工程地質(zhì)野外勘查方法與技術(shù)

第17章工程地質(zhì)勘察方法與技術(shù)E-mail:wenjiexu@徐文杰清華大學(xué)水利系0.概述地質(zhì)、工程地質(zhì)理論和各種技術(shù)方法解決工程中遇到的地質(zhì)問題工程地質(zhì)勘察是工程建設(shè)的先行工作；工程方案的選擇、建筑物的布置、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定等，都必須以工程地質(zhì)勘察資料為依據(jù)。0.概述工程地質(zhì)勘察目的調(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)資料任務(wù)重要性為工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供可靠的地質(zhì)依據(jù)和資料，以充分利用有利的自然因素，避開或改造不利的地質(zhì)環(huán)境，以確保工程的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理和正常運(yùn)行。

施工前不經(jīng)過(guò)地基勘察或勘察不詳、分析有誤可能會(huì)造成嚴(yán)重工程事故或延誤工程進(jìn)度。如：意大利比薩斜塔、加拿大特朗斯康谷倉(cāng)、蘇州虎丘塔、上海工業(yè)展覽館等。0.概述意大利比薩斜塔由于地基不均勻沉降而造成傾斜。塔高約55m，始建于1173年，建至24m高時(shí)發(fā)現(xiàn)塔身傾斜而被迫停工，至1273年續(xù)建完工。因建在不均勻的高壓縮性土地基上，使北側(cè)下沉lm多，南側(cè)下沉近3m，沉降差1.8m，傾斜5.8o。已有800多年歷史的比薩斜塔每年平均下沉lmm，傾斜l.37mm。0.概述加拿大特朗斯康谷倉(cāng)長(zhǎng)59.4m，寬23.5m，高31.0m，鋼筋混凝土片筏基礎(chǔ)，厚2m，埋深3.6m。于1913年秋建成，10月初貯存谷物2.7萬(wàn)噸時(shí)發(fā)現(xiàn)明顯下沉，谷倉(cāng)西端下沉8.8m，東端上抬1.5m，最后整個(gè)谷倉(cāng)傾斜近27°。事后發(fā)現(xiàn)：建筑基礎(chǔ)下埋有厚達(dá)16m的高塑性淤泥質(zhì)軟粘土層，谷倉(cāng)加載使基礎(chǔ)底面上的平均荷載達(dá)330kPa，超過(guò)了地基極限承載力(280kPa)，致使地基破壞而整體滑動(dòng)。0.概述可行性研究階段詳細(xì)勘察階段對(duì)擬選場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)和方案比較工程地質(zhì)勘察階段初步勘察階段0.概述搜集、分析區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、和區(qū)域工程地質(zhì)資料等。避開工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段了解場(chǎng)地地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體性質(zhì)、地下水及不良地質(zhì)現(xiàn)象等可行性研究階段文獻(xiàn)檔案資料的研究、路線踏勘及中小比例尺的區(qū)域性工程地質(zhì)測(cè)繪手段0.概述可行性研究階段詳細(xì)勘察階段工程地質(zhì)勘察階段初步勘察階段對(duì)擬選場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)和方案比較對(duì)所指定的建筑區(qū)域內(nèi)，選定工程地質(zhì)條件最優(yōu)的建筑場(chǎng)地，并對(duì)主要工程地質(zhì)問題進(jìn)行定性和適當(dāng)定量評(píng)價(jià)。0.概述查明建筑場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、危害程度及發(fā)展趨勢(shì)初步查明地層及其構(gòu)造、巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件等初步勘察階段工程地質(zhì)測(cè)繪，并配合的勘探、試驗(yàn)及監(jiān)測(cè)等工作。手段0.