巖士工程勘察巖士工程勘察巖土工程 勘察緒論巖土工程的含義和研究對象勘察的任務和特點我國巖土工程勘察的現狀工程地質學的研究對象和任務工程地質學的研究內容、分科及其與其他學科的關系工程地質學的發展歷史本課程內容與學習方法巖土工程 勘察緒論一、巖土工程的含義和研究對象巖土工程是歐美國家于20世紀60年代在土木工程實踐中建立起來的一種新的技術體制。它的英文為GeotechnicalEngineering,直譯之可謂“地質技術工程”。巖土工程是以求解巖體與土體工程問題，包括地基與基礎、邊坡和地下工程等問題，作為自己的研究對象。它涉及到巖體與土體的利用、整治和改造，包括巖土工程的勘察、設計、施工和監測四個方面。這一為工程建設全過程服務的技術體制，在房屋、道路、航運、能源、礦山和國防等建設工程中占有重要的地位，在保證工程質量、降低工程造價、縮短工程周期以及提高工程經濟效益、環境效益和社會效益方面起到了重要作用。一、巖土工程的含義和研究對象巖土工程是歐美國家于20世紀60巖土工程巖土工程以工程地質學、土力學、巖體力學和基礎工程學為理論基礎，以解決在建設過程中出現的與巖體和土體有關的工程技術問題，是一門地質與工程緊密結合的學科?？梢哉J為，它是由土木工程、地質、力學和材料科學等多學科相互滲透、融合而形成的邊緣學科。就學科的內涵和屬性來說，巖土工程是一門服務于工程建設的綜合性和應用性都很強的技術學科，屬土木工程范疇。巖土工程巖土工程以工程地質學、土力學、巖體力學和基礎工程學工程建筑與巖土體之間處于相互依存，又相互制約的矛盾中。研究兩者之間的關系，促使矛盾的轉化和解決，是巖土工程的基本任務。在土木工程中，各種建筑物以巖土體作為建筑材料、工程結構或建筑環境，巖土工程的地位相當重要。而且，隨著工程規模愈來愈大，巖土工程問題愈益突出和復雜，給巖土工程師提出了各種新的、前所未有的研究課題。就房屋建筑和構筑物而言，目前世界上高層建筑物有120層、高達400多米，更有560余米高的電視塔；我國也已建成了81層、高380多米的高層建筑物。顯然，一般天然土體材料是難以滿足其荷載要求的，為此需采用樁基礎或對地基土進行處理，這就要研究樁身的尺寸、材料強度以及樁基持力層的選擇和承載力等問題。此外，施工時深基坑開挖支護和降水問題也很重要。巖土工程在此類工程的總造價和總工期中占1/3左右。工程建筑與巖土體之間處于相互依存，又相互制約的矛盾中。研究當今世界上邊坡工程規模也很大，土質邊坡最高的有120m，而巖質露天礦坑邊坡則高達1000余米。在邊坡工程中，巖土體既是建筑材料，又是工程結構。高邊坡工程的穩定性問題十分突出，尤其是巖質邊坡，分析它的穩定性時必須要弄清楚巖體結構，并采用工程地質和巖體力學理論分析其變形、破壞的機制，對穩定性的現狀和演化趨勢作出科學的評價。對地下工程而言，巖土體既是建筑材料，又是工程結構和建筑環境。它的巖土工程問題更為復雜和多樣，諸如圍巖穩定、施工開挖、涌水、瓦斯爆炸等，尤其是在復雜地質條件下的大埋深、大跨度、高邊墻的地下工程，上述問題更具特殊性。當今世界上邊坡工程規模也很大，土質邊坡最高的有120m，而工程巖土體是地質體的一部分，其工程性質的形成和演化以及對建筑的適應性，與它的物質組成、結構和賦存環境息息相關。因此，巖土工程師在著手解決任何一項巖土工程問題時、首先要查明巖土體的地質特征和場地工程地質條件，尤其是地質條件比較復雜的重大巖體工程，場地工程地質條件的研究更顯得重要，甚至會成為影響工程效益、投資抑或成敗的關鍵?？梢姡瑤r土工程師必須具備地質和工程地質的基本理論知識，要有較好的地質素養?？梢哉J為，工程地質學是巖土工程的重要基礎和支柱。工程巖土體是地質體的一部分，其工程性質的形成和演化以及對建二、巖土工程勘察的任務和特點基本任務：按照建筑物或構筑物不同勘察階段的要求，為工程的設計、施工以及巖土體治理加固、開挖支護和降水等工程提供地質資料和必要的技術參數，對有關的巖土工程問題作出論證、評價。二、巖土工程勘察的任務和特點基本任務：按照建筑物或構筑物不具體任務：（1）闡述建筑場地的工程地質條件，指出場地內不良地質現象的發育情況及其對工程建設的影響，對場地穩定性作出評價。（2）查明工程范圍內巖土體的分布、性狀和地下水活動條件，提供設計、施工和整治所需的地質資料和巖土技術參數。（3）分析、研究有關的巖土工程問題，并作出評價結論。（4）對場地內建筑總平面布置、各類巖土工程設計、巖土體加固處理、不良地質現象整治等具體方案作出論證和建議。具體任務：（1）闡述建筑場地的工程地質條件，指出場地內不良（5）預測工程施工和運行過程中對地質環境和周圍建筑物的影響，并提出保護措施的建議。（5）預測工程施工和運行過程中對地質環境和周圍建筑物的影響三、我國巖土工程勘察的現狀新中國建立后，由于國民經濟建設的需要，在地質、城建、水利、電力、冶金、機械、鐵道、國防等部門，按原蘇聯的模式，相繼設立勘察、設計機構，開展了大規模的工程地質勘察研究工作，為工程規劃、設計和施工提供了大量的地質資料，使得一大批重要工程得以順利施工和正常運行。但是，由于工程地質勘察體制的局限，其明顯的弊病和缺陷，一是側重于定性分析，定量評價不夠；二是側重于“宏觀”研究，結合工程具體較差，在建筑結構、基礎方案和地基處理措施等方面，往往缺乏權威性意見和建議。這反映了勘察與設計、施工在一定程度上是脫節的，影響了勘察工作社會地位和經濟效益的提高；它尤其不能適應社會主義市場經濟的需要。三、我國巖土工程勘察的現狀新中國建立后，由于國民經濟建設的需針對工程地質勘察的缺陷，中國城建、冶金部門的一些工程勘察單位自80年代初期，引進了巖土工程體制。這一技術體制是為工程建設全過程服務的，因此很快就顯示了它突出的優越性。之后，各部門相繼推廣。此時，由于國內地質找礦市場逐漸萎縮，不少原從事找礦地質勘查的地質隊也紛紛轉產，從事巖土工程勘察。因而形成了一支龐大的巖土工程勘察隊伍，它們遍布全國各大、中城市，主要從事工業與民用建筑和市政設施的勘察。由于高層建筑，尤其是超高層建筑的涌現，對天然地基穩定性計算和評價、樁基計算與評價、基坑開挖與支護、巖土加固與改良等方面，都提出了新的研究課題，要求對勘探、取樣、原位測試和監測的儀器設備、操作技術和工藝流程等不斷創新。由于勘察工作與設計、施工、監測結合緊密，勘察真正成為工程咨詢性的工作，為保證工程安全和提高經濟效益作出了很大的貢獻，并積累了許多勘察經驗和資料?？梢哉J為：勘察與設計、施工、監測的緊密結合，是巖土工程技術體制的最大優越性。針對工程地質勘察的缺陷，中國城建、冶金部門的一些工程勘察單為了在社會主義市場經濟體制下，使巖土工程勘察能貫徹執行國家有關的技術經濟政策，做到技術先進、經濟合理、確保工程質量和提高經濟效益，由國家建設部會同有關部門，共同制訂了中華人民共和國國家標準《巖土工程勘察規范》GB50021-94，作為強制性國家標準于1995年3月1日正式頒布施行。該規范是對原《工業與民用建筑工程地質勘察規范》TJ21-77的修訂，它既總結了中國40多年來工程實踐的經驗和科研成果，又注意盡量與國際標準接軌。為了在社會主義市場經濟體制下，使巖土工程勘察能貫徹執行國家從目前國內大量的實踐可看出，巖土工程勘察側重于解決土體工程的場地評價和地基穩定性問題，而對地質條件較復雜的巖體工程，尤其是重大工程（如水電站、核電站、鐵路干線等）的區域地殼穩定性，邊坡和地下洞室圍巖穩定性的分析、評價，僅由巖土工程師是無法勝任的，必須有工程地質人員的參與才能解決。這就要求巖土工程與工程地質在發揮各自學科專業優勢的前提下，互相滲透、交叉，二者互為補充而相得益彰。從目前國內大量的實踐可看出，巖土工程勘察側重于解決土體工程四、工程地質學的研究對象和任務?地質學?工程與技術學科相互滲透、交叉形成的邊緣科學?人類工程活動?地質環境四、工程地質學的研究對象和任務?工程與技術學科地質環境的概念：

