建筑场地岩土工程勘察实践与理论.docx

摘要 岩土工程勘察是当今建筑体系中一项基础且非常重要的活动，根据建设工程的要求，查明、分析、评价建筑场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动，同时提出建议改善、防治或利用有关工程地质条件的措施。研究人类工程活动与地质环境之间的相互作用及影响。本篇主要介绍了岩土工程勘察的任务，目的，分级以及建筑场地地基土、地下水等场地条件理论。简要叙述了工程地质测绘、勘探与取样，原位测试这些岩土工程方法。结合安徽“马鞍山建材展示中心”这个实际工程分析其岩土工程勘察的目的、具体任务和工作内容、依据的技术标准、勘察方法和设备选用，提出勘察场地地形地貌及地质构造、地层结构及岩土性质、地下水情况、场地稳定性适宜性评价、地基方案的选择和处理措施等。关键字：岩土工程勘察， 地质条件， 原位测试， 勘察报告， 马鞍山AbstractGeotechnical engineering investigation, its a basis and very important activities of modern arthitecture system, on the basis the requirements of construction projects, ascertained, analysis, judge geology, environmental characteristics, geotechnical engineering conditions of construction site, compile Investigation Report files, at the same time, offer a proposal measure to improve,control or take advantage of interrelated engineering geological conditions. study the interaction and influence between human engineering activities and geological environment. This article mainly introduces the investigation of geotechnical engineering task, objective, classification and foundation soil of construction site,underground water site condition theory and so on. Sketch out the geotechnical engineer technique such as engineering geological mapping, prospect with sample, situ test. Combined the project with Maanshan building materials exhibition center to analyse it purposes, tasks and work content on geotechnical engineering investigation, the basis of technical standard, investigation method and equipment selection, discuss the topography,geologic structure,stratigraphic structure, rock-soil character groundwater condition, judge the stability and suitability of construction site, selection and processing the foundation design to the site of prospecting. Keywords: Geotechnical engineering investigation, Geological conditions, Situ test, Investigation report, Maanshan目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1 岩土工程勘察概述11.2 岩土工程勘察的现状及发展趋势11.2.1 国外发展状况简述11.2.2 我国发展状况简述21.2.3 发展趋势21.3 本次论文的主要内容2第二章 岩土工程勘察基础理论42.1 勘察目的、任务及阶段42.2 岩土工程勘察基本程序42.2.1 基本工作42.2.2 基本流程52.3 