岩土工程勘察基本知识

1、第二篇岩土工程勘察第 7 章 岩土工程勘察基本知识7.1岩土工程勘察的基本任务岩土工程 是土木工程中 涉及岩石、土的利用、处理或改良的科学技术。它是以土力学、岩体力学、工程地质学、基础工程学、弹塑性力学和结构力学等为基础理论， 并将其直接应用于解决和处理各项土木工程中土或岩石的调查研究、利用、整治或改造的一门技术科学，是土木工程的一个分支。根据我国近二十年来推行岩土工程体制的实践总结， 岩土工程包括岩土工程勘察、 岩土工程设计、 岩土工程治理、 岩土工程检验和监测、岩土工程监理 等，涉及工程建设的全过程。岩土工程勘察 是指根据建设工程的要求， 查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程

2、条件，编制勘察文件的活动。.7.2岩土工程勘察的基本程序岩土工程勘察的基本程序（即主要工作环节）可分为编制勘察纲要、工程地质测绘和调查、勘探和取样、岩土测试、岩土工程分析评价和成果报告的编制等。.7.3岩土工程勘察的分级一个岩土工程勘察项目可根据其工程的重要性、场地的复杂程度和地基的复杂程度等三方面因素进行岩土工程勘察等级的划分。岩土工程勘察等级反映该勘察项目的重要性和复杂性，因而是勘察工程管理、确定勘察工作量和技术要求的重要依据。根据国家标准岩土工程勘察规范（GB500212001），岩土工程勘察等级的划分步骤是先将工程重要性等级、 场地等级和地基等级各分为三级，然后根据三者的不同组合确定岩

3、土工程勘察等级。岩土工程勘察等级分为三级，具体分级方法和步骤如下。1）工程重要性等级划分根据工程的规模和特征以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响正常使用的后果，可分为三个工程重要性等级：一级工程：重要工程，后果很严重；二级工程：一般工程，后果严重；三级工程：次要工程，后果不严重。对于工程重要性， 由于涉及各个行业， 涉及房屋建筑、地下洞室、线路、电厂及其他工业建筑、废弃物处理工程等，很难做出具体划分标准，上述划分标准仅是比较原则的规定。 以住宅和一般公用建筑为例，30 层以上的可定为一级， 730 层的可定为二级， 6 层及 6 层以下的可定为三级。 应注意这一工程重要性划分标准与国家标准

4、建筑地基基础设计规范 (GB500072002) 中地基基础设计等级的划分略有差别。.2）场地等级划分根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级。1）符合下列条件之一者为一级场地 ( 复杂场地 ) ：对建筑抗震危险的地段；不良地质作用强烈发育；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地形地貌复杂；有影响工程的多层地下水、 岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。2）符合下列条件之一者为二级场地 ( 中等复杂场地 ) ：对建筑抗震不利的地段；不良地质作用一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；基础位于地下水位以下的场地。3）符合下列条件者为三级场地 ( 简单场地 )

5、：抗震设防烈度等于或小于 6 度，或对建筑抗震有利的地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单；地下水对工程无影响。根据国家标准建筑抗震设计规范 (GB500112001) 的规定，.对建筑抗震有利的地段是指稳定基岩 , 坚硬土 , 开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等；对建筑抗震不利的地段是指软弱土 , 液化土 , 条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘 , 非岩质的陡坡 , 河岸和边坡的边缘 , 平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层 ( 如故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基 ) 等；对建筑抗震危险的地段是指地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震

6、断裂带上可能发生地表位错的部位。不良地质作用强烈发育，是指泥石流沟谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸边冲刷、 地下水强烈潜蚀等极不稳定的场地，这些不良地质作用直接威胁着工程安全； 不良地质作用一般发育是指虽有上述不良地质作用，但并不十分强烈，对工程安全的影响不严重。地质环境是指人为因素和自然因素引起的地下采空、地面沉降、地裂缝、化学污染、水位上升等。地质环境受到强烈破坏是指对工程的安全已构成直接威胁，如浅层采空、地面沉降盆地的边缘地带、横跨地裂缝、因蓄水而沼泽化等； 地质环境受到一般破坏是指已有或将有上述现象，但不强烈，对工程安全的影响不严重。场地等级划分时应从一级开始，向二级、三级推定，以最先满

7、足的为准，以下确定地基等级时也是如此。3）地基等级划分根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级。（ 1）符合下列条件之一者为一级地基( 复杂地基 ) ：.岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。2）符合下列条件之一者为二级地基 ( 中等复杂地基 ) ：岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；除严重湿陷、膨胀、盐渍、污染等特殊性岩土外，其他的特殊性岩土。3）符合下列条件者为三级地基 ( 简单地基 ) ：岩土种类单一，均匀，性质变化不大；无特殊性岩土。严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土是指自重湿陷性土、三级

8、非自重湿陷性土、 三级膨胀性土等。多年冻土由于勘察经验不多，应列为一级地基。同一场地上存在多种强烈程度不同的特殊性岩土，也应列为一级地基。4）岩土工程勘察等级划分根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，将岩土工程勘察等级分为三级， 即甲级、乙级和丙级。划分标准如下：1）甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；2）乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目；3）丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。.对于岩质地基，勘察等级的划分另作规定。由于场地地质条件的复杂程度是岩质地基的控制因素，对于建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂

