第7章工程地質(zhì)勘察2

1、本章知識點【知識點知識點】場地等級、地基等級、勘察等級、勘察階段的劃分，場地等級、地基等級、勘察等級、勘察階段的劃分， 工程地質(zhì)勘察方法主要類型，工程地質(zhì)測繪，工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘察方法主要類型，工程地質(zhì)測繪，工程地質(zhì)勘探，物探，常見工程地質(zhì)原位試驗，物探，常見工程地質(zhì)原位試驗【重點重點】勘察的分級與階段的劃分；常見原位試驗的基本原理及其適勘察的分級與階段的劃分；常見原位試驗的基本原理及其適用范圍。用范圍?！倦y點難點】原位試驗的原理；工程地質(zhì)勘察報告的正確使用。原位試驗的原理；工程地質(zhì)勘察報告的正確使用。1第第7 7章章 工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察建設(shè)場地建設(shè)場地揭開面紗卻是暗藏玄機原因：原因

2、：補做勘察后發(fā)現(xiàn)板基斷裂一側(cè)地基中存在軟弱淤泥層。經(jīng)考古查明曾有一條鐵路從此通過，路基堅實，但路基兩側(cè)排水溝因常年積水，溝底形成淤泥。板基橫跨路基與排水溝，因土質(zhì)軟硬懸殊而斷裂。 南京東南大學(xué)6層教工住宅，施工前未做地質(zhì)勘察，結(jié)果在建成鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)后，發(fā)生整塊板基斷裂?？辈焓д`工程實例勘察失誤工程實例1 1原因：也是未經(jīng)勘察，不了解下面有一條人防通道斜向貫穿。人防通道土體挖除形成臨空，地基局部超量沉降，墻體開裂不可避免。 清華大學(xué)第三教室樓配電站是單層平房，因墻體裂縫嚴重，長期不敢使用。工程實例工程實例2 2 清華大學(xué)供應(yīng)科辦公庫房樓因鉆孔深度太淺，未發(fā)現(xiàn)地基中部厚層高壓縮性泥炭層，導(dǎo)致

3、墻體開裂，大裂縫達33條，成為危房。 工程實例工程實例3 3工程實例工程實例4 4 教訓(xùn) 新新滑滑坡坡古滑坡古滑坡勘察工作量不足的問題 寶(雞)天(水)鐵路，由于忽視了前期的工程地質(zhì) 工作，施工中即發(fā)生大量崩塌、滑坡、河岸沖刷 和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害問題，被稱為鐵路的“盲腸”， 國家歷年都撥出大量資金進行維修、整治。 成(都)昆(明)鐵路，地形、地質(zhì)條件異常復(fù)雜， 曾被稱為“世界地質(zhì)博物館”。由于高度重視工程 地質(zhì)工作，順利建成通車。工程實例工程實例5 57.1 7.1 概述概述工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)勘察是指采用各種勘察技術(shù)、方法，對建設(shè)場地是指采用各種勘察技術(shù)、方法，對建設(shè)場地的工程地質(zhì)條件進行綜

4、合調(diào)查、研究、分析、評價及編制的工程地質(zhì)條件進行綜合調(diào)查、研究、分析、評價及編制工程地質(zhì)勘察報告的全過程，工程地質(zhì)勘察報告的全過程，簡稱工程勘察簡稱工程勘察。目的目的是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑是查明工程地質(zhì)條件，分析存在的地質(zhì)問題，對建筑地區(qū)作出工程地質(zhì)評價，為工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運地區(qū)作出工程地質(zhì)評價，為工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，以保證工程建筑物的安全穩(wěn)定、營提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，以保證工程建筑物的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟合理和正常使用。經(jīng)濟合理和正常使用。7.1.1 7.1.1 目的與任務(wù)目的與任務(wù)任務(wù)任務(wù)查查明工程建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，闡明其特征、成因

5、明工程建筑地區(qū)的工程地質(zhì)條件，闡明其特征、成因和控制因素，并指出其有利和不利的方面。和控制因素，并指出其有利和不利的方面。分析研究與工程建筑有關(guān)的工程地質(zhì)問題，作出定性和分析研究與工程建筑有關(guān)的工程地質(zhì)問題，作出定性和定量的定量的評評價，為建筑物的設(shè)計和施工提供可靠的地質(zhì)資料。價，為建筑物的設(shè)計和施工提供可靠的地質(zhì)資料。選選擇工程地質(zhì)條件相對優(yōu)越的建筑場地。擇工程地質(zhì)條件相對優(yōu)越的建筑場地。配合工程建筑的配合工程建筑的設(shè)計與施工設(shè)計與施工，據(jù)地質(zhì)條件提出建筑物類，據(jù)地質(zhì)條件提出建筑物類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模和施工方法的型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模和施工方法的建議建議。提出提出改善和防治改善和防治不良地質(zhì)條件的措施和

