第三篇 工程地質(zhì)勘察

第三篇工程地質(zhì)勘察(investigation)第二節(jié)工程地質(zhì)測繪第六節(jié)工程地質(zhì)勘察資料的整理第五節(jié)現(xiàn)場檢驗與長期監(jiān)測主要內(nèi)容第一節(jié)工程地質(zhì)勘察的任務(wù)與方法第三節(jié)工程地質(zhì)勘探第四節(jié)工程地質(zhì)原位試驗張在明中國工程院院士中國地質(zhì)勘察大師王思敬中國工程院院士中國地質(zhì)勘察大師張在明中國工程院院士中國地質(zhì)勘察大師工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)查明條件分析問題作出評價選擇場地提出建議制定措施預(yù)測新問題第一節(jié)工程地質(zhì)勘察的任務(wù)和方法新技術(shù)：地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）、監(jiān)測遙感系統(tǒng)（RS）、地球物理層析成像技術(shù)（CT）調(diào)查收集資料

測繪物探坑探和鉆探室內(nèi)外試驗長期觀測工程地質(zhì)勘察的一般程序不同的工程對象，對工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容和精度的要求是不一樣的。即使是同一工程，在不同的勘察階段對其工作要求和研究的內(nèi)容也不盡相同。工程地質(zhì)勘察階段的劃分可行性研究勘察階段初步勘察階段詳細勘察階段

施工勘察階段不同部門的名稱：

鐵道部門：草測初測詳測定測；

水電部門：規(guī)劃可行性研究初步設(shè)計技施設(shè)計運行；城建部門：總體規(guī)劃、詳細規(guī)劃初步設(shè)計技術(shù)設(shè)計施工設(shè)計與施工?？辈旆椒?搜集資料踏勘物探可行性研究勘察階段主要任務(wù)是選定建筑場址(或線路方案)。通過勘察對其穩(wěn)定性和適宜性作出評價，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟論證選擇最優(yōu)方案。初步勘察階段勘察方法:鉆探試驗補充測繪和物探長期觀測 主要任務(wù)是確定建筑物的具體位置、選擇建筑物地基基礎(chǔ)方案、對不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治措施進行論證。需詳細查明建筑場地工程地質(zhì)條件。詳細勘察階段勘察方法:試驗補充勘探配合技術(shù)設(shè)計或施工圖設(shè)計,按不同建筑物提出詳細的工程地質(zhì)資料和設(shè)計所需的巖土技術(shù)參數(shù)。對基礎(chǔ)設(shè)計方案、地基處理方案、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案作出論證和建議。

對工程地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊要求的重要工程，還需進行施工勘察。它包括施工地質(zhì)編錄、地基驗槽與監(jiān)測和施工超前預(yù)報，以校核已有的勘察成果資料。施工勘察階段第三節(jié)工程地質(zhì)勘探(exploration)勘探工作的主要任務(wù)是：查明建筑場地地下有關(guān)的地質(zhì)情況。提取巖土樣及水樣，供室內(nèi)試驗分析之用。利用勘探坑孔進行現(xiàn)場原位試驗和布設(shè)長期觀測點。

二.坑探(subsurfaceexcavation)

是用人工或機械掘進的方式來探明地表淺部的工程地質(zhì)條件，包括：探坑、探槽、斜井、淺井、豎井、平洞等?？犹焦こ陶故緢D三、鉆探(drilling)

利用鉆探機械和工具在巖土層中鉆孔的勘探方法?？芍苯犹矫鞯貙訋r性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水埋深、含水層類型和厚度、滑坡位置及巖溶情況，還可取巖心，在鉆孔中試驗。(一)鉆探方法和設(shè)備沖擊鉆沖擊鉆：砂土、碎石土（不能直觀鑒別）錘擊鉆：粘、粉、砂土（可取原狀土樣）振動鉆粘土粉土砂土回轉(zhuǎn)振動鉆粉土砂土（不能直觀鑒別）回轉(zhuǎn)鉆探試驗鉆桿鉆機鉆頭鉆架操縱室工民建勘察常用簡易、輕便的SH－30鉆機回轉(zhuǎn)鉆進，對軟土用薄壁取土器，對松散的砂卵石層采用沖擊鉆進或振動鉆進；對軟弱地層或破碎帶采用干鉆法、雙層巖芯管法。工程地質(zhì)鉆探的常規(guī)口徑為：開孔168mm，終孔91mm。有些工程還采用大口徑或小口徑鉆進方法。(二)鉆孔觀測、編錄與資料整理巖心觀察、描述和編錄鉆孔水文地質(zhì)觀測鉆進動態(tài)觀測