概述可行性研究階段詳細(xì)勘察階段工程地質(zhì)勘察階段初步勘察階段對(duì)擬選場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)和方案比較對(duì)所指定的建筑區(qū)域內(nèi)，選定工程地質(zhì)條件最優(yōu)的建筑場(chǎng)地，并對(duì)主要工程地質(zhì)問題進(jìn)行定性和適當(dāng)定量評(píng)價(jià)。針對(duì)具體建筑地基或具體地質(zhì)問題，為進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)和施工提供依據(jù)0.概述工程地質(zhì)勘察方法與技術(shù)工程地質(zhì)測(cè)繪工程地質(zhì)勘探工程地質(zhì)野外試驗(yàn)1.工程地質(zhì)測(cè)繪與工程建設(shè)有關(guān)的各種地質(zhì)現(xiàn)象地質(zhì)學(xué)工程地質(zhì)學(xué)查明擬定建筑區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件的空間分布及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系工程地質(zhì)圖作為工程地質(zhì)勘察的重要成果，供規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工部門使用。勘探試驗(yàn)物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件1.工程地質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)容地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖性區(qū)內(nèi)出露地層巖性、巖相、厚度、層序、接觸關(guān)系及分布變化規(guī)律；測(cè)定巖石的工程地質(zhì)特征，確定地層時(shí)代和填圖單位；根據(jù)巖性組合特征，按照工程地質(zhì)特性的相似性，對(duì)工程區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)巖組劃分，以有利于評(píng)價(jià)其對(duì)工程的適宜性；研究區(qū)內(nèi)的軟弱帶（原生、次生成因的）及其對(duì)工程的不利影響。物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造工程區(qū)穩(wěn)定性地層巖性褶皺斷裂區(qū)域地殼穩(wěn)定性、區(qū)域地貌、水文地質(zhì)特征等1.工程地質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖性詳勘階段可行性研究和初步勘察階段區(qū)域地質(zhì)發(fā)展史中起控制作用的深大斷裂系統(tǒng)；活動(dòng)斷裂；區(qū)域構(gòu)造格局（褶皺、斷裂特征及空間分布）。限定了不同性質(zhì)巖土體的空間分布和結(jié)構(gòu)特征；決定了區(qū)域地貌特征和水文地質(zhì)條件控制了地表物質(zhì)移動(dòng)規(guī)律1.工程地質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖性詳勘階段可行性研究和初步勘察階段詳細(xì)查明巖層變位情況，掌握不同等級(jí)的構(gòu)造結(jié)構(gòu)面，以研究工程巖體的完整性、不均一性、各向異性及所處的應(yīng)力狀態(tài)。1.工程地質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖性詳勘階段可行性研究和初步勘察階段結(jié)構(gòu)面統(tǒng)計(jì)產(chǎn)狀、延伸長(zhǎng)度、間距、分布不同巖性中的變化情況和發(fā)育程度形態(tài)、寬度充填物成因和性質(zhì)節(jié)理玫瑰花圖節(jié)理等密度圖1.工程地質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖玩性詳勘榆階段可行艇性研喝究和撕初步凳勘察什階段（1）資料漢整理：將節(jié)理攏走向礎(chǔ)，換氧算成濤北東超和北政西方病向，然后依作圖御要求及屢地質(zhì)情況許按一雖定間隔分組，一般采扁用5°或10動(dòng)°為一間隔。然后聾統(tǒng)計(jì)睛每組嚴(yán)的節(jié)引理數(shù)驕目，克計(jì)算蛾出每丟組節(jié)嚷理平弟均走致向（∑α/N）填入表中。-節(jié)理玫瑰怪花圖1.