根據(jù)圖的比例尺，以及工程的特點和要求，還可以編繪一些其它的圖作為附件。工程地質(zhì)圖可按其內(nèi)容和用途進行分類 ： （一）按圖的內(nèi)容可分為： 1、分析圖：圖中只反映地質(zhì)條件的某一要素或巖土的某一指針變化規(guī)律等。如地下水埋深變化或地下水等水位線圖，巖體風化殼某一風化帶頂板等高線圖，某一土層的壓縮系數(shù)等值線圖，等等。這種圖所表示的峪多是對該建筑物具的決定意義，或為分析某一重要工程地質(zhì)問題所必需。只有在詳細勘察階段才有可能和需要編繪這種圖件。這種圖一般是主要工程地制裁圖的附件。 2、綜合圖：把制圖區(qū)的工程地質(zhì)條件綜合地反映在圖上，并對全區(qū)提出工程地質(zhì)條件總評價，但是并不進行分區(qū)。當分區(qū)有困難時，常采用這種圖式。實際生產(chǎn)中這種圖編制較多，并作為正式圖件提交。如系針對某類建筑而編制這種圖時，則應很好地分析和選擇有關資料，作到既有系統(tǒng)而又突了重點。 3、分區(qū)圖：按照工程地質(zhì)條件相似程度，把制圖范圍內(nèi)劃分成為若干個區(qū)，并可作幾級劃分。這種圖的圖面上只有分區(qū)界 和各區(qū)的代號民，但沒有表示工程地質(zhì)條件的實際資料。常列表說明各區(qū)的工程地質(zhì)特征，作出評價。這種圖常與工程地制裁綜合圖并用（兩張圖）以便互相印證。 4、綜合分區(qū)圖：圖上既綜合表現(xiàn)工程地質(zhì)條件的有關資料，又有分區(qū)，并對各區(qū)的建筑適宜性作出評價。一般所指的工程地質(zhì)圖即屬此類，是生產(chǎn)實際中最常用的圖式。 （二）按圖的用途分為： 1、通用工程地質(zhì)圖：是為各類建筑服務的，而不是專為某一種建筑服務的。為此這種圖上對與各類建筑有關的工程地質(zhì)條件均應有所反映，也可以進行一般性評價。這種工程地質(zhì)圖多系為規(guī)劃應用的小比例尺圖，各類建筑規(guī)劃均可采用。例如我國1965年出版的中華人民共和國自然地圖集中的1：10000000中國工程地制裁圖即屬此類，捷克1：25000的茲沃倫盆地通用綜合工程地質(zhì)圖（1969）也屬此類。 2、專用工程地質(zhì)圖：是為某一類建筑服務的，具有專門的性質(zhì)。所反映的工程地質(zhì)條件和余年南陽的評價，都是與該種建筑的要求緊密結(jié)合的。這種圖的內(nèi)容既應全面地把工程地制裁條件表現(xiàn)出，也應針對建筑的需要和存在的主要工程地質(zhì)問題對資料加以選擇，突出重點，以免圖面過分擁擠。這種圖適用天各種比例尺，但更多地用于大中比例尺。按其比例尺和表示的內(nèi)容，專用工程地質(zhì)圖又分為三種： （1）、小比例尺專用工程地質(zhì)圖：種圖適用于某一類建筑的規(guī)劃，例如城市建筑規(guī)劃，大、中河流流哉規(guī)劃，鐵路線路方案比較等。所謂小比例尺，一般地質(zhì)測繪是指小于1：500000，工程地質(zhì)中則是指小于1：50000，并不統(tǒng)一，也是有待討論的問題。小比例尺專用工程地質(zhì)圖一般是通過搜集已有的測繪勘探資料和航衛(wèi)片判釋，輔以路線?？焙蜕倭靠碧焦ぷ鞒晒?，編制而成。 （2）、中等比例盡專用工程地質(zhì)圖：比例尺為1：250001：10000。在生產(chǎn)實際中這種圖編繪得很多，應用最廣。初步設計階段所提成果即屬此類圖，在選擇建筑地址和設計建筑物配置方式時，這種圖能夠提供充分的依據(jù)和必要的工程地質(zhì)評價，使主要建筑物建筑在優(yōu)良的地基上，并使各附屬建筑物配置在合理的位元址上。這類圖件的內(nèi)容，大量吸取了勘探和工作的資料，作為分析工程地質(zhì)問題和提出工程地質(zhì)評價的論據(jù)。 （3）、大比例尺工程地質(zhì)圖：比例尺1：50001：1000，編制這種圖所依據(jù)的資料主要是勘探、試驗和長期觀測成果。圖上反映的內(nèi)容精確而細致，劃分的巖土單元和地貌形態(tài)水理和力學性質(zhì)指針，可用等值表示在圖上。據(jù)此，可進行工程地質(zhì)分區(qū)并作出具有定量性質(zhì)的工程地質(zhì)評價。三、有待探索的問題 在工程地制裁圖的編繪工作中， 需要探討的問題頗多，其中突出的是巖土工程地質(zhì)制圖單元的劃分問題和工程地質(zhì)分區(qū)問題。 （一）巖土工程地質(zhì)制圖單元的劃分問題 這一問題的實質(zhì)是在不同用途比例尺的工程地質(zhì)圖上如何合理地劃分巖土單元體,才能既滿足工程的需要又不浪費工作量,同時保持圖面清晰簡潔.圖的比例尺與勘探階段密切相關,圖上巖土單元的劃分也應與勘察階段一致.