工程建设中主要工程地质问题

土木工程地质学

GeologyinCivilEngineering8.1概述8.2工业与民用建筑工程中的主要工程地质问题8.3道路与桥梁工程中的工程地质问题8.4隧道与地下工程中的工程地质问题8.5港口工程中的工程地质问题8.6水利工程中的工程地质问题工程建设中主要工程地质问题8.1概述

工程建设是根据设计要求和建设场地的工程地质条件进行的，而不同类型的工程对工程地质条件的要求也不相同，因此在建设的过程中不可避免地会遇到各种各样的地质情况和问题。充分认识这些工程地质问题，以及针对这些问题做好相应的工程地质勘查工作队于工程建设是非常重要的。本章对工业与民用建筑、道路与桥梁工程、隧道与地下工程、港口工程、水利工程等五个方面的主要工程地质问题进行了分析，同时针对这五个工程方向指出了其他地质勘察工作的要点。区域稳定性问题基础埋深和结构类型问题地基稳定性问题地基的施工条件问题边坡稳定性问题地下水的侵蚀性问题8.2工业与民用建筑工程中的主要工程地质问题

地基稳定性问题地基强度地基变形地基的强度

以地基承载力表示。影响因素有两方面：地基性质，基础特点。确定方法：理论计算、原位测试、规范表格。一级建筑物用原位测试结合理论计算。二级建筑物用理论计算结合原位测试。三级建筑物用规范查表或根据邻近建筑物经验确定。2、地基的变形地基变形特征量：沉降量沉降差倾斜局部倾斜均应<规范容许变形值.对于大型重要的建筑物，必须同时进行地基强度和变形验算。基础的施工条件问题基坑开挖和支护方式降排水方式影响基础施工条件的主要因素：地基土性质地下水类型和埋深建筑周边荷载边坡稳定性问题在山区的斜坡上修建建筑物，边坡稳定性是个需要重视的工程地质问题。斜坡上建筑物的健在给边坡增加了外载荷，破坏了其原有的平衡，往往导致边坡失稳而滑动。3、工民建工程地质勘察要点

了解整个建筑区域内的总体稳定性：初步查清几个可能作为建筑场地的工程地质条件，以便选址。

查明建筑区域内的地层分布和岩土的物理力学性质：对地基土体进行室内试验以及一定数量的现场原位测试；确定合理的地基承载力，并对地基的均匀性和稳定性作出评价，为工程设计和施工提供所需的计算指标及资料。

查明地下水的埋藏、补给和排泄条件、水位变化幅度与规律及化学成分，测定并评价地基土体的渗透性：对基坑工程，当存在高承压水层时，应评价基坑底隆起以及发生涌水的影响，为基坑支护和工程降水提出可靠建议。在斜坡地区应评价边坡的稳定性。一、道路工程地质特点

道路是线型工程，线路往往要穿越地形、地质条件复杂的不同地区或构造单元，如道路沿线往往会遇到山高谷深，地质复杂、不良地质现象发育或道路需要穿越大的溶洞和暗河等问题。因此，工程地质论证或工程地质条件分析在公路建设中非常重要。路线的选择，要根据工程地质条件及施工条件等综合考虑，其中工程地质条件是决定性因素。8.3道路与桥梁工程中的主要工程地质问题

路基边坡稳定性路基基底稳定性道路冻害建筑材料

二、道路工程的主要工程地质问题

1、路基边坡稳定性路基边坡包括:天然边坡半挖半填路基边坡路堑边坡破坏形式:滑坡崩塌错落当剪应力>岩土体强度时,发生失稳.任何边坡都具有一定坡度和高度，在重力作用下，边坡岩土体均处于一定的应力状态，如果应力发生变化就会导致边坡变形失稳。一般情况下，影响边坡稳定的主要因素有岩层产状、岩石性质、岩体结构、水的作用、地形地貌及人为因素等。

1)岩层产状。当岩层倾角较大时，在背斜山的两坡，单斜山、单斜谷的顺坡开挖路基时，都存在发生顺层崩塌、滑坡等潜在地质灾害的危险，不宜选线修路。2)岩石性质和岩体结构。

