工程地质勘察方法.ppt

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1、8.工程地质勘察方法,8.1工程地质勘察的目的及任务 工程地质勘察的目的主要是查明工程地质条件，分析存在的地质问题，对建筑地区作出工程地质评价。工程地质勘察的任务即勘察取得的成果必须保证解决以下问题：1.选出在地质条件方面最优的场地，并根据场地的地质条件合理配置各个建筑物。2.根据详细查明的场地工程地质条件，以保证建筑物的稳定和正常使用，并为建筑物的类型，结构及施工方法提出原则性的要求。3.提供能够改善场地工程地条件措施。,研究内容：为达到上述目标，完成勘察任务，工程地质勘察的研究内容必然要包括:地形地貌、地质结构、水文地质条件、岩土地物理力学性质，自然地质现象，并通过对建筑物区内已有建筑物地

2、工作情况，变形以及损坏调查来研究工程地质现象。,8.2 工程地质勘察的深度及广度 勘察阶段 工程地质勘察要为工程建设服务地，为工程建设地正确设计，施工提供可靠地地质资料，而一项工程建设地设计一般都不能一次完成，而是分阶段逐步解决不同性质地问题。因此，不同设计阶段就要求工程地质勘察提供不同深度和广度地地质资料。经验证明，不按勘察设计程序，“边勘察”、“边设计”、“边施工”的“三边工程”，往往会造成极大地浪费。,不同的设计阶段要求提供不同深度和广度的地质资料设计阶段 1 规划或草图设计阶段 规划设计阶段 可行性设计阶段 论证工程地技术可能性和经济的合理性，并初步确定设计建筑物的技术指标。,2 初步

3、设计阶段（初设）选定拟建筑物的场地（选址），确定建筑物型式，规模 为选定建筑物编制设计。确定其结构尺寸，施工方法、工程造价、工期等。3 施工设计阶段 主要任务：编制施工详图,8.2 工程地质勘察的深度及广度 勘察阶段 8.2.2 勘察阶段 工程地质勘察一般划分为三个阶段：1 踏勘（草测）：为规划或编制草图设计所进行的工程地质勘察；2 初步勘察（简称初勘），应满足初步设计或扩大初步设计的要求；3详细勘察（简称详勘），应满足施工图设计要求。,8.2 工程地质勘察的深度及广度 勘察阶段 8.2.1 勘察阶段 当工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重大建筑物地基，有时通过详细勘察尚不能全部查明情况或取得

4、全部所需资料时，则需进行施工勘察。对于面积不大且工程地质条件简单的场地，或有较多经验的地区，可以简化勘察阶段，例如按设计所提供的总平面布置直接进行详细勘察等。,8.3 确定勘察工作的因素勘察等级 在确定了勘察阶段的前提下，勘察工作的内容，方法及工作量应综合考虑下列3个因素：8.3.1 工程重要等级 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：1 一级工程：重要工程，后果很严重；30层 2 二级工程：一般工程，后果严重；730层 3 三级工程：次要工程，后果不严重。6层,8.3 确定勘察工作的因素8.3.2 场地地质条件复杂程度 自然界的

5、地质情况是很复杂，多变的，因区域，地区，场地而各异。按工程地质条件的复杂程度，分为简单，中等复杂与复杂场地三类。分类中所包括的主要工程地质条件有地形，地貌，地质构造，地层种类和结构，岩石和土的种类和性质，基岩分布和基岩面的起伏，不良地质现象和水文地质条件等。,1 符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地)：1)对建筑抗震危险的地段；2)不良地质作用强烈发育；3)地质环境已经或可能受到强烈破坏；4)地形地貌复杂；5)有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。,2 符合下列条件之一者为二级场地(中等复杂场地)：1)对建筑抗震不利的地段；2)不良地质作用一般发育；3)

6、地质环境已经或可能受到一般破坏；4)地形地貌较复杂；5)基础位于地下水位以下的场地。,3 符合下列条件者为三级场地(简单场地)：1)抗震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段；2)不良地质作用不发育；3)地质环境基本未受破坏；4)地形地貌简单；5)地下水对工程无影响。注：1 从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足的为准；第313条亦按本方法确定地基等级；2对建筑抗震有利、不利和危险地段的划分，应按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011)的规定确定。,8.3 确定勘察工作的因素8.3.3 地基复杂程度 根据地基的复杂程度，可按下列规定分为三个地基等级：1 符合下列条件之一者为一级

