2岩土工程勘察实用教案

1、 建筑场地：指建筑物所处的有限面积建筑场地：指建筑物所处的有限面积(min j)(min j)的土地。的土地。 建筑场地勘察：是宏观的概念建筑场地勘察：是宏观的概念, ,建筑场地勘查应广泛研究整个工程在建设施工和使用期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。间，场地内可能发生的各种岩、土体的失稳、自然地质及工程地质灾害等问题。2.1 2.1 概概 述述第1页/共52页第一页，共53页。建筑工程重要性等级建筑工程重要性等级根据工程破坏根据工程破坏(phui)后果的严重后果的严重性划分为三个等级：性划分为三个等级：一级：

2、针对重要工程，破坏一级：针对重要工程，破坏(phui)后果很严重；后果很严重；二级：针对一般工程，破坏二级：针对一般工程，破坏(phui)后果严重；后果严重；三级：针对次要工程，破坏三级：针对次要工程，破坏(phui)后果不严重。后果不严重。第2页/共52页第二页，共53页。建筑场地等级建筑场地等级根据场地复杂程度划分为三个等级：根据场地复杂程度划分为三个等级：一级：复杂场地。主要包括：抗震一级：复杂场地。主要包括：抗震危险地段；不良地质现象强烈发育；危险地段；不良地质现象强烈发育；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地形地貌复杂；多层地下水、岩溶、地形地貌复杂；多

3、层地下水、岩溶、裂隙等。裂隙等。二级：中等复杂场地。抗震不利地二级：中等复杂场地。抗震不利地段；不良地质现象一般发育；地质段；不良地质现象一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；基础位于地下水位形地貌较复杂；基础位于地下水位以下。以下。三级：简单三级：简单(jindn)场地。地震场地。地震设防烈度等于或小于设防烈度等于或小于6度，或对建度，或对建筑抗震有利地段；不良地质作用不筑抗震有利地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单形地貌简单(jindn)；地下水对；地下水对工程无影响。工程无影响。第3页

4、/共52页第三页，共53页。建筑地基等级建筑地基等级根据地基的复杂程度分为三个等级：根据地基的复杂程度分为三个等级：一级：复杂地基。主要包括：岩土种一级：复杂地基。主要包括：岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土等。污染的特殊性岩土等。二级：中等复杂地基。主要包括：岩二级：中等复杂地基。主要包括：岩土种类较多，不均匀，性质变化较土种类较多，不均匀，性质变化较大；除一级地基规定外的特殊性岩大；除一级地基规定外的特殊性岩土。土。三级：简单三级：简单(jindn)地基。岩土种地基。岩土种类单一

5、，均匀，性质变化不大；无类单一，均匀，性质变化不大；无特殊性岩土。特殊性岩土。第4页/共52页第四页，共53页。岩土工程勘察岩土工程勘察(knch)等级等级 根据根据(gnj)工程重要性等级工程重要性等级场地复杂程度等级场地复杂程度等级地基复杂程度等级地基复杂程度等级甲级：上述三项中，有一项或多项为一甲级：上述三项中，有一项或多项为一级；级；乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；勘察项目；丙级：上述三项均为三级的项目。丙级：上述三项均为三级的项目。第5页/共52页第五页，共53页。工程地质勘察工程地质勘察(knch)的准备工作的准备工作 （1）收集资料）

6、收集资料 建筑场地地形图；建筑场地地形图； 建筑规划平面图与建筑物层数；建筑规划平面图与建筑物层数； 隐蔽工程及管线的位置隐蔽工程及管线的位置(wi zhi)及走向等。及走向等。第6页/共52页第六页，共53页。（2）编制岩土工程勘察纲要）编制岩土工程勘察纲要 勘探孔的深度：建筑物荷载勘探孔的深度：建筑物荷载(hzi)作用下，地基受压层的深度。控制性孔作用下，地基受压层的深度。控制性孔深度应大于地基受压层深度，以查明是否存在软弱下卧层；探查性孔可浅于受深度应大于地基受压层深度，以查明是否存在软弱下卧层；探查性孔可浅于受压层。压层。 受压层深度估算：受压层深度估算： 独立基础：独立基础：zn=1

