道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察

道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察第一節(jié)概述一、公路工程地質(zhì)勘察的目的、任務(wù)和階段劃分工程地質(zhì)勘察的目的：查明土木工程場地的工程地質(zhì)條件、分析存在的工程地質(zhì)問題、對工程場地做出工程地質(zhì)評價。勘察階段的劃分：規(guī)劃勘察；可行性研究勘察階段；初步設(shè)計勘察階段；

技術(shù)設(shè)計及施工勘察階段二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容三、工程地質(zhì)勘察的主要方法四、勘察資料的內(nèi)業(yè)整理道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察

(二)工程地質(zhì)勘察的任務(wù)

1.查明并分析工程場地的工程地質(zhì)條件；2.分析存在的工程地質(zhì)問題，進行定性和定量分析；3.選擇能滿足要求的較優(yōu)越的工程場地和環(huán)境；4.對選擇的場地進一步勘察后，對照建筑物的適宜性對場地進行分區(qū)，提出各區(qū)段所適宜的建筑物類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)模、基礎(chǔ)及地基處理的合理意見；5.預(yù)測工程建成后對地質(zhì)環(huán)境的影響；6.提出工程地質(zhì)條件的分析評價及改善不良地質(zhì)條件的措施和建議。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察二、公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容（一）新建公路工程地質(zhì)勘察的內(nèi)容1.路線工程地質(zhì)勘察2.路基、路面工程地質(zhì)勘察3.橋涵工程地質(zhì)勘察4.隧道工程地質(zhì)勘察5.天然筑路材料工程地質(zhì)勘察（二）改建公路工程地質(zhì)勘察內(nèi)容1.收集沿線的地形、地貌、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、氣象、地震等資料。2.收集有關(guān)橋梁、隧道和防護、排水等構(gòu)造物的新建、改建或加固工程所需的地質(zhì)資料。3.收集原有公路路況資料。4.調(diào)查原有公路的路基、路面、小橋涵等人工構(gòu)造物的狀況及病害，研究病因及防治的效果。對原有公路的工程地質(zhì)、不良地質(zhì)地段的道路病害應(yīng)力求根治。5.當(dāng)路線因提高等級或繞避病害而另選新線的路段，應(yīng)按新建公路的要求進行工程地質(zhì)勘察工作。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察三、工程地質(zhì)勘察的主要方法(一)工程地質(zhì)測繪1.工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容

2.工程地質(zhì)測繪的工作方法

3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用(二)工程地質(zhì)勘探(三)

工程地質(zhì)試驗及長期觀測道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察1.工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容研究沿線地形地貌特征，劃分地貌單元；查明沿線的地層、巖性、地層層序、成因、厚度、時代及巖相變化等；查明地質(zhì)構(gòu)造、土體的成層組合關(guān)系、大地構(gòu)造、構(gòu)造線方向、斷裂褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀和分布、構(gòu)造形跡和構(gòu)造體系以及它們之間的關(guān)系；研究水文地質(zhì)條件，調(diào)查地下水的天然和人工露頭--井、泉、礦坑和鉆孔等；調(diào)查研究沿線不良地質(zhì)現(xiàn)象及特殊地質(zhì)問題的范圍和性質(zhì)、發(fā)生發(fā)展及分布規(guī)律；調(diào)查研究已有建筑物變形破壞情況及建筑經(jīng)驗；了解鐵路沿線天然建筑材料的質(zhì)量、數(shù)量及分布情況。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察2.工程地質(zhì)測繪的工作方法測繪寬度的確定：一般采用沿程測繪的方法，其測繪寬度一般包括中線兩側(cè)各200300m.測繪線的布置：為了專門目的或地質(zhì)條件的重點工程地段而進行的大面積工程地質(zhì)測繪常采用路線穿越法和順層追索法。觀測點的選擇：觀測點的布置必須選在具有代表性的地質(zhì)現(xiàn)象的天然露頭工人工露頭處。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察3.航片和衛(wèi)片在工程地質(zhì)測繪中的應(yīng)用