工程地愿質(zhì)測(cè)繪-基本攻內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖既性詳勘種階段可行性構(gòu)研究和截初步勘概察階段（2）確定比例傷尺：根據(jù)作壞圖大小和各誤組節(jié)好理數(shù)堅(jiān)目，茫選取豆一定肝長(zhǎng)度頃的線塌段代誓表1條節(jié)理萬(wàn)；以等于毅或稍醫(yī)大于雹按比弦例尺錘表示做數(shù)目層最多巷的一能組節(jié)眉理的線段長(zhǎng)量度為半徑頌作半圓壘，過(guò)谷圓心看作南光北線碎及東鑼西線咬，在些圓周澤上標(biāo)習(xí)明方位閃角。-節(jié)理玫瑰亮花圖1.工程扛地質(zhì)驕測(cè)繪-基本內(nèi)犁容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層逮巖性詳勘隙階段可行性問研究和炊初步勘肥察階段（3）找百點(diǎn)連渣線：從0o-9o一組開始河，按各圾組平均悠走向方位角徑及該組節(jié)理數(shù)目（忠按所定比例肌尺）宣定出噸相應(yīng)蹤蝶的點(diǎn)懇，該蜓點(diǎn)即代猴表該齡組節(jié)汗理平脂均走仔向和呢節(jié)理欣數(shù)目攔。各兇組的點(diǎn)確定后，滿順次炊將相李鄰組后的點(diǎn)饅連線歐。如憶其中摧某組愈節(jié)理洞為零葉，則產(chǎn)連線碰回到皺圓心般，然蛙后再努從圓變心引慌出與糾下一這組相潛連。-節(jié)理玫瑰花圖1.工程地粉質(zhì)測(cè)繪-基本內(nèi)編容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖斤性詳勘帆階段可行銅性研厭究和以初步鑄勘察臥階段（3）寫上您圖名韻和比例脅尺：-節(jié)理玫瑰伯花圖xx工程節(jié)理走向玫瑰花圖1.工程屠地質(zhì)勸測(cè)繪-基本內(nèi)稈容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層點(diǎn)巖性詳勘階勝段可行性儲(chǔ)研究和夾初步勘姐察階段-結(jié)構(gòu)益面統(tǒng)騎計(jì)計(jì)輝算機(jī)按實(shí)現(xiàn)1.工程應(yīng)地質(zhì)鮮測(cè)繪-基本內(nèi)奇容-節(jié)理極特點(diǎn)等密迎度圖物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層付巖性第四紀(jì)地質(zhì)沉積層年代成因類型工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐?.工程地摧質(zhì)測(cè)繪-基本醋內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖悔性巖性構(gòu)造新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)外動(dòng)力地質(zhì)作用1.工程輝地質(zhì)慘測(cè)繪-基本內(nèi)芒容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層請(qǐng)巖性研究不淘同的地引貌形成始及發(fā)展段歷史，府對(duì)于工鎖程建設(shè)治的總體賽部署、戲深入認(rèn)裹識(shí)地質(zhì)帆結(jié)構(gòu)、概水文地鐮質(zhì)條件噴、物理究地質(zhì)現(xiàn)康象、新評(píng)構(gòu)造運(yùn)說(shuō)動(dòng)的性卡質(zhì)和規(guī)百模、新懸近代沉惜積層的純成因及感構(gòu)造狀佛態(tài)具有緞重要的播意義。1.工程地潤(rùn)質(zhì)測(cè)繪-基本償內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造工程建設(shè)地層鴿巖性分布埋藏類型運(yùn)動(dòng)水質(zhì)水量1.工程地散質(zhì)測(cè)繪-基本絨內(nèi)容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖敢性地下水與地表水的活動(dòng)規(guī)律滑坡成因巖溶水的循環(huán)交替條件巖溶發(fā)育程度庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件為論證壩址及庫(kù)區(qū)滲流提供依據(jù)1.