工程地质勘察讲义

第二章

工程地质勘察第一节概述场地和地基的概念

场地是工程建筑所处的和直接使用的有效面积的土地。

地基是指直接承托建筑物基础的那一部分范围很小的场地。地基评价

为保证工程安全，一方面必须通过工程勘察来确定场地本身的稳定性，另一方面还必须验证地基本身的强度及变形是否满足建筑物的安全及使用要求。第二节工程勘察目的与原则工程勘察的目的

工程勘察的目的在于以各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。第二节工程勘察目的与原则工程勘察原则(1)在理论、方法和经验上，做到工程地质、土力学和岩体力学相结合，定性与定量相结合(2)在工程实践上，做到勘察与设计、施工密切配合，技术可靠与经济合理统一，岩土条件与建设要求统一(3)把岩土体既看成地质体，又看成力学介质体，及工程的实体(4)参数选择考虑岩土体的变异，非均匀性及各项异性(5)工程勘察以实际观测数据和岩土性状为依据(6)方案比较第三节工程勘察分类工程勘察（按工程门类）建筑工程勘察线路勘察水工建筑勘察港工建筑勘察近海工程勘察核电工程勘察第四节工程勘察阶段工程勘察阶段规划性勘察初步勘察详细勘察施工勘察勘察基本要求

规划性勘察（选址勘察）：取得几个场址方案的主要工程地质资料。

初步勘察：查明建筑场地不良地质现象的原因、分布范围、危害程度及其发展趋势详细勘察：针对具体建筑物地基或具体工程地质问题，为进行施工图设计和施工提供可靠的依据或设计参考数据详勘的手段主要是勘探、原位测试和室内土工试验勘察任务书第五节工程勘察方法工程地质测绘与调查

工程地质测绘与调查的目的是通过对场地的地形地貌、地层岩性、地质构造、地下水与地表水、不良地质现象进行调查研究的测绘工作，为评价场地工程地质条件及合理确定勘查勘探工作提供依据。对建筑场地的稳定性进行研究是工程地质调查和测绘的重点。

勘探工作

勘探是地基勘查工程中查明地下地质情况的一种必要的手段，它是在地面的工程地质测绘和调查所取得各项定性资料的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。

勘探工作包括坑探、钻探、触探和地球物理勘探。坑探

坑探是在建筑场地挖探井（槽）以取得直观资料和原状土样。

探井的平面形状一般采用1.5m×1.0m的矩形或直径0.8~1.0m的圆形，深度视地层土质和地下水埋藏深度等条件而定，一般是2~3m。

取样步骤：

（1）指定深度挖一土柱，土柱直径略大于取土筒直径；（2）土柱顶削平，放两端开口的金属筒，一边削土，一边下压，筒完全套入土柱后切断土柱；

（3）削平筒两端土，盖上筒盖。钻探

钻探是利用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层，并可沿孔深取样，以测定岩石和土层的物理力学性质，有些性质也可直接在孔内进行原位测试。

钻机分回旋式、冲击式两种。

钻孔分技术孔和鉴别孔两类。

取土器按上部封闭装置的结构形式，可分为活阀式和球阀式两种。钻探时，采用击入式和压入式两种方式在钻孔中取得原状土样。

触探

触探是通过探杆用静力或动力将金属探头压入土层，并测出各层土对触头的贯入阻力大小的指标，间接判断土层性质的勘探方法和原位测试技术。作为勘探手段，可用于划分土层。作为测试技术，可估计地基承载力和土的变形指标。

静力触探

借静力将触探头压入土层，用电测技术测得贯入阻力来判断土的力学性质。优点：快速、连续，在拟定桩基方案时采用。静力触探仪分机械式和油压式两类。静力触探设备中的核心部分是触探头，按结构分为单桥和双桥两种。单桥桥头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁摩擦力在内的总贯入阻力P(kPa)

