第十三章工程地质勘察方法

第三篇工程地质勘察第十三章工程地质勘察方法第十四章工业与民用建筑工程地质勘察第十五章地下建筑工程地质勘察第十六章水利水电工程地质勘察岩土工程勘察基本问题知识点：1、工程地质条件与岩土工程问题2、岩土工程勘察等级工程地质条件

工程地质条件即工程活动的地质环境——与工程建筑有关的地质要素之综合。

包括六大要素：地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料。构成工程地质条件的要素都属于地质范畴；影响因素工程地质条件是客观自然存在的，是自然地质历史塑造而成的，而不是人为造成的；人类工程--经济活动会引起工程地质条件的变化，但是次要的、局部的，与原有工程地质条件融为一个整体，对后来的建筑成为新的因素。如何理解工程地质条件二、工程地质条件各要素的分析岩土类型及其工程地质性质这是工程地质条件最基本的要素，任何建筑物都是脱离不开土体或岩体的。包括岩土体的成因类型、物理力学性质指标、工程特性等方面。2.地形地貌条件

研究的内容：地形形态的等级；地貌单元的划分，地形起伏的变化；地面割切情况；山坡形状、高度、坡度；山脊山顶的形态、宽度、平整程度等；河谷的宽度，深度，坡度，阶地发育情况；不同地貌单元的特征及其相互关系等。3.地质结构

地质结构包含地质构造、岩土单元的组合关系及各类结构面的性质和空间分布。

土体结构主要是指土层的组合关系，亦即由层面所分隔的各层土的类型、厚度及其空间变化；岩体结构主要指岩层的构造变化及其组合关系，同时还包括各种结构面的组合；岩体天然应力状态与地质构造有关，也应作为地质结构的内容之一来考虑。4.水文地质条件

对工程有影响的因素：地下水的类型、水位及其变动幅度；含水层和隔水层的厚度、分布及组合关系；土层或岩层的富水性、渗透性及渗透系数；承压含水层的特征及水头；岩石裂隙水的特性、水动力条件、渗透压力及分布；地下水的补给、径流和排泄条件；地下水的水质及侵蚀性等。5.物理地质现象

指对工程建设有影响的工程动力地质作用和现象

内动力地质作用：火山、地震、活断层外力地质作用：包括滑坡、崩塌、滑塌、泥石流、冲沟、岩溶、库海岸冲刷、边坡卸荷倾倒、土的冻融、渗透变形等等。工程活动诱发的地质作用：采空塌陷、抽水引起的地面塌陷等。6.天然建筑材料

许多建筑物的建筑材料是取之于土和岩石的，称为天然建筑材料。

例如：用作混凝土骨料的砂土和砾石、用作为土石坝防渗设施的粘性土、用作为反滤设施的粗细砂土和砾石、用作为堆石坝的块石等。天然建筑材料的质量直接影响到工程建筑的质量；天然建筑材料的数量直接影响着建筑造价。工程地质问题

工程地质问题是指工程建筑与地质环境(可由工程地质条件具体表征)相互作用、相互矛盾而引起的、对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的地质问题。工程地质学中的主要工程地质问题

主要的工程地质问题有：区域稳定性问题、岩土体稳定问题、与地下渗流相关的问题以及与侵蚀淤积有关的工程地质问题等4个方面。1、区域稳定问题：活断层、地震、水库诱发地震、砂土液化和地面沉降。掌握这些问题的规律性，对于选场或对地质环境的合理开发与妥善保护，具有重要意义；岩（土）体稳定：斜坡稳定、洞室稳定、地基岩土体稳定的成因，发展历史分析和力学机制分析，用于具体场地稳定性评价具有重要意义，线上及面上岩、土体稳定的大调查对保护地质环境有重要意义。与地下渗流有关的工程地质问题包括岩溶渗漏分析和渗透变形分析两部分，前者以保证水工建筑正常工作为目的，后者主要讨论渗流作用下土体的稳定性。与侵蚀淤积有关的工程地质问题，包括河流侵蚀淤积和海湖边岸磨蚀堆积规律及人为工程活动对它们的影响，前者对改造河流，后者对开发海洋都有重要意义。水电工程中：库区的工程地质问题有：水库渗漏问题、水库坍岸问题、临岸地带浸淹没问题、水库淤积问题，以及水库诱发地震问题等；水坝的主要问题有：坝基渗漏问题、绕坝渗漏问题、坝肩稳定性问题、坝基稳定性问题等。工程地质问题与工程地质条件的关系工程地质问题是工程活动与地质环境（工程地质条件）相互制约的主要形式，工程地质条件的好坏可决定工程地质问题对建筑工程的稳定性影响，工程地质问题的分析研究是以工程地质条件为基础的。分析工程地质问题产生的地质条件、力学机制及其发展演化规律，以便正确评价和有效防治其不良影响称工程地质分析。岩土工程勘察等级

分级——划分等级

目的是为了勘察工作量的布置。

工程规模较大或较重要、场地地质条件以及岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作量就较大。反之则较小。

依据：工程安全等级、场地复杂程度、地基复杂程度

分别对三项因素进行分级，在此基础上进行综合分析，以确定岩土工程勘察的等级。一、工程安全等级

依据：工程岩土体或结构失稳破坏，导致建筑物破坏而造成生命财产损失、社会影响及修复可能性等后果的严重性。国家《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84的规定，将工程结构划分为三级。《岩土工程勘察规范》与之相应，也将工程安全等级划分为三级。

工程安全等级

安全等级破坏后果工程类型级很严重重要工程级严重一般工程级不严重次要工程

各产业部门和地方根据本部门(地方)建筑物的特殊要求和经验，在颁布的有关技术规范中也划分了适用于本部门(地方)的工程安全等级，一般均划分为三级。不同类型的工程，要具体划分。例如：房屋建筑与构筑物的安全等级

房屋建筑与构筑物的安全等级

安全等级破坏后果建筑类型一级很严重

重要的工业与民用建筑物；对地基变形有特殊要求的建筑物；单桩承受的荷载在4000kN以上的建筑物；体型复杂的14层以上的高层建筑；

20层以上的高层建筑二级严重一般的工业与民用建筑三级不严重次要的建筑物

目前，地下洞室、深基坑开挖、大面积岩土处理等尚无工程安全等级的具体规定，可根据实际情况划分。大型沉井和沉箱、超长桩基和墩基、有特殊要求的精密设备和超高压设备、有特殊要求的深基坑开挖和支护工程、大型竖井和平洞、大型基础托换和补强工程，以及其他难度大、破坏后果严重的工程，以列为一级安全等级为宜。二、场地复杂程度等级场地复杂程度由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度和地形地貌条件四个条件衡量。也划分为三个等级。一、二级场地只要符合其中一条即可等级场地条件一级二级三级建筑抗震稳定性危险不利有利（或地震设防烈度6度）不良地质现象发育情况强烈发育一般发育不发育地质环境破坏程度已经或可能强烈破坏已经或可能受到一般破坏基本未受破坏地形地貌条件复杂较复杂简单（一）建筑抗震稳定性

按国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定，选择建筑场地时，对建筑抗震稳定性地段的划分规定为：危险地段：地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。设防烈度≿9度。不利地段：软弱土和液化土;条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘;非岩质的陡坡、河岸和斜坡边缘;不均匀的土层(如古河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。设防烈度7~8度。

有利地段：岩石和坚硬土;开阔平坦、密实均匀的中硬土等。

（二）不良地质现象发育情况

它们分布于场地内及其附近地段，主要影响场地稳定性，也对地基基础、边坡和地下洞室等具体的岩土工程有不利影响。

强烈发育:由于不良地质现象发育招致建筑场地极不稳定，直接威胁工程设施的安全。

例如，山区崩塌、滑坡和泥石流的发生，会酿成地质灾害，破坏甚至整个摧毁工程建筑物。岩溶地区溶洞和土洞的存在，所造成的地面变形甚至塌陷，对工程设施的安全也会构成直接威胁。

