造价工程师技术与计量土建笔记doc

1、第一节 工程地质对建设工程的影响建设工程要求地基及地层有一定的强度刚度稳定性抗渗性一、工程地质对建设工程选址的影响工程地质对工程选址的影响体现在两方面：工程缺陷对工程安全的影响；工程缺陷对工程技术经济的影响。1、中小型工程选址：要关注一定范围内的地质构造和地层岩性2、大型工程的选址：要关注区域地质构造和地质岩性3、特殊重要工程选址：要关注地震烈度4、地下工程选址：要关注区域稳定性重点指深大断裂交汇地段活动断层地段构造运动强烈地段工程走向与岩层走向交角太小甚至平行的构造5、道路选线：要重点避开边破指断层裂谷边坡，尤其不稳定边坡顺向坡指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡，尤其岩层倾角小于坡面倾角的顺向

2、坡路线与裂隙发育方向平行，尤其裂隙倾向与边坡倾向一致大型滑坡体、不稳定岩堆和泥石泥地段及其下方二、工程地质对建筑结构的影响工程地质对建筑结构的影响，主要是指地质缺陷和地下水造成地基稳定性、承载力、抗渗性、沉降问题，具体包括以下四个方面：对结构选型和材料选择的影响对基础选型和结构尺寸的影响一般对松散软弱地质，位于浅层的可用片筏基础至箱形基础，位于深层可用桩基对结构尺寸和钢筋配置的影响地震裂度对建筑结构和构造的影响三、工程地质对工程造价的影响选择有利的工程地质对造价起决定作用勘察资料的准确性直接影响工程造价对不良工程地质问题认识不足可导致造价增加四、工程地质问题与防治1、松散土层和软弱土层：不满足

3、承载力的松散土层，可挖除（浅），或采用固结灌浆、预制桩（深）或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固；对不满足抗渗要求的，可灌水泥浆或水泥黏土浆，或地下连续墙防渗；对影响边坡稳定的，可喷射混凝土或土钉支护。此外，不满足承载力的软弱土层，挖除（浅），采用振冲方法用砂、砂砾、碎石或块石置换2、风化岩层和破碎岩层：风化岩层一般在地表，可挖除破碎岩层可浅可深，浅的挖除，深的可采用灌浆加固或防渗风化岩层和破碎岩层位于边坡影响稳定时，可喷混凝土或挂网喷混凝土罩面，必要时配合注浆和锚杆加固3、裂隙发育岩层：影响承载力和抗渗的，采用水泥注浆位于边坡的，采用锚杆加固4、断层、泥化软弱夹层：断层可浅可深。浅的清除回填；深

4、的注水泥浆泥化夹层可浅可深。浅的清除回填；深的泥化夹层不影响承载力断层、泥化软弱夹层位于边坡滑动控制面时，采用锚杆、预应力锚索、抗滑桩进行抗滑处理5、岩溶与土洞：挖填采取挖除洞内软弱物回填石料或混凝土不能挖填时，采取长梁式、桁架式基础或大平板跨越洞顶可对岩溶进行裂隙钻孔注浆对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾，或桩处理6、地下水发育地层：采取导水、排水、降低地下水位7、滑坡体：与水有关系，因水降低了滑动控制面的磨擦系数和黏聚力，采取上截下排（即：滑坡体上方修截水设施，下方筑排水设施）控制滑坡分为经过论证和未经论证。经论证的可上部刷方减重；未经论证的勿轻易扰动滑坡体在坡脚采用挡土墙、抗滑桩支挡采用固结灌

5、浆改善滑动面和滑坡体抗滑性能8、地下工程围岩：采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式衬砌多用混凝土和钢筋混凝土，也可采用钢板衬砌。第二节 地质岩性一、岩石矿物特性造岩矿物：是指构成岩石的矿物矿物的三项物理特性：指颜色、光泽、硬度。且矿物的物理特性是鉴别矿物的主要依据。1、矿物的颜色：根据成色原因可以分为自色他色假色自色：是矿物本身固有的成分、结构所决定的颜色，具有鉴定意义；他色：是由于混入物引起的颜色；假色：是由于物理光学所致；2、矿物的光泽：在矿物遭受风化后，光泽强度就会下降。矿物光泽可以分为四个等级，金属光泽半金属