工程餅地質(zhì)緞測(cè)繪-基本內(nèi)串容物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層巖宗性分布、形態(tài)、規(guī)模、類型及發(fā)育規(guī)律；分析它們對(duì)工程建筑的影響，為進(jìn)一步勘探工作提供依據(jù)。據(jù)地層巖性、構(gòu)造、地貌、水文氣象等因素分析其成因、規(guī)律及發(fā)展趨勢(shì)；崩塌泥石流1.工程地急質(zhì)測(cè)繪-基本映內(nèi)容水利部門比例尺劃分小比例尺（1:5萬(wàn)~1:20萬(wàn)）中比例尺(1:1萬(wàn)~1:2.5萬(wàn))大比例尺(1:5千~1:1千)一般胡是地摔質(zhì)構(gòu)蜂造復(fù)竿雜地尺區(qū)研著究壩愚區(qū)外健圍構(gòu)栽造穩(wěn)悼定性底。在可行椒性研究它階段選傭擇壩址年時(shí)，如天研究地冒區(qū)的范造圍較大豪而條件省復(fù)雜時(shí)澡。對(duì)選訪定的民壩區(qū)寒工程籠地質(zhì)廉條件秤進(jìn)行浙詳細(xì)扒研究壓，或誼專門煌研究副滑坡渴、巖托溶等火動(dòng)力甘地質(zhì)劑作用躬時(shí)。1.工程糾地質(zhì)問測(cè)繪-比例胡尺0.概另述工程地質(zhì)勘察方法與技術(shù)工程輕地質(zhì)拖測(cè)繪工程麻地質(zhì)填勘探工程帶地質(zhì)估野外拴試驗(yàn)2.工程閉地質(zhì)飽勘探工程地妻質(zhì)勘探是在工昆程地質(zhì)戴測(cè)繪的向基礎(chǔ)上嘆，為了演進(jìn)一步至查明地釀表以下驕工程地戴質(zhì)問題籍，取得挎深部地極質(zhì)資料乖而進(jìn)行日的，它葡是工程膠地質(zhì)勘康查的重崗要工作增方法之引一。對(duì)工程朽地質(zhì)條折件及工艱程地質(zhì)脈問題的漸認(rèn)識(shí)：由地表→地注下；盤由定車性→秩定量超。物探鉆探坑探2.工程地晌質(zhì)勘探-物探巖土體力學(xué)性質(zhì)和電磁學(xué)性質(zhì)的差異性（模量、電導(dǎo)率、介電常數(shù)等）原理人工地震CT電磁CT高分辨率地震地質(zhì)雷達(dá)等方法地質(zhì)結(jié)構(gòu)含礦構(gòu)造工程結(jié)構(gòu)用途2.工程彈地質(zhì)同勘探-物探高密度電法鉆探是用鉆機(jī)饞在地萌層中雨鉆孔室，以招鑒別子和劃夜分地壇層，縮慧并可專沿孔他深取桑樣，淚用以繁測(cè)定累巖石優(yōu)和土觸層的濱物理經(jīng)力學(xué)票性質(zhì)。2.工程顫地質(zhì)量勘探-鉆探工程地?fù)碣|(zhì)勘察殖中最為壟重要的勞手段。2.工程地耳質(zhì)勘探-鉆探破碎巖土①采用人力和機(jī)械，使小部分巖土脫離整體而成粉末、巖土塊或巖土芯，破碎一般借助沖擊力、剪切力、研磨和壓力實(shí)現(xiàn)。取樣②用鉆具（勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）將孔底的碎屑或巖心取出，用于巖土體分析及試驗(yàn)。保全孔壁③一般采用套管或泥漿來(lái)護(hù)壁。鉆探過(guò)程2.工程地妄質(zhì)勘探-鉆探2.工程冰地質(zhì)尊勘探-鉆探2.工程地爛質(zhì)勘探-鉆探鉆孔電視成像儀編號(hào)深度H(m)裂隙產(chǎn)狀裂隙寬度（mm）備注12.148S53.5°E∠28°24.26未填充22.701S57.6°E∠5.5°24.01未填充32.934S54.1°E∠20.3°14.01未填充43.44S44°E∠23.7°39.07未填充53.848S77.5°E∠28°9.05未填充64.213N90°E∠26°7.01微裂隙，有填充74.821S38°E∠38.4°15.19未填充85.226S1.7°E∠23.2°13.13未填充95.639N69.1°W∠58.4°14.16未填充1017.738N53.4°E∠26.2°13.01有填充1118.026N85.8°E∠16.7°11未填充1218.242S77.1°E∠65.6°7.24微裂隙，有填充1318.481S54°E∠39.1°13.04有填充1418.558S90°W∠13.4°11.13未填充1518.816N53.5°W∠41.7°35.22未填充1618.985N86.6°W∠31.3°13.46未填充2.工程地爛質(zhì)勘探-鉆探2.工程地仗質(zhì)勘探-鉆探2.工程地圣質(zhì)勘探-鉆探類型特

點(diǎn)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