第7章工程地质勘察 2

1、本章知识点【知识点知识点】场地等级、地基等级、勘察等级、勘察阶段的划分，场地等级、地基等级、勘察等级、勘察阶段的划分， 工程地质勘察方法主要类型，工程地质测绘，工程地质勘探工程地质勘察方法主要类型，工程地质测绘，工程地质勘探，物探，常见工程地质原位试验，物探，常见工程地质原位试验【重点重点】勘察的分级与阶段的划分；常见原位试验的基本原理及其适勘察的分级与阶段的划分；常见原位试验的基本原理及其适用范围。用范围。【难点难点】原位试验的原理；工程地质勘察报告的正确使用。原位试验的原理；工程地质勘察报告的正确使用。1第第7 7章章 工程地质勘察工程地质勘察建设场地建设场地揭开面纱却是暗藏玄机原因：原因

2、：补做勘察后发现板基断裂一侧地基中存在软弱淤泥层。经考古查明曾有一条铁路从此通过，路基坚实，但路基两侧排水沟因常年积水，沟底形成淤泥。板基横跨路基与排水沟，因土质软硬悬殊而断裂。 南京东南大学6层教工住宅，施工前未做地质勘察，结果在建成钢筋混凝土筏板基础后，发生整块板基断裂。勘察失误工程实例勘察失误工程实例1 1原因：也是未经勘察，不了解下面有一条人防通道斜向贯穿。人防通道土体挖除形成临空，地基局部超量沉降，墙体开裂不可避免。 清华大学第三教室楼配电站是单层平房，因墙体裂缝严重，长期不敢使用。工程实例工程实例2 2 清华大学供应科办公库房楼因钻孔深度太浅，未发现地基中部厚层高压缩性泥炭层，导致

3、墙体开裂，大裂缝达33条，成为危房。 工程实例工程实例3 3工程实例工程实例4 4 教训 新新滑滑坡坡古滑坡古滑坡勘察工作量不足的问题 宝(鸡)天(水)铁路，由于忽视了前期的工程地质 工作，施工中即发生大量崩塌、滑坡、河岸冲刷 和泥石流等地质灾害问题，被称为铁路的“盲肠”， 国家历年都拨出大量资金进行维修、整治。 成(都)昆(明)铁路，地形、地质条件异常复杂， 曾被称为“世界地质博物馆”。由于高度重视工程 地质工作，顺利建成通车。工程实例工程实例5 57.1 7.1 概述概述工程地质勘察工程地质勘察是指采用各种勘察技术、方法，对建设场地是指采用各种勘察技术、方法，对建设场地的工程地质条件进行综

4、合调查、研究、分析、评价及编制的工程地质条件进行综合调查、研究、分析、评价及编制工程地质勘察报告的全过程，工程地质勘察报告的全过程，简称工程勘察简称工程勘察。目的目的是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区作出工程地质评价，为工程的规划、设计、施工和运地区作出工程地质评价，为工程的规划、设计、施工和运营提供可靠的地质依据，以保证工程建筑物的安全稳定、营提供可靠的地质依据，以保证工程建筑物的安全稳定、经济合理和正常使用。经济合理和正常使用。7.1.1 7.1.1 目的与任务目的与任务任务任务查查明工程建筑地区的工程地质条件，阐明其特征、成因

5、明工程建筑地区的工程地质条件，阐明其特征、成因和控制因素，并指出其有利和不利的方面。和控制因素，并指出其有利和不利的方面。分析研究与工程建筑有关的工程地质问题，作出定性和分析研究与工程建筑有关的工程地质问题，作出定性和定量的定量的评评价，为建筑物的设计和施工提供可靠的地质资料。价，为建筑物的设计和施工提供可靠的地质资料。选选择工程地质条件相对优越的建筑场地。择工程地质条件相对优越的建筑场地。配合工程建筑的配合工程建筑的设计与施工设计与施工，据地质条件提出建筑物类，据地质条件提出建筑物类型、结构、规模和施工方法的型、结构、规模和施工方法的建议建议。提出提出改善和防治改善和防治不良地质条件的措施和

