巖土工程勘察與地基土的巖土工程評價

1、第十三講 巖土工程勘察與地基土的巖土工程評價 一、內容提要：本講主要講述勘探分級、各類巖土工程勘察基本要求、勘探、取樣、土工參數(shù)的統(tǒng)計分析；地基土的巖土工程評價。 二、重點、難點：巖土工程勘察分級、土工參數(shù)的統(tǒng)計分析及巖土評價 三、內容講解： 一、巖土工程勘察 在我國長期以來勘察、設計、施工是基本建設工程的三個主要程序和專業(yè)分工?？辈旃ぷ鞅仨氉咴谠O計、施工之前，強調勘察為基本建設工程的全過程服務，勘察為設計和施工服務。在國際上已形成了三四十年的巖土工程體制，則是將工程建設中涉及巖土體的巖土工程問題的勘察、設計、處理和監(jiān)測密切結合，成為一體化的專業(yè)體制巖土工程體制，服務于工程建設的全過

2、程。實踐證明，巖土工程體制是可以實施的、是行之有效的，受到建設、設計、施工單位的歡迎，巖土工程專業(yè)體制已成為我國勘察行業(yè)的改革方向，將日益發(fā)展并趨于完善。 【例題1】按照我國的基本建設程序，應堅持的原則為（）。 A.先勘察、后設計、再施工B.先設計、后勘察、再施工 C.邊勘察、邊設計、邊施工D.先施工，后勘察、設計答案：A     (一)巖土工程勘察的基本任務 巖土工程勘察要通過工程地質調查與測繪、勘探與巖土取樣、原位測試技術、室內試驗、巖土工程監(jiān)測等工作，完成以下任務：       1.場地穩(wěn)定性的評價

3、，對若干可能的建筑場地或一建筑場地的不同地段的建筑適宜性進行技術論證。     2.為巖土工程設計提供場地地層和地下水空間分布的幾何參數(shù)、巖土體的工程性狀的設計參數(shù)。     3.對巖土工程施工過程中可能出現(xiàn)的各種巖土工程問題(土方與挖土、降水、沉樁等)作出預測，并提出相應的防治措施和合理的施工方法。     4.為建筑地基做出巖土工程評價，對基礎方案、巖土加固與改良方案或其他人工地基設計方案進行論證和提出建議，并監(jiān)督地基施工質量及其是否符合設計意圖。   

4、;   5.預測由于場地及鄰近地區(qū)自然環(huán)境的變化對建筑場地可能造成的影響，以及工程本身對場地環(huán)境可能產(chǎn)生的變化及其對工程的影響。     6.為現(xiàn)有工程安全性的評定、擬建工程對現(xiàn)有工程的影響以及事故工程的調查分析提供依據(jù)。     7.   指導巖土工程在運營、使用期間的長期觀測，如建筑物的沉降、變形觀測等工作。 【例題2】巖土工程勘察需要通過一系列手段和方法才能完成，下列不屬于其中的手段及方法的是（）。 A.勘探與取樣B.原位測試C.室內試驗D.環(huán)境監(jiān)測 答案：D

5、     (二)巖土工程勘察的分級     巖土工程勘察的分級應根據(jù)巖土工程的安全等級、場地的復雜程度和地基的復雜程度劃分。 1.巖土工程安全等級 根據(jù)工程破壞后果(危及人的生命、造成經(jīng)濟損失、產(chǎn)生的社會影響和修復的可能性)的嚴重性，按表16-7-1分為三個等級。對于房屋建筑物與構筑物，按“建筑地基基礎設計規(guī)范”分級，屬于重要的工業(yè)與民用建筑物、20層以上的高層建筑、體型復雜的14層以上高層建筑、對地基變形有特殊要求的建筑物、單樁承受的荷載在4000kN以上的建筑物等其安全等級均劃為一級。一般的工業(yè)與民用建筑則劃為

6、二級，次要的建筑物劃為三級。     劃為一級的其他巖土工程有：有特殊要求的深基開挖及深層支護工程；有強烈地下水運動干擾的大型深基開挖工程；有特殊工藝要求的超精密設備基礎、超高壓機器基礎；大型豎井、巷道、平洞、隧道、地下鐵道、地下洞室、地下儲庫工程等地下工程；深埋管線、涵道、核廢料深埋工程；深沉井、沉箱；大型橋梁、架空索道、高填路堤、高壩等。     劃為二級的其他巖土工程有：公共建筑(大型劇場、體育場、醫(yī)院、學校、大飯店等)；設有特殊要求的工業(yè)廠房、紀念性或藝術性建筑物等。 表16-7-1安全等級破壞后果工程類型

7、一級二級三級很嚴重嚴重不嚴重重要工程一般工程次要工程不屬于一、二級巖土工程的其他工程則劃為三級巖土工程。【例題3】某學校擬建二層教學樓，該工程的安全等級應定為（）。 A.一級B.二級C.三級答案：B 2.場地復雜程度分級     根據(jù)場地復雜程度，按下列規(guī)定劃分為三個場地等級。     (1)符合下列條件之一者為一級場地(復雜場地)：對建筑抗震危險的地段；不良地質作用強烈發(fā)育；地質環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞；地形地貌復雜；有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質條件復雜而需專門研究的場地。  &#

8、160;  (2)符合下列條件之一者為二級場地(中等復雜場地)：對建筑抗震不利的地段；不良地質作用一般發(fā)育；地質環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；地形地貌較復雜；基礎位于地下水位以下的場地。     (3)符合下列條件者為三級場地(簡單場地)：抗震設防烈度等于或小于6度或對建筑抗震有利的地段；不良地質作用不發(fā)育；地質環(huán)境基本未受破壞；地形地貌簡單； 地下水對工程無影響。 注：從一級開始，向二級、三級推定，以最先滿足的為準；對建筑抗震有利、不利和危險地段的劃分，應按現(xiàn)行國家標準建筑抗震設計規(guī)范(GB50011)的規(guī)定確定。 【例題4