6、光泽金刚光泽玻璃光泽3、矿物的硬度：是指其抵抗刻划、压入和研磨的能力，因此矿物的相对硬度可采取互相刻划来鉴定。矿物的硬度共分为十个等级：滑膏方、莹磷长英、黄刚两玉不抵金刚。指甲硬度约为22.5、玻璃硬度约为5.56、钢刀的硬度约为67。二、岩石的物理性质和力学性质（一）岩石的物理性质1、岩石的重量有比重和重度（也称容重）两个指标来表示岩石的比重：指岩石固体部分（不包括孔隙）单位体积的重量。岩石的比重决定于组成岩石的矿物的比重及其在岩石中的相对含量。岩石的重度（也称容重）：指岩石（包括孔隙中的水重）单位体积的重量。数值上等于岩石试件的总重量（包括孔隙中的水重）与其总体积（包括孔隙体积）之比。岩石

7、的重度决定于三项内容岩石中矿物的比重、岩石的孔隙性及其含水情况。岩石的干重度：指岩石孔隙中完全没有水存在时的重度。岩石的饱和重度：指岩石的孔隙全部被水充满时的重度。2、岩石的孔隙性用孔隙度这一指标表示岩石的孔隙度数值上等于岩石中的各种孔隙的总体积与岩石的总体积的比，以百分比计。（与土的孔隙比相区分，见土的工程性质）岩石的孔隙度的大小，主要取决于岩石的结构和构造，同时也受外力因素的影响。未受风化或构造作用的侵入岩和某此变质岩，其孔隙度一般很小，而砾岩、砂岩等沉积岩，则经常具有较大的孔隙度3、岩石的吸水性用吸水率这一指标表示岩石的吸水率在数值上等于岩石的吸水重量与同体积干燥岩石重量的比。岩石的吸水

8、率与岩石的孔隙度的大小、孔隙张开程度有关。岩石的吸水率大，则水对其的浸润、软化作用就强，岩石的强度和稳定性受水作用的影响也就越大。4、岩石的软化性用软化系数（用极限抗压强度比来反映）这一指标表示，岩石的软化系数等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下极限强度的比。其值越小，表示岩石的强度和稳定性受水作用的影响越大。未受风化作用的岩浆岩和某些变质岩，软化系数大都接近1，是弱软化的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性强。软化系数小于0.75的岩石，是软化性较强的岩石，工程性质较差。5、岩石的抗冻性用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强度降低率小于25%的岩石是抗冻的； 抗压强度降低率大于25

9、%的岩石是非抗冻的。（二）岩石的力学性质1、岩石的变形在弹性变形范围内（这是前提）有弹性模量和泊松比两个指标表示，因岩石不是一个理想的弹性体，因此所提供的弹性模量和泊松比是在一定条件下的平均值。岩石的弹性模量：是应力与应变之比，在相同受力下，弹性模量越大，则变形越小，说明岩石抵抗变形的能力越强。岩石的泊松比：是横向应变与纵向应变的比。泊松比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。2、岩石的强度指岩石的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度岩石的抗压强度：是指岩石在单向压力作用下抵抗压碎的能力。不同种类岩石的抗压强度相差很大，胶结不良的砾岩和软弱页岩抗压强度小；坚硬岩浆岩的抗压强度大岩石的抗拉强度：远小于

10、抗压强度，故当岩层受挤压形成褶皱时，会因抗拉强度低在受拉部位产生张性裂隙岩石的抗剪强度：（要区分抗剪断强度和抗剪强度）岩石在被剪断时，剪破面上的最大剪应力是抗剪断强度，该值一般较抗剪强度高；岩石裂隙或软弱面发在剪切滑动时的指标是岩石的抗剪强度。三、岩石成因类型及其特征 喷出岩：喷出地表形成的岩浆岩 岩浆岩（即：火成岩） 岩石按成因分类 沉积岩（即：水成岩） 侵入岩又可分为深成岩和浅成岩 变质岩按表积来看，沉积岩所占陆地积最大；但若按质量计算，则岩浆岩占地壳质量最大。1、岩浆岩深成岩和浅成岩以形成深度5km为界，大于5km的为深成岩，其常形成岩基等大型侵入体，是理想的建筑基础（如花岗岩；浅成岩多