7、.52.0b； 矩形基础：矩形基础：zn=2.03.0b； 条形基础：条形基础：zn=3.03.5b第7页/共52页第七页，共53页。勘探孔布置 1 1）勘探点按建筑物周边布置，角点和中心点应有勘探点； 2 2）勘探点的布置应满足纵横方向(fngxing)(fngxing)对地层结构和均匀性的评价要求，其间距宜取15-35m15-35m； 3 3）单幢高层建筑勘探点不应少于4 4个，控制性勘探孔不宜少于3 3个。第8页/共52页第八页，共53页。（3）检查机具，落实人员）检查机具，落实人员(rnyun)（4）现场踏勘定位）现场踏勘定位第9页/共52页第九页，共53页。一、工程地质勘察一、工程地

8、质勘察(knch)的目的的目的 工程地基勘察的目的：在于使用各种勘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，为设计筑场地和地基的工程地质条件，为设计(shj)和施工提供所需的工程地质材料。和施工提供所需的工程地质材料。第10页/共52页第十页，共53页。二、各阶段勘察的内容可行性研究勘察（规划性勘察、选址勘察）初步勘察详细勘察施工勘察第11页/共52页第十一页，共53页。可行性研究勘察（选址勘察）可行性研究勘察（选址勘察）（1）目的：对拟选场地的稳定性和适）目的：对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价；

9、宜性作出工程地质评价；（2）主要任务：）主要任务： 1)搜集区域地质、地形地貌、地震、搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验；地的建筑经验；2)通过现场踏勘，了解场地的地层分通过现场踏勘，了解场地的地层分布、构造、成因与年代和岩土性质、布、构造、成因与年代和岩土性质、不良地质现象及地下水的水位不良地质现象及地下水的水位(shuwi)、水质情况。、水质情况。3)对各方面条件较好且倾向于选取的对各方面条件较好且倾向于选取的场地，如已有资料不充分，需进行必场地，如已有资料不充分，需进行必要的工程地质测绘及勘探工作。要的工程地质测绘及

10、勘探工作。第12页/共52页第十二页，共53页。不宜选为场址的场地： (1) (1)不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地区，如泥石流河谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸边冲刷、地下潜蚀等地。 (2) (2)地基土性质严重不良的场地，如级自重湿陷性场地、胀缩性强烈的I I级膨胀土地基、软硬突变的场地。 (3) (3)对建筑物抗震危险的地段，即地层时可能发生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及发展断裂带上可能发生地表错位的部位。 (4) (4)洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响的地段，如位于洪水淹没区。 (5) (5)地下有尚未开采的有价值(jizh)(jizh)矿藏或末稳定的地下采空区。

11、第13页/共52页第十三页，共53页。初步勘查初步勘查（1）目的）目的1）对场地内各建筑地段的稳定性作出）对场地内各建筑地段的稳定性作出岩土工程评价；岩土工程评价；2) 为确定建筑物总体平面布置提供依为确定建筑物总体平面布置提供依据据(yj)；3）为确定主要建筑物的地基基础方案）为确定主要建筑物的地基基础方案提供资料；提供资料；4) 对不良地质现象的防治，提供资料对不良地质现象的防治，提供资料和建议。和建议。第14页/共52页第十四页，共53页。（2 2）主要任务1)1)搜集与分析可行性研究阶段岩土工程勘察报告；2)2)通过现场勘探与测试，初步查明地层分布、构造、岩土物理力学性质、地下水埋藏条

12、件及冻结深度；3)3)通过工程地质测绘和调查，查明场地不良地质现象的成因、分布、对场地稳定性的影响及其发展趋势；4)4)对抗震设防烈度大于或等于7 7度的场地，应判定场地和地基的地震效应。5 5）初步制定(zhdng)(zhdng)水和土对建筑材料的腐蚀性；6 6）对高层建筑可能采取的地基基础类型、基坑开挖和支护、工程降水方案进行初步分析。第15页/共52页第十五页，共53页。详细勘察详细勘察（1）目的）目的(md)1)按不同建筑物或建筑群，提出详细按不同建筑物或建筑群，提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数。技术参数。2)对建筑地基作出岩土上程分析评价，

13、对建筑地基作出岩土上程分析评价，例如，建筑地基良好，可以采用天例如，建筑地基良好，可以采用天然地基；若地基软弱，需要加固处然地基；若地基软弱，需要加固处理。理。3)对基础设计方案作出论证及建议，对基础设计方案作出论证及建议，例如，地基良好，可以建议浅基础；例如，地基良好，可以建议浅基础；上部荷载大，地基浅层土不良，深上部荷载大，地基浅层土不良，深层土坚实，可建议采用桩基础。层土坚实，可建议采用桩基础。4)对地基处理方案作出论证和建议。对地基处理方案作出论证和建议。5)对不良地质现象的防治作出论证和对不良地质现象的防治作出论证和建议。建议。第16页/共52页第十六页，共53页。（2 2）任务1)