指自然環境的一個重要組成部分，與人類生存和發展有緊密聯系的巖石圈的一部分，這部分積極地與水、氣和生物圈相互作用著。上限為巖石圈表面，下限為人類技術——經濟活動引起的物理場、化學場因素變遷消失的深度。地質環境的概念： 指自然環境的一個重要組成部分，與人類生存地質環境是多因子系統：大氣、水、生物、巖石 四個圈環境自然環境人類環境大氣、水、生物、巖石社會環境人為環境地質環境地質環境是多因子系統：大氣、水、生物、巖石 四個圈自然環境人人類能到達的地下深度：5000m，鉆探深度10000m。

地球上現有工程建筑都建于地殼表層一定的地質環境中，地質環境以一定的作用方式影響建筑物。

人類工程活動對地質環境有一定作用，使其變化，又影響著工程建筑的穩定和正常使用。

人類工程活動與地質環境之間，處于相互聯系又相互制約的矛盾之中。人類能到達的地下深度：5000m，鉆探深度10000m。 工程地質學的基本任務：

研究地質環境與人類工程活動之間的關系，使二者矛盾轉化和解決。

地質環境對工程建筑的影響

地震——影響區域工程建筑

軟土地基——需進行專門地基處理

巖溶——水庫滲漏

崩滑泥石流——工程改線工程地質學的基本任務： 研究地質環境與人類工程活動之間的人類工程活動對地質環境的影響

抽汲地下水——地面沉降 海水入侵地下水質惡化

大型水庫修建——庫岸再造庫區淤積庫周浸沒誘發地震人類工程活動對地質環境的影響 抽汲地下水——地面沉降 海水工程地質勘察的目的：

為工程建筑對象選擇適宜的地質環境，從而為該工程在技術上的可能性和經濟上的合理性提供保證。并不致對地質環境產生不應有的破壞，以致影響工程本身和人類的生活環境。工程地質勘察的目的： 為工程建筑對象選擇適宜的地質環境，從技術可能性:

指在地質環境中興建某建筑物的安全保障如何。換言之，建筑物地基對基礎的適應性如何，當二者不相適應時，能否通過改變基礎結構或改良地基性質使其達到相互適應。經濟合理性：

指通過對建筑地區地質條件的深入研究后，在保證工程穩定性的前提下，選出經濟成本最低的建設方案，以達到經濟上合理，即可行性研究。技術可能性: 指在地質環境中興建某建筑物的安全保障如何。換五、工程地質學研究內容、分科及其與其他學科的關系（一）研究內容1.巖土工程地質性質研究

建造于地殼表層的任何建筑物，都離不開巖土體，巖土體作為建筑物地基或環境。

巖土體成因類型和性質對建筑物的意義重大。

研究地質環境首先研究巖土體分布規律 成因類型 工程性質不良性質的改良

形成分支學科——工程巖土學參數測試五、工程地質學研究內容、分科及其與其他學科的關系（一）研究2.工程動力地質作用研究

地球內外動力作用——地質現象

人類工程——經濟活動產生的各種作用

這些作用制約著建筑物的穩定造價和正常使用

研究工程動力地質作用地質現象分布 規模 形成機制產生的工程地質問題

工程地質問題的分析評價防治對策措施發展演化規律

形成分支學科——工程動力地質學2.工程動力地質作用研究 地球內外動力作用——地質現象分布3.工程地質勘察理論和技術方法研究

工程地質學服務于工程建筑，具體實現就是工程地質勘察。

工程地質勘察的目的就是查明工程地質條件，分析存在的工程地質問題

對工程建筑區作出工程地質論證和評價，提出建筑設計所遵循的最佳方案和可能采取的工程措施，這涉及到廣泛的理論。基礎地質 專業基礎 工程建筑 地基基礎等3.工程地質勘察理論和技術方法研究 工程地質學服務于工程建工程地質條件：

工程地質條件是指客觀存在的地質環境中與工程建筑有關的地質要素之綜合。它包括地形地貌、巖土類型及其工程地質性質、地質結構、水文地質條件、物理地質現象（動力地質作用）、天然建筑材料。

綜合概念，一、二種因素不稱為工程地質條件。

針對工程建筑對象而言。

在自然地質歷史過程中形成的客觀條件，不是人為的。工程地質條件： 工程地質條件是指客觀存在的地質環境中與工程工程地質問題：

工程地質問題是指工程建筑物與地質環境（場地工程地質條件）之間，存在著某些不適應性所引起的影響建筑物施工、正常運行和周圍環境的地質問題。它反映了工程要求與場地地質條件之間的矛盾。

問題的產生是由于工程技術——經濟要求與場地地質背景之間的矛盾或差異引起。工程地質問題： 工程地質問題是指工程建筑物與地質環境（場地巖土工程問題：指的是工程建筑物與巖土體之間所存在的矛盾或問題。在巖土工程施工以及工程建筑物建成使用過程中，工程部位的巖土體和地下水與建筑物發生作用，導致巖土工程問題的出現。巖土工程問題：

工程地質勘察的核心問題 如何運用有效的勘察方法和手段，取得反映確切的工程地質因素，資料分析理論，以及表現形式。

為保證勘察的精度和質量，需不斷改進技術方法、勘探機械和測試儀器。

為使工程地質評價和預測定量化，需不斷完善地質——數學模型和發展數學分析方法，應用計算機技術。

制訂適用于不同類型建筑的勘察規范或手冊。

形成分支學科——專門工程地質學 工程地質勘察的核心問題 如何運用有效的勘察方法和手段，取4.區域工程地質的研究

工程地質條件工程地質問題具有明顯的區域性分布規律和特點

為國土資源開發利用和建設布局優化,需要研究不同區域地質條件的形成和分布規律

不同區域地質構造應力不同,區域穩定性不同

形成分支學科——區域工程地質學4.區域工程地質的研究 工程地質條件工程地質問題具有明顯的5.環境工程地質的研究

隨著經濟的發展，人類工程—經濟活動對地質環境的反饋作用日益廣泛而深刻地質環境惡化地質災害頻發

為了合理利用保護地質環境，科學地預測人類活動對環境的負影響工程地質學——環境科學交叉滲透

形成分支學科——環境工程地質學5.環境工程地質的研究 隨著經濟的發展，人類工程—經濟活動（二）與其他學科的關系

工程地質學涉及知識范圍廣，多學科的交叉工程巖土學

巖土力學

工程動力地質學

專門工程地質學數理化力環境-工程地質學-鉆探

物探

計算機地質學工程建筑學（二）與其他學科的關系 工程地質學涉及知識范圍廣，多學科的? 出現新的生長點城市地質 巖土工程 海洋工程地質 高層建筑工程地質

巖土工程是以工程地質學、土力學、巖石力學及地基基礎工程學為理論基礎，以解決和處理在建筑過程中出現的所有與巖土體有關的工程技術問題，是一門地質與工程建筑全方位結合的專業學科，屬土木工程范疇。

地質工程? 出現新的生長點城市地質 巖土工程 海洋工程地質 高層建筑六、工程地質學的發展歷史

人類開始建筑就設法利用優良地質條件。

在20世紀30年代前蘇聯大規模建設，促使工程地質的萌生。歐美日的工程地質工作更多地由土力學、巖石力學承擔。

1968年第23屆國際地質大會上成立了工程地質學會。

1975年土力學、巖石力學、工程地質學定期討論。六、工程地質學的發展歷史 人類開始建筑就設法利用優良地質條?我國是在20世紀50年代初，開始設置和培養工程地質專門人才。

