工程地質(zhì)勘察課件

第八章

工程地質(zhì)勘察工程地質(zhì)學(xué)退出§8.1建筑工程地質(zhì)勘察的方法和內(nèi)容§8.2建筑工程地質(zhì)勘察的報告書和圖件工程地質(zhì)勘察的目的為了獲取建筑場地及其相關(guān)地區(qū)的工程地質(zhì)條件的原始資料和工程地質(zhì)論證工程地質(zhì)勘察的原那么工程地質(zhì)勘察的要求工程地質(zhì)勘察的方法為工程建設(shè)效勞，結(jié)合具體建筑物類型、要求和特點以及當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和環(huán)境來進行，勘察工作要有明確的目的性和針對性按勘察階段的要求，正確反映工程地質(zhì)條件，提出工程地質(zhì)評價，為設(shè)計、施工提供依據(jù)工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)勘探與取樣、工程地質(zhì)現(xiàn)場測試與長期觀測、工程地質(zhì)資料室內(nèi)整理等巖土工程勘察分級1.根據(jù)工程的規(guī)模和特征，以及巖土工程問題造成工程破壞或影響正常使用的后果，分為：一級工程、二級工程、三級工程2.根據(jù)場地復(fù)雜程度，分為場地等級一級場地、二級場地、三級場地3.根據(jù)地基的復(fù)雜程度，分為三個地基等級一級地基、二級地基、三級地基根據(jù)工程重要性、場地復(fù)雜程度等級和地基復(fù)雜程度等級，可將巖土工程勘察進一步劃分為甲、乙、丙三級。甲級：以上三項，有一項或多項為一級乙級：除甲級、丙級之外為乙級丙級：以上三項等級均為三級§8.1建筑工程地質(zhì)勘察的方法和內(nèi)容8.1.1工程地質(zhì)勘察階段可行性研究勘察階段—探明工程場地的穩(wěn)定性和適宜性1.收集資料2.現(xiàn)場踏勘3.測繪和必要的勘探避開地區(qū)或地段初步勘察階段—對工程場地的穩(wěn)定性作出巖土工程評價1.搜集可行性研究階段巖土勘察報告，建筑范圍地形圖及有關(guān)工程性質(zhì)、規(guī)模的文件；2.初步查明地層、構(gòu)造、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件及凍結(jié)深度；3.查明場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布、對場地穩(wěn)定性的影響及其開展趨勢4.判定場地和地基的地震效應(yīng)。詳細勘察與施工勘察階段8.1.2工程地質(zhì)測繪內(nèi)容和比例尺1.內(nèi)容：包括有工程地質(zhì)條件的全部要素，即擬建場地的地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)作用和現(xiàn)象、已有建筑物的變形和破壞狀況和建筑經(jīng)驗、可利用的天然建筑材料的質(zhì)量及其分布等2.比例尺：①小比例尺測繪：1:5000－1:50000(選址階段)②中比例尺測繪：1:2000－1:50000(初勘階段)③大比例尺測繪：1:100－1:1000(詳勘階段)在地質(zhì)條件復(fù)雜時，比例尺可適當(dāng)放大。最根本的勘察方法和根底性的工作，用于勘察的前期階段，在野外將各種地質(zhì)現(xiàn)象進行觀察、描述、記錄，并反映到一定比例尺的地形圖上，編繪成地質(zhì)圖或工程地質(zhì)圖。工程地質(zhì)測繪方法實地測繪法1.測繪前的準備工作2.布置地質(zhì)觀察測繪路線，方法：①路線穿越法分為：直線形或折線形路線方向大致與巖層走向、構(gòu)造線及地貌單元相垂直②布點法預(yù)先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測路線和觀測點，常用于大、中比例的工程地質(zhì)測繪③界限追索法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)象界限進行布點追索，查明局部的工程地質(zhì)問題3.