9、】某場地內土洞強烈發(fā)育，則該場地的復雜程度應為（）。 A.一級B.二級C.三級答案：A     3.地基等級     根據(jù)地基的復雜程度，可按下列規(guī)定分為三個地基等級。     (1)符合下列條件之一者為一級地基(復雜地基)：巖土種類多，很不均勻，性質變化大，需特殊處理；嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土以及其他情況復雜、需做專門處理的巖土。      (2)符合下列條件之一者為二級地基(中等復雜地基)：巖土種類較多，不均

10、勻，性質變化較大；除本條第款規(guī)定以外的特殊性巖土。     (3)符合下列條件者為三級地基(簡單地基)：巖土種類單一，均勻，性質變化不大；無特殊性巖土。注：從一級開始，向二級、三級推定，以最先滿足的為準；【例題5】某場地地基土為膨脹土，該地基等級為（）。 A.一級B.二級C.三級答案：A     4  巖土工程勘察等級     根據(jù)工程重要性等級、場地復雜程度等級和地基復雜程度等級，可按下列條件劃分巖土   工程勘察

11、等級。甲級，在工程重要性、場地復雜程度和地基復雜程度等級中，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、場地復雜程度和地基復雜程度等級均為三級。 注：建筑在巖質地基上的一級工程，當場地復雜程度等級和地基復雜程度等級均為三級時，巖土工程勘察等級可定為乙級?！纠}6】某醫(yī)院三層住院樓工程，場地為簡單場地、地基為簡單地基，該工程的巖土工程勘察等級定為（）。 A.甲級B.乙級C.丙級D.丁級答案：B     不同等級的巖土工程勘察，由于復雜程度和難度的不同，勘探測試工作、分析計算評價工作、施工監(jiān)測控制工作的規(guī)模、工作量、工作深度質

12、量相應地有不同的最低要求。等級的劃分在勘察進行前就應劃分，在以后的設計、施工過程中是可以變更的。    對于丙級巖土工程勘察，由于為小型而且比較簡單的結構物，或場地穩(wěn)定、地基有足夠強度而且壓縮性低，只需通過經(jīng)驗與定性的巖土工程勘察，就能滿足設計施工要求、設計計算采用簡單的計算模式。     對于乙級巖土工程勘察，由于為無不規(guī)則或反常荷載的常規(guī)結構物，往往可以采用標準的常用的基礎形式(如擴展基礎、筏式基礎、樁基礎等)，可使用常規(guī)的設計與施工方法，需要定量的巖土工程勘察，由具有適當工程經(jīng)驗資歷的工程師參加。巖土工程勘察

13、采用常規(guī)的室內試驗和原位測試方法，即可獲得所需的定量的地基土條件，有時也可能要進行某些特殊的勘測項目。     對于甲級巖土工程勘察，由于結構復雜，荷載很大，要求特殊，或具有反常危險的場地，特別復雜的地基條件，設計計算需采用復雜的計算理論和方法，采用復雜的巖土本構關系，考慮巖土與結構的共同作用，而不是用常規(guī)方法所能解決的，故必須由具有較高水平的有較多工程經(jīng)驗的工程師參加。巖土工程勘察除常規(guī)的室內外試驗外，要進行專門制訂的測試項目和方法，以獲取非常規(guī)的計算參數(shù)，為保證工程質量，常采用多種手段進行測試，以便綜合分析，并進行原型試驗和施工監(jiān)測，相互檢驗。 &#

14、160;   (三)各類巖土工程勘察基本要求：     1.建筑工程地質勘察的基本要求： 房屋建筑與構筑物各個工程地質勘察階段的基本要求與內容如下： (1)可行性研究勘察階段     可行性研究勘察階段，也是選址階段，該階段應對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性做出評價。為此，在確定建筑場地時，在工程地質條件方面，宜避開下列地區(qū)或地段：     1)不良地質作用發(fā)育且對場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的。     2)

15、地基土性質嚴重不良的。     3)對建(構)筑物抗震危險的。     4)洪水或地下水對建(構)筑場地有嚴重不良影響的。     5)地下有未開采的有價值礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)的。     本階段的工程地質工作要求：     1)搜集區(qū)域地質、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質資料及當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗。     2)在搜集和分析已有資料的基礎上，通過踏

16、勘，了解場地的地層、構造、巖石和土的性質、不良地質現(xiàn)象及地下水等工程地質條件。     3)對工程地質條件復雜，已有資料不能符合要求，但其他條件較好且傾向于選取的場地，應根據(jù)具體情況進行工程地質測繪及必要的勘探工作。 (2)初步勘察階段     初步勘察階段應對場地內建筑地段的穩(wěn)定性做出巖土工程評價。本階段的工程地質勘察工作有：     1)搜集本項目的可行性研究報告、場址地形圖、工程性質、規(guī)模等文件資料。     2)初步查明地層、構

17、造、巖土性質、地下水埋藏條件、凍結深度、不良地質現(xiàn)象的成因、分布及其對場地穩(wěn)定性的影響和發(fā)展趨勢。當場地條件復雜，尚應進行工程地質測繪與調查。     3)對抗震設防烈度大于或等于7度的場地，應初步判定場地和地基效應。     初步勘察應在搜集分析已有資料的基礎上，根據(jù)需要進行工程地質測繪或調查以及勘探、測試和物探工作。 (3)詳細勘察與施工勘察階段     詳細勘察應密切結合技術設計或施工圖設計，按不同建(構)筑物或建筑群提出詳細工程地質資料和設計所需的巖土技術參數(shù)，對建筑