岩土工程勘察分级52.3.1 工程的规模和特征52.3.2 场地的复杂程度52.3.3 地基的复杂程度62.4 岩土工程勘察方案简述62.5 场地与地基72.5.1 建筑场地与地基的概念72.5.2 天然地基、软弱地基和人工地基82.6 地基土的工程地质分类与特征82.6.1 土的分类82.6.2 一般土的工程地质特征92.6.3 特殊土的工程地质特征102.7 地下水112.7.1 分类112.7.2 地下水物理化学性质简述122.7.3 地下水对工程地质的作用132.8 崩塌与滑坡概述142.8.1 共同点和联系142.8.2 二者区别152.9 地基土承载力确定162.9.1 地基等级的确定162.9.2 确定地基承载力的原则172.9.3 确定地基承载力的方法17第三章 主要岩土工程勘察方法203.1 工程地质测绘与调查203.1.1 概述203.1.2 工程地质测绘的技术要求213.1.3 工程地质测绘的研究内容223.1.4 工程地质测绘的一般程序及基本工作方法233.1.5 测绘资料的室内整理243.2 勘探与取样243.2.1 钻探243.2.2 坑探253.2.3 物探263.2.4 触探273.2.5 取样283.3 岩土工程试验293.3.1 土工试验293.3.2 现场原位测试29第四章 勘察报告的编写344.1 报告的编制程序344.2 报告论述的主要内容344.2.1 地质地貌概况354.2.2 地基岩土分层及其物理力学性质354.2.3 地下水简述364.2.4 场地稳定性364.2.5 结论与建议364.3 图表编制要点374.3.1 主要图件374.3.2 主要附表、插表37第五章 马鞍山建材展示中心工程实例385.1 概述385.1.1 场地概况385.1.2 工程概况395.1.3 勘察目的、任务和要求395.1.4 勘察阶段与等级405.1.5 勘察工作布置和依据405.1.6 勘察方法及勘察工作完成情况415.2 地质条件435.2.1 勘察场地工程地质条件435.2.2 勘察场地水文地质简况445.3 岩土参数的分析与选用455.3.1 标准贯入试验参数455.3.2 岩土性质指标参数535.4 本工程地质条件评述545.4.1 场地的稳定性与适宜性的评价545.4.2 场地土岩性特征评述545.5 场地抗震性能评价555.5.1 综述555.5.2 仪器设备及测试方法555.5.3 土层波速测试成果565.5.4 建筑场地类别评价595.5.5 结论605.6 综合结论与建议60第六章 总结626.1 收获626.2 认识62参考文献63附图64第一章 绪论1.1 岩土工程勘察概述建筑场地岩土工程地质勘察包括工程地质调查与勘察，岩土力学测试，原位测试，地基基础工程和地基处理等内容。任何工程建筑物都是营造在一定的场地与地基之上，所有工程建设方式，规模和类型都受建筑场地的工程地质条件所制约。在设计每一个建筑物之前，必须进行场地与地基的工程地质条件勘察。岩土工程勘察是工程建筑中的重要环节和首要环节。通过钻孔、物探等方法得到的第一手原始资料是勘察的基础。它对于分析地层结构、岩土性质，进行合理的勘察设计具有重要意义。岩土工程勘察必须根据勘察规范实施各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。各类建筑工程都离不开岩土。勘察的主要任务是了解岩土：查明其空间分布及工程特性，在此基础上对场地的稳定性、建筑物的适宜性、地基承载力、变形特性做出评价。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，提出资料完整、评价正确的勘察报告，为场地地基基础设计和施工提供必要的依据。随着勘察技术的不断发展，勘察人员近一步了解建筑场地的岩土工程条件，更加够充分的利用岩土，把岩土作为一种结构物，从而提高了勘察精度，优化了勘察方案，对保证工程质量、缩短建设工期、提高投资效益起到良好作用。 在基础设计中应充分了解上部结构、地基地质情况，作好基础设计，作到既安全又经济。为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、经济合理、确保质量、保护环境，必须坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则。根据勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。1.2 岩土工程勘察的现状及发展趋势作为工程建设的“先行官”，工程勘察的成果是规划、设计工作决策依据之一。1.2.1 国外发展状况简述进人二十世纪90年代后期，西方发达国家的岩土工程公司的专业服务愈加广泛，在市场运营方面也发生了新的变化。