工程地質(zhì)觀測點的工作內(nèi)容①工程地質(zhì)觀察點的類型②測定地質(zhì)點的位置③在地質(zhì)點應(yīng)認真觀察，仔細描述，照實做好野外記錄④采集有代表性的巖石〔土〕樣標本、化石標本等4.野外實測地質(zhì)剖面圖5.測繪工作的內(nèi)業(yè)整理①將野外測繪觀察成果資料進行鑒定分析，確定巖石性質(zhì)及地質(zhì)年代，將地質(zhì)觀察點標定在地形圖上，并將各點的主要巖層界限、構(gòu)造線畫出，其它的主要地質(zhì)要素用特殊符號標出，連結(jié)所有相同地質(zhì)界限及構(gòu)造線，得到所繪制的工程地質(zhì)圖②利用實測剖面圖或在平面圖上切取縱橫兩方向的工程地質(zhì)剖面圖③將所得資料進行綜合分析，編制成工程地質(zhì)測繪報告像片成圖法1.利用航空〔衛(wèi)星〕攝影的像片，先在室內(nèi)根據(jù)判釋標志，并結(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、水系及不良地質(zhì)現(xiàn)象等，描述在單張像片上。2.然后在像片選擇需要調(diào)查的假設(shè)干點和路線，據(jù)此去實地進行調(diào)查，校對修正繪成底圖，3.最后，將結(jié)果轉(zhuǎn)繪成工程地質(zhì)圖比例尺：航片1:25000~1:100000陸地衛(wèi)星影像1:250000~1:500000熱紅外圖像>1:500008.1.4工程地質(zhì)勘察坑、槽探用人工或機械方式進行挖掘坑、槽，直接觀察巖土層的天然狀態(tài)及各地層之間接觸關(guān)系等地質(zhì)結(jié)構(gòu)，取出實際的原狀結(jié)構(gòu)土樣探槽試坑豎井平洞淺井石門坑探的編錄工作：除了做詳細的描述記錄之外，還要繪制展視圖展視圖種類：四壁輻射展開法〔適用于探坑〕四壁平行展開法〔適用于淺井或豎井〕地層年代層厚（m）標高（m）四壁方位巖性描述北東南西Q1.7~2.7砂礫巖D1.7~2.3石灰?guī)rD1.9~2.0石英砂巖四壁平行展開法繪制的淺井展視圖鉆探3.鉆探方法和設(shè)備鉆探工具根據(jù)動力來源分為人力和機械兩種，前者僅用土層、淺孔，后者那么巖土層均用，效率高、孔深大常用人力鉆探工具：洛陽鏟、錐探、麻花鉆、小螺紋鉆等洛陽鏟：鉆孔直徑小深度較大的圓形孔；取出擾動土樣；沖進深度一般可達10m，黃土中可達30m；弧形鏟頭適用于黃土及黏性土層，圓形鏟頭可安裝缺十字或活葉，可鉆進并取出砂土，掌形鏟頭可將孔內(nèi)較大碎石、卵石擊碎錐探：用錐具向下沖入土中，憑感覺來探明疏松覆蓋層厚度；探深可達10m，用于查明沼澤和軟土厚度、黃土陷穴麻花鉆或小螺紋鉆：每節(jié)長1m的鋼管鉆桿和管子鉗，首端為麻花形鉆頭；螺旋取出擾動土樣，孔徑小；適用于粘性土及砂類土；探深6m以內(nèi)機械鉆探的工具是各式鉆機按照鉆進方法：沖擊鉆進、回轉(zhuǎn)鉆進、振動鉆進、沖洗鉆進沖擊鉆進：利用鉆具的自重，反復(fù)自由下落的沖擊力，使鉆頭沖擊孔底以破碎巖石而逐漸鉆進；適用于礫、卵石層及基巖；不能取得完整巖芯，能保持較大的鉆孔口徑回轉(zhuǎn)鉆進：利用鉆機回轉(zhuǎn)，是鉆頭的切刀或加研磨材料削磨巖石而不斷鉆進；適用于軟硬不同的地層；能取得原狀土或完整巖芯振動鉆進：利用機械動力產(chǎn)生的振動力，使土的抗剪強度降低，借振動器和鉆具的自重，切削孔底土層不斷鉆進；不能得原狀土或完整巖芯沖洗鉆進：通過高壓射水破壞孔底土層從而實現(xiàn)鉆進，適用于砂層、粉土層、不太堅硬粘土層4.巖土取樣在取樣的工程中，力求排除各種可能的擾動因素，使試樣的擾動程度降至盡可能小的程度，其中取土器是影響取土質(zhì)量的重要因素目前外鉆孔取土器樣式：對開筒式、圓筒推出式，重大工程盡量選用活塞薄壁取土器〔軟土〕，三重管取土器〔堅硬土〕級別擾動程度試驗內(nèi)容Ⅰ不擾動土的定名、含水量、密度、強度試驗、固結(jié)試驗Ⅱ輕微擾動土的定名、含水量、密度Ⅲ顯著擾動土的定名、含水量Ⅳ完全擾動土的定名土試樣質(zhì)量等級劃分不同等級土試樣的取樣工具和方法見?