巖土工勘察-緒論

緒論一、巖土工程的含義和研究對象1、巖土工程(GeotechnicalEngineering)是歐美國家于20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術(shù)體制。2、巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造，包括巖土工程的勘察、設(shè)計、施工和監(jiān)測四個方面。在保證工程質(zhì)量、降低工程造價、縮短工程周期及提高工程經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益方面起重要的作用。3、巖土工程以工程地質(zhì)學、土力學、巖體力學和基礎(chǔ)工程學為理論基礎(chǔ)，以解決在建設(shè)過程中出現(xiàn)的與巖體和土體有關(guān)的工程技術(shù)問題，是一門地質(zhì)與工程緊密結(jié)合的學科。4、它是由土木工程、地質(zhì)、力學和材料科學等多學科相互滲透、融合而形成的邊緣學科。就學科的內(nèi)涵和屬性來說，屬土木工程范疇。建筑物以巖土體作為建筑料、工程結(jié)構(gòu)或建筑環(huán)境。目前，世界上最高建筑物有120層、高達400米，更有560余米的電視塔；我國也有81層、高380米的高層建筑物。天然土體是難以滿足其荷載要求的，要采用樁基礎(chǔ)或?qū)Φ鼗吝M行處理，這對樁身、材料和持力層、承載力的要求就更高了；基坑開挖支護和降水問題占總造價的1/3左右；土質(zhì)邊坡最高的有120米、露天巖礦邊坡高達1000米，要清楚地知道巖體的結(jié)構(gòu)，采用工程地質(zhì)和巖體力學理論來分析其變形、破壞機制和穩(wěn)定性的現(xiàn)狀和演化趨勢。圍巖的穩(wěn)定性、施工開挖、涌水、瓦斯爆炸等，復雜地質(zhì)條件下的大埋深、大跨度、高邊墻的地下工程，地下空間的研究都是目前較前衛(wèi)的學科。工程地質(zhì)學是巖土工程的重要基礎(chǔ)和支柱，巖土工程師必需學好地質(zhì)和工程地質(zhì)的基本理論知識。二、巖土工程勘察的任務(wù)和特點巖土工程勘察的基本任務(wù)，就是按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求，為工程的設(shè)計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù)，對有關(guān)的巖土工程問題作出論證、評價。具體任務(wù)歸納如下：(1)闡述建筑場地的工程地質(zhì)條件，指出場地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育情況及其對工程建設(shè)的影響，對場地穩(wěn)定性作出評價。(2)查明工程范圍內(nèi)巖土體的分布、性狀和地下水活動條件，提供設(shè)計、施工和整治所需的地質(zhì)資料和巖土技術(shù)參數(shù)。(3)分析、研究有關(guān)的巖土工程問題，并作出評價結(jié)論。(4)對場地內(nèi)建筑總平面布置、各類巖土工程設(shè)計、巖土體加固處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治等具體方案作出論證和建議。(5)預測工程施工和運行過程中對地質(zhì)環(huán)境和周圍建筑物的影響，并提出保護措施的建議。工程地質(zhì)條件定義為與工程建設(shè)有關(guān)的地質(zhì)因素的綜合。這些因素包括：巖土類型及其工程性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造及巖土體結(jié)構(gòu)、地貌、水文地質(zhì)、工程動力地質(zhì)作用和天然建筑材料等方面。顯然，工程地質(zhì)條件是一個綜合概念，它直接影響到工程建筑物的安全、經(jīng)濟和正常運行。所以，任何類型的工程建設(shè)，進行勘察時必須查明建筑場地的工程地質(zhì)條件，并把它作為巖土工程勘察的基本任務(wù)。工程地質(zhì)條件是在自然地質(zhì)歷史發(fā)展演化過程中客觀形成的，因此必須依據(jù)地質(zhì)學的基本理論采用自然歷史分析方法去研究它。巖土工程問題指的是工程建筑物與巖土體之間所存在的矛盾或問題。在巖土工程施工以及工程建筑物建成使用過程中，工程部位的巖土體和地下水與建筑物發(fā)生作用，導致巖土工程問題的出現(xiàn)。由于建筑物的類型、結(jié)構(gòu)和規(guī)模不同，其工作方式和對巖土體的負荷不同。因此，巖土工程問題是復雜多樣的。