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1、第一篇,岩土工程勘察的技术方法,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 不同的建筑场地地质条件不同，存在的工程地质问题也各异。因此，工程建设所采取的地基基础设计方案、上部结构设计也可能不同；岩土工程勘察所采用的方法以及应解决的问题也不同。岩土工程勘察等级划分的目的在于突出重点、区别对待、利于管理，同时也是为了勘察工作量的布置。,第一节 岩土工程勘察的分级 岩土工程勘察的等级，是由工程重要性等级、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
2、岩土工程勘察的等级。,一、工程重要性等级,岩土工程勘察规范（GB50021-2001）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，可分为三个工程重要性等级：,二、场地复杂程度等级 场地复杂程度是由建筑抗震地段、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度、地形地貌条件和地下水条件等五个方面衡量的，也划分为三个等级。,（一）建筑抗震地段的划分,（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
3、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。
4、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
5、简单，因此地形地貌条件简单。,三、地基复杂程度等级,三、地基复杂程度等级,场地等级、地基等级具体划分时，应从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足为准。,四、岩土工程勘察等级,岩土工程勘察等级划分，是依据工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度综合确定的，一般划分为甲、乙、丙三个级别：,四、岩土工程勘察等级,一般情况下，勘察等级可在勘察工作展开前，通过收集已有资料确定。但随着勘察工作的展开、对自然认识的深入，勘察等级也可能发生改变。对于岩质地基，场地地质条件复杂程度是控制因素。建造在岩质地基上的工程，如果场地和地基条件比较简单，勘察工作难度是不大的，故即使是一级工程，场地和地基为三级时，岩土工程
6、勘察等级也可定为乙级。,第二节 岩土工程勘察阶段及其工作内容,岩土工程勘察的目的在于运用各种勘察技术手段，有效查明建筑场地的工程地质条件，并结合工程项目特点及要求，分析场地内存在的工程地质问题，论证场地地基的稳定性和适宜性，提出正确的岩土工程评价和相应对策，为工程建设的规划、设计、施工和正常使用提供依据。与工程建设各个设计阶段相应的岩土工程勘察一般分为可行性研究阶段勘察、初步勘察、详细勘察和施工勘察。对工程地质条件复杂或有特殊要求的工程宜进行施工勘察；场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段；当建筑物平面布置已经确定，且场地或其附近已有岩土工程资料时，可根据实际情况，直接进行详细勘察。,一、可
7、行性研究阶段勘察,可行性研究阶段勘察应符合选择场址方案的要求，其勘察目的是为了取得几个拟选场址方案的主要工程地质资料，并根据建筑条件，进行技术经济论证和方案比较，对拟选场址的稳定性和适宜性做出工程地质评价。这一阶段的勘察工作归纳为：,一、可行性研究阶段勘察,(1)收集场址所在地区的区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程资料及建筑经验。（2）在收集和分析已有资料的基础上，进行现场调查，了解场地的地层结构、岩土类型及性质、地下水及不良地质现象等工程地质条件。（3）对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求的，可根据具体情况，进行工程地质测绘及必要的勘探工作。（4）当有两个或两个以上拟选场地时
8、，应进行比较分析。,一、可行性研究阶段勘察,根据我国建筑经验，选择场址时宜避开下列地段：（1）不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁，如大滑坡、强烈发育岩溶、塌陷、泥石流等；（2）地基土性质严重不良地段；（3）洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响地段；（4）地震基本烈度高，可能存在地震断裂带及地震时可能发生滑坡、山崩、地陷的场地以及对建筑抗震不利地段；（5）地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区。,二、初步勘察,初步勘察应符合初步设计要求，其目的在于对场地内各建筑地段的稳定性和地基的岩土技术条件做出岩土工程评价，为确定建筑总平面布置、选择建筑物地基基础设计方案和不良地质现象的
9、防治对策进行论证。这一阶段的工作内容为：1）收集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图。2）初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件。,二、初步勘察,3）查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地稳定性做出评价。4）对抗震设计烈度等于或大于6度的场地，应对场地和地基的地震效应做出初步评价。5）季节性冻土区，应调查场地土的标准冻结深度。6）初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性。7）高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖和支护、工程降水方案进行初步评价。,三、详细勘察,详细勘察应符合施工图设计要求。详细勘察应按单体建筑物或建
10、筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑物地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要进行下列工作：（1）收集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点，基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料。（2）查明不良地质作用类型、成因、分布范围、发展趋势和危险程度，提出整治方案的建议。,三、详细勘察,（3）查明建筑范围内岩土层类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。（4）对需要进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数，预测建筑物的变形特征。（5）
11、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。（6）查明地下水埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度。（7）在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度。（8）判定水对建筑材料的腐蚀性。,四、施工勘察,施工阶段勘察的目的和任务就是配合设计、施工单位进行勘察，解决与施工有关的岩土工程问题，并提出相应的勘察资料。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，或当遇到下列情况之一时，需进行施工勘察：1）基坑或基槽开挖后，岩土条件与原勘察资料不符。,四、施工勘察,2）深基础施工设计及施工中需进行有关地基监测工作。3）地基处理、加固需进行检验工作。
12、4）地基中溶洞或土洞较发育，需进一步查明及处理。5）在工程施工中或使用期间，当边坡体、地下水等发生未曾估计到的变化时，应进行检测，并对施工和环境的影响进行分析评价。,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）工程地质测绘与调查（2）勘探与取样（3）原位测试与室内实验（4）现场检验与监测,工程地质测绘与调查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
13、；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，起到有效地指导其它勘察方法的作用。,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，
14、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。勘探工程的类型较多，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，切忌盲目性和随意性。,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
15、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
16、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。,