，通常用贯入比阻力表示

Ps=P/A

双桥探头可以测出锥尖总阻力Qc（kN）和侧壁总摩阻力Pt（kN）。通常以锥尖阻力qc(kPa)和侧壁摩阻力fs(kPa)表示：qc

=Qc/Afs=

Pt/Fs摩阻比

Rs

=fs/qc

×100%

地基凭土的毒承载如力取划决于泉土本叙身力评学性院质，律而静胞力触耍探所物得的比贯入忘阻力等指标察在一定拘程度上恢反映了升土的某传些力学浆性质。根据惹静力挑触探苗资料甚可间狱接地革按地壳区性窗经验基关系本估算顽土的承载钱力、偷压缩忘性指战标和单桩承敏载力特骄征值。动力触泊探动力触隶探一般敬是将一渡定质量总的穿心宣锤，以秧一定高属度自由匆下落，饭将探头貌贯入土头中，记惕录贯入构一定深周度所需疼要的锤击杂次数，并以乏此判断绣土的性惜质。动力触背探的两别种方法标准跳贯入采实验轻便嫂触探毫实验标准贯旬入实验脊应与钻探工作相建配合，告并以钻机为基戒础，受加上标准鸦贯入缩慧器、雀触探婆杆和民穿心猾锤等设备海等来进未行。实验时辆，以63.逼5kg的穿心纵锤以76造cm的落距欢自由下莫落，将污贯入器换垂直打撒入土层捏中15c潜m（此时乳不计锤章击数）及，以后白打入土找层30泊cm的锤投击数策，即细为实压测的胁锤击慈数N’，然夫后拔沃出贯掏入器粘，取吓出其染中的像土样抚进行术鉴别岩描述澡。标准贯虫入实验挤中，随兼着钻杆宿入土长去度的增庭加，杆窑侧土层版的摩阻彻力以及嘉其他形品式的能萌量消耗购也增大蜜，因而贸使得锤凯击数N’值偏大寸。当钻宋杆长度烘大于3m，锤击却数按下径式矫正犁：N=有a×猪N记’标准卸贯入昏实验弱测得看的锤滚击数N，可爱用于铺确定出地基揭土的厉承载倡力。负估计户土的勇抗剪范强度贪和黏明性土毅的变汪形指冒标、毛判别纤黏性非土的证稠度栽和砂穗土的座密实暑度以阻及估昼计地念震时矩砂土培液化蜜的可依能性负。轻便触改探实验优点：设备简絮单、操毫作方便群，适用恳于粉土是、黏性捷土和黏猎性素填先土地基率的勘察赠。缺点罪：触探戏深度塘限于4m以内实验汉方法镰：先用秒轻便图钻具早开孔进至被割试土福层，崇然后吼以手厚提高逃质量失为10k趟g的穿你心锤且，使睬其以50c冠m的落盆距自兄由下活落，朝这样素连续拿冲击茶，把飘尖锥嫂垂直斑打入臂土层批，每赏贯入30c堪m的锤击贸数称为N10。应用戒轻便报触探茧指标打，可拔确定黏性土击和素土果的承载捧力。旁（横再）压实抢验适用捉于原纯位测悼定黏汁性土吧、粉咐土、喇砂土点、软倡质岩依石和免风化淘岩石则的承虏载力繁、旁垄压模挥量和牌土的史应力-应变架关系植。193据3年，膜德国Ko张ng神le桃r曾用僵一根泪可以润膨胀朱的橡洪皮管闸在钻厉孔中住加压锋，测辛定不牢同深信度处张土的支压缩部性。对后来Men惹ard改进久了这凶种仪判器，良这种夺仪器妻称为Me佳na让rd旁测甜仪。我国早数期设计素的一种智旁压仪皮，由旁衬压器、邀量测与补输送系残统、加乓压系统收三部分锤组成。量测所嚷加压力降大小以锐及引起腐的中腔浙压力室尊体积变吸化，得滑到压力骂与体积崭变化的絮关系曲均线。该摊曲线分他为三个虎阶段：一、跑橡皮汤膜膨两胀与昼孔壁铁接触证的阶裂段，辨最后迟与孔郑壁完兼全贴倚紧，叛贴紧丝式时的颠压力念，P0相当于乒原位总蛮的水平确应力；二、相初当于弹吨性变形鞋阶段，霜压力Pt为开始干屈服的撤压力；三、足发生调局部晚塑性呆流动衬，最挥后达奖到极茄限压钓力P1地球菠物理士勘探兼有塔勘探诊和测狸试双耍重功宾能。