工程地质勘察

1/508工程地质勘察主要内容8.1概述8.2工程地质测绘8.3工程地质勘探8.4现场原位测试8.5现场监测8.6工程地质勘察资料的整理EngineeringGeologyinvestigation2/50事故：1959年12月溃坝，洪流下泄，席卷数十里。387人死亡，100余人失踪，掩没两个村庄。造成经济损失6亿8千万美元。概况：建于1952-1954年，混凝土双曲拱坝。1958年投入运转，坝高66.5m，总库容5200万m3。1.法国马尔帕塞坝工程实例8.1概述3/50Lookingupstream,partofthewingwallremainsontheleftabutment.Almostnothingremainsontherightabutment.4/50原因：大坝下游有一条倾向上游倾角45度的断层。在坝下游侧20m以外的覆盖层中有断层露头但被忽略，整条断层被前期勘测所遗漏；坝基岩体中片麻理构造发育，走向斜交河岸，大坝运行至满库水位时突然垮毁，坝体左段连同坝基岩体沿断层滑出。选址不当，坝型不当5/50事故：建成后初次存放谷物时：1小时竖向沉降达30.5cm24小时倾斜27°西端下沉7.32m，东端上抬1.52m上部钢混筒仓完好无损。概况：长59.4m，宽23.5m，高31.0m，共65个圆筒仓。钢混筏板基础，厚61cm，埋深3.66m。1911年动工，1913年完工，自重20000t。2.加拿大特朗斯康谷仓6/50加拿大特朗斯康谷仓原因：地基土事先未进行调查，据邻近结构物基槽开挖取土试验结果，计算地基承载力应用到此谷仓。1952年经勘察试验与计算，地基实际承载力远小于谷仓破坏时发生的基底压力。因此，谷仓地基因超载发生强度破坏而滑动。处理：事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来，但其位置比原来降低了４米。7/503.南京东南大学6层教工住宅原因：补做勘察后发现板基断裂一侧地基中存在软弱淤泥层。经考古查明曾有一条铁路从此通过，路基坚实，但路基两侧排水沟因常年积水，沟底形成淤泥。板基横跨路基与排水沟，因土质软硬悬殊而断裂。施工前未做地质勘察，结果在建成钢筋混凝土筏板基础后，发生整块板基断裂。8/504.香港宝城滑坡1972年7月某日清晨，香港宝城路附近，两万立方米残积土从山坡上下滑，巨大滑动体正好冲过一幢高层住宅--宝城大厦，顷刻间宝城大厦被冲毁倒塌并砸毁相邻一幢大楼一角约五层住宅。死亡６7人。9/50June1972滑坡后10/5020%35%45%地质问题洪水漫顶其它因素近百年大坝失事原因统计资料为什么要进工程勘察?11/501.工程地质勘察的目的和任务查明条件分析问题作出评价选择场地提出建议制定措施预测新问题8.1概述12/50新技术：地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、监测遥感系统（RS）、地球物理层析成像技术（CT）2.工程地质勘察的方法8.1概述工程地质勘察方法测绘survey勘探exploration物探survey试验survey监测survey坑探survey钻探survey室外试验in-sitytests室内试验in-doortests13/50长期观测3.工程地质勘察的施工程序8.1概述调查收集资料测绘物探坑探和钻探室内外试验14/504.工程地质勘察阶段的划分可行性研究勘察feasibilitystudy初步勘察preliminaryinvestigation详细勘察detailedinvestigation施工勘察constructioninvestigation不同部门的名称：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；城建部门：总体规划、详细规划初步设计技术设计施工设计与施工。8.1概述15/50勘察手段1.搜集资料2.踏勘3.物探（1）可行性研究勘察阶段主要任务是选定建筑场址(或线路方案)。通过勘察对其稳定性和适宜性作出评价，经过技术经济论证选择最优方案。8.1概述16/50（2）初步勘察阶段勘察手段:1.钻探2.试验3.补充测绘和物探4.长期观测主要任务是确定建筑物的具体位置、选择建筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治措施进行论证。需详细查明建筑场地工程地质条件。8.1概述17/50（3）详细勘察阶段勘察方法:1.试验2.补充勘探配合技术设计或施工图设计,按不同建筑物提出详细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数。对基础设计方案、地基处理方案、不良地质现象的防治方案作出论证和建议。8.1概述18/50对工程地质条件复杂或有特殊要求的重要工程，还需进行施工勘察。它包括施工地质编录、地基验槽与监测和施工超前预报，以校核已有的勘察成果资料。（4）施工勘察8.1概述19/50在野外对测绘区的各种地质现象进行观察、描述和量测，并按一定比例尺编制成工程地质图的工作。8.2工程地质测绘engineeringgeologicalsurvey8.2engineeringgeologicalsurvey20/50一、工程地质测绘的研究内容包括工程地质条件的全部要素。8.2engineeringgeologicalsurvey二、工程地质测绘的范围取决于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。一般房屋建筑局限于有限范围内。道路测绘主要采取沿线调查的方法。21/50•像片成图法利用地面摄影、航空(卫星)摄影等像片，在室内进行判释。•实地测绘法1.路线法(穿越法和追索法)2.布点法8.2engineeringgeologicalsurvey三、工程地质测绘的基本方法22/50图8-1采用路线法测绘示例8.2engineeringgeologicalsurvey23/5024/50资料整理准备工作野外工作四、工程地质测绘的工作程序25/5026/50•实际材料图•素描图•柱状图•工程地质图五、工程地质测绘的成果27/5028/508.3工程地质勘探engineeringgeologicalprospecting8.3工程地质勘探利用一定的机械工具或开挖作业深入地下了解地质情况的工作。