土力学岩土工程勘察

1、第六章第六章 岩土工程勘察v 了解工程地质勘察目的；了解工程地质勘察目的；v 清楚工程地质勘察各阶段内容；清楚工程地质勘察各阶段内容；v 了解工程地质勘察方法；了解工程地质勘察方法；v 能正确阅读与使用工程地质勘察报告。能正确阅读与使用工程地质勘察报告。学习要点学习要点建建 筑筑 场场 地地 ：指建筑物所处的指建筑物所处的有限面积有限面积的土地。的土地。岩土工程勘察：岩土工程勘察：根据建设工程的要求，利用必要的工根据建设工程的要求，利用必要的工程技术措施，查明、分析、评价建设场地的地质、环程技术措施，查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土境特征和岩土工

2、程条件，编制勘察文件的活动。岩土工程勘察是工程建设的前期准备工作，为工程建设制工程勘察是工程建设的前期准备工作，为工程建设制定技术可行、经济合理和有明显综合效益的设计与施定技术可行、经济合理和有明显综合效益的设计与施工方案工方案 。第一节 概 述1地质作用及地质年代地质作用及地质年代 一、工程地质基本知识一、工程地质基本知识地球的演化阶段地球的演化阶段地球的年龄：地球的年龄：4646亿年亿年天文演化阶段：天文演化阶段：46-4046-40亿年，无生命，冥古宙亿年，无生命，冥古宙地质演化阶段：地质演化阶段：4040亿年有岩石记录以来亿年有岩石记录以来地质历史时期：地球形成地质历史时期：地球形成-

3、 -更新世（更新世（4646亿年前亿年前-1-1万年前）万年前）地质作用：地质作用：由自然动力引起地球的物质组成、内部结构、构造和地表形态变化与发展的作用。举例：地震作用地质作用的能量来源地质作用的能量来源1. 来自地球内部的能量（内能）来自地球内部的能量（内能） 地球旋转能、重力能、地热能、结晶能和化学能地球旋转能、重力能、地热能、结晶能和化学能2. 来自地球外部的能量（外能）来自地球外部的能量（外能） 太阳辐射能、日月引力能和生物能太阳辐射能、日月引力能和生物能根据能量来源，可将地质作用分为两种基本的类型根据能量来源，可将地质作用分为两种基本的类型：内动力地质作用内动力地质作用外动力地质作

4、用外动力地质作用 地质作用的分类地质作用的分类内动力地质作用内动力地质作用：由地球内能引起的岩石圈乃至地球物质组成、内部结构和地表形态变化与发展的作用内动力地质作用的类型内动力地质作用的类型：构造运动地震作用岩浆作用变质作用外动力地质作用外动力地质作用：由地球外能引起的地壳表层形态和物质成分变化的作用外动力地质作用的类型外动力地质作用的类型：风化作用剥蚀作用搬运作用沉积作用成岩作用地质作用之间的联系地质作用之间的联系岩浆作用构造运动构造运动地震作用地震作用变质作用变质作用板块俯冲带地表环境地表环境风化、风化、剥蚀作用剥蚀作用搬运作用搬运作用沉积作用沉积作用成岩作用成岩作用地质年代地质年代：地质

5、事件形成的时代和顺序 相对地质时代相对地质时代：地质事件发生的先后顺序 绝对地质时代绝对地质时代：地质事件发生的确切时间（单位 Ma）相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法相对地质时代相对地质时代：地质事件发生的先后顺序相对地质年代的确定方法相对地质年代的确定方法 地层学方法：地层层序律地层学方法：地层层序律 古生物学方法：化石层序律古生物学方法：化石层序律 构造地质学方法：地质体切割律构造地质学方法：地质体切割律绝对地质年代的确定方法绝对地质年代的确定方法 同位素同位素：具有相同质子数和不同中子数的一组核素，在元素周期表中占据同一个位置例：Pb有4个同位素， 204Pb、206Pb、2

