第八章岩土工程勘察

1、岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察第八章第八章 岩土工程勘察岩土工程勘察1.1 1.1 概概 述述建筑场地：建筑场地： 指建筑物所处的有限面积的土地。指建筑物所处的有限面积的土地。建筑物场地：建筑物场地： 是宏观的概念是宏观的概念, ,建筑场地勘查应广泛研究建筑场地勘查应广泛研究 整个工程在建设施工和使用期间，场地内整个工程在建设施工和使用期间，场地内 可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地 质及工程地质灾害等问题。质及工程地质灾害等问题。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察推荐规范推荐规范 岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范 GB-500021-2001GB-5

2、00021-2001 适用于除水利工程、公路工程、铁路工程、核电站适用于除水利工程、公路工程、铁路工程、核电站工程以外的工程以外的 工程建设岩土工程勘察工程建设岩土工程勘察 公路工程地质勘察规范公路工程地质勘察规范 JTJ064-98JTJ064-98 港口工程地质勘察规范港口工程地质勘察规范 JTJ240-97JTJ240-97 水利水电工程地质勘察规范水利水电工程地质勘察规范 GB50287-99GB50287-99 铁路工程地质勘察规范铁路工程地质勘察规范岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级 根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度根据工程重要性等

3、级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级划分。等级划分。甲级甲级乙级乙级丙级丙级工程地基勘察的目的：工程地基勘察的目的： 在于使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑在于使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质材料。地质材料。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察二、各阶段勘察的内容二、各阶段勘察的内容可行性研究勘察可行性研究勘察（规划性勘察、选址勘察（规划性勘察、选址勘察）初步勘察初步勘察详细勘察详细勘察施工勘察施工勘察岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 选址勘察的目的是为了取得

4、几个场址方案的主要工程地质选址勘察的目的是为了取得几个场址方案的主要工程地质资料，对拟选场地的资料，对拟选场地的和和作出工程地质评价和作出工程地质评价和方案比较。方案比较。选择场址时，应进行技术经济分析，避开不利地段。选择场址时，应进行技术经济分析，避开不利地段。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 初步勘察的任务是查明地层构造、岩土性质、地下水埋藏初步勘察的任务是查明地层构造、岩土性质、地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因、分布及对场地稳定性条件、冻结深度、不良地质现象的成因、分布及对场地稳定性的影响以及地基土的地震效应等，对场地内的影响以及地基土的地震效应等，对场地内作出岩土工程评价

5、，为确定建筑总平面布置，选择主要建筑物作出岩土工程评价，为确定建筑总平面布置，选择主要建筑物地基基础设计方案和不良地质现象的防治对策提供工程地质资料。地基基础设计方案和不良地质现象的防治对策提供工程地质资料。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 详细勘察的任务在于针对具体建筑物地基或具体的地质问题，详细勘察的任务在于针对具体建筑物地基或具体的地质问题，为进行施工图设计提供可靠的依据或设计计算参数。因此必须为进行施工图设计提供可靠的依据或设计计算参数。因此必须查明建筑物范围内的地层结构、岩土的物理力学性，对地基的查明建筑物范围内的地层结构、岩土的物理力学性，对地基的稳定性及承载力作出评价，并提供不

6、良地质现象防治工作所需稳定性及承载力作出评价，并提供不良地质现象防治工作所需的计算指标及资料，此外，还要查明有关地下水的埋藏条件和的计算指标及资料，此外，还要查明有关地下水的埋藏条件和腐蚀性、地层的透水性和水位变化规律等情况。腐蚀性、地层的透水性和水位变化规律等情况。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察勘探点的布置应按岩土工程等级确定：勘探点的布置应按岩土工程等级确定：对一二级建筑物，宜按主要柱列线或建筑物周边线布置。对一二级建筑物，宜按主要柱列线或建筑物周边线布置。详勘的详勘的 主要以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可补充主要以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可补充一些物探和工

7、程地质测绘和调查工作。一些物探和工程地质测绘和调查工作。勘探孔深度勘探孔深度 以能控制地基主要受力层为原则。对须进行变形验算以能控制地基主要受力层为原则。对须进行变形验算的地基，的地基，深度应超过地基沉降计算深度。深度应超过地基沉降计算深度。一般情况下按一般情况下按勘察规范勘察规范选定。选定。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察岩土工程勘察方法岩土工程勘察方法 勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件在测绘和调查的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。常用的勘探方法有进行定量的评价。常

