岩土工程勘察绪论

岩土工程勘察绪论岩土工程的含义和研究对象勘察的任务和特点我国岩土工程勘察的现状工程地质学的研究对象和任务工程地质学的研究内容、分科

及其与其他学科的关系工程地质学的发展历史本课程内容与学习方法一、岩土工程的含义和研究对象岩土工程是欧美国家于20世纪60年代在土木工程实践中建立起来的一种新的技术体制。它的英文为GeotechnicalEngineering,直译之可谓“地质技术工程”。岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。这一为工程建设全过程服务的技术体制，在房屋、道路、航运、能源、矿山和国防等建设工程中占有重要的地位，在保证工程质量、降低工程造价、缩短工程周期以及提高工程经济效益、环境效益和社会效益方面起到了重要作用。

岩土工程

岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基础工程学为理论基础，以解决在建设过程中出现的与岩体和土体有关的工程技术问题，是一门地质与工程紧密结合的学科。可以认为，它是由土木工程、地质、力学和材料科学等多学科相互渗透、融合而形成的边缘学科。就学科的内涵和属性来说，岩土工程是一门服务于工程建设的综合性和应用性都很强的技术学科，属土木工程范畴。

工程建筑与岩土体之间处于相互依存，又相互制约的矛盾中。研究两者之间的关系，促使矛盾的转化和解决，是岩土工程的基本任务。在土木工程中，各种建筑物以岩土体作为建筑材料、工程结构或建筑环境，岩土工程的地位相当重要。而且，随着工程规模愈来愈大，岩土工程问题愈益突出和复杂，给岩土工程师提出了各种新的、前所未有的研究课题。就房屋建筑和构筑物而言，目前世界上高层建筑物有120层、高达400多米，更有560余米高的电视塔；我国也已建成了81层、高380多米的高层建筑物。显然，一般天然土体材料是难以满足其荷载要求的，为此需采用桩基础或对地基土进行处理，这就要研究桩身的尺寸、材料强度以及桩基持力层的选择和承载力等问题。此外，施工时深基坑开挖支护和降水问题也很重要。岩土工程在此类工程的总造价和总工期中占1/3左右。

当今世界上边坡工程规模也很大，土质边坡最高的有120m，而岩质露天矿坑边坡则高达1000余米。在边坡工程中，岩土体既是建筑材料，又是工程结构。高边坡工程的稳定性问题十分突出，尤其是岩质边坡，分析它的稳定性时必须要弄清楚岩体结构，并采用工程地质和岩体力学理论分析其变形、破坏的机制，对稳定性的现状和演化趋势作出科学的评价。对地下工程而言，岩土体既是建筑材料，又是工程结构和建筑环境。它的岩土工程问题更为复杂和多样，诸如围岩稳定、施工开挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在复杂地质条件下的大埋深、大跨度、高边墙的地下工程，上述问题更具特殊性。工程岩土体是地质体的一部分，其工程性质的形成和演化以及对建筑的适应性，与它的物质组成、结构和赋存环境息息相关。因此，岩土工程师在着手解决任何一项岩土工程问题时、首先要查明岩土体的地质特征和场地工程地质条件，尤其是地质条件比较复杂的重大岩体工程，场地工程地质条件的研究更显得重要，甚至会成为影响工程效益、投资抑或成败的关键。可见，岩土工程师必须具备地质和工程地质的基本理论知识，要有较好的地质素养。可以认为，工程地质学是岩土工程的重要基础和支柱。二、岩土工程勘察的任务和特点基本任务：按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质资料和必要的技术参数，对有关的岩土工程问题作出论证、评价。具体任务：（1）阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。（2）查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。（3）分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价结论。（4）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出论证和建议。（5）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。三、我国岩土工程勘察的现状

新中国建立后，由于国民经济建设的需要，在地质、城建、水利、电力、冶金、机械、铁道、国防等部门，按原苏联的模式，相继设立勘察、设计机构，开展了大规模的工程地质勘察研究工作，为工程规划、设计和施工提供了大量的地质资料，使得一大批重要工程得以顺利施工和正常运行。但是，由于工程地质勘察体制的局限，其明显的弊病和缺陷，一是侧重于定性分析，定量评价不够；二是侧重于“宏观”研究，结合工程具体较差，在建筑结构、基础方案和地基处理措施等方面，往往缺乏权威性意见和建议。这反映了勘察与设计、施工在一定程度上是脱节的，影响了勘察工作社会地位和经济效益的提高；它尤其不能适应社会主义市场经济的需要。

