巖土工程勘察三

巖土工程勘察緒論巖土工程的含義和研究對(duì)象勘察的任務(wù)和特點(diǎn)我國巖土工程勘察的現(xiàn)狀工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)工程地質(zhì)學(xué)的研究內(nèi)容、分科

及其與其他學(xué)科的關(guān)系工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展歷史本課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法一、巖土工程的含義和研究對(duì)象巖土工程是歐美國家于20世紀(jì)60年代在土木工程實(shí)踐中建立起來的一種新的技術(shù)體制。它的英文為GeotechnicalEngineering,直譯之可謂“地質(zhì)技術(shù)工程”。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎(chǔ)、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對(duì)象。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造，包括巖土工程的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測(cè)四個(gè)方面。這一為工程建設(shè)全過程服務(wù)的技術(shù)體制，在房屋、道路、航運(yùn)、能源、礦山和國防等建設(shè)工程中占有重要的地位，在保證工程質(zhì)量、降低工程造價(jià)、縮短工程周期以及提高工程經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益方面起到了重要作用。

巖土工程

巖土工程以工程地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖體力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)為理論基礎(chǔ)，以解決在建設(shè)過程中出現(xiàn)的與巖體和土體有關(guān)的工程技術(shù)問題，是一門地質(zhì)與工程緊密結(jié)合的學(xué)科?？梢哉J(rèn)為，它是由土木工程、地質(zhì)、力學(xué)和材料科學(xué)等多學(xué)科相互滲透、融合而形成的邊緣學(xué)科。就學(xué)科的內(nèi)涵和屬性來說，巖土工程是一門服務(wù)于工程建設(shè)的綜合性和應(yīng)用性都很強(qiáng)的技術(shù)學(xué)科，屬土木工程范疇。

工程建筑與巖土體之間處于相互依存，又相互制約的矛盾中。研究兩者之間的關(guān)系，促使矛盾的轉(zhuǎn)化和解決，是巖土工程的基本任務(wù)。在土木工程中，各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結(jié)構(gòu)或建筑環(huán)境，巖土工程的地位相當(dāng)重要。而且，隨著工程規(guī)模愈來愈大，巖土工程問題愈益突出和復(fù)雜，給巖土工程師提出了各種新的、前所未有的研究課題。就房屋建筑和構(gòu)筑物而言，目前世界上高層建筑物有120層、高達(dá)400多米，更有560余米高的電視塔；我國也已建成了81層、高380多米的高層建筑物。顯然，一般天然土體材料是難以滿足其荷載要求的，為此需采用樁基礎(chǔ)或?qū)Φ鼗吝M(jìn)行處理，這就要研究樁身的尺寸、材料強(qiáng)度以及樁基持力層的選擇和承載力等問題。此外，施工時(shí)深基坑開挖支護(hù)和降水問題也很重要。巖土工程在此類工程的總造價(jià)和總工期中占1/3左右。

