2-巖土工程勘察-2014-09-02

2巖土工程勘察勘察、設(shè)計(jì)、施工是基本建設(shè)工程的3個(gè)主要程序。我國(guó)公路、鐵路、水利、工業(yè)與民用建筑等各部門對(duì)各自工程的勘察工作，各有特殊的要求?！稁r土工程勘察規(guī)范》（GB50021）《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064）《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（GB50287）《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ064）建筑場(chǎng)地：指建筑物所處的有限面積的土地。建筑場(chǎng)地勘察：是宏觀的概念,建筑場(chǎng)地勘查應(yīng)廣泛研究整個(gè)工程在建設(shè)施工和使用期間，場(chǎng)地內(nèi)可能發(fā)生的各種巖、土體的失穩(wěn)、自然地質(zhì)及工程地質(zhì)災(zāi)害等問(wèn)題。2.1概述建筑工程重要性等級(jí)根據(jù)工程破壞后果的嚴(yán)重性劃分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)：針對(duì)重要工程，破壞后果很嚴(yán)重；二級(jí)：針對(duì)一般工程，破壞后果嚴(yán)重；三級(jí)：針對(duì)次要工程，破壞后果不嚴(yán)重。建筑場(chǎng)地等級(jí)根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度劃分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)：復(fù)雜場(chǎng)地。主要包括：抗震危險(xiǎn)地段；不良地質(zhì)現(xiàn)象強(qiáng)烈發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞；地形地貌復(fù)雜；多層地下水、巖溶、裂隙等。二級(jí)：中等復(fù)雜場(chǎng)地?？拐鸩焕囟?；不良地質(zhì)現(xiàn)象一般發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞；地形地貌較復(fù)雜；基礎(chǔ)位于地下水位以下。三級(jí)：簡(jiǎn)單場(chǎng)地。地震設(shè)防烈度等于或小于6度，或?qū)ㄖ拐鹩欣囟危徊涣嫉刭|(zhì)作用不發(fā)育；地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞；地形地貌簡(jiǎn)單；地下水對(duì)工程無(wú)影響。建筑地基等級(jí)根據(jù)地基的復(fù)雜程度分為三個(gè)等級(jí)：一級(jí)：復(fù)雜地基。主要包括：巖土種類多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理；嚴(yán)重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土等。二級(jí)：中等復(fù)雜地基。主要包括：巖土種類較多，不均勻，性質(zhì)變化較大；除一級(jí)地基規(guī)定外的特殊性巖土。三級(jí)：簡(jiǎn)單地基。巖土種類單一，均勻，性質(zhì)變化不大；無(wú)特殊性巖土。巖土工程勘察等級(jí)

根據(jù)①工程重要性等級(jí)②場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)③地基復(fù)雜程度等級(jí)甲級(jí)：上述三項(xiàng)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)；乙級(jí)：除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)目；丙級(jí)：上述三項(xiàng)均為三級(jí)的項(xiàng)目。工程地質(zhì)勘察的準(zhǔn)備工作

（1）收集資料

建筑場(chǎng)地地形圖；建筑規(guī)劃平面圖與建筑物層數(shù)；隱蔽工程及管線的位置及走向等。（2）編制巖土工程勘察綱要勘探孔的深度：建筑物荷載作用下，地基受壓層的深度?？刂菩钥咨疃葢?yīng)大于地基受壓層深度，以查明是否存在軟弱下臥層；探查性孔可淺于受壓層。受壓層深度估算：獨(dú)立基礎(chǔ)：zn=1.5~2.0b；矩形基礎(chǔ)：zn=2.0~3.0b；條形基礎(chǔ)：zn=3.0~3.5b勘探孔布置