1979年成立中國地質學會工程地質專業委員會。

1989年成立全國地質災害研究會。

當前我國工程地質界在能源和礦產資源開發，沿海經濟開發區和城市環境工程地質，地質災害預測預報，工程地質圖集的編制，測試技術理論和方法等方面，開展廣泛深入研究，取得豐碩成果。?我國是在20世紀50年代初，開始設置和培養工程地質專門人七、本課程內容與學習方法

內容1、勘察基本技術要求2、工程地質測繪3、勘探與取樣4、巖體原位測試5、現場檢驗與監測6、勘察成果整理7、各類建筑巖土工程勘察

學習方法七、本課程內容與學習方法 內容第一章 巖土工程勘察基本技術要求第一節巖土工程勘察的分級巖土工程勘察等級劃分的主要目的，是為了勘察工作量的布置。顯然，工程規模較大或較重要、場地地質條件以及巖土體分布和性狀較復雜者，所投入的勘察工作量就較大。反之則較小。巖土工程勘察的等級，是由工程安全等級、場地和地基的復雜程度三項因素決定的。首先應分別對三項因素進行分級，在此基礎上進行綜合分析，以確定巖土工程勘察的等級劃分。下面先分別論述三項因素等級劃分的依據及具體規定，隨后綜合劃分巖土工程勘察的等級。第一章 巖土工程勘察基本技術要求第一節巖土工程勘察的分級一、工程安全等級工程的安全等級，是根據由于工程巖土體或結構失穩破壞，導致建筑物破壞而造成生命財產損失、社會影響及修復可能性等后果的嚴重性來劃分的。根據國家標準《建筑結構設計統一標準》GBJ68-84的規定，將工程結構劃分為三個安全等級，《規范》與之相應，也將工程安全等級劃分為三級。安全等級破壞后果很嚴重嚴重不嚴重工程類型重要工程一般工程次要工程一 級二 級三 級一、工程安全等級工程的安全等級，是根據由于工程巖土體或結構失對于不同類型的工程來說，應根據工程的規模和重要性具體劃分。目前房屋建筑與構筑物的安全等級，已在國家標準《建筑地基基礎設計規范》GBJ7-89中明確規定。此外，各產業部門和地方根據本部門(地方)建筑物的特殊要求和經驗，在頒布的有關技術規范中也劃分了適用于本部門(地方)的工程安全等級，一般均劃分為三級。房屋建筑與構筑物安全等級安全等級：一 級破壞后果：很嚴重建筑類型：重要的工業與民用建筑物；20層以上的高層建筑；體型復雜的14層以上的高層建筑；對地基變形有特殊要求的建筑物；單樁承受的荷載在4000kN以上的建筑物對于不同類型的工程來說，應根據工程的規模和重要性具體劃分。安全等級二級三級破壞后果嚴 重不嚴重建筑類型一般的工業與民用建筑次要的建筑物目前，地下洞室、深基坑開挖、大面積巖土處理等尚無工程安全等級的具體規定，可根據實際情況劃分。大型沉井和沉箱、超長樁基和墩基、有特殊要求的精密設備和超高壓設備、有特殊要求的深基坑開挖和支護工程、大型豎井和平洞、大型基礎托換和補強工程，以及其他難度大、破壞后果嚴重的工程，以列為一級安全等級為宜。安全等級二級三級破壞后果嚴 重不嚴重建筑類型一般的二、場地復雜程度等級場地復雜程度是由建筑抗震穩定性、不良地質現象發育情況、地質環境破壞程度和地形地貌條件四個條件衡量的，也劃分為三個等級。等級場地條件一 級二級三級建筑抗震穩定性危險不利有利（或地震設防烈度≤6度）不良地質現象發育情況強烈發育一般發育不發育地質環境破壞程度已經或可能強烈破壞已經或可能受到一般破壞基本未受破壞地形地貌條件復雜較復雜簡單二、場地復雜程度等級場地復雜程度是由建筑抗震穩定性、不良地質（一）建筑抗震穩定性按國家標準《建筑抗震設計規范》GBJ11-89規定，選擇建筑場地時，對建筑抗震穩定性地段的劃分規定為：(1)危險地段：地震時可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及發震斷裂帶上可能發生地表位錯的部位。(2)不利地段：軟弱土和液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質的陡坡、河岸和斜坡邊緣，平面分布上成因、巖性和性狀明顯不均勻的土層(如古河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基)等。(3)有利地段：巖石和堅硬土或開闊平坦、密實均勻的中硬土等。（一）建筑抗震穩定性按國家標準《建筑抗震設計規范》GBJ11（二）不良地質現象發育情況不良地質現象泛指由地球外動力作用引起的，對工程建設不利的各種地質現象。它們分布于場地內及其附近地段，主要影響場地穩定性，也對地基基礎、邊坡和地下洞室等具體的巖土工程有不利影響。“強烈發育”是指由于不良地質現象發育招致建筑場地極不穩定，直接威脅工程設施的安全。例如，山區崩塌、滑坡和泥石流的發生，會釀成地質災害，破壞甚至整個摧毀工程建筑物。巖溶地區溶洞和土洞的存在，所造成的地面變形甚至塌陷，對工程設施的安全也會構成直接威脅。“一般發育”是指雖有不良地質現象分布，但并不十分強烈，對工程設施安全的影響不嚴重；或者說對工程安全可能有潛在的威脅。（二）不良地質現象發育情況不良地質現象泛指由地球外動力作用引（三）地質環境破壞程度由于人類工程——經濟活動導致地質環境的干擾破壞，是多種多樣的。例如，采掘固體礦產資源引起的地下采空；抽汲地下液體(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂縫；修建水庫引起的邊岸再造、浸沒、土壤沼澤化；排除廢液引起巖土的化學污染；等等。地質環境破壞對巖土工程實踐的負影響是不容忽視的，往往對場地穩定性構成威脅。地質環境的“強烈破壞”，是指由于地質環境的破壞，已對工程安全構成直接威脅；如礦山淺層采空導致明顯的地面變形、橫跨地裂縫等。“一般破壞”是指已有或將有地質環境的干擾破壞，但并不強烈，對工程安全的影響不嚴重。（三）地質環境破壞程度由于人類工程——經濟活動導致地質環境的（四）地形地貌條件主要指的是地形起伏和地貌單元(尤其是微地貌單元)的變化情況。一般地說，山區和丘陵區場地地形起伏大，工程布局較困難，挖填土石方量較大，土層分布較薄且下伏基巖面高低不平。地貌單元分布較復雜，一個建筑場地可能跨越多個地貌單元，因此地形地貌條件復雜或較復雜。平原場地地形平坦，地貌單元均一，土層厚度大且結構簡單，因此地形地貌條件簡單。三、地基復雜程度等級地基復雜程度也劃分為三級：1、一級地基:符合下列條件之一者即為一級地基：(1)巖土種類多，性質變化大，地下水對工程影響大，且需特殊處理；（四）地形地貌條件主要指的是地形起伏和地貌單元(尤其是微地貌(2)多年凍土及濕陷、膨脹、鹽漬、污染嚴重的特殊性巖土，對工程影響大，需作專門處理的；變化復雜，同一場地上存在多種的或強烈程度不同的特殊性巖土也屬之。2、二級地基:符合下列條件之一者即為二級地基：(1)巖土種類較多，性質變化較大，地下水對工程有不利影響；(2)除上述規定之外的特殊性巖土。3、三級地基(1)巖土種類單一，性質變化不大，地下水對工程無影響；(2)無特殊性巖土。(2)多年凍土及濕陷、膨脹、鹽漬、污染嚴重的特殊性巖土，對四、巖土工程勘察等級勘察等級確定勘察等級的因素工程安全等級場地等級地基等級一級一級任意任意二級一級任意任意一級二級二級二級二級或三級三級二級三級一級任意任意一級二級二級三級二級三級三級三級二級三級三級二級或三級四、巖土工程勘察等級勘察等級確定勘察等級的因第二節 巖土工程勘察階段一、工程地質勘察階段?為保證工程建筑物自規劃設計到施工和使用全過程達到安全、經濟、合用的標準，使建筑物場地、結構、規模、類型與地質環境、場地工程地質條件相互適應。任何工程的規劃設計過程必須遵照循序漸進的原則，即科學地劃分為若干階段進行。?工程地質勘測過程是對客觀工程地質條件和地質環境的認識過程?！