18、地基做出巖土工程分析評價，為基礎設計、地基處理、不良地質現(xiàn)象的防治等具體方案做出論證、結論和建議。詳細勘察的具體內容應視建筑物的具體情況和工程要求而定。 施工勘察主要是與設計、施工單位相結合進行的地基驗槽，樁基工程與地基處理的質量和效果的檢驗，施工中的巖土工程監(jiān)測和必要的補充勘察，解決與施工有關的巖土工程問題，并為施工階段地基基礎設計變更提出相應的地基資料，具體內容視工程要求而定。 【例題7】巖土工程勘察階段劃分中不包括（）。 A.可行性研究勘察B.初步勘察C.詳細勘察D.后期勘察 答案：D     2.道路工程勘察基本要求 在可行性研究階段的工程地質勘

19、察工作是收集資料、現(xiàn)場核對和概略了解地質條件，為此著重介紹初步勘察階段和詳細勘察階段的工作內容。并示于表16-7-3中。(1)初步勘察階段  本勘察階段的基本任務主要是對已確定的路線范圍內所有路線擺動方案進行勘察對比。確定路線在不同地段的基本走法，并以比選和穩(wěn)定路線為中心，全面查明路線最優(yōu)方案沿線的工程地質條件。工程地質測繪是這一階段中的一項重要手段?？辈旆秶芈肪€兩側各寬150200m。測繪比例尺是1：500001：200000，勘探工作主要用于查明重大而復雜的關鍵性工程地質問題與不良地質作用的深部情況。 【例題8】按照道路工程勘察要求，在初步勘察階段，勘察范圍沿路線兩側

20、的寬度各為（）。 A.50mB.80mC.100mD.150m答案：D (2)詳細勘察階段     是根據(jù)已批準的初步設計文件中所確定的修建原則、設計方案、技術要求等資料，對各種類型的工程建筑物(橋、隧、站場等)位置有針對性地進行詳細的工程地質勘察。最終確定道路路線和構造物的布設位置，查明構造物地基的地質構造、工程地質及水文地質條件，準確提供工程和基礎設計，施工必需的地質參數(shù)。     3.橋梁工程勘察基本要求     橋梁是公路建筑工程中的重要組成部分，由正橋、引橋和導流等

21、工程組成。正橋是主體，位于河岸橋臺之間。橋墩均位于河中，引橋是連接正橋與路線的建筑物，常位于河漫灘或階地之上，它可以是高路堤或橋梁；導流建筑物，包括護岸、護坡、導流堤和丁壩等，是保護橋梁等各種建筑物的穩(wěn)定，不受河流沖刷破壞的附屬工程。橋梁結構可分為梁橋、拱橋和鋼架橋等，不同類型的橋梁，對地基有不同的要求，所以工程地質條件是選擇橋梁結構的主要依據(jù)。包括以下兩方面的主要工程地質問題。     橋墩臺地基穩(wěn)定性問題：橋墩臺地基穩(wěn)定性主要取決墩臺地基中巖土體承載力的大小。它對選擇橋梁的基礎和確定橋梁的結構形式起決定作用。當橋梁為靜定結構時，由于各橋孔是獨立的。相

22、互之間沒有聯(lián)系，對工程地質條件的適應范圍較廣，但對超靜定結構的橋梁，對各橋墩臺之間的不均勻沉降特別敏感；拱橋受力時，在拱腳處產(chǎn)生垂直和向外的水平力，因此對拱腳處地基的地質條件要求較高，地基承載力的確定取決于巖土體的力學性質及水文地質條件。應通過室內試驗和原位測試綜合判定。     橋墩臺的沖刷問題：橋墩和橋臺的修建，使原來的河槽過水斷面減少，局部增大了河水流速，改變了流態(tài)。對橋基產(chǎn)生強烈沖刷，威脅橋墩臺的安全，因此，橋墩臺基礎的埋深，除決定于持力層的部位外還應滿足：     (1)橋位應盡可能選在河道順直，水流集中

23、，河床穩(wěn)定的地段。以保護橋梁在使用期間不受河流強烈沖刷的破壞或由于河流改道而失去作用。     (2)橋位應選擇在岸坡穩(wěn)定，地基條件良好，無嚴重不良地質現(xiàn)象的地段，以保證橋梁和引道的穩(wěn)定、減低工程造價。     (3)橋位應盡可能避開順河方向及平行橋梁軸線方向的大斷裂帶，尤其不可在未膠結的斷裂破碎帶和具有活動可能的斷裂帶上建橋。 【例題9】對于橋梁工程而言，工程地質條件所涉及的主要的工程地質問題當中包括（）。 A.橋墩臺地基穩(wěn)定性問題B.場地穩(wěn)定性問題C.地基土滲透穩(wěn)定性問題 D.不良地質作用發(fā)育問題答案：A &#

24、160;   其勘察要點為：     (1)初步勘察階段     在工程可行性研究地質勘察資料的基礎上，初步查明場地地基的地質條件，即對橋位處進行工程地質調查或測繪、物探、鉆探、原位測試，進一步查明工程地質條件的優(yōu)劣。特別應查明與橋位方案或橋型方案比選有關的主要工程地質問題。     對一般地區(qū)的橋位選擇應查明兩個方面的內容：一是地形、地貌、地物等方面對橋位選擇的制約內容，二是工程地質條件對橋位選擇的制約。對特殊地質地區(qū)的橋位選擇，應針對泥石流、

25、巖溶、滑坡、沼澤、黃土等特殊地區(qū)的特點認真研究比選，而不要盲目避繞。工程地質測繪比例尺用1：5001：10000編制，調查范圍包括橋軸線縱向的河床和兩岸谷坡或階地(約5001000m)，以及橫向河流上、下游各200500m。  在此階段中，應對各橋位方案進行工程地質勘察，并對建橋的適宜性和穩(wěn)定性有關的工程地質條件作出結論性評價。對工程地質條件復雜的特大橋和中橋，必要時增加技術設計階段勘察。還應包括環(huán)境介質對混凝土腐蝕的評價。     (2)詳細勘察階段 在初步設計階段勘察測繪基礎上進行補充、修正。查明橋梁墩臺地基基礎巖體風化和軟弱層特

