第6章土木工程勘察ppt课件.pptVIP

9 土木工程地质勘查 9 1房屋建筑工程的地质勘察房屋建筑物的岩土工程勘察 应在掌握建筑物上部荷载 功能特点 结构类型 基础形式 埋置深度和变形限值等的基础上进行 勘查工作主要任务 查明场地和地基的稳定性 地层结构 持力层和下卧层工程特性 土应力历史和地下水条件及不良地质作用 提供满足设计 施工所需的岩土参数 确定地基承载力 预测地基变形形状 提出地基基础 基坑支护 工程降水和地基处理设计与施工方案的建议 提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议 对于抗震设防烈度大于等于6度的场地 进行场地与地基的地震效应评价 建筑物工程地质勘查宜分阶段进行 并应与设计阶段相适应 一般可行性研究勘察应符合场址方案选择的要求 初步勘察应符合初步设计要求 详细勘察应满足施工图设计要求 场地条件复杂或有特殊要求时还应进行施工勘察 各阶段勘查工作的安排 主要应考虑建筑物的等级和建筑场地工程地质条件的复杂程度这两个因素 建筑场地工程地质条件复杂程度 综合有关规范规定 可划分为复杂的 中等的和简单的三类 复杂的场地一般是处于抗震设防烈度大于或等于9度的强震区 地震效应强烈 存在强烈外动力地质作用的地区 地基土质软弱且极不均匀 地貌单元多 地形起伏大 地质环境已经或可能遭受破坏 如过量地面沉降 地下采空区引起的地面塌陷等 中等场地一般是抗震设防烈度为7 8度 且需要进行地震小区化的地震区 局部有不良动力地质作用存在 地震岩土体工程地质性质变化大 地形有起伏 地貌单元较多 简单场地抗震设防烈度小于或等于6度 无不良动力地质作用影响 地基岩土体结构简单 工程地质性质好且较均一 地形平坦 地貌单元均一 1 可行性研究勘察可行性研究阶段工程地质勘察应初步查清几个可能作为场地的主要工程地质条件 配合其他专业人员选定场址 对拟建场址的稳定性和建筑物的适宜性作出评价 此阶段应搜集区域地质 地形地貌 地震 矿产 当地的工程地质 岩土工程和建筑经验等资料 在此基础上 进行现场踏勘初步以了解场地的主要地层 构造 岩性 不良地质作用和地下水等情况 当拟建场地的工程地质条件较复杂 已有资料和现场踏勘不能满足要求时 应进行工程地质测绘及必要的勘探工作 工此阶段的程地质测绘的比例尺 一般采用1 5000 1 50000 当有两个或两个以上拟选场地时 应进行必选分析 2 初步勘察在已选定的场址上 初步勘察工作应在搜集 分析已有的有关资料基础上 查明场地的地层 构造 岩土性质 地下水埋藏条件 季节性冻土地区应调查标准冻结深度 场地不良地质现象的成因 分布范围 规模 危害程度及发展趋势 对抗震设防烈度大于或等于6度的场地 应初步判断场地和地基地震效应 对建筑场地的稳定性作出评价 为建筑场地平面布置 确定主要建筑物地基基础工程方案以及对不良地质现象的防治处理提出可靠的工程地质资料 勘探孔分为控制性和一般性两类 控制孔一般以查明地基深部地层结构为主 在1 4 1 2的孔中 每层土取不少于6个原状样或扰动样进行室内试验研究 主要用以确定岩土物理力学性质及其变化规律 勘探线布置应垂直地貌单元 地质构造和地层界线 勘探孔深度应根据地质构造 岩体特性 风化程度等 主要取决于建筑物的基础埋深 基础宽度 荷载大小等 当有下列情形之一时 应适当增减勘探孔深度 当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高差值较大时 应按其差值调整勘探孔深度 在预定深度内遇基岩时 除控制性勘探孔应钻入基岩适当深度外 其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进 在预定深度内有厚重较大 且分布均匀的坚实士层 如碎石士 密实砂 老沉积土等 时 除控制性勘探孔在达到规定深度外 一般性勘探孔能深度可适当减小 当预定深度内有软弱土层时 勘探孔深度应适当增加 部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度 