一般发育:虽有不良地质现象分布，但并不十分强烈，对工程设施安全的影响不严重；或者说对工程安全可能有潜在的威胁。（三）地质环境破坏程度

由于人类工程——经济活动导致地质环境的干扰破坏，是多种多样的。地质环境破坏对岩土工程实践的负影响是不容忽视的，往往对场地稳定性构成威胁或恶化地质环境。强烈破坏:由于地质环境的破坏，已对工程安全构成直接威胁；如：矿山浅层采空导致明显的地面变形、横跨地裂缝；抽汲地下液体(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷；排除废液引起岩土的化学污染；等等。一般破坏:是指已有或将有地质环境的干扰破坏，但并不强烈，对工程安全的影响不严重。（四）地形地貌条件主要指的是地形起伏和地貌单元(尤其是微地貌单元)的变化情况。一般地说，山区和丘陵区场地地形起伏大，工程布局较困难，挖填土石方量较大，土层分布较薄且下伏基岩面高低不平。地貌单元分布较复杂，一个建筑场地可能跨越多个地貌单元，因此地形地貌条件复杂或较复杂。平原场地地形平坦，地貌单元均一，土层厚度大且结构简单，因此地形地貌条件简单。三、地基复杂程度等级划分为三级：1、一级地基符合下列条件之一者：

(1)岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理；

(2)多年冻土及湿陷、膨胀、盐渍、等特殊性岩土，对工程影响大，需作专门处理的；变化复杂，同一场地上存在多种的或强烈程度不同的特殊性岩土。

2、二级地基符合下列条件之一者：(1)岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响；(2)除上述规定之外的特殊性岩土。

3、三级地基(1)岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响；(2)无特殊性岩土。

四、岩土工程勘察等级勘察等级确定勘察等级的因素工程安全等级场地等级地基等级甲级一级任意任意二级一级任意任意一级乙级二级二级二级或三级三级二级三级一级任意任意一级二级二级丙级二级三级三级三级二级三级三级二级或三级思考题

1、熟记工程地质条件六大要素

2、主要工程地质问题有哪几个方面？不同工程建筑对地质条件的要求不同，因此，存在的工程地质问题是复杂多样的，例如工业与民用建筑的主要工程地质问题是地基承载力和变形问题、露天矿主要是边坡稳定性问题，等等。3、简述工程地质问题与工程地质条件的关系。工程地质条件是指与工程建筑物有关的地质因素的综合。工程地质问题是指已有的工程地质条件在工程建筑和运行期间，工程地质条件会产生一些新的变化和发展，从而引发影响工程建筑安全的地质问题称为工程地质问题。工程地质勘察的主要目的与任务就是查明工程地质条件，分析论证存在的工程地质问题，对建筑场区作出工程地质评价。

第十三章工程地质勘察方法第一节工程地质勘察的一般要求第二节工程地质测绘第三节工程地质勘探第四节工程地质野外试验第五节工程地质长期观测第六节勘察资料内业整理第一节工程地质勘察的一般要求

工程地质勘察：

是工程建设的前期工作，它是运用地质、工程地质及有关学科的理论知识和各种技术方法，在建设场地及其附近进行调查研究，为工程建设的正确规划、设计、施工和运行等提供可靠的地质资料，以保证工程建筑物的安全稳定经济合理和正常使用。工程地质勘察的任务（1）阐明建筑地区的工程地质条件,并指出对建筑物有利和不利的因素；

（2）论证建筑物所存在的工程地质问题，进行定性和定量的评价，作出确切结论；

（3）选择地质条件优良的建筑场地,并根据场地工程地质条件对建筑物配置提出建议；

工程地质勘察的任务（5）根据所选定地点的工程地质条件和存在的工程地质问题，提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议，以及保证建筑物正常施工和使用所应注意的地质要求；（6）为拟订改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据。(4）研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响，预测其发展演化趋势，提出利用和保护地质环境的对策和措施；

工程地质勘察方法

工程地质测绘工程地质勘探(物探、钻探、坑探)工程地质试验（室内试验、野外试验）工程地质长期观测勘察资料的分析整理工程地质测绘

工程地质测绘：是工程地质勘察中最主要、最基本的勘察方法，它运用地质理论及有关学科知识对地质体、地质现象进行观察和描述，将所观察到的各种要素表示在地形图和相关图表上，以反映测绘区的地面地质现象。特点：经济、快速、有效、是其他勘察工作的基础和依据。与其它方法联系：有了地表的全面认识，就可以推断地下的地质情况，是其他勘探工作的基础上。

工程地质勘探

工程地质物探、工程地质钻探和工程地质坑探三种工程地质物探：是根据介质的导电率、磁性、密度以及弹性波在其中的传播速度等物理性质，以及岩层的含水量、裂隙性、破碎程度等物理状态，用特定的仪器设备，取得测定的数值，从而划分岩层，判定地质结构，地下水埋藏深度，以及岩溶洞穴分布情况等。特点：经济、迅速、能测定一定空间范围内地质体的三维特征，但使用上受地形条件、地质体物性差异程度等一些客观条件制约，物探成果比较粗略，有时在解释上存在一定困难。与其它方法关系：物探工作应以测绘工作为指导，并可用钻探和坑探加以验证，它们之间互为补充，应合理配合使用。钻探和坑探：是直接了解地下地质的可靠手段，在一般工程地质勘察中常常是必不可少的。特点：能取得准确可靠的第一手地质资料，当往往需耗费较多的人力物力以及较长的作业时间。与其它方法关系：以测绘及物探资料作为勘探设计的依据，且能为现场试验及取样，长期观测，地基处理等工作提供便利条件。工程地质勘探

工程地质试验

室内试验和野外（现场）试验两种室内试验：是对采得的样品在实验室内进行试验特点：方便易行，并能对大量样品进行试验以便统计分析取得参数，但脱离了现场地质环境，其成果不完全反映实际情况。野外试验特点：克服了室内试验的严重缺陷，但耗费人力、物力及较长试验周期，不可能大量进行。两者的关系：互为补充，合理配合使用。与其它方法关系：所有试验的数量、项目和采样位置都必须以测绘、勘探成果为基础，有目的、有计划的进行。工程地质长期观测

工程地质长期观测是运用某种测量手段，对某些工程地质条件要素（如不良地质作用、地下水的监测等），作长期监测，以了解其随时间变化的规律及发展趋势，从而验证、预测和评价对工程建筑和地质环境的影响。特点：一定周期的长期观测，能有效地掌握观测对象的动态规律，对于地质现象和机理分析，了解发展趋势等十分有意义，但其周期长，耗费人力、物力，因此要视具体情况恰当使用。与其它方法关系：长期观测工作是其它勘察工作的补充和延续，也是其它方法无法代替的。

勘察资料的分析整理

室内整理工作的主要任务是编制工程地质图件及编写报告书，整理和统计分析岩土物理力学性质指标等，只有通过整理工作，才能使原始数据系统归类，总结出规律性，作为专门问题分析依据以及提供给工程设计使用。这项工作主要是在各勘察阶段后期进行的，同时，在整个勘察过程中应随时进行资料分析整理。

岩土工程勘察阶段的划分一、为何划分勘察阶段为保证工程建筑物自规划设计到施工和使用全过程达到安全、经济、合用的标准，使建筑物场地、结构、规模、类型与地质环境、场地工程地质条件相互适应。任何工程的规划设计过程必须遵照循序渐进的原则，即科学地划分为若干阶段进行。工程地质勘测过程是对客观工程地质条件和地质环境的认识过程。

