2-巖土工程勘察-2014-09-02

2巖土工程勘察勘察、設計、施工是基本建設工程的3個主要程序。我國公路、鐵路、水利、工業(yè)與民用建筑等各部門對各自工程的勘察工作，各有特殊的要求?！稁r土工程勘察規(guī)范》（GB50021）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064）《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287）《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064）建筑場地：指建筑物所處的有限面積的土地。建筑場地勘察：是宏觀的概念,建筑場地勘查應廣泛研究整個工程在建設施工和使用期間，場地內(nèi)可能發(fā)生的各種巖、土體的失穩(wěn)、自然地質(zhì)及工程地質(zhì)災害等問題。2.1概述建筑工程重要性等級根據(jù)工程破壞后果的嚴重性劃分為三個等級：一級：針對重要工程，破壞后果很嚴重；二級：針對一般工程，破壞后果嚴重；三級：針對次要工程，破壞后果不嚴重。建筑場地等級根據(jù)場地復雜程度劃分為三個等級：一級：復雜場地。主要包括：抗震危險地段；不良地質(zhì)現(xiàn)象強烈發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強烈破壞；地形地貌復雜；多層地下水、巖溶、裂隙等。二級：中等復雜場地?？拐鸩焕囟?；不良地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)育；地質(zhì)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。三級：簡單場地。地震設防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ拐鹩欣囟?；不良地質(zhì)作用不發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；地形地貌簡單；地下水對工程無影響。建筑地基等級根據(jù)地基的復雜程度分為三個等級：一級：復雜地基。主要包括：巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；嚴重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土等。二級：中等復雜地基。主要包括：巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；除一級地基規(guī)定外的特殊性巖土。三級：簡單地基。巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；無特殊性巖土。巖土工程勘察等級

根據(jù)①工程重要性等級②場地復雜程度等級③地基復雜程度等級甲級：上述三項中，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：上述三項均為三級的項目。工程地質(zhì)勘察的準備工作

（1）收集資料

建筑場地地形圖；建筑規(guī)劃平面圖與建筑物層數(shù)；隱蔽工程及管線的位置及走向等。（2）編制巖土工程勘察綱要勘探孔的深度：建筑物荷載作用下，地基受壓層的深度?？刂菩钥咨疃葢笥诘鼗軌簩由疃?，以查明是否存在軟弱下臥層；探查性孔可淺于受壓層。受壓層深度估算：獨立基礎：zn=1.5~2.0b；矩形基礎：zn=2.0~3.0b；條形基礎：zn=3.0~3.5b勘探孔布置

1）勘探點按建筑物周邊布置，角點和中心點應有勘探點；

2）勘探點的布置應滿足縱橫方向?qū)Φ貙咏Y(jié)構(gòu)和均勻性的評價要求，其間距宜取15-35m；

3）單幢高層建筑勘探點不應少于4個，控制性勘探孔不宜少于3個。（3）檢查機具，落實人員（4）現(xiàn)場踏勘定位一、工程地質(zhì)勘察的目的工程地基勘察的目的：在于使用各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評價建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，為設計和施工提供所需的工程地質(zhì)材料。二、各階段勘察的內(nèi)容可行性研究勘察（規(guī)劃性勘察、選址勘察）初步勘察詳細勘察施工勘察可行性研究勘察（選址勘察）（1）目的：對擬選場地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價；（2）主要任務：

1)搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗；2)通過現(xiàn)場踏勘，了解場地的地層分布、構(gòu)造、成因與年代和巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水的水位、水質(zhì)情況。3)對各方面條件較好且傾向于選取的場地，如已有資料不充分，需進行必要的工程地質(zhì)測繪及勘探工作。不宜選為場址的場地：

(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育且對場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地區(qū)，如泥石流河谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸邊沖刷、地下潛蝕等地。

