岩土工程勘察全面学习课程.ppt

,*,*,*,*,*,*,*,*,岩士工程勘察,岩 土 工 程勘 察,绪论,岩土工程的含义和研究对象,勘察的任务和特点,我国岩土工程勘察的现状,工程地质学的研究对象和任务,工程地质学的研究内容、分科 及其与其他学科的关系,工程地质学的发展历史,本课程内容与学习方法,一、岩土工程的含义和研究对象,岩土工程是欧美国家于,20,世纪,60,年代在土木工程 实践中建立起来的一种新的技术体制。它的英文为,Geotechnical Engineering,直译之可谓“地质技术工 程”。,岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地 基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对 象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩 土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。,这一为工程建设全过程服务的技术体制，在房屋、道路、航运、能源、矿山和国防等建设工程中占有重要 的地位，在保证工程质量、降低工程造价、缩短工程周 期以及提高工程经济效益、环境效益和社会效益方面起 到了重要作用。,岩土工程,岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基 础工程学为理论基础，以解决在建设过程中出现的 与岩体和土体有关的工程技术问题，是一门地质与 工程紧密结合的学科。可以认为，它是由土木工程、地质、力学和材料科学等多学科相互渗透、融合而 形成的边缘学科。就学科的内涵和属性来说，岩土 工程是一门服务于工程建设的综合性和应用性都很 强的技术学科，属土木工程范畴。,工程建筑与岩土体之间处于相互依存，又相互制约的矛盾 中。研究两者之间的关系，促使矛盾的转化和解决，是岩土工 程的基本任务。,在土木工程中，各种建筑物以岩土体作为建筑材料、工程 结构或建筑环境，岩土工程的地位相当重要。而且，随着工程 规模愈来愈大，岩土工程问题愈益突出和复杂，给岩土工程师 提出了各种新的、前所未有的研究课题。就房屋建筑和构筑物 而言，目前世界上高层建筑物有,120,层、高达,400,多米，更有,560,余米高的电视塔；我国也已建成了,81,层、高,380,多米的高层 建 筑物。显然，一般天然土体材料是难以满足其荷载要求的，为此需采用桩基础或对地基土进行处理，这就要研究桩身的尺 寸、材料强度以及桩基持力层的选择和承载力等问题。此外，施工时深基坑开挖支护和降水问题也很重要。岩土工程在此类 工程的总造价和总工期中占,1/3,左右。,当今世界上边坡工程规模也很大，土质边坡最高的有,120m,，而岩质露天矿坑边坡则高达,1000,余米。在边坡工程 中，岩土体既是建筑材料，又是工程结构。高边坡工程的稳 定性问题十分突出，尤其是岩质边坡，分析它的稳定性时必 须要弄清楚岩体结构，并采用工程地质和岩体力学理论分析 其变形、破坏的机制，对稳定性的现状和演化趋势作出科学 的评价。,对地下工程而言，岩土体既是建筑材料，又是工程结 构和建筑环境。它的岩土工程问题更为复杂和多样，诸如围 岩稳定、施工开挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在复杂地质 条件下的大埋深、大跨度、高边墙的地下工程，上述问题更 具特殊性。,工程岩土体是地质体的一部分，其工程性质的形成和演 化以及对建筑的适应性，与它的物质组成、结构和赋存环境 息息相关。因此，岩土工程师在着手解决任何一项岩土工程 问题时、首先要查明岩土体的地质特征和场地工程地质条件，尤其是地质条件比较复杂的重大岩体工 程，场地工程地质条 件的研究更显得重要，甚至会成为影响工程效益、投资抑或 成败的关键。可见，岩土工程师必须具备地质和工程地质的 基本理论知识，要有较好的地质素养。可以认为，工程地质 学是岩土工程的重要基础和支柱。,二、岩土工程勘察的任务和特点,基本任务：按照建筑物或构筑物不同勘察阶 段的要求，为工程的设计、施工以及岩土体 治理加固、开挖支护和降水等工程提供地质 资料和必要的技术参数，对有关的岩土工程 问题作出论证、评价。,具体任务：,（,1,）阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不 良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对 场地稳定性作出评价。,（,2,）查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水 活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料 和岩土技术参数。