从环境工程的角度为基础设施、能源工程及建设场地（区）环境质量评估、建设规划、建筑与基础设施的优化、设计、地球资源保护和生态环境恢复等提供咨询评估、工程监理环境监测、既有工程项目改造、工程补救勘察、设计、施工等服务和经济的解决方案；废弃物处理、水体净化、废水处理、空气污染控制与净化、噪音防治、水土、资源再利用等等，而岩土工程勘察、地质灾害预防与治理成为其广泛服务的基础性内容。1.2.2 我国发展状况简述为使我国加入WTO后适应国际高标准建设项目系统服务的挑战，本行业的发展目标主要体现在方面：（1）由单纯的“工程地质勘察”向“岩土工程”发展日趋完善。（2）向一切以人类生存的地球表面环境中的大地岩土和与其密不可分、相互影响的地表水、地下水和大气等环境物质为系统工作目标的工程领域开拓。（3）专业分工形成了分枝趋势：1）工程咨询和工程顾问，主要负责工程计划、项目负责、工程试验分析计算和工程监测工作；2）野外钻探，可进行探查孔、钻井、灌浆钻孔、锚杆钻孔、海洋钻探以及水平钻孔、定向钻孔等等；3）岩土工程施工，可进行各类桩基及地基改良工法的施工。（4）城市岩土工程发展迅速，为研究和评价旧城市重建和新城市的开发提供规划和建设。1.2.3 发展趋势岩土工程勘察作为一门应用科学和技术，在自身的发展中正经历着一个重要的阶段、并面临着新的挑战和机遇。随着工程地质岩土力学和土木工程等学科的发展，相互渗透和衔接，岩土工程体制的形成使岩土工程勘察在资源、能源开发、交通、城乡建设、农田水利、国土整治及国防建设等领域发挥更重作用，显示出勃勃生机，同时，推动着勘察技术向高精深方向发展。1.3 本次论文的主要内容本次毕业论文通过对岩土工程勘察重要理论知识进行回顾总结，并结合工程实例进行分析运用，熟悉建筑场地岩土工程勘察的工作内容，熟悉工程地质传统的勘察方法与勘察工艺，了解工程地质领域中出现的新技术、新工艺、新手段，以加强对工程的认识程度，进一步理解工程的全过程，提高工作能力和实践能力。使得我们不仅能够了解和评价建设场地的工程地质性质和条件，而且能从理论到工程进行全面的科学的论证，充分利用勘察资料，有一定能力提出既经济又合理的基础设计方案。第二章 岩土工程勘察基础理论 岩土工程勘察工作的设计和施工的基础。若勘察工作不到位，不良工程地质问题将揭露出来，即使上部构造的设计、施工达到了优质也不免会遭受破坏。不同类型、不同规模的工程活动都会给地质环境带来不同程度的影响；反之不同的地质条件又会给工程建设带来不同的效应。2.1 勘察目的、任务及阶段 工程地质问题可理解为工程建筑与地质环境相互作用，相互矛盾而引起的对建筑本身顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的地质问题。岩土工程勘察是岩土工程技术体制中的一个首要环节，各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察的目的在于运用各种勘察技术手段有效查明建筑场地的工程地质条件，并结合工程项目特点及要求，分析场地内存在的工程地质问题，论证场地地基的稳定性和适宜性，提出正确的岩土工程评价和相应对策，为工程建设的规划，设计，施工和正常使用提供依据。与工程建设各个设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可行性研究阶段勘察，初步勘察，详细勘察和施工勘察。对工程地质条件复杂或有特殊要求的工程宜进行施工勘察；场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段；当建筑物平面布置已经确定，且场地或其附近已有岩土工程资料时，可根据实际情况直接进行详细勘察。管道工程勘察阶段的划分应与设计阶段相适应。可行性研究勘察应主要采用踏勘调查，必要时辅以少量勘探工作，对拟选场地的稳定性和适宜性做出评价；初步勘察应以工程地质测绘为主，辅以勘探、原位测试、室内试验、对拟建工程的总平面布置、场地的稳定性、废弃物对环境的影响等进行初步评价，并提出建议；详细勘察应采用勘探、原位测试和室内试验等手段进行，地质条件复杂地段应进行工程地质测绘获取工程设计所需的参数，提出设计施工和监测工作的建议，并对不稳定地段和环境影响进行评价，提出治理建议。2.2 岩土工程勘察基本程序2.2.1 基本工作工程地质测绘与调查、勘探与岩土取样、原位测试与土工试验、岩土工程评价与监测等内容。2.2.2 基本流程（1）初步了解场地的工程地质条件及主要岩土工程问题，明确工程中设计与施工方案中所需解决的岩土工程问题以及要求提供的岩土技术参数。 （2）有针对性地制定勘察方案，选择有效的勘探测试手段，积极采用新技术和综合方法，布置合理的工作量，获得所需的岩土技术参数。 （3）认真分析工程中岩土体性状与室内实验和现场测试的岩土样性状间的关系，通过统计分析和判断，提供工程所需的岩土指标和计算参数。 （4）运用合理的分析原理和计算模式，依据建议的岩土设计参数，加上工程经验的判断，对特定的岩土工程问题做出分析评价。 