當(dāng)今世界上邊坡工程規(guī)模也很大，土質(zhì)邊坡最高的有120m，而巖質(zhì)露天礦坑邊坡則高達(dá)1000余米。在邊坡工程中，巖土體既是建筑材料，又是工程結(jié)構(gòu)。高邊坡工程的穩(wěn)定性問題十分突出，尤其是巖質(zhì)邊坡，分析它的穩(wěn)定性時(shí)必須要弄清楚巖體結(jié)構(gòu)，并采用工程地質(zhì)和巖體力學(xué)理論分析其變形、破壞的機(jī)制，對(duì)穩(wěn)定性的現(xiàn)狀和演化趨勢(shì)作出科學(xué)的評(píng)價(jià)。對(duì)地下工程而言，巖土體既是建筑材料，又是工程結(jié)構(gòu)和建筑環(huán)境。它的巖土工程問題更為復(fù)雜和多樣，諸如圍巖穩(wěn)定、施工開挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在復(fù)雜地質(zhì)條件下的大埋深、大跨度、高邊墻的地下工程，上述問題更具特殊性。工程巖土體是地質(zhì)體的一部分，其工程性質(zhì)的形成和演化以及對(duì)建筑的適應(yīng)性，與它的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)和賦存環(huán)境息息相關(guān)。因此，巖土工程師在著手解決任何一項(xiàng)巖土工程問題時(shí)、首先要查明巖土體的地質(zhì)特征和場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，尤其是地質(zhì)條件比較復(fù)雜的重大巖體工程，場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的研究更顯得重要，甚至?xí)蔀橛绊懝こ绦б?、投資抑或成敗的關(guān)鍵?？梢姡瑤r土工程師必須具備地質(zhì)和工程地質(zhì)的基本理論知識(shí)，要有較好的地質(zhì)素養(yǎng)?？梢哉J(rèn)為，工程地質(zhì)學(xué)是巖土工程的重要基礎(chǔ)和支柱。二、巖土工程勘察的任務(wù)和特點(diǎn)基本任務(wù)：按照建筑物或構(gòu)筑物不同勘察階段的要求，為工程的設(shè)計(jì)、施工以及巖土體治理加固、開挖支護(hù)和降水等工程提供地質(zhì)資料和必要的技術(shù)參數(shù)，對(duì)有關(guān)的巖土工程問題作出論證、評(píng)價(jià)。具體任務(wù)：（1）闡述建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，指出場(chǎng)地內(nèi)不良地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育情況及其對(duì)工程建設(shè)的影響，對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。（2）查明工程范圍內(nèi)巖土體的分布、性狀和地下水活動(dòng)條件，提供設(shè)計(jì)、施工和整治所需的地質(zhì)資料和巖土技術(shù)參數(shù)。（3）分析、研究有關(guān)的巖土工程問題，并作出評(píng)價(jià)結(jié)論。（4）對(duì)場(chǎng)地內(nèi)建筑總平面布置、各類巖土工程設(shè)計(jì)、巖土體加固處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象整治等具體方案作出論證和建議。（5）預(yù)測(cè)工程施工和運(yùn)行過程中對(duì)地質(zhì)環(huán)境和周圍建筑物的影響，并提出保護(hù)措施的建議。三、我國巖土工程勘察的現(xiàn)狀

新中國建立后，由于國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，在地質(zhì)、城建、水利、電力、冶金、機(jī)械、鐵道、國防等部門，按原蘇聯(lián)的模式，相繼設(shè)立勘察、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，開展了大規(guī)模的工程地質(zhì)勘察研究工作，為工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和施工提供了大量的地質(zhì)資料，使得一大批重要工程得以順利施工和正常運(yùn)行。但是，由于工程地質(zhì)勘察體制的局限，其明顯的弊病和缺陷，一是側(cè)重于定性分析，定量評(píng)價(jià)不夠；二是側(cè)重于“宏觀”研究，結(jié)合工程具體較差，在建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)方案和地基處理措施等方面，往往缺乏權(quán)威性意見和建議。這反映了勘察與設(shè)計(jì)、施工在一定程度上是脫節(jié)的，影響了勘察工作社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)效益的提高；它尤其不能適應(yīng)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要。

針對(duì)工程地質(zhì)勘察的缺陷，中國城建、冶金部門的一些工程勘察單位自80年代初期，引進(jìn)了巖土工程體制。這一技術(shù)體制是為工程建設(shè)全過程服務(wù)的，因此很快就顯示了它突出的優(yōu)越性。之后，各部門相繼推廣。此時(shí)，由于國內(nèi)地質(zhì)找礦市場(chǎng)逐漸萎縮，不少原從事找礦地質(zhì)勘查的地質(zhì)隊(duì)也紛紛轉(zhuǎn)產(chǎn)，從事巖土工程勘察。因而形成了一支龐大的巖土工程勘察隊(duì)伍，它們遍布全國各大、中城市，主要從事工業(yè)與民用建筑和市政設(shè)施的勘察。由于高層建筑，尤其是超高層建筑的涌現(xiàn)，對(duì)天然地基穩(wěn)定性計(jì)算和評(píng)價(jià)、樁基計(jì)算與評(píng)價(jià)、基坑開挖與支護(hù)、巖土加固與改良等方面，都提出了新的研究課題，要求對(duì)勘探、取樣、原位測(cè)試和監(jiān)測(cè)的儀器設(shè)備、操作技術(shù)和工藝流程等不斷創(chuàng)新。由于勘察工作與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)結(jié)合緊密，勘察真正成為工程咨詢性的工作，為保證工程安全和提高經(jīng)濟(jì)效益作出了很大的貢獻(xiàn)，并積累了許多勘察經(jīng)驗(yàn)和資料?？梢哉J(rèn)為：勘察與設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)的緊密結(jié)合，是巖土工程技術(shù)體制的最大優(yōu)越性。為了在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，使巖土工程勘察能貫徹執(zhí)行國家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、確保工程質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益，由國家建設(shè)部會(huì)同有關(guān)部門，共同制訂了中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程勘察規(guī)范》GB50021-94，作為強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)于1995年3月1日正式頒布施行。該規(guī)范是對(duì)原《工業(yè)與民用建筑工程地質(zhì)勘察規(guī)范》TJ21-77的修訂，它既總結(jié)了中國40多年來工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和科研成果，又注意盡量與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。

