工程地質(zhì)勘察第七章.pptVIP

第七章 工程地質(zhì)勘察,主要介紹工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)、工程地質(zhì)勘察的基本方法、土工現(xiàn)場原位測試方法及試驗(yàn)；代表性指標(biāo)的選取和地基承載力的確定方法。還著重介紹了工程地質(zhì)勘察報(bào)告的主要內(nèi)容及編制方法。,7.1 概述,7.1.1 工程地質(zhì)勘察的目的與任務(wù) （l）查明建筑揚(yáng)地的工程地質(zhì)條件，選擇地質(zhì)條件優(yōu)越合適的建筑場地； （2）查明場區(qū)內(nèi)崩塌、滑坡、巖溶、岸邊沖刷等物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象，分析和判明它們對建筑場地穩(wěn)定性的危害程度，為擬定改善和防治不良地質(zhì)條件的措施提供地質(zhì)依據(jù)； （3）查明建筑物地基巖土的地層時(shí)代、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土的成因類型及其埋藏分布規(guī)律。測定地基巖土的物理力學(xué)性質(zhì)； （4）查明地下水類型、水質(zhì)、埋深及分布變化； （5）根據(jù)建筑場地的工程地質(zhì)條件，分析研究可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題，提出擬建建筑物的結(jié)構(gòu)形式、基礎(chǔ)類型及施工方法的建議； （6）對于不利于建筑的巖土層，提出切實(shí)可行的處理方法或防治措施。,7.1.2 工程地質(zhì)勘察的一般要求,建設(shè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)一般分為可行性研究、初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程地質(zhì)資料，勘察工作也相應(yīng)地劃分為選址勘察（可行性研究勘察）、初步勘察、詳細(xì)勘察三個(gè)階段 。 各階段的任務(wù)和工作內(nèi)容如下：,選址勘察階段 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(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)； 在收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過踏勘，了解場地的地層。構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件； 對工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能符合要求，但其它方面條件較好且傾向于選取的場地，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。,選擇場址時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段： （1）不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，對場地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段； （2）地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段； （3）對建筑抗震不利的地段，如設(shè)計(jì)地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場區(qū)； （4）洪水或地下水對建筑場地有威脅或有嚴(yán)重不良影響的地段； （5）地下有未開采的有價(jià)值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)上的地段。,初步勘察階段 初步勘察的目的是：對場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評價(jià)；為確定建筑總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案以及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程方案作出工程地質(zhì)論證。本階段的主要工作如下： 搜集本項(xiàng)目可行性研究報(bào)告（附有建筑場區(qū)的地形圖，一般比例尺為1：20001：5000）、有關(guān)工程性質(zhì)及工程規(guī)模的文件。 初步查明地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)；地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因和分布范圍及其對場地穩(wěn)定性的影響程度和發(fā)展趨勢。