罢J識論”——由區域到場地，由地表到底下，由一般調查到專門性問題的研究，由定性到定量評價的原則進行。第二節 巖土工程勘察階段一、工程地質勘察階段二、勘察階段劃分?我國實行四階段體制，與國際通用體制相同。規劃階段 初步設計 技術設計不同部門的名稱：施工設計與施工城建部門：總體規劃、詳細規劃規劃階段的任務：初步設計技術設計施工設計與施工。?區域開發技術—經濟論證，比較選擇第一期工程開發地段。定性概略評價。初步設計的任務：?場地方案比較，選場址。定性、定量評價。技術設計的任務：?選定建筑物位置、類型、尺寸。定量評價。施工設計與施工：?施工詳圖。補充驗證已有資料。鐵道部門：草測初測 詳測定測；水電部門：規劃可行性研究初步設計技施設計運行；二、勘察階段劃分?我國實行四階段體制，與國際通用體制相同。三、巖土工程勘察1、可行性研究勘察（選址勘察）搜集、分析已有資料，進行現場踏勘，工程地質測繪，少量勘探工作，對場址穩定性和適宜性作出巖土工程評價，進行技術經濟論證和方案比較。2、初步勘察建筑地段穩定性的巖土工程評價，為確定建筑物總平面布置、主要建筑物地基基礎方案、對不良地質現象的防治工程方案進行論證。3、詳細勘察對地基基礎設計、地基處理與加固、不良地質現象的防治工程進行巖土工程計算與評價，滿足施工圖設計的要求。?施工勘察不作為一個固定階段，視工程的實際需要而定，對條件復雜或有特殊施工要求的重大工程地基，需進行施工勘察。施工勘察包括：施工階段的勘察和施工后一些必要的勘察工作，檢驗地基加固效果。三、巖土工程勘察1、可行性研究勘察（選址勘察）搜集、分析已第三節巖土工程勘察方法巖土工程勘察方法或技術手段，主要以下幾種：（1）工程地質測繪（2）勘探與取樣（3）原位測試與室內實驗（4）現場檢驗與監測工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論，對地面的地質現象進行觀察和描述，分析其性質和規律，并藉以推斷地下地質情況，為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地，必須進行工程地質測繪；但對地形平坦、地質條件簡單且較狹小的場地，則可采用調查代替工程地質測繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法，高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況，起到有效地指導其他勘察方法的作用。第三節巖土工程勘察方法巖土工程勘察方法或技術手段，主要以下勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的；并且可利用勘探工程取樣進行原位測試和監測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法。物探是一種間接的勘探手段，它的優點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速，能夠及時解決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況，所以常常與測繪工作配合使用。它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。但是，物探成果判釋往往具多解性，方法的使用又受地形條件等的限制，其成果需用勘探工程來驗證?？碧焦ぷ靼ㄎ锾健@探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地鉆探和坑探也稱勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地質情況，在巖土工程勘察中是必不可少的。其中鉆探工作使用最為廣泛，可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時，可采用坑探方法。坑探工程的類型較多，應根據勘察要求選用?？碧焦こ桃话愣夹枰獎佑脵C械和動力設備，耗費人力、物力較多，有些勘探工程施工周期又較長，而且受到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點，布置勘探工程需要以工程地質測繪和物探成果為依據，切避盲目性和隨意性。鉆探和坑探也稱勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下原位測試與室內試驗的主要目的，是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數，包括巖土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等。原位測試一般都藉助于勘探工程進行，是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。原位測試與室內試驗的主要目的，是為巖土工程問題分析評價提供原位測試與室內試驗相比，各有優缺點。原位測試的優點是：試樣不脫離原來的環境，基本上在原位應力條件下進行試驗；所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結構對巖土性質的影響，代表性好；試驗周期較短，效率高；尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。缺點是：試驗時的應力路徑難以控制；邊界條件也較復雜；有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。室內實驗歷史較久，其優點是：試驗條件比較容易控制（邊界條件明確，應力應變條件可以控制等）；可以大量取樣。缺點是：試樣尺寸小，不能反映宏觀結構和非均質性對巖土性質的影響，代表性差；試樣不可能真正保持原狀，而且有些巖土也很難取得原狀試樣。原位測試與室內試驗相比，各有優缺點。原位測試的優點是：試現場檢驗與監測是構成巖土工程系統的一個重要環節，大量工作在施工和運營期間進行；但是這項工作一般需在高級勘察階段開始實施，所以又被列為一種勘察方法。它的主要目的在于保證工程質量和安全，提高工程效益?，F場檢驗的涵義，包括施工階段對先前巖土工程勘察成果的驗證核查以及巖土工程施工監理和質量控制?，F場監測則主要包含施工作用和各類荷載對巖土反應性狀的監測、施工和運營中的結構物監測和對環境影響的監測等方面。檢驗與監測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術參數，并以此為依據及時修正設計，使之在技術和經濟方面優化。此項工作主要是在施工期間內進行，但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現象，應在建筑物竣工運營期間繼續進行?，F場檢驗與監測是構成巖土工程系統的一個重要環節，大量工作在隨著科學技術的飛速發展，在巖土工程勘察領域中不斷引進高新技術。例如，工程地質綜合分析、工程地質測繪制圖和不良地質現象監測中遙感(RS)、地理信息系統(GIS)和全球衛星定位系統(GPS)即“3S”技術的引進；勘探工作中地質雷達和地球物理層析成像技術(CT)的應用等。隨著科學技術的飛速發展，在巖土工程勘察領域中不斷引進高新技第二章 工程地質測繪第一節 工程地質測繪的意義和特點工程地質測繪是運用地質、工程地質理論，對與工程建設有關的各種地質現象進行觀察和描述，初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質條件。