6、07Pb和208Pb ，这4个同位素都有82个质子，因而它们都位于元素周期表第6周期第A族，但具有不同的中子数 稳定同位素稳定同位素：原子核稳定，不自发地衰变或衰变期长，原子核的变化不能被察觉或可忽略不计 放射性同位素放射性同位素：原子核不稳定，能以一定方式自发衰变形成其它核素，衰变形成的同位素叫放射成因同位素（1 1）放射性同位素衰变简介）放射性同位素衰变简介常用同位素体系的半衰期常用同位素体系的半衰期放射性同位素衰变实例：原子弹爆炸放射性同位素衰变实例：原子弹爆炸地质年代单位：宙 代 纪 世 宙-冥古宙,太古宙,元古宙和显生宙 显生宙-古生代,中生代和新生代古生代-早古生代,晚古生代 早古

7、生代-寒武纪（）,奥陶纪（O O）,志留纪（S） 晚古生代-泥盆纪（D）,石炭纪（C）,二叠纪（P）中生代-三叠纪（T）,侏罗纪（J）,白垩纪（K）新生代-古近纪（E）,新近纪（N）,第四纪（Q）地质年代的划分地质年代的划分地地质质年年代代表表地质年代的特征及由来地质年代的特征及由来冥古宙：最早岩石和生命出现之前的时期；太古宙：原始生命出现及生物演化的初级阶段；元古宙：早期原始生命，菌藻类；古生代：“古老生物”时代，包括六个纪寒武纪：“寒武”是英国威尔士的古称，在威尔士研究的最早；奥陶纪：“奥陶”英国威尔士的一个古代民族的名称；志留纪：“志留”是英国威尔士边境的一个古代部族的名称；泥盆纪：在英

8、格兰泥盆郡研究最早；石炭纪：地层中富含煤层，创名于英国；二叠纪：最早研究于乌拉尔山，具有明显的二分性；中生代：“中期生物”时代，分为三个纪三叠纪：该地层在德国南部研究最早，地层具明显三分性；侏罗纪：在法国与瑞士的交界的侏罗山研究最早；白垩纪：最早发现于英吉利海峡北岸，产出白色的细粒碳酸钙，拉 丁文称为Creta，意为白垩；新生代：近代生物时代，包括古近纪、新近纪和第四纪第三纪、第四纪的起源于18世纪欧洲地质学家对地层系统的划分2地形和地貌地形和地貌是指地球表面的形态特征，比如高低起伏、是指地球表面的形态特征，比如高低起伏、坡度大小和空间分布等。坡度大小和空间分布等。 地质作用形成了现在地壳表面

9、起伏不平，地质作用形成了现在地壳表面起伏不平，即高山、丘陵、平原、湖泊、盆地和海洋盆地等千差即高山、丘陵、平原、湖泊、盆地和海洋盆地等千差万别、丰富多彩的地球外貌。万别、丰富多彩的地球外貌。二、常见的不良地质作用二、常见的不良地质作用 1岩溶岩溶 岩溶又称喀斯特，岩溶又称喀斯特，它是指可溶性岩层它是指可溶性岩层（如石灰岩、石膏、（如石灰岩、石膏、岩盐等）受水的化学岩盐等）受水的化学和物理作用产生的沟和物理作用产生的沟槽、裂痕和空洞，以槽、裂痕和空洞，以及由于空洞顶板塌落及由于空洞顶板塌落使地表产生陷穴、洼使地表产生陷穴、洼地等特殊的地貌形态地等特殊的地貌形态和水文地质现象的总和水文地质现象的总

10、称。称。 滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移滑坡是斜坡岩土体沿着惯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的地质现象。滑坡的机制是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。抗剪强度所致。2滑坡滑坡3危岩体和崩塌危岩体和崩塌 危岩体是指位于陡崖或陡坡上被岩体结构面切割且稳定性较差的岩石块体。危岩一般存在于高陡边坡及陡崖上，其失稳、运动而形成崩塌，是山丘地区常见的地质灾害类型之一。 危岩体的孕育过程是渐进的，直到失稳发展成崩塌时才具有突发性突发性，潜在危险严重。如位于长江西陵峡西段兵书宝剑峡出口处的链子崖危岩体,是一处典型的危岩体,它与对岸的新滩