利用不疲同岩层马、土层赵、地质青构造的垄不同物欧理性质铜，如导戒电性、悼磁性、辛弹性、冠湿度、火密度等匠差异，助通过专早门的物垮理探测稀仪器的耻测量。测试月工作膨及指岭标整要体（一梯）测员试工纲作的闹内容粘性土隙、粉土——天然密鬼度、天萄然含水云量、土劝粒比重误、液限宏、塑限贺、压缩推系数和澡抗剪强退度实验烂。砂土——颗粒旷分析腊，天尿然密积度、寻天然泻含水积量、熔土粒的比重挣及自杠然休嫌止角果。碎石傲土——必要时煮，进行假颗粒分蚁析岩石——饱和胖单轴膜抗压坝强度弟实验判断地掠下水对睡混凝土筑的腐蚀朝性时，影一般测咸定：第六炉节偏工程蜡勘察剃报告勘察孩报告竖书的遣内容地基勘筒察的最抛终成果闲是以报则告书的愈形式提吼出的。勘察结传束后，短把取得枕的野外奇工作和植室内试作验记录妨和数据委以及搜叼集到各泄种直接吗和间接龄资料分夕析整理虫、检查螺校对、白归纳总马结后做唇出场地的政工程地肾质评价。这些悔内容漂，最歌后以练简要散明确扰的文浑字和俊图表控编成贱报告耽书。勘察报秘告书的祖内容：（1）任着务要稻求和权勘察使工作衫概况（2）场必地位嘉置、辟地形颂地貌恒、地狂质构称造、来不良可地质你现象诊及地葵震设巷计烈侵度（3）场叨地的培地层蓄分布承、岩坦石和镰土的扮均匀潮性、守物理信力学舟性质底、地耀基承动载能寻力和泰其他集设计裹计算俗指标（4）地夜下水荐的埋医藏条救件和广腐蚀怨性以敏及土宏层的管冻结换深度（5）对芽建筑哥场地售地基日进行情综合晨的工堪程地呜质评弯价，疲对场轮地的纲稳定亩性和棍适宜佩性做卫出结愈论，跌指出属存在坊的问亮题和抵提出路有关虎地基菠基础鸭方案超的建刊议。所附羽图表售有下梢列几小种：勘探点某平面布救置图工程地山质剖面正图地质柱的状图或防综合地私质柱状少图土工杂试验没成果因表其他测贤试成果革表（现场回荷载测惕试、标桐准贯入扣试验、决静力初河探试验汗、旁压建试验）常用图凉表的编济制方法（一铅）勘破探点蜜平面跪布置焦图在建筑秒场地地惕形图上硬，把建叉筑物的串位置、用各类勘愈探、测鸟试点的执编号、委位置用可不同的违图例表床示出来途。并注睛明各勘叼探、测捎试点的赔标高和践深度、艇剖面线挤及编号盯等。（二笛）钻陕孔柱别状图根据旋钻孔吊的现佛场记籍录整司理出已来的解。记药录中静除标孙明钻祝进的川工具风、方园法和违具体织事项吊外，谋其主谱要的功内容祥是关准于地得层的艺分布异（层圆面的蒙深度逆、层检厚）版和地遵层的僻名称戒和特蜡征的讲描述夺。试验成至果与野陕外鉴别絮不一致泪时，一丘般以测崭试结果碗为主。（三）孕工程地奥质剖面销图柱状图熟只反映岩场地某枯一勘探撇点处地宝层的竖溉向分布逼情况；剖面痕图则样反映弃某一红勘探炎线上歼的地品层沿叙竖向降和水没平方馋向的种分布狡情况。勘探瘦线的茄布置帖常与收主要朗地貌富单元致或地疲质构查造线滔垂直柳或与扶建筑汉物轴耕线一鹅致，油所以吼工程艘地质友剖面从图是亮勘察访报告用的最基本偷的图件。剖面图万的垂直榜距离和谎水平距挡离可以奶采用不武同的比检例尺。绘图时傅，先将走勘探线紧的地形银剖面线仇画出，偿标出勘窜探线上春各钻孔晋中的地俘层层面足，然后翼在钻孔砖的两侧备分别标秆出层面揭的高度沾和深度经，再将船相邻钻售孔中相径同的土浴层分界俗点以直鸡线相连进。（四酸）综史合地论质柱坟状图为了浙简明液扼要拖的表战示所性勘察健的地练层的铺层次善及主贤要特隙征和窜性质看，可揉将该饶地区志的地丛层按廊新老骂次序炒自上略而下务以1：50到1：200的比拨列绘扯成柱厘状图刮。图苗上标墨明层禁厚、客地质斧年代昌，并券对岩沸石和婚土的