將工程地質條件諸要素采用不同的顏色、符號，按照精度要求標繪在一定比例尺的地形圖上，并結合勘探、測試和其他勘察工作的資料，編制成工程地質圖。這一重要的勘察成果可對場地或各建筑地段的穩定性和適宜性作出評價。第二章 工程地質測繪第一節 工程地質測繪的意義和特點工程地質圖的測制（野外填圖）工程地質圖的測制（野外填圖）一、概述?工程地質測繪是工程地質勘察過程中的基礎工作，是勘察中最先進行的項目。?工程地質測繪的目的是為編制工程地質圖系統地獲取原始資料。?工程地質測繪的任務是運用工程地質理論，通過系統地野外工作，觀察、描述各種地質要素的表現，從而查明工程地區的工程地質條件，并將所獲取的資料反映在地形底圖上，并編制工程地質圖件，為編寫報告書提供準確依據。?工程地質測繪是由掌握一定理論的人員來進行的，野外的第一手資料和對現象的認識，比用其他間接方法所得結論要直接和切合實際。它是一種可在短期內用少量投資的情況下，取得對工作區地表工程地質條件的認識的重要手段。一、概述?工程地質測繪是工程地質勘察過程中的基礎工作，是勘察二、工程地質測繪的作用?工程地質測繪最發揮作用的地區是那些基巖裸露或出露條件較好的地區。?工程地質測繪的作用隨下列因素而變化1、勘察階段在規劃、可行性研究等初期階段，通過工程地質測繪對工程地質條件作全面了解，其重要性是明顯的，在后期階段則其作用退居次要地位。2、地區的研究程度研究程度較低的地區，綜合性工程地質測繪占重要地位研究程度較高的地區，只需做專門性工程地質測繪。3、設計建筑物的類型不同建筑物，測繪作用不同。水利樞紐——工程地質測繪+勘探+試驗+……水庫區 ——工程地質測繪為主要手段線形工程——工程地質測繪為主二、工程地質測繪的作用?工程地質測繪最發揮作用的地區是那些基4、地質條件的復雜程度基巖、構造復雜地區，工程地質測繪作用顯著。三、工程地質測繪與普通地質測繪的區別1、工程地質測繪密切結合工程建筑物的要求，結合工程地質問題進行。2、對與工程有關的地質現象，如軟弱層、風化帶、斷裂帶的劃分，節理裂隙、滑坡、崩塌等，要求精度高，涉及范圍較廣，研究程度深。3、常使用較大比例尺（1:10000~1:2000~1:500），對重要地質界限或現象采用儀器法定位。當然在區域性研究中也使用中、小比例尺。4、突出巖土類型、成因、巖土地質結構等工程地質因素的研究，對基礎地質方面，盡量利用已有資料，但對重大問題應進一步深化研究。4、地質條件的復雜程度基巖、構造復雜地區，工程地質測繪作用顯第二節 工程地質測繪的范圍、比例尺、和精度一、工程地質測繪范圍的確定?區域測繪按圖幅范圍進行，專門工程地質測繪按有關工程地質問題的研究需要圈定范圍。?工程地質測繪范圍的確定原則：1、擬建建筑物的類型、規模、設計階段。2、區域地質條件的復雜程度和研究程度。第二節 工程地質測繪的范圍、比例尺、和精度一、工程地質測繪范工程地質測繪不像一般的區域地質或區域水文地質測繪那樣，嚴格按比例尺大小由地理坐標確定測繪范圍，而是根據擬建建筑物的需要在與該項工程活動有關的范圍內進行。原則上，測繪范圍應包括場地及其鄰近的地段。適宜的測繪范圍，既能較好地查明場地的工程地質條件，又不致于浪費勘察工作量。根據實踐經驗，由以下三方面確定測繪范圍，即擬建建筑物的類型和規模、設計階段以及工程地質條件的復雜程度和研究程度。工程地質測繪不像一般的區域地質或區域水文地質測繪那樣，嚴格建筑物的類型、規模不同，與自然地質環境相互作用的廣度和強度也就不同，確定測繪范圍時首先應考慮到這一點。例如，大型水利樞紐工程的興建，由于水文和水文地質條件急劇改變，往往引起大范圍自然地理和地質條件的變化；這一變化甚至會導致生態環境的破壞和影響水利工程本身的效益及穩定性。此類建筑物的測繪范圍必然很大，應包括水庫上、下游的一定范圍，甚至上游的分水嶺地段和下游的河口地段都需要進行調查。房屋建筑和構筑物一般僅在小范圍內與自然地質環境發生作用，通常不需要進行大面積工程地質測繪。建筑物的類型、規模不同，與自然地質環境相互作用的廣度和強度在工程處于初期設計階段時，為了選擇建筑場地一般都有若干個比較方案，它們相互之間有一定的距離。為了進行技術經濟論證和方案比較，應把這些方案場地包括在同一測繪范圍內，測繪范圍顯然是比較大的。但當建筑場地選定之后，尤其是在設計的后期階段，各建筑物的具體位置和尺寸均已確定，就只需在建筑地段的較小范圍內進行大比例尺的工程地質測繪?？梢?，工程地質測繪范圍是隨著建筑物設計階段(即巖土工程勘察階段)的提高而縮小的。在工程處于初期設計階段時，為了選擇建筑場地一般都有若干個比一般的情況是：工程地質條件愈復雜，研究程度愈差，工程地質測繪范圍就愈大。工程地質條件復雜程度包含兩種情況：(1)一種情況是在場地內工程地質條件非常復雜。例如，構造變動強烈，有活動斷裂分布；不良地質現象強烈發育；地質環境遭到嚴重破壞；地形地貌條件十分復雜。(2)另一種情況是場地內工程地質條件比較簡單，但場地附近有危及建筑物安全的不良地質現象存在。如山區的城鎮和廠礦企業往往興建于地形比較平坦開闊的洪積扇上，對場地本身來說工程地質條件并不復雜，但一旦泥石流暴發則有可能摧毀建筑物。此時工程地質測繪范圍應將泥石流形成區包括在內。又如位于河流、湖泊、水庫岸邊的房屋建筑，場地附近若有大型滑坡存在，當其突然失穩滑落所激起的涌浪可能會導致滅頂之災。一般的情況是：工程地質條件愈復雜，研究程度愈差，工程地質測二、工程地質測繪比例尺的選擇工程地質測繪的比例尺大小主要取決于設計要求。建筑物設計的初期階段屬選址性質的，一般往往有若干個比較場地，測繪范圍較大，而對工程地質條件研究的詳細程度并不高，所以采用的比例尺較小。但是，隨著設計工作的進展，建筑場地的選定，建筑物位置和尺寸愈來愈具體明確，范圍愈益縮小，而對工程地質條件研究的詳細程度愈益提高，所以采用的測繪比例尺就需逐漸加大。當進入到設計后期階段時，為了解決與施工、運用有關的專門地質問題，所選用的測繪比例尺可以很大。二、工程地質測繪比例尺的選擇工程地質測繪的比例尺大小主要取決在同一設計階段內，比例尺的選擇則取決于場地工程地質條件的復雜程度以及建筑物的類型、規模及其重要性。工程地質條件復雜、建筑物規模巨大而又重要者，就需采用較大的測繪比例尺?？傊髟O計階段所采用的測繪比例尺都限定于一定的范圍之內。在同一設計階段內，比例尺的選擇則取決于場地工程地質條件的復1、比例尺選定原則：（1）應和使用部門的要求提供圖件的比例尺一致或相當。（2）與勘測設計階段有關。（3）在同一設計階段內，比例尺的選擇取決于工程地質條件的復雜程度、建筑物類型、規模及重要性。在滿足工程建設要求的前提下，盡量節省測繪工作量。2、根據國際慣例和我國各勘察部門的經驗，工程地質測繪比例尺一般規定為：(1)可行性研究勘察階段1∶50000~1∶5000,屬小、中比例尺測繪；(2)初步勘察階段1∶10000~1∶2000,屬中、大比例尺測繪；(3)詳細勘察階段1∶2000~1∶200或更大，屬大比例尺測繪。1、比例尺選定原則：三、工程地質測繪的精度要求工程地質測繪的精度包含兩層意思，即對野外各種地質現象觀察描述的詳細程度，以及各種地質現象在工程地質圖上表示的詳細程度和準確程度。為了確保工程地質測繪的質量，這個精度要求必須與測繪比例尺相適應。“精度”指野外地質現象能夠在圖上表示出來的詳細程度和準確度。1、詳細程度?指對地質現象反映的詳細程度，比例尺愈大，反映的地質現象的尺寸界限愈小。?一般規定，按同比例尺的原則，圖上投影寬度≥2mm的地層或地質單元體，均應按比例尺反映出來。