工程地质勘测阶段与设计阶段一致工程地质勘察阶段的划分二、勘察阶段的划分依据

划分依据：各国虽然在阶段名称上不尽一致，但在思想上还是大致相同的，即由规划到初步设计，再到技术设计，最后到施工图设计和施工。1.欧美划分：①可行性前期研究阶段②可行性研究阶段③设计阶段④施工阶段2.俄罗斯划分：①草图设计勘察②初步设计勘察③技术设计勘察④施工图设计勘察⑤施工3.我国划分（1978年以前）：①规划阶段②初步设计阶段③技术设计阶段④施工设计阶段4.1978年我国《岩土工程勘察规范》划分：①规划阶段工程地质勘察②初步设计阶段工程地质勘察③技术施工设计阶段工程地质勘察规划（或可行性研究）阶段工程地质勘察

目的：为工程规划和技术可能性、经济合理性论证等方面提供地质资料。主要任务：查明区域工程地质条件，论证区域稳定性，并对近期可能建筑区或重点地段作出粗略的工程地质评价，提出建筑地段的比较方案。勘察方法：收集地质及有关资料，进行路线踏勘和中、小比例尺工程地质测绘，在可能建筑区或重点地段布置少量的勘探工作和适量的室内实验工作。初步设计阶段工程地质勘察

目的：在规划阶段指定的区域内选定工程地质条件最优的建筑场地，初步查明工程地质条件并对主要工程地质问题进行定性或适当定量评价。另外，场地选定后，进一步查明该场地内工程地质条件细节，深入分析存在的各种工程地质问题，作出可靠的定量评价。工作方法：除了进行中、大比例尺工程地质测绘外，尚应进行大量的勘探、试验及长期观测工作。技术施工设计（或施工图设计）阶段工程地质勘察

目的：主要解决为编制各个建筑物施工详图所需的地质资料。工作方法：以各种试验方法为主，根据需要做些补充勘探工作等。此外，在施工过程中，由于进行地基开挖等，需要进行基坑编录和地质验收工作，有时出现了新的工程地质问题需要补充一些地质调查工作。

岩土工程勘察纲要岩土工程勘察是工程建筑成败的关键之一；勘察工作的基本程序包括编制勘察纲要、编制经费预算、签订勘察合同、实施工程地质测绘和调查、勘探工作、长期观测、编写岩土工程勘察报告等几个方面；岩土工程勘察纲要是勘察单位工作的设计书，是开展勘察工作的计划和指导性文件。在勘察开始之前，由建设单位会同设计人员填写“岩土工程勘察任务委托书”。委托书中应说明工程的意图与设计阶段，还应提供勘察工作所必需的各种图件、资料和文件，即带有建筑物平面布置的地形图、建筑物结构类型与荷载情况表、工程建设的有关批准文件。勘察单位以此为根据，搜集场地附近已有地质、地震、水文、气象及当地建筑经验等资料，由该项目勘察工作的负责人编写勘察纲要，并经必要的审核批准程序之后进行正式勘察工作。思考题1、工程地质测绘与其它方法联系？有了地表的全面认识，就可以推断地下的地质情况，是其他勘探工作的基础上。

2、工程物探与其它方法联系？

物探工作应以测绘工作为指导，并可用钻探和坑探加以验证，它们之间互为补充，应合理配合使用。3、工程钻探、坑探与其它方法联系？以测绘及物探资料作为勘探设计的依据，且能为现场试验及取样，长期观测，地基处理等工作提供便利条件。4、工程地质试验与其它方法联系？所有试验的数量、项目和采样位置都必须以测绘、勘探成果为基础，有目的、有计划的进行。5、工程地质勘察划分为几个阶段？第二节工程地质测绘

概述工程地质测绘的研究内容工程地质测绘范围、比例尺和精度工程地质测绘方法要点一、概述工程地质测绘：综合工程地质测绘、专门工程地质测绘

基础工作。初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律。并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。岩石出露、地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地质测绘；对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可采用调查代替工程地质测绘。是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。二、工程地质测绘的研究内容

工程地质测绘主要研究工程地质条件。实际工作中，应根据勘察阶段的要求和测绘比例尺大小，分别对工程地质条件的各个要素进行调查研究。

1、岩土体的研究2、地质结构的研究3、地形地貌研究4、水文地质条件研究5、工程动力地质现象的研究6、天然建筑材料研究

1、岩土体的研究

岩土是产生各种地质现象的物质基础，它是工程地质测绘的主要研究内容。①确定地层的时代和填图单位；②各类岩土层的分布、岩性、岩相及成因类型；③岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规律；④岩土的工程地质性质等。工程地质测绘应注重岩土体物理力学性质的定量研究，以便更好地判断岩土的工程性质，分析它们与工程建筑相互作用的关系。工程地质测绘填图单元的划分视比例尺大小而定。小比例尺测绘基本上采用地层学单位，大比例尺测绘则应考虑岩土工程地质性质的差异划分出更小的填图单位。

2、地质结构的研究

地质结构是决定区域稳定性和场地岩土体均一性及稳定性的重要因素。此外，地质结构控制了地貌、水文地质条件、物理地质现象的发育和分布。工程地质测绘对地质结构研究的内容包括：①岩层的产状及各种构造形式的分布、形态和规模；②软弱结构面（带）的产状及其性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带宽度及充填胶结情况；③岩土层各种接触面及各类构造岩的工程特性；④晚近期构造活动的形迹、特点及与地震活动的关系；⑤结合工程布置和地质条件选择有代表性地段进行详细的节理裂隙统计。

节理裂隙的研究：在工程地质研究中，节理、裂隙泛指普遍、大量地发育于岩土体内各种成因的、延展性较差的结构面；其空间展布数米至二三十米，无明显宽度。构造节理、劈理、原生节理、层间错动面、卸荷裂隙、次生剪切裂隙等均属之。对节理、裂隙应重点研究以下三个方面：

1、节理、裂隙的产状、延展性、穿切性和张开性；2、节理、裂隙面的形态、起伏差、粗糙度、充填胶结物的成分和性质等；3、节理、裂隙的密度或频度。在工程地质测绘中必须进行专门的测量统计，通过大量实测工作，统计节理裂隙参数（产状、长度、宽度、充填物等）、结构面网络分析。裂隙频率被定义为单位面积(m2)上的裂隙条数，裂隙率则为单位面积上的裂隙面积。分级ⅠⅡⅢⅣ间距(m)>22～0.50.5～0.1<0.1描述不发育较发育发育极发育完整性整体块状碎裂破碎表2-1按裂隙间距的裂隙发育程度分级根据每个裂隙倾角的大小在网上找出相应半径与同心圆交点的位置，即为该裂隙的投影极点(比例尺可视实际情况确定)。在一任意半径的半圆上，画上刻度网及磁北，依走向第5°或10°分组，统计每一组内的裂隙数和平均走向，自中心沿半径引辐射直线的方位，代表每组裂隙的平均走向方位角，然后用直线依次连接辐射线各端点，即得走向玫瑰图。

在极点图的基础上,用等值线表示图内极点分布的规律和特征3、地形地貌研究

地形地貌对于建筑场地选择、建筑物合理布局、帮助研究新构造运动及物理地质现象等都有十分重要意义。

工程地质测绘地形地貌研究的内容包括：①地貌形态特征、分布和成因；②划分地貌单元，地貌单元形成语岩性、地质构造及不良地质现象等的关系；③各种地貌形态和地貌单元的发展演化历史。中小比例尺工程地质测绘着重研究地貌单元并研究各地貌单元的成因类型及宏观结构特征；大比例尺工程地质测绘则应侧重研究与工程建筑布局和设计有直接关系的微地貌及有关细部特征。