巖土工程勘察標準?〔GB50021－2001〕5.鉆孔觀測、編錄和資料整理1.巖芯觀察、描述和編錄2.鉆孔水文地質(zhì)觀測3.鉆進動態(tài)觀察和記錄4.編制鉆孔柱狀圖，比例一般為1:100~1:500地球物理勘探電法勘探1.巖土的電阻率——不同的巖土有不同的電阻率巖土類別電阻率（Ω.m）巖漿巖變質(zhì)巖沉積巖粘土軟頁巖硬頁巖砂砂巖多孔灰?guī)r致密灰?guī)r2.電探方法電剖面法電測深法電剖面法——通過分析比照，了解地下勘探深度以上沿側(cè)線水平方向上巖土的電性變化電測深法——可以求得巖土層的電阻率及其隨深度的變化，從而得到判釋地下地質(zhì)的依據(jù)ABMN工程地質(zhì)勘探的布置一般原那么：根據(jù)建筑物類型、勘察階段、地質(zhì)條件復(fù)雜程度綜合考慮布孔深度，一般按工程地質(zhì)勘察標準要求，同時考慮設(shè)計要求、工程地質(zhì)評價需要1.對滑坡的穩(wěn)定分析需要穿過可能的滑動面2.了解巖石風(fēng)化層厚度，需要到達確是新鮮基巖為止3.研究斷層帶的寬度和性質(zhì)的坑孔，應(yīng)穿過斷層直達下盤完整基巖4.對工業(yè)民用建筑的地基沉降計算應(yīng)達地層壓縮層之下〔2倍或3倍根底寬度〕或可能的樁基深度之下5.對地下硐室應(yīng)達其底板高程以下10m左右6.有時候根據(jù)地質(zhì)測繪和物探初步確定坑孔深度，按實際情況再作調(diào)整勘探坑、孔深度確定§8.2建筑工程地質(zhì)勘察的報告書和圖件工程地質(zhì)勘察的內(nèi)業(yè)整理是勘察工作的主要組成局部，它把現(xiàn)場勘察得到的工程地質(zhì)資料和與工程地質(zhì)評價有關(guān)的其它資料進行統(tǒng)計、歸納和分析，編成圖件和表格；將現(xiàn)場和各個方面搜集得來的材料，按工程要求和分析問題的需要進行去偽存真、系統(tǒng)整理，適應(yīng)工程設(shè)計和工程地質(zhì)評價的實際需要勘察資料的內(nèi)業(yè)整理工作包括1.現(xiàn)場和室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)的整理和統(tǒng)計2.工程圖件的編制3.工程地質(zhì)報告書的編寫8.2.1勘察數(shù)據(jù)的整理與分析步驟1.劃分工程地質(zhì)單元①具有同一地質(zhì)年代、成因類型，并處于同一構(gòu)造部位和同一地貌單元的巖土層②具有根本相同的巖土性特征：礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、風(fēng)化程度、物理力學(xué)性能、工程性能的巖土性③影響巖土體工程地質(zhì)的因素是根本相似的④對布均勻變形反映敏感的某些建〔構(gòu)〕筑物的關(guān)鍵部位，視需要劃分更小的單元2.對地質(zhì)數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)進行分析和歸納整理，使其能更好反映巖土體性質(zhì)和地質(zhì)特征的變化規(guī)律8.2.2工程地質(zhì)圖的編制工程地質(zhì)圖的分類1.工程地質(zhì)勘察實際材料圖圖中反映該工程場地勘察的實際工作，包括地質(zhì)點、鉆孔點、勘探坑洞、試驗點、長期觀測點等。從實際材料圖上可得出勘察工作量、勘察點位置以及勘察工作布置的合理性等。2.工程地質(zhì)編錄圖由一套圖件構(gòu)成，包括有鉆孔柱狀圖、基坑編錄圖、平洞展視圖及其他地質(zhì)勘探和測繪點的編錄。3.工程地質(zhì)分析圖圖中突出反映一種或兩種工程地質(zhì)因素或巖土某一性質(zhì)的指標的變化情況，如天然地基持力層的埋深和厚度等值線圖等。4.專門工程地質(zhì)圖為勘察某一專門工程地質(zhì)問題而編制的圖件，突出反映與該工程地質(zhì)問題有關(guān)的地質(zhì)特征、空間分布和其相互組合關(guān)系；評價地質(zhì)問題有關(guān)的地質(zhì)和力學(xué)數(shù)據(jù)。