工程地质勘察

工程地质勘察 1.工程地质条件的理解 1.2.1一般理解 1.工程地质条件可以理解为与工程建筑有关的地质要素之综合，包括地形地貌条件、岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质条件、物理地质现象、以及天然建筑材料等六个要素。 2.工程地质条件是一个综合概念，在我们提到工程地质条件一词时，实际上是指上述六个要素的总体，而不是指任何单一要素。 1.2.2工程地质条件各要素的 1.岩土类型及其工程地质性质 这是工程地质条件最基本的要素，任何建筑物都是脱离不开土体或岩体的。岩土的类型不同，其性质有很大差别，工程意义大不一样。因而，岩土类型的划分是一项重要工作。 2.地形地貌条件 具体研究的内容:地形形态的等级;地貌单元的划分;地形起伏的变化;地面割切情况，例如沟谷的发育系统、形态、方向、密度、深度及宽度;山坡形状、高度、坡度;山脊山顶的形态、宽度、平整程度等;河谷的宽度，深度，坡度，阶地发育情况:阶地级数、高程、宽度、平整和完整程度、结构、成因类型;不同地貌单元的特征及其相互关系等。 3.地质结构 地质结构除了包括地质构造之外，它还包括岩土单元的组合关系及各类结构面的性质和空间分布。土体和岩体的地质结构有所不同。 土体结构主要是指土层的组合关系，亦即由层面所分隔的各层土的类型、厚度及其空间变化。特别要注意地基中强度高、低，透水性大、小的土层上、下关系及其相对厚度。这对地基承载力和建筑物的沉陷变形情况起着决定性的作用。 岩体结构也主要指岩层的结构变化及其组合关系，同时还包括各种结构面的组合。尤其是层面、不整合面和假整合面等，其特征是连续性强，延伸远，为这类结构面所分隔开来的不同部分，在物质成分和结构构造上一般是互不相同的，有时差异十分明显，属于物质分异面。构造结构面有的延续性也很强，如断层带、层间挤压破碎带等。有的则连续性较差，如节理面、劈理面等，但是数量很多，有时密集，对岩体的连续性影响很大。 4.水文地质条件 对工程有影响的因素是:地下水的类型，地下水位及其变动幅度，含水层和隔水层的分布及组合关系，各自的厚度，土层或岩层渗透性的强弱及其渗透系数，富水性，承压含水层的特征及水头。岩石裂隙水的特性，水动力条件，分布的不均一性，含水层和隔水层的特点，裂隙水渗透压力。地下水的补给、径流和排泄条件，地下水的水质及侵蚀性，等等。 5.物理地质现象 它主要包括地震、地微震;滑坡、泥石流、岩溶、崩塌、塌陷。 这是指对工程建设有影响的自然地质作用和现象。 6.天然建筑材料 许多建筑物的建筑材料是取之于土和岩石的，这称为天然建筑材料。 二，城市规划阶段的工程地质问 (一)区域稳定性 是城市选址、规划中首要论证的问题，包括地震、砂土液化、地面沉降等。最重要的是地震问题。 对城市规划区地震问题的研究包括:震源断层活动性、断裂监测、建筑场地地震效应、场地基本烈度、场地烈度小区划、场地地震加速度分区、建筑物烈度值。 (二)地基稳定性 地基岩土体的强度和变形。 根据城市规划的功能分区及建筑分带的意图，对规划区内各类场地地基稳定性进行评价，提出各场地地基允许承载力的基本值，以及有关基础设计的工程地质论证。 (三)供水源地及水资源合理利用 • 城市供水是城市规划中的重要项目之一，包括工业、生活及农业用水。城市供水水源应同时考虑就供水源的质量而言，地下水优于地表水，其水质良好，水温稳定，但必须考虑水资源保护与管理。 • 地表水和地下水，一般常以地表水为主。一个城市需有二个以上的水源地及供水方案， (四)城市地质环境的合理利用及保护 • 环境保护不应局限于地面上的空气、水等，必须涉及到地面以下地质环境的合理利用与保护，研究的问题有: • (1)可能给城市环境带来威胁或危害的各种自然地质灾害或地质作用(地震、火山活动、滑坡、崩塌、泥石流、地震液化、海岸侵蚀、胀缩土等)。 • (2)与城市规划和建设有关的人类工程活动对地质环境影响和破坏。