1）勘探點(diǎn)按建筑物周邊布置，角點(diǎn)和中心點(diǎn)應(yīng)有勘探點(diǎn)；

2）勘探點(diǎn)的布置應(yīng)滿足縱橫方向?qū)Φ貙咏Y(jié)構(gòu)和均勻性的評(píng)價(jià)要求，其間距宜取15-35m；

3）單幢高層建筑勘探點(diǎn)不應(yīng)少于4個(gè)，控制性勘探孔不宜少于3個(gè)。（3）檢查機(jī)具，落實(shí)人員（4）現(xiàn)場(chǎng)踏勘定位一、工程地質(zhì)勘察的目的工程地基勘察的目的：在于使用各種勘察手段和方法，調(diào)查研究和分析評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地和地基的工程地質(zhì)條件，為設(shè)計(jì)和施工提供所需的工程地質(zhì)材料。二、各階段勘察的內(nèi)容可行性研究勘察（規(guī)劃性勘察、選址勘察）初步勘察詳細(xì)勘察施工勘察可行性研究勘察（選址勘察）（1）目的：對(duì)擬選場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)；（2）主要任務(wù)：

1)搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn)；2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，了解場(chǎng)地的地層分布、構(gòu)造、成因與年代和巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水的水位、水質(zhì)情況。3)對(duì)各方面條件較好且傾向于選取的場(chǎng)地，如已有資料不充分，需進(jìn)行必要的工程地質(zhì)測(cè)繪及勘探工作。不宜選為場(chǎng)址的場(chǎng)地：

(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育且對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地區(qū)，如泥石流河谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸邊沖刷、地下潛蝕等地。

(2)地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的場(chǎng)地，如Ⅲ級(jí)自重濕陷性場(chǎng)地、脹縮性強(qiáng)烈的I級(jí)膨脹土地基、軟硬突變的場(chǎng)地。

(3)對(duì)建筑物抗震危險(xiǎn)的地段，即地層時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地裂、泥石流等及發(fā)展斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位。