2.3 岩土工程勘察分级2.3.1 工程的规模和特征根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级：一级工程：重要工程，后果很严重；二级工程：一般工程，后果严重；三级工程：次要工程，后果不严重；2.3.2 场地的复杂程度根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级：符合下列条件之一者为一级场地（复杂场地）：（1）对建筑抗震危险的地段；（2）不良地质作用强烈发育；（3）地质环境已经或可能受到强烈破坏；（4）有影响工程的多层地下水，岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。符合下列条件之一者为二级场地（中等复杂场地）：（1）对建筑抗震不利的地段；（2）不良地质作用一般发育；（3）地质环境已经或可能受到一般破坏；（4）地形地貌较复杂；（5）基础位于地下水位以下的场地；符合下列条件者为三级场地（简单场地）：（1）抗震设防烈度等于或小于6 度，或对建筑抗震有利的地段；（2）不良地质作用不发育；（3）地质环境基本未受破坏;（4）地形地貌简单；（5）地下水对工程无影响；注:从一级开始，向二级，三级推定，以最先满足的为准；第3.1.3 条亦按本方法确定地基等级；对建筑抗震有利、不利和危险地段的划分，应按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB 50011)的规定确定。2.3.3 地基的复杂程度根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：符合下列条件之一者为一级地基（复杂地基）：（1）岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；（2）严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。 符合下列条件之一者为二级地基(中等复杂地基)：（1）岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；（2）除本条第1 款规定以外的特殊性岩土。符合下列条件者为三级地基（简单地基）：（1）岩土种类单一，均匀，性质变化不大；（2）无特殊性岩土；根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级、可按下列条件划分岩土工程勘察等级：（1）甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；（2）乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；（3）丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。注:建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。2.4 岩土工程勘察方案简述目前主要有以下勘察方法：工程地质测绘：一般在勘察的初期阶段进行，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。 工程地质勘探：勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。 工程地质原位测试与室内土工试验：为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数。一般需在高级勘察阶段开始实施，保证工程质量和安全，提高工程效益。此外还有工程地质长期观测、勘察资料的室内整理等方案。在岩土工程勘察中，钻探是岩土工程勘察最主要的手段之一，与坑探，物探相比较，钻探具有不可替代的作用，它可以在各种环境下进行，一般不受地形地质条件的影响；能直接观察岩芯和取样，勘察精度较高；能同时进行原位测试和监测工作，最大限度的发挥综合效益；勘探深度大，效率较高。因此，不同类型，不同结构，不同规模的建筑物，不同勘察阶段，不同环境条件下的勘探工作，一般都采用或部分采用钻探方法进行勘探。 随着科学发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。工程地质综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监测中遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球卫星定位系统(GPS)即“3S”技术，勘探工作中地质雷达（图2-1）和地球物理层成像技术(CT)的应用等，我国的科技创新还有待提高。图2-1 探地雷达的使用2.5 场地与地基对工程地质条件的勘察是岩土工程勘察的一项基本工作，工程地质条件即工程活动的地质环境与工程建筑有关的地质要素之综合。