14、1)取得附有坐标(zubio)(zubio)及地形的建筑物总平面布置图，各建筑物的地面整平标高，建筑物的性质、规模、结构特点，可能采取的基础型式、尺寸、预计埋置深度，对地基基础设计的特殊要求等。2)2)查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议。3)3)查明建筑物范围各层岩土的类别结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性和承载力。第17页/共52页第十七页，共53页。4)4)对需进行沉降计算的一级建筑和部分二级建筑，应取原状土进行固结试验。预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜。5)5)对抗震设防烈度大于或等于6 6度的

15、场地，应划分场地土类型和场地类别；对抗震设防烈度大于或等于7 7度的场地，尚应分析预测地震效应，判定饱和砂土与粉土的地震液化，并应计算液化指数，判定液化等级。6)6)查明地下水的埋藏(micng)(micng)条件和侵蚀性。必要时还应查明地层的渗透性、水位变化幅度规律。第18页/共52页第十八页，共53页。7)7)对深基坑开挖尚应提供稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数。8)8)若可能采用桩基则需提供桩基设计所需的岩土技术参数，并确定单桩承载力，提出桩的类型、长度和施工方法等建议。9)9)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用(shyng)(shyng)期间可能产生的变化，及其对工程的影响，提出

16、防治措施及建议。第19页/共52页第十九页，共53页。施工勘察施工勘察1）对高层或多层建筑，均需进行）对高层或多层建筑，均需进行施工验槽。发现异常问题需进行施工验槽。发现异常问题需进行施工勘察；施工勘察；2）在基坑开挖后遇局部古井、水）在基坑开挖后遇局部古井、水沟、坟墓等软弱部位，要求换土沟、坟墓等软弱部位，要求换土处理时，需进行换土压实后干密处理时，需进行换土压实后干密度测试质量检验。度测试质量检验。3）深基础的设计与施工，需进行）深基础的设计与施工，需进行有关监测工作。例如，沉井施工有关监测工作。例如，沉井施工开挖沉井底端刃脚下土体后仍不开挖沉井底端刃脚下土体后仍不下沉下沉(xi chn)

17、，则带检验沉井，则带检验沉井侧壁与土之间的摩擦系数；若沉侧壁与土之间的摩擦系数；若沉井施工发生突然下沉井施工发生突然下沉(xi chn)或倾斜，则需勘察地基土层的均或倾斜，则需勘察地基土层的均匀性，并监测沉井均匀下沉匀性，并监测沉井均匀下沉(xi chn)以及下沉以及下沉(xi chn)至设至设计标高后，检验井底土质。计标高后，检验井底土质。第20页/共52页第二十页，共53页。4 4）当软弱地基处理时，需进行施工设计和检验工作。例如，采用强夯加固地基，需进行夯前与夯后实测地基土的物理力学性质指标(zhbio)(zhbio)，进行对比，证明加固的效果。5 5）若地基中存在岩溶或土洞，需进一步查

18、明分布范围及处理。6 6）施工中出现基槽边坡失稳滑动，则需进行勘测与处理。第21页/共52页第二十一页，共53页。岩土工程勘察岩土工程勘察(knch)(knch)方法方法 勘探(kntn)工作 坑探 钻探 触探第22页/共52页第二十二页，共53页。坑探 当需要了解直接了解地表下岩土层的情况下，可采用坑探。坑探就是用人工或机械挖掘探井、探槽、竖井、平洞或大口径钻孔，以便直接观察岩土层的天然状态以及各土层之间的接触关系，并能取出接近实际状态的原状岩土样，还可以利用坑槽作岩土体原位试验。此法具有其他勘察手段无法取代的作用，缺点是探察的深度较浅，对于(duy)地下水位以下深度的勘探也比较困难。第23

19、页/共52页第二十三页，共53页。坑探第24页/共52页第二十四页，共53页。钻探(zuntn)第25页/共52页第二十五页，共53页。钻探 钻探是指用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小并具有相当深度的圆形孔，称为钻孔。钻孔的上面口径较大，越往下越小，呈阶梯状。钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途(yngt)和钻探地点的地质条件。钻孔直径一般为75-150mm，在一些大型建筑物工程地质钻探时，孔径往往大于150mm，有时可达到500mm。一般建筑工程地质钻探深度在10m以内。第26页/共52页第二十六页，共53页。钻探过程包括三个基本程序：1 1）破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离