26、征，測試巖土體物理力學性能，提供地基承載力基本值、樁壁極限摩阻力，并結合基礎類型做出定量評價。隨著二級以上公路的發(fā)展，在大江、大河上以及跨海的公路工程逐漸增多，特大橋梁工程需對工程地質勘察工作特別重視。對重要的特大橋，測繪應針對與橋梁墩(臺)、錨固基礎、引道、調治構造物等處巖體進行大比例尺工程地質測繪(或進行專題研究)，所以把塔墩錨錠部位作為勘察重點。并采用綜合勘測手段，進行鉆探、原位測試(靜探、標貫、旁壓試驗、十字板剪切試驗)、聲波測井及抽水、壓力試驗等。查明地基基礎的承載力、極限摩阻力，給設計提供可選擇的基礎類型和施工方案，并提供出存在的問題及處理措施建議等。 勘察重點是：  &

27、#160;  1)查明橋位區(qū)地層巖性、地層構造、不良地質現(xiàn)象的分布及工程地質特性。     2)探明橋梁墩臺和調治構造物地基的覆蓋層及基巖風化層的厚度、墩臺基礎巖體的風化及構造破碎程度、軟弱夾層情況和地下水狀況。     3)測試巖土的物理力學特性，提供地基的基本承載力，樁壁摩阻力，鉆孔樁極限摩阻力，做出定量評價。     4)對邊坡及地基的穩(wěn)定性、不良地質的危害程度和地下水對地基的影響程度做出評價。     5)對

28、地質復雜的橋基或特大的塔墩、錨錠基礎應采用綜合勘探。     4.隧道工程勘察基本要求： 公路隧道有山嶺隧道與河底隧道之分，山嶺隧道又可分為越嶺隧道與山坡隧道兩種，越嶺隧道是穿越分水嶺或山嶺埡口的隧道，這種隧道可能有較大的深度和長度，山坡隧道是為避讓山坡上的懸崖峭壁以及雪崩、山崩、滑坡等不良地質現(xiàn)象而修建的隧道，這種隧道長短不一。     對重點隧道或工程地質和水文地質條件復雜的隧道，應進行區(qū)域性的工程地質調查、測繪。當?shù)叵滤畬λ淼烙绊戄^大時，應進行地下水動態(tài)觀測，并計算隧道涌水量。   

29、60; 下面介紹隧道勘察中的一些主要工程地質問題。     (1)隧道位置選擇的一般原則     1)選擇地質構造簡單、地層單一、，巖性完整、無軟弱夾層、工程地質條件較好的地段，在傾斜巖層中，以隧道軸線垂直巖層走向為宜。     2)選擇在山體穩(wěn)定、山形較完整、山體無沖溝、山洼等次地形切割不大、巖層基本穩(wěn)定的地段通過。     3)選擇地下水影響小、無有害氣體、無礦產(chǎn)資源和不含放射性元素的地層通過。   &

30、#160; 隧道通過工程地質及水文地質條件極復雜地段，一般伴隨有特殊不良地質問題發(fā)生，而這些問題的發(fā)生有一個漫長變化的過程，在一般勘察階段的短短幾個月中是難以對這些問題有深入的了解，所以對其變化規(guī)律的認識和預測它的發(fā)展，需要安排超前工程地質和水文地質工作。     4)對低等級公路隧道選址，原則上應盡量避讓各種不良地質現(xiàn)象地段；但對于高等級公路，往往受路線等級的限制，不可避免地經(jīng)過各種不良地質現(xiàn)象地段。在不良地質現(xiàn)象區(qū)選擇隧道位置總的原則是：     盡量避讓，以免對隧道造成毀滅性、破壞性影響。 

31、0;   盡量選擇在影響范圍小，影響距離短，影響時間短的地段。     通過各方面因素綜合發(fā)現(xiàn)考慮，把不良地質的影響減少到最低限度。     (2)洞口位置選擇     洞口位置選擇應分清主次，綜合考慮，全面衡量。在保證隧道穩(wěn)定性、安全性、沒有隱患的前提下再考慮造價、工期等因素。一般應根據(jù)周圍的地質環(huán)境、地表徑流、人工構造物、地表和地下水體對隧道的影響等因素綜合考慮。有以下幾點：     1)確保洞口、洞身

32、的穩(wěn)定，不留地質危害。     2)便于施工場地布置，便于運輸和棄渣處理，少占或不占可耕地。     3)洞口外接線工程數(shù)量少、里程短、工程造價低等。     4)對于水下隧道，主要應考慮地表水對洞口倒灌的影響。     (3)隧道圍巖的穩(wěn)定性     隧道圍巖系指隧道周圍一定范圍內，對隧道穩(wěn)定性能產(chǎn)生影響的巖體。山巖壓力是評定隧道圍巖穩(wěn)定性的主要內容。也是隧道襯砌設計的主要依據(jù)。 圍巖分類是初步

33、設計階段勘察工程地質評價的主要內容。圍巖分類采用多因素、多指標、定性、定量相結合的原理，以使圍巖分類定性準確，且具有定量指標。鐵道部的圍巖分類方案，是以圍巖結構完整狀態(tài)及其穩(wěn)定性為基本因素，并考慮了圍巖巖石的強度、風化程度、圍巖組合特征及地下水作用等因素。 【例題10】在初步設計階段，隧道工程勘察地質評價的主要內容是（）。 A.圍巖分類B.圍巖的強度C.圍巖的風化程度D.地下水作用因素 答案：A     其勘察要點為：     (1)初步勘察階段     主要是通過對地表露頭