多個鉆孔柱狀圖工程地質(zhì)剖面圖第四節(jié)工程地質(zhì)原位試驗優(yōu)點：可測定難以取樣的巖土體的性質(zhì)。影響范圍大，因而更具代表性?？蛇B續(xù)進行，因而可得到完整的地層剖面。快速、經(jīng)濟，能大大縮短勘察周期。缺點：難以控制邊界條件費工費時，成本高所測參數(shù)和巖土工程性質(zhì)之間關(guān)系建立在大量統(tǒng)計的經(jīng)驗關(guān)系之上。一、載荷試驗

(Loadingtest)在一定面積的承壓板上向地基逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基變形特性，從而評定地基的承載力，計算地基的變形模量并預(yù)測基礎(chǔ)的沉降量。荷載試驗—地錨式載荷板千斤頂百分表荷載試驗—堆載式二、靜力觸探試驗(conepenetrationtest)

用靜力將一個內(nèi)部裝有阻力傳感器的圓錐形探頭均勻壓入土中，測定土層對探頭的貫入阻力，以此來間接判斷分析地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。探頭電測裝置靜力加壓裝置靜力觸探成果的應(yīng)用1、劃分土層2、估算土的物理力學(xué)指標(biāo)3、確定淺基礎(chǔ)的承載力4、預(yù)估單樁承載力5、判定飽和砂土和粉土的液化勢靜力觸探具有測試連續(xù)、快速、效率高、功能多的特點，兼勘探與測試雙重作用。適用于粘性土、粉土、砂土，但對碎石類土難以貫入。三、動力觸探試驗(dynamic

penetrationtest)利用一定的錘擊動能，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)每打入土中一定深度所需的能量來判定土的性質(zhì)，并對土進行分層。

類型分為：輕型（10kg錘）、落距50cm重型（63.5kg錘）、落距76cm超重型（120kg錘）、落距100cm30cm錘重：63.5kN落距：76cm標(biāo)準(zhǔn)貫入器重型圓錐標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(SPT)設(shè)備主要是由貫入器、貫入探桿和穿心錘三部分組成的,錘重63.5kg，在76cm的自由落距下，通過圓筒型的貫入器，貫入土層15cm，再打入30cm深度，以后30cm的錘擊數(shù)稱為標(biāo)貫擊數(shù)，用N63.5來表示，一般寫作N。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗成果的應(yīng)用1．劃分土的類別或土層剖面；2．判斷砂土的密實度及地震液化問題；3．判斷粘性土的稠度狀態(tài)及C、值；4．評定土的變形模量E0和壓縮模量ES；5．確定砂土、粘性土和粉土的地基承載力；四、十字板剪切試驗（VST）十字板剪切試驗是用插入軟粘土中的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強度。第五節(jié)現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測(observation)巖土體形狀的監(jiān)測：物理力學(xué)特性測試

變形觀測應(yīng)力量測環(huán)境條件的監(jiān)測：地下水監(jiān)測滑坡監(jiān)測地基基礎(chǔ)的監(jiān)測：天然地基的驗槽與監(jiān)測樁基工程的監(jiān)測地基加固和處理的監(jiān)測深基坑支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測建筑物沉降的監(jiān)測

第六節(jié)工程地質(zhì)勘察資料的整理資料整理的內(nèi)容主要有：巖土參數(shù)的統(tǒng)計分析和選定；測區(qū)內(nèi)各種工程地質(zhì)問題的綜合分析評價；各種圖表的編繪制作以及工程地質(zhì)勘察報告書的編寫?？辈靾蟾娴幕緝?nèi)容：緒論部分主要說明勘察工作任務(wù)，采用的工作方法和取得的成果等。通論主要闡明工作區(qū)工程地質(zhì)條件，區(qū)域自然地理和地質(zhì)背景也應(yīng)適當(dāng)介紹。專論是整個報告的中心內(nèi)容，主要論證工程建筑所涉及到的有關(guān)工程地質(zhì)問題，評價工程的適宜性，提出防治不良地質(zhì)作用措施的建議。結(jié)論是在專論的基礎(chǔ)上，對各種具體問題給予簡要的結(jié)論性意見。

報告應(yīng)附的圖表：（1）工程地質(zhì)平面圖（房屋建筑附勘察工程布置）。（2）鉆孔柱狀圖或工程地質(zhì)綜合柱狀圖。（3）工程地質(zhì)縱、橫剖面圖。（4）室內(nèi)試驗和原位測試成果圖表。