11、以岩床、岩墙、岩脉等状态出现。喷出岩和侵入岩的强度比较：侵入岩既然能侵入其他岩体，其强度一定高于喷出岩。因此喷出岩一般呈原生孔隙和节理发育（节理就是指裂隙），其透水性强，抗风化能力差，强度低于侵入岩。2、沉积岩（有四种结构并对应有四种分类）由于沉积岩是经风化、搬运、沉积而形成，因此结构可分为：碎屑结构泥质结构晶粒结构生物结构对应的岩类可分为碎屑岩黏土岩化学岩生物化学岩3、变质岩由地壳运动和岩浆活动将原来的岩浆岩或沉积岩变化（一般指重新结晶或变质结晶）而形成。根据其变化的彻底程度，其结构可分为三类变余结构（变化不完全，保留了变化前岩石的结构特征）变晶结构（变化较彻底）碎裂结构（受压碎裂后又被胶结

12、在一起）四、土的工程性质土由颗粒、水溶液和气所组成。（也可以说土是由固相、液相和气相组成的三相体系）1、土的孔隙比和含水量土的孔隙比：是土中孔隙体积与土粒体积之比（而不是与土的总体积比，注意：岩石的孔隙度是孔隙的体积与岩石总体积之比）。土的孔隙比小于0.6的是密实的低压缩性土，大于1.0的土是疏松的高压缩性土。土的含水量：一般用土的饱和度sr表示，数值等于土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。sr越大，表明土中孔隙中充水愈多。sr50是稍湿状态，sr在5080之间是很湿状态，sr80是饱水状态。碎石土和砂土为无黏性土，紧密状态是判定其工程性质的重要指标。颗粒小于粉砂的是黏性土（也可称为塑性土

13、），黏性土因含水量变化而表现出的各种不同物理状态，称为土的稠度。黏性土由一种稠度状态转变为另一状态，对应转变点的含水量称为界限含水量，也称为稠度界限，是黏性土的重要特性指标。黏性土的界限含水量有三种缩限塑限液限（这三种界限含水量对应土的四种状态：固态半固态可塑状态流动状态）。缩限：指黏性土从半固态随水分蒸发体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限时的含水量。体积不再随水分蒸发而缩小的状态为固态。塑限（也称塑性下限）：指黏性土从半固态随含水量增加转到可塑状态的界限含水量叫塑限。液限：指黏性土由可塑状态转到流塑、流动状态的界限含水量叫液限。黏性土的塑性指数液限塑限，该值越大，可塑性就愈强。黏性土的液

14、限指数（天然含水量塑限）/（液限塑限），该值越大，土质愈软。2、土的力学性质（主要指土的压缩性和抗剪强度）无黏性土和黏性土的压缩性透水性大的饱和无黏性土，其压缩过程在短时间内就可以结束；黏性土的透水性低，其压缩稳定所需要的时间要比砂土长得多，一般为几年或几十年。土对剪切破坏的极限抗力为土的抗剪强度。3、特殊土的工程性质根据土的颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。淤泥：有明显的触变性和蠕变性。湿陷性黄土：在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的压缩性，但遇水后强度迅速降低。可分为自重湿陷性黄土和非自重湿陷性黄土。红黏土：天然含水量高、密度小、塑性高。通常

15、呈现较高的强度和较低的压缩性，不具湿陷性。由于塑性很高，所以尽管天然含水量高，一般仍牌坚硬或硬可塑状态，甚至饱和水状态下的红黏土仍坚硬膨胀土：明显的吸水膨胀，失水收缩，且往复可逆。在天然状态下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低，易被误认为是工程性能较好的土，但一旦浸水或含水量剧烈增大、或土的原状结构被扰动是地，土体会骤然强度降低、压缩性增高。膨胀土多分布于级以上的河谷阶地或山前丘陵地区，个别处于i级阶地。素填土：一般密实度较差，具有不均匀性。但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定的密实度，如堆填时间超过10年的黏性土、超5年的粉土、超2年的砂土，均具有一定的密实度和强度