34、的勘察或采用簡單的揭露手段來查明隧道區(qū)地形、地貌、巖性、構造等以及他們之間的關系和變化規(guī)律，從而推斷不完全顯露或隱埋深部的地質情況。通過測繪主要弄清對隧道有控制性的地質問題(如地層、巖性、構造)，進而對隧道工程地質與水文地質條件做出定性的評價。     對不良地質現(xiàn)象地區(qū)隧道應充分利用現(xiàn)有的地質資料和航片、衛(wèi)片等遙感信息資料，通過大量的野外露頭調查或人工簡易揭露等手段來發(fā)現(xiàn)、揭露不良地質現(xiàn)象的存在，找出它們之間的關系以及變化規(guī)律。     根據(jù)對各種勘察資料進行的綜合分析、論證，按比選結果推薦隧道最佳方案。

35、60;   (2)詳細勘察階段     詳勘內容主要有三個方面：一是核對初勘地質資料，二是勘探查明初勘未查明的地質問題，三是對初勘提出的重大地質問題做深入細致的調查。具體做法是：     1)地質調查與測繪的范圍、測點：物探網(wǎng)的點線范圍和布設，物探方法的運用和鉆探孔、坑、槽探數(shù)量與位置等，應與初勘時未能查明的地質條件相適應，但對隧道有影響的大構造和復雜地質地段、勘察追蹤范圍可適當放大；     2)重點調查隧道通過的嚴重不良地質、特殊地質地段，以

36、確定隧道準確位置的工程地質條件。     3)實地復核、修改、補充初勘地質資料，對初勘遺漏、隱蔽的工程地質問題，應適當加大調繪范圍和工作量。     5.港口工程勘察基本要求     海港有水域和陸域兩大部分。水域是供船舶航行、運轉和停泊裝卸之用，它的工程有防波堤、防潮砂堤、燈塔等建筑。陸域部分是指水面相毗連、與港務工作直接有關的港區(qū)，要有碼頭、船塢、船臺、倉庫、道路、車間、辦公樓等建筑。由于海港工程建筑物種類繁多，對于工程地質勘察來說，陸域中的工程有與水相連的工程如碼頭、護

37、岸工程等以水域中的防波堤等皆稱為海港水工建筑物，它的工程地質勘察有特殊要求。而離開水面影響的工程是屬非水工建筑物，它的工程地質勘察與一般的建筑工程勘察相同。     (1)一般規(guī)定     1)對于大、中型水上工程的工程地質勘察，一般應按與設計階段相適應的三個階段，即選址勘察，初步勘察和詳細勘察進行。根據(jù)工程的重要性、規(guī)模、場地條件的復雜性，勘察階段可適當調整、兼并或細分。     2)對于工程地質條件熟悉地區(qū)的工程或中小型工程、位置已經(jīng)確定的單項建筑物，以及老廠擴建，改造工

38、程，可簡化勘察階段，進行一次性的勘察。     (2)選址勘察     海港選址是港口建設的第一步。選址勘察主要通過資料收集，現(xiàn)場踏勘，工程地質調查及少量的勘探工作，了解候選港址的地形、地貌、地層、構造、地震、潛在災害地質現(xiàn)象以及水文、氣象等場地條件，并據(jù)此對候選場地的穩(wěn)定性和建港的適宜性做出評價。對影響港址取舍的不穩(wěn)定問題，應有明確的結論。     (3)初步勘察     初步勘察是在港址選定以后，為確定港區(qū)總平面布置，主要港口建筑物

39、的結構形式，基礎類型和施工方法提供工程地質資料而實施的。通過工程地質測繪、勘探和室內試驗，劃分地貌單元的界限，判斷其成因類型，初步查明土層性質、分布規(guī)律、形成時代、成因類型、風化程度、埋藏條件及露頭產(chǎn)狀、地下水類型、水位變化和補給條件，以及與工程建設有關的地質構造，潛在災害地質因素的分布范圍、發(fā)育程度和可能的成因。然后根據(jù)上述勘察成果，分析場地各區(qū)段工程地質條件，判斷潛在災害地質因素對工程建設的影響，并推薦適宜的地段和基礎持力層。     在初步勘察階段，必須進行工程地質測繪、測繪的范圍視具體情況而定，比例尺一般采用1：20001：5000?？碧焦ぷ鲬?/p>

40、充分考慮港址特點，建筑物類型，已有工程地質資料的基礎上來布置。     (4)詳細勘察     詳細勘察的主要目的是為建筑物的地基基礎設施和施工及防治潛在災害地質因素影響的措施提供工程地質資料。詳細勘察要求查明各個建筑物地基影響范圍內巖土的分布、埋藏情況及其物理力學性質、地下水類型、水文地質條件及對施工和運行中建筑物的影響，建筑物附近潛在災害地質因素的影響范圍及其危害程度，并取得對其防治及建筑物穩(wěn)定性評價等所需的試驗數(shù)據(jù)。在詳細勘察中，要根據(jù)工程類型、建筑物的特點、基礎類型、荷載情況、巖土性質并結合所需查明問題的特

41、點，在工程類型分區(qū)的基礎上，分別按不同工程結構和基礎形式確定勘察線點的布置、數(shù)量和深度。     (四)勘探 工程地質勘探是在工程地質測繪的基礎上，為了進一步查明地表以下工程地質問題，取得深部地質資料而進行的，勘探的方法主要有坑、槽探、鉆探、地球物理勘探等方法，在選用時應符合勘察目的及巖土的特性。 【例題11】勘探的方法很多，下列不屬于其中的方法是（）。 A.探坑B.鉆探C.物探D.標準貫入試驗答案：D     1.坑、槽探 坑、槽探就是用人工或機械方式進行挖掘坑、槽，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間接觸

42、關系等地質結構，并能取出接近實際的原狀結構土樣，它的缺點是可達的深度較淺，且易受自然地質條件的限制。     在工程地質勘探中，常用的坑、槽探主要有坑、槽、井、洞等幾種類型，見表16-7-4。 工程地質勘探中坑、槽、洞的類型    表16-7-4 類型特    點用    途試坑深數(shù)十厘米的小坑，形狀不定局部剝除地表覆土，揭露基巖淺井從地表向下垂直，斷面呈圓形或方形，深515m確定覆蓋層及風化層的巖性及厚度，取原狀樣，載荷試驗，滲水試驗探槽在地表垂直巖層或

