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(wèn)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(kāi)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(kāi)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.概應(yīng)述可行性研究階段詳細(xì)勘察階段工程柿地質(zhì)掃勘察釀階段初步勘察階段對(duì)擬旋選場(chǎng)擺地的瓦穩(wěn)定弦性和苗適宜性作森出工程窗地質(zhì)俯評(píng)價(jià)姿和方枕案比希較對(duì)所插指定芒的建蠶筑區(qū)刺域內(nèi)委，選凝定工昌程地啊質(zhì)條郵件最怖優(yōu)的晴建筑埋場(chǎng)地切，并渠對(duì)主還要工械程地賺質(zhì)問(wèn)液題進(jìn)茶行定亡性和澤適當(dāng)濱定量鐮評(píng)價(jià)捆。0.概籌述查明建筑場(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.概送述可行性研究階段詳細(xì)勘察階段工程啊地質(zhì)橋勘察挽階段初步勘察階段對(duì)擬在選場(chǎng)際地的事穩(wěn)定流性和顛適宜性作撲出工程只地質(zhì)辟評(píng)價(jià)凈和方梨案比灣較對(duì)所按指定畝的建字筑區(qū)都域內(nèi)姨，選柴定工株程地及質(zhì)條士件最斗優(yōu)的均建筑供場(chǎng)地首，并粉對(duì)主擾要工陸程地慣質(zhì)問(wèn)秤題進(jìn)懲行定墳性和紹適當(dāng)體定量何評(píng)價(jià)土。針對(duì)忙具體她建筑拾地基助或具繭體地晝質(zhì)問(wèn)促題，境為進(jìn)不行施柿工圖字設(shè)計(jì)戲和施賞工提施供依緞?chuàng)?.概煤述工程地質(zhì)勘察方法與技術(shù)工程貧地質(zhì)玩測(cè)繪工程瓣地質(zhì)伏勘探工程講地質(zhì)箭野外緩試驗(yàn)1.工程提地質(zhì)虜測(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?？碧皆囼?yàn)物理地質(zhì)現(xiàn)象水文地質(zhì)條件1.工程捕地質(zhì)釣測(cè)繪-基本已內(nèi)容地貌第四紀(jì)地質(zhì)地質(zhì)構(gòu)造地層代巖性區(qū)內(nèi)淚出露葬地層粒巖性甜、巖臥相、種厚度前、層租序、勵(lì)接觸棟關(guān)系竭及分如布變焦化規(guī)國(guó)律；測(cè)定豆巖石勒的工泥程地紡質(zhì)特氧征，診確定馬地層舌時(shí)代何和填撕圖單歇位；根據(jù)奇巖性蝴組合賞特征電，按磨照工沫程地該質(zhì)特洽性的斷相似瘡性，鉆對(duì)工段程區(qū)盈內(nèi)工危程地鏟質(zhì)巖丸組劃芳分，句以有燭利于伍評(píng)價(jià)瓦其對(duì)部工程寺的適濕宜性迎；研究芝區(qū)內(nèi)赴的軟姜弱帶角（原掏生、稍次生填成因證的）邀及其疲對(duì)工系程的費(fèi)不利惱影響太。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)定性地層秩巖性褶皺斷裂區(qū)域地殼穩(wěn)定性、區(qū)域地貌、水文地質(zhì)特征等1.工程侮地質(zhì)籍測(cè)繪-基本漲內(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)造地層繩巖性詳勘肥階段可行鹿性研傲究和禮初步樹(shù)勘察續(xù)階段區(qū)域?qū)挼刭|(zhì)親發(fā)展公史中援起控梯制作濕用的溉深大近斷裂斯系統(tǒng)糧；活動(dòng)蘇斷裂匪；區(qū)域焰構(gòu)造予格局沃（褶靜皺、夏斷裂趴特征驕及空暑間分揀布）痛。限定蛇了不椅同性構(gòu)質(zhì)巖駁土體及的空野間分邁布和件結(jié)構(gòu)敵特征脈；決定了區(qū)鈴域地從貌特壓征和茫水文希地質(zhì)寶條件控制了地詳表物沿質(zhì)移滾動(dòng)規(guī)膝律1.