工程地質(zhì)勘察講義清楚明了

第二章

工程地質(zhì)勘察第一節(jié)概述場(chǎng)地和地基的概念

場(chǎng)地是工程建筑所處的和直接使用的有效面積的土地。

地基是指直接承托建筑物基礎(chǔ)的那一部分范圍很小的場(chǎng)地。地基評(píng)價(jià)

為保證工程安全，一方面必須通過(guò)工程勘察來(lái)確定場(chǎng)地本身的穩(wěn)定性，另一方面還必須驗(yàn)證地基本身的強(qiáng)度及變形是否滿足建筑物的安全及使用要求。第二節(jié)工程勘察目的與原則工程勘察的目的

工程勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)資料。第二節(jié)工程勘察目的與原則工程勘察原則(1)在理論、方法和經(jīng)驗(yàn)上，做到工程地質(zhì)、土力學(xué)和巖體力學(xué)相結(jié)合，定性與定量相結(jié)合(2)在工程實(shí)踐上，做到勘察與設(shè)計(jì)、施工密切配合，技術(shù)可靠與經(jīng)濟(jì)合理統(tǒng)一，巖土條件與建設(shè)要求統(tǒng)一(3)把巖土體既看成地質(zhì)體，又看成力學(xué)介質(zhì)體，及工程的實(shí)體(4)參數(shù)選擇考慮巖土體的變異，非均勻性及各項(xiàng)異性(5)工程勘察以實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)和巖土性狀為依據(jù)(6)方案比較第三節(jié)工程勘察分類(lèi)工程勘察（按工程門(mén)類(lèi)）建筑工程勘察線路勘察水工建筑勘察港工建筑勘察近海工程勘察核電工程勘察第四節(jié)工程勘察階段工程勘察階段規(guī)劃性勘察初步勘察詳細(xì)勘察施工勘察勘察基本要求

規(guī)劃性勘察（選址勘察）：取得幾個(gè)場(chǎng)址方案的主要工程地質(zhì)資料。

初步勘察：查明建筑場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象的原因、分布范圍、危害程度及其發(fā)展趨勢(shì)詳細(xì)勘察：針對(duì)具體建筑物地基或具體工程地質(zhì)問(wèn)題，為進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)和施工提供可靠的依據(jù)或設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)詳勘的手段主要是勘探、原位測(cè)試和室內(nèi)土工試驗(yàn)勘察任務(wù)書(shū)第五節(jié)工程勘察方法工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查

工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查的目的是通過(guò)對(duì)場(chǎng)地的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水與地表水、不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查研究的測(cè)繪工作，為評(píng)價(jià)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件及合理確定勘查勘探工作提供依據(jù)。對(duì)建筑場(chǎng)地的穩(wěn)定性進(jìn)行研究是工程地質(zhì)調(diào)查和測(cè)繪的重點(diǎn)。

勘探工作

勘探是地基勘查工程中查明地下地質(zhì)情況的一種必要的手段，它是在地面的工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查所取得各項(xiàng)定性資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)。

勘探工作包括坑探、鉆探、觸探和地球物理勘探?？犹?/p>

坑探是在建筑場(chǎng)地挖探井（槽）以取得直觀資料和原狀土樣。

探井的平面形狀一般采用1.5m×1.0m的矩形或直徑0.8~1.0m的圓形，深度視地層土質(zhì)和地下水埋藏深度等條件而定，一般是2~3m。

取樣步驟：

（1）指定深度挖一土柱，土柱直徑略大于取土筒直徑；（2）土柱頂削平，放兩端開(kāi)口的金屬筒，一邊削土，一邊下壓，筒完全套入土柱后切斷土柱；

（3）削平筒兩端土，蓋上筒蓋。鉆探

鉆探是利用鉆機(jī)在地層中鉆孔，以鑒別和劃分地層，并可沿孔深取樣，以測(cè)定巖石和土層的物理力學(xué)性質(zhì)，有些性質(zhì)也可直接在孔內(nèi)進(jìn)行原位測(cè)試。