4、水文地质条件研究

在基础设计、水库渗漏、渗透稳定性、低秒沉降、道路冻融、基坑涌水等许多实际工程地质问题分析中都要很好地研究水文地质条件，尤其要搞清地下水的赋存与活动情况。工程地质测绘水文地质研究的内容包括：①查明测区内地下水的类型、分布情况和埋藏条件；②含水层、透水层和隔水层（相对隔水层）的分布，各含水层的富水性和它们之间的水力联系；③地下水的补给、径流、排泄条件及动态变化；④地下水与地表水之间的补、排关系；⑤地下水的物理性质和化学成分等。5、工程动力地质现象的研究

工程动力地质现象的存在常常给建筑区地质环境和人类工程活动带来许多麻烦，有时会造成重大灾害。同时，工程动力地质现象研究对于预测工程地质问题也是十分有益的。研究的内容包括：各种不良地质现象（滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、地裂缝、冲沟、河流冲刷、岩石风化、地面沉降等）的分布、形态、规模、类型和发育程度，分析它们的形成机制和发展演化趋势，并预测其对工程建设的影响。在工程地质测绘中还要注意调查测绘区已有建筑对地质环境的适应性，往往可以了解到许多有重要价值的资料。6、天然建筑材料研究

天然建筑材料的储量、质量、开采运输条件，都直接关系到工程造价和建筑结构型式的选择。工程地质测绘中要注意寻找天然建筑料场，对其质量和数量做出初步评价。三、工程地质测绘的范围、比例尺和精度1、工程地质测绘范围的确定确定根据：一是拟定建筑物的类型、规模和设计阶段，二是区域工程地质条件的复杂程度和研究程度。确定原则：与类型、规模成正比；与设计阶段成反比；区域工程地质条件差范围大；研究程度高范围小。2、工程地质测绘比例尺

工程地质测绘比例尺主要取决于勘察阶段、规模和工程地质条件复杂程度。工程地质测绘采用如下比例尺：（1）踏勘及路线测绘：比例尺1：50万—1：20万，这种比例尺工程地质测绘主要用来了解区域工程地质条件，以便能初步估计建筑物对区域地质条件的适应性。（2）小比例尺测绘：比例尺1：1-万—1：5万，用于可行性研究阶段工程地质勘察，主要查明规划地区的工程地质条件，初步分析区域稳定性等工程地质问题，为建筑区的选择提供地质依据。（3）中比例尺测绘：比例尺1：2.5万—1：1万，常用于初步设计工程地质勘察阶段，其目的是查明建筑区工程地质条件，初步分析存在的工程地质问题，为合理选择建筑地点提供地质依据。（4）大比例尺测绘：比例尺大于1：1万，主要用来详细查明建筑场地的工程地质条件，为选择建筑型式或解决专门工程地质问题提供地质依据。

岩土勘察规范中要求：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；对工程有重要影响的地质单元体(滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等)，可采用扩大比例尺表示。3、工程地质测绘的精度测绘精度：指野外地质现象的观察、描述及表示在图上的精确程度和详细程度。观察描述的详细程度是以各单位测绘面积上观察点的数量和观察线的长度来控制的。通常不论其比例尺多大,一般每平方公里内观察点数和观察线路长度见下表。当天然露头不足时则必须采用人工露头来补充。所以在大比例尺测绘时常需配合有剥土、探槽、试坑等轻型坑探工程。观察点的分布一般不应是均匀的，而是工程地质条件复杂的地段多一些，简单的地段少一些，都应布置在工程地质条件的关键位置上。

比例尺工程地质条件复杂程度简单中等复杂点个数路线长度(km)点个数路线长度(km)点个数路线长度(km)1：20万0.490.500.610.601.100.701：10万0.961.001.441.202.161.40

1：5万1.912.002.942.405.292.801：2.5万3.964.007.504.8010.005.601：1万13.806.0026.008.0034.6010.00

为了保证工程地质图的详细程度，还要求工程地质条件各因素的单元划分与图的比例尺相适应。一般规定岩层厚度在图上最小投影宽度大于2mm者均应按比例尺反映在图上。厚度或宽度小于2mm的重要工程地质单元，如软弱夹层、能反映构造特征的标志层、重要的物理地质现象等，则应采用超比例尺或符号的办法在图上表示出来。为了保证图的精确还必须保证图上的各种界线准确无误，按规定，在任何比例尺的图上界线的误差不得超过2mm。所以在大比例尺的工程地质测绘中要采用定点法。

四、工程地质测绘方法要点测绘方法：沿一定的观察路线作沿途观察，在关键的点上进行详细观察和描述。观察线的布置应以最短的路线观察到最多的工程地质要素和现象为原则。范围较大的中小比例尺一般以穿越岩层走向或地貌、物理地质现象单元来布置观察路线。大比例尺的详细测绘，则应以穿越岩层走向与追索界线的方法相结合来布置观察路线。1.穿越路线法垂直穿越测绘场地地质界线，大致与地貌单元、地质构造、地层界线垂直布置观测线、点。可以最少的工作量获得最多的成果。2.追索法沿着地貌单元、地质构造、地层界线、不良地质现象周界进行布线追索，以查明局部地段的地质条件。3.布点法在第四系地层覆盖较厚的平原地区，天然岩石露头较少，可采用等间距均匀布点形成测绘网格，大、中比例尺的工程地质测绘也可采用此种方法。工程地质测绘程序：（1）首先在室内查阅已有的研究资料，明确本次测绘需要重点研究的问题并编制出工作计划。（2）然后进行航卫片的解译，对区域工程地质条件做出初步的总体评价，判明工程地质条件各因素的一些标志。（3）进而进行现场踏勘，选定测制标准剖面的位置。（4）确定工程地质填图单位（5）完成以上工作后才进行面积测绘。工程地质测绘前的准备工作工程地质测绘的程序和其它的地质测绘工作相同1.在室内查阅已有的资料，2.现场踏勘现场踏勘是在搜集研究资料的基础上进行的，其目的在于了解测绘区地质情况和问题，以便合理布置观察点和观察路线，正确选择实测地质剖面位置，拟定野外工作方法。踏勘的方法和内容（1）根据地形图，在工作区范围内按固定路线进行踏勘，一般采用“Z”字型，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。（2）为了了解全区的岩层情况，在踏勘时选择露头良好，岩层完整有代表性的地段做出野外地质剖面，以便熟悉地质情况和掌握地区岩层的分布特征。资料整理及成果工程地质测绘资料的整理，从性质上可分为野外验收前的资料整理和最终成果的资料整理。野外验收前的资料整理，是在野外工作结束后，全面整理各项野外实际工作资料，检查核实其完备程度和质量，整理誊清野外工作手图和编制各类综合分析图、表，编写调查工作小结。一般野外资料验收应提供下列资料：1.各种原始记录本、表格、卡片和统计表；2.实测的地质、地貌、水文地质、工程地质和勘探剖面图；3.各项原位测试、室内试验鉴定分析资料和勘探试验资料；4.典型影像图、摄影和野外素描图；5.物探解释成果图、物探测井、井深曲线及推断解释地质柱图及剖面图、物探各种曲线、测试成果数据、物探成果报告；6.各类图件，包括野外工程地质调查手图、地质略图、研究程度图、实际材料图、各类工程布置图、遥感图像解释地质图等。最终成果资料整理，在野外验收后进行，要求内容完备，综合性强，文、图、表齐全。其主要内容是：1.对各种实际资料进行整理分类、统计和数学处理，综合分析各种要工程地质条件、因素及其间的关系和变化规律：2.编制基础性、专门性图件和综合工程地质图；3.编写工程地质测绘调查报告。下面，专门介绍常用的工程地质图件1.实际材料图：主要反映测绘过程中的观察点、线的布置、填绘、成果及测绘中的其它测绘、物探、勘探、取样、观测和地质剖面图的展布等内容。该图是绘制其它图件的基础图件。2.岩、土体的工程地质分类图；主要反映各工程地质单元的地层时代、岩性和主要的工程地质特征（包括结构和强度特征等），以及它们的分布和变化规律。对于特殊的岩、土体和软弱夹层、破碎带可夸大表示。该图还应附有工程地质综合柱状图或岩、土体综合工程地质分类说明表、代表性的工程地质剖面图等。3.工程地质分区图：在调查分析工作区工程地质条件的基础上，按工程地质特性的异同性进行分区评价的成果图件。工程地质分区的原则和级别要因地制宜，主要根据工作区的特点并考虑工作区的经济发展规划的需要来确定。一级区域应依据对工作区工程地质条件起主导作用的因素来划分；二级区域应依据影响动力地质作用和环境工程地质问题的主要因素来划分；三级区域可根据对工作区主要工程地质问题和环境工程地质问题的评价来划分。4.综合工程地质图：该图是全面反映工作区的工程地质条件、工程地质分区、工程地质评价的综合性图件。图面内容包括：岩土体的工程地质分类及其主要工程地质特征，地质构造（主要是断裂）、新构造（特别是现今活动的构造和断裂）和地震，地貌与外动力地质现象和主要地质灾害，人类活动引起的环境地质工程地质问题，水文地质要素，工程地质分区及其评价等内容。该图由平面图、剖面图、岩土体综合工程地质柱状图、岩土体工程地质分类说明表和图例、必要的镶图等组成，应尽可能增加工程地质分区说明表。航卫片在工程地质测绘中的应用