,（,3,）分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价 结论。,（,4,）对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作,出论证和建议。,（,5,）预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围 建筑物的影响，并提出保护措施的建议。,三、我国岩土工程勘察的现状,新中国建立后，由于国民经济建设的需要，在地质、城 建、水利、电力、冶金、机械、铁道、国防等部门，按原 苏联的模式，相继设立勘察、设计机构，开展了大规模的工 程地质勘察研究工作，为工程规划、设计和施工提供了大量 的地质资料，使得一大批重要工程得以顺利施工和正常运行。但是，由于工程地质勘察体制的局限，其明显的弊病和缺陷，一是侧重于定性分析，定量评价不够；二是侧重于“宏观”研究，结合工程具体较差，在建筑结构、基础方案和地基处 理措施等方面，往往缺乏权威性意见和建议。这反映了勘察 与设计、施工 在一定程度上是脱节的，影响了勘察工作社 会地位和经济效益的提高；它尤其不能适应社会主义市场经 济的需要。,针对工程地质勘察的缺陷，中国城建、冶金部门的一些工程 勘察单位自,80,年代初期，引进了岩土工程体制。这一技术体制是 为工程建设全过程服务的，因此很快就显示了它突出的优越 性。之后，各部门相继推广。此时，由于国内地质找矿市场逐渐萎缩，不少原从事找矿地质勘查的地质队也纷纷转产，从事岩土工程勘 察。因而形成了一支庞大的岩土工程勘察队伍，它们遍布全国 各大、中城市，主要从事工业与民用建筑和市政设施的勘察。由 于高层建筑，尤其是超高层建筑的涌现，对天然地基稳定性计 算和评价、桩基计算与评价、基坑开挖与支 护、岩土加固与改 良等方面，都提出了新的研究课题，要求对勘探、取样、原位测 试和监测的仪器设备、操作技术和工艺流程等不断创新。由于勘 察工作与设计、施工、监测结合紧密，勘察真正成为工程咨询 性的工作，为保证工程安全和提高经济效益作出了很大的贡献，并积累了许多勘察经验和资料。可以认为：勘察与设计、施工、监测的紧密结合，是岩土工程技术体制的最大优越性。,为了在社会主义市场经济体制下，使岩土工程勘察能 贯彻执行国家有关的技术经济政策，做到技术先进、经济 合理、确保工程质量和提高经济效益，由国家建设部会同 有关部门，共同 制订了中华人民共和国国家标准岩土工 程勘察规范,GB50021-94,，作为强制性国 家 标准于,1995,年,3,月,1,日正式颁布施行。该规范是对原工业与民用建筑 工程地质勘察规范,TJ 21-77,的修订，它既总结了中国,40,多年来工程实践的经验和科研成果，又注意尽量与国际标 准接轨。,从目前国内大量的实践可看出，岩土工程勘察侧重 于解决土体工程的场地评价和地基稳定性问题，而对地 质条件较复杂的岩体工程，尤其是重大工程（如水电站、核电站、铁路干线等）的区域地壳稳定性，边坡和地下 洞室围岩稳定性的分析、评价，仅由岩土工程师是无法,胜 任的，必须有工程地质人员的参与才能解决。这就要 求岩土工程与工程地质在发挥各自学科专业优势的前提 下，互相渗透、交叉，二者互为补充而相得益彰。,四、工程地质学的研究对象和任务,地 质 学,工程与技术学科,相互渗透,、,交叉形成的边缘科学,人类工程活动,地质环境,地质环境的概念,：,指自然环境的一个重要组成部分，与人类生存和发展 有紧密联系的岩石圈的一部分，这部分积极地与水、气和生物圈相互作用着。上限为岩石圈表面，下限为 人类技术,经济活动引起的物理场、化学场因素变 迁消失的深度。,地质环境是多因子系统,：,大气,、,水、,生物,、,岩石四个圈,环境,自然环境,人类环境,大气,、水、,生物,、,岩石,社会环境,人为环境,地质环境,人类能到达的地下深度：,5000m,，钻探深度,10000m,。,地球上现有工程建筑都建于地壳表层一定的地 质环境中，地质环境以一定的作用方式影响建 筑物。,人类工程活动对地质环境有一定作用，使其变 化，又影响着工程建筑的稳定和正常使用。,人类工程活动与地质环境之间，处于相互联系 又相互制约的矛盾之中。,工程地质学的基本任务,：,研究地质环境与人类工程活动之 间的关系，使二者矛盾转化和解决。,地质环境对工程建筑的影响,地震,影响区域工程建筑,软土地基,需进行专门地基处理,岩溶,水库渗漏,崩滑泥石流,工程改线,人类工程活动对地质环境的影响,抽汲地下水,地面沉降海水入侵 地下水质恶化,大型水库修建,库岸再造,库区淤积,库周浸没 诱发地震,工程地质勘察的目的,：,为工程建筑对象选择适宜的地质环境,，,从而为该工程 在,技术上的可能性,和,经济上的合理性,提供保证,。,并不 致对地质环境产生不应有的破坏,，,以致影响工程本身 和人类的生活环境,。,技术可能性,:,指在地质环境中兴建某建筑物的安全保障如何。换言之，建筑物地基对基础的适应性如何，当二者不相适应时，能否通过改变基础结构或改良地基性质使其达到相互适 应。