9、程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。.7.4勘察阶段工程建设的不同阶段， 对岩土工程勘察的详尽程度和岩土工程评价的内容有着不同的要求。 划分勘察阶段是为了明确对应于工程建设不同阶段的勘察目的和任务。根据工程建设周期中不同阶段的划分。相应的勘察阶段通常可分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。1）可行性研究勘察 的目的是为可行性研究及场址选择提供依据，其主要任务是对一个或若干个拟建场地的稳定性和适宜性作出评价。2）初步勘察 的目的是为初步设计或扩大初步设计提供依据，对于房屋建筑，其主要任务是对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定建筑总平面布置、 主要建筑

10、物地基基础方案及对不良地质作用的防治方案等提供必要的资料。3）详细勘察 的目的是为施工图设计和施工提供依据，对于房屋建筑，其主要任务是对建筑地基作出评价，为地基基础设计、地基处理、不良地质作用的防治、施工方法的选择等提供必要的资料。4）施工勘察 是施工期间因设计、施工需要而进行的勘察。勘察工作宜分阶段进行， 这是根据我国工程建设的实际情况和数十年勘察工作的经验提出的， 勘察规范中对于各个勘察阶段的勘察工作量、勘察技术要求及勘察成果均有明确的规定。但是，由于不同行业工程的规模和对勘察要求各不相同， 场地和地基的复杂程度差别很大，地区工程经验的成熟程度也不一致， 要求每个工程都分阶段勘察，是不实际

11、也是不必要的。.大型工程项目应严格分阶段进行勘察。场地较小、条件简单且无特殊要求的小型工程可合并勘察阶段。详细勘察是施工图设计前必须进行的主要勘察阶段。施工勘察一般仅当必要时进行。.7.5岩土工程评价准则极限状态法1）第一类极限状态破坏极限状态2）第二类极限状态功能极限状态定性和定量评价定性评价定量评价定值法准则和概率法准则定值法准则概率法准则.7.6岩土工程勘察的主要工作环节岩土工程勘察主要工作环节可分为编制勘察纲要、工程地质测绘和调查、勘探和取样、岩土测试、岩土工程分析评价和成果报告的编制等。1）编制勘察纲要勘察纲要是具体勘察工作实施前由勘察单位编制的书面文件， 是开展勘察工作的指导书和计

12、划书 。勘察纲要是指导勘察工作的书面文件， 勘察纲要的核心内容是勘察方案，即勘察工作的布置及其技术要求 。勘察工作的布置是勘察能否满足工程设计、施工要求的基础和前提。在勘察开始以前，由建设单位会同设计单位提出勘察任务委托书，其中应说明工程概况、设计阶段、对勘察的技术要求等，并提供勘察工作所必需的各种图表资料， 如场地地形图、 建筑物总平面布置图及建筑物结构类型和荷载情况表等。 勘察单位即以此为依据 , 并搜集场地范围邻近巳有的地质、地震、水文、气象以及当地的建筑经验等资料，由该勘察项目的工程负责人编写勘察纲要，经审核批准后，进行勘察工作。勘察纲要的内容取决于设计阶段 、工程重要性和场地的地质条

13、件等，其基本内容包括以下几个方面 ：1）工程名称、工程地点及工程概况；2）建设单位和设计单位；.3）勘察等级、勘察阶段及勘察目的；4）对已有岩土工程资料和经验的分析；5）勘察应执行的规范、规程和标准；6）勘察工作布置，包括勘察方法、工作量及技术要求；7）资料整理及勘察报告编写的内容要求；8）勘察工作进行中可能遇到的问题及措施；9）附件，包括勘探试验点平面布置图及其勘察技术要求表、勘察工作进度计划表等。2）工程地质测绘和调查工程地质测绘是指采用搜集资料、 调查访问、地质测量、遥感解译等方法，查明场地的工程地质要素，并绘制相应的工程地质图件。广义的工程地质测绘包括调查访问 和遥感解译 等工作，狭义

14、的工程地质测绘主要指野外地质测量工作。工程地质调查泛指搜集资料、调查访问、现场踏勘等各项工作。遥感解译 是指航空照片、卫星照片及热红外等遥感影像资料的解译。利用遥感技术，可在很大程度上减少野外工程地质测绘的工作量。但利用遥感影像资料解译进行工程地质测绘时， 对于解译成果需到野外实地进行现场检验，并对室内解译难以获得的资料进行野外补充。工程地质测绘 是以标准的地形图或地质图作为底图， 运用地质学的理论和方法， 通过野外现场观察、 量测和描绘与工程建设相关的各种地质要素和岩土工程资料， 为初步评价场地的工程地质条件和场地的稳定性、工程地质分区、后期勘察工作的合理布置等提供依据。.工程地质测绘和调查

15、 偏重于查明出露地表 的工程地质要素及通过调查访问来搜集资料。一般在可行性研究勘察阶段或初步勘察阶段 ，对地貌、地质条件较复杂的场地 应进行工程地质测绘和调查。为了查明场地及其附近的地貌、 地质条件，对场地的稳定性和适宜性做出评价， 工程地质测绘和调查具有很重要的意义。 在可行性研究阶段搜集资料时，宜包括航空相片、卫星相片的解译结果。在详细勘察阶段可对某些专门地质问题 ( 如滑坡、断裂等 ) 作必要的补充调查。岩石出露或地貌、地质条件较复杂的场地应进行工程地质测绘。对地质条件简单的场地，可用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘和调查的内容工程地质测绘和调查的内容应与岩土工程紧密结合，应着重针对岩