进行大面积中小比例尺测绘或者在工作条件不便等情况下进行工程地质测绘时，可以借助航卫片解译一些地质现象，航卫片以其不同的色调、图象形状、阴影、纹形等反映了不同的地质现象的基本特征。航卫照片、卫星照片和陆地摄影照片，真实地、集中地反映了较大范围内的岩土类型，地质结构、地貌、水文地质条件和物理地质现象，详细判释研究能给人一个宏观的总体认识。近年来国内外都已经渐渐将其应用于工程地质测绘，特别是用于研究区域稳定性、道路选择和滑坡等不良现象，实践证明效果是良好的。尤其是在人烟稀少、交通不便的偏远山区进行工程地质测绘，运用航卫片就更有特殊的意义，它能起到减少测绘工作量、提高测绘精度和速度的作用，值得进一步推广。卫片、航片和陆地摄影像片都是按照一定的比率缩小了的自然景观的综合立体影像图。各种不同的地质体和地质现象由于有不同的产状、结构和物理化学性质，并受到内外营力的不同形式、不同程度的改造，形成各式各样的自然景观，这些自然景观虽然都是表现现象，却都包含有一定的地质内容。而这些自然景观的直接映象就是象片上的色调、各具特点的形态影像，因此影像中就包含着丰富的地质现象。能区分出不同的地质体或地质现象间地质信息的差别，就能在象片上划分出地质体或地质现象。所以带有地质信息的各种影像特征也就是标志，如色调、形状、形式、结构、阴影等。作为直接影像的象片能客观、全面而准确地反映出地表的自然景观，不但可以直接解释地质现象，准确性也远优于地形图。

卫片视域广阔，能将大范围内的地质现象联系起来综合分析，对查明和评价区域稳定性有重要的意义，特别是对查明活断层更能收到良好的效果。航片主要是用作大中比例尺工程地质测绘的底图，以迅速而较准确地查明建筑区的工程地质条件；航片对研究崩塌、滑坡、泥石流、地震砂土液化、流动沙丘等物理地质现象非常有效，可以较迅速地判定各种不稳定地段，并可以用以对某些地质作用的发展进行监测。

陆地摄影像片是以摄影经纬仪或立体照相机拍摄的。这种象片可以把距离相机数十米至数百米范围内的地质细节精确地记录下来，并可以将象片转绘成详细的地质图，用以表示这部分岩体的结构细节。故用基坑编录最为理想。

必须指出，由于自然景观会随气候、地形、植被等因素而变化，所以好多地质信息也会随地而异，因此象片的判释必须与实地观察互相配合、互相验证才能收到良好的效果，而决不能用象片判释代替必要的地面工作。象片的判释工作最好是从有地质资料的地区开始，然后逐渐外推。

工程地质测绘的要求1.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。2.工程地质测绘和调查宜在可行性研究或初步勘察阶段进行。3.工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。测绘的比例尺和精度应符合要求（规划阶段、初步设计阶段、详细勘察阶段）4.测绘的精度要求5.地质观察点的布置、密度和定位应满足要求6.工程地质测绘和调查内容7.资料整理思考题1、工程地质测绘研究的内容有哪些？2、如何确定工程地质测绘的范围、比例尺和精度？测绘的范围与拟定建筑物的类型、规模成——；与设计阶段成——；区域工程地质条件差范围——；研究程度高范围——。3、工程地质测绘的要求有哪些？4、工程地质测绘的方法和程序有哪些？测绘方法：沿一定的观察路线作沿途观察，在关键的点上进行详细观察和描述。观察路线的布置方式有穿越法、追索法和布点法；

测绘程序：1、收集资料。2、现场踏勘，选定测制标准剖面的位置。3、确定工程地质填图单位。4、完成以上工作后才进行面积测绘。5、工程地质测绘观测线路如何布置？工程地质测绘的要求1.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。2.工程地质测绘和调查宜在可行性研究或初步勘察阶段进行。3.工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。测绘的比例尺和精度应符合要求（规划阶段、初步设计阶段、详细勘察阶段）4.测绘的精度要求5.地质观察点的布置、密度和定位应满足要求6.工程地质测绘和调查内容7.资料整理工程地质测绘的要求1.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。2.工程地质测绘和调查宜在可行性研究或初步勘察阶段进行。3.工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段。测绘的比例尺和精度应符合要求（规划阶段、初步设计阶段、详细勘察阶段）4.测绘的精度要求5.地质观察点的布置、密度和定位应满足要求6.工程地质测绘和调查内容7.资料整理一、概述二、工程地质物探三、工程地质钻探四、工程地质坑探五、工程地质勘探的布置第三节工程地质勘探一、概述

工程地质勘探是通过工程地质测绘对地面基本地质情况有了初步了解基础上，采取某种方法去揭示地下岩土体(包括与其密切相关的地下水)的空间分布和变化。钻探、坑探、物探是目前常用的工程地质勘探手段。1、工程地质探勘主要任务是：（1）详细研究建建筑场地或建筑地段的岩土体性质和地质构造；（2）研究水文地质条件；（3）研究地貌和不良地质现象；（4）取样及提供野外实验条件；（5）提供检验与检测的条件。（长期观测）2、工程地质勘探的手段工程地质勘探有三种手段：

1、地球物理勘探

2、钻探工程

3、坑探工程勘探的特点由于工程勘探面临上述任务，它就必然具有以下特点：(1)特别细致地研究地壳表层的地质结构，(2)把建筑物影响带内的所有岩层都看做是需要查明的“目的层”，既要找到好的持力岩层，也要指出不好的、对施工及建筑稳定性可能有危害的岩层或地质结构。(3)在勘探中，非常注意保持岩石的原状结构和天然状态，以保证岩石物理力学性质的研究。(4)要实现地质、水文地质、岩石物理力学性质的综合研究，对勘探坑孔结构、勘探方法、实施程序都有许多特殊要求。84二、工程地质物探