投影寬度<2mm的重要地質單元，應使用超比例符號表示。如軟弱層、標志層、斷層、泉等。三、工程地質測繪的精度要求工程地質測繪的精度包含兩層意思，即?觀測點的要求，與測繪比例尺相同的地形底圖上每1cm2方格內，平均有一個觀測點。復雜地段多布，簡單地段少布，計算總點數/Km2。?例如： 測繪比例尺1:1萬 地形圖1:1萬1cm相當于=100m 1cm2相當于=10000m2為100點/Km2控制標準?不同比例尺反映的地質單元體尺寸：比例尺 1:10萬尺 寸 200m1:5萬100m1:1萬 1:100020m 2m1:5001m2、準確度?指圖上各種界限的準確程度，即與實際位置的允許誤差。?界限誤差≤0.5mm?觀測點的要求，與測繪比例尺相同的地形底圖上每1cm2方格比例尺 1:10萬誤差 50m1:5萬25m1:1萬5m1:10000.5m?一般對地質界限要求嚴格，大比例尺測繪采用儀器定點。要求將地質觀測點布置在地質構造線、地層接觸線、巖性分界線、不同地貌單元及微地貌單元的分界線、地下水露頭以及各種不良地質現象分布的地段。觀測點的密度應根據測繪區的地質和地貌條件、成圖比例尺及工程特點等確定。為了更好地闡明測繪區工程地質條件和解決巖土工程實際問題，對工程有重要影響的地質單元體，如滑坡、軟弱夾層、溶洞、泉、井等，必要時在圖上可采用擴大比例尺表示。比例尺 1:10萬誤差 50m1:5萬1:1萬1:100第三節 工程地質測繪的研究內容在工程地質測繪過程中，應自始至終以查明場地及其附近地段的工程地質條件和預測建筑物與地質環境間的相互作用為目的。因此，工程地質測繪研究的主要內容是工程地質條件的諸要素；此外，還應搜集調查自然地理和已建建筑物的有關資料。下面將分別論述各項研究內容的研究意義、要求和方法。一、地層巖性地層巖性是工程地質條件最基本的要素和研究各種地質現象的基礎，所以是工程地質測繪最主要的研究內容。工程地質測繪對地層巖性研究的內容包括：①確定地層的時代和填圖單位；②各類巖土層的分布、巖性、巖相及成因類型；③巖土層的正常層序、接觸關系、厚度及其變化規律；④巖土的工程性質等。第三節 工程地質測繪的研究內容在工程地質測繪過程中，應自始至巖土是各類建筑物的地基，也可作為天然建筑材料。巖石和土是最基本的工程地質要素，一切地質體的組成物質。它參與地質結構的組合，決定地形地貌和自然地質作用的發育特征，控制地下水的分布和礦產分布。工程地質測繪中，必須以巖土分類為重點，并力求在圖上反映出來，不能僅作為一般的地層劃分，以提供具有工程地質意義的獨特信息。1、基巖的研究（1）運用地質歷史—成因觀點和方法，作為基本思路，正確劃分巖石建造，確定巖性特征，為工程地質意義上的巖石分類奠定基礎。（2）重視巖相的研究，巖相反映巖石的生成環境和地質歷史，利用巖相標志，幫助判明不同性質的巖類的空間分布，進行巖組劃分，并區分其力學性質，是一種可行的手段。巖土是各類建筑物的地基，也可作為天然建筑材料。巖石和土是最（3）特別注意對工程建筑物的穩定性和安全有重要意義的地層劃分，它不同于普通地質測繪中分層原則（界、系、統、組），注意軟弱層、軟質巖類、巖溶隔水層等標志層的劃分，對沉積巖來說，同一層中應按巖性分組或段。（4）野外工作中，利用便攜式測試儀器取得巖石物理力學性質。2、第四紀地層（土）的研究（1）沉積年代的測定數值法：年度法（歷史記錄、年輪、紋泥）、放射性測量（C14、鈾素系列、鉀-氬法、裂變軌跡）、其他輻射性測量（鈾趨勢、熱釋光、電子旋轉共振、10Be、36Cl、26Al等）。相對測年法：氨基酸外縮旋體、黑曜巖水化、火山碎屑水化、地衣（苔蘚），土壤發育、巖石礦物風化、累進地形改造、沉積速率、地貌部位和下切速率、變形率。（3）特別注意對工程建筑物的穩定性和安全有重要意義的地層劃對比法：地層學、火山灰年代學、古地磁、化石、古生物、穩定同位素、玻隕石和微觀玻隕石。（2）成因類型和巖相的研究?解決地質結構、地層相變關系等問題，正確作出地層剖面。（3）劃分工程地質單元體?同一單元體具有相似的計算指標。?作為取樣和試驗的基本單位。二、地質結構的研究1、工程地質條件中，結構構造因素是控制性因素，地質結構的研究具有重要意義。?決定區域穩定性的首要因素，特別是活動構造對比法：地層學、火山灰年代學、古地磁、化石、古生物、穩定同?控制巖體結構及裂隙空間分布的主導因素，結構面(節理、片理、劈理等）是各種性質不同的結構面產生的基礎，限定其空間分布規律，破壞了巖體的均一性和完整性，也是產生軟弱結構面的基本因素。?是評價工程場地巖體穩定性的重要因素（壩基抗滑穩定性、邊坡穩定性等）。?控制區域地貌、水文地質條件、物理地質現象的發育和分布。工程地質測繪對地質構造研究的內容包括：①巖層的產狀及各種構造型式的分布、形態和規模；②軟弱結構面(帶)的產狀及其性質，包括斷層的位置、類型、產狀、斷距、破碎帶寬度及充填膠結情況；③巖土層各種接觸面及各類構造巖的工程特性；④挽近期構造活動的形跡、特點及與地震活動的關系等。?控制巖體結構及裂隙空間分布的主導因素，結構面(節理、片理、2、研究內容褶曲構造的研究：形態、類型、軸線位置、褶曲要素、細部變化。斷裂的研究：斷裂性質（長度、寬度、構造巖—斷層巖、糜棱巖、角礫巖、片狀巖、碎塊巖等）、斷裂帶的膠結成巖化程度、斷裂交匯點、錯動次數、現代活動性。2、研究內容活動構造的研究： 工程使用期間的活動、活動年齡。斷層物質的測定（斷層泥礦物分析、斷層泥顯微結構分析）、斷層運動方式的測定（構造巖顯微結構分析、方解石脈顯微結構分析）、斷層活動年齡的測定、斷層現今活動性測定（As、Hg、Sb、B等元素測定）、活動速率的確定（地貌學、地質學、測量學）、斷裂活動性監測。節理裂隙的研究：大量統計節理裂隙參數（產狀、長度、寬度、充填物等）、結構面網絡分析、野外估算RQD。RQD=115-3.3Jv活動構造的研究： 工程使用期間的活動、活動年齡。三、地形地貌的研究地形研究：地貌研究：由測量、地形圖進行研究地貌是巖性、地質構造、新構造運動的綜合反映和近期外動力地質作用的結果。利用地貌學原理，結合野外觀察、航片解譯可有效地解決工程地質測繪中的宏觀判斷。同一地貌單元，常具有相似的地形特征、地質結構、水文地質條件、動力地質作用過程。在工程地質分區中，常以地貌作為劃分大區的標準。地貌研究的程度應與測繪比例尺相適應。三、地形地貌的研究地形研究：地貌研究：由測量、地形圖進工程地質測繪中地貌研究的內容有：①地貌形態特征、分布和成因；②劃分地貌單元，地貌單元形成與巖性、地質構造及不良地質現象等的關系；③各種地貌形態和地貌單元的發展演化歷史。在山前地段和山間盆地邊緣廣泛分布的洪積物，地貌上多形成為洪積扇。一個大型洪積扇，面積可達幾十甚至上百平方公里，自山邊至平原明顯劃分為上部、中部和下部三個區段，每一區段的地質結構和水文地質條件不同，因此建筑適宜性和可能產生的巖土工程問題也各異。洪積扇的上部由碎石土(礫石、卵石和漂石)組成，強度高而壓縮性小，是房屋建筑和構筑物的良好地基；但由于滲透性強，若建水工建筑物則會產生嚴重滲漏。工程地質測繪中地貌研究的內容有：①地貌形態特征、分布和成因；中部以砂土為主，且夾有粉土和粘性土的透鏡體，開挖基坑時需注意細砂土的滲透變形問題；該部與下部過渡地段由于巖性變細，地下水埋深淺，往往有溢出泉和沼澤分布，形成泥炭層，強度低而壓縮性大，作為一般房屋地基的條件較差。下部主要分布粘性土和粉土，且有河流相的砂土透鏡體，地形平緩，地下水埋深較淺。若土體形成時代較早，是房屋建筑較理想的地基。平原地區的沖積地貌，應區分出河床、河漫灘、牛軛湖和階地等各種地貌形態。不同地貌形態的沖積物分布和工程性質不同，其建筑適宜性也各異。