例如在小比例尺圖上,單元體分得粗略一些即可滿足要求,不需要劃得很細,分得細就要 作 大量工作,不但浪費,而且圖面上十分擁擠,反而不清晰. 地質(zhì)圖上的巖層單體是按地層劃分單元填繪的,小比例尺地抽圖一般的地層劃分到”統(tǒng)”,作為填圖單元,中比例尺地質(zhì)則劃分到”階”,大比例尺劃分的更細,甚至按巖性劃分.在工程地質(zhì)圖上,就不能按地層單位元,而只能從工程地質(zhì)角度劃分單元.這種單元究應如何劃分還須研究.最初將巖劃分為六級:建造、地質(zhì)成因綜合體、巖性類型、工程地質(zhì)綜合體、工程地質(zhì)種、工程地制裁亞種.國際工程地質(zhì)協(xié)會編圖委員會建議按四級分類(1)工程地質(zhì)類型 (E.T),(2)巖石類型(L.T.)(3)巖石綜合體(L.C.),(4)巖組(L.S).工程地質(zhì)類型是最小的單元體,適用于大比例尺工程地質(zhì)圖.同一工程地質(zhì)類型中的巖土,在物理力科學性質(zhì)上具有高度的相似性,但其物理狀態(tài)則可以不同,不能給出單元平均的物理力學性質(zhì)指針的確切值,只能給出其變化范圍值.巖石綜合體(Lithological complex)是由一組成因相同的巖石類型組成的,即這些巖石形成的古地理環(huán)境和構(gòu)造條件是同一的.綜合體在其展布范圍內(nèi)組成的巖石類型應是均勻的,并能彼此區(qū)分開.不能給出綜合體的指針,只能給 出其中個別巖石類型的指針.這一單元體用于中、小比例尺工程地質(zhì)圖的編繪 .巖組(Lithological suite)是最大的單元,用于小比例尺編圖.工程地質(zhì)巖組由巖石綜合體組成,這一套巖石的形成是在一定地質(zhì)時期的大地構(gòu)造和地理環(huán)境中發(fā)育起來的,相互有著成因的聯(lián)系,按一定的規(guī)律共生在一起,具有相似的工程地制裁特征.但從巖性上來看,一個巖組所包含的巖石類型則是不相同的,不均一的,因而是各向異性的. 在上述的四級劃分中,最基本的單元是巖石類型,由它根據(jù)巖石的物理力學性質(zhì)可以細分為不同的工程地質(zhì)類型;由它根據(jù)成因可以進一步組合為巖石綜合體以至巖組.為此,從工程地質(zhì)觀點進行巖石類型的劃分十分重要國際工程地質(zhì)協(xié)會編圖委員會(CEGM)對三大類巖石的巖石學分類加以簡化,并使用了定量和半定量的的指針,提出了巖石工程地質(zhì)分類表.由于巖石結(jié)構(gòu)對巖石工程地質(zhì)我最有影響,故按結(jié)構(gòu)把巖石分為非常粗粒的(60)、粗粒的(60-2)、細粒的(0.060.002)、非常細粒的(0.002)和隱晶質(zhì)或玻璃質(zhì)的,按此基本命名.在命名描述時,使用了三類指針(1)分類指針,如巖土的礦物成分、結(jié)構(gòu)、顏色、風化狀態(tài)、滲透性等;(2)間接指針,如粒度、比重、容重、孔隙度、天然含水量、粘性土的塑性指數(shù)、巖石的聲波速度等;(3)直接指針,如巖石的單軸抗壓強度、抗剪強度、滲透系數(shù)、巖石的間接指針用以評價巖土的物理狀態(tài)和屬性;直接指針用以參與工程計算.所有這些指針都有定量的或半定量的標準,一般在大比例尺的圖上使用的指針較多,而且多為定量的或半定量的,在中等比例尺的圖上次之,在小比例尺的圖上使用的指針較少而且多為半定量或定性的.具體情況,可參考CEGM編的一書,其中有巖土工程地質(zhì)分類表和”為描述巖土而采用的分類指針和間接指針表”. CEGM的劃分方案是否適用還須在實踐中檢驗,對工程地質(zhì)類型和巖石類型的劃分比較具體易行,而巖石綜合體和巖組究應如何劃分,還不明確.巖石綜合體可按成因類型或巖相劃分,還不明確.巖石綜合體可按成因類型或巖相劃分,如松軟土按沖積、洪積、坡積等成因類型劃分.巖組的劃分,一直認為應按建造劃分,張咸恭等(1982O并提出了劃分的方案.但是由于我國小比例尺地質(zhì)圖上填圖單元多按地層劃分,而不是按建造劃分,這樣作還有困難. 近年來地質(zhì)礦物部在編制一些地區(qū)的環(huán)境地質(zhì)圖系的工作中,工程地質(zhì)圖(比例尺1:2000000)巖土單元體劃分的原則是以成因-地質(zhì)特征-工程地質(zhì)性質(zhì)人微言輕劃分依據(jù)的.巖體首先按建造劃分為四個類型(1)巖漿巖建造類型;(2)沉積碎屑巖建造類型;(3)沉積碳酸舊中國巖建造類型;(4)變質(zhì)奪建造類型.第二步是按有成生聯(lián)系(自然共生組合)的巖層緩步或巖石的工程地質(zhì)特征(強度、結(jié)構(gòu))劃分.由此聯(lián)合命名為”工程地質(zhì)巖組”,其命名的通式為:巖石經(jīng)濟計劃+巖體結(jié)構(gòu)+巖層組或巖石名稱.