8、用的勘探方法有坑探、钻探、触探坑探、钻探、触探和地球物理勘探等。和地球物理勘探等。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样，坑探是在建筑场地挖深井（槽）以取得直观资料和原状土样，这是一种不必使用专门机具的一种常用的勘探方法。当场地的这是一种不必使用专门机具的一种常用的勘探方法。当场地的地址条件比较复杂时，利用坑探能直接观察地层的结构变化，地址条件比较复杂时，利用坑探能直接观察地层的结构变化，但坑探可达的深度较浅。探井的平面形状为矩形或圆形，但坑探可达的深度较浅。探井的平面形状为矩形或圆形，深度为深度为2323米。较深时应支护坑壁以策安全。米。较深

9、时应支护坑壁以策安全。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察坑探：坑探：岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，并可沿孔深取样，用以测定岩石和土层的物理力学性质，此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。此外，土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试。 冲击式钻机则是利用卷扬机借纲丝绳带动有一定重量的钻具冲击式钻机则是利用卷扬机借纲丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层形成钻孔后以抽筒提取上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层形成钻孔后以抽筒提取岩石碎

10、块或扰动土样。岩石碎块或扰动土样。钻机一般分回转式与冲击式两种钻机一般分回转式与冲击式两种 回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底回转式转机是利用钻机的回钻器带动钻具旋转，磨削孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯标本。 岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察钻探钻探岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土中，触探是通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土中，并量测能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接地并量测能表征土对触探头贯入的阻抗能力的指标，从而间接

11、地判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。判断土层及其性质的一类勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为勘探手段，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标。作为测试技术，则可估计地基承载力和土的变形指标。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 静力触探试验借静压力将触探头压入土中，利用电测技术静力触探试验借静压力将触探头压入土中，利用电测技术测得贯入阻力来判定土的力学性质。测得贯入阻力来判定土的力学性质。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察静力触探设备中核心部分是触探头。触探杆将探头匀速静力触探设备中核心部分是

12、触探头。触探杆将探头匀速贯如土层时，触探头可以测得土层作用于探头的锥尖阻力和贯如土层时，触探头可以测得土层作用于探头的锥尖阻力和侧壁阻力。探头按结构分为单桥和双桥两类。侧壁阻力。探头按结构分为单桥和双桥两类。 单桥探头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁阻力在内的总单桥探头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁阻力在内的总贯入阻力贯入阻力P P（kNkN）。通常用比贯入阻力）。通常用比贯入阻力P PS S（kPa kPa ）表示，即：）表示，即： Ps=P/APs=P/A岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察双桥探头可测出锥尖总阻力双桥探头可测出锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总摩阻力）和侧壁总摩阻力Pt（kN）。）。

13、通常以锥尖阻力通常以锥尖阻力qc（kPa）和侧壁阻力）和侧壁阻力fs（kPa）表示：）表示： qc=Qc/A fs=Ps/Fs还可计算同一深度处的摩阻比还可计算同一深度处的摩阻比 Rs=fs/qc100% 在现场实测以后进行触探资料整理，绘制有关的曲线在现场实测以后进行触探资料整理，绘制有关的曲线(如如下图）。从而划分土层，间接地估算土的承载力、压缩性指下图）。从而划分土层，间接地估算土的承载力、压缩性指标和单桩承载力等。标和单桩承载力等。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定高度自由下落，动力触探是将一定质量的穿心锤，以一定高

14、度自由下落，将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度的锤击次数，以此判将探头贯入土中，然后记录贯入一定深度的锤击次数，以此判别土的性质。下面介绍标准贯入试验和轻便触探两种动力触探别土的性质。下面介绍标准贯入试验和轻便触探两种动力触探方法。方法。标准贯入试验应与钻探工作相配合。其设备是在钻机的钻标准贯入试验应与钻探工作相配合。其设备是在钻机的钻杆下端联结标准贯入器，将质量为杆下端联结标准贯入器，将质量为63.5kg的穿心锤套在钻杆上的穿心锤套在钻杆上端。试验时，穿心锤以端。试验时，穿心锤以76cm的落距自由下落，将贯入器垂直的落距自由下落，将贯入器垂直打入土层中打入土层中15cm（此时不计锤击数），