20、整体而成为粉末、岩土块或岩土芯。2 2）采取岩土芯或排除破碎岩土：用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具靠人力或机械将孔底的碎屑或样芯取出于地面。3 3）加固孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必须(bx)(bx)保护好孔壁，不使其坍塌，一般采用套管或泥浆来护壁。第27页/共52页第二十七页，共53页。取样 钻探的主要任务之一就是在岩土层中采取岩芯或原状土样。在采取试样的过程中应该保持试样的天然结构。如果试样的天然结构已遭到破坏，或水分蒸发而发生体缩，则此试样就受到扰动，称为“扰动样”。 用于岩土试验(shyn)(shyn)的试样必须是保留天然结构和天然含水量的原状试样。第28页/共

21、52页第二十八页，共53页。 岩土工程勘查规范（GB50021-2001GB50021-2001）对土试样的扰动程度分为(fn wi)(fn wi)四个质量等级：土试样的质量等级级别 扰动程度 试验内容 不扰动 含水量、密度、强度试验、固结试验 轻微扰动 土类定名、含水量、密度 显著扰动 土类定名、含水量 完全扰动 土类定名第29页/共52页第二十九页，共53页。 在钻孔取样(qyng)时，采用薄壁取土器所采得土试样为；对于采用中厚壁取土器所采得的试样定为级；对于采用标准贯入器、螺纹钻头或岩芯钻头所采得的粘性土、粉土、砂土和软岩的试样定为级。第30页/共52页第三十页，共53页。 土样的扰动产

22、生于取样之前钻进过程中钻头、钻杆对土层的扰动，取样过程中取样器对土样的扰动，以及取样后对土样的移动、运输过程中对土样的振动破坏或密封不严导致含水量损失以及试样制备(zhbi)(zhbi)的全过程对土样的扰动。土样的扰动及其对试验的影响主要有以下几个方面：1 1）应力状态的改变2 2）结构扰动3 3）化学成分的改变4 4）土的组成成分的混杂第31页/共52页第三十一页，共53页。工程物探 地球物理勘探简称(jinchng)(jinchng)物探，是以研究地下物理场（如电场、磁场、重力场）为基础的勘探方法，其目的是通过观测、分析和研究地质体的物理场，结合有关地质资料，判断地层的分布与变化规律，查明

23、地质构造、地下埋藏物及地下水分布规律等问题。第32页/共52页第三十二页，共53页。1 1）地质雷达探测 简称GPRGPR法，属于电磁法勘探，是一种(y zhn)(y zhn)用于确定地下介质分布的广谱电磁波技术。可用于岩基探测、第四纪土层划分、滑坡预测、堤坝隐患探测、溶洞和裂隙探测、污染区划界、管道漏水及漏气探测等。 该法的探测范围小于50m50m，一般为30m30m。第33页/共52页第三十三页，共53页。2 2）高密度电阻率法 该法属于电法勘探的一种，探测数据经软件处理后可以形成地层的剖面图。可以探察矿体的分布范围、规模、产量、查明基岩的起伏形状、进行滑坡预测、河堤防漏、水库堤址防漏、岩

24、溶溶蚀对建筑物基础的评估(pn )(pn )等。 本法成本低、效率高、信息丰富、解释方便。第34页/共52页第三十四页，共53页。3 3）红外探测技术 通过红外线探测前方一定范围内红外辐射场的变化。该法测量(cling)(cling)速度快，基本上不占用生产时间；资料分析快，测量(cling)(cling)完毕后即可得出初步结论。但对水量、水压等重要参数无法预测。第35页/共52页第三十五页，共53页。触探（1）静力触探第36页/共52页第三十六页，共53页。(2) 圆锥(yunzhu)动力触探第37页/共52页第三十七页，共53页。（3）标准(biozhn)贯入试验第38页/共52页第三十八

25、页，共53页。6.2 工程地质勘察(knch)报告 工程地质勘察报的编制 勘察报告的阅读及使用(shyng) 工程勘察报告示例第39页/共52页第三十九页，共53页。一、工程地质勘察一、工程地质勘察(knch)报告的编制报告的编制 工程地质勘察报告：地质勘察的最终成果是以报告书的形式提出工程地质勘察报告：地质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，将取得的野外工作和室内试验的纪录和数的。勘察工作结束后，将取得的野外工作和室内试验的纪录和数据以及搜集到的各种直接和间接资料进行分析整理、检查校对、据以及搜集到的各种直接和间接资料进行分析整理、检查校对、归纳总结后，做出建筑场地的工程地