例如:堅硬塊狀侵入巖巖組、軟弱的層狀一薄層狀礫巖一砂巖一泥巖一葉巖巖組、堅硬一較堅硬的塊裝片麻巖一變粒巖一混合巖巖組,等等.其中,強度是按干抗壓強度和軟化系數(shù)為指針,分為堅硬的、較堅硬的和軟弱的三級;巖結(jié)構(gòu)分為塊狀結(jié)構(gòu)的、層狀結(jié)構(gòu)的和薄片狀結(jié)構(gòu)扔三類.劃分的指針數(shù)值可參考一般通用的標準. 土體則按粘性土、砂類土、卵礫類土,以及各類特殊土劃分.再按土體表層30米結(jié)構(gòu)情況分為均一的和層狀的.(二)工程地質(zhì)圖上的分區(qū)問題 工程地質(zhì)圖上常須進行分區(qū)即將圖區(qū)范圍按其工程地質(zhì)條件或評價的差異性劃分為不同的區(qū)段,繪出分區(qū)界線,并對各區(qū)段給予命名和代號.不同區(qū)段的條件是不相同的,而同一區(qū)段之內(nèi)各處的建筑條件則是相似的,勘察條件也是相似的. 劃區(qū)時可根據(jù)差異性的明顯程度和實際資料情況作若干區(qū)級的劃分,即一級劃分出的區(qū)還可根據(jù)區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件的秒年時微秒 再劃分為次一級的區(qū)。在一幅工程地質(zhì)圖上一般作23級區(qū)劃，但是不同比率尺的圖所劃的區(qū)級有所不同，并渾象銜接。例如小比率尺圖上劃分出一、二級區(qū)，中比例尺圖上是二、三級區(qū)，二大比例尺圖上是三、四級 區(qū)。這樣，區(qū)級的劃分就可達數(shù)級。現(xiàn)用的不同區(qū)級基本名稱，由大到小為：區(qū)域地區(qū)區(qū)地段。有的大比例尺圖上地段還可再劃分,稱為二級地段。一個區(qū)域可劃分為若干個地區(qū),地區(qū)又可劃分為若干個區(qū),如此類推。級序高的區(qū),包括的范圍大,工程地質(zhì)條件的相似程度底；級序低的區(qū),包括的范圍小,相似程度較高。 區(qū)域是一級區(qū)劃的基本名稱,包括的范圍一般達數(shù)千平方公里或更大,因而只有再全國性的、省的或大流域的范圍才能劃分得出來。一個區(qū)域之內(nèi)工程地質(zhì)條件在些基本的大的方面是相似的。而地段包括的范圍則很小,一般在大比率尺的圖上才劃分得出來。一個地段之內(nèi)的工程地質(zhì)條件在許多方面，而且是一些具體的方面,例如巖土的某一主要指針都是相近的。因而在不同區(qū)級劃分時所依據(jù)的準則也是有區(qū)別的,劃分級序高的區(qū)時依據(jù)的準則是大的基本方面的差異,而劃分級序低的區(qū)時依據(jù)的準則只具體的細致的方面差異。這種分區(qū)所依據(jù)的準則稱為分區(qū)標志。 分區(qū)標志確定得是否正確對區(qū)劃的質(zhì)量具有決定性的意義,這要根據(jù)編圖的目的,制圖范圍內(nèi)的工程地質(zhì)特征來確定,當然也要考慮區(qū)級。較低區(qū)級的分區(qū)標志較易確定,也不要求同一。而高級區(qū),特別是一、二級區(qū)的分區(qū)標志,因為涉及到全國或者很大的范圍,而且主要用于通用工程地質(zhì)圖,影響到各類建筑物,所以要確定得合理而方便。在我國編制全國區(qū)域工程地質(zhì)圖得工作中,對于劃分一級單元的分區(qū)標志存在著爭論,一部分人主張以大地構(gòu)造作為分區(qū)標志,另一部分人主張以大地貌結(jié)合新構(gòu)造運動作為分區(qū)標志。二級區(qū)劃地區(qū)的分區(qū)標志,一般都主張以地貌作為主要標志,三級單元一般是按巖性來劃分。四級單元按工程地質(zhì)評價或水文地質(zhì)條件等劃分。 用工程地質(zhì)評價作為分區(qū)標志,可以定性地或定量地評判各區(qū)建筑適宜性,指出區(qū)內(nèi)有利的和不利的因素及克服不利因素的難易程度。由此作出的區(qū)劃能夠較好的反映勘察成果和研究結(jié)論,明確地表示出工程地質(zhì)工作者對場地選擇及建筑條件的意見,提供設計和施工人員從工程地質(zhì)圖上方便地取得地質(zhì)結(jié)論。例如捷克根據(jù)通用綜合工程地質(zhì)圖編制了五種建筑的適宜性分區(qū)圖：(1) 五層以下的建筑物,(2).五層以上的住宅,(3).大型工業(yè)建筑,(4)大于5米的深挖方路塹,(5)大于5米的堤壩和路堤。另外還對同一地區(qū)編制了“天然資源(地下水、礦產(chǎn))防護分區(qū)圖”。最后將這些分區(qū)圖進行組合和分析編成“最優(yōu)土地開發(fā)適宜性圖”。 工程地址評價必需通過主要工程地址問題的分析才能作出。