6、不良地質(zhì)條件的措施和建議建議。預(yù)測預(yù)測工程興建后對地質(zhì)工程興建后對地質(zhì)環(huán)境環(huán)境造成的影響，制定保護地質(zhì)造成的影響，制定保護地質(zhì)環(huán)境的措施。環(huán)境的措施。準備工作工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)勘探（物探、坑探、鉆探）工程地質(zhì)試驗長期觀測文件編制。準備工作：熟悉工程意圖、了解工程特點、明確勘察任務(wù)、搜集整理資料、方案研究、隊伍組織、機具儀器準備等。 工程地質(zhì)勘察的一般工作程序工程地質(zhì)勘察的一般工作程序 7.1.2 7.1.2 工程勘察方法工程勘察方法工程地質(zhì)測繪；工程地質(zhì)測繪；工程地質(zhì)勘探，包括坑探、鉆探和物探；工程地質(zhì)勘探，包括坑探、鉆探和物探；工程地質(zhì)室內(nèi)和野外工程地質(zhì)室內(nèi)和野外( (現(xiàn)場或原位現(xiàn)場或原位

7、) )試驗；試驗；現(xiàn)場檢測與監(jiān)測?，F(xiàn)場檢測與監(jiān)測。 7.1.37.1.3工程地質(zhì)勘察分級與階段劃分工程地質(zhì)勘察分級與階段劃分可行性研究勘察階段可行性研究勘察階段 初步勘察階段初步勘察階段 詳細勘察階段詳細勘察階段工程地質(zhì)勘察分級與階段劃分工程地質(zhì)勘察分級與階段劃分不同部門的名稱：不同部門的名稱：鐵道部門：鐵道部門：草測草測 初測初測 詳測詳測 定測；定測；水電部門：水電部門：規(guī)劃規(guī)劃 可行性研究可行性研究 初步設(shè)計初步設(shè)計 技施設(shè)計技施設(shè)計 運行；運行；住建部門：住建部門：總體規(guī)劃總體規(guī)劃 詳細規(guī)劃詳細規(guī)劃 初步設(shè)計初步設(shè)計 技術(shù)設(shè)計技術(shù)設(shè)計 施工設(shè)計與施工。施工設(shè)計與施工?？辈旆椒辈旆椒?

8、 :搜集資料踏勘1. 物探主要任務(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。可行性研究勘察階段新三件老三件勘察方法勘察方法: :鉆探鉆探試驗試驗補充測繪和物探補充測繪和物探1.1. 長期觀測長期觀測主要任務(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。論證。需詳細查明建筑場地工程地質(zhì)條件。初步勘察階段勘察方法勘察方法: :試驗1. 補充勘探配合技術(shù)設(shè)計或施工圖設(shè)計配合技術(shù)設(shè)計或施工圖設(shè)計,

9、,按不同建筑物提出詳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)。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。的防治方案作出論證和建議。詳細勘察階段工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪是指填繪工程地質(zhì)圖件，根據(jù)野外是指填繪工程地質(zhì)圖件，根據(jù)野外調(diào)查綜合研究將勘察區(qū)的地質(zhì)條件填繪在適當比調(diào)查綜合研究將勘察區(qū)的地質(zhì)條件填繪在適當比例尺的地形圖上加以綜合反映的方法。例尺的地形圖上加以綜合反映的方法。在山區(qū)和河谷地區(qū)，最主要的工程地質(zhì)勘察方法。在山區(qū)和河谷地區(qū)，最主要的工程地質(zhì)勘察方法。 成果

10、是提供給其他工程地質(zhì)工作如勘探、取樣、成果是提供給其他工程地質(zhì)工作如勘探、取樣、試驗、監(jiān)測等的規(guī)劃、設(shè)計和實施的基礎(chǔ)。試驗、監(jiān)測等的規(guī)劃、設(shè)計和實施的基礎(chǔ)。 7.2 7.2 工程地質(zhì)測繪工程地質(zhì)測繪 勘探工作的主要任務(wù)是：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。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。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。利用勘探坑孔進行現(xiàn)場原位試驗和布設(shè)長期觀測點。 7.3 7.3 工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)勘探是用人工或機械掘進的方式來探明地表以下淺部是用人工或機械掘進的方式來探明地表以下淺