16、土工程的实际问题。工程地质测绘和调查宜包括下列内容：1）查明地形、地貌特征及其与地层、构造、不良地质作用的关系，划分地貌单元；2）查明岩土的年代、成因、性质、厚度和分布；对岩层应鉴定其风化程度，对土层应区分新近沉积土、各种特殊性土；3）查明岩体结构类型，各类结构面( 尤其是软弱结构面 ) 的产状.和性质，岩、土接触面和软弱夹层的特性等，新构造活动的形迹及其与地震活动的关系；4）查明地下水的类型、补给来源、排泄条件，井泉位置，含水层的岩性特征、埋藏深度、 水位变化、污染情况及其与地表水体的关系；5）搜集气象、水文、植被、土的标准冻结深度等资料；调查最高洪水位及其发生时间、淹没范围；6）查明岩溶、

17、土洞、滑坡、崩塌、泥石流、冲沟、地面沉降、断裂、地震震害、地裂缝、岸边冲刷等不良地质作用的形成、分布、形态、规模、发育程度及其对工程建设的影响；7）调查人类活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水和水库诱发地震等；8）建筑物的变形和工程经验。工程地质测绘和调查的技术要求1工程地质测绘和调查的范围工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。2测绘的比例尺和精度1）测绘的比例尺：可行性研究勘察可选用1:5000 1:50000 ，初步勘察可选用1:2000 1:10000，详细勘察可选用1:500 1:2000 。条件复杂时，比例尺可适当放大。对工程有重要影响的地质

18、单元体( 滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等) ，可采用扩大比例尺表示。2）测绘的精度：地质界线和地质观测点的测绘精度，在图上不.应低于 3mm。上述比例尺是指测绘成果图的比例尺。为了达到精度要求， 通常要求野外测绘填图的底图所采用的比例尺比成果图的比例尺大一级。如进行 1:10000 比例尺测绘时，可采用1:5000 的地形图作为外业填图底图，外业填图完成后再缩成1:10000 成果图，以提高测绘的精度。3地质观测点的布置、密度和定位要求1）在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层位和每个地质单元体应有地质观测点；2）地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定，并应

19、具代表性；3）地质观测点应充分利用天然和已有的人工露头，当露头少时，应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽；4）地质观测点的定位应根据精度要求选用适当方法；地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头和不良地质作用等特殊地质观测点，宜用仪器定位。地质观测点的布置是否合理，是否具有代表性， 对于成图的质量至关重要。地质观测点宜布置在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、不整合面和不同地貌单元、 微地貌单元的分界线和不良地质作用分布的地段。同时，地质观测点应充分利用天然和已有的人工露头，例如采石场、路堑、井、泉等。当天然露头不足时，应根据场地的具体情况布置一定数量的勘探工作。条件适宜时，

20、还可配合进行物探工作，探测地层、岩性、构造、不良地质作用等问题。.地质观测点定位的精度， 对成图的质量影响很大。 应根据不同比例尺的精度要求和地质观测点的重要程度选用适当的标测方法。 常用的定位标测方法有目测法、半仪器法、仪器法和卫星定位系统法。目测法：根据地形、地物以目估或步测方法量测距离，该方法适用于小比例尺的工程地质测绘。半仪器法： 借助于罗盘仪、 气压计等简单的仪器测定方位和高度，使用徒步仪或测绳量测距离。 具体的标测方法可分为三点交会法、气压计结合地形测定法和导线法。 半仪器法适用于中等比例尺的工程地质测绘。仪器法：借助于经纬仪、 水准仪等较精密的仪器测定地质观测点的位置和高程，适用

21、于大比例尺的工程地质测绘。对重要的、有特殊意义的地质观测点，如地质构造线、不同时代地层接触线、不同岩性分界线、软弱夹层、地下水露头以及有不良地质作用等，均宜采用仪器法定位。卫星定位系统 (GPS)：满足精度条件下均可应用。工程地质测绘的基本工作方法1实地工程地质测绘的工作方法工程地质测绘的工作程序可概括为准备工作、野外测绘、资料整理和成果编制三个阶段。1）准备工作：搜集研究已有的各方面资料（包括区域地质资料、地形资料、遥感资料、地震资料、物探资料、工程地质资料、水文地质资料等）、现场踏勘、编制测绘纲要。.2）野外测绘：常用的方法有路线法、布点法和追索法。路线法：沿着一定的路线穿越测绘场地， 把

22、走过的路线填绘在地形图上，并沿途详细观察、量测各种地质要素，将各种地质界线、地貌界线、构造线、岩层产状及各种不良地质现象等标绘在地形图上。路线的起点位置应选择有明显的地物（如村庄、桥梁等）或特殊地形点，路线的方向应大致与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直。观察路线尽量选择在露头较多、覆盖层较薄的地方，路线形式可有 S型或直线型。 路线法是工程地质测绘的基本方法之一， 通常适用于中、小比例尺。布点法：根据不同的比例尺， 预先在地形图上布置一定数量的地质观测点和观察路线， 野外逐点观察、 观测各种地质要素并标绘在地形图上。观察路线应力求避免重复， 使一定的观察路线达到最广泛地观察地质现象的目的。