例如，工業(yè)與民用建筑主要的巖土工程問題是地基承載力和沉降問題。但是，由于建筑物的功能和高度不同，對地基承載力要求的差別較大，允許沉降的要求也不同。此外，高層建筑物深基開挖和支護、施工降水，坑底回彈隆起及坑外地面位移等各種巖土工程問題較多。而地下洞室主要的巖土工程問題是圍巖穩(wěn)定性問題，除此之外，還有洞臉邊坡穩(wěn)定、地面變形和施工涌水等問題。巖土工程問題的分析，評價，可以說是巖土工程勘察的核心任務(wù)，每一項工程進行巖土工程勘察時，對主要的巖土工程問題必須作出確切的評價結(jié)論。不良地質(zhì)現(xiàn)象定義為對工程建設(shè)不利或有不良影響的動力地質(zhì)現(xiàn)象。它泛指地球外動力作用為主引起的各種地質(zhì)現(xiàn)象，如崩塌、滑坡、泥石流、巖溶、土洞、河流沖刷以及滲透變形等，它們既影響場地穩(wěn)定性，也對地基基礎(chǔ)、邊坡工程、地下洞室等具體工程的安全、經(jīng)濟和正常使用不利。所以，在復雜地質(zhì)條件進行巖土工程勘察時，必須查清它們的分布、規(guī)模、形成機制和條件、發(fā)展演化規(guī)律和特點，預測其對工程建設(shè)的影響或危害程度，并提出防治對策和措施。三、我國巖土工程勘察的現(xiàn)狀新中國建立后，由于國民經(jīng)濟建設(shè)的需要，在地質(zhì)、城建、水利、電力、冶金、機械、鐵路、國防等部門，按原蘇聯(lián)的模式，相繼設(shè)立勘察、設(shè)計機構(gòu)，開展了大規(guī)模的工程地質(zhì)勘察研究工作，利施工和王量運行。但是，由于工程地質(zhì)勘察體制的局限，其明顯的弊病和缺陷，一是側(cè)重于定性分析，定量評價不夠；二是側(cè)重于“宏觀”研究，結(jié)合工程具體較差，在建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)方案和地基處理措施等方面缺乏權(quán)威性意見和建議。由于國內(nèi)地質(zhì)找礦市場逐漸萎縮，不少原從事找礦地質(zhì)勘查的地質(zhì)隊也紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)，從事巖土工程勘察。由于勘察工作與設(shè)計、施工、監(jiān)測結(jié)合緊密，勘察真正成為工程咨詢性的工作，為保證工程安全和提高經(jīng)濟效益作出了很大的貢獻，并積累了許多勘察經(jīng)驗和資料?？辈旃ぷ鞔嬖诘膯栴}，主要是缺乏法定的規(guī)范、規(guī)程和技術(shù)監(jiān)督不足；此外，某些地區(qū)工程勘察市場比較混亂，勘察質(zhì)量不高。為了在社會主義市場經(jīng)濟體制下，使巖土工程勘察能貫徹執(zhí)行國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、確保工程質(zhì)量和提高經(jīng)濟效益，由國家建設(shè)部會同有關(guān)部門，共同制訂了中華人民共和國國家標準《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-94，作為強制性國家標準于1995年3月1日正式頒布施行。該規(guī)范是對原《工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TJ21—77的修訂，它既總結(jié)了中國40多年來工程實踐的經(jīng)驗和科研成果，又注意盡量與國際標準接軌。從目前國內(nèi)大量的實踐可看出，巖土工程勘察側(cè)重于解決土體工程的場地評價和地基穩(wěn)定性問題，而對地質(zhì)條件較復雜的巖體工程，尤其是重大工程(如水電站、核電站、鐵路干線等)的區(qū)域地殼穩(wěn)定性，邊坡和地下洞室圍巖穩(wěn)定性的分析、評價，僅由巖土工程師是無法勝任的，必須有工程地質(zhì)人員的參與才能解決。這就要求巖土工程與工程地質(zhì)在發(fā)揮各自學科專業(yè)優(yōu)勢的前提下，互相滲透、交叉，二者互為補充而相得益彰。四、本書的內(nèi)容教材內(nèi)容包括巖土工程勘察方法、建筑場地評價和勘察以及各類建筑巖土工程勘察，共三篇十四章。第一篇為巖土工程勘察的技術(shù)方法。討論巖土工程勘察的基本技術(shù)要求、工程地質(zhì)測繪與調(diào)查、勘探與取樣、巖土體原位測試、現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測、勘察成果整理等。第二篇為建筑場地評價與勘察。討論各種不同地質(zhì)環(huán)境中場地的評價方法和勘察要點，包括斜坡場地