工程地質(zhì)學(xué)6幻燈片

第6章工程地質(zhì)勘察6.1工程地質(zhì)勘察的目的、任務(wù)和基本方法土木工程工程地質(zhì)勘察的目的，在于查明與正確評(píng)價(jià)工程所涉及的區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)條件，為工程的設(shè)計(jì)、施工提供所需的工程地質(zhì)資料。其任務(wù)是運(yùn)用工程地質(zhì)學(xué)的理論和方法，正確處理工程建筑與自然環(huán)境之間的關(guān)系，充分利用有利的工程地質(zhì)條件，避免或改造不利的工程地質(zhì)條件，以保證工程建筑的穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)和正常使用。其主要任務(wù)如下：（1）調(diào)查工程建設(shè)區(qū)域的地形地貌（2）查明工程建設(shè)區(qū)域的地層條件（3）調(diào)查工程建設(shè)區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造（4）查明工程建設(shè)區(qū)域的水文及水文地質(zhì)條件（5）確定工程建設(shè)區(qū)域有無不良地質(zhì)現(xiàn)象（6）測(cè)定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)工程地質(zhì)勘察工作的基本方法大致有：①工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪（engineeringgeologicmapping）；②工程地質(zhì)勘探（engineeringgeologicalprospecting）；③工程地質(zhì)室內(nèi)試驗(yàn)；④工程地質(zhì)原位試驗(yàn)（engineeringgeologicalin-situtest）；⑤工程地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)（engineeringgeologicalfieldobservation）；⑥工程地質(zhì)勘察資料的室內(nèi)整理等。在這些方法中，工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪是最根本、最主要的工程地質(zhì)勘察方法，是運(yùn)用其他諸方法的前提和基礎(chǔ)。高質(zhì)量的調(diào)查測(cè)繪對(duì)指導(dǎo)勘察和其他工作具有一定的作用，可大大節(jié)省工作量。當(dāng)然，完全掌握一個(gè)地區(qū)的工程地質(zhì)情況，單靠調(diào)查測(cè)繪還是不夠的，還必須有勘探以及各種試驗(yàn)工作的配合才能做到。上述各種方法，將隨后分節(jié)作重點(diǎn)介紹。6.2工業(yè)與民用建筑的主要工程地質(zhì)問題6.2.1區(qū)域穩(wěn)定性6.2.2地基穩(wěn)定性6.2.3地基施工條件與使用條件6.2.4邊坡穩(wěn)定性問題6.2.5工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)6.3公路工程的主要工程地質(zhì)問題6.3.1路線勘察中的主要工程地質(zhì)問題（1）關(guān)于路塹邊坡變形穩(wěn)定問題（2）關(guān)于路基基底變形穩(wěn)定問題（3）針對(duì)上述工程地質(zhì)問題分析，在工程地質(zhì)勘察中必須①正確確定路塹邊坡值；②掌握好路堤基底的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及下伏基巖面的傾斜狀態(tài)；③選擇好路堤填料和確定取土位置；④摸清路基水文地質(zhì)條件，提出排水措施。6.3.2隧道工程的主要工程地質(zhì)問題一些規(guī)模較大的長(zhǎng)隧道，常是穩(wěn)定線路和影響工程的控制性工程。它深埋于地下，故遇到的工程地質(zhì)問題很多，最主要的有：①隧道圍巖的穩(wěn)定性；②隧道涌水、地溫及有害氣體；③隧道進(jìn)出口的穩(wěn)定問題。（2）橋梁工程地質(zhì)勘測(cè)要點(diǎn)6.4工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪調(diào)查與測(cè)繪是工程地質(zhì)勘測(cè)的主要方法。