7、地基(复杂地基)：1)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；2)严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。2符合下列条件之一者为二级地基(中等复杂地基)：1)岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；2)除本条第1款规定以外的特殊性岩土。3 符合下列条件者为三级地基(简单地基)：1)岩土种类单一，均匀，性质变化不大；2)无特殊性岩土。,8.3.4 勘察等级的确定 根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，可按下列条件划分岩土工程勘察等级。甲级：在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外

8、的勘察项目；丙级：工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。注：建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。,8.4 勘察工作的实施踏勘（草测）：为规划或编制草图设计所进行的工程地质勘察，从地质条件方面论证工程建设的技术可行性和经济合理性。主要通过：文献档案资料研究（已有地质资料的收集研究）路线踏勘 中小比例尺的区域性工程地质测绘 中：1：50000，1：10000、小：1：100000，1：50000,8.4 勘察工作的实施8.4.2 初勘（初步勘察）针对选址所进行的勘察，主要采用工程地测绘，并配合以勘察工作、少量实验及实

9、验室研究，调查几个可能地建筑物场地，最后通过对比评价，选定一个场地。,8.4.2 初勘（初步勘察）初步勘察分四部分：1 工程地质调查与测绘：主要内容如下：划分地貌单元，研究其形态特征，研究地形，地貌的演变过程；划分地层，调查鉴定岩石和土的性质，成因，类型，时代，分布范围；从工程地质角度研究各地层的性质；.进行地质构造的调查，调查水文及水文地质条件，调查研究不良地质现象的形成、分布、发育程度及对场地的影响。调查研究当地建筑经验。,2 勘探点的布置与孔深的确定：在这勘察阶段，设计上尚未进行场地建设的具体规划，勘察人员对建筑和工艺要求方面的了解尚是粗略的，有可能了解到的只是各建筑区段的初步规划。因此

10、，勘探工作的布置，在主要考虑地质因素的同时，只能一般地顾及各建筑区段建筑物的配置因素和有关工艺要求。,3 取样与测试：包括原状土样，水样及岩石样而非指作一般目测鉴别用的岩土样。岩石，土，水的试样的采取均要掌握样品的真实性和代表性。测试可以选择原位测试与室内试验等方式。,4 水文地质工作：初步查明对工程建设有影响的水文地质条件。为此要调查研究地下水类型，含水层性质，补给和排泄条件，实测水位深度，初步确定地下水位变化幅度。当地下水有可能浸没或浸湿基础时，应采取水试样，分析地下水对混凝土的侵蚀性。,8.4 勘察工作的实施8.4.3 详勘（详细勘察）详细勘察在初步设计完成后进行，它是为了施工图设计提供

11、资料的。为建筑物结构设计，施工造价地确定提供计算参数，通过大量地勘察、实验室研究及长期观测等提供建筑物影响范围内精确的地质结构、水文地质条件、岩土物理性质等量指标。,应包含以下内容：1 查明建筑物范围内的地层结构，岩石和土的物理力学性质，并对地基的稳定性及容许承载力作出评价；2 查明地下水类型，埋藏条件和侵蚀性，必要时，还需查明地层的渗透性，水位变化幅度及规律。3 提供不良地质现象的整（防）治工程所需的资料。4 研究和查明地基岩土和地下水在建筑物施工和使用中可能产生的变化和影响并提出建议。,8.4 勘察工作的实施8.4.4 补勘（补充勘察）施工勘察不是一个固定的勘察阶段，而是一定的需要下进行的

12、勘察工作。其任务是：解决编制各个建筑物以及它们各个部分地施工详图时的地质问题。在施工过程中进行挖方及基坑的地质编录，验收建筑物地基和地下水，自然地质作用的长期观测等。,8.4.4 补勘（补充勘察）工业及民用建筑施工勘察的主要工作内容有以下几种：1施工验槽：系检查核对原勘察资料，与设计，施工单位一起研究与处理地基问题。包括：1）校核基槽开挖的平面位置与槽底标高是否符合勘察、设计要求；2）检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同；3）当发现基槽平面土质显著不均匀，或局部存在古井、菜窖、坟穴、河沟等不良地基，可用钎探查明其平面范围和深度。2深基础施工勘察：为深基础施进行的勘察，要根据不同的施工方法，确定