,经济合理性：,指通过对建筑地区地质条件的深入研究后，在保证工程 稳定性的前提下，选出经济成本最低的建设方案，以达 到经济上合理，即可行性研究。,五、工程地质学研究内容、分科及其与其 他学科的关系,（一）,研究内容,1.,岩土工程地质性质研究,建造于地壳表层的任何建筑物，都离不开岩土体，岩土 体作为建筑物地基或环境。,岩土体成因类型和性质对建筑物的意义重大。,研究地质环境首先研究岩土体,分布规律,成因类型,工程性质 不良性质的改良,形成分支学科,工程岩土学,参数测试,2.,工程动力地质作用研究,地球内外动力作用,地质现象,人类工程,经济活动产生的各种作用,这些作用制约着建筑物的稳定造价和正常使用,研究工程动力地质作用地质现象,分布规模形成机制 产生的工程地质问题,工程地质问题的分析评价,防治对策 措施,发展演化规律,形成分支学科,工程动力地质学,3.,工程地质勘察理论和技术方法研究,工程地质学服务于工程建筑，具体实现就是工程地质勘 察。,工程地质勘察的目的就是查明工程地质条件，分析存在 的工程地质问题,对工程建筑区作出工程地质论证和评价，提出建筑设计 所遵循的最佳方案和可能采取的工程措施，这涉及到广 泛的理论。,基础地质专业基础工程建筑地基基础 等,工程地质条件,：,工程地质条件是指客观存在的地质环境中与工程建筑有 关的地质要素之综合。它包括地形地貌、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（动力地质作用）、天然建筑材料,。,综合概念,，一、,二种因素不称为工程地质条件,。,针对工程建筑对象而言,。,在自然地质历史过程中形成的客观条件,，,不是人为的,。,工程地质问题,：,工程地质问题是指工程建筑物与地质环境（场地工程 地质条件）之间，存在着某些不适应性所引起的影响 建筑物施工、正常运行和周围环境的地质问题。它反 映了工程要求与场地地质条件之间的矛盾。,问题的产生是由于工程技术,经济要求与场地地质背景之间 的矛盾或差异引起,。,岩土工程问题：,指的是工程建筑物与岩土体之间所存在的矛盾或 问题。在岩土工程施工以及工程建筑物建成使用过 程中，工程部位的岩土体和地下水与建筑物发生作 用，导致岩土工程问题的出现。,工程地质勘察的核心问题如何运用有效的勘察方法和手,段，取得反映确切的工程地质因素，资料分析理论，以及 表现形式。,为保证勘察的精度和质量，需不断改进技术方法、勘探机 械和测试仪器。,为使工程地质评价和预测定量化，需不断完善地质,数 学模型和发展数学分析方法，应用计算机技术。,制订适用于不同类型建筑的勘察规范或手册。,形成分支学科,专门工程地质学,4.,区域工程地质的研究,工程地质条件工程地质问题具有明显的区域性分布规律和特点,为国土资源开发利用和建设布局优化,需要研究不同区域地质条件 的形成和分布规律,不同区域地质构造应力不同,区域稳定性不同,形成分支学科,区域工程地质学,5.,环境工程地质的研究,随着经济的发展,，人类工程,经济活动对地质环境的反馈作用 日益广泛而深刻,地质环境恶化,地质灾害频发,为了合理利用保护地质环境,，,科学地预测人类活动对环境的负影 响,工程地质学,环境科学,交叉渗透,形成分支学科,环境工程地质学,（二）,与其他学科的关系,工程地质学涉及知识范围广,，,多学科的交叉,工程岩土学,岩土力学,工程动力地质学,专门工程地质学,数 理 化 力,环境,-,工程地质学,-,钻探,物探,计算机,地质学,工程建筑学,出现新的生长点,城市地质岩土工程海洋工程地质高层建筑工程地质,岩土工程,是以工程地质学,、,土力学,、,岩石力学及地基基础工程 学为理论基础,，,以解决和处理在建筑过程中出现的所,有与岩土体有关的工程技术问题,，,是一门地质与工程 建筑全方位结合的专业学科,，,属土木工程范畴,。,地质工程,六、工程地质学的发展历史,人类开始建筑就设法利用优良地质条件。,在,20,世纪,30,年代前苏联大规模建设，促使工程地质的 萌生。欧美日的工程地质工作更多地由土力学、岩石力学承,担。,1968,年第,23,届国际地质大会上成立了工程地质学会。,1975,年土力学、岩石力学、工程地质学 定期讨论。,我国是在,20,世纪,50,年代初,，,开始设置和培养工程地质 专门人才,。,1979,年成立中国地质学会工程地质专业委员会,。,1989,年成立全国地质灾害研究会,。,当前我国工程地质界在能源和矿产资源开发,，,沿海经 济开发区和城市环境工程地质,，,地质灾害预测预报,，,工程地质图集的编制,，,测试技术理论和方法等方面,，,开展广泛深入研究,，,取得丰硕成果,。,七、本课程内容与学习方法,内容,1,、勘察基本技术要求,2,、工程地质测绘,3,、勘探与取样,4,、岩体原位测试,5,、现场检验与监测,6,、勘察成果整理,7,、各类建筑岩土工程勘察,学习方法,第一章岩土工程勘察基本技术要求,第一节 岩土工程勘察的分级,岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了勘察工 作量的布置。