當(dāng)場地條件復(fù)雜時(shí)，應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測繪與調(diào)查。 對抗震設(shè)防烈度為7度或7度以上的建筑場地，應(yīng)判定場地和地基的地震效應(yīng)。,詳細(xì)勘察階段 取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖、建筑物的地面標(biāo)高、性質(zhì)和規(guī)模，荷載和可能采取的基礎(chǔ)形式與尺寸和預(yù)計(jì)埋置的深度，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對地基基礎(chǔ)的特殊要求； 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，提出評價(jià)與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議； 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(jì)算和評價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力； 對需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物，提出地基變形計(jì)算參數(shù)；,對抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場地，應(yīng)劃分場地土類型和場地類別。對抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場地，尚應(yīng)分析預(yù)測地震效應(yīng)，判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性，并對液化等級作出評價(jià)； 查明地下水的埋藏條件，判定地下水對建筑材料的腐蝕性。當(dāng)需基坑降水設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)查明水位變化幅度與規(guī)律，提供地層的滲透性系數(shù)； 提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計(jì)算和支護(hù)設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)，論證和評價(jià)基坑開挖、降水等對鄰近工程和環(huán)境的影響； 為選擇樁類型、長度，確定單樁承載力，計(jì)算群樁沉降以及選擇施工方法提供巖土技術(shù)參數(shù)。,7.2 工程地質(zhì)測繪,7.2.1 工程地質(zhì)測繪的主要內(nèi)容 工程地質(zhì)測繪是最基本的勘察方法和基礎(chǔ)性工作，通過測繪將測區(qū)的工程地質(zhì)條件反映在一定比例尺的地形底圖上。工程地質(zhì)測繪的最終成果是繪制工程地質(zhì)圖.,（1）巖土體的研究 巖土體是產(chǎn)生各種地質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是工程地質(zhì)測繪的主要研究內(nèi)容。 對巖土體的研究要求查明測繪區(qū)內(nèi)地層巖性、巖土分布特征及成因類型、巖性變化特點(diǎn)等。要特別注意研究性質(zhì)軟弱及性質(zhì)特殊的軟土、軟巖、軟弱夾層、破碎巖體、膨脹上、可溶巖等。 工程地質(zhì)測繪應(yīng)注重巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的定量研究，以便更好地判斷巖土的工程性質(zhì)，分析它們與工程建筑相互作用的關(guān)系。,（2）地質(zhì)構(gòu)造的研究 地質(zhì)構(gòu)造是決定區(qū)域穩(wěn)定性的首要因素，其中斷裂構(gòu)造尤為重要。場地巖土體均一性及完整性、各種軟弱帶的分布位置均由地質(zhì)構(gòu)造控制。斷裂構(gòu)造，特別是優(yōu)勢斷裂構(gòu)造控制了地形地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育和分布。 工程地質(zhì)測繪中，要研究褶皺的形態(tài)、產(chǎn)狀、分布，斷裂的性質(zhì)、規(guī)模、產(chǎn)狀、活動性，構(gòu)造巖的性質(zhì)、膠結(jié)程度，裂隙的分布延伸、充填、粗糙度等，第四系地層的厚度、土層組合及空間分布情況，著重注意分析地質(zhì)構(gòu)造與建筑工程的關(guān)系。,（3）地形地貌研究 地形地貌對于建筑物場地選擇、建筑物合理布局及新構(gòu)造運(yùn)動和物理地質(zhì)現(xiàn)象研究等都有十分重要的意義。 研究地形的幾何特征包括地形切割密度及深度，溝谷發(fā)育形態(tài)及方向，低山丘陵、階地和平原等的劃分及其特征。它們對判別場地工程地質(zhì)條件有重要價(jià)值。