13、勘察内容。3地基处理、加固的勘察：应根据地基处理，加固方法确定勘察内容。,8.5 工程地质勘察的一般方法 工程方案的选择、建筑物的配置、设计参数的确定等，都必须以工程地质勘察资料为依据，这就是工程地质勘察的基本任务。作用：为工程设计施工提供依据 使用的方法：,工程地质测绘；工程地质勘探(包括物探、钻探和坑探)；工程地质试验；工程地质长期观测；勘察资料的分析整理。,8.5.1 工程地质测绘,一、概述 工程地质测绘是最最基本的勘察方法和基础性工作，通过测绘将查明的工程地质条件及其他有关内容如实地反映在一定比例尺的地形底图上。包括两种类型的测绘：一种是以全面查明工程地质条件为主要目的的综合性测绘；另

14、一种是对某一工程地质要素进行调查的专门性测绘。无论何者都服务于建筑物的规划、设计和施工，使用时都有特定的目的。,二 工程地质测绘研究的内容,(一)岩土体的研究 岩土体是产生各种地质现象的物质基础，也是工程地质测绘的主要研究内容。对岩土体的研究要求查明测绘区内地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩相变化特点等，要特别注意研究性质软弱及性质特殊的软土、软岩、软弱夹层、破碎岩体、膨胀土、可溶岩等；注意查清易于造成渗漏的砂砾石层及岩溶化灰岩分布情况，它们的存在会给工程带来极大的麻烦，有时要做特殊的工程处理。,（二）地质结构的研究,地质结构研究主要采用地质力学原理和方法，也采用地质历史分析方法。裂隙的研究

15、往往比较重要，控制工程岩体的稳定性。岩体裂隙系统的研究要进行测量统计分析工作，找出其不同方位裂隙发育的程度及相互切割组合关系。目前常用裂隙极点图、裂隙等密度图等统计作图方法以及裂隙概率统计和计算机网络模拟分析方法。,(三)地形地貌研究,地形地貌对于建筑场地选择；建筑物合理布局帮助研究新构造运动及物理地质现象等都有十分重要意义。研究内容包括：研究地形几何形态特征如地形切割密度及深度、山脊(坡)形态、高程、坡度，沟谷发育形态及方向等；划分地貌单元并研究各地貌单元的特征、成因类型等；研究地形地貌发育与岩性、构造；物理地质现象之间的关系。,(四)水文地质条件研究,在基础设计、水库渗漏、渗透稳定性、地面

16、沉降、道路冻融、基坑涌水等许多实际工程地质问题分析中都要很好地研究水文地质条件。尤其要搞清地下水的赋存与活动情况；在工程地质测绘中通过地质结构和地层岩性分析结合地下水的天然和人工露头以及地表水体的研究，查明含水层和隔水层、埋藏与分布、岩土透水性、地下水类型、地下水位，水质、水量、地下水动态等，必要时尚应配合取样分析、动态长观、渗流试验等研究工作。,(五)工程动力地质现象的研究,工程地质测绘中应以岩性、构造、地形地貌、水文地质调查为基础，搞清工程动力地质现象的存在情况，进一步分析其发育发展规律、形成条件和机制，判明其目前所处的状态及对建筑物和地质环境的影响。在工程地质测绘中还要注意调查测绘区内已

17、有建筑对地质环境的适应性，往往可以了解到许多有重要价值的资料。,(六)天然建筑材料研究,天然建筑材料的储量、质量、开采运输条件，都直接关系到工程造价和建筑结构型式的选择。工程测绘中要注意寻找天然建筑料场，对其质量和数量作出初步评价。,三 工程地质测绘范围、比例尺和精度,(一)工程地质测绘范围(二)工程地质测绘比例尺(1)踏勘及路线测绘。比例尺1：50万一1：20万，这种比例尺工程地质测绘主要用来了解区域工程地质条件，以便能初步估计建筑物对区域地质条件的适应性。(2)小比例尺测绘。比例尺1-10万一1：5万，用于可行性研究阶段工程地质勘察，主要查明规划地区的工程地质条件，初步分析区域稳定性等工程

18、地质问题，为建筑区的选择提供地质依据,(3)中比例尺测绘。比例尺1：2.5万一1：1万，常用于初步设计工程地质勘察阶段，其目的是查明建筑区工程地质条件，初步分析存在的工程地质问题，为合理选择建筑地点提供地质依据。(4)大比例尺测绘。比例尺大于1：1万，主要用来详细查明建筑场地的工程地质条件，为选定建筑型式或解决专门工程地质问题提供地质依据。,(三)工程地质测绘精度,所谓测绘精度，系指野外地质现象观察、描述及表示在图上的精确程度和详细程度。野外观察描述工作中，不论何种比例尺，都要求整个图幅上平均23cm范围内应有一个观测点。例如：比例尺l：5万的测绘，野外实际观察点0.51个km2。实际工作中，