(如城市附近大型水库的修建所带来的环境水文地质条件的变化:地下水位上升、地基软化、斜坡失稳、黄土湿陷;矿山城市，地下采空引起地面塌陷、变形，废矿渣堆填引起水土污染，露天开采引起地面形态的破坏;城市过量抽汲地下水引起地面沉降、水资源枯竭等 • (3)由于城市兴建导致多源污染，超过环境自净能力，引起水、土、大气质量单向衰变、恶化;核电站废料引起的长期放射性污染;城市热岛效应或温室效应对大气产生的影响，可能形成长期灾害。 论述:高层建筑的勘察要点 高层建筑的特点 (1)结构特点 ?重心高，荷载大，水平荷载突出，基础尺寸大而且埋置深。 ?经济而有效的结构体系，如:框架体系，剪力墙体系，筒体系等。 ?结构体系选择的重要性 结构体系的选择不仅与建筑物的高度有关，而且与建筑物的外形也有密切的联系。选择适宜的结构体系能加强高层建筑的刚度，可使其侧移量减少10-15%。 (2)受力特点 高层建筑的结构不但承受竖向荷载，而且还承受很大的水平荷载(风力和地震力)，它是高层建筑的重要控制因素。 (3)对地基的要求 岩土体的岩性单一而均匀;岩石结构完整而坚硬，构造简单;地下水埋深大;持力层厚度大而延展性好;下卧层中无软弱土层;地基的容许承载力较大。 此外，由于高层建筑的高(H)和宽(B)之比，H/B大于3，对地基不允许产生太大的沉降和不均匀沉降，同时，对倾斜和沉降速率尚有特殊和严格的要求。 (三)高层建筑物工程地质勘察要点 1.基本规定 1.高层建筑的安全分级 根据《建筑地基基础设计规范》的安全等级划分原则，高层建筑的分级按该表确定。 2.勘察阶段的划分 (1).初步勘察 初步勘察阶段应 对场地和地基的稳定性作出评价， 对地基基础方案的选择进行论证并提出建议。 (2).详细勘察 详细勘察阶段应 对场地工程地质条件作出详细评述，为地基基础设计、地基处理提供经济合理的方案和所需的详细资料。 当场地已有资料比较充分，且系单体的二级高层建筑，可将两阶段合并为一阶段进行，但应同时满足两阶段的要求。 (3).施工验槽(或施工勘察) 高层建筑地基基础施工时，勘察单位应参与验槽，对场地工程地质条件复杂的地区，除应参与施工验槽外，必要时还应进行施工勘察。 3.已有资料的收集 进行高层建筑岩土工程勘察前，必须详细了解设计意图，并宜取得下列资料: 1)、建筑总平面图2)、建筑结构概况 3)、拟采用的基础类型4)、已有勘察资料及建筑经验 4.应解决的主要工程地质问题 高层建筑岩土工程勘察应解决的主要问题是: 1)、不良地质现象 (包括场地类别、地震效应) 1).判明建筑场地内及其附近有无影响工程稳定性的不良地质现象， 2).调查了解有无古河道、暗浜、暗塘、人工洞穴或其它人工地下设施; 3).在强震区应查明有无可液化地层，并对液化可能性作出评价，判明场地土类型和建筑场地类别，提供抗震设计有关参数; 2)、岩土类型及其性质 查明建筑场地的地层结构、均匀性，尤其应查明基础下软弱地层和坚硬地层的分布，以及各层岩土的物理力学性质; 3)、水文地质条件 查明地下水类型、埋藏情况、渗透性、腐蚀性以及地下水位的季节性变化幅度; 判断基坑开挖降低地下水的可能性和对已有相邻建筑的影响， 提供降低地下水位的有关资料，必要时提出降水方案; 4)、地基基础设计、施工方案论证及建议 1).对适于采用筏式基础或箱形基础等天然地基的高层建筑: 应着重查明持力层和主要受力层内土层的分布， 对其承载力和变形特性作出评价和预测，提供可采用的承载力并进行变形计算。 对地基基础设计方案进行论证分析，提出经济合理的方案， 对上部结构和地基基础设计、施工中应注意的问题提出建议。 必要时提出深基坑开挖的边坡、支挡方案; 2).