16、，可作为一般建筑的天然地基。防止建筑物不均匀沉降是关键杂填土：一般不宜作建筑物地基。由建筑垃圾和工业废料组成的杂填土采取填土 措施后可作一般建筑物地基。当应注意其不均匀性、工程地质随堆填时间变化、含腐殖质及水化物问题 冲填土：由水力冲填泥砂形成的沉积土，其含水量大，透水性较弱，排水固结差，一般呈软塑或流塑状态，比同类自然沉积饱和土的强度低，压缩性高 第三节 地质构造一、水平构造和单斜构造1、水平构造：指未经构造变动的沉积岩层，先沉积的在下，后沉积的在上。2、单斜构造：指原来水平构造的岩层，在受地壳运动后岩层向同一个方向倾斜。倾斜岩层的产状有三个产状要素岩层走向岩层倾向岩层倾角。见下图：岩层的走

17、向ab：表示岩层在空间延伸的方向岩层的倾向cd：表示岩层在空间的倾斜方向岩层的倾角：岩层层面与水平面所夹的锐角，表示岩层在空间倾斜角度的大小由上图可以看出岩层的走向与岩层的倾向相互垂直。二、褶皱构造褶皱构造：是岩层一系列波状弯曲而未失去其连续性的构造，绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的，褶皱在层状岩层中最明显，在块状岩体中则很难见到。褶曲是褶皱中的一个弯曲，两个或两个以上的褶曲组合而形成褶皱构造，褶曲的基本形态是背斜和向斜。背斜褶曲是岩层向上拱起的弯曲，较老的岩层出现在褶曲的轴部；向斜褶曲是岩层向下凹的弯曲，当地面遭受剥蚀，在褶曲轴部露出的是较新的岩层。工程在褶曲的翼部遇到的基本上是单斜构

18、造，以下两种情形要具体分析其对工程的影响：对于深路堑和高边坡，当路线垂直岩层走向或路线与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的。路线走向与岩层走向平行，边坡与岩层的倾向一致时，对路基边坡的稳定性是不利的，尤其是边坡的倾角大于岩层的倾角时最为不利。（相似的内容见第一节：道路的选线应避免顺向坡指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡，尤其岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡）对于隧道工程，在褶曲构造的轴部（指近似于圆心的部位），应力作用最集中，容易遇到工程地质问题，一般隧道选线从褶曲的翼部通过是比较有利的。三、断裂构造根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，可将断裂分为裂隙和断层两类。

19、构造裂隙进一步分为张性裂隙和扭（剪）性裂隙1、裂隙（也称为节理） （构造裂隙分布具有一定规律，张性裂隙产生在背斜和向斜轴部；扭（剪）性裂隙一般出现在褶曲的翼部和断层附近）非构造裂隙（分布不具有规律性，具体解释见以下内容）裂隙：指存在于岩体中的裂缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移，一般用裂隙率（岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比）表示。根据裂隙的成因，将其分为构造裂隙和非构造裂隙两类。非构造裂隙：是由于成岩作用、外力、重力等非构造因素而形成。非构造裂隙一般有三大类在岩石形成过程中形成的原生裂隙风化裂隙沿沟壁岸坡发育的卸荷裂隙。其中：具有普遍意义的是风化裂隙，其主要在靠近地面的部分，没有规

20、律性，使岩石多成碎块，沿裂隙面岩石的结构和矿物成分也有明显变化。裂隙对岩体的有利影响：仅有的有利影响是有利于工程的开挖；裂隙对岩体的不利影响：由于裂隙破坏了岩体的整体性，促进了岩体风化速度，增强了透水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生崩塌。在路基施工中，如果岩体存在裂隙，还会影响爆破效果。2、断层：指岩体受力断裂后，两侧岩块发生显著位移而形成的断裂构造。断层有四个要素组成：断层面和破碎带断层线断盘断距。详见下图 d断层线ab表示断层的延伸方向，其形状决定于断层面c的形状和地面的起伏情况；位于断层面c上部的

21、e称为上盘，位于断层面下部的f称为下盘，若断层面直立则无上下盘之分；沿断面c错开的距离de称为总断距，其水平分量称为水平称距，垂直分量称为垂直断距。断层可以分成三种基本类型：正断层逆断层平推断层断层对工程的影响：公路工程路线应尽量避开大的断层破碎带，当路线与断层走向平行，路基靠近断层破碎带时，开挖路基容易引起边坡大规模坍塌；在断层发育地带修建隧道时，当隧道轴线与断层走向平行时，应尽量避免与断层的破碎带接触。四、地震的震级和烈度1、与地震有关的相关概念震源：是指地壳震动的发源地。地震的震中：震源在地面上的垂直投影称为震中。地震的等震线：地面上受震动破坏程度相同点的外包线称为等震线。地震波中的体波

