工程地质培训讲义-工程地质勘察.pptx

1、第10章 工程地质勘察目的：通过勘察查明土木工程场地的原始工程地质条件，分析存在的工程地质问题，对建筑场地作出工程地质评价。工程地质勘察的目的工程地质勘察的任务（1）查明建筑物地区的工程地质条件，指出有利和不利地质条件；（2）分析研究与建筑物有关的工程地质问题；（3）选出工程地质条件优越的工程建筑场地;（4）配合建筑物的设计与施工，提出关于建筑物类型、结构、规模和施工方法的建议；（5）为拟定改善和防治不良地质现象的措施提供依据；（6）预测工程兴建后对工程地质环境造成的影响，制定保护地质环境的措施.工程地质条件与工程建筑物有关的各种地质因素的综合。岩土类型岩土类型的差异决定了其工程性质的不同;地

2、质构造包括土体与岩体构造等;地形地貌条件地形形态、地貌单元划分等;水文地质条件地下水的类型、水位、含水层、岩土层的透水性、富水性、地下水的补给、径流和排泄条件等;不良地质现象自然地质作用，如地震、滑坡、崩塌、泥石流;天然建筑材料储量、质量及开采运输条件。直接关系到工程的造价、工期的长短。故也是工程地质条件的重要内容，应“就近取材，就地取材”。岩土工程勘察等级划分岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了勘察工作的布置和勘察工作量的确定。显然，工程规模越大或越重要、场地地质条件以及岩土体分布和性状越复杂的建设工程，所投入的勘察工作量就较大，工作要求也越高。岩土工程勘察的等级（甲、乙、丙三级），是由工

3、程重要性等级、场地复杂程度等级和地基的复杂程度等级等三项因素决定的。应先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划分。工程重要性等级破坏后果工程的规模和特征一级很严重重要工程二级严重一般工程三级不严重次要工程1.工程重要性等级工程重要性等级，是根据工程的规模和特征，以及由于岩土工程问题造 成工程破坏或影响正常使用的后果来划分，可分为三个工程重要性等级。以住宅和一般公用建筑为例，30层以上的可定为一级；7-30层的可定为二级；6层及6层以下的可定为三级。划分条件2.场地复杂程度等级场地复杂程度等级是由建筑场地的抗震性能、不良地质作用发育情况、地质环境破坏程度、地形

4、地貌条件、地下水情况等五个条件衡量的，也划分为三个等级。场地复杂程度等级一级二级三级建筑场地抗震性能不良地质作用发育情况地质环境破坏程度地形地貌条件（复杂场地）抗震危险地段强烈发育已经或可能强烈破坏复杂（中等复杂）抗震不利地段一般发育已经或可能受到一般破坏较复杂（简单场地）抗震有利地段，或抗震设防烈度6度不发育基本未受破坏简单地下水条件有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其它 基础位于地下水以 地下水对工程无水文地质条件复杂，需 下的场地 影响专门研究的场地3.地基复杂程度等级地基复杂程度划分为三级。（1）符合下列条件之一者即为一级地基（复杂地基）：(a)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特

5、殊处理；(b)多年冻土，严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其它情况复杂，需作专门处理的岩土。（2）符合下列条件之一者即为二级地基（中等复杂地基）：(a)岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；(b)除上述规定之外的特殊性岩土。（3）符合下列条件者为三级地基（简单地基）：(a)岩土种类单一，均匀，性质变化不大；(b)无特殊性岩土。4.岩土工程勘察等级根据工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级，按下列条件划分岩土工程勘察等级：甲级：在工程重要性、场地复杂程度、地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级：工程重要性、场地复杂程度、地基复

6、杂程度等级均为三级。注：建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。10.1 工程地质勘察的内容和方法测绘物探坑探钻探勘探室内试验 室外试验试验监测工程地质勘察方法新技术：地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、监测遥感系统（RS）、地球物理层析成像技术（CT）工程地质勘察的工作程序调查 收集资料 测绘 物探坑探和钻探室内外试验长期观测工程地质勘察阶段的划分可行性研究勘察阶段（选址勘察阶段）初步勘察阶段详细勘察阶段不同部门的名称：铁道部门：草测水电部门：规划初测详测可行性研究定测；初步设计技施设计运行；城建部门：总体规划、

7、详细规划初步设计技术设计施工设计与施工。机场部门：选勘、定勘、详勘、施工勘察四个阶段。勘察方法:1.搜集资料：区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验；2.踏勘：了解场地地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等；3.具体测绘和勘探：场地复杂，已有资料不能满足要求，其他条件较好倾向于选址的场地，应进行具体的测绘和勘探；可行性研究勘察阶段（选址）大型工程重要环节主要任务是选定建筑场址(或线路方案)。通过勘察对其稳定性和适宜性作出评价，经过技术经济论证选择最优方案。初步勘察阶段选定场址后进行目的：对场地内建筑地段的稳定性作出评价；为确定建筑总平面布置、主要建筑