43、構造線挖掘成深度不大的(小于35m)長條形槽子迫索構造線、斷層、探查殘積坡積層，風化巖石的厚度和巖性豎井形狀與淺井同，但深度可超過20m以上，一般在平緩山坡、漫灘、階地等巖層較平緩的地方，有時需支護了解覆蓋層厚度及性質，構造線、巖石破碎情況、巖溶、滑坡等，巖層傾角較緩時效果較好平洞在地面有出口的水平坑道，深度較大，適用較陡的基巖巖坡調查斜坡地質構造，對查明地層巖性、軟弱夾層、破碎帶、風化巖層時，效果較好，還可取樣或作原位試驗2.鉆探 (1)工程地質鉆探的概念     工程地質鉆探是獲取地表下準確的地質資料的重要方法，而且通過鉆探的鉆孔采取原狀巖土樣和做現(xiàn)

44、場力學試驗也是工程地質鉆探的任務之一。     鉆探是指在地表下用鉆頭鉆進地層的勘探方法。在地層內鉆成直徑較小并具有相當深度的圓筒形孔眼的孔稱為鉆孔。通常將直徑達500mm以上的鉆孔稱為鉆井。鉆孔的要素如圖16-7-1所示。鉆孔上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的上口稱孔口；底部稱孔底；四周側部稱孔壁。鉆孔斷面的直徑稱孔徑；由大孔徑改為小孔徑稱換徑。從孔口到孔底的距離稱為孔深。     (2)鉆探過程和鉆進方法     鉆探過程中有三個基本程序：   

45、;  1)破碎巖土：在工程地質鉆探中廣泛采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現(xiàn)象，這叫做破碎巖土。巖土之所以被破碎是借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現(xiàn)的。     2)采取巖土：用沖洗液(或壓縮空氣)將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具(抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖心管等)靠人力或機械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。     3)保全孔壁：為了順利地進行鉆探工作，必須保護好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥漿來護壁。     

46、工程地質鉆探可根據(jù)巖土破碎的方式，鉆進方法有以下三種：     1)沖擊鉆進。此法采用底部圓環(huán)狀的鉆頭。鉆進時將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時產(chǎn)生沖擊動能，沖擊孔底巖土層，使巖土達到破碎之目的而加深鉆孔。     2)回轉鉆進。此法采用底部嵌焊有硬質合金的圓環(huán)狀鉆頭進行鉆進。鉆進中施加鉆壓，使鉆頭在回轉中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。在土質地層中鉆進，有時為有效地、完整地揭露標準地層，還可以采用勺形鉆鉆頭或提土鉆鉆頭進行鉆進。     3)綜合式鉆

47、進。此法是一種沖擊回轉綜合式的鉆進方法。它綜合了前兩種鉆進方法在地層鉆進中的優(yōu)點，以達到提高鉆進效率的目的。其工作原理是：在鉆進過程中，鉆頭克取巖石時，施加一定的動力，對巖石產(chǎn)生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，破碎粒度比回轉剪切粒度增大。同時由于沖擊力的作用使硬質合金刻人巖石深度增加，在回轉中將巖石剪切掉。這樣就大大地提高了鉆進的效率。 4)振動鉆進。此法采用機械動力所產(chǎn)生的振動力，通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。由于振動器高速振動的結果，圓筒鉆頭依靠鉆具和振動器的重量使得土層更容易被切削而鉆進，且鉆進速度較快。這種鉆進方法主要適用于粉土、砂土、較小粒徑的碎石層以及粘性不大的粘性土層。

48、 【例題12】在鉆探中采用的螺旋鉆進方法屬于（）。 A.沖擊鉆進B.回轉鉆進C.振動鉆進D.綜合鉆進答案：B 【例題13】按照規(guī)范要求，在地下水位以上的土層中鉆進采用的方法為（）。 A.干作業(yè)螺旋鉆進B.泥漿護壁回轉鉆進C.沖擊鉆進D.綜合鉆進 答案：A     上述各種鉆進方法的適用范圍列于表16-7-5中。 鉆進方法的適用范圍    表16-7-5鉆進方法鉆進地層勘察要求粘性土粉土砂土碎石土巖石直觀鑒別，采取不擾動試樣直觀鑒別，采取擾動試樣不要求直觀鑒別，不采取試樣回轉螺紋鉆探OOOO無巖芯鉆探OOOOO巖芯鉆

49、探OOOOOOO沖擊沖擊鉆探OOO錘擊鉆探OO振動鉆探OOOOO注：O代表適用；代表部分情況適用；代表不適用。     (3)鉆孔地質柱狀圖 鉆孔地質柱狀圖是表示該鉆孔所穿過的地層而綜合成圖表表示。圖中表示有地質年代、土層埋藏深度、土層厚度、土層底部的絕對標高、巖土的描述、柱狀圖、地面絕對標高、地下水水位和測量日期、巖土樣選取位置等。柱狀圖的比例尺一般為1：1001：500。【例題14】在鉆孔地質柱狀圖中的比例尺一般為（）。 A. 1：501：100B. 1：1001：200C. 1：1001：500D. 1：50

50、01：1000 答案：C (五)取樣     1.原狀土樣的概念 工程地質鉆探的主要任務之一是在巖土層中采取巖芯或原狀土試樣。在采取試樣過程中應該保持試樣的天然結構，如果試樣的天然結構已受到破壞，則此試樣已受到擾動，這種試樣稱為“擾動樣”。由于土工試驗所得出的土性指標要保證可靠，因此工程地質勘察中所取的試樣必須是保留天然結構的原狀試樣。但是在實際工程地質勘察的鉆探過程中，要取得完全不擾動的原狀土試樣是不可能的。造成土樣擾動有三個原因：一是外界條件引起的土試樣的擾動。二是采樣過程造成的土體中應力條件發(fā)生了變化，引起土樣內的質點間的相對位置的位移和組織結構的