23、 布点法是工程地质测绘的基本方法， 适用于大、中比例尺。追索法：这是一种辅助方法， 系沿地层走向或某一构造线方向追索，以便查明某些局部较复杂的地质要素。3）资料整理和成果编制：整理分析野外记录，整理核对采集的标本，校核测绘结果与原先搜集的资料是否一致， 编制有关的成果图表。工程地质测绘和调查的成果资料工程地质测绘一般不单独提出成果， 而是作为某一勘察阶段的勘察报告的附录。 当为了解决某一专门的岩土工程问题， 可编绘专门的.工程地质测绘图件。工程地质测绘和调查的成果资料包括下列图件：1）工程地质测绘实际材料图；2）综合工程地质图；3）工程地质分区图；4）综合地质柱状图；5）工程地质剖面图；6）各

24、种素描图、照片和文字说明。在成果资料整理中应重视素描图和照片的分析整理工作。3）勘探和取样岩土工程勘探 是用于查明地表下岩土体、 地下水及不良地质作用的空间分布和基本特性的技术手段。取样是利用一定的技术手段， 采取能满足各种特定质量要求的岩石、土及地下水试样，为岩土及地下水的各种试验提供样品。取样是在现场勘探过程中实现的。对于绝大多数岩土工程勘察，勘探和取样是必不可少的工作环节。4）岩土测试岩土测试是指采用一定的技术手段直接测定岩土的工程性质参数。.勘察期间进行的岩土测试分为 室内试验 和原位测试 两大类。原位测试 是在岩土体所处的位置， 基本保持岩土原来的结构、湿度和应力状态，对岩土体进行的

25、测试。岩土测试的目的是为岩土分类、 岩土工程分析计算和评价提供必要的参数。5）岩土工程分析评价和成果报告的编制岩土工程分析评价应根据工程特点和场地地质条件，针对特定的岩土工程问题作出正确的评价。 岩土工程勘察的最终成果就是提供岩土工程勘察报告，即在原始资料的基础上进行整理、统计、归纳、分析、评价，提出工程建议，形成系统的为工程建设服务的勘察技术文件。.补充内容岩土工程勘察需具备较广泛的专业知识， 包括工程地质学、 土力学、岩体力学、基础工程学、地下水动力学等。岩土工程勘察涉及各种工程类别，包括房屋建筑、公路、铁路、水利、港口工程等，并涉及众多的岩土工程问题， 如浅基、桩基、边坡、基坑支护、工程

26、降水、地基处理、抗震等。此外，大量的规范、规程及标准与岩土工程勘察相关，包括国家标准、行业标准及地方标准。在这些规范、规程和标准中，往往对工程岩土分类、勘察工作布置、岩土测试及岩土工程评价内容等方面提出一些基本的或特定的要求， 近两年发布的规范中还以黑体字标明必须严格执行的强制性条文。 因此，熟悉与岩土工程勘察相关的各类规范、 规程和标准，需要时能迅速查找到有关的条文内容，也是岩土工程师应掌握的一项基本技能。勘察工作布置的基本内容勘察工作的布置是指根据工程特点、 设计要求和已掌握的场地工程地质条件，按照有关规范、规程及标准的要求，确定具体的勘察方案。勘察工作布置的内容通常指勘探、测试等实物工作

27、量，广义的勘察工作布置还可包括对特定岩土工程问题的评价要求。勘察工作布置的基本内容，可概括为下列几方面：1）工程地质测绘和调查：确定测绘和调查的范围、路线、地质观测点及其主要工作内容和技术要求；2）勘探：确定采用的勘探方法；确定勘探孔的深度，包括.控制性孔的深度、一般性孔的深度及控制性孔占勘探孔总数的比例；确定勘探点的平面布置， 包括布点方式、勘探点间距及勘探点数量；3）取样：确定岩石、土及地下水取样孔（井）的数量和平面布置，对取土试样孔还应确定取样点的竖向间距（或取样深度）、取土器类型和规格及取样技术要求；4）原位测试：确定进行原位测试孔的数量和平面布置、各孔测试点的竖向间距（或试验深度）；

28、5）室内试验：确定岩石、土及地下水试样进行室内试验的项目、试验数量及具体技术要求；6）岩土工程评价要求：分析可能出现的岩土工程问题，提出评价方法和要求。勘察工作布置的主要依据勘察工作布置的主要依据有：勘察工作应执行的规范、 规程和标准，岩土工程勘察等级，勘察阶段，已有的地质资料和勘察成果，工程特点和设计要求，场地工程地质条件等。1勘察工作应执行的规范、规程和标准勘察工作布置前， 须确定该勘察项目应执行的若干规范、规程和标准。通常勘察应执行的规范、规程和标准包括勘察规范、地基基础设计规范、抗震设计规范、 岩土试验方法标准及其他操作规程等。首先应明确须执行的勘察规范，然后再确定其他有关的规范、 规

