工程地质学6幻灯片

第6章工程地质勘察6.1工程地质勘察的目的、任务和基本方法土木工程工程地质勘察的目的，在于查明与正确评价工程所涉及的区域内的工程地质条件，为工程的设计、施工提供所需的工程地质资料。其任务是运用工程地质学的理论和方法，正确处理工程建筑与自然环境之间的关系，充分利用有利的工程地质条件，避免或改造不利的工程地质条件，以保证工程建筑的稳定、安全、经济和正常使用。其主要任务如下：（1）调查工程建设区域的地形地貌（2）查明工程建设区域的地层条件（3）调查工程建设区域的地质构造（4）查明工程建设区域的水文及水文地质条件（5）确定工程建设区域有无不良地质现象（6）测定地基土的物理力学性质指标工程地质勘察工作的基本方法大致有：①工程地质调查与测绘（engineeringgeologicmapping）；②工程地质勘探（engineeringgeologicalprospecting）；③工程地质室内试验；④工程地质原位试验（engineeringgeologicalin-situtest）；⑤工程地质现场观测（engineeringgeologicalfieldobservation）；⑥工程地质勘察资料的室内整理等。在这些方法中，工程地质调查与测绘是最根本、最主要的工程地质勘察方法，是运用其他诸方法的前提和基础。高质量的调查测绘对指导勘察和其他工作具有一定的作用，可大大节省工作量。当然，完全掌握一个地区的工程地质情况，单靠调查测绘还是不够的，还必须有勘探以及各种试验工作的配合才能做到。上述各种方法，将随后分节作重点介绍。6.2工业与民用建筑的主要工程地质问题6.2.1区域稳定性6.2.2地基稳定性6.2.3地基施工条件与使用条件6.2.4边坡稳定性问题6.2.5工程地质勘察要点6.3公路工程的主要工程地质问题6.3.1路线勘察中的主要工程地质问题（1）关于路堑边坡变形稳定问题（2）关于路基基底变形稳定问题（3）针对上述工程地质问题分析，在工程地质勘察中必须①正确确定路堑边坡值；②掌握好路堤基底的地质结构、构造及下伏基岩面的倾斜状态；③选择好路堤填料和确定取土位置；④摸清路基水文地质条件，提出排水措施。6.3.2隧道工程的主要工程地质问题一些规模较大的长隧道，常是稳定线路和影响工程的控制性工程。它深埋于地下，故遇到的工程地质问题很多，最主要的有：①隧道围岩的稳定性；②隧道涌水、地温及有害气体；③隧道进出口的稳定问题。（2）桥梁工程地质勘测要点6.4工程地质调查与测绘调查与测绘是工程地质勘测的主要方法。通过观察和访问，对工程地质条件进行综合性的地面研究，将查明的地质现象和获得的资料，填绘到有关的图表与记录本中，这种工作统称为调查测绘。它是工程地质勘察工作中最早进行的和最为根本的一项工作。6.4.1工程地质调查野外观察的方法及内容：1）根据地形图，在测区范围内按固定路线进行踏勘，一般采用“S”型，曲折迂回而不重复的路线，穿越地形、地貌、地层、构造、不良地质现象等有代表性的地段，初步掌握地质条件的复杂程度；2）为了了解全区的岩层情况，在踏勘时应选择露头良好、岩层完整有代表性的地段作出野外地质剖面；3）寻找地形控制点位置。在访问群众中，可调查搜集洪水及其淹没情况、地震、滑坡等不良地质的发生情况等，需要时应到现场边看边问。6.4.2工程地质测绘（1）工程地质测绘的目的和要求1）测绘范围2）测绘比例尺3）观察点、线的布置（2）测绘方法1）相片成图法2）实地测绘法6.4.3工程地质调查测绘内容（1）地形、地貌（2）地层岩性1）在沉积岩地区2）在岩浆岩地区3）在变质岩地区（3）地质构造（4）不良地质现象（5）第四纪地质（6）地表水及地下水（7）建筑砂石料6.4.4资料整理（1）检查外业资料（2）编制图表6.5工程地质勘探通过工程地质调查测绘，仅能初步了解测区工程地质条件的概况。有些问题，特别是地下深部的地质情况，只能做些推断和预测。至于是否正确，尚有待进行勘探工作予以验证和充实。工程地质勘探工作是取得第一手地下实际资料的重要手段，可采取岩土样品。