河床相沉積物主要為砂礫土，將其作為房屋地基是良好的，但作為水工建筑物地基時將會產生滲漏和滲透變形問題。中部以砂土為主，且夾有粉土和粘性土的透鏡體，開挖基坑時需注意河漫灘相一般為粘性土，有時有粉土和粉、細砂夾層，土層厚度較大，也較穩定，一般適宜作各種建筑物的地基；需注意粉土和粉、細砂層的滲透變形問題。牛軛湖相是由含有大量有機質的粘性土和粉、細砂組成的，并常有泥炭層分布，土層的工程性質較差，也較復雜。對階地的研究，應劃分出階地的級數，各級階地的高程、相對高差、形態特征以及土層的物質組成、厚度和性狀等；并進一步研究其建筑適宜性和可能產生的巖土工程問題。四、水文地質條件的研究在工程地質測繪中研究水文地質的主要目的，是為研究與地下水活動有關的巖土工程問題和不良地質現象提供資料。河漫灘相一般為粘性土，有時有粉土和粉、細砂夾層，土層厚度較大例如，興建房屋建筑和構筑物時，應研究巖土的滲透性、地下水的埋深和腐蝕性，以判明對基礎砌置深度和基坑開挖等的影響。進行尾礦壩與貯灰壩勘察時，應研究壩基、庫區和尾礦(灰碴)堆積體的滲透性和地下水浸潤曲線，以判明壩體的滲透穩定性、壩基與庫區的滲漏及其對環境的影響。在滑坡地段研究地下水的埋藏條件、出露情況、水位、形成條件以及動態變化，以判定其與滑坡形成的關系。因此水文地質條件也是一項重要的研究內容。在工程地質測繪過程中對水文地質條件的研究，應從地層巖性、地質構造、地貌特征和地下水露頭的分布、類型、水量、水質等入手，并結合必要的勘探、測試工作，查明測區內地下水的類型、分布情況和埋藏條件；含水層、透水層和隔水層(相對隔水層)的分布，各含水層的富水性和它們之間的水力聯系；地下水的補給、徑流、排泄條件及動態變化；地下水與地表水之間的補、排關系；地下水的物理性質和化學成分等。在此基礎上分析水文地質條件對巖土工程實踐的影響。例如，興建房屋建筑和構筑物時，應研究巖土的滲透性、地下水五、動力地質作用與現象（不良地質現象）的研究不良地質現象研究的目的，是為了評價建筑場地的穩定性，并預測其對各類巖土工程的不良影響。由于不良地質現象直接影響建筑物的安全、經濟和正常使用，所以工程地質測繪時對測區內影響工程建設的各種不良地質現象必須詳加研究。研究不良地質現象要以地層巖性、地質構造、地貌和水文地質條件的研究為基礎，并搜集氣象、水文等自然地理因素資料。研究內容包括：各種不良地質現象(巖溶、滑坡、崩塌、泥石流、沖溝、河流沖刷、巖石風化等)的分布、形態、規模、類型和發育程度，分析它們的形成機制和發展演化趨勢，并預測其對工程建設的影響。五、動力地質作用與現象（不良地質現象）的研究不良地質現象研究1、自然動力地質作用與現象（物理地質現象）研究工程開發區，由于自然地質作用對工程建筑物的不利影響，可能引起的地質災害。研究各種現象的分布規律和特征，判定其形成時期、成因機制、發育史并預測其演變趨勢，論證其對工程建筑物和地質環境的影響。研究和預測自然地質作用和現象在人類工程活動條件下，繼續發展，以致形成災害的可能性。2、工程地質作用的研究利用在某一地質環境中，已興建的建筑物，對環境的適應性作為檢驗工程地質條件的依據和研究工程地質作用發展規律的直感資料,判明已有工程地質評價的正確性。六、已有建筑物的調查研究1、自然動力地質作用與現象（物理地質現象）研究工程開發區，由對已有建筑物的觀察實際上相當于一次1:1的原型試驗。根據建筑物變形、開裂情況分析場地工程地質條件及驗證已有評價的可靠性。地質環境 建筑物變形 調查分析研究重點不 良 有a、分析變形原因、控制因素；b、已有防治措施的有效性。不良無a、工程地質評價是否合理；b、如評價合理，則說明建筑物結構設計合理，可適應不良地質條件。對已有建筑物的觀察實際上相當于一次1:1的原型試驗。不 良 區地質條件確實良好；b、如建筑物因采取特殊結構而未出現變形，應進一步研究是否存在某種不良地質因素。有利有a、是否與建材或施工質量有關；b、是否存在隱蔽的不良地質因素。有利無a、如建筑物未采取任何特殊結構，表明該區地質條件確實良好；有利有a、是否與建材或施工質量有關；b、七、天然建筑材料的調查研究結合工程建筑的要求，就地尋找適宜的天然建材，并作出質量和儲量評價。當前特別重視建材質量的研究，是否具有美學價值。八、人類活動對場地穩定性的影響測區內或測區附近人類的某些工程——經濟活動，往往影響建筑場地的穩定性。例如：人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽(排)水和水庫蓄水引起的地面沉降、地表塌陷、誘發地震，渠道滲漏引起的斜坡失穩等，都會對場地穩定性帶來不利影響，對它們的調查應予以重視。此外，場地內如有古文化遺跡和古文物，應妥為保護發掘，并向有關部門報告。七、天然建筑材料的調查研究結合工程建筑的要求，就地尋找適宜的第三章 勘探與取樣第一節 巖土工程勘探的任務、特點和手段巖土工程實踐是在地殼表層某一深度范圍內進行的，因此須查明這一深度范圍內巖土體的空間分布情況及其工程性質以及地下水等條件。上一章所論述的工程地質測繪，主要是調查建筑場地工程地質條件在地表的特征，并藉以推斷地下的情況。確切查明地下地質情況的基本方法是勘探工作。下面分別就巖土工程勘探的任務、特點和手段三方面進行討論。第三章 勘探與取樣第一節 巖土工程勘探的任務、特點和手段一、巖土工程勘探的任務巖土工程勘探的任務，主要有以下各項：（1）詳細研究建筑場地或建筑地段的巖土體和地質構造。?研究各地層的巖性特征、厚度及其橫向變化，按巖性詳細劃分地層，尤其須注意軟弱巖層的巖性及其空間分布情況；?確定天然狀態下各巖土層的結構和性質；?基巖的風化深度和不同風化程度的巖石性質，劃分風化帶；?研究巖層的產狀；?斷層破碎帶的位置、寬度和性質；?節理、裂隙發育程度及隨深度的變化，作裂隙定量指標的統計。一、巖土工程勘探的任務巖土工程勘探的任務，主要有以下各項：（2）研究水文地質條件。?了解巖土的含水性，查明含水層、透水層和隔水層的分布、厚度、性質及其變化；?各含水層地下水的水位(水頭)、水量和水質；?借助水文地質試驗和監測，以了解巖土的透水性和地下水動態變化。（3）研究地貌和不良地質現象。?查明各種地貌形態，如河谷階地、洪積扇、斜坡等的位置、規模和結構；?研究各種不良地質現象，如滑坡的范圍、滑動面位置和形態、滑體的物質和結構；（2）研究水文地質條件。?巖溶的分布、發育深度、形態及充填情況等。（4）取樣及提供野外試驗條件。?從勘探工程中采取巖土樣和水樣，供室內巖土試驗和水質分析鑒定用；?在勘探工程中可作各種原位測試，如載荷試驗、標準貫入試驗、剪切試驗、波速測試等巖土物理力學性質試驗，巖體地應力量測，水文地質試驗以及巖土體加固與改良的試驗等。（5）提供檢驗與監測的條件。?利用勘探工程布置巖土體性狀、地下水和不良地質現象的監測、地基加固與改良和樁基礎的檢驗與監測。?巖溶的分布、發育深度、形態及充填情況等。（6）其他。?如進行孔中攝影及孔中電視，噴錨支護灌漿處理鉆孔，基坑施工降水鉆孔，灌注樁鉆孔，施工廊道和導坑等。二、巖土工程勘探的特點由于巖土工程勘探承擔上述各項任務，它必然具有如下特點：(1)勘探范圍取決于場地評價和工程影響所涉及的空間，除了深埋隧道和為了解專門地質問題而進行的勘探外，通常限定于地表以下較淺的深度范圍內。（6）其他。?如進行孔中攝影及孔中電視，噴錨支護灌漿處理鉆孔(2)除了深入巖體的地下工程和某些特殊工程外，大多數工程都坐落于第四系土層或基巖風化殼上。為了工程安全、經濟和正常使用，對這一部分地質體的研究應特別詳細。例如，應按土體的成分、結構和工程性質詳細劃分土層，尤其是軟弱土層需給予特別的注意。風化巖體要根據其風化特性進行風化殼垂直分帶。