定义29/501.查明建筑场地地下有关的地质情况。2.提取岩土样及水样，供室内试验分析之用。3.利用勘探坑孔进行现场原位试验和布设长期观测点。主要任务8.3工程地质勘探30/50一、坑探(pitting)是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平洞等。图8-2工程地质常用的坑探类型示意图1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平洞；5-石门；6-浅井8.3工程地质勘探31/50坑探工程展示图32/50二、钻探(drilling)利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情况，还可取岩心，在钻孔中试验。8.3工程地质勘探33/50工程技术人员做现场岩芯编录勘探钻孔施工现场8.3工程地质勘探34/50(一)钻探方法和设备静压钻探振动钻探回转钻探冲击钻探各式钻机机械洛阳铲、麻花钻人力)()(8.3工程地质勘探35/50工民建勘察常用简易、轻便的SH－30钻机回转钻进，对软土用薄壁取土器，对松散的砂卵石层采用冲击钻进或振动钻进；对软弱地层或破碎带采用干钻法、双层岩芯管法。工程地质钻探的常规口径为：开孔168mm，终孔91mm。有些工程还采用大口径或小口径钻进方法。8.3工程地质勘探36/50(二)钻孔观测、编录与资料整理1.岩心观察、描述和编录2.钻孔水文地质观测3.钻进动态观测8.3工程地质勘探37/50工程钻孔柱状图8.3工程地质勘探38/50三、物探(geophysicalexploration)：以专门仪器探测地质体的物理场来进行地层划分，判定地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的勘探方法。物探分为：电阻率法、磁法、地震法、重力法及放射性勘探，但应用最广泛的是电阻率法和震法。分类8.3工程地质勘探39/501.电阻率法勘探是对地质体以人工形成电场，通过电测仪测定地质体视电阻率的大小及变化，从而推断地下一定范围地质体的情况。它可以用作划分地层岩性、地质构造、覆盖层或风化层的厚度、含水层分布和深度、古河道及天然建筑材料分布范围和储量。在寻找地下水时广泛应用。8.3工程地质勘探40/502.地震法勘探是以人工激发的地震波，在地壳内的传播规律来探测地质结构的方法，是石油勘探中的一种重要方法。工程地质勘察中应用最多的是高频(小于200～300Hz)地震波浅层折射法。8.3工程地质勘探41/50优点：1.可测定难以取样的岩土体的性质。2.影响范围大，因而更具代表性。3.可连续进行，因而可得到完整的地层剖面。4.快速、经济，能大大缩短勘察周期。缺点：1.难以控制边界条件2.费工费时，成本高3.所测参数和岩土工程性质之间的关系建立在大量统计的经验关系之上。8.4原位试验in-situtests42/50原位试验分为三类：1.岩土力学性质试验2.水文地质试验3.改善岩土性能的试验43/50一、载荷试验(loadingtest)在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，从而评定地基的承载力，计算地基的变形模量并预测基础的沉降量。大型载荷试验装置示意图44/50锚式载荷试验装置45/50图9-10载荷试验曲线46/50二、静力触探试验(conepenetrationtest)用静力将一个内部装有阻力传感器的圆锥形探头均匀压入土中，测定土层对探头的贯入阻力，以此来间接判断分析地基土的物理力学性质。压力孔压探头：可测孔隙水锥尖阻力和侧壁摩阻力双桥探头：可分别测出阻力单桥探头：可测总贯入可分为图9-11触探头工作原理示意图47/50静力触探成果的应用1.划分土层2.估算土的物理力学指标3.确定浅基础的承载力4.预估单桩承载力5.判定饱和砂土和粉土的液化势静力触探具有测试连续、快速、效率高、功能多的特点，兼勘探与测试双重作用。适用于黏性土、粉土、砂土，但对碎石类土难以贯入。48/5049/50三、动力触探试验(dynamicpenetrationtest)其共同点是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度所需的能量来判定土的性质，并对土进行分层。类型分为：轻型（10kg锤）、落距50cm重型（63.5kg锤）、落距76cm超重型（120kg锤）、落距100cm50/50标准贯入试验(SPT)设备主要是由贯入器、贯入探杆和穿心锤三部分组成的,锤重63.5kg，在76cm的自由落距下，通过圆筒型的贯入器，贯入土层15cm，再打入30cm深度，以后30cm的锤击数称为标贯击数，用N63.5来表示，一般写作N。图9-13标准贯入试验设备51/50标准贯入试验成果的应用1．划分土的类别或土层剖面；2．判断砂土的密实度及地震液化问题；3．判断黏性土的稠度状态及c、值；4．评定土的变形模量E0和压缩模量ES；5．确定砂土、黏性土和粉土的地基承载力。52/50四、十字板剪切试验（VST）十字板剪切试验是用插入软黏土中的十字板头，以一定的速率旋转，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。图9-14十字板剪力仪53/508.5现场检验与长期监测岩土体性状的监测：物理力学特性测试变形观测应力量测环境条件的监测：地下水监测滑坡监测地基基础的监测：天然地基的验槽与监测桩基工程的监测地基加固和处理的监测深基坑支护结构的监测建筑物沉降的监测54/508.6工程地质勘察资料的整理资料整理的内容主要有：•岩土参数的统计分析和选定；•测区内各种工程地质问题的综合分析评价；•各种图表的编绘制作以及工程地质勘察报告书的编写。55/50勘察报告的基本内容：•绪论部分主要说明勘察工作任务，采用的工作方法和取得的成果等。•通论主要阐明工作区工程地质条件，区域自然地理和地质背景也应适当介绍。•专论是整个报告的中心内容，主