显然，工程规模较大或较重 要、场地地质 条件以及岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作 量就较大。反之则 较小。,岩土工程勘察的等 级，是由,工程安全等级,、,场地,和,地基的复杂程度,三项因素决定的。首先应分别对三项因素 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。下面先分别论述三项 因素等级划分的依 据及具体规定，随后综合划分岩土工程勘察的等级。,一、工程安全等级,工程的安全等级，是根据由于,工程岩土体或结构失稳 破坏，导致建筑物破坏而造成生命财产 损失、社会影响 及修复可能性等后果的严重性,来划分的。根据国家标准,建筑结构设计统一标准,GBJ68-84,的规定，将工程结,构划分为三个安全等级，规范与之相应，也将工程安 全等级划分为三级。,安全等级,破坏后果,很严重 严 重 不严重,工程类型,重要工程 一般工程 次要工程,一级,二级,三级,对于不同类型的工程来说，应根据工程的规模和重要性 具体划分。目前房屋建筑与构筑 物的安全等级，已在国家标 准建筑地基基础设计规范,GBJ7-89,中明确规定。此外，各产业部门和地方根据本部门,(,地方,),建筑物的特殊要求和经验，在颁布的 有关技术规范中也划分了适用于本部门,(,地方,),的工 程安全等级，一般均划分为三级。,房屋建筑与构筑物安全等级,安全等级：,一级,破坏后果：,很严重,建筑类型：,重要的工业与民用建筑物；,20,层以上的高层 建筑；体型复杂的,14,层以 上的高层建筑；对地基变形有 特殊要求的建筑物；单桩承受的荷载在,4 000kN,以上的建 筑物,安全等级,二级 三级,破坏后果,严重 不严重,建筑类型,一般的工业与民用建筑 次要的建筑物,目前，地下洞室、深基坑开挖、大面积岩土处理等尚无工 程安全等级的具体规定，可根据实际情况划分。,大型沉井和沉箱、超长桩基和墩基、有特殊要求的精密设 备和超高压设备、有特殊要求的深基坑开挖和支护工程、大 型竖井和平洞、大型基础托换和补强工程，以及 其他难度大、破坏后果严重的工程，以列为一级安全等级为宜。,二、场地复杂程度等级,场地复杂程度是由,建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地 质环境破坏程度和地形地貌 条件,四个条件衡量的，也划分为三 个等级。,等级,场地条件,一级,二级,三级,建筑抗震稳定性,危险,不利,有利（或地震设 防烈度,6,度）,不良地质现 象发育情况,强烈发育,一般发育,不发育,地质环境 破坏程度,已经或可能 强烈破坏,已经或可能受到 一般破坏,基本未受破坏,地形地貌条件,复杂,较复杂,简单,（一）建筑抗震稳定性,按国家标准建筑抗震设计规范,GBJ11-89,规定，选 择建筑场地时，对建筑抗震稳 定性地段的划分规定为：,(1),危险地段：,地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及发震断裂带上可能发生 地表位错的部位。,(2),不利地段：,软弱土和液化土，条状突出的山嘴，高耸孤 立的山丘，非岩质的陡坡、河岸 和斜坡边缘，平面分布上 成因、岩性和性状明显不均匀的土层,(,如古河道、断层破碎 带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基,),等。,(3),有利地段：,岩石和坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬 土等。,（二）不良地质现象发育情况,不良地质现象泛指由地球外动力作用引起的，对工程建 设不利的各种地质现象。它们分布于场地内及其附近地段，主要影响场地稳定性，也对地基基础、边坡和地下洞室等具 体的岩土工程有不利影响。,“强烈发育”是指由于不良地质现象发育招致建筑场地 极不稳定，直接威胁工程设施的安全。,例如，山区崩塌、滑 坡和泥石流的发生，会酿成地质灾害，破坏甚至整个摧毁工 程建筑物。岩溶地区溶洞和土洞的存在，所造成的地面变形 甚至塌陷，对工程设施的安全也会构成直接威胁。,“一般发育”是指虽有不良地质现象分布，但并不十分 强烈，对工程设施安全的影响不严重；或者说对工程安全可 能有潜在的威胁。,（三）地质环境破坏程度,由于人类工程,经济活动导致地质环境的干扰破坏，是多种多样的。例如，采掘固体矿产 资源引起的地下采空；抽汲地下液体,(,地下水、石油,),引起的地面沉降、地面塌陷和 地裂缝；修建水库引起的边岸再造、浸没、土壤沼泽化；排 除废液引起岩土的化学污染；等等。,地质环境破坏对岩土工程实践的负影响是不容忽视的，往往对场地稳定性构成威胁。,地质环境的“强烈破坏”，是指由于地质环境的破坏，已对工程安全构成直接威胁；如矿山浅层采空导致明显的地 面变形、横跨地裂缝等。