從目前國內(nèi)大量的實(shí)踐可看出，巖土工程勘察側(cè)重于解決土體工程的場(chǎng)地評(píng)價(jià)和地基穩(wěn)定性問題，而對(duì)地質(zhì)條件較復(fù)雜的巖體工程，尤其是重大工程（如水電站、核電站、鐵路干線等）的區(qū)域地殼穩(wěn)定性，邊坡和地下洞室圍巖穩(wěn)定性的分析、評(píng)價(jià)，僅由巖土工程師是無法勝任的，必須有工程地質(zhì)人員的參與才能解決。這就要求巖土工程與工程地質(zhì)在發(fā)揮各自學(xué)科專業(yè)優(yōu)勢(shì)的前提下，互相滲透、交叉，二者互為補(bǔ)充而相得益彰。四、工程地質(zhì)學(xué)的研究對(duì)象和任務(wù)地質(zhì)學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科相互滲透、交叉形成的邊緣科學(xué)

人類工程活動(dòng)地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)環(huán)境的概念：指自然環(huán)境的一個(gè)重要組成部分，與人類生存和發(fā)展有緊密聯(lián)系的巖石圈的一部分，這部分積極地與水、氣和生物圈相互作用著。上限為巖石圈表面，下限為人類技術(shù)——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)引起的物理場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)因素變遷消失的深度。地質(zhì)環(huán)境是多因子系統(tǒng)：大氣、

水、生物、巖石

四個(gè)圈環(huán)境自然環(huán)境

人類環(huán)境大氣、水、社會(huì)環(huán)境

人為環(huán)境

生物、巖石

地質(zhì)環(huán)境人類能到達(dá)的地下深度：5000m，鉆探深度10000m。地球上現(xiàn)有工程建筑都建于地殼表層一定的地質(zhì)環(huán)境中，地質(zhì)環(huán)境以一定的作用方式影響建筑物。人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境有一定作用，使其變化，又影響著工程建筑的穩(wěn)定和正常使用。人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境之間，處于相互聯(lián)系又相互制約的矛盾之中。工程地質(zhì)學(xué)的基本任務(wù)：研究地質(zhì)環(huán)境與人類工程活動(dòng)之間的關(guān)系，使二者矛盾轉(zhuǎn)化和解決。地質(zhì)環(huán)境對(duì)工程建筑的影響地震——影響區(qū)域工程建筑軟土地基——需進(jìn)行專門地基處理巖溶——水庫滲漏崩滑泥石流——工程改線人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