29、程和标准。.1）房屋建筑和构筑物等一般建筑的勘察，应执行国家标准岩土工程勘察规范（ GB500212001），该规范适用于除水利工程、铁路、公路和桥隧工程以外的工程建设岩土工程勘察，但涉及到桩基工程、基坑工程、地基处理及抗震工程等， 还应符合相应的规范规程。2）湿陷性黄土地区和膨胀土地区的勘察应执行专门的国家标准勘察规范。3）水利工程、铁路工程、公路工程的勘察应执行相应的行业勘察规范；港口工程的勘察除了可执行国家标准岩土工程勘察规范（GB500212001）外，也应符合其行业勘察规范的要求。需要强调的是对于规范、 规程和标准中的强制性条文必须严格执行。2岩土工程勘察等级一个岩土工程勘察项目可根

30、据其工程的重要性、 场地的复杂程度和地基的复杂程度等三方面因素进行岩土工程勘察等级的划分。 岩土工程勘察等级反映该勘察项目的重要性和复杂性， 因而是勘察工程管理、确定勘察工作量和技术要求的重要依据。3勘察阶段工程建设的不同阶段， 对岩土工程勘察的详尽程度和岩土工程评价的内容有着不同的要求。 划分勘察阶段是为了明确对应于工程建设不同阶段的勘察目的和任务。根据工程建设周期中不同阶段的划分。相应的勘察阶段通常可分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。.由于不同行业工程建设的特殊性，对工程建设阶段的划分不完全一致，对各阶段工程勘察的配合有不同的要求，因此，各类勘察规范中对勘察阶段的名称和划分

31、方法略有差别，表 1.1.2.1给出了不同勘察规范中勘察阶段的划分及与工程建设阶段的对应关系。不同勘察规范中勘察阶段的划分表1.1.2.1工程建设阶段规划阶段和可行性研究阶段初步设计阶施工图设计阶施工阶段段段岩土工程勘察规范可行性研究勘察初步勘察详细勘察施工勘察(GB 50021 2001)港口工程地质勘察可行性研究阶段勘察初步设计阶施工图设计阶施工期中的规范段勘察段勘察勘察(JTJ 240 97)水利水电工程地质规划阶段可行性研究阶初步设计阶技施设计阶段勘察勘察规范勘察段勘察段勘察专门性工程地施工地质(GB 50287 99)质勘察公路工程地质勘察可行性研究勘察初步勘察详细勘察施工勘察规范预

32、可勘察工可勘察(JTJ 064 98)铁路工程地质勘察踏勘初测定测补充定测（补充勘察）规范(TB 10012 2001)4地区工程经验及已有的地质资料和勘察成果由于岩土工程勘察的方法和对象都具有强烈的地域性特点，地区工程经验，尤其工程勘察方面的地区经验，对勘察工作的布置至关重要。已有资料包括区域地质资料、前期勘察成果、 邻近地段的勘察资料等。研究已有的勘察资料， 对分析可能出现的岩土工程问题和合理布置勘察工作量具有重要指导意义。5工程特点和设计要求.工程特点和设计要求包括建筑类型和平面布置、结构类型、基础形式、基底荷载、变形限制及是否需基坑支护、工程降水、地基处理等。详细勘察阶段， 还应明确拟

33、建建筑的地基基础设计等级。国家标准建筑地基基础设计规范 (GB500072002) 中根据地基复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度， 将地基基础设计分为三个设计等级。地基基础设计等级的划分见表1.1.2.2 。地基基础设计等级表 1.1.2.2设计等级建筑和地基类型重要的工业与民用建筑物30层以上的高层建筑体型复杂 , 层数相差超过10层的高低层连成一体建筑物大面积的多层地下建筑物( 如地下车库、商场、运动场等 )甲级对地基变形有特殊要求的建筑物复杂地质条件下的坡上建筑物( 包括高边坡 )对原有工程影响较大的新建建筑物场地和地基条件复杂的一般建筑

34、物位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程乙级除甲级、丙级以外的工业与民用建筑物场地和地基条件简单 、荷载分布均匀的七层及七层以下民用丙级建筑及一般工业建筑物; 次要的轻型建筑物6场地工程地质条件的特点场地工程地质条件主要有预估的持力层埋深、压缩层厚度、是否存在软弱下卧层、地下水埋深、基岩埋深、是否存在特殊性岩土和不良地质作用、抗震设防烈度等。.一般建筑物勘察工作布置的规定和要求房屋建筑和构筑物统称建筑物， 包括工业建筑与民用建筑， 是城市建设中最为普遍的工程建筑类型。 场地和地基的地震效应评价、 桩基础勘察、基坑工程勘察及需地基处理工程的勘察是目前建筑物岩土工程勘察最广泛涉

35、及的问题。 本节系统地介绍国家标准 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）中对这些工程类型进行岩土工程勘察的规定和要求，其中强制性条文的内容以黑体字注明。 对其他工程类型（地下洞室、岸边工程、管道和架空线路工程、 废弃物处理工程、 核电厂、边坡工程、既有建筑物的增载和保护等） 岩土工程勘察的规定和要求，可参见国家标准岩土工程勘察规范 （GB50021-2001）第 4 章的相关章节。一、房屋建筑和构筑物岩土工程勘察的基本要求国家标准岩土工程勘察规范（ GB50021-2001）中对房屋建筑和构筑物岩土工程勘察的工作内容，按不同的勘察阶段作出不同的规定和要求。其中对可行性研究勘察和施工勘察