(4)洪水或地下水對(duì)建筑場(chǎng)地有嚴(yán)重不良影響的地段，如位于洪水淹沒(méi)區(qū)。

(5)地下有尚未開(kāi)采的有價(jià)值礦藏或末穩(wěn)定的地下采空區(qū)。初步勘查（1）目的1）對(duì)場(chǎng)地內(nèi)各建筑地段的穩(wěn)定性作出巖土工程評(píng)價(jià)；2)為確定建筑物總體平面布置提供依據(jù)；3）為確定主要建筑物的地基基礎(chǔ)方案提供資料；4)對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治，提供資料和建議。（2）主要任務(wù)1)搜集與分析可行性研究階段巖土工程勘察報(bào)告；2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘探與測(cè)試，初步查明地層分布、構(gòu)造、巖土物理力學(xué)性質(zhì)、地下水埋藏條件及凍結(jié)深度；3)通過(guò)工程地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查，查明場(chǎng)地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布、對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響及其發(fā)展趨勢(shì)；4)對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場(chǎng)地，應(yīng)判定場(chǎng)地和地基的地震效應(yīng)。5）初步制定水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性；6）對(duì)高層建筑可能采取的地基基礎(chǔ)類型、基坑開(kāi)挖和支護(hù)、工程降水方案進(jìn)行初步分析。詳細(xì)勘察（1）目的1)按不同建筑物或建筑群，提出詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)。2)對(duì)建筑地基作出巖土上程分析評(píng)價(jià)，例如，建筑地基良好，可以采用天然地基；若地基軟弱，需要加固處理。3)對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案作出論證及建議，例如，地基良好，可以建議淺基礎(chǔ)；上部荷載大，地基淺層土不良，深層土堅(jiān)實(shí)，可建議采用樁基礎(chǔ)。4)對(duì)地基處理方案作出論證和建議。5)對(duì)不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治作出論證和建議。（2）任務(wù)1)取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖，各建筑物的地面整平標(biāo)高，建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可能采取的基礎(chǔ)型式、尺寸、預(yù)計(jì)埋置深度，對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的特殊要求等。2)查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)及危害程度，并提出評(píng)價(jià)與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議。3)查明建筑物范圍各層巖土的類別結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性，計(jì)算和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力。4)對(duì)需進(jìn)行沉降計(jì)算的一級(jí)建筑和部分二級(jí)建筑，應(yīng)取原狀土進(jìn)行固結(jié)試驗(yàn)。預(yù)測(cè)建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜。5)對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場(chǎng)地，應(yīng)劃分場(chǎng)地土類型和場(chǎng)地類別；對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場(chǎng)地，尚應(yīng)分析預(yù)測(cè)地震效應(yīng)，判定飽和砂土與粉土的地震液化，并應(yīng)計(jì)算液化指數(shù)，判定液化等級(jí)。6)查明地下水的埋藏條件和侵蝕性。必要時(shí)還應(yīng)查明地層的滲透性、水位變化幅度規(guī)律。7)對(duì)深基坑開(kāi)挖尚應(yīng)提供穩(wěn)定計(jì)算和支護(hù)設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)。8)若可能采用樁基．則需提供樁基設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)，并確定單樁承載力，提出樁的類型、長(zhǎng)度和施工方法等建議。9)判定地基土及地下水在建筑物施工和使用期間可能產(chǎn)生的變化，及其對(duì)工程的影響，提出防治措施及建議。施工勘察1）對(duì)高層或多層建筑，均需進(jìn)行施工驗(yàn)槽。發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題需進(jìn)行施工勘察；2）在基坑開(kāi)挖后遇局部古井、水溝、墳?zāi)沟溶浫醪课唬髶Q土處理時(shí)，需進(jìn)行換土壓實(shí)后干密度測(cè)試質(zhì)量檢驗(yàn)。3）深基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與施工，需進(jìn)行有關(guān)監(jiān)測(cè)工作。例如，沉井施工開(kāi)挖沉井底端刃腳下土體后仍不下沉，則帶檢驗(yàn)沉井側(cè)壁與土之間的摩擦系數(shù)；若沉井施工發(fā)生突然下沉或傾斜，則需勘察地基土層的均勻性，并監(jiān)測(cè)沉井均勻下沉以及下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，檢驗(yàn)井底土質(zhì)。4）當(dāng)軟弱地基處理時(shí)，需進(jìn)行施工設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)工作。例如，采用強(qiáng)夯加固地基，需進(jìn)行夯前與夯后實(shí)測(cè)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，進(jìn)行對(duì)比，證明加固的效果。5）若地基中存在巖溶或土洞，需進(jìn)一步查明分布范圍及處理。6）施工中出現(xiàn)基槽邊坡失穩(wěn)滑動(dòng)，則需進(jìn)行勘測(cè)與處理。巖土工程勘察方法勘探工作坑探鉆探觸探坑探

當(dāng)需要了解直接了解地表下巖土層的情況下，可采用坑探?？犹骄褪怯萌斯せ驒C(jī)械挖掘探井、探槽、豎井、平洞或大口徑鉆孔，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各土層之間的接觸關(guān)系，并能取出接近實(shí)際狀態(tài)的原狀巖土樣，還可以利用坑槽作巖土體原位試驗(yàn)。此法具有其他勘察手段無(wú)法取代的作用，缺點(diǎn)是探察的深度較淺，對(duì)于地下水位以下深度的勘探也比較困難?？犹姐@探鉆探

鉆探是指用鉆頭鉆進(jìn)地層，在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當(dāng)深度的圓形孔，稱為鉆孔。鉆孔的上面口徑較大，越往下越小，呈階梯狀。鉆孔的直徑、深度、方向取決于鉆孔用途和鉆探地點(diǎn)的地質(zhì)條件。鉆孔直徑一般為75-150mm，在一些大型建筑物工程地質(zhì)鉆探時(shí)，孔徑往往大于150mm，有時(shí)可達(dá)到500mm。一般建筑工程地質(zhì)鉆探深度在10m以內(nèi)。鉆探過(guò)程包括三個(gè)基本程序：1）破碎巖土：采用人力和機(jī)械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯。2）采取巖土芯或排除破碎巖土：用沖洗液或壓縮空氣將孔底破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具靠人力或機(jī)械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。3）加固孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護(hù)好孔壁，不使其坍塌，一般采用套管或泥漿來(lái)護(hù)壁。取樣鉆探的主要任務(wù)之一就是在巖土層中采取巖芯或原狀土樣。在采取試樣的過(guò)程中應(yīng)該保持試樣的天然結(jié)構(gòu)。如果試樣的天然結(jié)構(gòu)已遭到破壞，或水分蒸發(fā)而發(fā)生體縮，則此試樣就受到擾動(dòng)，稱為“擾動(dòng)樣”。用于巖土試驗(yàn)的試樣必須是保留天然結(jié)構(gòu)和天然含水量的原狀試樣。