8、物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程方案作出工程地质认证。勘察主要手段:1.钻探2.试验3.补充测绘和物探主要工作:1.搜集可行性报告；2.初步查明地层、构造、岩土性质等；3.对抗震烈度为7或大于7的场地，判断地震效应；地基复杂程度等级勘探线间距,m勘探点距,m一级（复杂）二级（中等复杂）三级（简单地基）50-10075-150150-30030-5040-10075-200工程重要性等级一般性勘探孔控制性勘探孔一级（重要工程）二级（一般工程）三级（次要工程）1510-156-103015-3010-20房屋建筑和构筑物 初步勘察阶段例土质地基初步勘察勘探线、勘探点间距初步勘察勘探孔深

9、度详细勘察阶段为施工图设计提供资料勘察手段:1.勘探、原位测试和室内土工试验为主；2.补充勘探：地球物理勘探、工程地质测绘、调查工作等，必要时作适当的探井等。目的：提供设计所需的工程地质条件的各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础工程、地基处理和加固、不良地质现象的防治工作等具体方案作出论证和结论。主要工作要求：（1）取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图；（包括地面整平标高、建筑物的性质和规模、基础形式和预计埋深等）（2）查明不良地质现象的成因类型，提出评价和整治所需的岩土参数和治理方案；（3）查明各层土的类别、结构、厚度、坡度、工作特性，计算和评价地基的稳定性和承载力；（4）对需

10、进行沉降计算的建筑物，提出地基变形参数，预测建筑的沉降或差异沉降等；（5）查明地下水的性质，提供地层的渗透系数；（6）提供深基坑开挖所需的岩土参数，认证和评价基坑开挖和降水对临近工程的影响；（7）对桩基础作出桩的承载力和群桩沉降计算。查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物定义：在野外对地质体、地质现象进行观察和描述，将所观察到的地质要素表示在地形图和有关图表上，以反映测绘区的地面地质现象的原因、分布、发展变化规律，适当推测地下的地质情况，为其它勘察工作做基础。据测绘成果可以分析各种地质现象的成因、分布、发展变化规律以及对工程建筑的影响，主要适用于可行性研究或初步勘察阶段阶

11、段。一、工程地质测绘工程地质测绘与调查的范围一般应大于建筑物占地面积，但也不宜过大，主要考虑以下因素：（1）建筑类型（2）工程地质条件复杂程度工程地质测绘比例尺小比例尺测绘，1：10000001：50000，一般在可行性研究勘察、城市规划或区域性工业布局时使用；中比例尺测绘，比例尺1：250001：10000，一般在初步勘察阶段时采用；大比例尺测绘，比例尺1：2001：10000，适用于详细勘察阶段或地质条件复杂和重要建筑物地段，以及需要解决某一特殊问题时采用。(1)地形、地貌条件(2)地层岩性(3)地质构造(4)水文地质条件(5)不良地质现象工程地质测绘的主要内容：一、像片成图法利用地面摄影

12、、航空(卫星)摄影等像片，在室内进行判释。二、实地测绘法1.路线法2.布点法3.追索法工程地质测绘方法及制图（1）路线法：它是沿着一些选择的路线，穿越测绘场地，将沿线所测绘或调查的地层、构造、地质现象、水文地质、地质界线和地貌界线等填绘在地形图上。（2）布点法：它是根据地质条件复杂程度和测绘比例尺的要求，预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。（3）追索法：它是沿地层走向或某一地质构造线，或某些不良地质现象界线进行布点追索，主要目的是查明局部的工程地质问题。它是一种辅助方法。主要任务：1.查明建筑场地地下有关的地质情况。2.提取岩土样及水样，供室内试验分析之用。3.利用勘探坑孔进行现场原

13、位试验和布设长期观测点。常用的工程地质勘探方法：1.钻探2.坑（槽）探3.地球物理勘探二、工程地质勘探 (exploration)1.钻探(drilling)利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可取岩芯，进行试验。工程地质钻探的常规口径为：开孔168mm，终孔91mm。有些工程还采用大口径或小口径钻进方法。钻孔观测、编录与资料整理1.岩心观察、描述和编录2.钻孔水文地质观测3.钻进动态观测粘土砂砾石杂填泥炭粉质粘土地质年龄土层的埋藏深度（m）土层厚度(m)土层底部的绝对标高岩石描述柱状图比例尺1:100水