鉆機(jī)分回旋式、沖擊式兩種。

鉆孔分技術(shù)孔和鑒別孔兩類(lèi)。

取土器按上部封閉裝置的結(jié)構(gòu)形式，可分為活閥式和球閥式兩種。鉆探時(shí)，采用擊入式和壓入式兩種方式在鉆孔中取得原狀土樣。

觸探

觸探是通過(guò)探桿用靜力或動(dòng)力將金屬探頭壓入土層，并測(cè)出各層土對(duì)觸頭的貫入阻力大小的指標(biāo)，間接判斷土層性質(zhì)的勘探方法和原位測(cè)試技術(shù)。作為勘探手段，可用于劃分土層。作為測(cè)試技術(shù)，可估計(jì)地基承載力和土的變形指標(biāo)。

靜力觸探

借靜力將觸探頭壓入土層，用電測(cè)技術(shù)測(cè)得貫入阻力來(lái)判斷土的力學(xué)性質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：快速、連續(xù)，在擬定樁基方案時(shí)采用。靜力觸探儀分機(jī)械式和油壓式兩類(lèi)。靜力觸探設(shè)備中的核心部分是觸探頭，按結(jié)構(gòu)分為單橋和雙橋兩種。單橋橋頭所測(cè)到的是包括錐尖阻力和側(cè)壁摩擦力在內(nèi)的總貫入阻力P(kPa)

，通常用貫入比阻力表示

Ps=P/A

雙橋探頭可以測(cè)出錐尖總阻力Qc（kN）和側(cè)壁總摩阻力Pt（kN）。通常以錐尖阻力qc(kPa)和側(cè)壁摩阻力fs(kPa)表示：qc

=Qc/Afs=

Pt/Fs摩阻比

Rs

=fs/qc

×100%

地基土的承載力取決于土本身力學(xué)性質(zhì)，而靜力觸探所得的比貫入阻力等指標(biāo)在一定程度上反映了土的某些力學(xué)性質(zhì)。根據(jù)靜力觸探資料可間接地按地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)關(guān)系估算土的承載力、壓縮性指標(biāo)和單樁承載力特征值。動(dòng)力觸探

動(dòng)力觸探一般是將一定質(zhì)量的穿心錘，以一定高度自由下落，將探頭貫入土中，記錄貫入一定深度所需要的錘擊次數(shù)，并以此判斷土的性質(zhì)。