《巖土工程勘查規(guī)范》（GB50021-2001）對(duì)土試樣的擾動(dòng)程度分為四個(gè)質(zhì)量等級(jí)：土試樣的質(zhì)量等級(jí)級(jí)別擾動(dòng)程度試驗(yàn)內(nèi)容

Ⅰ不擾動(dòng)含水量、密度、強(qiáng)度試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)

Ⅱ輕微擾動(dòng)土類定名、含水量、密度

Ⅲ顯著擾動(dòng)土類定名、含水量

Ⅳ完全擾動(dòng)土類定名

在鉆孔取樣時(shí)，采用薄壁取土器所采得土試樣為Ⅰ~Ⅱ；對(duì)于采用中厚壁取土器所采得的試樣定為Ⅱ~Ⅲ級(jí)；對(duì)于采用標(biāo)準(zhǔn)貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭所采得的粘性土、粉土、砂土和軟巖的試樣定為Ⅲ~Ⅳ級(jí)。土樣的擾動(dòng)產(chǎn)生于取樣之前鉆進(jìn)過(guò)程中鉆頭、鉆桿對(duì)土層的擾動(dòng)，取樣過(guò)程中取樣器對(duì)土樣的擾動(dòng)，以及取樣后對(duì)土樣的移動(dòng)、運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)土樣的振動(dòng)破壞或密封不嚴(yán)導(dǎo)致含水量損失以及試樣制備的全過(guò)程對(duì)土樣的擾動(dòng)。土樣的擾動(dòng)及其對(duì)試驗(yàn)的影響主要有以下幾個(gè)方面：1）應(yīng)力狀態(tài)的改變2）結(jié)構(gòu)擾動(dòng)3）化學(xué)成分的改變4）土的組成成分的混雜工程物探地球物理勘探簡(jiǎn)稱物探，是以研究地下物理場(chǎng)（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)）為基礎(chǔ)的勘探方法，其目的是通過(guò)觀測(cè)、分析和研究地質(zhì)體的物理場(chǎng)，結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料，判斷地層的分布與變化規(guī)律，查明地質(zhì)構(gòu)造、地下埋藏物及地下水分布規(guī)律等問(wèn)題。1）地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)

簡(jiǎn)稱GPR法，屬于電磁法勘探，是一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜電磁波技術(shù)?？捎糜趲r基探測(cè)、第四紀(jì)土層劃分、滑坡預(yù)測(cè)、堤壩隱患探測(cè)、溶洞和裂隙探測(cè)、污染區(qū)劃界、管道漏水及漏氣探測(cè)等。該法的探測(cè)范圍小于50m，一般為30m。2）高密度電阻率法該法屬于電法勘探的一種，探測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)軟件處理后可以形成地層的剖面圖?？梢蕴讲斓V體的分布范圍、規(guī)模、產(chǎn)量、查明基巖的起伏形狀、進(jìn)行滑坡預(yù)測(cè)、河堤防漏、水庫(kù)堤址防漏、巖溶溶蝕對(duì)建筑物基礎(chǔ)的評(píng)估等。本法成本低、效率高、信息豐富、解釋方便。3）紅外探測(cè)技術(shù)通過(guò)紅外線探測(cè)前方一定范圍內(nèi)紅外輻射場(chǎng)的變化。該法測(cè)量速度快，基本上不占用生產(chǎn)時(shí)間；資料分析快，測(cè)量完畢后即可得出初步結(jié)論。但對(duì)水量、水壓等重要參數(shù)無(wú)法預(yù)測(cè)。觸探（1）靜力觸探(2)圓錐動(dòng)力觸探（3）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)6.2