,“一般破坏”是指已有或将有地质环 境的干扰破坏，但 并不强烈，对工程安全的影响不严重。,（四）地形地貌条件,主要指的是地形起伏和地貌单元,(,尤其是微地貌单元,),的变 化情况。一般地说，山区和丘陵区 场地地形起伏大，工程布 局较困难，挖填土石方量较大，土层分布较薄且下伏基岩面高 低不 平。地貌单元分布较复杂，一个建筑场地可能跨越多个 地貌单元，因此地形地貌条件复杂或 较复杂。平原场地地形 平坦，地貌单元均一，土层厚度大且结构简单，因此地形地貌 条件简 单。,三、地基复杂程度等级,地基复杂程度也划分为三级：,1,、一级地基,:,符合下列条件之一者即为一级地基：,(1),岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需 特殊处理；,(2),多年冻土及湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，对工程影响大，需作专门处理 的；变化复杂，同一场地上存在 多种的或强烈程度不同的特殊性岩土也属之。,2,、二级地基,:,符合下列条件之一者即为二级地基：,(1),岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响；,(2),除上述规定之外的特殊性岩土。,3,、三级地基,(1),岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响；,(2),无特殊性岩土。,四、岩土工程勘察等级,勘察等级,确 定 勘 察 等 级 的 因 素,工程安全等级,场地等级,地基等级,一 级,一,级,任,意,任,意,二 级,一,级,任,意,任 意,一 级,二 级,二 级,二,级,二级或三级,三 级,二 级,三 级,一,级,任,意,任 意,一 级,二 级,二 级,三,级,二 级,三,级,三,级,三 级,二,级,三,级,三 级,二级或三级,第二节岩土工程勘察阶段,一、工程地质勘察阶段,为保证工程建筑物自规划设计到施工和使用全过程达到安全、经济、合 用的标准，使建筑物场地、结构、规模、类型与地质环境、场地工程地 质条件相互适应。任何工程的规划设计过程必须遵照循序渐进的原则，即科学地划分为若干阶段进行。,工程地质勘测过程是对客观工程地质条件和地质环境的认识过程。,“认识论”,由区域到场地，由地表到底下，由一般调查到专门性问 题的研究，由定性到定量评价,的原则进行。,二、勘察阶段划分,我国实行四阶段体制，与国际通用体制相同。,规划阶段初步设计技术设计 不同部门的名称：,施工设计与施工,城建部门：总体规划、详细规划 规划阶段的任务：,初步设计,技术设计,施工设计与施工。,区域开发技术,经济论证，比较选择第一期工程开发地段。定性概略评价。初步设计的任务：,场地方案比较，选场址。定性、定量评价。技术设计的任务：,选定建筑物位置、类型、尺寸。定量评价。施工设计与施工：,施工详图。补充验证已有资料。,铁道部门：,草测,初测详测,定测；,水电部门：,规划,可行性研究,初步设计,技施设计,运行；,三、岩土工程勘察,1,、可行性研究勘察（选址勘察）搜集、分析已有资料，进行现场踏勘，工程地质测绘，少量勘探工作，,对场址稳定性和适宜性作出岩土工程评价，进行技术经济论证和方案比较。,2,、初步勘察,建筑地段稳定性的岩土工程评价，为确定建筑物总平面布置、主要建 筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治工程方案 进行论证。,3,、详细勘察,对地基基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩 土工程计算与评价，满足施工图设计的要求。,施工勘察不作为一个固定阶段，视工程的实际需要而定，对条件复杂或有 特殊施工要求的重大工程地基，需进行施工勘察。施工勘察包括：施工阶 段的勘察和施工后一些必要 的勘察工作，检验地基加固效果。,第三节 岩土工程勘察方法,岩土工程勘察方法或技术手段，主要以下几种：,（,1,）工程地质测绘,（,2,）勘探与取样,（,3,）原位测试与室内实验,（,4,）现场检验与监测,工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的,初期阶段,进行。这一方法的本质是 运用,地质、工程地质理论,，对地面的地质现象 进行,观察和描述,，分析其性质和规律，并藉以 推断地下地质情况，为勘 探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较 复杂 的场地，必须进行工程地质测绘；但对地形平坦、地质条件简单且较狭小 的场地，则可 采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工 程地质条件最经济、最有效的方法，高质量的测绘工作能相当准确地推 断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用。,勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来,调查地下地质情况的；并且可利用 勘探工程取样进行原位测试 和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法。,物探是一种间接的勘探手段，它的优点,是较之钻探和坑探 轻便、经济而迅速，能够及时解 决工程地质测绘中难于推断而 又急待了解的地下地质情况,，所以常常与测绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。,但是，,物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形 条件等的限制,，其成果需用勘探工程来验证。,钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠 地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。,其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要 求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。,坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、,物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受 到许多条,件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工 程需要以工程地质测 绘和物探成果为依据，切避盲目性和随 意性。,原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分 析评价提供所需的技术参数，包括,岩 土的物性指标、强度参 数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系 的参数,等。,原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段 主要的一种勘察方法。,原位测试与室内试验相比，各有优缺点。原位测试的优点是：,试样不脱离原来的环境，基本上在原,位应力条件下进行试验；所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观 结构对岩土性质的影响，代表性好；试验周期较短，效率高；尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。,缺点是：,试验时的应力路径难以控制；边界条件也较复杂；有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。,室内实验历史较久，其优点是：,试验条件比较容易控制,（边界条件明确，应力应变条件可以控制等）；可以大量取样。,缺点是：,试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩 土性质的影响，代表 性差；试样不可能真正保持原状，而且有 些岩土也很难取得原状试样。,现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大 量工作在施工和运营期间进行；但是这项工作一般需在高级勘 察阶段开始实施，所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的 在于保证工程质量和安全，提高工程效益。,现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘 察成果 的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。,现场监测则主要包含施工作用和各类 荷载对岩土反应性状 的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方 面。,检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。此 项工作主要是在施工期间内进行，但对有特殊要求的工程以及 一些对工程有重要影响的不良地质现象，应在建筑物竣工运营 期间继续进行。,随着科学技术的飞速发展，在岩土工程 勘察领域中不断引进高新技术。例 如，工程地质 综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监 测中遥感,(RS),、地理信息系统,(GIS),和全球卫星 定位系统,(GPS),即“,3S,”,技术的引进；勘探工作 中地质雷达和地球物理层析 成像技术,(CT),的应用 等。