勘察階段不同,圖的比例尺不同,主要的工程地質(zhì)問題也各有側(cè)重,因而工程地質(zhì)評價的性質(zhì)也是有區(qū)別的,據(jù)以劃分的區(qū)級和各區(qū)的性質(zhì)隨而異。例如在流域規(guī)劃階段,工程地質(zhì)圖為小比率尺的,主要的工程地質(zhì)問題為區(qū)域穩(wěn)定性的問題,經(jīng)過對此問題的分析,就可作出工程地質(zhì)評價：某一河段的區(qū)域穩(wěn)定性好,某一河段的區(qū)域穩(wěn)定性差,還有的河段是不穩(wěn)定的,由此即可進行分區(qū),分得完善時,可以分出：穩(wěn)定地區(qū)、較穩(wěn)定地區(qū)、穩(wěn)定性差得地區(qū)、和不穩(wěn)定地區(qū)。又如在初步設計階段得庫區(qū)中等比例尺工程地質(zhì)圖上,如果主要得工程地質(zhì)問題為庫區(qū)滲漏問題,經(jīng)過分析作出評價,即可氛圍：滲漏嚴重區(qū)、滲漏較嚴重區(qū)、滲漏輕微區(qū)、和不滲漏區(qū)。在大比例尺的工程地質(zhì)圖上,還可根據(jù)定量評價進行分區(qū)。四、工程地質(zhì)圖表示的內(nèi)容 (重點) 這決定于圖的用途和比例尺,也要看工程地質(zhì)條件的復雜程度。總的來說,正式的工程地質(zhì)圖(一般為綜合分區(qū)圖)上,都有工程地質(zhì)條件的綜合表現(xiàn),并進行分區(qū)、作出工程地質(zhì)評價。工程地質(zhì)條件表示的內(nèi)容主要為： 1.地形地貌：圖上應劃分地形形態(tài)的等級和地貌單元(參考工程地質(zhì)手冊)。根據(jù)比例尺的大小決定劃分的詳細程度在小比例尺的圖上應以大中形態(tài)的劃分為主,而在大比例尺圖上,則為小型形態(tài)甚至地貌單元。圖上應表示出地形起伏,溝谷割切的密度、寬度和深度,斜坡的坡度山脊,洼地,河谷結(jié)構(gòu),階地、夷平面及其等級,巖溶地貌形態(tài)來型等。 2.巖土類型單元，性質(zhì)，厚度變化。首先要分出基巖和松軟土，再按前述單元劃分，勾繪出其界線?；鶐r中的軟弱夾層應按實際比例尺表示出來，松軟土的厚度應設法加以表示。 3.地質(zhì)結(jié)構(gòu)：主要是基巖產(chǎn)狀、褶皺及斷裂，應在圖上用產(chǎn)狀符號、褶皺軸線、斷層線(在大比例尺上按其實際寬度)加以表示。有明顯活動的斷層應作特別表示。裂隙可選擇典型的點用玫瑰花圖表示其性質(zhì)和產(chǎn)狀，也可用赤平投影圖表示。在大比例尺圖上，重要的大型裂隙可按實際位置和延伸長度表示，有時須表示出典型地點的裂隙率。 4.水文地質(zhì)條件：主要應表示出地下水位，井泉位置，隔水層和透水層的分布，巖土含水性及富水性，地下水的化學成分及侵蝕性等?？梢杂梅柣蛘叩戎稻€表示。 5.物理地質(zhì)現(xiàn)象：圖上應表示出物理地質(zhì)現(xiàn)象的類型、形態(tài)、發(fā)育強度的等級及其活動性。在小比例尺圖上應當按主要、次要關系，把各種物理地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、巖溶、巖堆、泥石流、地震烈度及其分區(qū)、風化殼厚度等表示出來，一般是用符號在其主要發(fā)育地帶作籠統(tǒng)的表示，發(fā)育強度，可用符號的個數(shù)加以，也可用分區(qū)的辦法表示，分為發(fā)育強烈區(qū)、中等區(qū)、微弱區(qū)等。地震烈度等級、巖石風化殼厚度等可在符號旁邊注以數(shù)字表示之。在大比例尺的圖上，個別形態(tài)可用實際比例尺繪出，如滑坡、沖溝、巖堆、各種巖溶形態(tài)等，還可用符號表示其活動性。 上述內(nèi)容只是擇要概略言之，不可盡述。在實際工作中應根據(jù)具體情況靈活掌握。為了便于參考,將工程地質(zhì)圖表示的內(nèi)容粗略概括為標71。五、工程地質(zhì)圖的編繪與整飾 前而言及,工程地質(zhì)圖是根據(jù)一些原始資料編繪而成的。CEGM將這些原始資料分為基礎圖(或稱補充圖)：如地質(zhì)圖、地貌圖、水文地質(zhì)圖、物理地質(zhì)現(xiàn)象等；輔助圖：如實際材料圖、各種分析圖、勘探和實驗成果圖表等。后者隨者比例尺的加大而愈益重要。各種原始圖件的比例尺應與所編工程地質(zhì)圖的比例尺相等或稍大。 工程地質(zhì)圖表示的內(nèi)容就是這些原始的內(nèi)容移繪上去的。移繪時應加以分析研究,結(jié)合編圖目的加以選擇,而不應毫無取舍地機械移繪上去。移繪的各種資料應加以系統(tǒng)化,并要求突出重點。為了說明表示的內(nèi)容,要指定一套完整而系統(tǒng)的圖例。 