工程地质勘察

PAGEPAGE13工程地质发和保护地质环境的科学。岩土工程研究岩土体的利用、整治和改造的一门综合性的科学。工程地质条件:物理地质现象、以及天然建筑材料工程地质问题:指工程建筑与地质环境相互作用而引起的定性问题等。工程地质勘察的目的工程地质评价。基本任务如下：查明建筑地区的工程地质条件，分析存在的工程地质问题，选择地质条件较为优越的建筑场地配合建筑物的设计与施工，提出关于建筑物类型、结构、规模和施工方法的建议为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据预测工程兴建后对地质环境造成的影响，制定保护地质环境的措施工程地质长期观测；(5).勘察资料的室内整理与计算合理性。任务方法在地质条件上论证该建设的技术可行性和经济合理性可行性研究勘察：型式、规模等。目的：对拟选厂址的稳定性及适宜性作出评价。方法：收集已有资料，进行场地踏勘，必要时进行工程地质测绘和少量勘探工作。初步设计勘察式等；还要考虑施工及经费预算。目的方法(4)施工图设计阶段勘察（详细勘察目的方法室内外试验。(5)施工勘察（不作为一个固定的勘察阶段解决施工中出现的新的工程地质问题，核对目的方法地基验槽、地基检验、工程监测。确定勘察等级：和地基复杂程度三项因素决定的。（1）工程安全等级、地基基础设计等级（2）场地复杂程度（3）地基复杂程度工程地质测绘图例符号表示在地形图的勘察工作方法。方法：资料收集、现场调查、观察、量测、描绘、遥感解译等。任务以查明拟定工作区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系专门性测绘。综合性工程地质测绘是对工作区内工程地质条件的各要素全面并进行综合评价专门性工程地质测绘调查认识。调绘：在基岩裸露ft工程地质测绘的研究内容筑物的调查、人工活动对场地稳定性影响。工程地质测绘范围的确定而是根据规划与设计建筑物的要求在与该工程活动有关的范围内进行。影响工程地质测绘范围的因素:①建筑物类型和规模；②建筑物设计阶段；③工程地质条件复杂程度和研究程度。和研究程度。工程地质测绘比例尺的确定1:5000—1:50000（一般在可行性研究勘察（址勘察）、城市规划或区域性工业布局时使用，是为了了解区域性工程地质条件）中比例尺测绘1:2000—1:5000（一般在初步勘察阶段时使用大比例尺测绘：1:200—1:1000（适用于详细勘察阶段或地质条件复杂和重要建筑物地段，以及解决某一特殊问题时采用）参照《岩土工程勘察规范》，工程地质测绘的比例尺可根据勘察阶段不同，按以下选取：1：500～1：2000④当工程地质条件复杂时，比例尺可适当放大，以利解决某一特殊的岩土工程问题。对工程有重要影响的地质单元（洞穴、泉等），可采用扩大比例尺表示。工程地质测绘的精度度必须与工程地质图的比例尺相适应。3mm2～5cm0.5mm11.：①②③编制测绘纲要现场测绘工作方法：沿着一定的观察路线作沿途观察，①在关键的点上进行详进行简易的勘探观测线的布置:布置原则布置方法越法、追索法、布点法观测点:布置原则:(1)不同岩层接触处（尤其是不同时代岩层）(3（人工露头或天然露头(4(5(6(7定位方法：(1(2)半仪器法仪器法定位仪工程地质勘探:物探（间接）、【钻探、坑探（轻型、重型）】（直接）工程地质物探与勘探工作的任务：)岩体完整性等。查明水文地质条件。地貌及物理地质现象。如滑坡的边界、滑体结构等验（地动测量、水文地质试验）。提供地下水长期监测及不良地质现象的工程处理（井下摄影、井下电视）的条件及环境。物探方法，又称为地球物理勘探。物探工程的特点：速度快、设备轻便、效率高、成本低。作为原位测试手段钻探有其突出的优点：它可以在各种环境下进行，一般不受地形、地质条件的限制；能直接观察岩芯和取样，勘探精度较高；能提供进行原位测试和监测工作，最大限度地发挥综合效益；勘探深度大，效率较高。