-工程地質(zhì)勘察課件

第八章工程地質(zhì)勘察

主要介紹工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)、工程地質(zhì)勘察的基本方法、土工現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試方法及試驗(yàn)；代表性指標(biāo)的選取和地基承載力的確定方法。還著重介紹了工程地質(zhì)勘察報(bào)告的主要內(nèi)容及編制方法。8.1概述

8.1.1工程地質(zhì)勘察的目的與任務(wù)（l）查明建筑揚(yáng)地的工程地質(zhì)條件，選擇地質(zhì)條件優(yōu)越合適的建筑場(chǎng)地；（2）查明場(chǎng)區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、巖溶、岸邊沖刷等物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象，分析和判明它們對(duì)建筑場(chǎng)地穩(wěn)定性的危害程度，為擬定改善和防治不良地質(zhì)條件的措施提供地質(zhì)依據(jù)；（3）查明建筑物地基巖土的地層時(shí)代、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土的成因類型及其埋藏分布規(guī)律。測(cè)定地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)；（4）查明地下水類型、水質(zhì)、埋深及分布變化；（5）根據(jù)建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，分析研究可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題，提出擬建建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型及施工方法的建議；（6）對(duì)于不利于建筑的巖土層，提出切實(shí)可行的處理方法或防治措施。8.1.2工程地質(zhì)勘察的一般要求

建設(shè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)一般分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)資料，勘察工作也相應(yīng)地劃分為選址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、詳細(xì)勘察三個(gè)階段。各階段的任務(wù)和工作內(nèi)容如下：選擇場(chǎng)址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段：（1）不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段；（2）地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段；（3）對(duì)建筑抗震不利的地段，如設(shè)計(jì)地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場(chǎng)區(qū)；（4）洪水或地下水對(duì)建筑場(chǎng)地有威脅或有嚴(yán)重不良影響的地段；（5）地下有未開采的有價(jià)值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)上的地段。2、初步勘察階段

初步勘察的目的是：對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)；為確定建筑總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案作出工程地質(zhì)論證。本階段的主要工作如下：①搜集本項(xiàng)目可行性研究報(bào)告（附有建筑場(chǎng)區(qū)的地形圖，一般比例尺為1：2000～1：5000）、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。②初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)；地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布范圍及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)場(chǎng)地條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查。③對(duì)抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的建筑場(chǎng)地，應(yīng)判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。3、詳細(xì)勘察階段

①取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖、建筑物的地面標(biāo)高、性質(zhì)和規(guī)模，荷載和可能采取的基礎(chǔ)形式與尺寸和預(yù)計(jì)埋置的深度，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對(duì)地基基礎(chǔ)的特殊要求；②查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度，提出評(píng)價(jià)與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議；③查明建筑物范圍各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性，計(jì)算和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力；④對(duì)需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提出地基變形計(jì)算參數(shù)；8.2工程地質(zhì)測(cè)繪8.2.1工程地質(zhì)測(cè)繪的主要內(nèi)容工程地質(zhì)測(cè)繪是最基本的勘察方法和基礎(chǔ)性工作，通過測(cè)繪將測(cè)區(qū)的工程地質(zhì)條件反映在一定比例尺的地形底圖上。工程地質(zhì)測(cè)繪的最終成果是繪制工程地質(zhì)圖.

（1）巖土體的研究巖土體是產(chǎn)生各種地質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是工程地質(zhì)測(cè)繪的主要研究?jī)?nèi)容。