(2)地基土性質(zhì)嚴重不良的場地，如Ⅲ級自重濕陷性場地、脹縮性強烈的I級膨脹土地基、軟硬突變的場地。

(3)對建筑物抗震危險的地段，即地層時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及發(fā)展斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的部位。

(4)洪水或地下水對建筑場地有嚴重不良影響的地段，如位于洪水淹沒區(qū)。

(5)地下有尚未開采的有價值礦藏或末穩(wěn)定的地下采空區(qū)。初步勘查（1）目的1）對場地內(nèi)各建筑地段的穩(wěn)定性作出巖土工程評價；2)為確定建筑物總體平面布置提供依據(jù)；3）為確定主要建筑物的地基基礎方案提供資料；4)對不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治，提供資料和建議。（2）主要任務1)搜集與分析可行性研究階段巖土工程勘察報告；2)通過現(xiàn)場勘探與測試，初步查明地層分布、構(gòu)造、巖土物理力學性質(zhì)、地下水埋藏條件及凍結(jié)深度；3)通過工程地質(zhì)測繪和調(diào)查，查明場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布、對場地穩(wěn)定性的影響及其發(fā)展趨勢；4)對抗震設防烈度大于或等于7度的場地，應判定場地和地基的地震效應。5）初步制定水和土對建筑材料的腐蝕性；6）對高層建筑可能采取的地基基礎類型、基坑開挖和支護、工程降水方案進行初步分析。詳細勘察（1）目的1)按不同建筑物或建筑群，提出詳細的巖土工程資料和設計所需的巖土技術(shù)參數(shù)。2)對建筑地基作出巖土上程分析評價，例如，建筑地基良好，可以采用天然地基；若地基軟弱，需要加固處理。3)對基礎設計方案作出論證及建議，例如，地基良好，可以建議淺基礎；上部荷載大，地基淺層土不良，深層土堅實，可建議采用樁基礎。4)對地基處理方案作出論證和建議。5)對不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治作出論證和建議。（2）任務1)取得附有坐標及地形的建筑物總平面布置圖，各建筑物的地面整平標高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點，可能采取的基礎型式、尺寸、預計埋置深度，對地基基礎設計的特殊要求等。2)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度，并提出評價與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議。3)查明建筑物范圍各層巖土的類別結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性，計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力。4)對需進行沉降計算的一級建筑和部分二級建筑，應取原狀土進行固結(jié)試驗。預測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜。5)對抗震設防烈度大于或等于6度的場地，應劃分場地土類型和場地類別；對抗震設防烈度大于或等于7度的場地，尚應分析預測地震效應，判定飽和砂土與粉土的地震液化，并應計算液化指數(shù)，判定液化等級。6)查明地下水的埋藏條件和侵蝕性。必要時還應查明地層的滲透性、水位變化幅度規(guī)律。7)對深基坑開挖尚應提供穩(wěn)定計算和支護設計所需的巖土技術(shù)參數(shù)。8)若可能采用樁基．則需提供樁基設計所需的巖土技術(shù)參數(shù)，并確定單樁承載力，提出樁的類型、長度和施工方法等建議。9)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期間可能產(chǎn)生的變化，及其對工程的影響，提出防治措施及建議。施工勘察1）對高層或多層建筑，均需進行施工驗槽。發(fā)現(xiàn)異常問題需進行施工勘察；2）在基坑開挖后遇局部古井、水溝、墳墓等軟弱部位，要求換土處理時，需進行換土壓實后干密度測試質(zhì)量檢驗。3）深基礎的設計與施工，需進行有關(guān)監(jiān)測工作。例如，沉井施工開挖沉井底端刃腳下土體后仍不下沉，則帶檢驗沉井側(cè)壁與土之間的摩擦系數(shù)；若沉井施工發(fā)生突然下沉或傾斜，則需勘察地基土層的均勻性，并監(jiān)測沉井均勻下沉以及下沉至設計標高后，檢驗井底土質(zhì)。4）當軟弱地基處理時，需進行施工設計和檢驗工作。例如，采用強夯加固地基，需進行夯前與夯后實測地基土的物理力學性質(zhì)指標，進行對比，證明加固的效果。5）若地基中存在巖溶或土洞，需進一步查明分布范圍及處理。6）施工中出現(xiàn)基槽邊坡失穩(wěn)滑動，則需進行勘測與處理。巖土工程勘察方法勘探工作坑探鉆探觸探坑探