其方法有①挖探；②简易钻探；③钻探；④地球物理勘探；⑤触探[详见6.6.2之（1）]。6.5.1挖探挖探是一种最常用的方法，一般有坑探、槽探及平硐探。（1）坑探（2）槽探（3）平硐探图6.5.1坑探示意图（a）探坑；（b）在探坑中取原状土样；（c）原状土样6.5.2简易钻探（1）小型麻花钻探（2）洛阳铲勘探6.5.3钻探（1）冲击钻（2）回转钻（3）冲击—回转钻（4）振动钻图6.5.2小麻花钻钻进示意图图6.5.3SH—30型钻机钻进示意图1—钢丝绳；2—汽油机；3—卷扬机；4—车轮；5—变速箱及纵把；6—四腿支架；7—钻杆；8—钻杆夹；9—拨棍；10—转盘；11—钻孔；12—螺旋钻头；13—抽筒；14—劈土钻；15—劈石钻6.5.4地球物理勘探地球物理勘探简称物探。凡是以各种土、石物理性质的差别为基础，采取专门的仪器，观测天然或人工的物理场变化，来判断地下地质情况的方法，统称为物探。（1）声波探测（2）电法勘探①电阻率法②充电法（3）地震勘探6.6工程地质试验及现场观测6.6.1室内试验室内试验是对调查测绘、勘探及其他过程中所采取的样品进行试验（1）岩土工程性质试验（2）如需要判定场地地下水对混凝土的侵蚀性时，一般可测定下列项目（3）工程地质问题的专门试验6.6.2原位试验原位试验（insitutesting）是在野外岩土的原处并在自然条件下进行的（1）触探1）静力触探（staticsounding）图6.6.1机械式静力触探仪1—触探头；2—地锚；3—支座；4—导向器；5—支架；6—传动齿筒；7—传动齿轮；8—电缆；9—皮带轮；10—电动机；11—电阻应变仪图6.6.2触探头工作原理示意图1—贯入力；2—空心柱；3—侧壁摩阻力；4—电阻片；5—顶柱；6—锥尖阻力；7—探头套图6.6.3静力触探ps—Z曲线和钻孔柱状图2）动力触探a.标准贯入试验图6.6.4标准贯入试验设备1—穿心锤;2—锤垫;3—钻杆;4—贯入器头;5—出水孔;6—由两半圆形管并合而成的贯入器身;7—贯入器靴图6.6.5轻便动力触探设备1—穿心锤；2—锤垫；3—触探杆；4—尖锥头b.轻便动力触探试验（2）静力载荷试验1）试验设备a.反力系统b.加荷与稳压系统2）地基土静力载荷试验基本技术要求图6.6.6反力装置示意图（a）堆载式;（b）撑臂式;（c）平洞式;（d）伞形锚杆式;（e）桁架锚杆式图6.6.7反力装置示意图（a）洞室式;（b）锚杆式;（c）深井式3）地基土静力载荷试验资料的整理图6.6.8地基载荷试验p-s曲线Ⅰ—压实阶段;Ⅱ—塑性变形阶段;Ⅲ—破坏阶段图6.6.9承压板与实际基础尺寸的差异对评价建筑物沉降的影响（3）单桩竖向抗压静载荷试验1）单桩竖向抗压静载荷试验的基本要求图6.6.10单桩垂直静载荷试验装置（a）堆载法；（b）锚桩法2）单桩竖向抗压静载试验资料整理6.7工程地质勘察资料的室内整理（1）前言（2）通论（3）专论（4）结论工程地质勘察报告除上述文字部分外一般应附有下列主要图表：1）综合工程地质图或勘察点平面布置图2）工程地质柱状图3）工程地质剖面图图6.7.1钻孔平面布置图图6.7.2工程地质柱状图（4）岩土试验成果总表6.8工程地质勘察报告实例6.8.1工程概述（1）拟建工程概况（2）勘察目的、要求和任务1）查明场内地形、地貌、地质构造和不良地质现象对场地稳定性作出评价；2）探明场地内岩土的类别、厚度、分布规律、物理力学指标及工程地质性能。对地基的承载力作出评价，为设计提供选用地基持力层的合理建议；3）探明场地内有无土洞、溶洞及其发育的形态及规模，评价其对地基稳定的影响；4）探明场地内地下水赋存条件、水量、水位变化及其对地基的影响；5）对基础方案提出合理建议；6）提出不良工程地质问题和处理原则及措施。（3）勘察方法及工作手段①工程测量②钻探6.8.2场地岩土工程地质条件（1）地形地貌（2）地层与地质构造（3）岩土体构成及其工程地质特征1）岩土体构成及分布规律由上至下分述如下①杂填土②硬塑红粘土③可塑红粘土④软塑红粘土⑤强风化白云岩⑥中风化白云