19、视条件的复杂程度和观察点的实际地质意义，观察点间距可适当加密或加大，不必平均布点。,在工程地质图上，工程地质条件各要素的最小单元划分应与测绘的比例尺相适应。一般来讲，在图上最小投影宽度大于2mm的堆质单元体，均应按比例尺表示在图上。例如：比例尺1：2000的测绘，实际单元体(如断层带)尺寸大于4m者均应表示在图上。重要的地质单元体或地质现象可适当夸大比例尺即用超比例尺表示。为了使地质现象精确地表示在图上，要求任何比例尺图上界线误差不得超过2mm。,(四)工程地质测绘方法,工程地质测绘方法有实地测绘法和像片成图法。1.实 地 测 绘 法,地形图测绘用经纬仪配合小平板仪施测,精密水准仪,(四)工程

20、地质测绘方法,2.像片成图法 利用地面摄影或航空（卫星）拍摄的像，先在室内解释，并结合所掌握的区域地质资料，确定出地层岩性、地质构造、地貌、水系及不良地质现象等，描绘在单张像片上。然后在像片上选择需要调查的若干点和路线，据此去实地进行调查、校对修正，绘成底图。最后，将结果转绘成工程地质图。,8.5.2 工程地质勘探,一、概述 通过工程地质测绘对地面基本地质情况有了初步了解以后，为了进一步探明地下隐伏的地质现象，了解地质现象的空间变化规律，需要进行工程地质勘探。目前常用的工程地质勘探手段有：工程地质钻探、物探和坑探、槽探。,二、工程地质勘探主要任务,探明地下有关的地质情况：如地层岩性、断裂构造、

21、地下水位、滑动面位置等。为深部取样及现场试验提供条件：从勘探工程中，便于采集岩石样及水样供室内实验、分析。同时，勘探形成的坑孔可为现场原位试验，如岩土性质试验、地应力量测、水文地质试验等提供场所。为长期观测工作以及不良地质现象处理等工作提供条件。,三、工程地质物探,物探即地球物理勘探（Geophysical exploration），是一种间接的勘探方法。它利用专门仪器探测地壳表层各种地质的体物理场，包括电场、磁场、重力场等，并通过测得的物理场特性和差异来判明地下各种地质现象，获得某些物理性质参数，了解空间地质结构。,电剖面法，在施测过程中供电电极的相对距离固定不变，沿剖面逐点供电、测量，获得

22、视电阻率沿剖面线的变化曲线。如某地用对称四极剖面法追索古河道。,2地震勘探（1）直达波法测定波速、土层的动弹性参数（2）反射波法测定不同地层界面（3）折射波法测定性质不同地层界面、基岩埋深、断层位置3声波探测动弹性参数、岩体质量分类4测井（1）电视测井观测钻孔井型（2）井径测量观测钻孔直径（3）电测井测定含水层特征 除上述外，还有磁法勘探、核子勘探等，尤其是今年来发展的地震CT、电磁CT、高分辨率地震仪、地质雷达已广泛在工程建设、资源开发、环境治理、灾害预测等领域广泛利用。这些新技术，可有效的解决工程地质结构及工程结构检测与评价。,地震CT：是利用地震波穿越地质体时其走时及能量变化，经计算机处

23、理重建地质体内部的结构图象，它是现代地震数字观测技术与计算机技术结合的产物。地震CT速度图象能反映岩性分布、规模较大的断裂、岩体的完整性、岩体的风化不均匀性。电磁CT：1986年欧洲的Stripa计算是最早运用电磁CT来研究工程岩体结构的，应用电磁波、波速CT和电磁吸收CT探测花岗岩中的孔隙和裂隙带分布。电磁 波CT作为一种高分辨的透射方法，与地震CT方法的工作方式基本类似，它是使 用电磁天线发射高频电磁波，使其穿透岩体，在岩体另一测接收。,地质雷达：是通过发射天线将高频电磁脉冲送入地下，当电磁波遇到地下波阻抗变化界面时，形成反射信号返回地面，根据反射波回程时间和岩石中电磁波推算目的层深度和形