對(duì)巖土體的研究要求查明測(cè)繪區(qū)內(nèi)地層巖性、巖土分布特征及成因類型、巖性變化特點(diǎn)等。要特別注意研究性質(zhì)軟弱及性質(zhì)特殊的軟土、軟巖、軟弱夾層、破碎巖體、膨脹上、可溶巖等。工程地質(zhì)測(cè)繪應(yīng)注重巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的定量研究，以便更好地判斷巖土的工程性質(zhì)，分析它們與工程建筑相互作用的關(guān)系。（2）地質(zhì)構(gòu)造的研究地質(zhì)構(gòu)造是決定區(qū)域穩(wěn)定性的首要因素，其中斷裂構(gòu)造尤為重要。場(chǎng)地巖土體均一性及完整性、各種軟弱帶的分布位置均由地質(zhì)構(gòu)造控制。斷裂構(gòu)造，特別是優(yōu)勢(shì)斷裂構(gòu)造控制了地形地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育和分布。

工程地質(zhì)測(cè)繪中，要研究褶皺的形態(tài)、產(chǎn)狀、分布，斷裂的性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)狀、活動(dòng)性，構(gòu)造巖的性質(zhì)、膠結(jié)程度，裂隙的分布延伸、充填、粗糙度等，第四系地層的厚度、土層組合及空間分布情況，著重注意分析地質(zhì)構(gòu)造與建筑工程的關(guān)系。（4）水文地質(zhì)條件研究在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、水庫(kù)滲漏、滲透性和穩(wěn)定性、地面沉降、道路凍融、基坑涌水、深基坑支護(hù)等許多實(shí)際工程地質(zhì)問題分析中，水文地質(zhì)條件的研究十分突出和重要。

在工程地質(zhì)測(cè)繪中通過地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性分析，結(jié)合地下水的天然或人工露頭以及地表水的研究，查明含水層和隔水層、巖層透水性、地下水類型及埋藏與分布、地下水位、水質(zhì)、水量、地下水動(dòng)態(tài)等。必要時(shí)還可配合取樣分析、動(dòng)態(tài)長(zhǎng)期觀測(cè)、滲流試驗(yàn)等進(jìn)行試驗(yàn)研究。（5）調(diào)查研究各種物理地質(zhì)現(xiàn)象各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在常常給建筑區(qū)地質(zhì)環(huán)境和人類工程活動(dòng)帶來許多麻煩，有時(shí)會(huì)造成重大災(zāi)害。

工程地質(zhì)測(cè)繪中弄清各種物理地質(zhì)現(xiàn)象存在的情況，分析其發(fā)育發(fā)展規(guī)律及形成條件和機(jī)制，判明其目前所處狀態(tài)對(duì)建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響。

（6）天然建筑材料研究天然建筑材料的儲(chǔ)量，質(zhì)量及開采運(yùn)輸條件，都直接關(guān)系到工程造價(jià)和建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇。

工程地質(zhì)測(cè)繪中要注意尋找天然建筑材料，對(duì)其質(zhì)量和數(shù)量作出初步評(píng)價(jià)。

工程地質(zhì)測(cè)繪所用地形圖的比例尺，一般有以下三種：

1）小比例尺測(cè)繪，比例尺1：5000～1：50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃；2）中比例尺測(cè)繪，比例尺I：2000～1：5000，一般在初步勘察階段時(shí)采用；3）大比例尺測(cè)繪，比例尺l：200～l：1000，適用于詳細(xì)勘察階段或地質(zhì)條件復(fù)雜和重要建筑物地段，及需要解決某一特殊問題時(shí)采用。8.2.3工程地質(zhì)測(cè)繪方法要點(diǎn)

工程地質(zhì)測(cè)繪方法有像片成圖法和實(shí)地測(cè)繪法。

像片成圖法是利用地面攝影或航空（衛(wèi)星）攝影的像片，在室內(nèi)根據(jù)判釋標(biāo)志，結(jié)合所掌握的區(qū)域地質(zhì)資料，把判明的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水系和不良地質(zhì)現(xiàn)象等，調(diào)繪在單張像片上，并在像片上選擇需要調(diào)查的若干地點(diǎn)和線路，然后據(jù)此做實(shí)地調(diào)查，進(jìn)行核對(duì)、修正和補(bǔ)充。將調(diào)查的結(jié)果轉(zhuǎn)繪在地形圖上而成工程地質(zhì)圖。