動(dòng)力觸探的兩種方法

標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)輕便觸探實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)應(yīng)與鉆探工作相配合，并以鉆機(jī)為基礎(chǔ)，加上標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和穿心錘等設(shè)備等來(lái)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)，以63.5kg的穿心錘以76cm的落距自由下落，將貫入器垂直打入土層中15cm（此時(shí)不計(jì)錘擊數(shù)），以后打入土層30cm的錘擊數(shù)，即為實(shí)測(cè)的錘擊數(shù)N’，然后拔出貫入器，取出其中的土樣進(jìn)行鑒別描述。標(biāo)準(zhǔn)三貫入三實(shí)驗(yàn)三中，三隨著三鉆桿三入土三長(zhǎng)度三的增三加，三桿側(cè)三土層三的摩三阻力三以及三其他三形式三的能三量消三耗也三增大三，因三而使三得錘三擊數(shù)N’值偏三大。三當(dāng)鉆三桿長(zhǎng)三度大三于3m，錘三擊數(shù)三按下三式矯三正：N=三a×三N三’標(biāo)準(zhǔn)三貫入三實(shí)驗(yàn)三測(cè)得三的錘三擊數(shù)N，可三用于三確定三地基三土的三承載三力。三估計(jì)三土的三抗剪三強(qiáng)度三和黏三性土三的變?nèi)沃溉龢?biāo)、三判別三黏性三土的三稠度三和砂三土的三密實(shí)三度以三及估三計(jì)地三震時(shí)三砂土三液化三的可三能性三。輕便三觸探三實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)三：設(shè)備三簡(jiǎn)單三、操三作方三便，三適用三于粉三土、三黏性三土和三黏性三素填三土地三基的三勘察三。缺點(diǎn)三：觸探三深度三限于4m以內(nèi)實(shí)驗(yàn)三方法三：先用三輕便三鉆具三開(kāi)孔三至被三試土三層，三然后三以手三提高三質(zhì)量三為10三kg的穿三心錘三，使三其以50三cm的落三距自三由下三落，三這樣三連續(xù)三沖擊三，把三尖錐三垂直三打入三土層三，每三貫入30三cm的錘三擊數(shù)三稱(chēng)為N10。應(yīng)用三輕便三觸探三指標(biāo)三，可三確定黏性三土和三素土三的承三載力三。旁（三橫）三壓實(shí)三驗(yàn)適用三于原三位測(cè)三定黏三性土三、粉三土、三砂土三、軟三質(zhì)巖三石和三風(fēng)化三巖石三的承三載力三、旁三壓模三量和三土的三應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)P(guān)系三。19三33年，三德國(guó)Ko三ng三le三r曾用三一根三可以三膨脹三的橡三皮管三在鉆三孔中三加壓三，測(cè)三定不三同深三度處三土的三壓縮三性。三后來(lái)Me三na三rd改進(jìn)三了這三種儀三器，三這種三儀器三稱(chēng)為Me三na三rd旁測(cè)三儀。我國(guó)三早期三設(shè)計(jì)三的一三種旁三壓儀三，由三旁壓三器、三量測(cè)三與輸三送系三統(tǒng)、三加壓三系統(tǒng)三三部三分組三成。量測(cè)三所加三壓力三大小三以及三引起三的中三腔壓三力室三體積三變化三，得三到壓三力與三體積三變化三的關(guān)三系曲三線。三該曲三線分三為三三個(gè)階三段：一、三橡皮三膜膨三脹與三孔壁三接觸三的階三段，三最后三與孔三壁完三全貼三緊，三貼緊三時(shí)的三壓力三，P0相當(dāng)三于原三位總?cè)乃綉?yīng)三力；二、三相當(dāng)三于彈三性變?nèi)坞A三段，三壓力Pt為開(kāi)三始屈三服的三壓力三；三、三發(fā)生三局部三塑性三流動(dòng)三，最三后達(dá)三到極三限壓三力P1地球三物理三勘探兼有三勘探三和測(cè)三試雙三重功三能。利用三不同三巖層三、土三層、三地質(zhì)三構(gòu)造三的不三同物三理性三質(zhì)，三如導(dǎo)三電性三、磁三性、三彈性三、濕三度、三密度三等差三異，三通過(guò)三專(zhuān)門(mén)三的物三理探三測(cè)儀三器的三測(cè)量三。測(cè)試三工作三及指三標(biāo)整三體（一三）測(cè)三試工三作的三內(nèi)容粘性三土、三粉土——天然三密度三、天三然含三水量三、土三粒比三重、三液限三、塑三限、三壓縮三系數(shù)三和抗三剪強(qiáng)三度實(shí)三驗(yàn)。砂土——顆粒三分析三，天三然密三度、三天然三含水三量、三土粒三比重三及自三然休三止角三。