对适于采用各类桩、墩基础的高层建筑 应根据场地条件和施工条件，建议经济合理的桩基类型; 选择合理的桩尖持力层，并详细查明持力层和软弱下卧层的分布; 分层提出桩周摩擦力及持力层的桩端承载力，预估单桩承载力以及群桩视为实体基础时的承载力和沉降验算; 对预制桩判断沉桩的可能性和对相邻建筑的影响，推荐合适的施工设备; 对灌注桩应推荐合适的施工方法，提出施工中应注意的问题; 5)、岩土工程观测与监测 对于一级高层建筑必须进行沉降观测; 对于基础埋深较大或距相邻建筑、管线较近时，应进行 基坑回弹、基坑边坡变形或打(压)桩时周围地面隆起、振动影响的监测; 若采用浅层和深层地基处理，应进行处理前后的地基处理对比检验工作。 2.勘察方案布设 A.天然地基 (1)勘探点的间距及布设 ?勘探点数量 每一单体的一级高层建筑，勘探点数量不应少于6个，二级高层建筑不应少于4个; 控制性勘探点的数量宜为全部勘探点总数的1/2以上。 ?勘探点布设 当建筑物平面为矩形时宜按双排布设，为不规则形时，宜按突出部位角点和中心点布设; 在层数、荷载和建筑体型变异较大处，宜布置适量勘探点; 为降水设计需要，必要时应布置查明地下水流速、流向和进行水文地质参数测试的专门勘探点。 ?勘探点间距 一般为15,35m，一级高层建筑可取较小值，二级高层建筑可取较大值，为准确查明暗沟、塘、浜等异常带，勘探点间距还可适当加密; 在岩溶发育地区，勘探点应适当加密，必要时可按每个柱基下布置勘探点。 ?勘探点的深度 控制性勘探点的深度: (a)深度应适当大于地基压缩层的计算深度，对于箱形基础或筏式基础，可按该式计算确定勘探点的深度。(b)在浅层岩溶发育地区，控制性钻孔或专门查明溶洞的钻孔应深入完整基岩内3,5m或深入洞底完整基岩内3,5m。(c)在花岗岩残积土地区，在预定深度内遇基岩时，控制性孔应深入强风化带(贯入试验实测击数大于50击)不少于1.0m。 一般性勘探点的深度:(a)深度应适当大于主要受力层的深度，对于箱形基础或筏式基础可按该式计算确定勘探点的深度。(b)对一般性勘探点，在预定深度范围内有比较稳定的、厚度超过3.0m的坚硬地层(如碎石土)时，可钻入该层适当深度能正确定名并判明其性质即可，对软弱地层应适当加深或予以钻穿。(c)在浅层岩溶发育地区，当基础底面下的土层厚度小于地基压缩层计算深度时，一般性钻孔应深达完整基岩面。(d)在花岗岩残积土地区，在预定深度内遇基岩时，一般性勘探点达强风化岩顶面即可。 ?取土和原位测试 取土和原位测试勘探点的数量和取土数量应和符合下列规定:(a)取土和原位测试的勘探点数量不应少于全部勘探点总数的2/3，当需要计算倾斜时，四个角点均应有取土孔;(b)每幢建筑物下各主要土层内的取作力学性指标的土样数量和每种测试数据应满足下表的规定要求。(c)为地下室侧墙和基坑边坡稳定性计算或锚杆设计需要，应在基底以上的主要土层内采取不少于6件(组)的土试样。 表注:? 主要受力层层底深度(Z0)，按Z0=agb计算; ? 本表中原位测试仅指:十字板剪切试验、横压试验或标准贯入试验; ? 对剪力试验，不扰动土样数量为(组); ? 表中数量对一级高层建筑取大值，二级高层建筑取小值。 B.桩 基 (1)勘探点间距及平面布设 应符合以下规定: (a)、端承桩勘察间距: 12-24m;持力层层面坡度超过10%时，宜加密勘探点。 对于端承桩、墩或以端承力为主的桩， 当系扩展式基础下的桩基时，勘探点应按柱列线布设，其间距应以控制桩端持力层层面和厚度的变化为原则，一般为12,24m; 当相邻勘探点所揭露持力层层面坡度超过10%时，宜加密勘探点。 (b)、摩擦桩勘察间距: 20,35m;土层层面坡度超过10%和土性变化较大时，应适当加密勘探点。 对于摩擦桩或以摩擦力为主的桩，以及筏基或箱基下的桩群， 勘探点间距可按20,35m考虑， 但当土层层面坡度超过10%和土性变化较大时，应适当加密勘探点。 (c)、大直径(直径>800mm)的桩或扩底墩勘察间距: 当地质条件变化较大时，宜每个桩(墩)位上布置一个勘探点(一桩一孔)。 (d)、控制孔数量: 勘探点总数中应有1/3以上的勘探点为控制性勘探点。 (2)勘探点的深度 应符合以下规定: (a)、端承桩勘探点深度 对于端承桩或以端承力为主的桩(墩)勘探点深度 控制性勘探点的深度应深入预计桩尖平面以下3,5m或6,10倍桩身宽度或直径(大直径桩或墩取小值，小直径桩取大值)， 一般性勘探点应深入预计持力层内1,2m。 