15、随后打入土层（此时不计锤击数），随后打入土层30cm的的锤击数，即为实测的锤击数锤击数，即为实测的锤击数 N 。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察当钻杆长度大于当钻杆长度大于3m时，锤击数应按下式校正：时，锤击数应按下式校正：NN按按N的大小的大小,确定土确定土的承载力、估计土的承载力、估计土的抗剪强度和粘性的抗剪强度和粘性土的变形指标、判土的变形指标、判别粘性土的稠度和别粘性土的稠度和砂土的密实度以及砂土的密实度以及估计砂土液化的可估计砂土液化的可能性。能性。穿心锤穿心锤贯入器贯入器岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察标准贯入试验标准贯入试验岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察轻便触探设备组成（

16、如右图）。轻便触探设备组成（如右图）。试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，试验时，先用轻便钻具开孔至被试土层，然后以手提高质量为然后以手提高质量为10kg的穿心锥，使其的穿心锥，使其以以50cm的落距自由下落，将触探杆垂直的落距自由下落，将触探杆垂直打入土中，记录每打入打入土中，记录每打入30cm的锤击数称的锤击数称为为N10。 应用轻便触探指标应用轻便触探指标N10 ，可确定粘性，可确定粘性土和素填土的承载力，判别土层的均匀性。土和素填土的承载力，判别土层的均匀性。穿心锤穿心锤触探杆触探杆尖锥头尖锥头锤垫锤垫岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察圆锥动力触探圆锥动力触探岩岩 土土 工工 程程 勘

17、勘 察察地基勘察的最终成果是以报告书的形式提出的。勘察工地基勘察的最终成果是以报告书的形式提出的。勘察工作结束后，把取得的野外工作和室内试验记录和数据以及收作结束后，把取得的野外工作和室内试验记录和数据以及收集到的各种直接间接资料分析整理、检查校对、归纳总结后集到的各种直接间接资料分析整理、检查校对、归纳总结后作出建筑场地的工程地质评价。最后以简要明确的文字和图作出建筑场地的工程地质评价。最后以简要明确的文字和图表编成报告书。表编成报告书。 岩土勘察报告的要求：岩土勘察报告的要求：资料完整、真实准确、数据无误、资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，

18、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察（3）场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、）场地的地层分布、岩石和土的均匀性、物理力学性质、地基承载力和其它设计计算指标；地基承载力和其它设计计算指标；（4）地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度；）地下水的埋藏条件和腐蚀性以及土层的冻结深度；（5）对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的）对建筑场地及地基进行综合的工程地质评价，对场地的稳定性和适宜性作出结论，指出存在的问题和提出有关地基基稳定性

19、和适宜性作出结论，指出存在的问题和提出有关地基基础方案的建议。础方案的建议。 （1）任务要求及勘察工作概况；）任务要求及勘察工作概况；（2）场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现）场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现 象及象及 地震设计烈度；地震设计烈度；岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 1 1、勘探点平面布置图；、勘探点平面布置图； 2 2、工程地质柱状图；、工程地质柱状图； 3 3、工程地质剖面图；、工程地质剖面图； 4 4、原位测试成果图表；、原位测试成果图表； 5 5、室内试验成果图表；、室内试验成果图表； 6 6 、当需要时附加图表。、当需要时附加图表。成果报告应附下列图件：

20、成果报告应附下列图件：岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察二、勘察报告的阅读与使用二、勘察报告的阅读与使用 需要引起工程技术人员注意的几点：需要引起工程技术人员注意的几点： 1 1、场地稳定性评价、场地稳定性评价 2 2、持力层的选择、持力层的选择 3 3、考虑环境效应、考虑环境效应岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 （一）验槽的目的（一）验槽的目的 （二）验槽的内容（二）验槽的内容 （三）验槽注意事项（三）验槽注意事项 （四）基槽的防护处理（四）基槽的防护处理基槽检验与地基的局部处理基槽检验与地基的局部处理一、基槽检验（验槽）一、基槽检验（验槽）在基槽开挖时，根据施工揭露的地层情况，对地质勘察成果在基槽开挖时，根据施工揭露的地层情况，对地质勘察成果与评价建议等进行现场的检查，校核施工所揭露的土层是否与评价建议等进行现场的检查，校核施工所揭露的土层是否与勘察成果相符，结论和建议是否符合实际情况。如果有出入与勘察成果相符，结论和建议是否符合实际情况。如果有出入应该进行补充修正，必要时尚应作施工勘察。应该进行补充修正，必要时