对重型工业建筑应运根据结构特点和荷载条件适当增加勘探深度 初步勘查调查含水层埋藏条件 地下水类型 补给排泄条件 各层地下水位 必要时设置长期观测孔监测水位变化 并根据需要统一测量地下水位绘制地下水等水位线图 若地下水位埋藏较浅 可能浸湿基础时 还需取水样初步判断地下水对混凝土的侵蚀性 3 详细勘察详勘阶段应根据单体建筑物或建筑群提出的岩土参数具体需求 通过查明不良地质作用类型 成因 分布范围 发展趋势和危害程度 建筑范围内岩土层的类型 深度 分布 工程特性 埋藏的对工程不利的河道 沟浜 墓穴 防空洞 孤石等 以及地下水埋藏条件 来提供地下水位及其变化幅度 分析评价地基的稳定性 均匀性和承载力 为主要建筑物的地基类型 基础形式 地基处理与加固 工程降水 不良地质作用的防治提供可靠依据 对需进行沉降计算的建筑物提供低级变形计算参数 预测建筑物变形特征 详细勘探孔按建筑物轮廓和基础轴线布置 勘探宜采用钻探与触探相配合 同一建筑范围内主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时 应加密勘探点 查明原因 一般性勘探孔深度应大于主要持力层深度 控制性勘探孔主要是用来变形计算的 对天然地基 孔深应不低于地基变形计算深度 满足变形计算 地基承载力和软弱下卧层验算 支护体系和工程降水设计等要求 对高层建筑或需做变形计算的地基 其深度应以控制地基主要持力层为原则 地基变形计算深度 对中低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20 的深度 对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10 的深度 采取土试样和进行原位测试的勘探孔数量 应根据建筑物级别 场地面积和地质结构特点来确定 一般约占勘探孔总数的1 2 1 3 考虑地层的均匀性及取样的代表性 一般在压缩层中每隔1 2m取一组试样 下卧层可适当放宽间距 但每一主要土层的试样总数不得少于6件 组 必要时 应进行载荷 十字板剪切或触探等原位测试工作及抽水试验 采用人工加固地基时 应进行地基加固试验 土层不均匀 如主要持力层中有厚度大于0 5m的夹层或透镜体 时 应增加取土试样或原位测试数量 4 施工阶段的工程地质勘察施工阶段勘察主要包括地基验槽 地基处理加固效果检验 如图9 1 施工中的工程地质监测和必要的补充勘查工作 当遇基坑或基槽开挖后 暴露的岩土条件与勘察资料不相符 或者有异常情况 如图9 2 应配合设计 施工等单位进行施工勘察 为地基基础的设计变更提供必要的地质资料 图9 1正泰国际广场CFG桩质量检测图9 2杭州五洲国际基坑失稳 9 2道路与桥梁工程地质勘察9 2 1道路工程地质勘察道路工程勘察应与路线 桥梁或隧道等专业的人员密切配合 查清路线上的地形 地貌及地质条件或动力地质现象 明确各路线方案的主要工程地质条件 为方案比较提供依据 9 2 2桥梁工程地质勘察桥梁是为跨越天然或人工障碍物而修建的建筑物 按照 公路桥涵设计通用规范 桥梁 涵洞依据跨径分类 大 中桥桥位通常是布设路线的控制点 桥位选择应从国民经济发展和国防等方面需求出发 整体上布局应合理 与环境相协调 并兼顾将来的发展 桥位应避免位于上下游有山咀 石梁 沙洲等干扰水流畅通的地段 应选在河道顺直 稳定 滩地较高 较窄 且河槽能通过大部分计算流量的河段上 选在基岩和坚硬土层外露或埋藏较浅 地质条件简单 地基稳定处 桥位不宜选在不稳定的河汊 河床冲淤严重 水流汇合口 急弯 卡口 古河道及易形成流冰或流木阻塞的河段上 应尽量避免地面或地下既有重要设施的拆迁 不应选在活动性断层 滑坡 泥石流 强岩溶及其他不良地质的地段 桥梁工程地质勘测的主要任务有 通过调查河谷构造 有无断层 基岩性质 产状及埋深 河床是否稳定 谷坡 岸坡有无不良地质现象等 为选择桥位提供地质依据 查明河床地层构造 有无冲刷可能及冲刷深度 地基承载力 渗透性及水的侵蚀性 如有基岩应查明其埋深及岩性 