航片的應(yīng)用

(1)運用室內(nèi)光學(xué)儀器編制地形圖；

(2)通過地質(zhì)專業(yè)判譯編繪工程地質(zhì)圖；衛(wèi)片的應(yīng)用(優(yōu)點)

(1)衛(wèi)片拍攝地面范圍大；

(2)反映宏觀形態(tài)特征較清楚、解釋效果比較好；

(3)衛(wèi)片中包含的信息量大，可根據(jù)色調(diào)和形態(tài)特征，能夠解決工程地質(zhì)測繪中的很多問題。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察（二）工程地質(zhì)勘探1.山地勘探：剝土、探坑、探槽、探井（分豎井、斜井）、平洞2.鉆探3.物探4.工程地質(zhì)坑探道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察2.鉆探采用鉆探機具對深部的工程地質(zhì)條件進行揭露的一種工作方法。它分為輕便鉆探和鉆探兩種。

輕便鉆探利用洛陽鏟、錐探和小螺紋鉆等進行鉆探的方法；鉆探一般是利用大型鉆機進行鉆探的方法，常用的鉆機是機械回轉(zhuǎn)鉆機。鉆探過程包括三個基本程序：

A．破碎巖土：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，破碎一般是借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現(xiàn)的。

B．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、巖芯管等）靠人力或機械將孔底的碎屑或樣心取出于地面。

C．保全孔壁：一般采用套管或泥漿來護壁。

鉆進方法有以下三種：

A．沖擊鉆進：采用底部圓環(huán)狀的鉆頭，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。

B．回轉(zhuǎn)鉆進：采用底部嵌焊有硬質(zhì)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(zhuǎn)中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。

C．振動鉆進：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。

D．綜合式鉆進：綜合沖擊回轉(zhuǎn)兩種鉆進方法；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，同時由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻人巖石深度增加，在回轉(zhuǎn)中將巖石剪切掉。

道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察3.物探電法勘探：可分為自然電場法和人工電場法兩種。工程地質(zhì)勘探中常采用人工電場法的電阻率法，它主要利用儀器測定巖、土體導(dǎo)電性的差異來識別地質(zhì)情況的一種方法

彈性波法：包括地震勘探、聲波及超聲波探測。它是人式激發(fā)振動，來研究地質(zhì)體中的傳播規(guī)律，以判定地質(zhì)情況、巖體狀態(tài)及特性。

地球物理測井：利用地層之間的物性差異，采用不同的物理方法，了解鉆井中的地質(zhì)和水文地質(zhì)情況的方法。

地質(zhì)雷達：是一種高頻電磁波，利用電磁波在不同介質(zhì)中的傳播規(guī)律，探明地質(zhì)條件的一種方法。

道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察3.工程地質(zhì)坑探(1)試坑、淺井(2)探槽(3)斜井和平洞道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察(三)工程地質(zhì)試驗及長期觀測1.室內(nèi)外試驗室內(nèi)試驗：在現(xiàn)場取有代表性的試樣，送到試驗室進行相關(guān)項目的試驗。原位測試：在野外現(xiàn)場進行測試，主要包括：

A.巖石力學(xué)性質(zhì)指標；靜力載荷試驗(CPT)

、靜力觸探試驗、圓錐動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切試驗、扁鏟側(cè)脹試驗、旁壓試驗、波速測試、現(xiàn)場大型直剪試驗、塊體基礎(chǔ)振動試驗

B.水文地質(zhì)實驗

C.巖體中地應(yīng)力的測試

D.地基工程地質(zhì)實驗

2.工程地質(zhì)長期觀測

與工程有關(guān)的地下水的動態(tài)觀測；不良地質(zhì)現(xiàn)象的觀測；建筑物修建與周圍環(huán)境相互作用的動態(tài)觀測。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察靜力載荷