,第二章工程地质测绘,第一节工程地质测绘的意义和特点,工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对 与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描 述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。将工程地质条件诸要素采用不同的颜 色、符号，按 照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上，并结合 勘探、测试和其他勘察工作 的资料，编制成工程地 质图。这一重要的勘察成果可对场地或各建筑地段 的稳定性和适宜性 作出评价。,工程地质图的测制（野外填图）,一、概述,工程地质测绘是工程地质勘察过程中的基础工作，是勘察中 最先进行的项目。,工程地质测绘的目的是为编制工程地质图系统地获取原始资 料。,工程地质测绘的任务是运用工程地质理论，通过系统地野外 工作，观察、描述各种地质要素的表现，从而查明工程地区的 工程地质条件，并将所获取的资料反映在地形底图上，并编制 工程地质图件，为编写报告书提供准确依据。,工程地质测绘是由掌握一定理论的人员来进行的，野外的第 一手资料和对现象的认识，比用其他间接方法所得结论要直接 和切合实际。它是一种可在短期内用少量投资的情况下，取得 对工作区地表工程地质条件的认识的重要手段。,二、工程地质测绘的作用,工程地质测绘最发挥作用的地区是那些基岩裸露或出露条件较好 的地区。,工程地质测绘的作用随下列因素而变化,1,、勘察阶段,在规划、可行性研究等初期阶段，通过工程地质测绘对工程,地质条件作全面了解，其重要性是明显的，在后期阶段则其作用退居次要地位。,2,、,地区的研究程度,研究程度较低的地区，综合性工程地质测绘占重要地位,研究程度较高的地区，只需做专门性工程地质测绘。,3,、设计建筑物的类型,不同建筑物，测绘作用不同。,水利枢纽,工程地质测绘,+,勘探,+,试验,+,水库区,工程地质测绘为主要手段 线形工程,工程地质测绘为主,4,、地质条件的复杂程度,基岩、构造复杂地区，工程地质测,绘作用显著,。,三、工程地质测绘与普通地质测绘的区别,1,、工程地质测绘密切结合工程建筑物的要求，结合工程地质问题进行。,2,、对与工程有关的地质现象，如软弱层、风化带、断裂带的划分，节理裂 隙、滑坡、崩塌等，要求精度高，涉及范围较广，研究程度深。,3,、常使用较大比例尺（,1,:,100001:20001:500,），对重要地质界限或现象 采用仪器法定位。当然在区域性研究中也使用中、小比例尺。,4,、突出岩土类型、成因、岩土地质结构等工程地质因素的研究，对基础地 质方面，尽量利用已有资料，但对重大问题应进一步深化研究。,第二节工程地质测绘的范围、比例尺、和精度,一、工程地质测绘范围的确定,区域测绘按图幅范围进行，专门工程地质测绘按有关工程地 质问题的研究需要圈定范围。,工程地质测绘范围的确定原则：,1,、拟建建筑物的类型、规模、设计阶段。,2,、区域地质条件的复杂程度和研究程度。,工程地质测绘不像一般的区域地质或区域水文地质测绘 那样，严格按比例尺大小由地理坐标确定测绘范围，而是根 据拟建建筑物的需要在与该项工程活动有关的范围内进行。原则上，测绘范围应包括场地及其邻近的地段。,适宜的测绘范围，既能较好地查明场地的工程地质条件，又不致于浪费勘察工作量。根据实践经验，由以下三方面确 定测绘范围，即拟建建筑物的类型和规模、设计阶段以及工 程地质条件的复杂程度和研究程度。,建筑物的类型、规模不同，与自然地质环境相互作用的 广度和强度也就不同，确定测绘范围时首先应考虑到这一点。,例如，大型水利枢纽工程的兴建，由于水文和水文地质条件急剧改 变，往往引起大范围自然地理和地质条件的变化；这一变化甚至会导致 生态环境的破坏和影 响水利工程本身的效益及稳定性。此类建筑物的测 绘范围必然很大，应包括水库上、下游的一定范围，甚至上游的分水岭 地段和下游的河口地段都需要进行调查。,房屋建筑和构筑物一 般仅在小范围内与自然地质环境发生作用，通常不需要进行大面积工程地质测绘。,在工程处于初期设计阶段时，为了选择建筑场地一般 都有若干个比较方案，它们相互之间有一定的距离。为了 进行技术经济论证和方案比较，应把这些方案场地包括在 同一测绘范围内，测绘范围显然是比较大的。,但当建筑场地选定之后，尤其是在设计的后期阶段，各建筑物 的具体位置和尺寸均已确定，就只需在建筑地段 的较小范围内进行大比例尺的工程地质测绘。,可见，工程地质测绘范围是随着建筑物设计阶段,(,即岩 土工程勘察阶段,),的提高而缩小的。,一般的情况是：工程地质条件愈复杂，研究程度愈差，工 程地质测绘范围就愈大。工程地质条件复杂程度包含两种情况：,(1),一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。