碎石三土——必要三時(shí)，三進(jìn)行三顆粒三分析巖石——飽和三單軸三抗壓三強(qiáng)度三實(shí)驗(yàn)判斷三地下三水對(duì)三混凝三土的三腐蝕三性時(shí)三，一三般測(cè)三定：第六三節(jié)三工程三勘察三報(bào)告勘察三報(bào)告三書(shū)的三內(nèi)容地基三勘察三的最三終成三果是三以報(bào)三告書(shū)三的形三式提三出的三?？辈烊Y(jié)束三后，三把取三得的三野外三工作三和室三內(nèi)試三驗(yàn)記三錄和三數(shù)據(jù)三以及三搜集三到各三種直三接和三間接三資料三分析三整理三、檢三查校三對(duì)、三歸納三總結(jié)三后做三出場(chǎng)地三的工三程地三質(zhì)評(píng)三價(jià)。這些三內(nèi)容三，最三后以三簡(jiǎn)要三明確三的文三字和三圖表三編成三報(bào)告三書(shū)?？辈烊龍?bào)告三書(shū)的三內(nèi)容三：（1）任三務(wù)要三求和三勘察三工作三概況（2）場(chǎng)三地位三置、三地形三地貌三、地三質(zhì)構(gòu)三造、三不良三地質(zhì)三現(xiàn)象三及地三震設(shè)三計(jì)烈三度（3）場(chǎng)三地的三地層三分布三、巖三石和三土的三均勻三性、三物理三力學(xué)三性質(zhì)三、地三基承三載能三力和三其他三設(shè)計(jì)三計(jì)算三指標(biāo)（4）地三下水三的埋三藏條三件和三腐蝕三性以三及土三層的三凍結(jié)三深度（5）對(duì)三建筑三場(chǎng)地三地基三進(jìn)行三綜合三的工三程地三質(zhì)評(píng)三價(jià)，三對(duì)場(chǎng)三地的三穩(wěn)定三性和三適宜三性做三出結(jié)三論，三指出三存在三的問(wèn)三題和三提出三有關(guān)三地基三基礎(chǔ)三方案三的建三議。所附三圖表三有下三列幾三種：勘探三點(diǎn)平三面布三置圖工程三地質(zhì)三剖面三圖地質(zhì)三柱狀三圖或三綜合三地質(zhì)三柱狀三圖土工三試驗(yàn)三成果三表其他三測(cè)試三成果三表（現(xiàn)三場(chǎng)荷三載測(cè)三試、三標(biāo)準(zhǔn)三貫入三試驗(yàn)三、靜三力初三探試三驗(yàn)、三旁壓三試驗(yàn)三）常用三圖表三的編三制方三法（一三）勘三探點(diǎn)三平面三布置三圖在建三筑場(chǎng)三地地三形圖三上，三把建三筑物三的位三置、三各類(lèi)三勘探三、測(cè)三試點(diǎn)三的編三號(hào)、三位置三用不三同的三圖例三表示三出來(lái)三。并三注明三各勘三探、三測(cè)試三點(diǎn)的三標(biāo)高三和深三度、三剖面三線及三編號(hào)三等。（二三）鉆三孔柱三狀圖根據(jù)三鉆孔三的現(xiàn)三場(chǎng)記三錄整三理出三來(lái)的三。記三錄中三除標(biāo)三明鉆三進(jìn)的三工具三、方三法和三具體三事項(xiàng)三外，三其主三要的三內(nèi)容三是關(guān)三于地三層的三分布三（層三面的三深度三、層三厚）三和地三層的三名稱(chēng)三和特三征的三描述三。試驗(yàn)三成果三與野三外鑒三別不三一致三時(shí)，三一般三以測(cè)三試結(jié)三果為三主。（三三）工三程地三質(zhì)剖三面圖柱狀三圖只三反映三場(chǎng)地三某一三勘探三點(diǎn)處三地層三的豎三向分三布情三況；剖面三圖則三反映三某一三勘探三線上三的地三層沿三豎向三和水三平方三向的三分布三情況。勘探三線的三布置三常與三主要三地貌三單元三或地三質(zhì)構(gòu)三造線三垂直三或與三建筑三物軸三線一三致，三所以三工程三地質(zhì)三剖面三圖是三勘察三報(bào)告三的最基三本的三圖件。剖面三圖的三垂直三距離三和水三平距三離可三以采三用不三同的三比例三尺。繪圖三時(shí)，三先將三勘探三線的三地形三剖面三線畫(huà)三出，三標(biāo)出三勘探三線上三各鉆三孔中三的地三層層三面，三然后三在鉆三孔的三兩側(cè)三分別三標(biāo)出三層面三的高三度和三深度三，再三將相三鄰鉆三孔中三相同三的土三層分三界點(diǎn)三以直三線相三連。（四三）綜三合地三質(zhì)柱三狀圖為了三簡(jiǎn)明三扼要三的表三示所三勘察三的地三層的三層次三及主三要特三征和三性質(zhì)三，可三將該三地區(qū)三的地三層按三新老三次序三自上三而下三以1：50到1：20三0的比三列繪三成柱三狀圖三。圖三上標(biāo)三明層三厚、三地質(zhì)三年代三，并三對(duì)巖三石和三土的三特征三和進(jìn)三行概三括的三描述三。（五三）土三工試三驗(yàn)成三果總?cè)硗恋娜锢砣W(xué)三指標(biāo)三是地三基基三礎(chǔ)設(shè)三計(jì)的三重要三依據(jù)三，應(yīng)三將土三