钻探的缺点：耗费人力物力较多钻进和取样有时技术难度较大有些重要层带取芯困难钻探的目的和作用:查明建筑场区的地层岩性、岩层厚度变化情况;了解基岩风化带的深度、厚度和分布情况；查明地下含水层的层数、深度及其水文地质参数；利用钻孔进行原位测试;利用钻孔进行地下水位的长期观测.我国常用的钻探方法有冲击钻探、回转钻探、振动钻探和冲洗钻探；按动力来源又将它们分为人力和机械两种。坑探工程特点：①勘察人员能直接观察到地质结构，准确可靠，且便于素描；②可不受限制地从中采取原状岩土样和用作大型原位测试。尤其对研究断层破碎带、软弱泥化夹层和滑动面(带)等的空间分布特点及其工程性质等，具有重要意义。缺点程不可轻易采用。坑探工程类型：探槽、试坑、浅井、竖井(斜井)、平硐、石门(平巷)。其中前三种为轻型坑探工程，后三种为重型坑探工程。展视图，就是沿坑探工程的壁、底面所编制的地质断面图，按一定的制图方法将三度空间的图形展开在平面上。野外试验的分类（动力法（2）（3）水文地质试验钻孔压水试验（裂隙岩体）、抽水试验（中、强富水性含水层）试验（干、松散透水层）、岩溶裂隙连通试验等改善土、石性能的试验（地基工程地质处理）为地基改良和加固处理提供依据。如：灌浆试验、桩基试验等。原位测试目的：（1）在岩土体处于天然状态下，利用原地切割的较大尺寸的试件进行各种测试取得可靠的岩土体物理、力学、水理性质指标。对于某些因无法采取原状样品进（3）（4）为施工（坑开挖、地基处理）提供可靠的数据。原位测试优点保持天然状态综合反映客观实际避免取样的困难有快速、经济、可连续性等优点。静力触探试验是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传感器，通过(ps)(qc)侧壁阻)和贯入时的孔隙水压力土和30m反力装置、探头量测记录仪器应用：划分土层及土类判别求土层的工程性质指标(3)在桩基勘察中应用比贯入阻力：静力触探圆锥探头贯入土层时所受到的总贯入阻力与探头底投影面积之比，以MPa表示。摩阻比：静力触探探头贯入土层某一深度时，其侧壁摩擦阻力与锥尖阻力之比，以百分数表示。动力触探试验（DPT）是利用一定的锤击能量，将一定规格的圆锥形探头打入土中，根据打入土中的难易程度来判别土的性质，并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法。优点是：设备简单且坚固耐用；操作及测试方法容易；适应性广，砂土、粉土、砾石土、软岩、强风化岩石及粘性土均可；快速、经济，能连续测试土层；有些动力触探测试(如标准贯入)，可同时取样观察描述。圆锥动力触探试验标准贯入试验。前者根据所用穿心锤的重量将其分为型、重型及称为标贯。标贯试验与圆锥动力初探测试的区别：①探头不同②测试方法不同③设备不同标贯试验成果的资料整理：(1)求锤击数NN=0.3/ΔS(2)绘制标贯击数—深度(N-H)关系曲线。应力量测方法主要有：应力解除法、应力恢复法和水压致裂法等。工程地质长期观测是在长期观测站上观测工程地质条件的某些要素如水文地质条件、用以预测和评价它们对工程建筑和地质环境的影响。工程地质观测根据观测时期分为定期观测和不定期观测，定期观测是按固定的时间间隔，不定期观测是为某一专门目的而进行的短期观测。工程地质观测性质划分变形和沉降观测。现场监测:指的是在工程勘察、施工以至运营期间，对工程有影响的不良地质现象、岩土体性状和地下水等进行监测，其目的是为了工程的正常施工和运营，确保安全。②对施工或运营中结构物的③对环境条件()相邻结构物及工程设施在施工过程中可能发生的变化、施工振动、噪声和污染等的监测。20.斜坡监测方法：：以坡体表面位移为观测对象，以精密大地测量技②内观法——③巡视观察法基本内容。