,例如，构造变动 强烈，有活动断裂分布；不良地质现象强烈发育；地 质环境遭到严重破坏；地形地貌条件十 分复杂。,(2),另一种情况是场地内工程地质条件比较简单，但场地附近有 危及建筑物安全的不 良地质现象存在。,如山区的城镇和厂矿企业往往兴建于地形比较平坦开阔的洪积扇上，对场 地本身来说工程地质条件并不复杂，但一旦泥石流暴发则有可能摧毁 建筑物。,此时工程地质 测绘范围应将泥石流形成区包括在内。,又 如位于河流、湖泊、水库岸边的房屋建筑，场地附 近若有大型滑坡存在，当其突然失稳滑落所激起的涌浪可能会导致灭顶之灾。,二、工程地质测绘比例尺的选择,工程地质测绘的比例尺大小主要取决于设计要求。建筑物 设计的初期阶段属选址性质的，一 般往往有若干个比较场地，测绘范围较大，而对工程地质条件研究的详细程度并不高，所 以采用的比例尺较小。,但是，随着设计工作的进展，建筑场地的选定，建筑物位 置和尺寸愈来愈具体明确，范围愈益缩小，而对工程地质条件 研究的详细程度愈益提高，所以采用的测绘比例尺就需逐渐加 大。当进入到设计后期阶段时，为了解决与施工、运用有关的 专门地质问题，所选用的测绘比例尺可以很大。,在同一设计阶段内，比例尺的选择则取决于场地工程地质 条件的复杂程度以及建筑物的类型、规模及其重要性。工程地 质条件复杂、建筑物规模巨大而又重要者，就需采用较大的测 绘比例尺。总之，各设计阶段所采用的测绘比例尺都限定于一 定的范围之内。,1,、比例尺选定原则：,（,1,）应和使用部门的要求提供图件的比例尺一致或相当。,（,2,）与勘测设计阶段有关。,（,3,）在同一设计阶段内，比例尺的选择取决于工程地质条件的复 杂程度、建筑物类型、规模及重要性。在满足工程建设要求的前提 下，尽量节省测绘工作量。,2,、根据国际惯例和我国各勘察部门的经验，工程地质测绘比例尺 一般规定为：,(1),可行性研究勘察阶段,150 00015 000,属小、中比例尺测绘；,(2),初步勘察阶段,110 00012 000,属中、大比例尺测绘；,(3),详细勘察阶段,12 0001200,或更大，属大比例尺测绘。,三、工程地质测绘的精度要求,工程地质测绘的精度包含两层意思，即对野外各种地质现象观 察描述的详细程度，以及各种 地质现象在工程地质图上表示的详 细程度和准确程度。为了确保工程地质测绘的质量，这个 精度要 求必须与测绘比例尺相适应。,“精度”指野外地质现象能够在图上表示出来的,详细程度,和,准 确度。,1,、详细程度,指对地质现象反映的详细程度，比例尺愈大，反映的地质现象的 尺寸界限愈小。,一般规定，按同比例尺的原则，图上投影宽度,2mm,的地层或地 质单元体，均应按比例尺反映出来。投影宽度,2mm,的重要地质 单元，应使用超比例符号表示。如软弱层、标志层、断层、泉等。,观测点的要求，与测绘比例尺相同的地形底图上每,1cm,方格 内，平均有一个观测点。复杂地段多布，简单地段少布，计算 总点数,/Km,。,例如：测绘比例尺,1:1,万地形图,1:1,万,1cm,相当于,=100m1cm,相当于,=10000m,为,100,点,/Km,控制标准,不同比例尺反映的地质单元体尺寸：,比例尺,1:10,万,尺寸,200m,1:5,万,100m,1:1,万,1:1000,20m2m,1:500,1m,2,、准确度,指图上各种界限的准确程度，即与实际位置的允许误差。,界限误差,0.5mm,比例尺,1:10,万 误差,50m,1:5,万,25m,1:1,万,5m,1:1000,0.5m,一般对地质界限要求严格，大比例尺测绘采用仪器定点。,要求将地质观测点布置在地质构造线、地层接触线、岩 性分界线、不同地貌单元及微地貌单元的分界线、地下水露头 以及各种不良地质现象分布的 地段。观测点的密度应根据测 绘区的地质和地貌条件、成图比例尺及工程特点等确定。,为了更好地阐明测绘区工程地质条件和解决岩土工程实际 问题，对工程有重要影响的地质单元体，如滑坡、软弱夹层、溶洞、泉、井等，必要时在图上可采用扩大比例尺表示。,第三节工程地质测绘的研究内容,在工程地质测绘过程中，应自始至终以查明场地及其附 近地段的工程地质条件和预测建筑物 与地质环境间的相互作 用为目的。因此，工程地质测绘研究的主要内容是工程地质 条件的诸 要素；此外，还应搜集调查自然地理和已建建筑物 的有关资料。下面将分别论述各项研究内容的研究意义、要 求和方法。,一、地层岩性,地层岩性是工程地质条件最基本的要素和研究各种地质 现象的基础，所以是工程地质测绘最主要的研究内容。,工程地质测绘对地层岩性研究的内容包括：确定地层 的时代和填图单位；各类岩土层的分布、岩性、岩相及成 因类型；岩土层的正常层序、接触关系、厚度及其变化规 律；岩土的工程性质等。,岩土是各类建筑物的地基，也可作为天然建筑材料。岩石和土是最基本的工程地质要素，一切地质体的组成物质。,它参与地质结构的组合，决定地形地貌和自然地质