11、部的工程地質(zhì)條件，包括：探坑、探槽、斜井、淺的工程地質(zhì)條件，包括：探坑、探槽、斜井、淺井、豎井、平洞等。井、豎井、平洞等。常用的坑探類型示意圖1-探槽；2-試坑；3-豎井；4-平洞；5-石門(平巷)；6-淺井7.3.1坑、槽利用鉆探機械和工具在巖土層中鉆孔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、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，還可和厚度、滑坡位置及巖溶情況，還可取巖心，在鉆孔中試驗。取巖心，在鉆孔中試驗。7.3.2 7.3.2 鉆探鉆探鉆孔觀測、編錄與資料整理鉆孔觀測、編錄與資料

12、整理巖心觀察、描述和編錄鉆孔水文地質(zhì)觀測1. 鉆進動態(tài)觀測 鉆孔柱狀圖地球物理勘探：通過研究和觀測各種地球物理場的變化來探測地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件的方法。物探分為：物探分為：電阻率法、磁法、地震法、重力法及放射性勘探，但應(yīng)用最廣泛的是電阻率法和震法。7.3.3 7.3.3 物探物探探地雷達探地雷達可以滿足各種探測領(lǐng)域與不同探測深度的需求。探地雷達可以滿足各種探測領(lǐng)域與不同探測深度的需求。目前逐漸應(yīng)用于在公路、鐵道、機場、建筑工程、水利工目前逐漸應(yīng)用于在公路、鐵道、機場、建筑工程、水利工程、隧道工程等領(lǐng)域。程、隧道工程等領(lǐng)域。利用高頻電磁波在巖體傳播中遇到利用高頻電磁波在巖體傳播中遇到地質(zhì)

13、界面產(chǎn)生反射的特性，探測異地質(zhì)界面產(chǎn)生反射的特性，探測異常地質(zhì)體的一種方法。常地質(zhì)體的一種方法。GPR(Ground penetrating radar)可測定難以取樣的巖土體的性質(zhì)。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。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。可連續(xù)進行，因而可得到完整的地層剖面。1.1. 快速、經(jīng)濟，能大大縮短勘察周期?？焖佟⒔?jīng)濟，能大大縮短勘察周期。難以控制邊界條件難以控制邊界條件費工費時，成本高費工費時，成本高所測參數(shù)和巖土工程性質(zhì)之間的關(guān)系建立在大量所測參數(shù)和巖土工程性質(zhì)之間的關(guān)系建立在大量 統(tǒng)計的經(jīng)驗關(guān)系之上統(tǒng)計的經(jīng)驗關(guān)

14、系之上。7.4 7.4 工程地質(zhì)現(xiàn)場原位試驗工程地質(zhì)現(xiàn)場原位試驗優(yōu)優(yōu)點點缺缺點點室內(nèi)試驗優(yōu)缺點室內(nèi)試驗的優(yōu)點是：室內(nèi)試驗的優(yōu)點是： 試驗條件比較容易控制試驗條件比較容易控制( (邊界條件明確，應(yīng)力應(yīng)變條件可邊界條件明確，應(yīng)力應(yīng)變條件可以控制等以控制等) )； 可以大量取樣?？梢源罅咳印Ｈ秉c是：缺點是： 試樣尺寸小，不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對巖土性質(zhì)試樣尺寸小，不能反映宏觀結(jié)構(gòu)和非均質(zhì)性對巖土性質(zhì)的影響，代表性差；的影響，代表性差； 試樣不可能真正保持原狀，而且有些巖土也很難取得原試樣不可能真正保持原狀，而且有些巖土也很難取得原狀試樣。狀試樣。在一定面積的承壓板上向地在一定面積的承壓板上向地

15、基逐級施加荷載，并觀測每基逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基的變形特性，級荷載下地基的變形特性，從而評定地基的承載力，計從而評定地基的承載力，計算地基的變形模量并預(yù)測基算地基的變形模量并預(yù)測基礎(chǔ)的沉降量。礎(chǔ)的沉降量。大型載荷試驗裝置示意圖7.4.17.4.1靜力載荷試驗靜力載荷試驗載荷試驗照片載荷試驗照片用靜力將一個內(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)。觸探頭工作原理示意圖7.4.27.4.2靜力觸探試驗靜力觸探試驗 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

16、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100cm 7.4.37.4.3圓錐動力觸探試驗圓錐動力觸探試驗設(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)稱為標貫擊數(shù)，用N63.5來表示，一般寫作N。標準貫入試驗設(shè)備7.4.4 標準貫入試驗利用插入軟黏土中的利用插入軟黏土中的十字板頭，以一定的十字板頭，以一定的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的速率旋轉(zhuǎn)，測出土的抵抗力矩，然后換算抵抗力矩，然后換算成土的抗剪強度。成土