针对工程地质勘察的缺陷，中国城建、冶金部门的一些工程勘察单位自80年代初期，引进了岩土工程体制。这一技术体制是为工程建设全过程服务的，因此很快就显示了它突出的优越性。之后，各部门相继推广。此时，由于国内地质找矿市场逐渐萎缩，不少原从事找矿地质勘查的地质队也纷纷转产，从事岩土工程勘察。因而形成了一支庞大的岩土工程勘察队伍，它们遍布全国各大、中城市，主要从事工业与民用建筑和市政设施的勘察。由于高层建筑，尤其是超高层建筑的涌现，对天然地基稳定性计算和评价、桩基计算与评价、基坑开挖与支护、岩土加固与改良等方面，都提出了新的研究课题，要求对勘探、取样、原位测试和监测的仪器设备、操作技术和工艺流程等不断创新。由于勘察工作与设计、施工、监测结合紧密，勘察真正成为工程咨询性的工作，为保证工程安全和提高经济效益作出了很大的贡献，并积累了许多勘察经验和资料。可以认为：勘察与设计、施工、监测的紧密结合，是岩土工程技术体制的最大优越性。为了在社会主义市场经济体制下，使岩土工程勘察能贯彻执行国家有关的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、确保工程质量和提高经济效益，由国家建设部会同有关部门，共同制订了中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021-94，作为强制性国家标准于1995年3月1日正式颁布施行。该规范是对原《工业与民用建筑工程地质勘察规范》TJ21-77的修订，它既总结了中国40多年来工程实践的经验和科研成果，又注意尽量与国际标准接轨。

从目前国内大量的实践可看出，岩土工程勘察侧重于解决土体工程的场地评价和地基稳定性问题，而对地质条件较复杂的岩体工程，尤其是重大工程（如水电站、核电站、铁路干线等）的区域地壳稳定性，边坡和地下洞室围岩稳定性的分析、评价，仅由岩土工程师是无法胜任的，必须有工程地质人员的参与才能解决。这就要求岩土工程与工程地质在发挥各自学科专业优势的前提下，互相渗透、交叉，二者互为补充而相得益彰。四、工程地质学的研究对象和任务地质学工程与技术学科相互渗透、交叉形成的边缘科学

人类工程活动地质环境地质环境的概念：指自然环境的一个重要组成部分，与人类生存和发展有紧密联系的岩石圈的一部分，这部分积极地与水、气和生物圈相互作用着。上限为岩石圈表面，下限为人类技术——经济活动引起的物理场、化学场因素变迁消失的深度。地质环境是多因子系统：大气、

水、生物、岩石

四个圈环境自然环境

人类环境大气、水、社会环境

人为环境

生物、岩石

地质环境人类能到达的地下深度：5000m，钻探深度10000m。地球上现有工程建筑都建于地壳表层一定的地质环境中，地质环境以一定的作用方式影响建筑物。人类工程活动对地质环境有一定作用，使其变化，又影响着工程建筑的稳定和正常使用。人类工程活动与地质环境之间，处于相互联系又相互制约的矛盾之中。工程地质学的基本任务：研究地质环境与人类工程活动之间的关系，使二者矛盾转化和解决。地质环境对工程建筑的影响地震——影响区域工程建筑软土地基——需进行专门地基处理岩溶——水库渗漏崩滑泥石流——工程改线人类工程活动对地质环境的影响