产状和风化情况 为桥墩设计提供地质资料 对于高填引道 应查明其地基条件 注意避让牛轭湖 老河道等软弱地基地段 对于浸水路堤 应注意水位变化 波浪对边坡稳定性的影响 对于深挖地段 应查明边坡稳定条件 为引道设计提供地质资料 查明地基条件 为调治构造物设计提供地质资料 调查建设桥梁主体 桥头引道及调治构造物所需的所需的当地天然材料 如砂 石 土等 1 初步勘察在可行性研究勘察的基础上 初步查明场地地基的地质条件 对桥位进行工程地质调查或测绘 物探 钻探 原位测试 进一步查明工程地质条件的优劣 尤其是应查明与桥位方案或桥型方案比选有关的主要工程地质问题 并对建桥的适宜性和稳定性有关的工程地质条件作出结论性评价 初勘阶段提供的资料主要包括 桥位区域工程地质平面图 比例尺1 10000 桥位工程地质平面图 比例尺1 2000 桥位工程地质断面图 比例尺1 2000 钻孔柱状图 比例尺1 50 1 200 原位测试图表 岩土测试资料 物探资料 有害气体实测资料 水质分析资料及其他相关附图 附表或照片 影像资料等 2 详细勘察详细勘察是在初步设计阶段勘察测绘基础上进行的补充和修正 勘察重点是查明桥位区地层岩性 地层构造 不良地质现象的分布及工程地质特性 探明桥梁墩台和调治构造物地基基础的覆盖层及基岩风化层的厚度 构造破碎程度 软弱层特征和地下水状态 采用钻探 原位测试 静探 标贯 旁压试验 十字板剪切试验 声波测井及抽水 压力试验等手段 测试岩 土体的物理力学特性 提供地基承载力 桩壁摩阻力 钻孔桩极限摩阻力 给设计 施工等部门提供可选择的基础类型或施工方案 并提出存在问题及处理措施建议等 对边坡及地基的稳定性 不良地质现象的危害程度和地下水对地基的影响程度作出评价 对重要的特大桥或地质复杂的桥基或特大的塔墩 锚锭基础应作为勘察重点进行综合勘探 9 3水利水电工程地质勘察水利水电工程地质勘察主要通过对建筑区工程地质条件和问题的调查分析 为水利水电工程的规划 设计和施工提供可靠的地质依据 一般来说与设计阶段相适应 分为规划勘察 可行性研究勘察 初步设计勘察和技术施工设计勘察等四个阶段 1 规划勘察规划勘察阶段任务是了解规划河流 段 的区域地质及地震情况 各梯级库 坝区的基本地质条件和主要的工程地质问题 最终为为选定河流 段 规划方案和近期开发工程及控制性工程提供地质资料 1 坝址区对于梯级开发坝区 以工程地质测绘和物探为主 测绘比例尺选用1 5000 1 10000 平原区1 10000 1 25000 物探工作主要布置不少于3 5条物探剖面 以了解覆盖层厚度 地下水和地质构造情况 并适当做些试验工作 以便了解其基本工程地质条件 注意河谷第四系分布及其厚度 基本物理性状 重要不良地质现象的分布和规模 岩层透水性及可能产生渗漏的地段 近期开发工程和控制性工程的坝区 应在代表性勘探剖面上布置3 5个钻孔 以了解地层情况 坝基的软弱夹层大致分布 两岸适量布置轻型坑探工程 以掌握坝区内大断层 活断层及缓倾角断层情况 风化壳深度 结合钻孔做压水试验工作 进一步了解透水层及隔水层大致深度 岸坡稳定条件及地下水高程 2 水库区水库工程地质测绘比例尺应选用1 25000 1 50000 测绘范围应包括研究渗漏问题有关的分水岭及邻谷地区 梯级开发库区内 要了解严重威胁水库规划方案成立的重大不良地质现象 主要是滑坡 泥石流 岩溶的分布 以及大规模的浸没 塌岸和严重渗漏可能性问题 近期开发工程和控制性地段 应主要结合区域地质调查 对上述有关问题作出初步评价 如存在重大工程地质问题时 应有重点布置少量勘探工作 进行专门工程地质测绘 2 可行性研究勘察可行性研究勘察任务是在上一阶段选定的近期开发工程地段进行勘察工作 为选定坝址与引水线路 初选坝址与枢纽布置方案提供地质依据 1 坝址区一般坝址区内布置1 3条能控制坝址河床 软弱夹层 顺河断层 不稳定岸坡的勘探剖面 以钻探为主 采用1 2000 1 5000 平原区1 2000 1 10000 的工程地质测绘 了解河床及两岸第四系地层厚度 分布和物质组成 特别是软土层及砂砾卵石层分布 