當需要了解直接了解地表下巖土層的情況下，可采用坑探。坑探就是用人工或機械挖掘探井、探槽、豎井、平洞或大口徑鉆孔，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各土層之間的接觸關(guān)系，并能取出接近實際狀態(tài)的原狀巖土樣，還可以利用坑槽作巖土體原位試驗。此法具有其他勘察手段無法取代的作用，缺點是探察的深度較淺，對于地下水位以下深度的勘探也比較困難?？犹姐@探鉆探

鉆探是指用鉆頭鉆進地層，在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當深度的圓形孔，稱為鉆孔。鉆孔的上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的直徑、深度、方向取決于鉆孔用途和鉆探地點的地質(zhì)條件。鉆孔直徑一般為75-150mm，在一些大型建筑物工程地質(zhì)鉆探時，孔徑往往大于150mm，有時可達到500mm。一般建筑工程地質(zhì)鉆探深度在10m以內(nèi)。鉆探過程包括三個基本程序：1）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。2）采取巖土芯或排除破碎巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。3）加固孔壁：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。取樣鉆探的主要任務之一就是在巖土層中采取巖芯或原狀土樣。在采取試樣的過程中應該保持試樣的天然結(jié)構(gòu)。如果試樣的天然結(jié)構(gòu)已遭到破壞，或水分蒸發(fā)而發(fā)生體縮，則此試樣就受到擾動，稱為“擾動樣”。用于巖土試驗的試樣必須是保留天然結(jié)構(gòu)和天然含水量的原狀試樣。

《巖土工程勘查規(guī)范》（GB50021-2001）對土試樣的擾動程度分為四個質(zhì)量等級：土試樣的質(zhì)量等級級別擾動程度試驗內(nèi)容

Ⅰ不擾動含水量、密度、強度試驗、固結(jié)試驗

Ⅱ輕微擾動土類定名、含水量、密度

Ⅲ顯著擾動土類定名、含水量

Ⅳ完全擾動土類定名

在鉆孔取樣時，采用薄壁取土器所采得土試樣為Ⅰ~Ⅱ；對于采用中厚壁取土器所采得的試樣定為Ⅱ~Ⅲ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、砂土和軟巖的試樣定為Ⅲ~Ⅳ級。土樣的擾動產(chǎn)生于取樣之前鉆進過程中鉆頭、鉆桿對土層的擾動，取樣過程中取樣器對土樣的擾動，以及取樣后對土樣的移動、運輸過程中對土樣的振動破壞或密封不嚴導致含水量損失以及試樣制備的全過程對土樣的擾動。土樣的擾動及其對試驗的影響主要有以下幾個方面：1）應力狀態(tài)的改變2）結(jié)構(gòu)擾動3）化學成分的改變4）土的組成成分的混雜工程物探地球物理勘探簡稱物探，是以研究地下物理場（如電場、磁場、重力場）為基礎的勘探方法，其目的是通過觀測、分析和研究地質(zhì)體的物理場，結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料，判斷地層的分布與變化規(guī)律，查明地質(zhì)構(gòu)造、地下埋藏物及地下水分布規(guī)律等問題。1）地質(zhì)雷達探測