常用的實(shí)地測(cè)繪法有3種：

①路線法

觀測(cè)路線方向大致與巖層走向、構(gòu)造線方向及地貌單元相垂直，將沿線所測(cè)繪或調(diào)查的地層、構(gòu)造、地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)、地質(zhì)界線和地貌界線等填繪在地形圖上。這樣就可以用較少的工作量而獲得較多的工程地質(zhì)資料。

②布點(diǎn)法

它是根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和測(cè)繪比例尺的要求，預(yù)先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測(cè)路線和觀測(cè)點(diǎn)。觀測(cè)點(diǎn)一般布置在觀測(cè)路線上，但要考慮觀測(cè)目的和要求，如為了觀察研究不良地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)界線、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)等。

③追索法

它是沿地層走向或某一地質(zhì)構(gòu)造線，或某些不良地質(zhì)現(xiàn)象界線進(jìn)行布點(diǎn)追索，主要目的是查明局部的工程地質(zhì)問題。追索法通常是在布點(diǎn)法或線路法基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它是一種輔助方法。③探明地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象，包括河谷階地、沖洪積扇、坡積層的位置和土層結(jié)構(gòu)；巖溶的規(guī)模及發(fā)育程度；滑坡及泥石流的分布、范圍、特性等。④提取巖土樣及水樣，提供野外試驗(yàn)條件。從鉆孔或勘探點(diǎn)取巖土樣或水樣，供室內(nèi)試驗(yàn)、分析、鑒定之用?？碧叫纬傻目涌卓蔀楝F(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)，如巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、地應(yīng)力測(cè)量、水文地質(zhì)試驗(yàn)等提供場(chǎng)所和條件。8.3.2工程地質(zhì)物探

物探是以專用儀器探測(cè)地殼表層各種地質(zhì)體的物理場(chǎng)來進(jìn)行地層劃分，判明地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的地球物理勘探方法。1、電法勘探電法勘探是研究地下地質(zhì)體電阻率差異的地球物理勘探方法，也稱之為電阻率法。

電阻率法的基本原理和方法：在各向同性的均質(zhì)巖層中測(cè)量時(shí)，無論電極裝置如何，所得的電阻率應(yīng)當(dāng)相等，即地層的真電阻率。但實(shí)際工作中所遇到的地層既不同性、又不均質(zhì)，所得電阻率并非真實(shí)電阻率，而是非均質(zhì)體的綜合反映，所以稱這個(gè)所得的電阻率為視電阻率。

①電測(cè)深法

獲取地質(zhì)斷面的方法

②電剖面法

探測(cè)某深度巖層的水平變化規(guī)律的方法。

③中間梯度法探測(cè)陡傾角高阻的帶狀構(gòu)造。

2、地震勘探方法簡(jiǎn)介地震勘探是利用地質(zhì)介質(zhì)的波動(dòng)性來探測(cè)地質(zhì)現(xiàn)象的一種物探方法。

基本原理是利用爆炸或敲擊方法向巖體內(nèi)激發(fā)地震波，地震波以彈性波動(dòng)方式在巖體內(nèi)傳播。根據(jù)不同介質(zhì)彈性波傳播速度的差異來判斷地質(zhì)現(xiàn)象。按彈性波的傳播方式，地震勘探又分為直達(dá)波法、反射波法和折射波法。地震勘探用于了解地下地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)要了解的地質(zhì)現(xiàn)象的深度和范圍的不同，可以采用不同頻率的地震勘探方法。

8.3.4工程地質(zhì)坑探

坑探是在建筑場(chǎng)地挖探井或探槽以取得直觀資料和原狀土樣?？犹降姆N類有探槽、探坑和探井。

探槽是在地表挖掘成長(zhǎng)條形且兩壁常為傾斜上寬下窄的槽子，其斷面有梯形或階梯狀兩種。它適用于了解地質(zhì)構(gòu)造線、斷裂破碎帶寬度、地層分界線、巖脈寬度及其延伸方向和采取原狀土試樣等。