由坚硬致密的岩石构成的边坡稳定性较好，由泥岩、页岩和风化强烈、裂隙发育、破碎硬岩构成的边坡稳定性较差。层理层面、软弱夹层、不整合面、片理面、裂隙面、断层面、断层破碎带等岩体结构面都会影响边坡的稳定。岩层产状对公路选线的影响岩层产状对公路选线的影响土质边坡稳定性取决于亲水性粘土矿物含量.影响因素:土层结构和成因类型水文地质条件自然条件施工方法岩质边幅坡稳定性取贯决于岩体火中结构面.须同时再具备临朗空面、有滑动面劳和切割贝面。影响因壁素：岩石性质地质构肯造岩体结前构类型水文地质朽条件施工条件2、路基伶基底稳桌定性破坏形万式:整体滑移挤出变榨形路堤塌勉陷影响因素:基底土痛的力学危性质基底面您的倾斜菌程度软弱结构洁面水文地澡质条件处理措施:放缓边坡,设反压护忆道采用换填些、预压等罗地基处理渴方法如果路基指基底下分模布有软弱语的泥质夹夹层且岩层夫倾向与坡报向一致时魔，若在其吼下方开挖节取土或在续上方填土述加重都会立引起路堤穷整体滑移怠；当高填值路堤通过沸河漫滩或撤阶地时，书若基底下股分布有饱让水厚层淤递泥，在高特填路堤的达压力下，筹往往会使茂基底产生战挤出变形风；由于基扒底下岩溶绳洞穴的塌揭陷也会引僚起路堤严漆重变形。寒路基基底奖若为软土误、湿陷性品黄土、冻链土、膨胀报土、岩溶筐空洞和采舰空区等，桥常使路基蜻出现沉陷怪变形和不络均匀膨胀秤变形。3、道路模冻害破坏形式:路面冻胀路基翻垃浆影响因素:气温路基土嗽的性质水文地质该条件地形特征面和植被情缩慧况防治措施:铺设毛次细割断身层;换土;设排水匙沟;提高路将基标高;修筑隔热麦层.三、道澡路工程窄地质勘莲察的工树作内容:分为以下驰三个阶段道路选线请方案阶段顶线勘匆查阶段确定道路桶线路后的查勘查阶段桥梁是激公路工蜘程建筑携的重要树组成部我分。路亿线跨越灿河流、所沟谷或充道路，温需要架码设桥梁让，桥梁电也是路关线通过弄地质灾组害频繁斩发生地档区的主券要工程链。桥梁工翼程中的浸主要工算程地质馒问题包迫括两方姻面：1）桥墩台乖地基稳定梨性问题；2）桥墩电台冲刷凭问题。四、桥遗梁工程锋地质问摩题1)桥墩台治地基稳皱定性。主要取决勤于墩台地最基中岩土圆体承载力临的大小，董它对选择停桥梁的基渔础和确定谈桥梁的结存构形式起惕决定作用家。当桥梁鲜为静定结宰构时，由薪于各孔是厌独立的且敌相互之间裹没有联系卷，对工程会地质的适禾应范围较环广。但超清静定结构贷的桥梁，础对各桥墩掉台之间的柜不均匀沉羡降特别敏时感，故在私取用其地戏基容许承姥载力时应魔予慎重考驴虑。桥墩台苹地基稳允定性与它冲刷问蜓题分析2)桥墩台恶的冲刷智问题。桥墩和桥骆台的修建辰，使原来抽的河槽过粒水断面面隶积减小，疲从而局部从增大了河损水流速并尽改变了流恭态，会对更桥基产生站强烈冲刷绩，有时可驳把河床中撇的松散沉陶积物局部日或全部冲哲走，使桥厚墩台基础爷直接受到卵流水冲刷蛇，威胁桥列墩台的安赛全。因此架，桥墩台透基础的埋方深，除决好定于持力尿层部位的率条件外，溪还应满足炊下列四点飘要求：①桥位煤应尽可呆能选在腥河道顺揉直、水照流集中答、河床纱稳定的榨地段，颈以确保浑桥梁在宅使用期吵间不因唉河流改树道而失析去作用搞或受到组河流的哥强烈冲旺刷而破株坏。②桥位要犯避开顺河春向及平行屑桥梁轴线予方向上的略大的断层哑破碎带和遇活动断裂李带。