6、不良地质条件的措施和建议建议。预测预测工程兴建后对地质工程兴建后对地质环境环境造成的影响，制定保护地质造成的影响，制定保护地质环境的措施。环境的措施。准备工作工程地质测绘工程地质勘探（物探、坑探、钻探）工程地质试验长期观测文件编制。准备工作：熟悉工程意图、了解工程特点、明确勘察任务、搜集整理资料、方案研究、队伍组织、机具仪器准备等。 工程地质勘察的一般工作程序工程地质勘察的一般工作程序 7.1.2 7.1.2 工程勘察方法工程勘察方法工程地质测绘；工程地质测绘；工程地质勘探，包括坑探、钻探和物探；工程地质勘探，包括坑探、钻探和物探；工程地质室内和野外工程地质室内和野外( (现场或原位现场或原位

7、) )试验；试验；现场检测与监测。现场检测与监测。 7.1.37.1.3工程地质勘察分级与阶段划分工程地质勘察分级与阶段划分可行性研究勘察阶段可行性研究勘察阶段 初步勘察阶段初步勘察阶段 详细勘察阶段详细勘察阶段工程地质勘察分级与阶段划分工程地质勘察分级与阶段划分不同部门的名称：不同部门的名称：铁道部门：铁道部门：草测草测 初测初测 详测详测 定测；定测；水电部门：水电部门：规划规划 可行性研究可行性研究 初步设计初步设计 技施设计技施设计 运行；运行；住建部门：住建部门：总体规划总体规划 详细规划详细规划 初步设计初步设计 技术设计技术设计 施工设计与施工。施工设计与施工。勘察方法勘察方法:

8、 :搜集资料踏勘1. 物探主要任务是选定建筑场址(或线路方案)。通过勘察对其稳定性和适宜性作出评价，经过技术经济论证选择最优方案。可行性研究勘察阶段新三件老三件勘察方法勘察方法: :钻探钻探试验试验补充测绘和物探补充测绘和物探1.1. 长期观测长期观测主要任务是确定建筑物的具体位置、选择建筑物主要任务是确定建筑物的具体位置、选择建筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治措施进行地基基础方案、对不良地质现象的防治措施进行论证。需详细查明建筑场地工程地质条件。论证。需详细查明建筑场地工程地质条件。初步勘察阶段勘察方法勘察方法: :试验1. 补充勘探配合技术设计或施工图设计配合技术设计或施工图设计,

9、,按不同建筑物提出详按不同建筑物提出详细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数。细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数。对基础设计方案、地基处理方案、不良地质现象对基础设计方案、地基处理方案、不良地质现象的防治方案作出论证和建议。的防治方案作出论证和建议。详细勘察阶段工程地质测绘工程地质测绘是指填绘工程地质图件，根据野外是指填绘工程地质图件，根据野外调查综合研究将勘察区的地质条件填绘在适当比调查综合研究将勘察区的地质条件填绘在适当比例尺的地形图上加以综合反映的方法。例尺的地形图上加以综合反映的方法。在山区和河谷地区，最主要的工程地质勘察方法。在山区和河谷地区，最主要的工程地质勘察方法。 成果

10、是提供给其他工程地质工作如勘探、取样、成果是提供给其他工程地质工作如勘探、取样、试验、监测等的规划、设计和实施的基础。试验、监测等的规划、设计和实施的基础。 7.2 7.2 工程地质测绘工程地质测绘 勘探工作的主要任务是：勘探工作的主要任务是：查明建筑场地地下有关的地质情况。查明建筑场地地下有关的地质情况。提取岩土样及水样，供室内试验分析之用。提取岩土样及水样，供室内试验分析之用。利用勘探坑孔进行现场原位试验和布设长期观测点。利用勘探坑孔进行现场原位试验和布设长期观测点。 7.3 7.3 工程地质勘探工程地质勘探是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅

11、部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。井、竖井、平洞等。常用的坑探类型示意图1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平洞；5-石门(平巷)；6-浅井7.3.1坑、槽利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可取岩心，在钻孔中试验。取岩心，在钻孔中试验。7.3.2 7.3.2 钻探钻探钻孔观测、编录与资料整理钻孔观测、编录与资料

12、整理岩心观察、描述和编录钻孔水文地质观测1. 钻进动态观测 钻孔柱状图地球物理勘探：通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质条件的方法。物探分为：物探分为：电阻率法、磁法、地震法、重力法及放射性勘探，但应用最广泛的是电阻率法和震法。7.3.3 7.3.3 物探物探探地雷达探地雷达可以满足各种探测领域与不同探测深度的需求。探地雷达可以满足各种探测领域与不同探测深度的需求。目前逐渐应用于在公路、铁道、机场、建筑工程、水利工目前逐渐应用于在公路、铁道、机场、建筑工程、水利工程、隧道工程等领域。程、隧道工程等领域。利用高频电磁波在岩体传播中遇到利用高频电磁波在岩体传播中遇到地质

13、界面产生反射的特性，探测异地质界面产生反射的特性，探测异常地质体的一种方法。常地质体的一种方法。GPR(Ground penetrating radar)可测定难以取样的岩土体的性质。可测定难以取样的岩土体的性质。影响范围大，因而更具代表性。影响范围大，因而更具代表性。可连续进行，因而可得到完整的地层剖面。可连续进行，因而可得到完整的地层剖面。1.1. 快速、经济，能大大缩短勘察周期。快速、经济，能大大缩短勘察周期。难以控制边界条件难以控制边界条件费工费时，成本高费工费时，成本高所测参数和岩土工程性质之间的关系建立在大量所测参数和岩土工程性质之间的关系建立在大量 统计的经验关系之上统计的经验关

14、系之上。7.4 7.4 工程地质现场原位试验工程地质现场原位试验优优点点缺缺点点室内试验优缺点室内试验的优点是：室内试验的优点是： 试验条件比较容易控制试验条件比较容易控制( (边界条件明确，应力应变条件可边界条件明确，应力应变条件可以控制等以控制等) )； 可以大量取样。可以大量取样。缺点是：缺点是： 试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响，代表性差；的影响，代表性差； 试样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原试样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原状试样。状试样。在一定面积的承压板上向地在一定面积的承压板上向地

15、基逐级施加荷载，并观测每基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，级荷载下地基的变形特性，从而评定地基的承载力，计从而评定地基的承载力，计算地基的变形模量并预测基算地基的变形模量并预测基础的沉降量。础的沉降量。大型载荷试验装置示意图7.4.17.4.1静力载荷试验静力载荷试验载荷试验照片载荷试验照片用静力将一个内部装有阻力传感器的圆锥形探头均匀压入土中，测定土层对探头的贯入阻力，以此来间接判断分析地基土的物理力学性质。触探头工作原理示意图7.4.27.4.2静力触探试验静力触探试验 利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度所需的能量来判定土的性质，并对土进行分

16、层。类型分为：轻型（10kg锤）、落距50cm 重型（63.5kg锤）、落距76cm 超重型（120kg锤）、落距100cm 7.4.37.4.3圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验设备主要是由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成的, 锤重63.5kg，在76cm的自由落距下，通过圆筒型的贯入器，贯入土层15cm，再打入30cm深度，以后30cm的锤击数称为标贯击数，用N63.5来表示，一般写作N。标准贯入试验设备7.4.4 标准贯入试验利用插入软黏土中的利用插入软黏土中的十字板头，以一定的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。成土

17、的抗剪强度。十字板剪力仪十字板剪力仪7.4.5 7.4.5 十字板剪切试验（十字板剪切试验（VSTVST）利用静力或锤击动力将利用静力或锤击动力将一扁平铲形测头贯入土一扁平铲形测头贯入土中，达到预定深度后，中，达到预定深度后，利用气压使扁铲测头上利用气压使扁铲测头上的钢膜片向外膨胀，分的钢膜片向外膨胀，分别测得膜片中心向外膨别测得膜片中心向外膨胀不同距离胀不同距离(分别为分别为0.05mm和和1.10mm)时的时的气压值，进而获得地基气压值，进而获得地基土参数的一种原位试验。土参数的一种原位试验。7.4.77.4.7扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验将圆柱形旁压器竖直地将圆柱形旁压器竖直地放入士中，通过