首先,工程地質(zhì)圖上將有一系列界線,例如巖土單元界線、地貌單元界線、地質(zhì)構(gòu)造單元界線、水文地質(zhì)單元界線或含水層隔水層分界線、物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育強度分區(qū)界線,等等。如果進行、工程地質(zhì)分區(qū),則還有各區(qū)級的分區(qū)界線。界線雖然很多,但因為工程地質(zhì)條件各要素之間有著密切的聯(lián)系,因而有些界線是彼此相合的,例如地貌單元界線也常與地質(zhì)構(gòu)造單元界線,特別是與表層沈積成因類型界線相合,而水文地質(zhì)單元界線也常與這些界線部分地或全部地一致。以工程地質(zhì)條件為基礎地工程地質(zhì)分區(qū)界線更是常與上述各種界線的一種或幾種是共同的。這種統(tǒng)一性就使工程地質(zhì)圖上的界線數(shù)量大為減少。 幾種界線相合時,應按相對重要性決定該界線的性質(zhì),當工程地質(zhì)分區(qū)界線與其它界線相合時,應以之作為分區(qū)界線。但如果能用顏色、花紋等表示其分界時,則界線可用以表示其它的分界。界線還可以用粗細、虛實相區(qū)別,分區(qū)界線一般由高級區(qū)向低級區(qū)由粗變細。顏色和花紋一般用以表示最重要的因素。若為綜合分區(qū)圖,則顏色總是用以表示分區(qū),一般使用綠色表示建筑條件做好的區(qū),用黃色表示差一些的區(qū),而條件最差的區(qū)則用紅色表示。在不分區(qū)的綜合工程地質(zhì)圖上,顏色一般用以表示巖土單元,還可用同種顏色的不同花紋表示同一巖土單元的不同巖性。覆蓋層一般是用黃色表示,捷克所編的工程地質(zhì)條件圖用黃色的濃淡分別表示覆蓋層的厚度2m、25m、510m。用灰色的花紋表示下部的基巖。在英國編制的“聯(lián)合王國巖土工程地質(zhì)土”(1:400萬)上,用在一個圖例種包含有不同巖性條紋的“比例表達法”表示某一綜合體由那幾類巖石組成及其所占的比例。我國編的一些工程地質(zhì)圖上為了說明巖性在垂直方向上的變化,也常根據(jù)勘探資料,在一些典型地點繪以小柱狀圖,小柱狀圖內(nèi)繪出不同深度的巖性花紋,并在小柱狀圖的右側(cè)用數(shù)字表明各層的厚度。 此外,還可以有效的使用各種顏色的線條、符號、代號、等值線等表示一些內(nèi)容。如活動性斷層可用紅線表示,活動性的物理地質(zhì)現(xiàn)象也可用紅色符號表示,井泉及地下等水位線可用蘭色符號和線條表示。符號主要用與表示巖層產(chǎn)狀,坑井位置、物理地質(zhì)現(xiàn)象等。代號常用以表示地貌單元,工程地質(zhì)分區(qū)等。分區(qū)代號最高區(qū)級一般用羅馬字表示,次一級區(qū)用拼音字母(大寫)表示,再次一級用阿拉伯數(shù)字表示,連寫在一起標在最低的區(qū)級范圍內(nèi),如IA1,D1。圖71a為比例尺較大的工程地質(zhì)圖。六、工程地質(zhì)圖的附件及其編繪 工程地質(zhì)圖是由一套圖組成的,前面所說的是其中的主圖,其余的圖件則為附圖。有了附圖就能使主圖的內(nèi)容更易理解,更加明晰,而且共同充分反映場區(qū)工程地質(zhì)條件,說明分區(qū)特征。主要附圖及其編制方法簡述如下。 (一) 巖土單元綜合柱狀圖 與地質(zhì)圖上的地層綜合柱狀圖基本相同,所不同的是這里不是按地層劃分,而是工程地質(zhì)單元,各單元的物理力學性質(zhì)指標應在圖邊列表說明,指標的項目多少決定與圖的比例尺。柱狀圖內(nèi)單元體按時代依次排列,每個單元體給一代號和巖性符號,統(tǒng)一使用于各個圖件的編繪。對軟弱夾層、透水性強烈的單元體應當予以特別的表示,并作專門說明。捷克所編“工程地質(zhì)條件圖”所附詳細說明表,與我們的柱狀圖相似,該表說明的內(nèi)容很全面,共分為三大項24欄。 (二)工程地質(zhì)剖面圖 根據(jù)地質(zhì)剖面圖、勘探資料試驗成果,編制工程地質(zhì)剖面圖,以揭示一定深度范圍內(nèi)的垂向地質(zhì)結(jié)構(gòu).其繪制方法與地質(zhì)(構(gòu)造-巖性)剖面圖基本相同,但系按工程地質(zhì)單元分層,還應將地下水位,地貌單元和工程地質(zhì)分區(qū)界線與代號等表示在圖上.在有些大比例尺剖面圖;上,常用數(shù)字符號注明單元體的物理力學性質(zhì)指標(圖71b).有的剖面圖是按巖土某一性質(zhì)指標(如滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)等)等值線形所劃分的單元體.