工程地質(zhì)勘察報(bào)告工程地質(zhì)勘察報(bào)的編制勘察報(bào)告的閱讀及使用工程勘察報(bào)告示例一、工程地質(zhì)勘察報(bào)告的編制工程地質(zhì)勘察報(bào)告：地質(zhì)勘察的最終成果是以報(bào)告書(shū)的形式提出的。勘察工作結(jié)束后，將取得的野外工作和室內(nèi)試驗(yàn)的紀(jì)錄和數(shù)據(jù)以及搜集到的各種直接和間接資料進(jìn)行分析整理、檢查校對(duì)、歸納總結(jié)后，做出建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。這些內(nèi)容，最后要簡(jiǎn)要明確的文字和圖表編成報(bào)告書(shū)。巖土勘察報(bào)告的要求：資料完整、真實(shí)準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)無(wú)誤、圖表清晰、結(jié)論有據(jù)、建議合理、便于使用和適宜長(zhǎng)期保存，并應(yīng)因地制宜，重點(diǎn)突出，有明確的工程針對(duì)性。巖土勘察報(bào)告的內(nèi)容：1、勘察目的、任務(wù)要求和依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；2、擬建工程概況；3、勘察方法和勘察工作布置；4、場(chǎng)地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及其均勻性；5、各項(xiàng)巖土性質(zhì)指標(biāo)，巖土的強(qiáng)度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值；6、地下水埋藏情況、類型水位及其變化；7、土和水對(duì)建筑材料的腐蝕性；8、可能影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用的描述和對(duì)工程危害的評(píng)價(jià)；9、場(chǎng)地穩(wěn)定性和適宜性評(píng)價(jià)。⑴巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)對(duì)巖土利用、整治和改造的方案進(jìn)行分析論證，提出建議；⑵對(duì)工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，提出監(jiān)控和預(yù)防措施的建議。成果報(bào)告應(yīng)附下列圖件：1、勘探點(diǎn)平面布置圖；2、工程地質(zhì)柱狀圖；3、工程地質(zhì)剖面圖；4、原位測(cè)試成果圖表；5、室內(nèi)試驗(yàn)成果圖表；6、當(dāng)需要時(shí)附加圖表。二、勘察報(bào)告的閱讀與使用需要引起工程技術(shù)人員注意的幾點(diǎn)：1、場(chǎng)地穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

2、持力層的選擇3、考慮環(huán)境效應(yīng)工程事故原因綜述對(duì)場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確地了解許多地基與基礎(chǔ)工程事故源于對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)情況缺乏全面、正確了解。沒(méi)有正確了解建筑場(chǎng)地土層分布、各土層物理力學(xué)性質(zhì)，就會(huì)錯(cuò)誤估計(jì)地基承載力和地基變形特性．導(dǎo)致發(fā)生地基與基礎(chǔ)工程事故。造成設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況缺乏全面、正確了解主要有下述情況。

(1)工程勘察工作不符合要求沒(méi)有按照規(guī)定要求進(jìn)行工程勘察工作，如勘察布孔間距偏大、鉆孔取土深度太淺，造成勘察取土不能全面反映建筑場(chǎng)地地基土層實(shí)際情況。也有少數(shù)情況屬于上程勘察上作質(zhì)量事故造成。在取土、試樣運(yùn)輸和土工試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生質(zhì)量事故，致使提供的工程地質(zhì)勘察報(bào)告不能反映實(shí)際情況。如提供的土的強(qiáng)度指標(biāo)和變形模量與實(shí)際情況差距很大，不能反映實(shí)際性狀。

(2)建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)情況非常復(fù)雜某些工程地質(zhì)變化很大，雖然己按規(guī)范有關(guān)規(guī)定布孔進(jìn)行勘察，但還不能全面