以室内物理力学指标测试和现场简单测试 了解基岩物理力学性质 分层 如软弱夹层的分布 厚度 性质 分析其与工程的关系 应用物探方法 了解坝区断裂带的产状 延伸 性质 规模 充填物质 尤其是顺河断裂及缓倾角断裂 及其对工程的影响 了解风化带及其厚度 分布规律和强度性质 初步分析存在的崩 滑体等不良地质现象的形成条件 稳定性和危害程度 钻孔应分段做压水试验 第四系地层做抽水试验 了解坝区水文地质条件及岩土体透水性 岩溶发育深度和主要岩溶现象 分析渗漏的可能性 2 水库区在全面了解库区工程地质条件基础上 主要采用1 10000 1 50000工程地质测绘 开展勘察研究 调查库区水文地质条件 分析通过各种渗透通道产生渗漏的可能性 特别是岩溶区可选用较大比例尺测绘 结合岩溶发育程度和隔水层分布情况 分析渗漏途径和形式 并进行渗漏量估算 分析其对库区的影响和处理的可能性 根据地形地貌特征 水文地质条件和第四系地层分布情况 研究浸没的可能性 初步预测浸没区范围 应用物探方法调查对工程有影响的滑坡 泥石流分布 初步评价其稳定性 对上岸的塌岸情况也要做出预测 配合地震部门对水库诱发地震重大工程问题作出可能性判断 3 初步设计勘察初步设计阶段是整个勘察工作中最关键和重要的阶段 主要是在选定的坝址和建筑场地上进行 旨在全面查明建筑区工程地质条件和库区存在的工程地质问题 为选定坝区和其他主要建筑的轴线 线型 规模以及有关工程地质问题处理方案提供地质资料 数据和建议 1 坝址区本阶段上 进行1 1000 1 2000的工程地质测绘 在掌握场地内第四系土层分布 厚度基础上 给出各土层的变化模量 压缩系数 允许渗透梯度等参数 查明砂类土的振动液化条件 在岩体详细的分层 类 基础上 结合建筑要求 分段分类提出岩体有关物理力学性质指标 进一步查明坝基岩体内软弱夹层的物质组成 起伏差 连通率 组合关系以及力学参数 了解岩体各风化带的物理力学性质和抗水性 提出开挖深度和处理措施 深入查清对工程有影响的断裂破碎带详细内容 产状 宽度 构造岩力学性质等 提出处理措施 查明岩 土体的水文地质结构 各层渗透系数 渗透带的边界条件 预测渗漏量及基坑涌水量 提出防渗处理范围和深度 查清坝基的工程地质条件 针对不稳定结构体 渗透变形的土石体存在情况 对坝基的稳定性作出评价 2 水库区水库区内 一般通过1 2000 1 10000工程地质测绘工作 详查渗漏地段的渗漏途径和通道 边界条件 渗透性大小等 计算渗漏量 确定防渗漏处理范围和深度 在前阶段圈定的可能浸没区内 进一步搞清土层分布 结构 厚度 物理性质 毛细性 渗透性 地下水位 浸没的地下水临界深度 作出预测并提出防治措施 查明不稳定边坡的边界条件 对近坝区的崩滑体作出稳定性判断 第四系土体库岸要预测塌岸范围 提出防治措施 若存在水库诱发地震可能性 应采取相应的勘察方法进一步开展工作 对产生水库诱发地震的地质条件作出分析评价 4 技术施工设计勘察本阶段基本任务是利用施工开挖条件验证已有地质资料 补充论证新发现的工程地质问题 进行施工地质编录 预报和验收工作 提出对工期工程地质监测工作的建议 9 4地下工程的工程地质勘察人工开挖或天然存在于岩土体内的构筑物称为地下工程 也称为地下建筑或地下洞室 地下工程地质勘察的目的是为了给建设方案的选择 建筑物设计和施工 提供可靠的工程地质资料 整个勘察工作应与设计工作相适应 宜分阶段勘察 1 可行性研究勘察可行性研究勘察应通过搜集地质资料 现场踏勘和调查 了解以下内容 调查各比较线路低端的地貌 地层岩性及地质构造等条件 查明是否有不良的工程地质因素存在 如工程地质性质不良岩层的分布 硐室附近缓倾角裂隙及与洞线平行或交角很小的裂隙的分布及断层破碎带存在等情况 调查洞室进出口和傍山浅埋地段的滑坡 覆盖层 泥石流等的分布 分析山体的稳定性 调查洞室沿线的水文地质条件 并注意是否有岩洞洞穴 矿山采空区等存在 进行洞室围岩初步分类 本阶段的勘察方法以工程地质测绘为主 测绘比例尺一般为1 5000 1 25000 辅以必要的室内岩土物理力学试验 必要时