包括六大要素：地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料。首先需要了解场地与地基。2.5.1 建筑场地与地基的概念建筑场地是指工程建设所直接占用并直接使用的有限面积的土地，大体相当于厂区、居名点和自然村的区域范围的建筑物所在地，从工程勘察角度分析，场地的概念不仅代表眷所划定的土地范围，还应涉及建筑物所处的工程地质环境与岩土体的稳定问题。建筑物基本都建造在土体或岩石上了，土层受到建筑物的荷载作用就产生压缩变形，为了减少建筑物的下沉，保证其稳定性，必须将墙或柱土层接触部分的断面尺寸适当扩大，以减小建筑物与土接触部分压强，建筑物最底下扩大的这一部分称为基础。由于承接由基础传来的建筑物重量而使一定范围内原有应力状态发生改变的岩土层称为地基。 2.5.2 天然地基、软弱地基和人工地基未经加固处理、直接支撑基础的地基称为天然地基。若地基土层主要由淤泥，淤泥质土，松散的砂土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层所构成，则称这种地基土为软弱地基或松软地基。若地基土层较软弱，建筑物的荷载又较大，地基承载力和变形都不能满足设计要求时，需对地基进行人工加固处理，这种地基称为人工地基。2.6 地基土的工程地质分类与特征2.6.1 土的分类（1）按地质成因分类：土按地质成因可分为：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、冰积土、风积土等类型。（2）按颗粒级配和塑性指数分类土按颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土等。具体如下：1）碎石土：碎石土系指粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的50%以上的土。碎石土空隙全部由中砂、粗砂充填的称为砂卵石；由粘性土充填并有粘结性的称为土结砾石。碎石土的密实度、课根据野外鉴别方法分为密实、中密和稍密三种状态。2）砂土：系指粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重的50%，并且塑性指数Ip不大于3的土。根据颗粒级配，砂土又分为砾砂、粗砂、中砂。粉砂、细砂几种类型。砂土的密实度分为松散、稍密。中密和密实。根据饱和度Sr的数值，砂土可以分为稍湿、很湿、饱和三种湿度状态。3）粉土：指塑性指数Ip小于或等于10的土，粉土与粘性土以塑性指数10为界，而以粒径大于0.075mm的含量不超过全重的50%为界，其性质介于砂土与粘性土之间。粉土的密度根据孔隙比划分为稍密、中密、密实。按天然含水量可分为稍湿、湿、很湿三类。4）粘性土：系塑性指数大于10的土，按液性指数可分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。我国桥涵工程规定，塑性指数大于3的土为粘性土。我国港口水工建设等行业，将粘性土按塑性指数分为粘土、亚粘土和亚砂土。（3）特殊土是指某些具有特殊物质成分和结构，而工程地质性质也较特殊的土。特殊土的种类甚多，常见的有淤泥质土、膨胀土、红粘土、黄土、人工填土等。详细如下：1）淤泥质土：是指在水流缓慢、不通畅、缺氧和饱水条件下的环境中沉积，有微生物参与作用的条件下，含较多的有机质，疏松软弱的粉质粘性土。我国淤泥类土基本上可以分为两大类：一类是沿海沉积淤泥类土；一类是内陆和山区湖盆地及山前谷地沉积地淤泥类土。沿海沉积的淤泥类土，分布较稳定，厚度较大，土质较疏松软弱；大致可分为四个类型：泻湖相沉积、溺湖相沉积、滨海相沉积、三角洲相沉积。2）膨胀土：一种具有特殊变形性质的粘性土，它的体积随含水量地增加而膨胀，随含水量减少而收缩，并且这种作用循环可逆，具有这种膨胀和收缩性的土，即称为膨胀土。膨胀土一般分布在盆地内岗，山前丘陵地带和二、三级阶地上。大多数是上更新世及以前的残坡积、冲积、洪积物，也有晚第三纪至第四纪的湖泊沉积及其风化层。3）红粘土：是指碳酸盐类岩石（石灰岩，白云岩，泥质泥岩等），在亚热带温湿气候条件下，经风化而成的残积、坡积或残坡积的褐红色、棕红色或黄褐色的高塑性粘土。红粘土的粘粒组分（粒径85，密实度低，大孔隙明显，孔隙比1.0；液性指数一般都小于0.4；坚硬和硬塑状态；强度较高，压缩性较低；多属中压缩性土或低压缩性土，压缩模量515MPa；不具湿陷性，但收缩性明显，失水后强烈收缩，原状土体缩率可达25。（4）黄土：我国湿陷性黄土的工程特征有：1）塑性较弱；2）含水较少；3）压实程度很差，孔隙较大；4）抗水性弱，遇水强烈崩解，膨胀量较小，但失水收缩量较明显；5）透水性较强；6）强度较高，因为压缩中等，抗剪强度较高。2.7 地下水地下水：是贮存于包气带以下地层空隙，包括岩石孔隙、裂隙和溶洞之中的水。泛指存在于地下多孔介质中的水，其中多孔介质包括孔隙介质、介质和岩溶介质。