物探的全称为地球物理勘探，它是利用专门仪器来探测地表层各种地质体的物理场，从而进行地层划分，判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的一种勘探方法。由于地质体具有不同的物理性质（导电性、弹性、磁性、密度、放射性等）和物理状态（含水率、裂隙性、固结程度等），就为利用物探方法研究各种不同的地质体和地质现象提供了物理前提。所探测的地质体各部分之间以及该地质体与周围地质体之间的物理性质和物理状态差异愈大，使用这种方法就愈能获得比较满意的结果。需要指出的是，物探方法虽能简便而迅速地探测地下地质情况，但由于它经常受到非探测对象的影响和干扰，仪器测量精度的不够，其所得判断和解释的结果往往较为粗略，且有多解性。所以，在物探工作之后，还常须用钻探或坑探来验证，以获得确切的地质成果。物探工作的方法有电法勘探、地震勘探、重力勘探、磁法勘探以及地球物理测井等，在工程地质勘察中运用最普遍的是电法和地震勘探。（

一）电法勘探在工程地质勘察中的应用

利用天然或人工的直流或交流电场来勘查地下地质情况的地球物理勘探方法，叫做电法勘探。它又可分为多种方法，在工程地质勘察中应用最广的是电阻率法。电阻率法主要可以解决下列问题：

1、确定不同的岩性，进行地层岩性划分；

2、查明褶皱构造形态，寻找断层，查明主导充水裂隙方向；

3、查明覆盖层厚度，基岩起伏及风化壳厚度；

4、查明含水层的分布情况、埋藏深度及厚度；

5、查明岩溶发育情况，寻找古河道；

6、勘查天然建筑材料产地，圈定分布范围，估计储量

电阻率法包括电测深法和电剖面法，这两种方法又有许多变种，在工程地质中应用最广的是对称四极电测深、环形电测深、对称剖面法和联合剖面法。地质勘察中经常应用对称四极电测深法来确定电阻率有差异的地层、基岩风化壳、地下水埋深或寻找古河道。

环形电测深法是利用对称四极装置改变其方向，测量同一点的视电阻率。它可用来确定各向异性很明显的地质介质，陡立岩层的走向、断层破碎带与含水裂隙带的延伸和岩溶发育的主导方向，以及它随深度的变化情况等。

通过以上讨论，对电测深法在研究和解决某些地质问题方面的应用有了基本的了解。不过，这一方法在理论上假定地面是平的，岩层的电阻率是均匀的，且各地层分接口与地面平行。实际上，要求绝对符合上述假定条件不大可能。这样，根据其理论解决实际问题时，效果将由工作区的地形地质条件来决定。盲目地使用电测深法，将得不到预期的效果。

一般认为，使用电测深法应具备以下几个条件：

1、地形平坦起伏不大，地面坡度不超过30°，且有一定的范围便于布置极距。

2、地表面的地层岩性较为均匀稳定，厚度变化不大，电阻率适中。

3、工作区内地层层数不多，而且其应有电性标准层存在。标准层应是这样的地层：能控制工作区的地质构造，其电阻率在水平和垂直方向上均保持稳定，与上下地层的电阻率差值较大，在电测深曲线上能反映出明显厚度，倾角不大于20°，埋藏深度不太大，且在其上无屏蔽层存在。

4、被勘查的地质体在水平方向上延展较大，一般应超过该地质体埋藏深度的十倍以上。

电剖面法可以被用来探测松散覆盖层下基岩面的形状和地质构造，了解古河道的位置，寻找溶洞等。

如图所示为利用对称电测剖面法探测基岩面和溶洞的实例。高电阻的灰岩溶蚀地中充填了低电阻的淤积物，ß曲线的高低起伏正好反缺了灰岩面的起伏变化情况。因此根据ß曲线就可确定灰岩面的形状。而复合四极对称装置探测溶蚀漏斗和地下溶洞可以取得比较满意的效果。

为了使电剖面法在工程地质勘察中发挥较好的作用，需注意它的适用条件：

1、地形比较平缓，起伏坡度不超过5°，不能有深沟切割。

2、应沿着地质结构变化最大的方向布置电测剖面，而且要求褶皱构造的开头明显，断裂带或电性相差较大的岩石接触倾角较大。

3、探测松散覆盖层以下的基岩地质情况时，覆盖层的厚度不宜太大。（二）地震勘探在工程地质勘察中的应用

地震勘探是通过人工激发所产生的弹性波在地壳内传播来探测地壳地质结构的一种物探方法。它已被广泛地应用于工程地质勘察中。

在工程地勘察中运用最多的是高频（﹤200-300HZ（赫））地震波浅层折射法。用它可研究深度在100米以内的地质体，主要解决下列问题：

1、测定覆盖层的厚度，确定基岩的埋深和起伏变化；

2、追索断层破碎带和裂隙密集带；

3、研究岩石的弹性，即测定岩石的动力弹性模量和动泊松比；

4、划分岩体的风化带，测定风化壳厚度和新鲜基岩的起伏变化。在工程地质勘察中，中频（﹤50-60HZ）地震波也常被用来探测深度大于100米的深部地质体，如对深埋越岭隧道的勘察。而低频（﹤15-20HZ）地震波则主要用于探测大区域深部构造，宜应用于研究区域稳定性问题。

地震勘探的适用条件是：

1、地形变化较小，起伏大的复杂地形是不利的：

2、地质界面平坦和断裂破碎带少，且界面以上岩石较均一，无明显高速层屏蔽；

3、界面上下或两侧的地质体有较明显的波速差异。三、工程地质钻探钻探的作用钻探是岩土工程勘察中最主要的手段之一，其主要作用有：①获得用于鉴别、分类和试验的岩芯和土样，划分地层；②了解地质构造和不良地质作用的分布；③在孔内进行岩土工程性能原位测试、水文地质试验、测井和现场监测；④获得有关地下水情况的资料等。

工程钻探的特点

(1)钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型和特点，如水坝一般应顺坝轴线布孔，工业与民用建筑则需要按建筑物轮廓线布孔等。(2)钻探深度一般都不大。除了大型水利工程、深埋隧道、核电站以及为了解决专门地质问题(如探测深部岩溶)外，孔深均为十几米至数十米，所以经常采用简易钻探法和轻便型钻机。(3)钻孔多具综合目的。一个钻孔除需查明地层岩性、地质结构和水文地质条件外，还常做各种试验(岩土力学性质试验、水文地质试验、灌浆试验等)、长期观测和取样(岩、土样和水样)。(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均有特殊要求。工程勘探的方法和设备自然地质条件是复杂的，各种钻探方法和设备都有一定的适用条件，选择钻探方法和设备时，应视钻探的目的和地质条件而定。

1．钻探方法的分类与选择根据破碎岩土的方法、冲洗介质的种类及循环方式、钻探设备与机具的特点，岩土工程勘察中钻探的方法可主要分为回转、冲击、冲击回转、振动和冲洗几种类型(图3．1)：9697(1)回转钻探。通过钻杆将旋转矩传递至孔底钻头，同时施加一定的轴向压力实现钻进。产生旋转力矩的动力源可以是人力或机械，轴向压力则依靠钻机的加压系统以及钻具自重。回转钻探包括硬质合金钻进、金刚石钻进、钢粒钻进、牙轮钻进、全面钻进等。但在岩土工程勘察中，土层以硬质合金钻进为主，岩层以硬质合金、金刚石钻进为主。98回转钻探中钻头的主要类型和功能见表3.2和图3.2。