24、态雷达的应用主要是集中在工程场地、线路地质条件的探测方面。其中溶洞、破碎带等的探测最为关注。分辨率高、现场条件适应性强，陆地和水面都可以进行勘探作业，但其勘探深度有限，覆盖层探测深度只能到10至20m。岩石基岩区可达30至40m。,高分辨率浅层反射地震方法：是以激发地震波，向地下传播到地层界面时发生反射，传回地表接收器。根据地震波走时及发射与接收位置，确定反射界面位置。施工条件简单，对层面位置及基底构造能可靠识别，但各层岩性的确定没有地震CT可能，应与钻探紧密结合进行综合解释。,电磁CT与地质雷达工作方式不同在于：前者是直达的电磁波，后者接收的是反射电磁波，地质雷达接收反射电磁波时，接收天线和

25、发射天线是在探测岩体的同一侧面透射CT，两天线是分放探测岩体的两侧；地质雷达根据反射波的走时可以确定内界面位置和形态，而透射CT是根据电磁波的走时和能量衰减的观测，通过计算机重建地质体内部的结构图象。,工程地质物探解决的主要问题（1）地质结构探查与诊断 探察的目的是了解场地的工程地质条件、文地质条件、基底构造、区域地壳稳定性，以期对场地的适宜性进行评价和为工程设计提供依据。可查明：第四系覆盖层结构、基岩界面形态及其埋深、岩体风化带厚度、地下水埋深、岩溶发育规律、岩溶洞穴形态、自然地质现象的分布及其厚度等。,（2）工程构筑物的检测桩基质量检测、地基处理效果检测、施工质量检测、地下埋设物的检测（地

26、下管道、洞室、古基等）。,四、工程地质勘探（钻探与坑探）工程地质勘探包括钻探与坑探两种技术工程勘探工程1 工程地质钻探（1）工程地质钻探的作用及特点 钻探是广泛用于工程地质勘察的勘探手段，一般要在工程地质测绘及物探等工作基础上合理布置钻探工作。特点：钻探工作的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及结构特点。钻进深度一般不大，孔深10余m 和数10m。钻孔多具有综合目的，除查明地质条件外，还要取样、试验、长期观（监）测以及加固处理。,d.在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录方式有特殊要求，如岩心采取率、水文地质观测、取原状样、钻孔摄影、钻孔电视等。（2）工程地质常用钻探方法a.冲

27、击钻探 冲击钻探包括人力和机械两种。人力包括洛阳铲、锤击钻探、钢丝绳钻探碎石土、砂土、粉土、粘性土、不太坚硬基岩。机械钻探包括CZ-20C型、CZ-22型、CZ-30型，除上述外，可用于坚硬岩层。b.回钻钻探 回钻钻探包括人力、机械两种。人力包括螺旋钻、,c.勺钻均匀砂土、粉土和粘性土。机械钻探包括硬合金及钢粒钻头除漂石、大卵石以外各种硬度的岩土体、金刚石钻头IX级以最坚硬的岩层最有效。冲击回转钻探碎石土、砂土、粉土、粘性土。d.冲击-回转-振动钻探碎石土、砂土、粉土、粘性土、不太坚硬的基岩。(4)钻孔类型(5)钻孔的编录a.岩芯观察、描述与编录岩土的颜色、矿物成分、,铅直孔斜孔水平孔定向孔,

28、结构、构造、名称、土的密实度、岩石的风化、采取率RQD。b.水文地质观测c.孔内情况几个术语：岩芯采取率：指本回次所取岩芯的总长度与本回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩芯破碎的碎快、碎屑及碎粉物质。岩芯获得率：指本回次比较完整的岩芯长度与本回次进尺的百分比。不计入不成形的破碎物质。岩石质量指标（RQD）：指本回次岩芯长度大于10cm的柱状岩芯长度与本回次进尺的百分比。,RQD的应用：,岩芯钻探钻具钻头和岩芯管的基本尺寸,工程地质勘察钻机及其适用范围,大型旋挖钻机E25 GD建特能(最大钻孔深度102米),北京建特能机械有限公司,大型旋挖钻机 E25 MD 建特能(最大钻孔深度92米),北