监测的目的：(1)(2)(3)(4)促进稳定性评价及支护设计方法的进步，根据监测结果进行反算，验证评价方法和结果。工程地质图主图附图。工程地质图分类）按图的内容分类A工程地质图（综合图综合反映工作区的工程地B工程地质分析图（分析图）:针对某一重要的专C工程地质分区图:按照工程地质条件中各要（条件图相互配合使用。D综合分区图:图中既表示工程地质条件的有关资料，又有分按用途分类:A、通用工程地质图、专用工程地质图工程地质图制图单元划分(4级AB、岩石类型。是基本单元，用于大、中比例尺工程地质图。CD、岩组。最大单元，用于小比例尺工程地质图。工程地质图的编绘过程中突出的问题是岩土工程地质制图单元的划分问题和工程地质分区问题工程地质岩组命名：1步：岩体先按建造划分为四种类型：岩浆岩建造类型（沉积碎屑岩建造类型（砂岩、泥岩、砾岩„„）沉积碳酸盐岩建造类型（灰岩、白云岩）变质岩建造类型（片岩、片麻岩„„）第2步：按有成生联系（自然共生组合）的岩层组或岩石的工程地质性质（强度、结构）分由上述两步联合命名的“工程地质岩组岩石强度+岩体结构+岩层组或砂岩-混合岩岩组工程地质图分区原则、标志有哪些？别，便于应用。分区标志：①以工程地质条件为分区标志②以工程地质评价作为分区标志工程地质图有哪些内容？A、地形、地貌：地形：用等高线及形态符号表示。地貌：大中型单元圈出边界，小单元可用符号。小比例尺反映基本成因类型、构造、剥蚀、侵蚀、堆积；中比例尺反映形态成因类型、ft脊、斜坡、河谷、阶地、夷平面、岩溶；大比例尺反映微地貌单元、沼泽、洼地、古河道等。B、岩土类型：岩类——界限；时代——色谱（颜色殊符号加数字、等值线。C、地质结构：产状、构造线、褶皱轴线、断层线（带）——符号（比例尺、超比例尺）；节理裂隙统计图等——符号。D、水文地质条件：符号、分子式、等值线表示。E动力地质现象:超比例尺符号（小比例尺图，圈出实际范围（中、大比例尺图）例符号表示类型、时代、活动程度。E、天然建筑材料:圈出范围，用符号、颜色表示。城市规划的主要工程地质问题：区域稳定性等。最重要的是地震问题。地基本烈度、场地烈度小区划、场地地震加速度分区、建筑物设计烈度值。地基稳定性：地基岩土体的强度和变形。根据城市规划的功能分区及建筑分带的意图，对规划区内各类场地地基稳定性进行评价，提出各场地地基允许承载力的基本值，以及有关基础设计方案的工程地质论证。及到地面以下地质环境的合理利用与保护，研究的问题有：①可能给城市环境带来威胁或危害的各种自然地质灾害或地质作（ft崩塌、泥石流、地震液化、海岸侵蚀、胀缩土等。②与城市规划和建设有关的人类工程活动对地质环境影响和破坏ft长期灾害。城市选址考虑的因素：自然地理条件：①深度。②水文条件：城市规划应充分考虑利用地表水资源为供水源、水运、环境保护（调节气候、净化环境）的调剂。罗姆塔泽建议的区域淹没评价标准：①适宜的——不会被百年一遇洪水（洪水频率1%）淹没；②适宜，但有限制——会被25-100年一遇洪水（1-4%）淹没；③不适宜——可被低于25年一遇洪水（大于4%）淹没。③适当兼顾风景优美或名胜古迹地区工程地质条件：（地貌：是场地选择的重要依据之一，地形坡度是地的岩类型：a.低承载力地层、饱水松散土层、高压缩性土层；b.湿陷性黄土；c.胀缩土；d.人工堆填土、及抗震性差、可能有不均匀沉陷的地基土岩土均一、工程地质性质良好，坚硬、半坚硬岩类，密实砂砾土、低压缩性粘土，适于一般标准基础。b.c.岩土均一性差，工程性质不良，厚度不稳定，产生强烈不均匀沉陷或变形量超过允许值。采用时必须特殊处理。砌置深度）a.干燥场地h>D,D=3-5m,无上层滞水。b.过湿场地h<D,需降低水位，疏干、隔水、防侵蚀。c.水文地质条件复杂场地h<D，h变化大，有上层滞水，需采取复杂的专门防水措施。（（岩溶塌陷、河流侵蚀和淤积、泥石流。按下列标准划分场地适宜性：a.适宜不需采用专门措施防治地质灾害；b.