《土木工程地质勘察》PPT课件.ppt

2020 3 27 1 第十一章不同类型工程的地质问题及地质勘察 2020 3 27 2 存在复杂多样地质问题 因为道路通过不同的地质构造带 大体上可归纳为两大类 一是路周边不良地质条件引出的问题 二是路基 桥基本身的稳定性问题 前者需要在设计初期进行全面工程地质勘察 因此几乎所有的工程地质问题在此类工程中会遇到 一 路桥工程中地质问题 1 路基边坡稳定性问题 2 路基基底变形和稳定性问题 4 建筑材料问题 3 道路冻害问题 2020 3 27 3 1 地质构造对路基工程的影响 1 单斜构造 山河河谷中 路线应该选在岩层倾向相反的山坡那一侧 如规模大 危害严重且不易防治时 应考虑避让 跨河到对岸避让时 还应考虑不良地质现象可能冲击对岸的范围 2020 3 27 4 1 地质构造对路基工程的影响 2 断层带 3 褶皱地段 路线与断层走向平行 选择边坡相对稳定的一侧 路线与断层走向斜交 尽量避免通过 否则以大角度相交 翼部 与单斜构造同理 轴部 地质条件与水文条件太差 避免选择 2020 3 27 5 2 滑坡地带选线 大型滑坡 滑坡体积 100万方 从经济与施工条件等方面对绕避和整治两个方面进行比较 中型滑坡 10万方 滑坡体积 100万方 选择较有利的部位通过 并配合整治措施 小型滑坡 滑坡体积 10万方 路线不必绕避 但要根据实际情况 对滑坡进行治理 2020 3 27 6 3 泥石流地区选线 形成区 流通区 停积区 在泥石流地段选择交通线路时 应尽量绕避泥石流分布集中 且危害严重的地段 当受其他条件限制而必须通过时 应根据泥石流的特点 从受影响较小的部位 采用经济 安全的工程形式通过 2020 3 27 7 我国公路和铁道部门在泥石流地段的线路 站场 也采取了很多行之有效地防治措施 如跨越泥石流的桥梁 涵洞 穿过泥石流的护路明洞 护路廊道 隧道 渡槽等 护路明洞 护路廊道 2020 3 27 8 4 岩溶地带选线 尽可能将线路选择在较难溶解的岩层上通过 在无难溶岩的岩溶发育区 尽量选择地表覆盖层厚度大 洞穴已被充填或岩溶发育相对地微弱的地段 以最短线路通过 尽可能避开构造破碎带 断层 裂隙密集带 若要通过这些构造带 应使线路与主要构造线呈大角度相交 应避开可溶岩层与不可溶岩层的接触带 2020 3 27 9 5 桥位选择 1 桥址应选在河床较窄 河道顺直 河槽变迁不大 水流平稳 两岸地势较高而稳定 施工方便的地方 2 选择覆盖层薄 河床基底为坚硬完整的岩体 3 在山区应特别注意两岸的不良地质现象 如滑坡 岩溶 可液化土层等发育地段 论证其对桥梁危害的程度 以作出合理的桥址位置 4 选择在区域地质构造稳定性条件好 地质构造简单 断裂不发育的地段 5 在山区峡谷河流选择桥址时 力争采用单孔跨径 2020 3 27 10 中承式桥 岩体稳定性 边坡稳定性 2020 3 27 11 2020 3 27 12 1 洞室围岩体的变形与破坏问题开挖后应力重新分配 部分地段应力集中超过岩体强度 出现塌方 地压 2 地下水及洞室涌水问题 多发生在岩溶 透水砂砾层和断层破碎带 3 有害气体与岩爆CH4 CO2 CO SO2 SO3 H2S 煤层可能遇到瓦斯爆炸 4 洞口稳定问题 二 地下工程的主要地质问题 2020 3 27 13 应力重新分布 由于地下开挖 使洞室周围岩体失去了原有的支撑 破坏了原有的受力平衡状态 围岩向洞内空间松张位移 引起岩体内一定范围内应力 应变及能量的调整 达到新的平衡 从而形成新的应力状态 二 地下工程的主要地质问题 围岩 位于应力重新分布影响范围内的岩体 围岩变形与破坏 取决于围岩的应力状态 岩体结构及洞室断面形状等 