29、京建特能机械有限公司,XY1L系列履带钻机(最大钻进深度100米),主要适用于固体矿床的普查勘探及工程地质勘察、小型水井的钻孔及工程施工中的微桩孔等钻进工程,XY1L系列履带钻机(最大钻进深度100米),主要适用于固体矿床的普查勘探及工程地质勘察、小型水井的钻孔及工程施工中的微桩孔等钻进工程,DPP100-3F车载钻机（钻进深度70-100米）,适用于找矿和详细勘探矿产时钻凿浅井以及地震探矿用的井眼、开采液体和天然气时的钻孔、建筑爆破用途的钻孔以及供基本建设中地质勘察或打供水用的浅钻孔。,DPP100-3F车载钻机（钻进深度70-100米）,适用于找矿和详细勘探矿产时钻凿浅井以及地震探矿用的井

30、眼、开采液体和天然气时的钻孔、建筑爆破用途的钻孔以及供基本建设中地质勘察或打供水用的浅钻孔。,HZ150Y型钻机（最大钻进深度150米）,广泛适用于工程地质勘察、物理勘察、小型灌浆孔、爆破孔、水井钻进等工程。,山东聚龙液压机械有限公司,HZ-150YY型钻机钻孔深度30150米,广泛适用于工程地质勘察、物理勘察、小型灌浆孔、爆破孔、水井钻进等工程。,山东聚龙液压机械有限公司,XY1B低速钻机,适用于铁路、水电、交通、桥梁、坝基等建筑物的工程地质勘察，地质岩芯钻探、物理勘察，小型灌浆孔、爆破孔的钻进，小型水井钻进，减轻工人劳动强度；,云南地矿进出口有限公司,2 坑探工程人工或机械开挖形成的，可供

31、工程地质人员直接观察的坑、洞、井等。（1）工程地质坑探工程的类型及适用条件 类型：探槽、试坑、浅井、竖井、平洞。坑探包括轻型坑探和重型坑探两种。轻型坑探：a.探槽：槽探适用于覆盖层不厚的地方。常用来追索构造线、破碎带宽度、不同地层的分界线等。布置槽探时一般应与岩层的走向线或构造线成正交。深度小于3-5m的长条形槽子剥除地表土、揭露基岩、划分岩性；探查残坡积层，研究断层、破碎带。,槽探展示图,试坑：铅直的、地表向下，深小于3-5m的圆形或方形。局部剥除地表覆土，揭露基岩，确定地层岩性，作载荷试验、渗水试验、取原状样。浅井：从地表向下，铅直，深5-15m的圆、方形井。确定覆盖层、风化层岩性及厚度、

32、载荷试验、取原状样。,试坑展示图,轻型坑探,坑探适用于在不含水或地下水量甚小的较稳固的地层中进行。一般用来了解覆盖层厚度和性质、滑坡的滑动面、观测地下水位及毛细水上升高度、采取原状土样等。,重型坑探a.竖井（斜井）：深度大于15m了解覆盖层厚度、性质、风化壳厚度、岩性、软弱夹层分布、破碎带、岩溶。滑坡体结构、滑面。b.平洞：深度很大调查斜坡地质结构、河谷地段的地层岩性、软弱层带、风化带、取样、试验、应力测试。,重型坑探,平洞展示图,轻型坑探往往是配合工程地质测绘面布置的，剥除地表覆土以揭露基岩地质结构，也常用作载荷和取原状土样。重型坑探一般是在可行性研究和初步设计阶段为某一目的而布置的。（2）

33、坑探工程的特点a.地质人员能直接其中观察地质细节。b.可取原状样，进行现场试验。c.研究软弱夹层、破碎带、断层等地质体的空间展布及其工程性质。d.地基处理效果检查及某些地质监测周期长，成本高。（3）坑探的编录,钻探技术基本要求工程勘察钻探按岩土工程勘察规范应满足以下技术要求：(1）钻进深度、岩土层面深度、地下水位深度的量测误差应在+-0.05m 以内。(2)非连续取芯钻进的回次进尺，对于螺纹钻探应限制在1m 以内，对于岩芯钻探应限制在2m以内。岩芯钻探的岩芯采取率，对于一般岩石应不低于80%，对软质，破碎岩石应不低于65%。(4)钻孔时应注意观测地下水位，量测地下水初见水位与静止水位。通常每个