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此外，国外使用较多的空心管连续螺旋钻也是一种回转钻头，即在空心管外壁加上连续的螺旋翼片，用大功率的钻机驱动旋入土层之中，螺旋翼片将碎屑输送至地面，提供有关地层变化的粗略信息，通过空心管则可进行取样及标准贯入试验等工作。用这种钻头可钻出直径约150~250m

m的钻孔，深度可达30～50m。长而连续的钻头旋入土中后实际上也起到了护壁套管的作用。100(2)冲击钻探。利用钻具自重冲击破碎孔底实现钻进。破碎后的岩粉、岩屑由循环液冲出地面，也可以采用带活门的抽砂筒(或称掏砂筒，见图3.3)提出地面。冲击钻头有一字形、十字形等多种(图3.4)。可通过钻杆或钢丝绳操纵。其中，钢丝绳冲击钻进使用较为广泛。101钢丝绳冲击钻进的规程如下：钻具重量：钻具重量等于钻头、钻杆与绳卡的重量之和。不同性质岩土体应选取合适的单位刃长上的钻具重量，一般分为几下几种：土层100～200N/m；软岩层200～300N/m；中硬岩层350～400N/m；硬岩层500～600N/m；极硬岩层650～800N/m。冲击钻进可应用于多种土类以至岩层，对卵石、碎石、漂石、块石尤为适合。102(3)冲击回转钻探。冲击回转钻探是在钻头承受一定荷载的基础上，以竖向冲击力和回转切削力共同破碎孔底岩土体的钻探方法。一种类型是顶驱式，即在钻杆顶部用风动、液动或电动机实现冲击，并同时回转钻杆，实现钻进；另一种是潜孔式，即用液力或气力驱动靠近孔底的冲击器产生冲击力，同时由地面机构施加轴向压力和回转扭矩，实现钻进。其中潜孔式冲击回转钻探也称为潜孔锤钻进，钻探深度不受限制，除在硬和坚硬岩石中应用(如大型水利水电岩土工程勘察)外，在砂卵石层、漂石层钻进更有优势，按使用动力的介质性质分为液动冲击回转钻(液动潜孔锤)和气动冲击回转钻(气动潜孔锤)，其中气动回转钻探方法多用于无水或缺水地区。

103

潜孔锤钻进用钻头需承受较大的动荷载及摩擦作用，因此要求钻头体具有较高的表面硬度和较好的耐磨性及足够的冲击韧性，常用的主要有两种，刃片钻头和柱齿钻头(图3.5)。刃片钻头用于软岩钻进，柱齿钻头用于硬岩钻进。104(4)振动钻探。通过钻杆将振动器激发的振动力迅速传递至孔底管状钻头周围的土中，使土的抗剪阻力急剧降低，同时在一定轴向压力下使钻头贯入土层中，这种钻进方式能取得较有代表性的鉴别土样，且钻进效率高，常用于黏性土层、砂层以及粒径较小的卵石、碎石层。但这种钻进方式对孔底扰动较大，往往影响高质量土样的采取。105(5)冲洗钻探。通过高压射水破坏孔底土层实现钻进。土层破碎后随水流冲出地面。这是一种简单、快速、成本低廉的钻进方法，适用于砂层、粉土层和不太坚硬的黏性土层，但冲出地面的粉屑往往是各土层物质的混合物，代表性很差，给地层判断、划分带来困难。故该方法主要用来查明基岩起伏面的埋藏深度。

106以上几种钻探方法适用于不同的岩土层，在岩土工程勘察中较常使用，针对具体工程及岩土层情况，应选择合适有效的钻探方法。在岩土工程勘察中，土层的钻探一般应考虑以下要求：

1)选择符合土层特点的有效钻进方式。

2)能可靠地鉴别地层，鉴定土层名称、天然重度和湿度状态，准确判定分层深度，观测地下水位。

3)尽量避免或减轻对取样段的扰动。根据大量工程实践经验，在岩土工程勘察中，工程钻探应优先选择回转钻探方法，其次是冲击回转钻探、冲击钻探(或锤击钻探)、冲洗钻探。在滑坡及湿陷性土层、膨胀性土层中钻进，应注意采用干式无循环钻探方法或优质泥浆的有循环钻探方法。107《岩土工程勘察规范》(GB5002l一2001)对常用几种钻探方法的适用范围做出了明确规定(表3．4)。

108对岩土工程钻探亦有相应规定：1)钻探口径和钻具规格应符合现行国家标准的规定。成孔口径应满足取样、测试和钻进工艺的要求。2)钻进深度和岩土分层深度的测量精度，不应低于士5cm。3)应严格控制非连续取芯钻进的回次进尺，使分层进度符合要求。4)对鉴别地层天然湿度的钻探，在地下水位以上应进行干钻，当必须加水或使用循环液时，应采用双层岩芯管钻进。5)岩芯钻探的岩芯采取率，对完整和较完整岩体不应低于80％，较破碎和破碎岩体不应低于65％；对需重点查明的部位(滑动带，软弱夹层等)应采用双层岩芯管连续取芯。6)当需确定岩石质量指标RQD时，应采用75mm口径(N型)双层岩芯管和金刚石钻头。7)定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量，倾角和方位的测量精度应分别为士0.1°和±3.0°。8)钻探操作的具体方法，应按现行标准《建筑工程地质钻探技术标准》(JGJ87)执行。109钻孔设计书的编制、钻孔观测编录及资料整理

1．钻孔设计书的编制

钻探工作耗资较大，应尽可能使每一个钻孔都发挥综合效益，取得较多的资料。为此，工程地质人员除了编制整个工程地质勘探设计外，还应逐个编制钻孔设计书，以保证钻探工作达到预期的目的。110钻孔设计书内容要点应包括：

(1)钻孔附近的地形、地质概况及钻孔目的。钻孔目的必须充分说明，使施钻人员、观测、编录人员明确该孔的意义及钻进中应注意的问题，这对于保证钻进、观测、编录工作的质量，都是至关重要的。111(2)钻孔的类型、深度及孔身结构。应根据已掌握的资料，绘制钻孔设计柱状剖面图，说明将要遇到的地层岩性、地质构造及水文地质情况等，据以确定钻进方法、钻孔类型、孔深、开孔和终孔直径，以及换径深度、钻进速度及固壁方法等。112(3)工程地质要求。包括岩芯采取率、取样、试验、观测、编录等各方面的具体要求。编录项目及应取得的成果资料有钻孔柱状剖面、岩芯素描、钻进观测、试验记录图表及水文地质日志等。(4)说明钻探结束后对钻孔的处理意见，留作长期观测孔或封孔。(5)投资预算。1132.钻孔的观测与编录为了全面、准确地反映钻探工程第一手资料，在钻进过程中必须认真、细致地做好观测与编录工作。(1)岩芯观察、描述和编录。应对岩芯进行认真观察、鉴定，描述其颜色、矿物成分、颗粒成分、结构与构造，正确定名，必要时取样进行室内岩矿鉴定。对疏松砂砾土和黏性土，应观察其致密程度和稠度状态。对节理、裂隙的类型、延续性、蚀变、充填情况、倾角、间距等进行描述及统计工作。对风化岩石，应将岩芯按风化程度进行分带和描述。必要时编制岩芯素描及岩芯柱状图。114通过对岩芯的各种统计，可以得到岩芯采取率、岩芯获得率和岩石质量指标等定量指标。岩芯采取率是指所取岩芯的总长度与本回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩芯和破碎的碎块、碎屑及碎粉物质。岩芯获得率是指比较完整的岩芯长度与进尺的百分比。它不计入不成形的破碎物质。115岩石质量指标RQD：(RockQualityDesignation的缩写)由D.U.迪尔提出的，它应以采用75mm口径(N型)双层岩芯管和金刚石钻头获取的大于10cm的岩芯总长度占钻探总进尺长度的比例确定，岩芯的断开裂隙是岩体原有的天然裂隙面而并非钻进破坏所致。上述三项定量指标可反映岩石的坚硬和完整程度。岩石愈坚硬、完整，数值愈高；而愈软弱、破碎的岩石，则数值愈低。它们也与钻进的工艺和技术水平有关。每回次取出的岩芯应顺序排列，并按有关规定进行编号、装箱和保管。并应注明所取原状土样、岩样的数量及深度。(2)钻孔水文地质观测。充分重视并记录钻进过程中冲洗液消耗量的变化。发现地下水后，应测定其初见水位和稳定水位，确定含水层顶底板标高及厚度、测量水温。按规定深度抽取水样，以进行水质分析。