较适宜要求采用专门措施防治地质灾害；c.不适宜要求采用复杂措施防治地质灾害。自然资源和天然建材和天然建筑材料的开发利用。城市规划设计阶段划分为总体规划和详细规划总体规划勘察要点：①收集资料：区域地质、第四纪地质、地貌、水文地质条件等②工程地质测绘：以中等比例尺（1:1~1:2.5万）综合性工程地质测绘为主。——a.b.c.勘探孔8～15m15～30m,1/5~1/3，且每个地貌单3.d.,数量不少于总数1/2，竖向上根据地层特征和土的不均匀程度确定。详细勘察要点：1:1000~1:2000（1:500综元的部位均应布置勘探点。勘探点、线间距m3深度：控制性孔一般是勘探孔总数的1/5~1/3应有控制性孔。取样、原位测试孔：平面上均匀分布，占总数的1/3~1/23:水的侵蚀性问题、地基的施工条件问题等。地基稳定性问题：①地基强度，以地基容许承载力表示。②地基的变形建筑物配置问题：①基础砌置深度的选择②持力层的选择的论证地基施工条件问题地下水侵蚀性问题、、察和施工勘察。初步勘察阶段，应对建筑物场地的稳定性作出进一步的岩土工程评价，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作用的防治对策进行论证。⑤对强震区应对场地和地基土的地震效应进行预测和评价。详细勘察，应取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图、场区各建筑物的地面整平形及对地基基础设计的特殊要求等资料,并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。详细勘察工作内容：结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料；②查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议；③查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性、分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力；④对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征；⑤查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物；⑥查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度；⑦在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度；⑧判定水和土对建筑材料的腐蚀性。高层建筑的特点：重心高、荷载大，水平荷载突出，基础尺寸大埋置深。1：高层建筑的竖向荷载随建筑物层数或高度的增加而增加。10～15kpa1m，基底总4~6kpa（2水平荷载：高层建筑的水平荷载主要是风荷载和地震荷载。在建B．按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载应按基本组合、土体自重分项系数为1.0计算地基变形时，传至基础底面上的荷载应按长期效应组合，不应计入风荷载和地震作用。高层建筑主要工程地质问题：要型式。.浮力问题④基底接触反力问题⑤外墙土层压力问题桩的种类及桩形选择问题公路与铁路相似之处(2)在ft(3)路基工程，桥隧工程、防护建筑物.道路工程地质勘察主体：线路、桥、涵、站场、房建。反映在主体工程上为路基、桥涵、隧道、车站。公路工程地质勘察阶段：(1)可行性研究勘察阶段为预可（预可行性研究）勘察和工可（工程可行性研究）勘察。预可勘察：为论证可行性服务；工可勘察：为拟定工程方案服务。