抽汲地下水——地面沉降海水入侵地下水質(zhì)惡化大型水庫修建——庫岸再造庫周浸沒庫區(qū)淤積誘發(fā)地震

工程地質(zhì)勘察的目的：為工程建筑對(duì)象選擇適宜的地質(zhì)環(huán)境，從而為該工程在技術(shù)上的可能性和經(jīng)濟(jì)上的合理性提供保證。并不致對(duì)地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生不應(yīng)有的破壞，以致影響工程本身和人類的生活環(huán)境。技術(shù)可能五性:指在地說質(zhì)環(huán)境臺(tái)中興建遼某建筑霜物的安刻全保障由如何。創(chuàng)換言之弓，建筑嫩物地基丑對(duì)基礎(chǔ)望的適應(yīng)梅性如何桶，當(dāng)二鄭者不相蜂適應(yīng)時(shí)偵，能否練通過改傅變基礎(chǔ)秤結(jié)構(gòu)或悠改良地碑基性質(zhì)姻使其達(dá)猶到相互陳適應(yīng)。經(jīng)濟(jì)合理鋤性：指通過諷對(duì)建筑慮地區(qū)地謠質(zhì)條件御的深入雨研究后樓，在保頃證工程調(diào)穩(wěn)定性惱的前提騰下，選也出經(jīng)濟(jì)瞞成本最轎低的建納設(shè)方案卸，以達(dá)許到經(jīng)濟(jì)淡上合理泥，即可疑行性研夢(mèng)究。五、工嗚程地質(zhì)斤學(xué)研究曉內(nèi)容、認(rèn)分科及孩其與其例他學(xué)科邀的關(guān)系（一）研究內(nèi)容1.巖時(shí)土工程鑼地質(zhì)性侄質(zhì)研究建造于化地殼表箭層的任訓(xùn)何建筑柴物，都置離不開貼巖土體旦，巖土皂體作為陜建筑物折地基或陶環(huán)境。巖土體成尺因類型和藍(lán)性質(zhì)對(duì)建螺筑物的意丑義重大。研究地燦質(zhì)環(huán)境膝首先研竭究巖土口體分布規(guī)律成因類型工程性質(zhì)元參數(shù)測(cè)試不良性質(zhì)禿的改良形成分支鈴學(xué)科——工程巖土直學(xué)2.工程動(dòng)鴉力地質(zhì)您作用研鬧究地球內(nèi)外查動(dòng)力作用——地質(zhì)現(xiàn)粉象人類工程——經(jīng)濟(jì)活線動(dòng)產(chǎn)生縣的各種勇作用這些作用塑制約著建披筑物的穩(wěn)痕定造價(jià)和染正常使用研究工我程動(dòng)力獵地質(zhì)作抓用地質(zhì)盈現(xiàn)象分布規(guī)模形成機(jī)制發(fā)展演偽化規(guī)律產(chǎn)生的報(bào)工程地肯質(zhì)問題工程地春質(zhì)問題白的分析白評(píng)價(jià)防治對(duì)愚策措施形成分區(qū)支學(xué)科——工程動(dòng)拜力地質(zhì)奴學(xué)3.工程地介質(zhì)勘察掌理論和后技術(shù)方竊法研究工程地質(zhì)坐學(xué)服務(wù)于診工程建筑筋，具體實(shí)船現(xiàn)就是工寫程地質(zhì)勘祖察。工程地炎質(zhì)勘察岡的目的絲式就是查君明工程泛地質(zhì)條埋件，分涌析存在喊的工程拆地質(zhì)問辰題對(duì)工程建剝筑區(qū)作出趟工程地質(zhì)徹論證和評(píng)憲價(jià)，提出替建筑設(shè)計(jì)想所遵循的住最佳方案救和可能采降取的工程焦措施，這餐涉及到廣鐵泛的理論支。基礎(chǔ)地質(zhì)快專業(yè)基礎(chǔ)毀工程建筑皇地基基礎(chǔ)覺等工程地質(zhì)嫩條件：工程地質(zhì)噸條件是指夜客觀存在博的地質(zhì)環(huán)眾境中與工坐程建筑有勉關(guān)的地質(zhì)桶要素之綜德合。它包滲括地形地飼貌、巖土撞類型及其投工程地質(zhì)派性質(zhì)、地押質(zhì)結(jié)構(gòu)、膀水文地質(zhì)厘條件、物箭理地質(zhì)現(xiàn)燒象（動(dòng)力蓮地質(zhì)作用矮）、天然嗓建筑材料。綜合概念，一、二種因謀素不稱言為工程額地質(zhì)條債件。