岩土工程勘察二

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。

101大厦，高度508米，位于台北（2004年11月竣工）正在试着投用当中.位于马来西亚首都吉隆坡的两座完全相似、高达1483英尺（452．315m）的佩重纳斯塔楼是当今世界第二高建筑。美国芝加哥的一幢办公楼西尔斯大厦,SOM建筑设计事务所设计，1974年建成,高443米，在当今世界排第三名。高度420米，位于上海,1998年建成。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

地质环境人类能葵到达的坝地下深酸度：5美000山m，钻探深哄度10未000医m。地球上订现有工疏程建筑竿都建于室地壳表倒层一定寺的地质米环境中炸，地质瓦环境以摆一定的纱作用方梢式影响井建筑物麻。人类工程山活动对地掩质环境有邮一定作用沉，使其变染化，又影纤响着工程商建筑的稳必定和正常萄使用。人类工程抛活动与地淹质环境之折间，处于钻相互联系历又相互制帖约的矛盾别之中。工程地置质学的冶基本任渡务：研究地哀质环境田与人类自工程活筹动之间的关谈系，使羊二者矛染盾转化钩和解决岗。地质环丝式境对工蕉程建筑讲的影响地震——影响区翼域工程因建筑软土地腥基——需进行水专门地美基处理岩溶——水库渗漏崩滑泥石亡流——工程改布线人类工取程活动喘对地质用环境的警影响抽汲地赴下水——地面沉降喊海水入侵地下水质村恶化大型水鼠库修建——库岸再匙造夸库周覆浸没库区淤积奏诱发新地震工程地嗽质勘察筛的目的：为工程建榴筑对象选荡择适宜的剥地质环境，从而为边该工程玻在技术上的羊可能性和经济上的筒合理性提供保辜证。并不致旬对地质目环境产著生不应窝有的破百坏，以致影响霸工程本身泰和人类的智生活环境。技术可培能性:指在地棵质环境蓝中兴建将某建筑睬物的安钻全保障岔如何。笋换言之穗，建筑酬物地基拔对基础底的适应转性如何奖，当二夜者不相喷适应时昂，能否疤通过改酿变基础解结构或各改良地聋基性质遵使其达督到相互先适应。经济合理帖性：指通过对掠建筑地区捡地质条件另的深入研扶究后，在漫保证工程月稳定性的请前提下，粘选出经济砖成本最低持的建设方楚案，以达痕到经济上风合理，即详可行性研精究。五、工半程地质津学研究择内容、果分科及屋其与其俭他学科骡的关系（一）研究内涛容1.岩土波工程地质授性质研究建造于泰地壳表淘层的任乱何建筑说物，都侦离不开苏岩土体淹，岩土嘴体作为杆建筑物愤地基或塘环境。岩土体成小因类型和辱性质对建仪筑物的意宫义重大。研究地围质环境丑首先研淡究岩土侦体分布规木律成因类桂型工程性守质平参倦数测试不良性质寸的改良形成分劣支学科——工程岩塞土学2.工程动免力地质备作用研权究地球内型外动力葵作用——地质现颈象人类工弟程——经济活料动产生柔的各种抖作用这些作用廊制约着建无筑物的稳译定造价和杜正常使用研究工程侮动力地质侄作用地质辟现象分布规模形成机衡制发展演化号规律产生的穗工程地米质问题工程地质叙问题的分坏析评价防治对策措施形成分唤支学科——工程动力曲地质学3.工程地士质勘察止理论和附技术方续法研究工程地侦质学服遣务于工初程建筑济，具体森实现就弹是工程年地质勘首察。工程地柳质勘察验的目的段就是查床明工程守地质条泥件，分展析存在啄的工程熔地质问勿题对工程建证筑区作出雕工程地质杀论证和评吧价，提出轧建筑设计幸所遵循的目最佳方案涨和可能采听取的工程蜡措施，这桥涉及到广锦泛的理论例。基础地可质伏专夏业基础瓦工程腾建筑孙地基基复础藏等工程地效质条件：工程地燃质条件蹦是指客衫观存在唐的地质油环境中裂与工程追建筑有梨关的地柴质要素半之综合偶。它包煌括地形承地貌、担岩土类腊型及其伴工程地呈质性质悬、地质财结构、拾水文地抄质条件斗、物理劲地质现知象（动弦力地质灾作用）容、天然牧建筑材岭料。综合概念，一、二种因素廊不称为工抬程地质条祥件。针对工程赛建筑对象幻玉而言。在自然地强质历史过寸程中形成刮的客观条姻件，不是人为且的。工程地质洗问题：工程地都质问题脸是指工凳程建筑双物与地接质环境械（场地倒工程地些质条件厕）之间至，存在肺着某些疗不适应健性所引刺起的影购响建筑时物施工樱、正常淋运行和授周围环捧境的地稍质问题话。它反牺映了工宇程要求墨与场地踩地质条拼件之间奥的矛盾拨。问题的产肉生是由于损工程技术——经济要申求与场候地地质遣背景之蚕间的矛砌盾或差军异引起。岩土工堂程问题可：指的是工刘程建筑物虫与岩土体榆之间所存毁在的矛盾标或问题。差在岩土工蛋程施工以箱及工程建狭筑物建成律使用过程役中，工程予部位的岩秃土体和地境下水与建仓筑物发生颈作用，导丝式致岩土工腊程问题的哀出现。工程地质乓勘察的核敌心问题王如何纵运用有效听的勘察方闭法和手段买，取得反蛾映确切的爬工程地质偶因素，资样料分析理扯论，以及毅表现形式草。为保证协勘察的兆精度和嘉质量，拆需不断窃改进技算术方法叙、勘探仿机械和削测试仪玻器。为使工希程地质箩评价和染预测定慎量化，拥需不断漫完善地歌质——数学模范型和发蛙展数学乱分析方画法，应锡用计算监机技术圾。制订适墙用于不谢同类型悲建筑的缸勘察规悄范或手羞册。形成分婶支学科——专门工唐程地质厕学4.区域工伟程地质块的研究工程地盲质条件谅工程地铜质问题罪具有明枣显的区兄域性分没布规律胜和特点为国土农资源开场发利用伟和建设弯布局优许化,需要研究无不同区域只地质条件溜的形成和沙分布规律不同区域镰地质构造贸应力不同,区域稳定复性不同形成分针支学科——区域工程村地质学5.环境工程鹿地质的研住究随着经济辅的发展，人类页工程—经济活探动对地叹质环境格的反馈活作用日慕益广泛跟而深刻地质环境泛恶化地质灾台害频发为了合勿理利用株保护地垫质环境，科学地预塞测人类活漂动对环境窗的负影响工程地质掩学——环境科殊学交叉渗透形成分悦支学科——环境工屡程地质丽学（二）与其他圾学科的狼关系工程地皆质学涉摄及知识槐范围广，多学科的僚交叉工程岩土粮学岩土力倚学工程动力洗地质学专门工程书地质学数理尿化问力环境-工程地逢质学-钻探物探计算机地质学工程建筑亮学出现新的困生长点城市地质岩土工扮程海洋工程拳地质高层建筑伸工程地质岩土工程是以工顶程地质成学、土力学、岩石力学虫及地