③桥位努要选在嚷岸坡稳索定、基他底岩石叶坚硬完惧整、无塞严重地香质灾害滋的地段苏。④在有队冲刷作甚用处，贿基础应享埋置在副墩台附炒近最大畏冲刷线坛以下。隧道是道插路工程中铲与地质条宵件关系最华密切的工趁程建筑物咬。隧道的险优点是线星路短、裁亿弯取直、惹减少开挖辜和填方工狸程量、抗歇震性高等恨。隧道位于月地下，四侦周被各种绩围岩包围成，处于各剑种不同的煎地质构造术部位，可恭能遇到各孝种地质问带题。主要边包括围岩骂稳定性、庄地下水、麦地温和有台害气体几扩个方面。在进行道郊路规划设易计时，隧诵道位置的阔确定是先贴决问题之北一。隧道孔位置的选套择，除取给决于工程兽目的要求机外，还需慨考虑地形偷、岩性、过地质构造砖、地下水唤等地质条壳件。隧道工鞋程地质形条件分煮析1)地形条件降。隧道进断、出口籍地段最样好是基甲岩出露街比较完读整或坡健积层较侄薄，地废形边坡厨应下陡斧上缓，止洞口岩队层最好零倾向山邪里，在抛地形陡本的高边除坡开挖材洞口时慕，应不折削坡或含少削坡盟即进洞虫，以保苗证边坡饺的稳定行性。洞吊口要避遵开滑坡私、崩塌送、冲沟党、泥石赢流等地舌质灾害龙易发地画段，还猎要避开遗山麓残湖积、坡暗积、洪帽积物等战第四纪渴松散沉顾积物。西隧道进视出、口目不宜选紧在排水股困难的脖低洼处叙，也不国应选在修傍河山华嘴及谷笼口等易哑受流水圾冲刷的赵地段。2)岩性条件恨。均质厚挑层坚硬积完整的满硬质岩附（岩石步饱和抗袖压强度Rg＞30M土Pa），围露岩的稳爸定性较姻好，能优适应各血种断面箱形状的俗地下洞丘室；而喇软质岩狮（Rg＜30M侧Pa）围岩还不稳定由。洞室牲位置应何尽量选闪在坚硬月完整的土岩浆岩历、厚层忆坚硬的请沉积层属及变质宅岩中，钓而应避佣开软弱贴岩石（交如凝灰朵岩、粘怖土岩、基页岩、昏胶结不诉好的砂丧砾岩、上千枚岩辫及某些邻片岩等接）和软津、硬互尺层或含抚软弱夹王层的岩确体。3)地质构造展条件。地质构造酿是控制岩述体完整性屑、稳定性佩的重要因低素，裂隙抗和断层亦售是地下水此渗透的直林接通道，洪隧道选址蕉时应尽量务避开地质错构造复杂牵的地区。①岩层金产状对隧度道选址的劳影响。当蔬隧道轴线柱与岩层走温向平行时股，在水平拢或近水平负的岩层中酱修建隧道夺，地质条肯件较好，诉但应将隧活道位置选讽在厚层状溉均质岩层溉中。在倾斜应岩层中想修建隧阿道，一熔般是不舟利的，涉因为开根挖隧道籍切断倾岛斜岩层研后，容凯易造成为隧道两钻侧边墙线所受的千侧压力键不一致除，导致妈局部变雪形；在雄直立或缠近直立青岩层中迎修建隧蒸道，也繁是不利顾的，特瞧别是将迷隧道位从置选在哲其厚度妈与隧道锻跨度相标等或小奋于隧道锈跨度的典直立软绸弱岩层糊中时，皆更是十少分不利漂的；一役定不能妨把隧道放位置选扬在软硬钉岩层的直分界线斯上，因阿为隧道叠顶部的滤地层岩粗性不同剩，容易悦产生不疯均匀变艘形，或栗在地下赵水作用聪下向下埋滑动，袜破坏隧以道。岩层产匀状对隧甲道选址设的影响②褶皱格对隧道选摧址的影响化。横穿向湿斜和背穿斜修建姻隧道时赠，隧道海轴线上夸承受着母不同的刻压力，妥在向斜点的轴部祥由于存到在较强贤的挤压答力，岩钞层受挤愈压破碎鲁呈下坠衣态势，绳开挖隧财道时容股易坍落疑，而且温向斜轴御部的裂券隙中存探在承压克地下水绘，开挖继时有涌晶水的威国胁；在钻背斜轴间部由于芝岩层上先拱，能沿很好地直将上覆甲岩层的躺荷重传谁递到附背近两侧饶岩体中裁去，而区使背斜截轴部拱穗曲最大勺部位的贝压力变曲小，开钞挖隧道趣时岩块程坍落以螺及涌水蔑的可能栋性较小滨。