11、滑坡隔江对峙,成为扼守长江峡谷的咽喉,历史上曾发生多次大规模的崩滑,造成堵江断航的严重灾害。在紧临江边的链子崖峭壁上,由数十条裂隙切割形成了三个巨大的危岩体,时刻威胁长江航运安全,一旦崩落将造成巨大破坏。为此,国家专门拨款进行了治理加固。4泥石流泥石流 泥石流是指在山区或者其他沟谷深壑，地形险峻的地区，因为暴雨、暴雪或其他自然灾害引发的山体滑坡并携带有大量泥沙以及石块的特殊洪流。泥石流具有突然性突然性以及流速快，流量大，物质容量大和破坏破坏力强力强等特点。甘肃舟曲泥石流甘肃舟曲泥石流5采空区采空区 采空区是由人为挖掘或者天然地质运动在地表下面产生的空洞，采空区的存在使得矿山的安全生产面临很大的

12、安全问题，人员与机械设备都可能掉入采空区内部受到伤害。 2011年2月13清晨6时40分许，鄂州市汀祖镇丁坳村大铜坑矿区忽然发生地表大塌陷，形成了大约5200平方米的大深坑。因矿区停产、工人回家过年未归，故此次塌陷未造成人员伤亡。据专家分析，该塌陷系采空区塌陷。 三、三、地下水地下水 地下水是指贮存于地面以下岩石空隙中的这种状态的水，狭义上是指地下水面以下饱和含水层中的水。分类分类 p包气带水包气带水p潜水潜水p承压水承压水包气带水：包气带水：指地表面与潜水面之间的非饱和带中的地下水潜水：潜水：指地表以下，第一个稳定隔水层以上具有自由水面的地下水承压水：承压水：指的地下水充满于上下两个隔水层之

13、间的承受有静水压力的地下水，且不易受地面污染不易受地面污染如山东济南的承压斜地，地下水通过近20m厚的第四系覆盖层出露地表面成为泉，如趵突泉、珍珠泉等泉群。2地下水的腐蚀性地下水的腐蚀性根据地下水的酸碱程度不同，把地下水分为：强酸性水（强酸性水（PH5）弱酸性水（弱酸性水（PH为为57）中性水（中性水（PH=7）弱碱性水（弱碱性水（PH为为79）强碱性水（强碱性水（PH9）第二节第二节 岩土工程勘察的目的与内容岩土工程勘察的目的与内容q 使用各种手段与方法，取得建筑用地的工程使用各种手段与方法，取得建筑用地的工程地质资料，为工程设计与施工提供可靠和充地质资料，为工程设计与施工提供可靠和充分的依

14、据，提高设计与施工质量。分的依据，提高设计与施工质量。 一、工程地质勘察的目的一、工程地质勘察的目的结构设计结构设计地质勘探地质勘探建筑施工建筑施工二、工程地质勘察阶段与内容 勘察阶段的确定应与建筑设计、施工阶段内容勘察阶段的确定应与建筑设计、施工阶段内容同步，小型工程各阶段可合并进行。同步，小型工程各阶段可合并进行。评价拟建场址的稳定性与适宜性，必要评价拟建场址的稳定性与适宜性，必要 时进行方案评价与比较，对方案的建设时进行方案评价与比较，对方案的建设 可能性作出初步评估。可能性作出初步评估。收集地质、地形地貌、地震、矿产和当地收集地质、地形地貌、地震、矿产和当地 建筑经验等资料。建筑经验等

15、资料。初步查明地层构造、岩石与土的物理力学性初步查明地层构造、岩石与土的物理力学性质，并考虑基础方案；质，并考虑基础方案；初步查明不良地质现象成因与分布影响程度初步查明不良地质现象成因与分布影响程度与发展趋势；与发展趋势；初步查明地下水埋藏类型、补给、水位、侵初步查明地下水埋藏类型、补给、水位、侵蚀性及对工程的影响。蚀性及对工程的影响。评价建筑场地的稳定性，为确定建筑总平面评价建筑场地的稳定性，为确定建筑总平面 布置、地基基础方案确定，防治不良地质现布置、地基基础方案确定，防治不良地质现 象提供资料。象提供资料。搜集地形图（建筑规划）资料，搜集地形图（建筑规划）资料， 建筑设计资料；建筑设计资