36、只作了原则性的规定，而对初步勘察和详细勘察的主要工作内容和相应的勘察工作布置，包括勘探点的布置方式、勘探点的间距、勘探孔的深度、采取土试样和原位测试点的要求以及水文地质工作等，均作了较为详细的规定。 尤其值得重视的是，在详细勘察的主要工作内容和勘察工作布置的要求中，规定了若干条强制性条文。1一般规定建筑物的岩土工程勘察宜分阶段进行，可行性研究勘察应符合选.择场址方案的要求， 初步勘察应符合初步设计的要求， 详细勘察应符合施工图设计的要求。 场地条件复杂或有特殊要求的工程， 宜进行施工勘察。场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。 当建筑物平面布置已经确定， 且场地或其附近已有岩土工程资料时，

37、 可根据实际情况，直接进行详细勘察。岩土工程勘察应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。 其主要工作内容应符合下列规定：1）查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等；2）提供满足设计、施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状；3）提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议；4）提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议；5）对于抗震设防烈度等于或大于6 度的场地，进行场地和地基的地震效应评价。2可行性研究勘察的规定和要求可行性研究勘察应对拟建

38、场地的稳定性和适宜性做出评价，并应符合下列要求：1）搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料；.2）在充分搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件；3）当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作；4）当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析。3初步勘察的规定和要求1）初步勘察的主要工作内容初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价， 并进行下列主要工作：1）搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图；2）初步查

39、明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；3）查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳定性做出评价；4）对抗震设防烈度等于或大于 6 度的场地，应对场地和地基的地震效应做出初步评价；5）季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度；6）初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性；7）高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。2）初步勘察的勘探工作.1）勘探点、线的布置方式和要求：勘探线应垂直地貌单元、地质构造和地层界线布置；每个地貌单元均应布置勘探点， 在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段，勘探点应予加密；在地形平坦地区

40、，可按网格布置勘探点。对岩质地基， 勘探线和勘探点的布置及勘探孔的深度，应根据地质构造、岩体特性、风化情况等，按地方标准或当地经验确定。对土质地基，应符合以下的规定。（ 2）勘探线、勘探点间距可根据地基复杂程度等级按表1.1.3.1确定，局部异常地段应予加密。初步勘察勘探线、勘探点间距 (m)表 1.1.3.1地基复杂程度等级勘探线间距勘探点间距一级(复杂)501003050二级 ( 中等复杂 )7515040100三级(简单： 1.表中间距不适用于地球物理勘探;2.控制性勘探点宜占勘探点总数的1/51/3,且每个地貌单元均应有控制性勘探点。当遇下列情形之一时，应适当

41、增减勘探孔深度：当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高相差较大时，应按其差值调整勘探孔深度；在预定深度内遇基岩时， 除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外，其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进；在预定深度内有厚度较大， 且分布均匀的坚实土层( 如碎石土、密实砂、老沉积土等 ) 时，除控制性勘探孔应达到规定深度外，一般.性勘探孔的深度可适当减小；当预定深度内有软弱土层时，勘探孔深度应适当增加， 部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度；对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。勘探孔的深度可根据工程重要性等级按表 1.1.3.2 确定。初步勘察勘探孔深度 (m)表 1.1.

42、3.2工程重要性等级一般性勘探孔控制性勘探孔一级 ( 重要工程 ) 15 30二级 ( 一般工程 )10151530三级 ( 次要工程 )6101020注： 1. 勘探孔包括钻孔、探井和原位测试孔等;特殊用途的钻孔除外。3）初步勘察采取土试样和原位测试初步勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求：（ 1）采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、地层结构和土的工程性质布置，其数量可占勘探点总数的1/4 1/2 ；2）采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距，应按地层特点和土的均匀程度确定；每层土均应采取土试样或进行原位测试，其数量不宜少于 6 个。4）初步勘察的水文地质工作初步勘察应进

43、行下列水文地质工作：（ 1）调查含水层的埋藏条件，地下水类型、补给排泄条件，各层地下水位，调查其变化幅度，必要时应设置长期观测孔，监测水位变化；.2）当需绘制地下水等水位线图时，应根据地下水的埋藏条件和层位，统一量测地下水位；3）当地下水可能浸湿基础时， 应采取水试样进行腐蚀性评价。4详细勘察的规定和要求1）详细勘察的主要工作内容详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩土工程评价，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。主要应进行下列工作：1）搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高

44、，建筑物的性质、规模、荷载、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。对于下列三种情况， 应执行规范中专门的条文： 对抗震设防烈度等于

45、或大于 6 度的场地，应执行规范中有关场地和地基的地震效应评价的条文； 当建筑物采用桩基础时， 应执行规范中有关桩基础勘察的条文；当需进行基坑开挖、支护和降水设计时，应执行规范中有关基坑工程勘察的条文。工程需要时，详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能产生的变化及其对工程和环境的影响， 提出防治方案、 防水设计水位和抗浮设计水位的建议。2）详细勘察的勘探工作详细勘察勘探点布置和勘探孔深度， 应根据建筑物特性和岩土工程条件确定。对岩质地基，应根据地质构造、 岩体特性、风化情况等，结合建筑物对地基的要求， 按地方标准或当地经验确定。 对土质地基，应符合以下的规定。（ 1 ）详细勘察勘