地下水是水资源的重要组成部分，由于水量稳定，水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。但在一定条件下，地下水的变化也会引起沼泽化、盐渍化、滑坡、地面沉降等不利自然现象2.7.1 分类（1）按含水层性质分类由于性质不同，可分为孔隙水、裂隙水、岩溶水，具体如下：1）孔隙水：疏松岩石孔隙中的水。孔隙水是储存于第四系松散沉积物及第三系少数胶结不良的沉积物的孔隙中的地下水。沉积物形成时期的沉积环境对于沉积物的特征影响很大，使其空间几何形态、物质成分、粒度以及分选程度等均具有不同的特点。2）裂隙水：赋存于坚硬、半坚硬基岩裂隙中的重力水。裂隙水的埋藏和分布具有不均一性和一定的方向性；含水层的形态多种多样；明显受地质构造的因素的控制；水动力条件比较复杂。3）岩溶水：赋存于岩溶空隙中的水。水量丰富而分布不均一，在不均一之中又有相对均一的地段；含水系统中多重含水介质并存，既有具统一水位面的含水网络，又具有相对孤立的管道流；既有向排泄区的运动，又有导水通道与蓄水网络之间的互相补排运动；水质水量动态受岩溶发育程度的控制，在强烈发育区，动态变化大，对大气降水或地表水的补给响应快；岩溶水既是赋存于溶孔、溶隙、溶洞中的水，又是改造其赋存环境的动力，不断促进含水空间的演化。（2）按埋藏条件埋藏条件的不同，可分为上层滞水、潜水、承压水。如下：1）上层滞水：埋藏在离地表不深、包气带中局部隔水层之上的重力水。一般分布不广，呈季节性变化，雨季出现，干旱季节消失，其动态变化与气候、水文因素的变化密切相关。2）潜水：埋藏在地表以下、第一个稳定隔水层以上、具有自由水面的重力水。潜水在自然界中分布很广，一般埋藏在第四纪松散沉积物的孔隙及坚硬基岩风化壳的裂隙、溶洞内。3）承压水：埋藏并充满两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。承压水受静水压；补给区与分布区不一致；动态变化不显著；承压水不具有潜水那样的自由水面，所以它的运动方式不是在重力作用下的自由流动，而是在静水压力的作用下，以水交替的形式进行运动（见下图2-2）。图2-2 潜水、承压水及上层滞水分布示意图2.7.2 地下水物理化学性质简述地下水物理性质主要指水温、颜色、透明度、嗅和味。化学性质由溶解和分散于地下水中的气体、离子、分子，胶体物质和悬浮固体的成分，微生物及这些物质的含量所决定。地下水中溶解的化学成分同一般天然水中的化学成分基本相同（见天然水水质）。它不同于地表水的是它含有极小量的溶解氧，而CO2则溶解较多；有一些地下水还含有H2S、CH4和氡。在大多数地下水中，阴离子主要是HCO，阳离子主要是Na+、Ca2+和Mg2+。地下水按矿化度分为淡水（矿化度升）、微咸水(13克/升)、咸水(310克/升)、盐水(1050克/升)和卤水(50克/升)。化学性质包括酸碱性；氧化还原电位：表征地下水处于氧化还原状态的指标，用Eh表示。单位：V或mV。大于0为氧化状态，小于0为还原状态；总矿化度：表示地下水中含盐量的多少。总矿化度指地下水中所含各种离子、分子及化合物的总量，以mgL表示；硬度：水中含Ca2+、Mg2+含量的多少；水的侵蚀性挟走细小颗粒或溶蚀岩土体中的孔隙逐渐增大，甚至形成洞穴，导致岩土体结构松动或破坏，以致产生地表裂缝、塌陷，影响建筑工程的稳定。这种潜蚀作用，在黄土和岩溶地区经常发生。2.7.3 地下水对工程地质的作用地下水一方面作为岩土体的组成部分，直接影响建筑物场地地基的性状及强度，另一方面又作为的环境条件，直接影响建筑物的耐久性和稳定性，水在土中的渗流破坏作用，常常可能造成严重工程事故，必须加以高度重视。岩土工程勘察不仅要查明地下水的天然状态，赋存条件，更重要的是评价地下水对建筑物的基础、地下结构等的作用。（1）地下水对地基土承载力的影响当地下水位埋藏较浅，地基压缩层范围内岩土呈饱和状态时， 地下水充满土的孔隙，土颗粒间的引力减小，导致土质软化，压缩性增大，强度降低，地基土承载力减小。（2）地下水对地基基础稳定性的影响当地下水位上升至基础底面以上时，会对建筑物的基础产生浮托作用， 严重时能使基础上浮，建筑物失稳。如长春市重庆商贸大厦， 就因水位上升， 地下水水头压力达到40 kPa，致使基础抬起0. 89 m。在斜坡地带， 地下水位上升，可使土体含水量增大、重度增加、浸湿范围加大、浸湿程度加剧，降低了山坡土体的粘聚力和抗剪强度，导致土体失稳，而产生滑坡、坍塌等不良地质现象，严重威胁邻坡建筑的安全。在地下水位较浅的平原、海滨、河谷地带，地基土常为粉、细砂和粉土层，在地震力作用下，很容易出现喷水、冒砂现象，使地基失稳、建筑物出现下陷、浮起、倾斜、开裂等危害。实践证明，当地下水位在 1m 5m时， 地震力对地基基础的危害最为明显。如唐山地震时，一栋办公楼就因地基喷砂冒 水局部下沉达60 cm；天津汉沽某建筑发生大幅度沉陷，半层沉入地下。