34、钻孔均应量测第一含水层的水位。如有多个含水层，应根据勘察要求决定是否分层量测水位。（5）对定向钻进的钻孔、跨孔波速测量的钻孔，应分段进行孔斜（倾角及方位）测量。,勘探编录基本要求：（1）勘探野外编录或记录是最基本的勘察成果资料，应由专业技术人员承担。记录必须真实、及时，按钻进回次逐次记录，不得将若干回次合并记录，不允许事后追记。（2）探槽、探井编录除进行岩土描述外，应以剖面图、展开图等形式全面反映井壁、槽壁、底部的岩性、地层分界线、构造特征、取样或原位测试位置，并辅以代表性部位的彩色照片；（3）对岩、土的野外描述内容应包括：对于砂土：名称、颜色，湿度、密度、粒径、浑圆度、母岩成分、胶结物、包含

35、物。对于粘性土、粉土：名称、颜色、湿度、密度、状态、结构、包含物。对于岩石：名称、颜色，矿物成分，结构、风化程度、节理裂隙特征（4）探野外描述以观察、手触方法为主。必要时采用现有的一些标准化、定量化的方法；（5）对于重要的钻孔，尚应保存岩芯、土芯样或分段拍摄岩芯、土芯彩色照片,（1）布置勘探工作的总要求 布置勘探工作总的要求，应是以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料。为此，作勘探设计时，必须要熟悉勘探区已取得的地质资料，并明确勘探的目的和任务。将每一个勘探工程都布置在关键地点，且发挥其综合效益。在工程地质勘察的各个阶段中，勘探坑孔的合理布置，坑孔布置方案的设计必须建立在对工程地质测绘资料以

36、及区域地质资料充分分析研究的基础上。,工程地质勘探的布置,(2)勘探总体布置形式,1）勘探线:按特定方向沿线布置勘探点（等间距、或不等间距），了解沿线工程地质条件，绘制工程地质剖面图。用于初勘阶段、线形工程勘察、天然建材初查。2)勘探网:勘探网选布在相互交叉的勘探线及其交叉点上，形成网状。（方格状、三角状、弧状等）用于了解面上的工程地质条件，绘制不同方向的剖面图，场地地质结构立体投影图。适用于基础工程场地详勘，天然建材详查阶段.3)结合建筑物基础轮廓,一般工程建筑物设计要求，勘探工作按建筑物基础类型、型式、轮廓布置，并提供剖面及定量指标.桩基 每个单独基础有一个钻孔；筏片、箱基 基础角点、中心

37、点应有钻孔；拱坝按拱形最大外荷载线布置孔,（3）工程地质勘探工作布置的一般原则 1）勘探工作应在工程地质测绘对场地地质情况了解及物探工作基础上进行。有目的、针对性。2）无论是勘探的总体布置还是单个勘探点的设计，都要考虑综合利用。既要突出重点，又要照顾全面，点面结合，使各勘探点在总体布置的有机联系下发挥更大的效用。重点，点、线、面相结合。,3)勘探布置应与勘察阶段相适应。一般地说，由初期勘察到高级勘察阶段，勘探工作的总体布置由勘探点、勘探线过渡到勘探网，勘探范围由大到小，勘探点、线由稀到密；勘探布置的依据由以工程地质条件的复杂程度为主，过渡到以建筑物轮廓为主。初期勘察阶段的勘探手段以物探为主，配

38、合以少量钻探和轻型坑探工程，而高级勘察阶段则以钻探和重型坑探工程为主。4)勘探布置应随建筑物的类型和规模而异。不同类型的建筑物，其总体轮廓、荷载作用的特点以及可能产生的岩土工程问题不同，勘探布置亦应有所区别。道路、渠道、隧洞等线型工程，多采用沿着线路间隔一定距离布置一垂直于它的勘探剖面。坝基均沿坝轴线布置主勘探线，并在其上下游布置辅助勘探线。工业与民用建筑地基勘探工程应按基础轮廓布置。,5)勘探布置应考虑地质、地貌、水文地质等条件.一般勘探线应沿着地质条件等变化最大的方向布置。勘探点的密度应视工程地质条件的复杂程度而定，而不是平均分布。为了对场地工程地质条件起到控制作用，还应布置一定数量的基准