針對(duì)工程常建筑對(duì)象先而言。在自然地唉質(zhì)歷史過鴿程中形成體的客觀條居件，不是人為窗的。工程地質(zhì)涂問題：工程地質(zhì)偉問題是指謠工程建筑材物與地質(zhì)敵環(huán)境（場(chǎng)比地工程地蹈質(zhì)條件）剛之間，存康在著某些礙不適應(yīng)性原所引起的鍛影響建筑昏物施工、墊正常運(yùn)行壤和周圍環(huán)促境的地質(zhì)亦問題。它談反映了工征程要求與圣場(chǎng)地地質(zhì)賽條件之間潛的矛盾。問題的產(chǎn)爸生是由于機(jī)工程技術(shù)——經(jīng)濟(jì)要刮求與場(chǎng)淺地地質(zhì)誼背景之錯(cuò)間的矛覆盾或差獎(jiǎng)異引起。巖土工芽程問題六：指的是工滋程建筑物帽與巖土體率之間所存桿在的矛盾劑或問題。霉在巖土工頌程施工以理及工程建翻筑物建成宗使用過程繁中，工程付部位的巖騎土體和地傭下水與建展筑物發(fā)生鉆作用，導(dǎo)朗致巖土工植程問題的感出現(xiàn)。工程地雅質(zhì)勘察構(gòu)的核心右問題糾如括何運(yùn)用縱有效的膀勘察方稅法和手結(jié)段，取勾得反映必確切的繞工程地禮質(zhì)因素瞇，資料錦分析理撇論，以碧及表現(xiàn)媽形式。為保證竄勘察的已精度和崇質(zhì)量，惕需不斷滋改進(jìn)技扭術(shù)方法際、勘探顛機(jī)械和息測(cè)試儀健器。為使工以程地質(zhì)癢評(píng)價(jià)和股預(yù)測(cè)定拼量化，玻需不斷肅完善地旁質(zhì)——數(shù)學(xué)模間型和發(fā)賞展數(shù)學(xué)償分析方康法，應(yīng)耍用計(jì)算飲機(jī)技術(shù)倍。制訂適用紗于不同類北型建筑的洲勘察規(guī)范睡或手冊(cè)。形成分館支學(xué)科——專門工程丘地質(zhì)學(xué)4.區(qū)域工程導(dǎo)地質(zhì)的研廳究工程地質(zhì)愛條件工程輔地質(zhì)問題舌具有明顯唇的區(qū)域性膝分布規(guī)律陸和特點(diǎn)為國土資風(fēng)源開發(fā)利數(shù)用和建設(shè)撐布局優(yōu)化,需要研竄究不同鹿區(qū)域地雷質(zhì)條件賄的形成集和分布柏規(guī)律不同區(qū)域薄地質(zhì)構(gòu)造波應(yīng)力不同,區(qū)域穩(wěn)定簡性不同形成分支曠學(xué)科——區(qū)域工釘程地質(zhì)拖學(xué)5.環(huán)境工程析地質(zhì)的研嶺究隨著經(jīng)濟(jì)僚的發(fā)展，人類上工程—經(jīng)濟(jì)活動(dòng)淹對(duì)地質(zhì)環(huán)腫境的反饋派作用日益稼廣泛而深舞刻地質(zhì)環(huán)境直惡化地質(zhì)災(zāi)害紀(jì)頻發(fā)為了合吐理利用滅保護(hù)地討質(zhì)環(huán)境，科學(xué)地納預(yù)測(cè)人紗類活動(dòng)辰對(duì)環(huán)境箱的負(fù)影舍響工程地姥質(zhì)學(xué)——環(huán)境科伙學(xué)交叉滲龍透形成分支驗(yàn)學(xué)科——環(huán)境工程罰地質(zhì)學(xué)（二）與其他學(xué)詞科的關(guān)系工程地質(zhì)關(guān)學(xué)涉及知足識(shí)范圍廣，多學(xué)科的藍(lán)交叉工程巖擁土學(xué)巖土力列學(xué)工程動(dòng)力極地質(zhì)學(xué)專門工哈程地質(zhì)捉學(xué)數(shù)理荒化境力環(huán)境-工程地谷質(zhì)學(xué)-鉆探物探計(jì)算機(jī)地質(zhì)學(xué)工程建筑場(chǎng)學(xué)出現(xiàn)新信的生長再點(diǎn)城市地嶺質(zhì)巖土工透程海洋工程產(chǎn)地質(zhì)高層建估筑工程查地質(zhì)巖土工程是以工程貧地質(zhì)學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)蔽及地基基參礎(chǔ)工程學(xué)