（3）地下水对地基变形的影响在湿陷性黄土地区，当地下水位上升时，岩土体中的可溶盐类被溶解，黄土 特有的粒状架空结构遭到破坏，强度降低，在自重或附加压力作用下，会发生突 陷变形，使基础产生不均匀沉降。（4）地下水对基坑开挖造成的不良影响1）在粉细砂层或粉土场地，地基土在地下水动水压力作用下，基底往往会发生翻泡、冒水、土体颗粒上浮等现象。 2）当渗流水在基坑坡面溢出时，土体颗粒在动水压力和自重下滑力的双重作用下，先将坡脚附近土粒浮起，使其失去支撑，然后迅速发展到土体流动或坑壁塌滑，往往是突发性的，对地基的破坏十分严重。如某建筑物建在河流冲击的粉砂、细砂层上，基坑开挖中采用深沟降水，当挖深到设计标高时，由于局部排水段失效，地下水从坡面逸流，使该段坑壁发生流砂，继而塌滑。使工期延误，损失惨重。3）当基坑下有承压水时，开挖基坑减小了含水层上覆透水层的厚度，在厚度减小到一定程度时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板，造成突涌现象。底板裂缝使地基整体性遭到破坏，突涌带出的土体，使下卧层淘空，降低了下卧层的强度，对工程极为不利。4）渗透水流在一定的水力梯度下产生较大的动水压力冲刷，挟走细小颗粒或溶蚀岩土体中的孔隙逐渐增大，甚至形成洞穴，导致岩土体结构松动或破坏， 以致产生地表裂缝、塌陷，影响建筑工程的稳定。这种潜蚀作用，在黄土和岩溶地区经常发生。5）地下水位的下降同样会给工程造成危害，如由于过量开采地下水引起水位下降，造成建筑基础影响范围内孔隙水压力减小、土层压缩量增大，地面沉降， 导致泵房开裂、井管上拔、楼房裂缝、地下铁路轨道错开等许多问题。有报道说某建筑物因附近基坑开挖、井点降水，地下水位下降，结果导致基础明显沉降。2.8 崩塌与滑坡概述2.8.1 共同点和联系（1）崩塌滑坡均为斜坡上的岩土体遭受破坏而失稳向坡脚方向的运动；常在相同的或近似的地质环境条件下伴生；崩塌、滑坡可以相互包含或转化，如大滑坡体前缘的崩塌和崩塌堆载而形成的滑坡。（2）滑坡和崩塌如同孪生姐妹，甚至有着无法分割的联系。它们常常相伴而生，产生于相同的地质构造环境中和相同的地层岩性构造条件下，且有着相同的触发因素，容易产生滑坡的地带也是崩塌的易发区。例如宝成铁路宝鸡 绵阳段，即是滑坡和崩塌多发区。崩塌可转化为滑坡：一个地方长期不断地发生崩塌，其积累的大量崩塌堆积体在一定条件下可生成滑坡；有时崩塌在运动过程中直接转化为滑坡运动，且这种转化是比较常见。有时岩土体的重力运动形式介于崩塌式运动和滑坡式运动之间，以至人们无法区别此运动是崩塌还是滑坡。因此地质科学工作者称此为滑坡式崩塌，或崩塌型滑坡、崩塌、滑坡在一定条件下可互相诱发、互相转化：崩塌体击落在老滑坡体或松散不稳定堆积体上部，在崩塌的重力冲击下，有时可使老滑坡复活或产生新滑坡。滑坡在向下滑动过程中若地形突然变陡，滑体就会由滑动转为坠落，即滑坡转化为崩塌。有时由于滑坡后缘产生了许多裂缝，因而滑坡发生后其高陡的后壁会不断的发生崩塌。另外，滑坡和崩塌也有着相同的次生灾害和相似的发生前兆。2.8.2 二者区别（1）滑坡沿滑动面滑动，滑体的整体较好，有一定外部形态。而崩塌则无滑动面，堆积物结构零乱，多呈锥形。（2）崩塌以垂直运动为主，滑坡多以水平运动为主。（3）崩塌的破坏作用都是急剧的，短促的和强烈的。滑坡作用多数也很急剧、短促、猛烈，有的则相对较缓慢。（4）崩塌一般都发生在地形坡度大于50，高度大于30m以上的高陡边坡上，滑坡多出现在坡度50以下的斜坡上。具体对比见下表2-1： 表2-1 滑坡与崩塌的主要差别滑坡与崩塌的主要差别 崩塌滑坡斜坡坡度一般50一般50发生的斜坡部位只发生在坡脚以上的坡面上发生在坡面上，或在坡脚处、甚至在坡前剪出边界面特征侧面和底面各自独立存在，不能构成统一平面侧面和底面有时可连成统一的曲面（平面或曲面）底面摩阻特征底面摩阻大底面摩阻小群体的底面几何特征各崩塌块体底面往往各自独立存在各滑动的底面有时为统一的滑动面运动本质弯裂剪切运动速度极快极快至极慢运动状态多为滚动、跳跃相对整体滑移运动规模很小较大，块体一般不超过数千立方米较小极大典型标志坡面上出现反向错台地表裂缝，滑坡平台典型内部结构松动开裂，局部架空，叠瓦状构造总体上保持岩层原始结构、构造特征。也可出现叠瓦状构造堆积体名称倒石堆滑坡体2.9 地基土承载力确定地基承载力是指地基土单位面积上承受荷载的能力，一般分为极限承载力和容许承载力，地基处于极限平衡状态时所承受的荷载即为极限承载力。