51、變化，甚至出現(xiàn)質點間的原有粘聚力的破壞。三是采取土試樣時，不論采用何種取土器，它都有一定的壁厚，長度和面積，當切入土層時，會使土試樣產(chǎn)生一定的壓縮變形。壁愈厚所排開的土體愈多，其變形量愈大，這就造成土試樣更大的擾動。從上述可見，所謂原狀土試樣實際上都不可避免地遭到了不同程度的擾動。 【例題15】在鉆探過程中采取土試樣時，造成土試樣擾動的原因不包括（）。 A.外界條件引起的土試樣的擾動 B.采樣過程造成的土體中應力條件發(fā)生了變化，引起土樣內的質點間的相對位置的位移和組織結構的變化，甚至出現(xiàn)質點間的原有粘聚力的破壞 C.取土器對土樣的影響D.室內試驗時人為的對土樣的擾動 答案：D  &#

52、160;  按照取樣方法和試驗目的，巖土工程勘察規(guī)范對土試樣的擾動程度分成如下的質量等級：     I級不擾動，可進行試驗項目有：土類定名、含水量、密度、強度參數(shù)、變形參數(shù)、固結壓密參數(shù)。     II級輕微擾動，可進行試驗項目有：土類定名、含水量、密度。     III級顯著擾動，可進行試驗項目有：土類定名、含水量。     IV級完全擾動，可進行試驗項目有：土類定名。    

53、0;在鉆孔取樣時，采用薄壁取土器所采得的土試樣定為III級；對于采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土試樣定為IIIII級；對于采用標準貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭所采得的粘性土、粉土、砂土和軟巖的試樣皆定為IIIIV級。 從上可見，為取得I級質量的土試樣，普遍采用薄壁取土器來采取，以滿足土工試驗全部的物理力學參數(shù)的正確獲得。 【例題16】對于IV級土試樣，可進行的試驗項目有（）。 A.土樣定名B.含水量C.密度D.變形參數(shù)答案：A 【例題17】對于以泥漿護壁采用巖芯鉆頭所采得的砂土試樣，土工試驗時所得指標哪一項與實際情況相符（）。 A.含水量B.巖性C.密度D.固結參數(shù)答案：B  

54、0;  2.減少土試樣擾動的注意事項     為保證土樣少受擾動，采取土試樣的前后及過程中應注意如下事項：     合理的鉆進方法是保證取得不擾動土樣的第一個前提。也就是說，鉆進方法的選用首先應著眼于確保孔底擬取土樣不被擾動。這一點幾乎對任何種土類都適用，而對結構敏感或不穩(wěn)定的土層尤為重要。從國內外的經(jīng)驗看，主要有以下幾點要求：     (1)在結構性敏感土層和較疏松砂層中需采用回轉鉆進，而不得采用沖擊鉆進；     

55、;(2)以泥漿護孔，可以減少擾動。并注意在孔中保持足夠的靜水壓力，防止因孔內水位過低而導致孔底軟粘性土或砂層產(chǎn)生松動或涌起；     (3)取土鉆孔的孔徑要適當，取土器與孔壁之間要有一定的間距，避免下放取土器時切削孔壁，擠進過多的廢土。尤其在軟土鉆孔中，時有縮徑現(xiàn)象，則更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應保持孔壁垂直，以避免取土器切刮孔壁；     (4)取土前的一次鉆進不宜過深，以免下部擬取土樣部位的土層受擾動。并且在正式取土前，把已受一定程度擾動的孔底土柱清理掉，避免廢土過多，取土器頂部擠壓土樣；  &

56、#160;  (5)取土深度和進土深度等尺寸，在取土前都應丈量準確。     取土過程中，如提升取土器、拆卸取土器等每個操作工序，均應細致穩(wěn)妥，以免造成擾動。     取出的土應及時用蠟密封，并注明上下，貼上標簽，做好記錄；     另外(即除了鉆探過程的問題以外)，在土樣封存、運輸和開土做試驗時，都應注意避免擾動。嚴防振動、日曬、雨淋和凍結。     (六)土工參數(shù)的統(tǒng)計分析    &

57、#160;在巖土工程勘察中，通過鉆探、取土、室內土工試驗和現(xiàn)場原位測試等，可以取得大量的土的工程性狀的試驗數(shù)據(jù)。由于土工參數(shù)具有很大的變異性，因此依據(jù)在特定時刻、特定部位采樣的有限的試驗數(shù)據(jù)帶有很大的局限性，使工程師對土工性狀的估計與實際性狀之間存在著某些差異，即具有不確定性。試驗數(shù)據(jù)必須經(jīng)過一定的統(tǒng)計分析，才能確定有一定可靠性的設計參數(shù)，才能對性狀做出概率的預測。     土工參數(shù)的不確定性來源于：     1)土層本身固有的空間變異性；     2)取樣的擾動； 

58、;      3)測試時的應力條件、應變條件和排水條件與實際的不一致引起的差異；     4)試驗誤差；     5)尺寸效應、時間效應等。 對待土工參數(shù)不確定性的方法有兩種。一種是采用“平均”的土性值，在設計中假定土為具有這種平均性質的均勻材料，并采用一定的安全系數(shù)，保證工程的安全。這樣的方法稱為定值法，在確定安全系數(shù)時，考慮到土的變異性、計算模式的簡化、荷載的不確定性等。要憑經(jīng)驗作出判斷。由于定值法數(shù)學處理比較簡單，所以它為工程技術人員廣泛采用。另一種是考慮土的