17、的抗剪強度。十字板剪力儀十字板剪力儀7.4.5 7.4.5 十字板剪切試驗（十字板剪切試驗（VSTVST）利用靜力或錘擊動力將利用靜力或錘擊動力將一扁平鏟形測頭貫入土一扁平鏟形測頭貫入土中，達到預(yù)定深度后，中，達到預(yù)定深度后，利用氣壓使扁鏟測頭上利用氣壓使扁鏟測頭上的鋼膜片向外膨脹，分的鋼膜片向外膨脹，分別測得膜片中心向外膨別測得膜片中心向外膨脹不同距離脹不同距離(分別為分別為0.05mm和和1.10mm)時的時的氣壓值，進而獲得地基氣壓值，進而獲得地基土參數(shù)的一種原位試驗。土參數(shù)的一種原位試驗。7.4.77.4.7扁鏟側(cè)脹試驗扁鏟側(cè)脹試驗將圓柱形旁壓器豎直地將圓柱形旁壓器豎直地放入士中，通過

18、旁壓器放入士中，通過旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓旁壓膜膨脹，并由旁壓膜膜(或護套或護套)將壓力傳給周將壓力傳給周圍土體圍土體(或巖層或巖層)，使士體，使士體或巖層產(chǎn)生變形直至破或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，通過量測施加的壓壞，通過量測施加的壓力和土體變形之間的關(guān)力和土體變形之間的關(guān)系，即可得到地基土在系，即可得到地基土在水平方向上的應(yīng)力應(yīng)變水平方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。關(guān)系。7.4.6 7.4.6 旁壓試驗旁壓試驗7.4.8 7.4.8 現(xiàn)場剪切試驗現(xiàn)場剪切試驗它適用于求測各它適用于求測各類巖土體以及巖類巖土體以及巖土體沿軟弱結(jié)構(gòu)土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面和巖土體與混面和巖土

19、體與混凝土接觸面或滑凝土接觸面或滑動面的抗剪強度動面的抗剪強度試驗適用范圍巖土體性狀的監(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 7.5 7.5 現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測巖土試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和選定巖土試驗數(shù)據(jù)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各種圖表的編繪制作工程地質(zhì)勘察報告書的編寫工程地質(zhì)勘察報告書的編寫7.67.6 勘察資料的整理勘察資料的整理（一）工程地質(zhì)勘察報告

20、書 報告應(yīng)附的圖表：報告應(yīng)附的圖表：（1 1）工程地質(zhì)平面圖（房屋建筑附勘察工程布置）。）工程地質(zhì)平面圖（房屋建筑附勘察工程布置）。（2 2）鉆孔柱狀圖或工程地質(zhì)綜合柱狀圖。）鉆孔柱狀圖或工程地質(zhì)綜合柱狀圖。（3 3）工程地質(zhì)縱、橫剖面圖。）工程地質(zhì)縱、橫剖面圖。（4 4）室內(nèi)試驗和原位測試成果圖表。）室內(nèi)試驗和原位測試成果圖表。 工程地質(zhì)圖表1勘探點平面布置圖勘探點平面布置勘探點平面布置圖是在地形圖上圖是在地形圖上標明工程建筑物、標明工程建筑物、各勘探點各勘探點(包括包括探井、探槽、鉆探井、探槽、鉆孔等孔等)、各現(xiàn)場、各現(xiàn)場原位測試點以及原位測試點以及勘探剖面線的位勘探剖面線的位置。并注明各

21、勘置。并注明各勘探點、原位測試探點、原位測試點的坐標及高程。點的坐標及高程。忠縣蘇家污水處理廠北側(cè)邊坡補充勘察項目負責(zé)編 圖審 核TC1TC2TC3氧化溝污水處理廠一期范圍補勘邊坡范圍32.80zk4216.5932.80zk6216.4614.60zk5216.9028.84zk16211.8426.90pzk3201.3525.60pzk4190.7025.20pzk1199.1529.20pzk2188.90220215210205200205215220222.10217.21220.97222.76218.36216.94222.68219.36221.76219.58219.902

22、21.83217.04216.07212.57214.86210.08191.30188.55185.33185.84186.32183.37185.00185.01198.86195.38195.09193.02189.29186.86N0.00=180.00180.00200.94181.17181.09181.06184.42192.12184.43187.13173.65174.84鉆孔平面布置圖 1:500700070507100715072007200715071007050700060506100615062006200615061006050J2sn-SsJ2sn-MsJ2sn-Sscol+dl4Qcol+dl4Qcol+dl4Qcol+dl4Q已修錨桿擋墻氧化溝沉淀池沉淀池加藥間1122柱狀圖將所勘察的地將所勘察的地層的層次及其層的層次及其主要特征和性主要特征和性質(zhì)繪成柱狀圖，質(zhì)繪成柱狀圖，在圖上注明層