26、质评价。这些内容，最后要归纳总结后，做出建筑场地的工程地质评价。这些内容，最后要简要明确的文字和图表编成报告书。简要明确的文字和图表编成报告书。 岩土勘察报告的要求：资料完整、真实准确、数据无误、图表清岩土勘察报告的要求：资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰晰(qngx)(qngx)、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，、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。第40页/共52页第四十页，共53页。岩土勘察岩土勘察(knch)报告的内容：报告的内容： 1 1、勘察目的、任务要求和依据的技术标准

27、；、勘察目的、任务要求和依据的技术标准； 2 2、拟建工程概况；、拟建工程概况； 3 3、勘察方法和勘察工作布置；、勘察方法和勘察工作布置； 4 4、场地地形、地貌、地层、地质、场地地形、地貌、地层、地质(dzh)(dzh)构造、岩土性质及其均构造、岩土性质及其均匀性；匀性； 5 5、各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载、各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载 力的建议值；力的建议值； 6 6、地下水埋藏情况、类型水位及其变化；、地下水埋藏情况、类型水位及其变化； 7 7、土和水对建筑材料的腐蚀性；、土和水对建筑材料的腐蚀性； 8 8、可能影响工程稳定的不良地质、

28、可能影响工程稳定的不良地质(dzh)(dzh)作用的描述和对工程危作用的描述和对工程危害的害的 评价；评价； 9 9、场地稳定性和适宜性评价。、场地稳定性和适宜性评价。岩土工程勘察报告(bogo)应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证， 提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的岩土问题进行预测，提出监控和 预防措施的建议。第41页/共52页第四十一页，共53页。成果报告成果报告(bogo)应附下应附下列图件：列图件： 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

29、果图表； 5 5、室内、室内(sh ni)(sh ni)试验成果图表；试验成果图表； 6 6 、当需要时附加图表。、当需要时附加图表。第42页/共52页第四十二页，共53页。二、勘察报告的阅读二、勘察报告的阅读(yud)与使用与使用 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(pngji) (pngji) 2 2、持力层的选择、持力层的选择 3 3、考虑环境效应、考虑环境效应第43页/共52页第四十三页，共53页。工程事故原因综述工程事故原因综述(zngsh) 对场地工程地质情况缺乏全面、对场地工程地质情况缺乏全面、正确地了解许多地

30、基与基础工程事正确地了解许多地基与基础工程事故源于对建筑场地工程地质情况缺故源于对建筑场地工程地质情况缺乏全面、正确了解。没有正确了解乏全面、正确了解。没有正确了解建筑场地土层分布、各土层物理力建筑场地土层分布、各土层物理力学性质，就会错误估计地基承载力学性质，就会错误估计地基承载力和地基变形特性导致发生地基与和地基变形特性导致发生地基与基础工程事故。基础工程事故。 造成设计人员对建筑场地工程造成设计人员对建筑场地工程地质和水文地质情况缺乏全面、正地质和水文地质情况缺乏全面、正确了解主要有下述情况。确了解主要有下述情况。第44页/共52页第四十四页，共53页。 (1)工程勘察工作不符合要求 没

31、有按照规定要求进行工程勘察工作，如勘察布孔间距偏大、钻孔取土深度太浅，造成勘察取土不能全面反映建筑场地地基土层实际情况。 也有少数情况属于上程勘察上作质量事故造成。在取土、试样运输和土工试验过程中发生质量事故，致使(zhsh)提供的工程地质勘察报告不能反映实际情况。如提供的土的强度指标和变形模量与实际情况差距很大，不能反映实际性状。第45页/共52页第四十五页，共53页。 (2)建筑场地工程地质和水文地质情况非常复杂 某些工程地质变化很大，虽然(surn)己按规范有关规定布孔进行勘察，但还不能全面反映地基土层变化情况。如地基中存在尚未发现的暗洪、古河道、古墓、古并等。这种情况导致地基勺基础工程事故，为数也不少。 (3)没有按规定进行工程勘察工作 没有按规定进行工程勘察工作造成工程事故虽然(surn)很少 建设程序开展工程建设工作。第46页/共52页第四十六页，共53页。西安地铁事故处理责任人 施工不当(b dn)是主因 致两人死亡的地铁一号线坍塌事故原因查明：基坑开挖支护不到位、现场安全防护措施不足、相关人员职责履行不力、较差自然地质和连续降雨 西安地铁一号线洒金桥站“82”事故，是一起基坑开挖支护不到位、现场安全防护措施不足、相关人员职责