59、不確定性的分析方法，土工參數(shù)采用隨機變量概率模型描述，土工參數(shù)的概率分布函數(shù)和特征值，以試驗數(shù)據(jù)為基礎，運用參數(shù)估計和概率分布的假設檢驗方法確定。在設計中用破壞概率的概念會代替單一值的安全系數(shù)。這樣的方法稱為概率分析法。【例題18】按照巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）的要求，對土工參數(shù)進行概率分析時，當置信水平達到95%時，所需同一土層的土試樣數(shù)量至少為（）件。 A.3B.5C.6D.9答案：C 【例題19】按照巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）的規(guī)定，采用概率理論對測試數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)概率理論，置信水平Ps需要達到的最小置信概率精度要求為（）。 A.0.80 

60、;     B.0.90      C.0.95       D.1.00         答案：C     描述試驗數(shù)據(jù)的特征參數(shù)包括：位置特征參數(shù)、離散性特征參數(shù)、分布特性參數(shù)和相關特征參數(shù)。     1.位置特征參數(shù)   &

61、#160; 常用的位置特征參數(shù)有：平均值、極大值、極小值、眾數(shù)和中位數(shù)等。     (1)平均值：有算術平均值、幾何平均值和調和平均值。計算平均值是最常用的，一般用 表示：    由于極大值極小值只決定于個別的試驗數(shù)據(jù)，偶然性很大。在工程地質勘察資料整理時，于上下限各舍去總數(shù)的10或25后，再確定試驗數(shù)據(jù)的變化范圍。     (3)眾數(shù)：與概率密度函數(shù)分布曲線峰值相應的變量值，即出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值，也即誤差最小的數(shù)值，這個值稱為眾數(shù)。 對于對稱的分布曲線，算術平均值

62、、眾數(shù)和中位數(shù)是相同的。對于非對稱的分布曲線，算術平均值、眾數(shù)和中位數(shù)就不一致。【例題20】對于對稱的分布曲線，下列各項位置特征參數(shù)的關系正確的是（）。 A.算術平均值眾數(shù)中位數(shù)B.算術平均值眾數(shù)中位數(shù) C.算術平均值眾數(shù)中位數(shù)D.算術平均值眾數(shù)中位數(shù)答案：A     2. 離散性特征參數(shù)     離散特征參數(shù)是用來描述試驗數(shù)據(jù)的波動特征。常用的離散特征參數(shù)有極差、均方差和變異系數(shù)等。     (1)極差      

63、   極差RX是最簡單的離散特性參數(shù)，     (3)變異系數(shù)V     對于不同組的試驗數(shù)據(jù)，要比較它們的離散程度，不能單看均方差 的絕對值，而應比較均方差與平均值的比值即變異系數(shù)V，才比較合理。 變異系數(shù)V既反映了土性參數(shù)的固有變異性，也反映了取土技術和試驗方法等對土性參數(shù)的試驗誤差。一般來說，變異系數(shù)越大，反映試驗結果的可靠性越差。【例題21】下列各項中不屬于離散特征參數(shù)的是（）。 A.算術平均值B.極差C.標準差D.變異系數(shù)答案：A 【例題22】對于不同組的試驗數(shù)據(jù)，

64、能夠較準確比較各組數(shù)據(jù)之間離散程度的是（）。A.算術平均值B.極差C.標準差D.變異系數(shù)答案：D     3. 分布特征參數(shù)     分布特征參數(shù)是用來描述分布曲線圖形的特征：曲線的對稱性和曲線的峰度。     (1)標準偏度系數(shù)g1是用來檢查分布曲線的形狀是否對稱。 當g10時，為對稱分布；g1>0時，為正偏度；g1<0時，為負偏度。     其直觀意義見圖16-7-2。    &#

65、160;(2)標準峰度系數(shù)g2是用來檢驗曲線峰部的凸平度。 當  g2=0時，符合標準正態(tài)分布的峰形；g2>0時，為狹窄尖峰曲線； g2<0時，為伸展低峰曲線。 其直觀意義見圖16-7-3。 【例題23】當相關特征參數(shù)即相關系數(shù)r（j）±1時，則表明（）。 A.表示試驗數(shù)據(jù)之間無相關關系，可認為是相互獨立的數(shù)據(jù) B.   表示試驗數(shù)據(jù)之間存在完全相關的關系 C.表示試驗數(shù)據(jù)間存在一定的相關關系答案：B 二、地基土的巖土工程評價     地基評價是在巖土工程勘察的最后階段進行的，在對勘

66、察工作所取得的大量實際資料(包括對當?shù)亟ㄖ?jīng)驗的調查研究、現(xiàn)場勘探描述、室內水土分析、現(xiàn)場原位測試等)分別進行整理后，從工程地質條件出發(fā)，結合水文地質條件、上部結構要求和施工特點進行綜合的評價。     地基評價一般是在場地穩(wěn)定性評價的基礎上進行的，它的任務主要是確定地基類型、選擇合適的持力層、評價地基的均勻性、地基變形和地基承載力，其內容包括：     1)劃分地基土的類型，并確定其分布情況；     2)確定地基土的物理力學性質，并研究其均勻性；   

67、  3)地下水位變化及其侵蝕性；     4)針對地基基礎類型和上部結構特點選擇持力層，并確定地基土的承載力或單樁和群樁承載力；     5)必要時進行地基變形驗算和穩(wěn)定性驗算；     6)研究地基土在勘察、施工及使用過程中可能的變化，并提出應采取的措施。     這里的核心問題是正確地、合理地確定地基土的容許承載力，或不同條件下、不同類型的單樁承載力。     (一)地基承

68、載力的確定     1.確定地基承載力的原則     確定地基承載力的原則是：     (1)保證地基不發(fā)生強度破壞而喪失穩(wěn)定性；     (2)保證建筑物不產(chǎn)生影響其安全與正常使用的過大或不均勻沉降。 【例題24】下列不屬于確定地基承載力的原則的是（）。 A.保證地基不發(fā)生強度破壞而喪失穩(wěn)定性 B.保證建筑物不產(chǎn)生影響其安全與正常使用的過大或不均勻沉降 C.    保證建筑物在有效使用年限內不產(chǎn)生影響結構安全的質量缺陷或問題 答案：C     2.確定地基承載力的