2.9.1 地基等级的确定根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将地基基础设计分为三个设计等级，设计时应根据具体情况，按下表选用：表2-2 地基基础设计等级设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物30层以上的高层建筑体型复杂，层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场）对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡）对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的七层及其层以下民用建筑及一般工业建筑；次要的轻型建筑物2.9.2 确定地基承载力的原则（1）地基承载力的几个概念 地基承载力是指地基对基础及上部结构荷载的承受能力，其大小取决于地基、基础及上部结构两个方面。有关地基承载力的几个概念： 1）极限承载力：使地基发生剪切破坏，失去整体稳定时的基础底面最小压力，亦即地基能承受的最大荷载强度。 2）容许承载力：确保地基不产生剪切破坏而失稳，同时有保证建筑物的沉降不超过允许值的最大荷载。 3）承载力基本值：根据土的室内土工试验或原位测试物理力学指标的平均值，按经验公式计算或查经验表格得到的相应于标准基础宽度和埋深时的地基容许承载力值。承载力基本值乘以计算或查表的物理力学指标回归修正系数，可得到承载力标准值。 4）承载力标准值：地基设计时采用的考虑了土性指标变异影响后的相应于标准基础宽度和埋深时的地基容许承载力代表值。 5）承载力设计值：地基承载力标准值，经基础深度和埋深修正，以及直接用地基强度指标按承载力理论公式计算得到的值。承载力设计值是地基设计计算时采用的地基容许承载力值。（2）确定原则 地基承载力应根据土的成因类型、土层均匀性、地下水位变动、应力史、加荷特点等原因，按下列原则确定： 1）对一级建筑物或缺乏成熟经验的特殊性土、有特殊要求的工程应采用理论计算结合有关原位测试方法确定，并以载荷试验验证； 2） 对需要变形计算的二级建筑物可采用理论计算法结合有关原位测试方法确定； 3）对不需要变形计算的二级建筑物可采用查表法结合有关原位试方法确定； 4）对三级建筑物可采用查表法或临近建筑物的经验确定。2.9.3 确定地基承载力的方法工程实践上，确定地基承载力的方法有四类：载荷试验法、其他原位测试和室内土工试验法、理论计算法、经验查表法。（1）载荷试验法对于一级建筑物或地质条件复杂、土质很不均匀的情况，采用现场载荷试验法，可以取得较精确可靠的地基承载力数值。进行现场载荷试验，需要相应的试验费和时间，但是，采用现场载荷试验的成果，不仅安全可靠，而且往往可以比规范法提高地基承载力得数值，从而节省一笔投资，远超过试验费，因此是值得做的。（2）原位测试和室内试验法对一般工程，此法最简便，应用最广泛。1）根据野外鉴别结果确定地基承载力特征值；2）根据室内土的物理、力学性质指标平均值确定地基承载力； 3）根据重型动力触探，确定砂土与碎石土的承载力特征值；。4）根据压缩模量ES、比贯入阻力PS、下沉1cm时的附加压力和剪切波速， 确定地基承载力特征值；5）根据标准贯入试验锤击数N轻便触探试验锤击数N10确定地基承载力特征值。（3）理论公式计算法一级建筑物若无条件进行现场载荷试验，则可用理论公式计算。通常理论计算法还应与其它原位测试等方法综合确定地基承载力。1）太沙基公式极限承载力：在剪切破坏情况下，对于条形基础，地基极限承载力为： （2-1）式中c土的粘聚力（KPa）；土的重度（KN/m3）；基底水平以上基础两侧的超载（KPa）；b、d基底的宽度和埋深（m）；、承载力系数。对于直径为b的圆形基础，地基极限承载力为： （2-2）对于边长为b的方形基础，地基极限承载力为： （2-3）容许承载力：将上述极限承载力除以安全系数K可得容许承载力。K与上部结构类型荷载性质等有关，一般取K=23。2）国家规范法对于轴心荷载作用的基础，根据土的抗剪强度指标，地基承载力的计算公式如下： （2-4）式中：为由抗剪强度决定的承载力设计值；、为承载力系数；b为基础底面宽度；d为基础埋深；为基底一倍b深度范围内的土的粘聚力。（4）经验查表法以平板载荷试验资料为对比依据，经过大量对比统计分析，可建立土的物理、力学指标与土的承载力基本值f0、标准值fk之间的经验关系，即承载力表，可供实践上在缺乏承载力实测及理论计算资料时查用。承载力表主要适用于中小型工程，对重要工程仅能做参考。对于地基等级为三级、场地等级为三级的中小型工程，可直接采用当地邻近工程经验值。对于勘察等级为二级的工程或中等复杂场地的大中型工程，可参用当地经验，以减少岩土工程的勘察工作量。本章叙述了常用的建筑场地岩土工程勘察实践基础理论，包括岩土工程勘察概述，地基土的工程地质分类、特征，土的渗透性，地下水，崩塌与滑坡，地基土承载力确定这些基础理论，对岩土工程勘察工作的开展具有参考与指引性作用。第三章 主要岩土工程勘察方法为了查明场地的工程地质条件，分析其存在的工程地质问题，需要采取一系列的勘察方法和手段。岩土工程勘察方法有工程地质测绘、勘探、原位测试、室内实验、现场检验和监测。工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法.物探是一种间接的勘探手段，它的优