試驗(CPT)

靜力載荷試驗指在擬建場地上，在挖至設(shè)計的基礎(chǔ)置深度的平整坑底放置一定規(guī)格的方形或圓形承壓板，在其上逐級加荷載，測定相應(yīng)荷載作用下地基土的穩(wěn)定沉降量，分析研究地基土的強度與變形特性，求得地基土容許承載力與變形模量等力學(xué)數(shù)據(jù)。靜力載何試驗分為平板載何試驗、螺旋板載荷試驗、深層平板載荷試驗等。用以確定地基土的臨塑荷載、極限荷載，為評定地基土的承載力提供依據(jù)；估算地基土的變形模量、不排水抗剪強度和基床反力系數(shù)。其試驗裝置為承壓板、加荷與傳壓裝置及沉降觀測裝置等。

根據(jù)實測結(jié)果繪制沉降與時間(s~t)關(guān)系曲線及荷載與沉降(p~s)關(guān)系曲線，由此確定地基承載力、地基土的變形模量、估算地基土的不排水抗剪強度、估算地地基土基床反力系數(shù)。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察靜力觸探試驗

靜力觸探試驗指通過一定的機械裝置，將某種規(guī)格的金屬肩探頭用靜力壓人土層中，同時用傳感器或直接量測儀表測試土層對觸探頭的貫人阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探試驗適用于粘性土、粉土和砂土，主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學(xué)指標參數(shù)、評定地基土的承載力、估算單樁承載力及判定砂土地基的液化等級等。

靜力觸探試驗裝置主要設(shè)備為靜力觸探儀，其由貫人裝置（包括反力裝置）、傳動系統(tǒng)和量測系統(tǒng)三部分組成。常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭單橋探頭結(jié)構(gòu)

1-頂柱；2-電阻應(yīng)變片；3-傳感器；4-密封墊圈套；5-四芯電纜；6-外套筒雙橋探頭結(jié)構(gòu)

1-傳力桿；2-磨擦傳感器；3-摩擦筒；4-錐尖傳感器；5-頂柱；6-電阻應(yīng)變片；7-鋼珠；8-錐尖頭道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察圓錐動力觸探

圓錐動力觸探指利用錘擊動能，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據(jù)打人土中的阻抗大小判別土層的變化，對土層進行力學(xué)分層，并確定土層的物理力學(xué)性質(zhì)，對地基土作出工程地質(zhì)評價。動力觸探試驗適用于強風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石、各種軟質(zhì)巖石及各類土。

試驗裝置動力觸探設(shè)備主要由探頭和落錘兩部分組成，可分為輕型、重型及超重型三類。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察標準貫入試驗

1-穿心錘；2-錘墊；3-鉆桿；4-貫入器頭；5-出水孔；6-貫入器身；7-貫入器靴標準貫入試驗是動力觸探類型之一，其利用規(guī)定重量的穿心錘，從恒定高度上自由落下，將一定規(guī)格的探頭打人士中，根據(jù)打人的難易程度判別土的性質(zhì)。標準貫入試驗可適用于砂土、粉土和一般粘性土，最適用于N=2~50擊的土層。

其目的為：采取擾動樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結(jié)果定名。根據(jù)標準貫入擊數(shù)N，利用地區(qū)經(jīng)驗，為砂土的密實度和粉土、粘性土的狀態(tài)、土的強度參數(shù)、變形模量、地基承載力等作出評價。估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性。判定飽和粉砂、砂質(zhì)粉土的地震液化可能性及液化等級。

道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察將十字板頭壓入被測土層中，施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，將土體剪壞，測定土體對抵抗扭剪的最大力矩，通過換算得到土體的抗剪強度值。十字板剪切試驗適用于靈敏度不大于10，固結(jié)系數(shù)不大于100m2/年的均質(zhì)飽和軟粘土。