如圖72即是按巖土的滲透系數(shù)所繪制的剖面圖,可稱為滲透剖面圖,在分析壩區(qū)滲漏問題時很有用. (三)立體投影圖 即包含X、Y、Z三軸線的投影圖.這種圖能夠清楚地表示出建筑聲地的地質(zhì)結(jié)構(gòu),對選擇建筑物的聲地和預測地基穩(wěn)定性有幫助.圖73為一壩址河谷結(jié)構(gòu)立體投影圖.在地面比較平坦、勘探坑孔布置比較規(guī)則(例如方格網(wǎng)狀)的條件下作這種圖較為適宜.工業(yè)民用建筑在初步設計或施工設計階段常繪制這種圖件.有時水工建筑物在壩址區(qū)也繪制這種圖(如圖72).制圖方法是,先在圖上畫一水平”基線”再將X、Y二水平軸線與水平基線作下列三種交角(圖74)(1)30, 30;(2) 0, 45;(3) 0, 45;如圖75即為采用了0, 45的立體投影圖.采用何者為宜,須視具體情況而定.圖的比例尺可與平面圖相同或稍大,兩水平軸線應一臻.垂直比例尺可比水平比例尺大一些,視鉆孔深度及單元體厚薄情況選擇確定.水平軸最好是勘探坑孔的連線.圖上除了表示地質(zhì)結(jié)構(gòu)外,還應當畫上地下水位線、分區(qū)界線等. (四)平切面圖 用以表示地下某一高程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的平面圖,學用于重大建筑物的基礎底面,拱壩壩肩部位工程地質(zhì)條件較復雜時,也常在某些高程分別繪制平切面圖.它也為繪制立體投影圖提供依據(jù).這種圖主要是根據(jù)勘探和測試資料繪制的,地表測繪成果向深部推斷延伸作為參考. (五)分區(qū)特征說明表及其它附件 分區(qū)特征說明表為表格形式,用于對平面圖中的分區(qū)標志、各區(qū)的工程地質(zhì)條件特征,主要工程地質(zhì)問題的分析結(jié)論,以及工程地質(zhì)評價等進行說明.在工程地質(zhì)評價欄內(nèi)應對各區(qū)建筑條件的適宜性、應當采取的補救措施原則提出明確意見. 其它附件包括各種分析圖及一些重要原始資料的圖表等.工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪是在地形地質(zhì)圖上填繪出測區(qū)的工程地質(zhì)條件,作為工程地質(zhì)勘探,取樣,試驗,監(jiān)測的主要依據(jù).測繪所用地形圖比例尺,在選址階段選用1:50001:50000,和勘察階段選用1:20001:10000詳勘階段選用1:50001:2000.地質(zhì)條件復雜時,比例尺可適當放大,必要時采用擴大比例尺表示.建筑地段的地質(zhì)界線,地點測繪精度在圖上的誤差不超過3mm,其他地段不超過5mm.勘探與取樣勘探一般包括坑探,鉆探和物探等.坑探就是挖個坑觀看土層情況.鉆探是借助于鉆機打鉆孔獲取地下地質(zhì)資料,按動力來源,可分為人工鉆和機動鉆;按取土方法的不同,又可分為回轉(zhuǎn),沖擊,回轉(zhuǎn)沖擊,振動四種,鉆探方法的選擇要根據(jù)土性及勘察對土樣振動程度的要求而定,回轉(zhuǎn)鉆適用于粘性土,粉土,砂土,沖擊鉆較適用于砂土,碎石土,振動鉆探一般適用于粘性土,粉土,砂土.鉆孔分鑒別孔和技術孔,鑒別孔用來劃分地層,技術孔還要用于取土進行物理力學指標的測試.在鉆孔中取不擾動土樣需用取土器.取土器按內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分上提活閥式和反旋活閥式;按壁厚可分厚壁取土器和薄壁取土器.將取土器接在鉆桿或加重桿上,取土器放入孔內(nèi)時不得沖擊孔底.盡量采用快速靜力連續(xù)壓入法或采用重錘少擊法將取土器送入土中.當取土器盛滿土樣后,提斷或扭斷試樣底端,然后提出鉆具.筒兩端多余土削去后,蓋上筒蓋,貼上標簽,隨即蠟封.物探是地球物理勘探的簡稱,一般包括電法勘探(電探),地震波速法勘探(地震勘探)等.工程地質(zhì)原位測試原位測試是在保持土體原有應力狀態(tài)條件下,在現(xiàn)場進行的各種測試試驗.主要包括平板載荷試驗,靜力觸探,動力觸探,旁壓試驗,十字板剪切試驗,現(xiàn)場大型直剪試驗,對難于取得原狀土樣的巖土樣的巖土層,砂土,碎石土,軟土等宜采用原位試驗.平板載荷試驗平板載荷度驗主要專用于確定地基土承載力特征值及土的變形模量.試驗一般在試坑中進行.將試坑挖到基礎的持力層位置,用12cm中粗砂找平,放上承壓板,在承壓板上施加荷載試驗時,總加荷量約為設計荷載的2倍.荷載按預估極限荷載的1/81/10分級施加.每級荷載穩(wěn)定的標準為連續(xù)2小時內(nèi),每小時的沉降增量不大于0.1mm.試驗應做到破壞,破壞的標志是:承壓板周圍土有明顯的側(cè)向擠出,或同一級荷載下,24小時內(nèi)沉降不穩(wěn),呈加速發(fā)展的趨勢.