通過觀察和訪問，對(duì)工程地質(zhì)條件進(jìn)行綜合性的地面研究，將查明的地質(zhì)現(xiàn)象和獲得的資料，填繪到有關(guān)的圖表與記錄本中，這種工作統(tǒng)稱為調(diào)查測(cè)繪。它是工程地質(zhì)勘察工作中最早進(jìn)行的和最為根本的一項(xiàng)工作。6.4.1工程地質(zhì)調(diào)查野外觀察的方法及內(nèi)容：1）根據(jù)地形圖，在測(cè)區(qū)范圍內(nèi)按固定路線進(jìn)行踏勘，一般采用“S”型，曲折迂回而不重復(fù)的路線，穿越地形、地貌、地層、構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象等有代表性的地段，初步掌握地質(zhì)條件的復(fù)雜程度；2）為了了解全區(qū)的巖層情況，在踏勘時(shí)應(yīng)選擇露頭良好、巖層完整有代表性的地段作出野外地質(zhì)剖面；3）尋找地形控制點(diǎn)位置。在訪問群眾中，可調(diào)查搜集洪水及其淹沒情況、地震、滑坡等不良地質(zhì)的發(fā)生情況等，需要時(shí)應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)邊看邊問。6.4.2工程地質(zhì)測(cè)繪（1）工程地質(zhì)測(cè)繪的目的和要求1）測(cè)繪范圍2）測(cè)繪比例尺3）觀察點(diǎn)、線的布置（2）測(cè)繪方法1）相片成圖法2）實(shí)地測(cè)繪法6.4.3工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪內(nèi)容（1）地形、地貌（2）地層巖性1）在沉積巖地區(qū)2）在巖漿巖地區(qū)3）在變質(zhì)巖地區(qū)（3）地質(zhì)構(gòu)造（4）不良地質(zhì)現(xiàn)象（5）第四紀(jì)地質(zhì)（6）地表水及地下水（7）建筑砂石料6.4.4資料整理（1）檢查外業(yè)資料（2）編制圖表6.5工程地質(zhì)勘探通過工程地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪，僅能初步了解測(cè)區(qū)工程地質(zhì)條件的概況。有些問題，特別是地下深部的地質(zhì)情況，只能做些推斷和預(yù)測(cè)。至于是否正確，尚有待進(jìn)行勘探工作予以驗(yàn)證和充實(shí)。工程地質(zhì)勘探工作是取得第一手地下實(shí)際資料的重要手段，可采取巖土樣品。其方法有①挖探；②簡(jiǎn)易鉆探；③鉆探；④地球物理勘探；⑤觸探[詳見6.6.2之（1）]。6.5.1挖探挖探是一種最常用的方法，一般有坑探、槽探及平硐探。（1）坑探（2）槽探（3）平硐探圖6.5.1坑探示意圖（a）探坑；（b）在探坑中取原狀土樣；（c）原狀土樣6.5.2簡(jiǎn)易鉆探（1）小型麻花鉆探（2）洛陽鏟勘探6.5.3鉆探（1）沖擊鉆（2）回轉(zhuǎn)鉆（3）沖擊—回轉(zhuǎn)鉆（4）振動(dòng)鉆圖6.5.2小麻花鉆鉆進(jìn)示意圖圖6.5.3SH—30型鉆機(jī)鉆進(jìn)示意圖1—鋼絲繩；2—汽油機(jī)；3—卷揚(yáng)機(jī)；4—車輪；5—變速箱及縱把；6—四腿支架；7—鉆桿；8—鉆桿夾；9—撥棍；10—轉(zhuǎn)盤；11—鉆孔；12—螺旋鉆頭；13—抽筒；14—劈土鉆；15—劈石鉆6.5.4地球物理勘探地球物理勘探簡(jiǎn)稱物探。凡是以各種土、石物理性質(zhì)的差別為基礎(chǔ)，采取專門的儀器，觀測(cè)天然或人工的物理場(chǎng)變化，來判斷地下地質(zhì)情況的方法，統(tǒng)稱為物探。