抽汲地下水——地面沉降海水入侵地下水质恶化大型水库修建——库岸再造库周浸没库区淤积诱发地震

工程地质勘察的目的：为工程建筑对象选择适宜的地质环境，从而为该工程在技术上的可能性和经济上的合理性提供保证。并不致对地质环境产生不应有的破坏，以致影响工程本身和人类的生活环境。技术可能斗性:指在地质瓣环境中兴算建某建筑国物的安全描保障如何剖。换言之返，建筑物罩地基对基需础的适应绍性如何，网当二者不慈相适应时覆，能否通延过改变基驻础结构或穴改良地基饼性质使其说达到相互堆适应。经济合聋理性：指通过对护建筑地区倒地质条件傲的深入研芝究后，在向保证工程推稳定性的悉前提下，咸选出经济男成本最低呜的建设方核案，以达国到经济上姥合理，即米可行性研挨究。五、工共程地质衫学研究症内容、期分科及谨其与其边他学科片的关系（一）研究内咏容1.岩土风工程地质且性质研究建造于唯地壳表虎层的任区何建筑间物，都扶离不开索岩土体飘，岩土年体作为猪建筑物橡地基或快环境。岩土体成唐因类型和招性质对建辩筑物的意穷义重大。研究地质菠环境首先秒研究岩土旷体分布规律成因类淘型工程性质讲参数测试不良性末质的改酬良形成分支廊学科——工程岩土鲜学2.工程动力舟地质作用锡研究地球内外呼动力作用——地质现酷象人类工程——经济活动铺产生的各昂种作用这些作荷用制约尾着建筑宝物的稳盲定造价寨和正常校使用研究工程召动力地质仅作用地质胁现象分布规模形成机棕制发展演吓化规律产生的工差程地质问讽题工程地尚质问题旁的分析混评价防治对策措施形成分支外学科——工程动力如地质学3.工程地质铺勘察理论诞和技术方领法研究工程地质宰学服务于巡寿工程建筑调，具体实臂现就是工宾程地质勘碍察。工程地质习勘察的目腊的就是查娱明工程地铲质条件，末分析存在鞠的工程地顽质问题对工程远建筑区巴作出工煎程地质挡论证和损评价，吉提出建屡筑设计打所遵循渣的最佳赚方案和驳可能采畜取的工命程措施攀，这涉况及到广紧泛的理错论。基础地粥质买专郊业基础竹工程已建筑辨地基基费础丹等工程地质逆条件：工程地乘质条件网是指客率观存在怎的地质秧环境中棒与工程别建筑有虑关的地堪质要素杆之综合绸。它包太括地形但地貌、服岩土类粒型及其笨工程地结质性质亩、地质卸结构、易水文地动质条件崭、物理凭地质现悠象（动设力地质俩作用）售、天然致建筑材拴料。综合概念，一、二种因剃素不称少为工程景地质条领件。针对工程赴建筑对象贷而言。在自然地幅质历史过行程中形成乘的客观条时件，不是人为岸的。工程地质尼问题：工程地质总问题是指伍工程建筑内物与地质监环境（场厘地工程地偶质条件）彻之间，存滔在着某些衬不适应性环所引起的虹影响建筑快物施工、球正常运行乏和周围环薪境的地质粪问题。它宽反映了工利程要求与板场地地质傅条件之间桃的矛盾。问题的宫产生是嘴由于工副程技术——经济要箱求与场卫地地质饮背景之拦间的矛择盾或差栽异引起。岩土工遇程问题木：指的是诸工程建据筑物与精岩土体抱之间所融存在的历矛盾或阳问题。临在岩土养工程施助工以及苹工程建险筑物建劣成使用菜过程中社，工程魄部位的仅岩土体惧和地下穷水与建哗筑物发洗生作用老，导致趋岩土工鞭程问题川的出现喜。工程地铲质勘察协的核心裂问题斗如民何运用妄有效的住勘察方堆法和手糖段，取独得反映剑确切的批工程地坝质因素圾，资料捆分析理惧论，以很及表现繁形式。为保证暑勘察的对精度和峡质量，隆需不断辈改进技宝术方法踢、勘探布机械和叹测试仪疤器。为使工得程地质漆评价和井预测定渔量化，载需不断贫完善地搁质——数学模寸型和发今展数学歌分析方雹法，应小用计算己机技术倦。制订适用爹于不同类晴型建筑的棵勘察规范每或手册。形成分勾支学科——专门工寄程地质简学4.区域工程扎地质的研语究工程地台质条件买工程地树质问题完具有明俯显的区环域性分佣布规律乘和特点为国土京资源开锄发利用笔和建设狠布局优屋化,需要研究夹不同区域获地质条件币的形成和瓶分布规律不同区域包地质构造舰应力不同,区域稳慰定性不箱同形成分淡支学科——区域工程萍地质学5.环境工程问地质的研呜究随着经济证的发展，人类纽奉工程—经济活叙动对地条质环境谨的反馈蹄作用日佩益广泛擦而深刻地质环境玻恶化地质灾服害频发为了合惩理利用斑保护地持质环境，科学地预壁测人类活吴动对环境回的负影响工程地质饿学——环境科煤学交叉渗冲透形成分支政学科——环境工程睛地质学（二）与其他学红科的关系工程地再质学涉础及知识业范围广，多学科酿的交叉工程岩土暮学岩土力束学工程动将力地质窄学专门工只程地质驻学数额理床化担力环境-工程地质避学-钻探物探计算机地质学工程建筑命学出现新的衰生长点城市地质岩土工经程海洋工肠程地质高层建筑饶工程地质岩土工程是以工棉程地质枪学、土力学、岩石力乔学及地凯基基础旱工