(3)孔内情况观察记录。钻进过程中注意换层深度、回水颜色变化、钻具陷落、孔壁坍塌、卡钻、埋钻和涌砂现象等，结合岩芯判断孔内情况。如果孔壁坍塌及卡钻，岩芯破碎，采取率低，就表明岩石裂隙发育或处于构造破碎带中。当钻进过程中遇到严重风化或裂隙十分发育的岩层、断层破碎带、岩溶洞穴时，岩芯采取率往往很低，甚至取不到岩芯，给判断孔内情况带来困难。钻孔摄影和钻孔电视弥补了这一缺陷，通过对孔壁的观察，可以对岩层的裂隙程度及方向、风化程度、断层破碎带、岩溶洞穴和泥化夹层等，取得较为清晰的照片或图像，给人们孔内观察的感觉。目前，我国水利水电部门使用的SK-150型钻孔摄影仪和JZS-1型钻孔电视机，为提高工程地质勘探的质量和钻孔利用率，显示了独特的优越性。1173．钻孔资料整理钻孔工作结束后，要进行钻孔资料整理，主要成果如下：(1)钻孔柱状图。将孔内岩层情况，按一定比例尺编制柱状图，做出岩性描述；还应在相应位置上标明岩芯采取率、冲洗液消耗量、地下水位、岩芯风化分带、代表性的岩土物理力学性质指标，以及取样位置。如果孔内做过试验，则应将试验成果也在相应位置上标出。(2)钻孔操作及水文地质日志图。(3)岩芯素描图及其说明。118四、工程地质坑探（一）工程地质勘探常用的坑探工程类型及其适用条件

坑探工程的优点：勘察人员能直接观察到地质结构，准确可靠，且便于素描；不受限制地从中采取原状岩土样和用作大型原位测试。尤其对研究断层破碎带、软弱泥化夹层滑动面（带）的空间分布特点及其工程性质等，更具有重要意义。坑探工程的缺点：使用时往往受到自然地质条件的限制，耗费资金大而勘探中期长；尤其是重型坑探工程不可轻易采用。工程地质勘探常用的坑探工程类型有：探槽、试坑、浅井、斜井、平硐和石门等。类型特点适用条件探槽在地表垂直岩层或构造线，深度小于3-5米的的长条形槽子剥除地表覆土，揭露基岩，划分地层岩性；追踪查明断层破碎带的空间分布和剖面组合情况试坑从地表向下，铅直的、深度小于3—5米的园形成方形小坑局部剥除地表覆土揭露基岩，确定地层岩性；作载荷试验、渗水试验，取原状土样浅井从地表向下，铅直的、深度5-15米的园形或方形井确定覆盖层及风化层的岩性及厚度；作载荷试验，取原状土样竖井（斜井）形状与浅井同，但深度﹥15米，有时需支护在平缓山坡、河漫滩，阶地等，岩层又较平缓的地方布置，用以了解覆盖层的厚度及性质，风化壳的厚度及岩性，软弱夹层的分布，断层破碎带及岩溶发育情况，滑坡体结构及滑动面等平硐在地面有出口的水平坑道，深度较大布置在地形较陡的基岩坡，用以调查斜坡地质结构，对查明河谷地段的地层岩性、软弱夹层、破碎带、风化岩层等，效果较好；还呆取样和作原位岩体力学试验及地应力量测石门（平巷）未出露地面面与竖井相连的水平坑道，石门与岩层走向垂直，平巷与岩层走向平行了解河底地质结构，作试验等(二)坑探工程设计书的编制、坑探工程的观测与编录1、坑探工程设计书的编制坑探工程的设计是在工程地质勘探总体布置的基础上进行的。

其主要内容有：①坑探工程的目的、类型和编号；②坑探工程附近的地形、地质概况；③掘进深度及其论证；④施工条件；⑤岩土工程要求。2、坑探工程的观察、描述

其主要内容有：①地层岩性的划分；②岩石风化特征及其随深度的变化，作风化壳分带；③岩层产状要素及其变化，各种构造形态；④水文地质情况。3、坑探工程的编录坑探工程的编录工作主要是绘制展视图。所谓展视图，就是沿坑探工程的壁、底面所编制的地质断面图，按一定的制图方法将三度空间的图形展开。用它表示的地质成果一目了然，故在生产上广为应用。

不同类型坑探工程展视图的编制方法和表示内容有所不同，它们的比例尺一般为1：25——

1：100。

①试坑（浅井、竖井）展示图一般采用四壁辐射展开法或四壁平行展开法。前者适用于试坑，后者适用于浅井和竖井。

a.四壁辐射展开法b.四壁平展开法②探槽展示图一般只画底和一壁，有时也将两侧壁画出。如果槽长且方向、坡度有转析时，可分段画出，使壁与底保持平行。③平硐展示图一般将五个面全部画出，其中硐顶分开单画，其余几个面相联展开。硐底坡度有变化时，要用高差曲线表示。

五、工程地质勘探的布置布置勘探工作的总要求是：以最少的勘探工作量取得尽可能多的地质资料。为此，要求工程地质人员必须明确勘探的目的和任务，做好勘探设计，将每个勘探工程都布置在关键部位。以发挥综合效益。

1、勘探工作布置的一般原则

①勘探工作应在工程地质测绘基础上进行；②无论是勘探的总体布置还是单个勘探点的设计，都要考虑综合利用；③勘探布置应与勘察阶段相适应；④勘探布置应随建筑物的类型和规模而异；⑤勘探布置应考虑地质、地貌、水文地质等条件；⑥在勘探线、网中的各勘探点，应视具体条件选择不同的勘探手段，以便互相配合，取长补短，有机的联系起来。

2、勘探坑孔间距的确定一般地说，应根据勘察阶段和建筑场地工程地质条件的复杂程度，确定勘探坑孔的间距。

不同的勘察阶段，对场地工程地质条件所应了解的程度和对工程地质问题所应评价的深度是不同的。在初期勘察阶段，主要任务是进行可行性研究，即地质上兴建建筑物的技术可能性和经济合理性。此时有若干个建筑场地的比较方案，勘察范围大而勘探坑孔少，以获取基准剖面为主。显然，坑孔的间距是比较大的。当进入高级勘察阶段进，建筑物的具体轮廓、尺寸和结构等均已确定，它要求查明建筑物影响所及范围内的地质结构细节，为确切地分析评价工程质问题和处理措施提供资料。此时勘察范围小而勘探坑孔多，因而坑孔间距是比较小的。在同一勘察阶段中，如果场地工程地质条件比较复杂，坑孔间距就应小些。各类工程建筑，在不同的勘察阶段和不同复杂程度的场地工程地质条件下，所应采取的勘探点、线间距，一般均有规范可循，其目的在于保证勘探工作的基本质量。它虽具有一定的指导意义，但由于场地工程地质条件是复杂多样的，在实际工作中应根据具体情况合理地确定勘探工程的间距，决不能机械地搬用。

3、勘探坑孔深度的确定确定勘探坑孔深度的含义应包括两方面，即确定坑孔深度的依据和施工时终止坑孔的标志。总地说，勘探深度应根据建筑物类型、勘察阶段、工程地质条件的复杂程度和所评价的工程地质问题等综合考虑。

各勘察部门大致依据于规范规定、对工程地质问题评估的需要以及具体建筑