,（4）水文地質(zhì)條件研究 在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、水庫滲漏、滲透性和穩(wěn)定性、地面沉降、道路凍融、基坑涌水、深基坑支護(hù)等許多實(shí)際工程地質(zhì)問題分析中，水文地質(zhì)條件的研究十分突出和重要。 在工程地質(zhì)測繪中通過地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性分析，結(jié)合地下水的天然或人工露頭以及地表水的研究，查明含水層和隔水層、巖層透水性、地下水類型及埋藏與分布、地下水位、水質(zhì)、水量、地下水動態(tài)等。必要時(shí)還可配合取樣分析、動態(tài)長期觀測、滲流試驗(yàn)等進(jìn)行試驗(yàn)研究。,（5）調(diào)查研究各種物理地質(zhì)現(xiàn)象 各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的存在常常給建筑區(qū)地質(zhì)環(huán)境和人類工程活動帶來許多麻煩，有時(shí)會造成重大災(zāi)害。 工程地質(zhì)測繪中弄清各種物理地質(zhì)現(xiàn)象存在的情況，分析其發(fā)育發(fā)展規(guī)律及形成條件和機(jī)制，判明其目前所處狀態(tài)對建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響。,（6）天然建筑材料研究 天然建筑材料的儲量，質(zhì)量及開采運(yùn)輸條件，都直接關(guān)系到工程造價(jià)和建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇。 工程地質(zhì)測繪中要注意尋找天然建筑材料，對其質(zhì)量和數(shù)量作出初步評價(jià)。,7.2.2 工程地質(zhì)測繪的范圍和比例尺,工程地質(zhì)測繪調(diào)查的范圍應(yīng)包括場地及附近與研究內(nèi)容有關(guān)的地段。在確定測繪范圍時(shí)還應(yīng)考慮下列因素： 建筑類型 建筑物的工藝要求 工程地質(zhì)條件復(fù)雜程度,工程地質(zhì)測繪所用地形圖的比例尺，一般有以下三種： 1）小比例尺測繪，比例尺1：50001：50000，一般在可行性研究勘察、城市規(guī)劃； 2）中比例尺測繪，比例尺I：20001：5000，一般在初步勘察階段時(shí)采用； 3） 大比例尺測繪， 比例尺l：200l：1000，適用于詳細(xì)勘察階段或地質(zhì)條件復(fù)雜和重要建筑物地段，及需要解決某一特殊問題時(shí)采用。,7.2.3 工程地質(zhì)測繪方法要點(diǎn),工程地質(zhì)測繪方法有像片成圖法和實(shí)地測繪法。 像片成圖法是利用地面攝影或航空（衛(wèi)星）攝影的像片，在室內(nèi)根據(jù)判釋標(biāo)志，結(jié)合所掌握的區(qū)域地質(zhì)資料，把判明的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水系和不良地質(zhì)現(xiàn)象等，調(diào)繪在單張像片上，并在像片上選擇需要調(diào)查的若干地點(diǎn)和線路，然后據(jù)此做實(shí)地調(diào)查，進(jìn)行核對、修正和補(bǔ)充。將調(diào)查的結(jié)果轉(zhuǎn)繪在地形圖上而成工程地質(zhì)圖。,常用的實(shí)地測繪法有3種： 路線法 觀測路線方向大致與巖層走向、構(gòu)造線方向及地貌單元相垂直，將沿線所測繪或調(diào)查的地層、構(gòu)造、地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)、地質(zhì)界線和地貌界線等填繪在地形圖上。這樣就可以用較少的工作量而獲得較多的工程地質(zhì)資料。 布點(diǎn)法 它是根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和測繪比例尺的要求，預(yù)先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測路線和觀測點(diǎn)。觀測點(diǎn)一般布置在觀測路線上，但要考慮觀測目的和要求，如為了觀察研究不良地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)界線、地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)等。 追索法 它是沿地層走向或某一地質(zhì)構(gòu)造線，或某些不良地質(zhì)現(xiàn)象界線進(jìn)行布點(diǎn)追索，主要目的是查明局部的工程地質(zhì)問題。追索法通常是在布點(diǎn)法或線路法基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它是一種輔助方法。