14、位和测量日期土样位置(m)从到出现的稳定的工程钻孔柱状图工程地质常用的坑探类型示意图1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平洞；5-石门；6-浅井2.坑探是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。34特点：（1）地质勘探人员能直接进入其中观察岩石及地层构造的细节，确切可靠；（2）可不受限制地采取原状结构的岩石（土）试样，或进行现场试验；（3）可较确切地研究软弱岩石夹层及断裂破碎带等复杂地质体的空间展布和工程地质性质；（4）还可以用来进行地基处理效果检查和某些工程地质现象的监测。优点:直观,取原状样缺点:一般34m,地下水以下危险.以专门仪

15、器探测地质体的物理场来进行地层划分，判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的勘探方法。适应范围：1.作为钻探的先行手段了解隐藏的地质界线、界面或异常点；2.作为钻探的辅助手段在钻孔之间增加物探点，为钻探资料的内插与外推提供依据；3.原位测试手段测定岩土体的波速、动弹模等。3.物探(geophysical exploration)：物探：电阻率法磁法地震法重力法放射性勘探最广泛的是电阻率法和地震法。是对地质体以人工形成电场，通过电测仪测定地质体内电阻率的大小及变化，从而推断地下一定范围地质体的情况。它可以用作划分地层岩性、地质构造、覆盖层或风化层的厚度、含水层分布和深度、古河道及天然建筑材

16、料分布范围和储量。在寻找地下水时广泛应用。电阻率法勘探是以人工激发的地震波，在地壳内的传播规律来探测地质结构的方法，是石油勘探中的一种重要方法。工程地质勘察中应用最多的是高频(小于200300Hz)地震波浅层折射法。地震法勘探使用条件被探测的对象与周围介质之间有明显的物理性质差异；被探测对象具有一定的埋藏深度和规模，且地球物理异常有足够的强度；能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号。1 土的物理力学性质试验2 岩石室内试验3 岩土体力学性质的原位试验4 岩体渗透性野外试验三、工程地质试验四、现场检验与长期观测现场检验：在施工阶段根据施工揭露的地质情况，对工程勘察成果和评价建议等进行的检验校核；目的

17、：使设计、施工符合场地岩土工程地质实际，以确保工程地质量，并总结勘察经验，提高勘察水平；现场监测：施工过程中及完成后由于施工运营的影响而引起岩土性状和周围环境条件发生变化进行的各种观测工作。目的：了解由于施工引起的影响程度以及监视其变化和发展规律，以便及时在设计、施工上采取相应的防治措施。主要监测内容：岩土体性状的监测：物理力学特性测试变形观测应力量测环境条件的监测：地下水监测滑坡监测地基基础的监测：天然地基的验槽与监测桩基工程的监测地基加固和处理的监测深基坑支护结构的监测建筑物沉降的监测验槽的目的：（）检验有限的钻孔与实际全面开挖的地基是否一致，勘查报告的结论与建议是否准确；（）根据基槽开挖

18、的实际情况，研究解决新发现的问题和勘探报告遗留的问题。基本内容：核对基槽开挖平面位置和槽底标高是否与勘察、设计要求相符；检验槽底持力层土质与勘探是否相符，要求参与验槽人员需沿槽底依次逐段检验；当基槽有不均匀土质或古井等，可用扦探查明深度范围；决定基础方案是否需要修改或局部处理。.天然地基基坑（基槽）检验.基坑工程监测（）支护结构的变形；（）基坑周围的地面变形；（）临近工程和地下设施的变形；（）地下水位；（）渗漏、冒水、冲刷、管涌等情况。.沉降观测地基基础设计等级为甲级的建筑物；加层、搭建、邻近开挖、堆载等，使地基应力发生显著变化的过程；因抽水等原因，地下水位发生急剧变化的工程；其他有关规范规定

19、需要做沉降观测的工程。基准点设置以稳定可靠为原则，一般不少于个；观测点布置应全面，不少于个；工具采用精密水准仪；观测时间按具体规定执行应该监测的场地：场地及其附近有不良地质作用或地质灾害;建设或运行期,对可能加速不良地质作用的发展或引发地质灾害的;对附近可能产生显著不良影响的;、不良地质作用和地质灾害的监测岩溶或土洞发育区检测内容:(1)地面变形;(2)地下水位的动态变化;(3)场区及其附近抽水的;(4)地下水位变化对土洞等稳定性的影响;滑坡监测内容:滑坡体的位移;滑面位置及错动;滑坡裂缝的发生与发展;滑坡体内外地下水、流向等；支挡结构及其他工程设施的位移、变形、裂缝的发生与发展；1.2.3.