凡挖掘深度不大且形狀不一的坑，或者成矩形的較短的探槽狀的坑，稱為探坑。探坑的深度一般為1～2m，與探槽的目的相同。

探井一般深度都大于3m，其斷面形狀為方形、矩形和圓形。8.4現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試

所謂現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試就是在巖土層原來所處的位置并基本保持其天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測(cè)定巖土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。工程地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試的主要方法有靜力載荷試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和地基土動(dòng)力特性試驗(yàn)等。選擇現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試試驗(yàn)方法應(yīng)根據(jù)建筑類型、巖土條件、設(shè)計(jì)要求、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試方法的適用性等因素選用

8.5工程地質(zhì)勘察報(bào)告的主要內(nèi)容

工程地質(zhì)勘察報(bào)告是工程地質(zhì)勘察的正式成果。它將現(xiàn)場(chǎng)勘察得到的工程地質(zhì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸納和分析，編制成圖件、表格并對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件和問題做出系統(tǒng)的分析和評(píng)價(jià)，以正確全面地反映場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件和提供地基土物理力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)，供建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位使用，并作為存檔文件長(zhǎng)期保存。8.5.1工程地質(zhì)圖的編繪

一、工程地質(zhì)圖的類型

工程地質(zhì)圖按工程要求和內(nèi)容，一般可分為如下類型：（1）工程地質(zhì)勘察實(shí)際材料圖（2）工程地質(zhì)編錄圖（3）工程地質(zhì)分析圖（4）專門工程地質(zhì)圖（5）綜合性工程地質(zhì)圖和分區(qū)圖二、工程地質(zhì)圖的內(nèi)容及編制原則

工程地質(zhì)圖的內(nèi)容主要反映該地區(qū)的工程地質(zhì)條件，按工程的特點(diǎn)和要求對(duì)該地區(qū)工程地質(zhì)條件的綜表現(xiàn)進(jìn)行分區(qū)和工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。一般工程地質(zhì)圖中反映的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：

①地形地貌

②巖土類型及其工程性質(zhì)

③地質(zhì)構(gòu)造

④水文地質(zhì)條件

⑤物理地質(zhì)現(xiàn)象

三、工程地質(zhì)圖的編制方法

編制工程地質(zhì)圖需要一套相應(yīng)比例尺的有關(guān)圖件，這些基本圖件為：

①地質(zhì)圖或第四紀(jì)地質(zhì)圖；②地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象圖；③水文地質(zhì)圖；④各種工程地質(zhì)剖面圖、鉆孔柱狀圖；⑤各種原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表等。

圖上主要有不同年代、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(zhì)現(xiàn)象分布界線及各級(jí)工程地質(zhì)分區(qū)界線等。各種界線的繪制方法，一般是肯定者用實(shí)線，不肯定者用虛線。工程地質(zhì)圖上還可用各種顏色、花紋、線條、符號(hào)、代號(hào)來區(qū)分各種巖性、斷層線、物理地質(zhì)現(xiàn)象、土的成因類型等。有時(shí)還可以用小柱狀圖表示一定深度范圍內(nèi)土層的變化。8.5.2工程地質(zhì)勘察報(bào)告的編寫

工程地質(zhì)勘察成果報(bào)告的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、地質(zhì)條件、工程特點(diǎn)等具體情況綜合確定，且包括下列內(nèi)容：

①任務(wù)要求及勘察工程概況；②擬建工程概況；③勘察方法和勘察工作布置；④場(chǎng)地條件的描述與評(píng)價(jià)；⑤場(chǎng)地穩(wěn)定性與適宜性的評(píng)價(jià)；⑥巖土參數(shù)的分析與選用；⑦提出地基基礎(chǔ)方案等建議；⑧勘察成果表及所附圖件。報(bào)告中所附圖表的種類，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況而定，常用的圖表有：

①勘察點(diǎn)平面布置圖；