整体状和块状岩体围岩 岩爆 脆性开裂及块体滑移 层状岩体围岩 沿层面张裂 折断塌落 弯曲内鼓 碎裂状岩体围岩 塌方 滑动 松散状岩体围岩 冒落为主 不同岩体结构的围岩变形破坏模式 2020 3 27 14 二 地下工程的主要地质问题 整体状和块状岩体围岩 岩爆 脆性开裂及块体滑移 2020 3 27 15 二 地下工程的主要地质问题 层状岩体围岩 沿层面张裂 折断塌落 弯曲内鼓 2020 3 27 16 二 地下工程的主要地质问题 碎裂状岩体围岩 塌方 滑动 2020 3 27 17 二 地下工程的主要地质问题 松散状岩体围岩 冒落为主 2020 3 27 18 地下洞室位址的选择 1 地形上要山体完整 洞顶及傍山侧向应有足够的厚度 避免由于地形条件不良造成施工困难 洪水及地表沟谷水流倒灌等 同时避免埋深过大 造成高天然应力及施工困难 相邻洞室间应有足够的间距 2 岩性比较坚硬 完整 力学性能好且风化轻微 对那些易于软化 泥化和深蚀的岩体及膨胀性 塑性岩体则不利于围岩稳定 3 地质构造上 应选择断裂少且规模较小及岩体结构简单的地段 区域性断层破碎带及节理密集带 往往不利于围岩稳定 应尽量避开 2020 3 27 19 地下洞室位址的选择 4 水文地质方面 洞室干燥无水时 有利于围岩稳定 洞室最好选在地下水位以上的干燥岩体或地下水量不大 无高压含水层的岩体内 尽量避开饱水的松散岩土层 断层破碎带及岩溶发育带 5 进出口应选在松散覆盖层薄 坡度较陡的反向坡 并避开地表径流汇水区 同时应注意研究进出口边坡的稳定性 尽量将洞口置于新鲜 坚硬完整的岩质边坡上 避免将进出口布置在可能滑动与崩塌岩体及断层破碎岩体上 6 在地热异常区及洞室埋深很大时 还应注意研究地温和有害气体的影响 能避则避 不能避开时 则应研究其影响程度 以便采取有效地防治措施 2020 3 27 20 3 洞室轴线选择的工程地质条件 1 布置洞室的岩性要求2 地质构造与洞室轴线的关系 1 洞室轴线平行于岩层走向 水平岩层 倾斜岩层 直立岩层 2020 3 27 21 2 洞室轴线与岩层走向垂直正交 岩层倾角较陡 岩层倾角较缓 2020 3 27 22 3 洞室轴线穿过褶曲地层 洞室轴线横穿向斜层洞室轴线横穿背斜层洞室轴线与褶曲轴线重合 2020 3 27 23 4 断裂破碎带地区洞室位置的布置 2020 3 27 24 1 区域稳定性问题自然和人工诱发的地震活动 地裂缝 断层 滑坡 岩溶塌陷 震动液化 地面沉降 海面上升以及海水入侵 2 地基稳定性问题地震强度 边坡稳定 岩土层分布及强度 地基处理 桩 土 承台共同作用 地下空间开挖 岩土工程新技术 3 供水水源问题城市水资源 地下水的危害 水质污染 水源枯竭 海水入侵 4 地质环境的合理利用和保护问题 3 城镇建设中主要地质问题 2020 3 27 25 4 工业与民用建筑的主要工程地质问题 工业建筑是指工业生产用的建筑物 车间 仓库 热电站等 民用建筑是居住建筑和公共建筑的总称 住宅 宿舍 办公楼 学校 医院 体育馆等 1 区域稳定性问题考虑地震 大断裂带 滑坡 泥石流对整个城市的威胁 2 斜坡稳定性问题对斜坡的稳定性进行评价 对不稳定斜坡提出相应的防治或该良措施 3 地基稳定性问题提出合理的地基承载力和变形量 使地基稳定性同时满足强度和变形两方面的要求 2020 3 27 26 4 工业与民用建筑的主要工程地质问题 4 建筑物的配置问题确定合适的基础类型 提出合理的基础砌置深度 为各类建筑物提供可靠的依据 5 与地下水有关的问题测定地下水的化学成分 评价其对混凝土的各种侵蚀性 6 地基的施工条件问题土体结构特征 土的种类及其特性 水文地质条件 基坑开挖深度 挖掘方法 施工速度以及坑边