簡稱GPR法，屬于電磁法勘探，是一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜電磁波技術(shù)?？捎糜趲r基探測、第四紀土層劃分、滑坡預測、堤壩隱患探測、溶洞和裂隙探測、污染區(qū)劃界、管道漏水及漏氣探測等。該法的探測范圍小于50m，一般為30m。2）高密度電阻率法該法屬于電法勘探的一種，探測數(shù)據(jù)經(jīng)軟件處理后可以形成地層的剖面圖。可以探察礦體的分布范圍、規(guī)模、產(chǎn)量、查明基巖的起伏形狀、進行滑坡預測、河堤防漏、水庫堤址防漏、巖溶溶蝕對建筑物基礎的評估等。本法成本低、效率高、信息豐富、解釋方便。3）紅外探測技術(shù)通過紅外線探測前方一定范圍內(nèi)紅外輻射場的變化。該法測量速度快，基本上不占用生產(chǎn)時間；資料分析快，測量完畢后即可得出初步結(jié)論。但對水量、水壓等重要參數(shù)無法預測。觸探（1）靜力觸探(2)圓錐動力觸探（3）標準貫入試驗6.2

工程地質(zhì)勘察報告工程地質(zhì)勘察報的編制勘察報告的閱讀及使用工程勘察報告示例一、工程地質(zhì)勘察報告的編制工程地質(zhì)勘察報告：地質(zhì)勘察的最終成果是以報告書的形式提出的?？辈旃ぷ鹘Y(jié)束后，將取得的野外工作和室內(nèi)試驗的紀錄和數(shù)據(jù)以及搜集到的各種直接和間接資料進行分析整理、檢查校對、歸納總結(jié)后，做出建筑場地的工程地質(zhì)評價。這些內(nèi)容，最后要簡要明確的文字和圖表編成報告書。巖土勘察報告的要求：資料完整、真實準確、數(shù)據(jù)無誤、圖表清晰、結(jié)論有據(jù)、建議合理、便于使用和適宜長期保存，并應因地制宜，重點突出，有明確的工程針對性。巖土勘察報告的內(nèi)容：1、勘察目的、任務要求和依據(jù)的技術(shù)標準；2、擬建工程概況；3、勘察方法和勘察工作布置；4、場地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及其均勻性；5、各項巖土性質(zhì)指標，巖土的強度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值；6、地下水埋藏情況、類型水位及其變化；7、土和水對建筑材料的腐蝕性；8、可能影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用的描述和對工程危害的評價；9、場地穩(wěn)定性和適宜性評價。⑴巖土工程勘察報告應對巖土利用、整治和改造的方案進行分析論證，提出建議；⑵對工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土問題進行預測，提出監(jiān)控和預防措施的建議。成果報告應附下列圖件：1、勘探點平面布置圖；2、工程地質(zhì)柱狀圖；3、工程地質(zhì)剖面圖；4、原位測試成果圖表；5、室內(nèi)試驗成果圖表；6、當需要時附加圖表。二、勘察報告的閱讀與使用需要引起工程技術(shù)人員注意的幾點：1、場地穩(wěn)定性評價

2、持力層的選擇3、考慮環(huán)境效應工程事故原因綜述對場地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確地了解許多地基與基礎工程事故源于對建筑場地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確了解。沒有正確了解建筑場地土層分布、各土層物理力學性質(zhì)，就會錯誤估計地基承載力和地基變形特性．導致發(fā)生地基與基礎工程事故。造成設計人員對建筑場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況缺乏全面、正確了解主要有下述情況。

(1)工程勘察工作不符合要求沒有按照規(guī)定要求進行工程勘察工作，如勘察布孔間距偏大、鉆孔取土深度太淺，造成勘察取土不能全面反映建筑場地地基土層實際情況。也有少數(shù)情況屬于上程勘察上作質(zhì)量事故造成。在取土、試樣運輸和土工試驗過程中發(fā)生質(zhì)量事故，致使提供的工程地質(zhì)勘察報告不能反映實際情況。如提供的土的強度指標和變形模量與實際情況差距很大，不能反映實際性狀。

(2)建筑場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況非常復雜某些工程地質(zhì)變化很大，雖然己按規(guī)范有關(guān)規(guī)定布孔進行勘察，但還不能全面