單項報告（1）工程地質(zhì)測試報告。（2）工程地質(zhì)檢驗或監(jiān)測報告。（3）工程地質(zhì)事故調(diào)查與分析報告。（4）巖土利用、整治或改造方案報告。（5）專門工程地質(zhì)問題的技術(shù)咨詢報告。1.巖土工程勘察等級應(yīng)根據(jù)建筑工程安全等級、建筑場地等級、建筑地基等級綜合確定。工民建工程地質(zhì)勘察甲級在工程重要性、場地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級中，有一項或多項為一級。乙級除勘察等級為甲級和丙級以外的勘察項目。丙級工程重要性、場地復(fù)雜場地和地基復(fù)雜程度均為三級。建筑在巖質(zhì)地基上的一級工程，當(dāng)場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級。確定勘察等級：根據(jù)：建筑工程安全等級建筑場地等級建筑地基等級確定勘察等級：一級二級三級重要工程一般工程次要工程復(fù)雜場地中等復(fù)雜簡單場地復(fù)雜地基中等復(fù)雜簡單地基甲級乙級丙級2．巖土工程勘察的主要內(nèi)容(1)查明場地和地基的穩(wěn)定性、地層結(jié)構(gòu)、持力層和下臥層的工程特性、土的應(yīng)力歷史和地下水條件以及不良地質(zhì)作用等；(2)提供滿足設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)，確定地基承載力、預(yù)測地基變形性狀；(3)提出地基基礎(chǔ)、基坑支護、工程降水和地基處理設(shè)計與施工方案的建議；(4)提出對建筑物有影響的不良地質(zhì)作用的防治方案建議；(5)對于抗震設(shè)防烈度≥6度的場地，進行場地與地基的地震效應(yīng)評價。

可行性勘察階段：初步查清幾個可能作為建筑場地的工程地質(zhì)條件，以便選址。

初步勘察階段：查明建筑場地的穩(wěn)定性，提出地基基礎(chǔ)方案。采用勘探與測繪相結(jié)合的辦法。

詳細勘察階段：以勘探、原位和室內(nèi)測試為主，按不同建筑物提出詳細的巖土技術(shù)參數(shù)。

施工勘察階段：主要解決施工中遇到的地質(zhì)問題。3．勘察階段及各勘察階段的任務(wù)要求勘探點的布置：

初步勘察階段：勘探線應(yīng)垂直地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造和地層界線布置，每個地貌單元均應(yīng)布置勘探點；詳細勘察階段：按建筑物周邊線或角點布置；對丙級建筑物可按建筑物或建筑群的范圍布置；對重大設(shè)備基礎(chǔ)，應(yīng)單獨布置勘探點，且數(shù)量不宜少于3個。勘探點間距視地基復(fù)雜程度等級而定。對每幢重要建筑物都應(yīng)設(shè)有控制性勘探孔，一般占勘探孔總數(shù)的1/5～1/3。樁基——每個單獨基礎(chǔ)有一個鉆孔；筏片、箱基——基礎(chǔ)角點、中心點應(yīng)有鉆孔；勘探孔深度確定勘探孔深度以能控制地基主要受力層為原則。當(dāng)基礎(chǔ)短邊<5m，條形基礎(chǔ)一般為3b，單獨基礎(chǔ)一般為1.5b但不應(yīng)小于5m。對需進行變形驗算的地基，控制性勘探孔應(yīng)超過地基沉降計算深度。當(dāng)遇下列情況之一時，應(yīng)適當(dāng)增減勘探孔深度：1.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。2.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，其它勘探孔在確認達到基巖后即可終孔。3.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)達到規(guī)定深度外，其它勘探孔深度可適當(dāng)減小。4.當(dāng)預(yù)定深度內(nèi)有軟弱土層時，勘探孔深度應(yīng)適當(dāng)加大。5.對重型工業(yè)建筑物應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和荷載條件適當(dāng)增加勘探孔深度。取土試樣與原位測試：取土試樣和進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。對工程重要性等級為甲級的建筑物每幢不得少于3個。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。一般在地基主要受力層內(nèi)間隔1~2m，各土層一般需采取試樣或取得測試數(shù)據(jù)。每層土均應(yīng)采取土試樣或進行原位測試，其數(shù)量不得少于6個?？辈煲?guī)范對土樣的擾動程度分成四個等級：I級—不擾動；II級—輕微擾動；III級—顯著擾動，IV級—完全擾動工程勘察費用勘察費用占工程建設(shè)費用的1～4%，與地質(zhì)條件及工程重要性有關(guān)，簡單場地0.5～1%，復(fù)雜場地2%，地下工程3%，重大工程復(fù)雜條件4%。工程地質(zhì)勘察報告(Geologicalreport)任務(wù)要求及勘察工作概況；場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震設(shè)計烈度；場地的地層分布、巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其它設(shè)計計算指標(biāo)；地下水的埋藏條件和腐蝕性以及土層的凍結(jié)深度；對建筑場地及地基進行綜合的工程地質(zhì)評價，對場地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論，指出存在的問題和提出有關(guān)地基基礎(chǔ)方案的建議。所附圖表：勘探點平面布置圖鉆孔柱狀圖地層綜合柱狀圖工程地質(zhì)剖面圖土工試驗成果表其它測試成果圖表工程地質(zhì)勘察報告的閱讀與使用建筑場地穩(wěn)定性評價區(qū)域穩(wěn)定性