工程此地質(zhì)工測(cè)繪-基本舉內(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)造地層征巖性詳勘傳階段可行橡性研禮究和雖初步昂勘察筒階段詳細(xì)辟查明蘆巖層膽變位疾情況瘋，掌時(shí)握不帆同等珍級(jí)的懶構(gòu)造袋結(jié)構(gòu)狀面，劣以研釘究工漂程巖粘體的宅完整跳性、灶不均腹一性腥、各陽(yáng)向異干性及掙所處支的應(yīng)狠力狀進(jìn)態(tài)。1.工程畢地質(zhì)瓦測(cè)繪-基本狡內(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)造地層躺巖性詳勘睬階段可行槐性研蜓究和苦初步鼻勘察廚階段結(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.工程萬(wàn)地質(zhì)萍測(cè)繪-基本盯內(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)造地層俯巖性詳勘皇階段可行錢性研莫究和廊初步虛勘察梳階段（1）資料災(zāi)整理：將節(jié)理策走向棟，換休算成勉北東上和北孩西方脾向，然后依作桐圖要氏求及澆地質(zhì)情況純按一江定間隔分組蠅，一般趕采用5°或10突°為一間隔嘆。然后析統(tǒng)計(jì)卵每組嗚的節(jié)掏理數(shù)軋目，親計(jì)算袖出每婚組節(jié)倒理平扶均走藍(lán)向（∑α/N）填纖入表中。-節(jié)理玫瑰難花圖1.工程喂地質(zhì)譽(yù)測(cè)繪-基本猜內(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)造地層騎巖性詳勘收階段可行脫性研誰(shuí)究和麻初步絞勘察勁階段（2）確雷定比例采尺：根據(jù)鑄作圖想大小和各緩組節(jié)晝理數(shù)余目，葉選取潤(rùn)一定定長(zhǎng)度用的線析段代湖表1條節(jié)理她；以等于屑或稍桶大于拉按比援例尺崖表示眠數(shù)目癥最多炎的一門組節(jié)膜理的線段悲長(zhǎng)度為半徑分作半圓孤，過(guò)梁圓心雪作南蟻北線葛及東喬西線島，在漁圓周憑上標(biāo)衡明方位礎(chǔ)角。-節(jié)理玫瑰氏花圖1.工程眨地質(zhì)喚測(cè)繪-基本盈內(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)造地層康巖性詳勘償階段可行旅性研溫究和提初步劈燕勘察統(tǒng)階段（3）找筆點(diǎn)連墨線：從0o-9o一組開(kāi)逆始，倦按各散組平種均走棉向方位技角及忠該組節(jié)悠理數(shù)目續(xù)（按雙所定比例擾尺）送定出慚相應(yīng)北的點(diǎn)狂，該梯點(diǎn)即代賀表該僻組節(jié)淚理平尋均走絲式向和賄節(jié)理另數(shù)目軟。各芝組的點(diǎn)確驗(yàn)定后，仍順次磨將相端鄰組館的點(diǎn)箭連線模。如漆其中蹄某組用節(jié)理酷為零扇，則腳連線蟲(chóng)回到竹圓心疼，然站后再撥從圓探心引鋤出與儀下一今組相希連。-節(jié)理玫瑰軋花圖1.工程制地質(zhì)漫測(cè)繪-基本黎內(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)造地層到巖性詳勘閥階段可行搭性研裙究和翼初步負(fù)勘察恐階段（3）寫(xiě)上纏圖名坦和比例揮尺：-節(jié)理玫瑰楚花圖xx工程節(jié)理走向玫瑰花圖1.工程直地質(zhì)確測(cè)繪-基本液內(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)造地層合巖性詳勘音階段可行篇性研躬究和宴初步絡(luò)勘察竿階段-結(jié)構(gòu)堅(jiān)面統(tǒng)爺計(jì)計(jì)癢算機(jī)返實(shí)現(xiàn)1.工程酷地質(zhì)攤測(cè)繪-基本蔬內(nèi)容-節(jié)理請(qǐng)極點(diǎn)陜等密叔度圖物理地質(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)造地層思巖性第四紀(jì)地質(zhì)沉積層年代成因類型工程地質(zhì)單元?jiǎng)澐?.工程買地質(zhì)主測(cè)繪-基本擋內(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)造地層腫巖性巖性構(gòu)造新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)外動(dòng)力地質(zhì)作用1.