初步工程地质勘察阶段：其比较方案：满足施工图设计要求铁路工程地质勘察阶段：踏勘、初测、定测、补充定测。踏勘：制预可行性报告提供工程地质资料。初测：根据预可行性报告审查批复意见安排工作。定测：为确定线路具体位置详细查明采用方案的工程地质和水文地质条件（3）补充定测：补充地质勘察工作，提供沿线各类工程地质图设计所需工程地质资料路基工程地质问题：路基边坡包括天然边坡，旁ft堑的人工边坡等。其破坏形式主要表现为滑坡，崩塌和错落。不稳定斜坡的防治原则以防为主，及时根治。防：绕避规模较大难以整治的斜坡地段；治：消除或改变促使边坡稳定性恶化的主导因素，防治发生斜坡失稳事故。常用的治理措施：削方减载、坡面防护、支挡工程、锚固工程、排水工程路基基底稳定性问题:挤出和塌陷。道路冻害问题:而使路基翻浆。防止道路冻害的措施有：(1)铺设毛细割断层，以断绝补给水源(2)把粉粘粒含量较高的冻胀性土换为粗分散的砂砾石抗冻胀性土(3)采用纵横盲沟和竖井，排除地表水，降低地(4)(5)建筑材料问题：道渣，土料，片石，砂和碎石铁路选线的工程地质论证:总的原则：掌握区域地质条件，决定线路走向选线中工程地质的任务:(1)(2)(3)线路的基本类型：(1)河谷线(2)ft脊线（3）ft坡线(4)越岭线（5)跨谷线桥墩台主要工程地质问题台地基的冲刷问题地下工程地质问题:位址和方向选择的工程地质论证；(的工程地质评价；支护结构设计的工程地质论证；施工方法和施工条件的工程地质论证。围岩倍习惯上将此范围内的岩体称为“围岩（二次应力：开挖地下洞室时发生重分布后的围岩中的应力。围岩压力构上的压力。其性质和大小取决于地应力状态和岩体特性。时，将产生一个反力来阻止衬砌的变形，这种围岩对衬砌的反力称为围岩抗力。围岩压力类型：(1)形变围岩压力随时间增长的特点。松动围岩压力动围压冲击围岩压力：形所引起的围岩压力现象。———弹性围压偏压ft无压隧道及洞室支衬结构设计的工程地质论证：支撑(2)衬砌岩的永久性工程结构。一般是用浆砌条石、混凝土、钢筋混凝土砌筑的。二喷锚支护喷锚支护 应用锚杆与喷射混凝土形成复合体加固围岩体的措施。2.新奥法 以岩体力学理论和现场围岩变形观测资料为基础将锚杆和喷射混凝土组合在一起，以充分发挥围岩自身承载能力，进行隧道开挖和支护的一套工程技术。基本要点可扼要的概括为：“少扰动、早喷锚，勤量测、紧封闭”。影响有压隧洞围岩整体稳定性的因素：围岩抗力、内水压力。围岩抗力系数：使隧洞围岩产生一个单位径向变形所需的内水压力。地下建筑施工方法的工程地质论证隧道掘进机掘进法传统的坑道掘进法特殊掘进法。地下建筑工程地质勘察阶段及各阶段任务：勘探、试验工作，以查明建筑场区的工程地质条件，判明是否有不良工程地质因素。围岩分类，对围岩稳定性和涌水情况进行预测预报。水利枢纽:为综合利用水利资源而修建的控制和支配水流的水工建筑物的综合体，一般包括挡水、泄洪、输水、发电、通航等建筑物。水利水电的工程地质问题：坝肩抗滑稳定问题④隧洞围岩稳定问题⑤施工涌水水库区的工程地质问题：①水库渗漏②库岸稳定③水库淤积④水库浸没⑤水库诱发地震水坝类型：按筑坝的材料：可分为散体堆填坝和混凝土坝。散体堆填坝又可分为土坝、堆石坝、干砌石坝等。混凝土坝是对变形相对敏感的相对刚性结构。按结构可分为重力坝、拱坝、支墩坝。土坝优点所占比例最大。就近要有数(4)要有修建溢洪道的合适地形、地质条件。堆石坝：坝体用石料堆筑（干砌）而成，也是就地取材的古老坝型。堆石坝对工程地质条件的要求：与土坝大致相同，但要高些。一般岩基均能满足此种的要求。坝址区有足够的石料，其质量要求是：有足够的强度和刚度能。重力坝：有混凝土重力坝和浆砌石（圬工）重力坝。重力坝特点作用明确⑤剖面大，材料用量多⑥体应力较低，材料强度不能充分发挥⑦受扬压力影响大⑧体积大，水泥用量多，水化热高依据之一。拱坝：在平面上呈圆弧性，凸向上游。作用于坝体上的库水压力等