46、探点的间距可根据地基复杂程度等级按表1.1.3.3确定。详细勘察勘探点的间距 (m)表1.1.3.3地基复杂程度等级勘探点间距一级(复杂)1015二级 ( 中等复杂 )1530三级(简单)30502）勘探点的布置方式和规定：勘探点宜按建筑物周边线和角点布置， 对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置；.同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化；重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3 个；勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、 湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。详细勘察的单栋

47、高层建筑勘探点的布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4 个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1 个控制性勘探点。勘探孔的深度详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合下列规定：勘探孔深度应能控制地基主要受力层， 当基础底面宽度不大于5m时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3 倍，对单独柱基不应小于1.5 倍，且不应小于5m；对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下0.5 1.0 倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗

48、浮桩或锚杆时， 勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求；当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性勘探孔的深度；.在上述规定深度内当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时，勘探孔深度应根据情况进行调整。详细勘察的勘探孔深度， 除应符合上述的要求外， 尚应符合下列规定：地基变形计算深度， 对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20的深度；对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10的深度；建筑总平面内的裙房或仅有地下室部分( 或当基底附加压力p00 时) 的控制性勘探孔的深度可适当减小，但应深入稳定分布地层，且根据荷载和土质条件不宜少于基底下 0.5 1.0 倍基础宽度；

49、当需进行地基整体稳定性验算时， 控制性勘探孔深度应根据具体条件满足验算要求；当需确定场地抗震类别而邻近无可靠的覆盖层厚度资料时， 应布置波速测试孔，其深度应满足确定覆盖层厚度的要求；大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的 2 倍；当需进行地基处理时， 勘探孔的深度应满足地基处理设计和施工要求；当采用桩基时， 勘探孔的深度应满足规范中有关桩基础勘察的要求。3）详细勘察采取土试样和原位测试详细勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求：1）采取土试样和进行原位测试的勘探点数量，应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定， 对地基基础设计等级为甲级的.建筑物每栋不应少于3 个；2）每个场地每

50、一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于 6件(组)；3）在地基主要受力层内，对厚度大于 0.5m 的夹层或透镜体，应采取土试样或进行原位测试；4）当土层性质不均匀时， 应增加取土数量或原位测试工作量。5施工勘察的规定和要求基坑或基槽开挖后， 岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时，应进行施工勘察。在工程施工或使用期间，当地基土、边坡体、地下水等发生未曾估计到的变化时，应进行监测，并对工程和环境的影响进行分析评价。6土工试验和地基评价的规定和要求1）室内土工试验应符合规范中的有关规定（主要内容可参见本章 1.5 节），为基坑工程设计进行的土的抗剪强度试验，应满足规范中基坑工程勘察

51、有关条文的规定。2）地基变形计算应按现行国家标准建筑地基基础设计规范(GB50007)或其他有关标准的规定执行（可参见本教程第2 章的相关内容）。3）地基承载力应结合地区经验按有关标准综合确定。有不良地质作用的场地， 建在坡上或坡顶的建筑物， 以及基础侧旁开挖的建筑物，应评价其稳定性。二、场地和地基的地震效应评价的规定和要求.1一般规定1）抗震设防烈度等于或大于6度的地区，应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察， 并应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范，提出勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。2）在抗震设防烈度等于或大于6度的地区进行勘察时， 应划分场地类别，划

52、分对抗震有利、不利或危险的地段。3）对需要采用时程分析的工程，应根据设计要求，提供土层剖面、覆盖层厚度和剪切波速度等有关参数。任务需要时，可进行地震安全性评估或抗震设防区划。4）为划分场地类别布置的勘探孔，当缺乏资料时，其深度应大于覆盖层厚度。当覆盖层厚度大于80m时，勘探孔深度应大于 80m, 并分层测定剪切波速。 10层和高度 30m以下的丙类和丁类建筑，无实测剪切波速时，可按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011) 的规定，按土的名称和性状估计土的剪切波速。2场地地震液化判别抗震设防烈度为 6度时，可不考虑液化的影响，但对沉陷敏感的乙类建筑，可按 7度进行液化判别 。甲类建筑应进行

53、专门的液化勘察。场地地震液化判别应先进行初步判别，当初步判别认为有液化可能时，应再作进一步判别。液化的判别宜采用多种方法，综合判定液化可能性和液化等级。1）场地地震液化的初步判别.液化初步判别除按现行国家有关抗震规范进行外，尚宜包括下列内容进行综合判别：（1）分析场地地形、地貌、地层、地下水等与液化有关的场地条件；（2）当场地及其附近存在历史地震液化遗迹时，宜分析液化重复发生的可能性；3）倾斜场地或液化层倾向水面或临空面时，应评价液化引起土体滑移的可能性。2）场地地震液化的进一步判别地震液化的进一步判别应在地面以下15m的范围内进行；对于桩基和基础埋深大于 5m 的天然地基， 判别深度应加深至