（1）聲波探測(cè)（2）電法勘探①電阻率法②充電法（3）地震勘探6.6工程地質(zhì)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)6.6.1室內(nèi)試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)是對(duì)調(diào)查測(cè)繪、勘探及其他過程中所采取的樣品進(jìn)行試驗(yàn)（1）巖土工程性質(zhì)試驗(yàn)（2）如需要判定場(chǎng)地地下水對(duì)混凝土的侵蝕性時(shí)，一般可測(cè)定下列項(xiàng)目（3）工程地質(zhì)問題的專門試驗(yàn)6.6.2原位試驗(yàn)原位試驗(yàn)（insitutesting）是在野外巖土的原處并在自然條件下進(jìn)行的（1）觸探1）靜力觸探（staticsounding）圖6.6.1機(jī)械式靜力觸探儀1—觸探頭；2—地錨；3—支座；4—導(dǎo)向器；5—支架；6—傳動(dòng)齒筒；7—傳動(dòng)齒輪；8—電纜；9—皮帶輪；10—電動(dòng)機(jī)；11—電阻應(yīng)變儀圖6.6.2觸探頭工作原理示意圖1—貫入力；2—空心柱；3—側(cè)壁摩阻力；4—電阻片；5—頂柱；6—錐尖阻力；7—探頭套圖6.6.3靜力觸探ps—Z曲線和鉆孔柱狀圖2）動(dòng)力觸探a.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)圖6.6.4標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備1—穿心錘;2—錘墊;3—鉆桿;4—貫入器頭;5—出水孔;6—由兩半圓形管并合而成的貫入器身;7—貫入器靴圖6.6.5輕便動(dòng)力觸探設(shè)備1—穿心錘；2—錘墊；3—觸探桿；4—尖錐頭b.輕便動(dòng)力觸探試驗(yàn)（2）靜力載荷試驗(yàn)1）試驗(yàn)設(shè)備a.反力系統(tǒng)b.加荷與穩(wěn)壓系統(tǒng)2）地基土靜力載荷試驗(yàn)基本技術(shù)要求圖6.6.6反力裝置示意圖（a）堆載式;（b）撐臂式;（c）平洞式;（d）傘形錨桿式;（e）桁架錨桿式圖6.6.7反力裝置示意圖（a）洞室式;（b）錨桿式;（c）深井式3）地基土靜力載荷試驗(yàn)資料的整理圖6.6.8地基載荷試驗(yàn)p-s曲線Ⅰ—壓實(shí)階段;Ⅱ—塑性變形階段;Ⅲ—破壞階段圖6.6.9承壓板與實(shí)際基礎(chǔ)尺寸的差異對(duì)評(píng)價(jià)建筑物沉降的影響（3）單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)1）單樁豎向抗壓靜載荷試驗(yàn)的基本要求圖6.6.10單樁垂直靜載荷試驗(yàn)裝置（a）堆載法；（b）錨樁法2）單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)資料整理6.7工程地質(zhì)勘察資料的室內(nèi)整理（1）前言（2）通論（3）專論（4）結(jié)論工程地質(zhì)勘察報(bào)告除上述文字部分外一般應(yīng)附有下列主要圖表：1）綜合工程地質(zhì)圖或勘察點(diǎn)平面布置圖2）工程地質(zhì)柱狀圖3）工程地質(zhì)剖面圖圖6.7.1鉆孔平面布置圖圖6.7.2工程地質(zhì)柱狀圖（4）巖土試驗(yàn)成果總表6.8工程地質(zhì)勘察報(bào)告實(shí)例6.8.1工程概述（1）擬建工程概況（2）勘察目的、要求和任務(wù)1）查明場(chǎng)內(nèi)地形、地貌、地質(zhì)構(gòu)造和不良地質(zhì)現(xiàn)象對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)；2）探明場(chǎng)地內(nèi)巖土的類別、厚度、分布規(guī)律、物理力學(xué)指標(biāo)及工程地質(zhì)性能。對(duì)地基的承載力作出評(píng)價(jià)，為設(shè)計(jì)提供選用地基持力層的合理建議；3）探明場(chǎng)地內(nèi)有無土洞、溶洞及其發(fā)育的形態(tài)及規(guī)模，評(píng)價(jià)其對(duì)地基穩(wěn)定的影響；4）探明場(chǎng)地內(nèi)地下水賦存條件、水量、水位變化及其對(duì)地基的影響；5）對(duì)基礎(chǔ)方案提出合理建議；6）提出不良工程地質(zhì)問題和處理原則及措施。（3）勘察方法及工作手段①工程測(cè)量②鉆探6.8.2場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)條件（1）地形地貌（2）地層與地質(zhì)構(gòu)造（3）巖土體構(gòu)成及其工程地質(zhì)特征1）巖土體構(gòu)成及分布規(guī)律由上至下分述如下①雜填土②硬塑紅粘土③可塑紅粘土④軟塑紅粘土⑤強(qiáng)風(fēng)化白云巖⑥中風(fēng)化白云