達到破壞時應停止加荷.試驗成果主要是繪制荷載-沉降曲線,即P-S曲線.掌握地基承載力特征值的確定方法.靜力觸探靜力觸探(CPT)是將圓錐形的金屬探頭以靜力方式按一定的速率均勻壓入土中,量測其貫入阻力,借以間接判定土的物理力學性質(zhì)的試驗.其優(yōu)點是可在現(xiàn)場快速,連續(xù),較精確地直接測得土的貫入阻力指標,了解土層原始狀態(tài)的物理力學性質(zhì).特別是對于不易取樣的飽和砂土,高靈敏的軟土層,以及土層豎向變化復雜而不能密集取樣或測試以查明土層性質(zhì)變化的情況下,靜力觸探具有它獨特的優(yōu)點.缺點是不能取土直接觀察鑒別,測試深度不大(常小于50m),對基巖和碎石類土層不適用.靜力觸探按探頭結(jié)構(gòu)分為單橋探頭,雙橋探頭.單橋只能測得總貫入阻力,而雙橋則能同時測得側(cè)壁阻力Pfc和錐尖阻力Qc.靜力觸探測得的指標為:單橋:比貫入阻力 雙橋:側(cè)壁摩阻力 錐尖摩阻力 式中 A錐底面積(cm2);Fs摩擦筒表面積(cm2).靜力能探的成果主要應用于劃分土層,確定地基承載力,確定土的變形性質(zhì)及估祘單樁承載力.圓錐試驗和標準貫入試驗1 圓錐試驗圓錐試驗和標準貫入試驗都屬動力觸探,即利用一定的落能量,將與探桿連接的金屬探頭打入土層,一定深度所需的錘擊數(shù)來判定土的工程性質(zhì).動力觸探按錘擊能量的大小不同可分為輕型,中型,重型,超重型四種. 2 標準貫入試驗標準貫入試驗設備主要由標準貫入器,觸探桿和穿心錘三部分組成.操作時,先用鉆具鉆進到試驗土層標高以上約15cm處,63.5kg重心穿心錘從76cm,將貫入器打入土層15cm不計數(shù),然后再打入土層30cm的錘擊數(shù)即為實例錘擊數(shù)N.當觸探桿長度大于3m時,錘擊數(shù)需要進行桿長修正.標貫錘擊數(shù)N可用于確定土的承載力,判別砂土的液化及狀態(tài),判別粘性土的稠度狀態(tài)和無側(cè)限抗壓強度qu.3 十字板剪切試驗十字板剪切試驗是測定現(xiàn)場原位軟粘土抗剪強度的一種方法,特別適用于高靈敏度的粘性土.通過地面上扭動力設備對鉆桿施加扭矩,伏埋在土中的十字板扭轉(zhuǎn),測出把土剪損壞時的最大力矩M.并通過下式計算十字板原位土的抗剪強度S.式中 H十字板高度;D十字板直徑.現(xiàn)場監(jiān)測1 一般規(guī)定現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測應在施工期內(nèi)進行.對有特殊要求的工程,應在建筑物的使用期內(nèi)繼續(xù)進行.現(xiàn)場檢驗應根據(jù)施工的實際情況,對勘察成果進行補充修正.必要時應進行施工階段勘察.現(xiàn)場檢驗尚應對巖土工程施工質(zhì)量進行控制與檢驗.現(xiàn)場監(jiān)測應主要包括下列內(nèi)容:1.對巖土性狀受施工影響而引起變化的監(jiān)測.2.對施工和使用中建筑物的監(jiān)測.3.對環(huán)境條件,包括工程地質(zhì),水文地質(zhì)條件及相鄰結(jié)構(gòu),設施等可能發(fā)生的變化進行監(jiān)測,并提出處理措施.現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測記錄應包括下列內(nèi)容:1.施工揭露的工程地質(zhì),水文地質(zhì)條件的主要特性及在施工過程中的變化.2.施工工序,施工方法和質(zhì)量控制的參數(shù).3.材料質(zhì)量.4.施工應符合設計要求,當有不符時應分析原因.5.設計變更記錄,隱蔽工程竣工圖件和驗收記錄.6.場地情況,鄰近結(jié)構(gòu)和設施的觀察記錄.7.儀器觀測數(shù)據(jù)及分析整理成果.應根據(jù)檢驗,監(jiān)測結(jié)果,比較預期性狀與觀測結(jié)果的差別,對原勘察設計成果進行評價.當差別明顯時,應修改巖土工程設計或采取相應的處理措施.應根據(jù)工程的重要性,場地和地基土條件以及在施工過程中和建成后的狀況,提出使用期間的監(jiān)測要求,并確定監(jiān)測過程的期限和周期,對特別重要的工程建筑宜在整個有效使用期間進行監(jiān)測.2 地基基礎的檢驗與監(jiān)測天然地基的基槽檢驗應符合下列要求:1.核對工程位置,平面尺寸,基礎埋深和槽底標高.2.檢查槽底土質(zhì)情況,當遇到局部異常土質(zhì)和坑穴,古井等情況應結(jié)合地質(zhì)條件提出處理措施.3.基槽檢驗后應寫出包括巖土描述,槽底土質(zhì)平面分布圖,基槽處理竣工圖,現(xiàn)場測試記錄的檢驗報告.樁基礎的檢驗與監(jiān)測應符合下列要求:1.