39、坑孔(即控制性坑孔)，其深度较一般性坑孔要大些。6)在勘探线、网中的各勘探点，应视具体条件选择不同的勘探手段，以便互相配合，取长补短，有机地联系起来。,8.5.3 工程地质实验 1.室内实验土的物理力学性质：如压缩固结实验，抗剪实验等。岩石（体）物理力学实验 2.原位测试（野外实验）可分3类：岩石力学性质和地基强度实验，载荷实验，钻孔旁压实验，触探，十字板剪加，原位剪切。水文地质实验，渗水实验，抽水实验，压水实验等 地基工程地质处理实验，灌浆实验，桩基承载力实验。1）载荷实验 主要用于研究地基土体在天然状态下的变形和强度性质，确定土的承载力，变形模量等。包括：加荷传压系统，承压板，变形测量系统

40、。,试坑载荷试验,平板静力载荷试验,螺旋板载荷试验,应注意问题：布置在有代表性的地点和基础底面标高处 开挖试验面，应尽量避免对岩土底扰动，并在承压板下铺适当厚度垫层，尽快安装试验装置 表压板宜采用圆形。D等于50或大于0.7cm。软土：d等于100 宜用重物或千斤顶均匀逐级加载。试验宜进行至破坏阶段根据p-s曲线确定承载力,静力载荷试验成果整理及其应用 压力沉降量关系曲线，载荷试验结束后，应对试验的原始数据进行检查和校对，整理出荷载与沉降量、时间与沉降量汇总表。然后，绘制压力p与沉降量S关系曲线。该曲线是确定地基承载力、地基土变形模量和土的应力应变关系的重要依据。比例界限点前的直线变形段，地基

41、土主要产生压密变形，地基处于稳定状态。直线段端点所对应的压力即为p0，一般可作为地基土的允许承载力或承载力基本值f0。土的变形模量可由载荷试验成果pS曲线的直线变形段，按弹性理论公式求得,2）钻孔旁压试验 适用测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩石和风化岩底承载力，旁压模量和应力应变关系等。是在钻孔内利用旁压器对土体施加横向荷载的原位测试方法，其原理与荷载试验类似。旁压器+量测系统+加压系统 原理：在被测孔段放入充满水的旁压器，然后对旁压器中的水体加压便其弹性胶膜膨胀，压迫周围土体变形。,3）静力触探（CPT）用静力将锥形探头按一定速度压入土中，用电力仪表来测量探头所受土体阻力大小的方法。适

42、用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石土。加压方式：机械式，油压式 原理：不同土层的贯入阻力不同，根据贯入阻力应变的关系，进而可求得地基土得力学参数：确定地基土的载力基值和变形模量；土层的划分和定名。,4）动力触探（DPT）用一定质量的重锤，以一定高度的自由落 距，将标准规格的圆锥形探头贯入土中，根据打入土中一定距离的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探和测试两种功能。根据试验类型，可分为,5）十字板剪切试验（UST）可用测定饱和软粘性土的不排水剪抗剪强度和灵敏度。在钻孔内将一个特制的十字板头压入孔底被测试段，然后施加扭力，使板头作等速度转动，根据其转动阻力大小来测试深度30m，首先作静力

43、触探，结合土层变化，选择软粘土进行试验。可测定：a 排水剪抗剪强度：CuR0*C*(y-g)R0与十字板尺寸相关的系数 C校正系数 y 最大的应变值 g轴杆与十字板分离，测应变（土对轴杆的机械阻力）b 灵敏度StCu/Cu Cu原状土抗剪强度 Cu重塑土抗剪强度,6)岩体的原位直剪 在制备好的试样上施加一定垂直荷载（法向应加）然后施加水平推力，将试样剪断，求C,;7)其他 a.旁压试验：横压试验，利用旁压器对土体横向荷载的原位测试方法，原理类似于载荷试验。b.压水试验：透水率 c.扁铲侧胀试验（dilatometer test）:也译为侧胀试验，20世纪70年代意大利Silvano Marchetci 教授创立，将带有膜片的扁铲压入土中，预定深度，充气便膜片向孔壁土的模量及其他有关指标。d.波速测试 e.原位应力测试,8.5.4 工程地质长期观测 运用某种量测手段，对工程地质条件的某些要素（如地下水，孔隙水压等）作较长时间的监测，分析分为3类：1.与工程建筑有关的地下水动态监测水位，水位孔隙水压力，水化学成分。2.各种物理地质现象。滑坡，崩塌体的位移，地面沉降。3.建筑物与地质环境互相作用和动态变化。地基沉降，围岩变形，山压监测等。,8.6 勘察报告的编写 1.前言 自然地理、任务来源等 2.工程地质条件 3.岩土体的物理力学参数 4.专论 5.结论 6.附图,