平行褶皱爽轴线方向娇修建隧道治，地质条往件都不理蝴想。首先步，在背斜抢轴部选址苹，虽然岩鄙层上拱使电顶部压力摆有所减弱腹，但背斜计轴部的岩选层处于张解力作用下惩，遭受过轮强烈的破佛坏，不宜烛沿背斜轴趣线长距离彩开挖、修束建隧道；付其次，沿须向斜轴线跌开挖、修搅建隧道，态对工程的唱稳定性极勾为不利；博第三，若彻必须在褶捷曲岩层地态段平行轴治线方向修壳建隧道，劳可以将隧稻道轴线选职在背斜或懂向斜的两黎翼，条件爬相对好些绞。向斜与棉背斜下扑坠力的输差别地质构造忆对隧道选屋址的影响③断裂鲁对隧道选凳址的影响狠。断层、系断裂破格碎带对有隧道工遍程极为切不利，参隧道选袍址应远屿离断层肝，决不矮能沿断绪层面走拥向修建钳隧道；强在断裂验破碎带全地段修犬建隧道雹，应特告别慎重衰，尤其决在破碎鼠带较宽就、且断护层角砾桃、泥砂咸、碎石害等尚未昂固结成谅岩地段诸，一般赠不允许饰平行破柳碎带修译建隧道嫩。如果钱隧道选鞠址必须闷穿越断棒层或断瓦裂破碎伐带，则量应将隧助道轴线卫方向布凶置在与芬断层或滔断裂破揉碎带走刃向垂直铲的方向暑，以使瓦隧道中瓶断裂破械碎带占聋地最少肥或出露敢面积最碧小。五、桥礼梁工程偿地质勘路察的工踏作内容:分为以下地两个阶段初步勘察悉阶段详细勘今察阶段8.4隧道与地角下工程中写的主要工骆程地质问垫题8.4.梯1围岩稳注定性8.4.嘱1.1围岩稳晓定性的夜含义所谓围支岩稳定席性，是保指在一兵定时间卖内，在渗一定的祖地质力颜和工程出力作用丑下岩体荒不产生澡破坏和纽奉失稳的今性质。8.4浴.1.谜2围岩变肯形破坏苗的特点围岩变形斩破坏的特胁点、方式著以及岩体网结构条件铜之间的关烫系见课本P221表8.1（1）坚硬者完整岩页体的脆匙性破裂（2）块体滑待移（3）层状弯牛折和拱曲（4）碎裂岩劣体的松动到解脱（5）松散围辱岩的塑性冬变形8.4.追1.3围岩稳辞定性的薯影响因科素（1）岩性（2）岩体结员构（3）地质构饥造（4）构造丘应力影笨响（5）地下水扔影响（6）工程耽因素8.4.灯1.4底下洞室校围岩稳定眉性的分析侵方法（1）围岩稳棉定性分类驰法（2）工程驳地质类宏比法（3）岩体善结构分椅析法（4）数学唉力学计臭算分析族法8.4.米2地下水、雅地温以及甜有害气体8.4.许2.1地下水（1）涌水披问题（2）浸水问山题8.4伍.2.烤2地温在常温旁层以下虏，底下油洞室的怎温度一替般随着拐深度增腿加，当锁温度超湾过25℃时，劳蚊动效率息就会降凉低，温寺度达到35℃时，劳动蓄效率几乎摆下降为0，必须储降温改己善工作驰环境。批一般将驴地温增幼加1℃所需下降需的深度成预为地温梯笔度。8.4.舞2.3有害气体在开挖地嚼下洞室时乖，经常会色遇到对人用体有害的炼有毒、易桌燃、易爆陆气体。8.4.鸽3隧道与地乐下工程地箩质勘察要盏点也是分蜂为初步违勘察与恭详细勘困察两个凝阶段，邪阶段不菌同要点坛不同。初步勘或察以工毛程地质软测绘与堡物探工警作为主龄。详细勘鸭察时，惹工程地腰质测绘湖、勘探挂以及试炕验工作纪同时展圾开。8.5港口工程传中的工