16、料；查明不良地质作用类型、成因、查明不良地质作用类型、成因、 分布、影响、发展趋势及分布、影响、发展趋势及 整治方案；整治方案；岩土层分布、性质、变形、承载力；岩土层分布、性质、变形、承载力；查明地下水特性。查明地下水特性。 提供详细的岩土工程资料与评价，为提供详细的岩土工程资料与评价，为 工程方案确定与技术设计提出建议。工程方案确定与技术设计提出建议。重要建筑复杂地基进行施工勘察；重要建筑复杂地基进行施工勘察；基槽开挖后地质条件与原勘察不符；基槽开挖后地质条件与原勘察不符；深基础设计施工中需进行地基观测；深基础设计施工中需进行地基观测；不良地质现象需进一步查明与处理；不良地质现象需进一步查明

17、与处理；施工中出现边坡失稳，需观测处理。施工中出现边坡失稳，需观测处理。解决工程施工中的工程地质问题。解决工程施工中的工程地质问题。槽探与井探槽探与井探了解构造线、破碎带宽度；了解构造线、破碎带宽度；直观岩土特性与分层；直观岩土特性与分层；取原壮土样。取原壮土样。n地质条件复杂地区地质条件复杂地区探井探井12m1.52m34m10m岩土分层面岩土分层面探槽（坑）探槽（坑）钻探钻探 即采用钻探设备进行钻孔勘探以获得地质资料，即采用钻探设备进行钻孔勘探以获得地质资料，应用广泛。应用广泛。确定、划分地层，观测地下水位；确定、划分地层，观测地下水位；进行原位测试，取原壮土样试验；进行原位测试，取原壮土

18、样试验；获取土的物理、力学性质指标。获取土的物理、力学性质指标。螺旋钻：黏土（可取原壮土样）螺旋钻：黏土（可取原壮土样）无岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石无岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石，直观鉴别。岩芯钻：粘、粉、砂土、岩石，直观鉴别。可取原壮土样）可取原壮土样）回转钻探试验回转钻探试验钻孔布置：一般分技术孔和鉴别孔两类。在技术孔中按不同的土层和深度采取原状土样或进行原位测试。触探触探 通过探杆用静力或动力将金属探通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土中，现场原位测试阻力，确头贯入土中，现场原位测试阻力，确定土力学性质指标。定土力学性质指标。(与钻探结合用与钻探结合用)划分地层，

19、了解土层均匀性；划分地层，了解土层均匀性；确定地基土承载力、变形指标。确定地基土承载力、变形指标。单桥头：桩尖阻力单桥头：桩尖阻力双桥头：桩尖桩侧双桥头：桩尖桩侧静力触探试验静力触探试验探头探头电测装置电测装置静力加压装置静力加压装置动力触探试验动力触探试验标准惯入器标准惯入器30cm锤重：锤重：63.5kN落距：落距：760mm重型圆锥重型圆锥轻型：轻型：10、50、30中型：中型：28、80、10重型：重型：63.5、76、10标准：标准：63.5、76、30试验参数试验参数取取 样样 取样进行室内土工试验是确定岩土物理力学性质手段之一。取样进行室内土工试验是确定岩土物理力学性质手段之一。

20、取样的钻探方法和取土设备，将不同程度地影响试样的质量。鉴取样的钻探方法和取土设备，将不同程度地影响试样的质量。鉴于不同试验项目对土样扰动的敏感程度的不同，可以针对不同的于不同试验项目对土样扰动的敏感程度的不同，可以针对不同的试验目的来划分试样的质量等级。试样质量可根据试样被扰动的试验目的来划分试样的质量等级。试样质量可根据试样被扰动的程度分为四个级别。程度分为四个级别。 表表6-3 土试样质量等级土试样质量等级 地球物理勘探地球物理勘探 简称物探，即用地球物理的方法来探测地层岩性、地简称物探，即用地球物理的方法来探测地层岩性、地质构造等地质问题。（物理特性：导电性、磁性、弹性、质构造等地质问题