22、：地震波中通过地球内部介质传播的称体波。体波可分为纵波和横波，纵波的质点振动方向与震波传播方向一致（小心！易错），周期短、振幅小、传播速度快；横波的质点振动方向与震波传播方向垂直，周期长、振幅大、传播速度较慢。地震波中的面波：体波经反射、折射而沿地面附近传播的波称为面波，面波的传播速度最慢。2、地震的震级可分为五级微震轻震强震烈震大灾震（微轻强烈大）震级是以距震中100km所记录的最大振幅的m的对数表示。例：记录的最大振幅是10mm（即10000m），取其对数为4，则该地震为4级。3、地震的烈度地震的烈度，是指某一地区的地面和建筑物受一次地震破坏的程度。地震烈度可分为三种基本烈度建筑场地烈度设

23、计烈度。基本烈度代表一个地区的最大地震烈度建筑场地烈度也称为小区域烈度，设计烈度一般可采用国家批准的基本烈度一个工程从建筑场地的选择至工程建筑的抗震措施等都与地震烈度有密切关系。4、震级与烈度的关系：一般情况下，震级越高、震源越浅，距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一个震级。 第四节 岩体特征岩体和岩石是不同的两概念。岩石是矿物的集合体，岩石的特征可用岩块来表征。岩体是由一种岩石或多种岩石的组合体。工程岩体可以分为三类地基岩体边坡岩体地下洞室围岩一、岩体结构分析岩体结构的基本类型可分为四类整体块状结构层状结构碎裂结构散体结构整体块状结构：是接近于各向同性的均质弹性体，变形模量、承载能力与

24、抗滑能力均较高，抗风化能力也较强。这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基岩体、边坡岩体及洞室围岩。层状结构：其强度和变形特性均具有各向异性。碎裂结构：岩体的变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。散体结构：可按碎石土考虑。二、岩体的力学特征（主要指岩体的变形、流变和强度特征）1、岩体的变形特征：是设计人员特别关注的特征，由变形模量或弹性模量来反映。2、岩体的流变特征：岩石和岩体均具有流变性。3、岩体的强度特征：岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替。三、地下水特征1、地下

25、水的分类按埋藏条件分包气带水位于地表以下潜水层以上土层中，水量受大气降水的影响潜水位于地表以下第一层隔水层以上具有自由水面的水，水量受气候、地质、地形的影响承压水位于地表以下两个稳定隔水层间的压力水，水量不受气候影响。向斜构造和单斜构造宜形成承压水按含水层的孔隙进行分类孔隙水裂隙水分化裂隙水分布在风化裂隙中，相互边通，受大气降水补给，常以泉水形式排于河流中成岩裂隙水在成岩时产生的裂隙中存在的潜水构造裂隙水可存在于相互连通或不连通的张开性构造裂隙中岩溶水存在于可溶岩的溶隙和溶洞中2、地下水对建设工程的影响地下水位的下降可引起软土地基沉降流动水压力产生流砂和潜蚀使土体结构破坏（流砂是指在地下流动水

26、压作用下细小颗粒随地下水流失，造成地层塌陷或崩溃的破坏现象；潜蚀是指地下流动水压不足以导致流砂，但细小颗粒仍可穿过粗颗粒孔隙而被带走，然后形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加的现象）地下水动基础底面产生托浮力，托浮力减少地基对基础底面的正压力，即减小对基础滑动的抗滑力，严重影响基础抗滑稳定性。承压水对基坑的破坏承压水头可能会冲毁基坑底部的黏性土层，破坏地基。地下水对钢筋混凝土产生腐蚀。四、地下洞室围岩稳定性地下洞室围岩要特别重视其稳定性，要防止围岩掉块、片帮乃至塌方事件。围岩的稳定性受以下多方面影响区域稳定性山体稳定性地形岩性地质构造地下水地应力五、边坡岩体稳定性（一）影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。内在因素常对边坡稳定性起着主要控制作用，具体包括四个方面组成边坡岩土