5.綜合性工程地質(zhì)圖和分區(qū)圖針對建筑類型把與之有關(guān)的地質(zhì)條件和勘探試驗成果綜合地反映在圖上，并對建筑地區(qū)地工程地質(zhì)條件提出總地評價。作為建筑物總體布置、設(shè)計方案與處理措施的根本依據(jù)。工程地質(zhì)圖的內(nèi)容及編制原那么1.地形地貌：包括地勢和主要地貌單元。2.巖土類型及其工程性質(zhì)：包括地層年代、地基土成因類型、變化、分布規(guī)律以及物理力學(xué)指標的變化范圍和代表值。3.地質(zhì)構(gòu)造：一般包括各種巖土層的分布范圍、產(chǎn)狀、褶曲軸線及斷層破碎帶的位置、類型及其活動性等，另對某些工程〔如邊坡、洞室工程〕應(yīng)包括巖石的裂隙性情況、構(gòu)造特征等。內(nèi)容4.水文地質(zhì)條件：包括一般有地下水位，含潛水水位及對工程有影響的承壓水測壓水位及其變化幅度，地下水的化學(xué)成分及侵蝕性。5.物理地質(zhì)現(xiàn)象：包括各類物理地質(zhì)現(xiàn)象的形態(tài)、發(fā)育強度的等級及其活動性。工程地質(zhì)圖系根據(jù)工程地質(zhì)條件各個方面的相應(yīng)比例尺的一套圖件編制的，這些根本圖件為：1.第四紀地質(zhì)圖或地質(zhì)圖；

2.地貌及物理地質(zhì)現(xiàn)象圖；

3.水文地質(zhì)圖；

4.各種剖面圖、鉆孔柱狀圖及各種原位測試與室內(nèi)試驗成果圖表。將這些根本圖件上工程所需的內(nèi)容移繪到工程地質(zhì)圖上去。圖上應(yīng)畫出許多界線，如不同年代、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)界線等等。

各種界線的繪制方法，一般是肯定者用實線，不肯定者用虛線。工程地質(zhì)圖上還可用各種花紋、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、土的成因類型等等。另外工程地質(zhì)圖上還可以用顏色表示工程地質(zhì)分區(qū)或巖性。工程地質(zhì)圖的編制方法8.2.3工程地質(zhì)報告書和附件工程地質(zhì)報告書在內(nèi)容結(jié)構(gòu)上分為：1.緒論—說明勘察工作的任務(wù)、采用的方法及取得的成果2.通論—說明勘察場地工程地質(zhì)條件，區(qū)域自然地理和地質(zhì)背景3.專論—主要論證工程建筑所涉及到的有關(guān)工程地質(zhì)問題，評價工程的適宜性，并提出防治不良地質(zhì)作用措施的建議4.結(jié)論—在專論的根底上，對各種具體問題給予簡要的結(jié)論性意見工程地質(zhì)報告書工程地質(zhì)圖和其它附件1.勘探點平面位置圖2.工程地質(zhì)剖面圖3.地層綜合柱狀圖4.土工試驗圖表5.現(xiàn)場原位測試圖件6.其它專門圖件§8.3現(xiàn)場檢驗和長期監(jiān)測現(xiàn)場檢驗和長期監(jiān)測是工程地質(zhì)工作中一個重要環(huán)節(jié)，它與勘察、設(shè)計、施工一起，構(gòu)成巖土工程的完整體系現(xiàn)場檢驗1.驗證查核工程地質(zhì)勘察成果與評議建議，施工時獲得的第一手工程地質(zhì)和水文資料可以補充和修正勘察成果，如發(fā)現(xiàn)實際情況與勘察成果有較大差異時，及時補充勘察或修改巖土工程設(shè)計及采取相應(yīng)的處理措施2.對巖土工程施工質(zhì)量的控制和檢驗，即施工監(jiān)理與質(zhì)量控制：如地基基槽、樁基施工、地基處理、深基坑支護等的監(jiān)控施工階段對工程勘察成果的驗證核查和施工質(zhì)量的監(jiān)控概念內(nèi)容長期監(jiān)測1.荷載作用下巖土體性狀的監(jiān)測：巖土體變形和位移監(jiān)測、巖土體應(yīng)力量測等2.施工或運營種結(jié)構(gòu)物的