,7.3 工程地質(zhì)勘探,7.3.1 工程地質(zhì)勘探的任務(wù) 工程地質(zhì)勘探的主要方式有工程地質(zhì)鉆探、坑探和物探，其主要任務(wù)為： 探明建筑場地的巖性及地質(zhì)構(gòu)造，即研究各地層的厚度、性質(zhì)及其變化；劃分地層并確定其接觸關(guān)系；研究基巖的風(fēng)化程度、劃分風(fēng)化帶；研究巖層的產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度及其隨深度的變化研究把皺、斷裂、破碎帶以及其它地質(zhì)構(gòu)造的空間分布和變化。 探明水文地質(zhì)條件，即含水層、隔水層的分布、埋藏、厚度、性質(zhì)及地下水位。,探明地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象，包括河谷階地、沖洪積扇、坡積層的位置和土層結(jié)構(gòu)；巖溶的規(guī)模及發(fā)育程度；滑坡及泥石流的分布、范圍、特性等。 提取巖土樣及水樣，提供野外試驗(yàn)條件。從鉆孔或勘探點(diǎn)取巖土樣或水樣，供室內(nèi)試驗(yàn)、分析、鑒定之用?？碧叫纬傻目涌卓蔀楝F(xiàn)場原位試驗(yàn)，如巖土力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、地應(yīng)力測量、水文地質(zhì)試驗(yàn)等提供場所和條件。,7.3.2 工程地質(zhì)物探,物探是以專用儀器探測地殼表層各種地質(zhì)體的物理場來進(jìn)行地層劃分，判明地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)及各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的地球物理勘探方法。 （1）電法勘探 電法勘探是研究地下地質(zhì)體電阻率差異的地球物理勘探方法，也稱之為電阻率法。 電阻率法的基本原理和方法：在各向同性的均質(zhì)巖層中測量時(shí)，無論電極裝置如何，所得的電阻率應(yīng)當(dāng)相等，即地層的真電阻率。但實(shí)際工作中所遇到的地層既不同性、又不均質(zhì)，所得電阻率并非真實(shí)電阻率，而是非均質(zhì)體的綜合反映，所以稱這個(gè)所得的電阻率為視電阻率。 電測深法 獲取地質(zhì)斷面的方法 電剖面法 探測某深度巖層的水平變化規(guī)律的方法。 中間梯度法 探測陡傾角高阻的帶狀構(gòu)造。,（2）地震勘探方法簡介 地震勘探是利用地質(zhì)介質(zhì)的波動性來探測地質(zhì)現(xiàn)象的一種物探方法。 基本原理是利用爆炸或敲擊方法向巖體內(nèi)激發(fā)地震波，地震波以彈性波動方式在巖體內(nèi)傳播。根據(jù)不同介質(zhì)彈性波傳播速度的差異來判斷地質(zhì)現(xiàn)象。 按彈性波的傳播方式，地震勘探又分為直達(dá)波法、反射波法和折射波法。 地震勘探用于了解地下地質(zhì)構(gòu)造，根據(jù)要了解的地質(zhì)現(xiàn)象的深度和范圍的不同，可以采用不同頻率的地震勘探方法。,7.3.3 工程地質(zhì)鉆探,鉆探是指在地表下用鉆頭鉆進(jìn)地層的勘探方法。在地層內(nèi)鉆成直徑較了小并且具有相當(dāng)深度的圓筒形孔眼的孔稱為鉆孔。 鉆孔直徑、深度、方向等，根據(jù)工程要求、地質(zhì)條件和鉆探方法綜合確定。將直徑800 mm鉆孔稱為大直徑鉆孔。 為了鑒別和劃分地層，終孔直徑不宜小于 33 mm；為了采取原狀土樣，取樣段的孔徑不宜小于 108 mm；為了采取巖石試樣，取樣段的孔徑對于軟質(zhì)巖不宜小于 108 mm，對于硬質(zhì)巖不宜小于 89 mm。作孔內(nèi)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)段的孔徑應(yīng)按試驗(yàn)要求確定。 鉆孔深度由數(shù)米至上百米，一般工程地質(zhì)鉆探深度在數(shù)十米以內(nèi)。鉆孔的方向一般為垂直的，也有打成傾斜的鉆孔，這種孔稱為斜鉆孔。在地下工程中有打成水平的，甚至直立向上的鉆孔。,7.3.4 工程地質(zhì)坑探,坑探是在建筑場地挖探井或探槽以取得直觀資料和原狀土樣?？由畹姆N類有探槽、探坑和探井。 槽槽是在地表挖掘成長條形且兩壁常為傾斜上寬下窄的槽子，其斷面有梯形或階梯狀兩種。它適用于了解地質(zhì)構(gòu)造線、斷裂破碎帶寬度、地層分界線、巖脈寬度及其延伸方向和采取原狀土試樣等。 探坑為挖掘深度不大且形狀不一的坑，或者成矩形的較短的探槽狀的坑。探坑的深度一般為12m，與探糟的目的相同。 探井一般深度大于3m，其斷面形狀為方形、矩形和圓形。,7.4 現(xiàn)場原位測試,所謂現(xiàn)場原位測試就是在巖土層原來所處的位置基本保持的天然結(jié)構(gòu)、天然含水量以及天然應(yīng)力狀態(tài)下，測定巖土的工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。 工程地質(zhì)現(xiàn)場原位測試的主要方法有靜力載荷試驗(yàn)、觸探試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和地基土動力特性試驗(yàn)等。