(3)為了準確查明巖土的物理力學性質，在勘探過程中必須注意保持巖土的天然結構和天然濕度，盡量減少人為的擾動破壞。為此需要采用一些特殊的勘探技術。(4)為了實現地質、水文地質、巖土工程性質的綜合研究，以及與現場試驗、監測等緊密結合，要求巖土工程勘探發揮綜合效益，對勘探工程的結構、布置和施工順序也有特殊的要求。(2)除了深入巖體的地下工程和某些特殊工程外，大多數工程都三、巖土工程勘探的手段巖土工程勘探常用的手段有鉆探工程、坑探工程及地球物理勘探三類。鉆探和坑探工程是直接勘探手段，能較可靠地了解地下地質情況。鉆探工程是使用最廣泛的一類勘探手段，普遍應用于各類工程的勘探；由于它對一些重要的地質體或地質現象有時可能會誤判、遺漏，所以也稱它為“半直接”勘探手段。坑探工程勘探人員可以在其中觀察編錄，以掌握地質結構的細節；但是重型坑探工程耗資高，勘探周期長，使用時應具經濟觀點。地球物理勘探簡稱物探，是一種間接的勘探手段，它可以簡便而迅速地探測地下地質情況，且具有立體透視性的優點。但其勘探成果具多解性，使用時往往受到一些條件的局限。考慮到三類勘探手段的特點，布置勘探工作時應綜合使用，互為補充。三、巖土工程勘探的手段巖土工程勘探常用的手段有鉆探工程、坑探可行性研究勘察階段的任務，是對擬建場地的穩定性和適宜性作出評價，主要進行工程地質測繪，勘探往往是配合測繪工作而開展的，而且較多地使用物探手段，鉆探和坑探主要用來驗證物探成果和取得基準剖面。初步勘察階段應對建筑地段的穩定性作出巖土工程評價，勘探工作比重較大，以鉆探工程為主，并利用勘探工程取樣，作原位測試和監測。在詳細勘察階段，須提出詳細的巖土工程資料和設計所需的巖土技術參數，并應對基礎設計、地基處理以及不良地質現象的防治等具體方案作出論證和建議，以滿足施工圖設計的要求。因此須進行直接勘探，與其配合還應進行大量的原位測試工作。各類工程勘探坑孔的密度和深度都有詳細嚴格的規定。在復雜地質條件下或特殊的巖土工程(或地區)，還應布置重型坑探工程。此階段的物探工作主要為測井，以便沿勘探井孔研究地質剖面和地下水分布等?？尚行匝芯靠辈祀A段的任務，是對擬建場地的穩定性和適宜性作出四、勘探工作量的合理使用根據水電工程地質勘察統計資料，已建工程的勘探工作量與下列因素有關：1、工程建筑物的規模、尺寸、地質復雜程度；2、工程地質問題的研究深度；3、規劃設計方案的變化；4、管理體制和目的性方面的缺陷，盲目追求工作量；5、規劃設計單位的變更。水電工程中勘探工作量的指標：勘探指數=勘探工程進尺/（壩長×壩高）四、勘探工作量的合理使用根據水電工程地質勘察統計資料，已建工統計表明，勘探指數與巖石類型有關，其由高到低順序：石灰巖、白云巖、花崗巖、砂泥巖互層、變質巖、片巖、片麻巖、砂板巖。國內各水電工程的勘探指數一般高于國外工程的勘探指數33%—75%，最高達數倍。除技術原因外，反映了體制和工作目的性的問題。勘察費用/工程建設費用=1—4%，與地質條件及工程重要性有關，簡單場地0.5—1%，復雜場地2%，地下工程3%，重大工程復雜條件4%。統計表明，勘探指數與巖石類型有關，其由高到低順序：石灰巖、第二節一、巖土工程鉆探的特點鉆探工程在巖土工程勘察中，鉆探是最常用的一類勘探手段。與坑探、物探相比較，鉆探有其突出的優點，它可以在各種環境下進行，一般不受地形、地質條件的限制；能直接觀察巖心和取樣，勘探精度較高；能提供作原位測試和監測工作，最大限度地發揮綜合效益；勘探深度大，效率較高。因此，不同類型、結構和規模的建筑物，不同的勘察階段，不同環境和工程地質條件下，凡是布置勘探工作的地段，一般均需采用此類勘探手段。與一般的礦產資源鉆探相比，巖土工程鉆探有如下特點：第二節鉆探工程在巖土工程勘察中，鉆探是最常用的一類勘探手段。（1）鉆探工程的布置，不僅要考慮自然地質條件，還需結合工程類型及其結構特點。如房屋建筑與構筑物一般應按建筑物的輪廓線布孔。（2）除了深埋隧道以及為了解專門地質問題而進行的鉆探外，孔深一般十余米至數十米，所以經常采用小型、輕便的鉆機。（3）鉆孔多具綜合目的，除了查明地質條件外，還要取樣、作原位測試和監測等；有些原位測試往往與鉆進同步進行，所以不能盲目追求進尺。（4）在鉆進方法、鉆孔結構、鉆進過程中的觀測編錄等方面，均有特殊的要求。如巖心采取率、分層止水、水文地質觀測、采取原狀土樣和軟弱夾層、斷層破碎帶樣品等要求。（1）鉆探工程的布置，不僅要考慮自然地質條件，還需結合工程二、巖土工程鉆探的特殊要求為了完成勘探工作的任務，巖土工程鉆探有以下幾項特殊的要求：(1)土層是巖土工程鉆探的主要對象，應可靠地鑒定土層名稱，準確判定分層深度，正確鑒別土層天然的結構、密度和濕度狀態。為此，要求鉆進深度和分層深度的量測誤差范圍應為±0.05m，非連續取心鉆進的回次進尺應控制在1m以內，連續取心的回次進尺應控制在2m以內；某些特殊土類，需根據土體特性選用特殊的鉆進方法；在地下水位以上的土層中鉆進時應進行干鉆，當必須使用沖洗液時應采取雙層巖心管鉆進。二、巖土工程鉆探的特殊要求為了完成勘探工作的任務，巖土工程鉆(2)巖心采取率要求較高。對巖層作巖心鉆探時，一般巖石不應低于80%，破碎巖石不應低于65%。對工程建筑物至關重要需重點查明的軟弱夾層、斷層破碎帶、滑坡的滑動帶等地質體和地質現象，為保證獲得較高的巖心采取率，應采用相應的鉆進方法。例如，盡量減少沖洗液或用干鉆，采取雙層巖心管連續取心，降低鉆速，縮短鉆程。當需確定巖石質量指標RQD時，應采用N型雙層巖心管鉆進，其孔徑為75mm，采取的巖心直徑為54mm，且宜采用金剛石鉆頭。(3)鉆孔水文地質觀測和水文地質試驗是巖土工程鉆探的重要內容，借以了解巖土的含水性，發現含水層并確定其水位(水頭)和涌水量大小，掌握各含水層之間的水力聯系，測定巖土的滲透系數等。按水文地質要求觀測。分層止水、水位觀測。(2)巖心采取率要求較高。對巖層作巖心鉆探時，一般巖石不應(4)在鉆進過程中，為了研究巖土的工程性質，經常需要采取巖土樣。堅硬巖石的取樣可利用巖心，但其中的軟弱夾層和斷層破碎帶取樣時，必須采取特殊措施。為了取得質量可靠的原狀土樣，需配備取土器，并應注意取樣方法和操作工序，盡量使土樣不受或少受擾動。采取飽和軟粘土和砂類土的原狀土樣，還需使用特制的取土器。三、鉆孔設計為充分論證鉆探工作的布置并逐孔編制鉆孔設計書內容。（1）鉆孔目的及地形地質概況。目的層 工程地質目的及意圖。（2）鉆孔類型、深度及鉆孔結構設計。例：有冰水沉積物的壩址河谷區鉆孔設計。(4)在鉆進過程中，為了研究巖土的工程性質，經常需要采取巖深度 地質年代巖性鉆進方式孔徑套管工程地質要求0-3malQ4粘土回轉250取原狀土樣3-7al-plQ3砂土沖擊250219動探、擾動樣7-15al-plQ3含礫粘土回轉190168原狀樣、靜探15-40fglQ2含漂礫卵礫石沖擊130127動探、抽水試驗40-50Mz-J強風化花崗巖回轉（鋼砂）110壓水試驗50-70Mz-J弱風化花崗巖金剛石91取巖樣深度 地質年代巖性鉆進方式孔徑套管工程地質要求0-3ma（3）巖土工程要求。包括巖心采取率、取樣、試驗、觀測、止水及編錄等各方面的要求。編錄的項目及應取得的成果資料有：鉆孔柱狀剖面圖、巖心素描(或照相)、鉆進觀測、試驗記錄圖及水文地質日志等。（4）說明鉆探結束后對鉆孔的處理意見。四、鉆孔觀測與編錄鉆孔觀測與編錄是鉆進過程的詳細文字記載，也是巖土工程鉆探最基本的原始資料。因此在鉆進過程中必須認真、細致地做好觀測與編錄工作，以全面、準確地反映鉆探工程的第一手地質資料。鉆孔觀測與編錄的內容包括：1、巖心觀察、描述和編錄對巖心的描述包括地層巖性名稱、分層深度、