21、。（物理特性：导电性、磁性、弹性、湿度、密度、天然放射性等）湿度、密度、天然放射性等）钻探前了解隐蔽的地界线、界面钻探前了解隐蔽的地界线、界面或异常点、异常带等以便合理制或异常点、异常带等以便合理制定钻探方案；定钻探方案；用做钻探辅助手段，在钻孔间设用做钻探辅助手段，在钻孔间设物探点，修正和补充钻孔成果。物探点，修正和补充钻孔成果。第四节第四节 工程地质勘察报告工程地质勘察报告一、工程地质勘察报告的编制一、工程地质勘察报告的编制勘察成果表现形式：勘察成果表现形式：勘察报告勘察报告 任务、概况、方法、岩土构造与物理力学性质、任务、概况、方法、岩土构造与物理力学性质、承载力，工程评价与建议。承载力

22、，工程评价与建议。 勘探点平面布置图；地质柱状图、剖面图；原位测勘探点平面布置图；地质柱状图、剖面图；原位测试成果图表；室内试验成果图表；其它必要的综合分析试成果图表；室内试验成果图表；其它必要的综合分析图等（地下水位线、工程计算图等）。图等（地下水位线、工程计算图等）。成果应完整、准确、清晰、有据、合理、针对性。成果应完整、准确、清晰、有据、合理、针对性。二、工程地质勘察报告的阅读与使用二、工程地质勘察报告的阅读与使用工程地质条件与拟建建筑结合考虑，用相对观点评价；工程地质条件与拟建建筑结合考虑，用相对观点评价；利用有利的工程地质条件。利用有利的工程地质条件。v建筑场地稳定性评价建筑场地稳定

23、性评价区域稳定性区域稳定性场地稳定性场地稳定性地基承载力与地基承载力与地基变形问题地基变形问题不良地质现不良地质现象影响程度象影响程度采取措施采取措施工程适宜性工程适宜性v考虑环境效应考虑环境效应v持力层选择持力层选择地质条件地质条件持力层持力层上部承载力大、浅埋，上部承载力大、浅埋，亦可做地基加固处理。亦可做地基加固处理。造价造价安全安全施工施工基础形式基础形式? 事先预测建筑物施工与使用过程中可能出现的岩土事先预测建筑物施工与使用过程中可能出现的岩土工程问题与环境问题，提出相应的预防与整治措施。工程问题与环境问题，提出相应的预防与整治措施。 P135实例浅埋浅埋?深埋深埋?第五节第五节 基

24、槽检验与地基局部处理基槽检验与地基局部处理 验槽是工程地质勘探工作的最后一个环节，基槽验槽是工程地质勘探工作的最后一个环节，基槽挖至设计标高后，应会同甲方、施工、监理、勘察、挖至设计标高后，应会同甲方、施工、监理、勘察、设计等五部门进行验槽，方可继续施工。设计等五部门进行验槽，方可继续施工。验槽目的：验槽目的：检验勘察成果与结论建议是否正确；检验勘察成果与结论建议是否正确；掌握一手资料，对异常情况提出处理意见；掌握一手资料，对异常情况提出处理意见；解决报告中遗留问题，进一步勘察、设计。解决报告中遗留问题，进一步勘察、设计。 一、基槽检验（验槽）一、基槽检验（验槽）验槽方法与内容：验槽方法与内容：基底是否挖至设计要求土层；基底是否挖至设计要求土层；持力层土质与勘察报告是否相同；持力层土质与勘察报告是否相同；发现是否有不良地质现象（古井、坟穴、河道等）。发现是否有不良地质现象（古井、坟穴、河道等）。要求：要求：开挖后及时验槽，防止基槽扰动与破坏。开挖后及时验槽，防止基槽扰动与破坏。 将一定长度钢钎打入槽底土层中，依每打入