工程桌地質(zhì)掉測(cè)繪-基本勢(shì)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)造地層朝巖性研究躺不同距的地拐貌形唐成及火發(fā)展那歷史爽，對(duì)狹于工驗(yàn)程建逆設(shè)的坡總體既部署潛、深授入認(rèn)干識(shí)地職質(zhì)結(jié)肅構(gòu)、斥水文屑地質(zhì)壇條件珍、物確理地矩質(zhì)現(xiàn)兩象、祥新構(gòu)瀉造運(yùn)紋動(dòng)的藥性質(zhì)蜓和規(guī)雜模、守新近名代沉輪積層亞的成朵因及坡構(gòu)造戒狀態(tài)借具有今重要促的意據(jù)義。1.工程牙地質(zhì)犬測(cè)繪-基本釀內(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)地層篇巖性分布埋藏類型運(yùn)動(dòng)水質(zhì)水量1.工程丑地質(zhì)愛(ài)測(cè)繪-基本診內(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)造地層般巖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.工程拴地質(zhì)羊測(cè)繪-基本繩內(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)造地層當(dāng)巖性分布、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.工程五地質(zhì)沒(méi)測(cè)繪-基本隊(duì)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)一般店是地巨質(zhì)構(gòu)莫造復(fù)煙雜地講區(qū)研棋究壩僅區(qū)外尊圍構(gòu)較造穩(wěn)罪定性犯。在可剪行性叨研究分階段問(wèn)選擇寨壩址漂時(shí)，搖如研床究地褲區(qū)的劇范圍暗較大逝而條狐件復(fù)稼雜時(shí)泛。對(duì)選生定的鈔壩區(qū)擠工程魚(yú)地質(zhì)脹條件冤進(jìn)行紗詳細(xì)蚊研究括，或劣專門介研究效滑坡泉、巖征溶等請(qǐng)動(dòng)力肢地質(zhì)細(xì)作用過(guò)時(shí)。1.工程蠟地質(zhì)州測(cè)繪-比例眾尺0.概漂述工程地質(zhì)勘察方法與技術(shù)工程稼地質(zhì)刮測(cè)繪工程湖地質(zhì)縱勘探工程玻地質(zhì)飽野外吩試驗(yàn)2.工程直地質(zhì)去勘探工程古地質(zhì)獨(dú)勘探是在疲工程淡地質(zhì)洞測(cè)繪勉的基虹礎(chǔ)上齡，為獨(dú)了進(jìn)旬一步皆查明科地表紗以下挖工程盜地質(zhì)熱問(wèn)題價(jià)，取煙得深佳部地和質(zhì)資繩料而婆進(jìn)行冰的，亞它是鋸工程赤地質(zhì)內(nèi)勘查沉的重管要工釀作方鋤法之霉一。對(duì)工斯程地濃質(zhì)條說(shuō)件及董工程萬(wàn)地質(zhì)屠問(wèn)題說(shuō)的認(rèn)雜識(shí)：由地表→地乘下；碼由定寄性→踢定量碌。物探鉆探坑探2.工程賣地質(zhì)?？碧?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.工程秘地質(zhì)桶勘探-物探高密度電法鉆探是用鉆機(jī)兄在地冒層中縫鉆孔朗，以舉鑒別跪和劃逗分地屆層，鞠并可贈(zèng)沿孔沖深取脈樣，駁用以木測(cè)定宜巖石耕和土算層的身物理灶力學(xué)毅性質(zhì)。2.工程刃地質(zhì)尖勘探-鉆探工程蝴地質(zhì)紛勘察社中最裁為重翅要的宰手段躍。2.工程廁地質(zhì)后勘探-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.工程挎地質(zhì)剝勘探-鉆探2.工程陶地質(zhì)圈勘探-鉆探2.工程亮地質(zhì)嫩勘探-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.工程劍地質(zhì)騙勘探-鉆探2.工程汪地質(zhì)你勘探-鉆探2.工程喘地質(zhì)銀勘探-鉆探類型特