檢驗與監(jiān)測的內(nèi)容核對樁的位置,尺寸,數(shù)量,距離,類型,規(guī)格,質(zhì)量,灌注樁擴底直徑,形狀和垂直度.核查選用的施工機械,置樁能量與場地條件,地基土條件和工程要求等.核查樁基持力層的巖土性質(zhì),埋深和起伏變化,檢驗沉樁可能性.驗證與單樁設計承載力相適應的打入樁的最終貫入度,樁尖標高,樁尖進入持力層的深度等施工控制標準.對灌注樁,核查成孔過程的縮徑,坍孔現(xiàn)象,持力層情況,孔底沉渣和擾動厚度等.核查鉆孔泥漿特性,混凝土的強度等級,坍落度,含砂率和水泥用量,混凝土灌入量,混凝土面高度,拔管速度以及鋼筋籠的制作和安裝.必要時對置樁過程造成的土體變形,超孔隙水壓力,樁身的受力,變形及對相鄰工程的影響進行觀測.2.檢驗與監(jiān)測的要求當場地劃分為不同地質(zhì)單元時,應在各個不同單元內(nèi)進行試打和試鉆.試打或試鉆過程中發(fā)現(xiàn)的問題應及時提出解決方案,必要時應作補充勘察,對原設計作相應調(diào)整.對大直徑灌注樁應逐孔進行終孔驗收.必要時應檢驗樁身完整性和單樁承載力.3.檢驗報告應包括試打或試鉆記錄,施工記錄,施工中遇到的問題及處理方法,竣工圖紙及專門的試驗,監(jiān)測報告.地基加固與改良的檢驗與監(jiān)測,應符合下列要求:1.核查地基加固與改良方案的適用性.當需要時應進行補充勘察和試驗性施工,并對加固與改良措施進行調(diào)整.2.施工質(zhì)量控制應按設計要求進行,并應核查材料的質(zhì)量,施工機械的特性,施工方法,地基加固與改良的效果.3.應對巖土性狀的改變,施工產(chǎn)生的振動,噪聲等環(huán)境影響進行監(jiān)測,當需要時應對加固地基的固結(jié)變形性狀和強度時間效應進行長期監(jiān)測.深基開挖和支護的檢驗與監(jiān)測應符合下列要求:1.檢驗擋墻及支撐系統(tǒng)的裝置應符合設計要求,并監(jiān)測支護構(gòu)件的受力,變形和支護系統(tǒng)整體工作狀態(tài).2.監(jiān)測基槽內(nèi)支護系統(tǒng)附近及鄰近建筑物地基范圍內(nèi)的地下水位,孔隙水壓力的變化以及滲漏,冒水,管涌,沖刷等.3.監(jiān)測地面變形,鄰近工程的沉降,傾斜,裂縫和水平位移.建筑物沉降觀測應符合下列要求:1.下列建筑物宜進行沉降觀測.一級建筑物.不均勻或軟弱地基上的重要二級及以上建筑物.加層,接建或因地基變形,局部失穩(wěn)而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的建筑物.受鄰近深基開挖施工影響或受場地地下水等環(huán)境因素變化影響的建筑物.需要積累建筑經(jīng)驗或進行反分析計算參數(shù)的工程.2.觀測次數(shù)和間隔時間應根據(jù)觀測目的,加載情況和沉降速率確定.當沉降速率為每100日小于1mm時可停止經(jīng)常性的觀測.3 巖土體性狀的監(jiān)測方法當進行巖土體性狀的檢驗與監(jiān)測,遇下列情況之一時應對巖土的物理力學特性進行測試.1.驗證巖土條件對設計和施工方法的適用性.2.驗證回填和堆筑等材料的質(zhì)量.3.檢驗地基加固與改良的施工效果.巖土體的變形觀測應包括下列內(nèi)容:1.驗證垂直和水平位移.2.觀測深開挖基底回彈,支護系統(tǒng)和被支護土體的變形.3.觀測邊坡,地下洞室等巖土體的穩(wěn)定性.確定巖土體滑坡滑動面的位置.對滑坡等較大范圍的巖土體位移監(jiān)測應建立平面測量網(wǎng),測出發(fā)生位移區(qū)段的范圍邊界,位移方向,位移量和位移速度.量測結(jié)果應及時整理,繪制圖表,曲線.當發(fā)現(xiàn)位移或沉降異常時,應采取處理措施.土體內(nèi)部變形的量測應符合下列要求:1.鉆孔測斜儀的測斜管宜埋設在孔徑等于或大小108mm的鉆孔中.管底深度應在預計發(fā)生傾斜部位的深度以下,砂土不應小于1m;粉土,粘性不應小于3m.2.鉆孔及測斜管的埋設應垂直,使管內(nèi)溝槽呈直線,并使相對溝槽所成平面垂直或平行于工作面.測斜管和孔壁之間應用砂料填筑密實.3.測斜管應在測試前5天裝設完畢,并在35天內(nèi)重復測量不得小于3次,判明處于穩(wěn)定狀態(tài)后方可進行正式測試工作.4.伸長儀宜測定土體各點間的相對位移,其裝設位置和埋設深度應根據(jù)工程需要確定.5.深層標宜用于深開挖基槽回彈或深層土的沉降變形觀測.深層標的設計和埋設應根據(jù)工程需要確定.當使用掛尺式時,應保持尺的拉力恒定并考慮溫度變化的影響.當監(jiān)測巖體內(nèi)部變形或滑動面位置時,應進行巖體內(nèi)部變形量測,并應符合下列要求:1.采用鉆孔測斜儀量測巖體滑動面的位置時,測