54、 20m。对判别液化而布置的勘探点不应少于3个，勘探孔深度应大于液化判别深度。地震液化的进一步判别， 除应按现行国家标准 建筑抗震设计规范(GB50011)的规定执行外，尚可采用其他成熟方法进行综合判别。当采用标准贯入试验判别液化时，应按每个试验孔的实测击数进行。在需作判定的土层中，试验点的竖向间距宜为1.0 1.5m,每层土的试验点数不宜少于6个。3）确定液化指数和液化等级凡判别为可液化的土层, 应按现行国家标准建筑抗震设计规范 (GB50011)的规定确定其液化指数和液化等级。勘察报告除应阐明可液化的土层、各孔的液化指数外, 尚应根据各孔液化指数综合确定场地液化等级。.3其他规定抗震设防烈

55、度等于或大于7度的厚层软土分布区，宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量。场地或场地附近有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空区等不良地质作用时，应进行专门勘察，分析评价在地震作用时的稳定性。三、桩基础岩土工程勘察的基本要求1桩基勘察内容桩基岩土工程勘察应包括下列内容：1）查明场地各层岩土的类型、深度、分布、工程特性和变化规律；2）当采用基岩作为桩的持力层时，应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度，确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级，判定有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层；3）查明水文地质条件，评价地下水对桩基设计和施工的影响，判定水质对建筑材料的腐蚀性；4）查明不良地质作用、可液化土层

56、和特殊性岩土的分布及其对桩基的危害程度，并提出防治措施的建议；5）评价成桩可能性，论证桩的施工条件及其对环境的影响。2勘探和原位测试方法桩基岩土工程勘察宜采用钻探和触探以及其他原位测试相结合的方式进行。对软土、黏性土、粉土和砂土的测试手段，宜采用静力触探和标准贯入试验。对碎石土宜采用重型或超重型圆锥动力触探。.3勘探点间距土质地基勘探点间距应符合下列规定：1）对端承桩宜为1224m，相邻勘探孔揭露的持力层层面高差宜控制为 12m；2）对摩擦桩宜为2035m；当地层条件复杂，影响成桩或设计有特殊要求时，勘探点应适当加密；3）复杂地基的一柱一桩工程，宜每柱设置勘探点。4勘探孔深度勘探孔的深度应符合

57、下列规定：1）一般性勘探孔的深度应达到预计桩长以下 35d(d 为桩径 ) ，且不得小于 3m；对大直径桩，不得小于 5m；2）控制性勘探孔深度应满足下卧层验算要求；对需验算沉降的桩基，应超过地基变形计算深度；3）钻至预计深度遇软弱层时，应予加深；在预计勘探孔深度内遇稳定坚实岩土时，可适当减小；4）对嵌岩桩，应钻入预计嵌岩面以下 35d，并穿过溶洞、破碎带，到达稳定地层；5）对可能有多种桩长方案时，应根据最长桩方案确定。5岩土室内试验岩土室内试验应满足下列要求：1）当需估算桩的侧阻力、端阻力和验算下卧层强度时，宜进行三轴剪切试验或无侧限抗压强度试验；三轴剪切试验的受力条件应模拟工程的实际情况；

58、2）对需估算沉降的桩基工程，应进行压缩试验，试验最大压力应大于上覆自重压力与附加压力之和；3）当桩端持力层为基岩时，应采取岩样进行饱和单轴抗压强度.试验，必要时尚应进行软化试验；对软岩和极软岩，可进行天然湿度的单轴抗压强度试验。 对无法取样的破碎和极破碎的岩石，宜进行原位测试。6单桩承载力单桩竖向和水平承载力， 应根据工程等级、 岩土性质和原位测试成果并结合当地经验确定。 对地基基础设计等级为甲级的建筑物和缺乏经验的地区， 应建议做静载荷试验。 试验数量不宜少于工程桩数的1，且每个场地不少于3 个。对承受较大水平荷载的桩，应建议进行桩的水平载荷试验；对承受上拔力的桩，应建议进行抗拔试验。勘察报

59、告应提出估算的有关岩土的桩侧阻力和端阻力。必要时提出估算的竖向和水平承载力和抗拔承载力。7桩基沉降对需要进行沉降计算的桩基工程，应提供计算所需的各层岩土的变形参数，并宜根据任务要求，进行沉降估算。8桩基工程岩土工程勘察报告的内容桩基工程的岩土工程勘察报告中对于桩基的评价，除了按上述要求提供单桩承载力和桩基变形参数外，尚应包括下列内容：1）提供可选的桩基类型和桩端持力层；提出桩长、桩径方案的建议；2）当有软弱下卧层时，验算软弱下卧层强度；3）对欠固结土和有大面积堆载的工程，应分析桩侧产生负摩阻力的可能性及其对桩基承载力的影响，并提供负摩阻力系数和减少负.摩阻力措施的建议；4）分析成桩的可能性、成

60、桩和挤土效应的影响，并提出保护措施的建议；5）持力层为倾斜地层，基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴时，应评价桩的稳定性，并提出处理措施的建议。四、地基处理工程岩土工程勘察的基本要求1一般规定地基处理的岩土工程勘察应满足下列要求：1）针对可能采用的地基处理方案，提供地基处理设计和施工所需的岩土特性参数；2）预测所选地基处理方法对环境和邻近建筑物的影响；3）提出地基处理方案的建议；4）当场地条件复杂且缺乏成功经验时，应在施工现场对拟选方案进行试验或对比试验，检验方案的设计参数和处理效果；5）在地基处理施工期间，应进行施工质量和施工对周围环境和邻近工程设施影响的监测。2换填垫层法的岩土工程勘察换填垫层法的