選擇現(xiàn)場原位測試試驗(yàn)方法應(yīng)根據(jù)建筑類型、巖土條件、設(shè)計(jì)要求、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測試方法的適用性等因素選用,靜力觸探試驗(yàn) 主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學(xué)指標(biāo)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(yàn)使用的靜力觸探儀主要由三部分組成： 貫入裝置（包括反力裝置） 其基本功能是可控制等速壓貫入； 傳動系統(tǒng) 主要有液壓和機(jī)械兩種系統(tǒng)； 量測系統(tǒng) 這部分包括探頭、電纜和電阻應(yīng)變儀或電位差計(jì)自動記錄儀等。 常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭 。,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動力觸探類型之一。它利用規(guī)定重量的穿心錘，從恒定高度上自由落下，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度判別上的性質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的儀器設(shè)備主要由三部分組成： 觸探頭 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)探頭為兩個(gè)一定規(guī)格的半圓合成的圓筒，稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入器。它的最大優(yōu)點(diǎn)是在觸探過程中配合取土樣，以便室內(nèi)試驗(yàn)分析； 觸探桿 國內(nèi)統(tǒng)一使用直徑42mm的圓形鉆桿，國外有使用直徑50 mm或 60 mm的鉆桿； 穿心錘 質(zhì)量為63.5kg，規(guī)定自有落距76cm，將貫入器打入土中30cm所需錘擊數(shù),7.5 工程地質(zhì)勘察報(bào)告的主要內(nèi)容,工程地質(zhì)勘察報(bào)告是工程地質(zhì)勘察的正式成果。 它將現(xiàn)場勘察得到的工程地質(zhì)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、歸納和分析，編制成圖件、表格并對場地工程地質(zhì)條件和問題做出系統(tǒng)的分析和評價(jià)，以正確全面地反映場地的工程地質(zhì)條件和提供地基土物理力學(xué)設(shè)計(jì)指標(biāo)，供建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位和施工單位使用，并作為存檔文件長期保存 。,7.5.1 工程地質(zhì)圖的編繪,工程地質(zhì)圖的類型 工程地質(zhì)圖按工程要求和內(nèi)容，一般可分為如下類型： （1）工程地質(zhì)勘察實(shí)際材料圖 （2）工程地質(zhì)編錄圖 （3）工程地質(zhì)分析圖 （4）專門工程地質(zhì)圖 （5）綜合性工程地質(zhì)圖和分區(qū)圖,工程地質(zhì)圖的內(nèi)容及編制原則 工程地質(zhì)圖的內(nèi)容主要反映該地區(qū)的工程地質(zhì)條件，按工程的特點(diǎn)和要求對該地區(qū)工程地質(zhì)條件的綜表現(xiàn)進(jìn)行分區(qū)和工程地質(zhì)評價(jià)。一般工程地質(zhì)圖中反映的內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 地形地貌 巖土類型及其工程性質(zhì) 地質(zhì)構(gòu)造 水文地質(zhì)條件 物理地質(zhì)現(xiàn)象,工程地質(zhì)圖的編制方法 編制工程地質(zhì)圖需要一套相應(yīng)比例尺的有關(guān)圖件，這些基本圖件為： 地質(zhì)圖或第四紀(jì)地質(zhì)圖； 地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象圖； 水文地質(zhì)圖； 各種工程地質(zhì)剖面圖、鉆孔柱狀圖； 各種原位測試及室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表等。 圖上主要有不同年代、不同成因類型和土性的土層界線，地貌分區(qū)界線，物理地質(zhì)現(xiàn)象分布界線及各級工程地質(zhì)分區(qū)界線等。各種界線的繪制方法，一般是肯定者用實(shí)線，不肯定者用虛線。 工程地質(zhì)圖上還可用各種顏色、花紋、線條、符號、代號來區(qū)分各種巖性、斷層線、物理地質(zhì)現(xiàn)象、土的成因類型等。有時(shí)還可以用小柱狀圖表示一定深度范圍內(nèi)土層的變化。,7.5.2 工程地質(zhì)勘察報(bào)告的編寫,工程地質(zhì)勘察成果報(bào)告的內(nèi)容，應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階