20、4.5.6.7.地下水位升降影响岩土稳定时；地下水位上升产生浮托力对地下室或地下构筑物的防潮、防水或稳定性产生较大的影响时；施工降水对拟建工程或相邻工程有较大影响时；施工或环境条件改变，造成的孔隙水压力、地下水压力变化，对工程设计或施工有较大影响时；地下水位的下降造成区域性地面沉降时；地下水位升降可能使岩土产生软化、湿陷、胀缩时；需要进行污染物运移对环境影响的评价时。5.地下水的监测需要进行地下水监测的情况：10.6 工程地质勘察的报告书和图件勘察资料的内业整理当现场勘察工作（如调查、测绘、勘探、测试等）和室内试验完成后，应对各种原始资料进行整理、检查、分析、鉴定，然后编制成工程地质勘察报告，

21、提供给设计和施工单位使用，以上工作就称为。资料整理的内容主要有：岩土参数的统计分析和选定；测区内各种工程地质问题的综合分析评价；各种图表的编绘制作以及工程地质勘察报告书的编写。勘察报告的基本内容（一般）：绪论部分主要说明勘察工作任务，采用的工作方法和取得的成果等。通论主要阐明工作区工程地质条件，区域自然地理和地质背景也应适当介绍。专论是整个报告的中心内容，主要论证工程建筑所涉及到的有关工程地质问题，评价工程的适宜性，提出防治不良地质作用措施的建议。结论是在专论的基础上，对各种具体问题给予简要的结论性意见。勘察报告包括的内容（详细）：1.勘察的目的、任务和依据的技术标准；2.拟建工程概况；3.勘

22、察方法和勘察工作布置；4.场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；5.各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；6.地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；7.土和水对建筑材料的腐蚀性；8.可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；9.场地稳定性和适宜性评价；10.岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；11.对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施和建议；12.勘察成果表及所附图件。55上述图表的选择应根据工程的具体情况而定报告中所附图表勘察点平面布置图工程地质柱状图工程地质剖面图原位测试成果表室内试验成

23、果表等56勘探点平面布置图是在建筑场地地形图上，把建筑物的位置、各类勘探及测试点的位置、编号用不同的图例表示出来，并注明各勘探、测试点的标高、深度、剖面线及其编号等。勘探点平面布置图57钻孔柱状图是根据钻孔的现场记录整理出来的。记录中除注明钻进的工具、方法和具体事项外，其主要内容是关于地基土层的分布(层面深度、分层厚度)和地层的名称及特征的描述。绘制柱状图时，应从上而下对地层进行编号和描述，并用一定的比例尺、图例和符号表示。在柱状图中还应标出取土深度、地下水位高度等资料。钻孔柱状图58工程地质剖面图反映某一勘探线上地层沿竖向和水平向的分布情况。由于勘探线的布置常与主要地貌单元或地质构造轴线垂直

24、，或与建筑物的轴线相一致，故工程地质剖面图能最有效地标示场地工程地质条件。工程地质剖面图59单项报告（1）工程地质测试报告。（2）工程地质检验或监测报告。（3）工程地质事故调查与分析报告。（4）岩土利用、整治或改造方案报告。（5）专门工程地质问题的技术咨询报告。勘察报告实例：1.前言受XXX委托，XXX综合设计院承担了XXX楼的岩土工程详勘任务。（1）工程概况拟建工程位于XXX院内，在实验楼9，10号的西侧，北侧距马路20m ,拟建建筑物为4层，底面为86.0X52.0m，框架结构，具半层地下室，具体基础和埋深待定；（2）勘察目的和要求查明场地内的岩土层参数；查明不良地质作用的类型；查明地下水

25、分布；提出基础方案；对开挖进行简单评价（3）勘察依据标准有关规范（4）勘察工作量与手段2.场地工程地质条件（1）地貌条件（2）地层描述（3）原位测试成果及室内土工试验成果统计；（4）地下水；（5）地震效应（6）不良地质作用3.场地岩土工程条件评价（1）场地稳定性及建筑适宜性评价；（2）各土层承载力特征值及压缩模量；（3）场地工程环境条件；（4）场地基础方案分析4.基坑开挖5.结论及建议6.图表部分结论与建议：1）拟建场地四周开阔，地形稍有起伏，地貌单元属丘陵缓地；未发现不稳定地质作用，适宜建筑；2）拟建场地地下水在自然底面7m左右，地下水属于潜水，水位年幅最大变化在1m左右，地下水无腐蚀；3）该市抗震设防烈度为7 度，设计基本地震加速度为0.1g，地基土不液化，设计时可不考虑；4）针对场地地层特点，建议采用深层搅拌桩法进行地基处理；5）拟建场地浅部地层较差，建议采用放坡措施；6）基坑开挖后认真做好验槽工作，发现异常情况及时通知有关人员协同处理。