18、旁压器放入士中，通过旁压器在竖直的孔内加压，使在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压旁压膜膨胀，并由旁压膜膜(或护套或护套)将压力传给周将压力传给周围土体围土体(或岩层或岩层)，使士体，使士体或岩层产生变形直至破或岩层产生变形直至破坏，通过量测施加的压坏，通过量测施加的压力和土体变形之间的关力和土体变形之间的关系，即可得到地基土在系，即可得到地基土在水平方向上的应力应变水平方向上的应力应变关系。关系。7.4.6 7.4.6 旁压试验旁压试验7.4.8 7.4.8 现场剪切试验现场剪切试验它适用于求测各它适用于求测各类岩土体以及岩类岩土体以及岩土体沿软弱结构土体沿软弱结构面和岩土体与混面和岩土

19、体与混凝土接触面或滑凝土接触面或滑动面的抗剪强度动面的抗剪强度试验适用范围岩土体性状的监测：物理力学特性测试 变形观测 应力量测环境条件的监测：地下水监测 滑坡监测地基基础的监测：天然地基的验槽与监测 桩基工程的监测 地基加固和处理的监测 深基坑支护结构的监测 建筑物沉降的监测 7.5 7.5 现场检验与监测现场检验与监测岩土试验数据的统计分析和选定岩土试验数据的统计分析和选定测区内各种工程地质问题的综合分析评价测区内各种工程地质问题的综合分析评价各种图表的编绘制作各种图表的编绘制作工程地质勘察报告书的编写工程地质勘察报告书的编写7.67.6 勘察资料的整理勘察资料的整理（一）工程地质勘察报告

20、书 报告应附的图表：报告应附的图表：（1 1）工程地质平面图（房屋建筑附勘察工程布置）。）工程地质平面图（房屋建筑附勘察工程布置）。（2 2）钻孔柱状图或工程地质综合柱状图。）钻孔柱状图或工程地质综合柱状图。（3 3）工程地质纵、横剖面图。）工程地质纵、横剖面图。（4 4）室内试验和原位测试成果图表。）室内试验和原位测试成果图表。 工程地质图表1勘探点平面布置图勘探点平面布置勘探点平面布置图是在地形图上图是在地形图上标明工程建筑物、标明工程建筑物、各勘探点各勘探点(包括包括探井、探槽、钻探井、探槽、钻孔等孔等)、各现场、各现场原位测试点以及原位测试点以及勘探剖面线的位勘探剖面线的位置。并注明各

21、勘置。并注明各勘探点、原位测试探点、原位测试点的坐标及高程。点的坐标及高程。忠县苏家污水处理厂北侧边坡补充勘察项目负责编 图审 核TC1TC2TC3氧化沟污水处理厂一期范围补勘边坡范围32.80zk4216.5932.80zk6216.4614.60zk5216.9028.84zk16211.8426.90pzk3201.3525.60pzk4190.7025.20pzk1199.1529.20pzk2188.90220215210205200205215220222.10217.21220.97222.76218.36216.94222.68219.36221.76219.58219.902

22、21.83217.04216.07212.57214.86210.08191.30188.55185.33185.84186.32183.37185.00185.01198.86195.38195.09193.02189.29186.86N0.00=180.00180.00200.94181.17181.09181.06184.42192.12184.43187.13173.65174.84钻孔平面布置图 1:500700070507100715072007200715071007050700060506100615062006200615061006050J2sn-SsJ2sn-MsJ2sn-Sscol+dl4Qcol+dl4Qcol+dl4Qcol+dl4Q已修锚杆挡墙氧化沟沉淀池沉淀池加药间1122柱状图将所勘察的地将所勘察的地层的层次及其层的层次及其主要特征和性主要特征和性质绘成柱状图，质绘成柱状图，在图上注明层