其目的為：測定原位應(yīng)力條件下軟粘土的不排水抗剪強度Cu、估算軟粘性土的靈敏度。十字板剪切試驗

1-手搖柄；2-齒輪；3-蝸輪；4-開口鋼環(huán)；5-固定夾；6-導(dǎo)桿；7-百分表；8-轉(zhuǎn)盤；9-底板；10-固定套；11-彈子盤；12-底座；13-制緊軸；14-接頭；15-套管；16-鉆桿；17-導(dǎo)輪；18-軸桿；19-十字板頭道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察扁鏟側(cè)脹試驗

指用靜力將扁鏟形探頭貫入土中，達試驗深度后，利用氣壓使扁鏟側(cè)面的圓形鋼膜向外擴張進行試驗。

扁鏟側(cè)脹試驗適用于一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黃土等，不適用于含碎石的土、風(fēng)化巖等試驗成果主要有：根據(jù)A、B、C壓力及△A、△B計算p0、p1、p2與深度的變化曲線；繪制扁脹模量、水平應(yīng)力指數(shù)、扁脹指數(shù)、扁脹孔壓力指數(shù)與深度的變化曲線。由試驗成果可劃分土類、確定靜止側(cè)壓力系數(shù)、評定應(yīng)力歷史、確定不排水抗剪強度、確定土的變形參數(shù)、確定水平固結(jié)系數(shù)、可設(shè)計側(cè)向受荷樁。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察旁壓試驗

旁壓試驗（PMT）是將圓柱形旁壓器豎直地放人土中，通過旁壓器在豎直的孔內(nèi)加壓，使旁壓膜膨脹，并由旁壓膜（或護套）將壓力傳給周圍土體（或巖層），使土體或巖層產(chǎn)生變形直至破壞，通過量測施加的壓力和土變形之間的關(guān)系，可得到地基土在水平方向上的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。適用于測定粘性土、粉土、砂土、碎石土、軟質(zhì)巖石和風(fēng)化巖的承載力、旁壓模量和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等旁壓試驗的成果主要為壓力和擴張體積曲線、壓力和半徑增量曲線。根據(jù)旁壓曲線可評定地基承載力、確定旁壓模量。道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察波速測試

波速測試就是測定土層的波速，依據(jù)彈性波在巖土體內(nèi)的傳播速度間接測定巖土體在小應(yīng)變條件下（10-4～10-6）動彈性模量和泊松比。適用于測定各類巖土體的壓縮波、剪切波或瑞利波的波速。根據(jù)任務(wù)要求可采用單孔法、跨孔法或面波法。根據(jù)波速，可按有關(guān)公式計算動剪切模量、動彈性模量和泊松比。a-檢層法；b-面波法：c-試驗布置圖道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察現(xiàn)場大型直剪試驗

大型直剪試驗適用于求測各類巖土體以及巖土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面和巖土體與混凝土接觸面或滑動面的抗剪強度，可分為巖土體試樣在法向應(yīng)力作用下沿剪切面剪切破壞的抗剪斷試驗、巖土體剪斷后沿剪切面繼續(xù)剪切的抗剪試驗（摩擦試驗）、法向應(yīng)力為零時巖體剪切的抗切試驗。

試驗裝置有大剪儀、加載設(shè)備、量測設(shè)備等1-手輪；2-測力計；3-剪切環(huán)；4-壓力蓋；5-垂壓部分；6-水平框架；7-地錨；8-水平推力部分道路、橋梁或隧道地質(zhì)勘察塊體基礎(chǔ)振動試驗

通過塊體基礎(chǔ)振動試驗直接測得地基土的剛度、阻尼比和參振質(zhì)量等動力參數(shù)，可分為塊體基礎(chǔ)強迫振動試驗和塊體基礎(chǔ)自由振動試驗兩類。根據(jù)塊體基礎(chǔ)振動試驗實測的