对于基岩持力层勘探点深度 控制性勘探点的深度应深入微风化带内3,5m，一般性勘探点深入微风化带1,2m;遇断层破碎带应予钻穿，进入较完整岩体3,5m。 (b)、摩擦桩勘探点深度 对摩擦桩或以摩擦力为主的桩勘探点深度 控制性勘探点的深度应超过预计桩长3,5m， 一般性勘探点应超过预计桩长1,2m; (3)取样及试验 对桩基勘探深度范围内的每一主要土层，应采取土试样和进行静力触探、标准贯入试验、十字板剪力试验等原位测试，每栋建筑物下取土数量和测试次数应满足下表要求。 注:? 本表中原位测试仅指: 十字板剪切试验、横压试验或标准贯入试验; ? 对剪力试验，不扰动土样数量为(组); ? 表中数量对一级高层建筑取大值，二级高层建筑取小值。 3.原位测试和监测 1).静力触探为查明地层的均匀性、测求地基土的承载力和变形特性、预估单桩承载力、判断沉桩的可能性等，在不含碎石的砂土或粘性土中可作单桥或双桥静力触探。 2).动力触探为判明砂土或粉土液化的可能性，测求砂土或粉土的承载力可作一定数量的标准贯入试验，且宜选择少量钻孔从上至下按一定间距连续进行贯入试验;为测求粉土、砂土和碎石土的承载力可进行重型或超重型的动力触探试验。 3).十字板剪切试验为测求软土地基的承载力和桩的摩擦力、端承力，可进行十字板剪切试验。 4).横(旁)压试验为测求粘性土、粉土和砂土的承载力和变形模量，可分层进行横压试验。 5).抽水试验或注水试验为施工降水设计或地下室设计的需要，宜在现场进行适量的井、孔抽水试验或注水试验以测求地层的渗透系数(必要时，水平、垂直渗透系数应分别测定)。需要时还需实测地下水流向和流速。 6).波速或地微动测试为抗震设计确定场地土类型、场地类别、卓越周期以及抗震设计所需其它参数，可进行波速或地微动测试。 7).载荷试验对一级高层建筑，为确定持力层或主要受力层的承载力和变形模量可进行平板载荷试验。 当以强、中风化基岩为持力层，不能取试样进行饱和单轴抗压强度试验，可进行岩体载荷试验，直接确定岩体承载力。 8).桩静载荷试验对一级高层建筑，为确定持力层或主要受力层的承载力和变形模量可进行平板载荷试验。 当以强、中风化基岩为持力层，不能取试样进行饱和单轴抗压强度试验，可进行岩体载荷试验，直接确定岩体承载力。 9).动测试验为无损检验桩身质量，可采用动测法或其它有效方法，检测桩数不宜少于桩总数的10%，用动测法确定单桩承载力必须有充分的桩静载荷试验对比资料。 10).监测工作 为考虑基坑开挖，桩基施工或其它地基处理施工等，对相邻已有建筑的影响，应进行边坡位移(或变形)、孔隙水压力变化、打桩振动影响等的监测工作 资勘0802《工程地质勘察A》试卷评分标准: 一.名词解释:共7词，每词2分，计14分。 评判以教材概念阐述为准。 二.填空题:每空1分，共15空，计15分。 1.粘性土 无粘性土 软土 2.斜孔 定向孔 3.砂质土 粘性土 4.浅井 探槽 试坑 石门 5.1 6.2 7.7—滑坡陡坎;10—滑坡鼓丘 三.判断题:错的打×、正确的打?、共36题，每题0.5分，共18分 ??×?××?×?????××××× ?????×××××??×?××?× 四.简答题 1.需全面:(1)具指与工程建筑有关的地址要素的综合 (2)包括岩土类型及其工程地质性质，地形地貌、地质结构，水文地质条件，物理地址现象及天然建材六方面 (3)解释说明 2.以教材上一般原则为标准，共计6条 3.需全面:(1)应包括区域稳定性问题、地基稳定性问题、供水水源问题和环境的合理利用 保护问题 (2)分项说明 五.分析题:每题10分，共20分 1.需全面:(1)选择需答全5项 (2)针对每项的详细论证 (3)总的说明 2.答案要点:(1)高层建筑的特点 (2)对工程地质勘查的要点说明 六.作图题:15分 (1)勘探线垂直边坡布置，5分 (2)边坡勘察要点，10分