岩土工程勘察-第一章-绪论

岩土工程勘察绪论1、岩土工程的含义和研究对象2、岩土工程勘察的特点和任务3、我国岩土工程勘察的现状4、本课程学习目的、内容与基本要求5、岩土工程勘察所涉及的规范一、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GeotechnicalEngineering,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。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。在地基基础方面：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。结构荷载基底压力当今世界上边坡工程规模也很大，土质边坡最高的达上百米，而岩质露天矿坑边坡则高达千余米。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，分析其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大埋深、大跨度、高边墙的地下工程，上述问题更具特殊性。岩土工程学科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。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。二、岩土工程勘察的特点和任务据《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）：岩土工程勘察是指根据建设工程的要求，查明、分析、评价场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘察文件的活动。岩土工程勘察与其他的勘察工作相比，岩土工程勘察具有明确的针对性，即其目的是为了满足工程建设的要求，因此所有的勘察工作都应围绕这一目的展开。岩土工程勘察的内容是要查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件。其具体的技术手段包括：工程地质测绘和调查、勘探和取样、各种原位测试技术、室内土工试验和岩石试验、检验和现场监测、分析和计算、数据处理等等。岩土工程勘察的对象建设场地（包括相关部分）的地质、环境特征和岩土工程条件，具体而言主要是指场地岩土的岩性或土层性质、空间分布和工程特征，地下水的补给、贮存、排泄特征和水位、水质的变化规律，以及场地及其周围地区存在的不良地质作用和地质灾害情况。岩土工程勘察工作的任务查明情况，提供各种相关的技术数据，分析和评价场地的岩土工程条件并提出解决岩土工程问题的建议，以保证工程建设安全、高效进行，促进社会经济的可持续发展。（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。岩土工程勘察的具体任务：（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。岩土工程勘察规范（GB50021-2001）规定：各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求，正确反映工程地质条件、查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，提出资料完整、评价正确的勘察报告。三、我国岩土工程勘察的现状《工业与民用建筑工程地质勘察规范》（TJ21-77）《岩土工程勘察规范》（GB50021-94）《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）我国的岩土工程勘察体制形成于20世纪80年代，而在此之前一直采用前苏联模式的勘察体制，即工程地质勘察体制。工程地质勘察体制提出的勘察任务是查明场地或地区的工程地质条件，为规划、设计、施工提供地质资料。因此在实际工程地质勘察工作中，一般只提出勘察场地的工程地质条件和存在的地质问题，而不涉及解决问题的具体方法。同时对于所提供的资料，设计单位如何应用也很少了解和过问，使得勘察工作与设计、施工严重脱节，对工程建设产生了不利的影响，也影响了勘察工作社会地位和经济效益的提高；这种体制很显然不能适应社会主义市场经济的需要。一、是侧重定性分析，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。工程地质勘察理论范畴：（地质范畴）地质学理论、工程地质学、岩石力学、土力学目的任务：查明工程地质条件，提供地质资料，为设计服务。应用情况、应用过程中的问题很少了解。方法手段：钻探、取样、试验、测试。成果：提供报告：埋藏条件、岩土性状、测试结果岩土工程勘察理论范畴：（土木工程范畴）工程地质学、土力学、岩石力学、地基基础工程学、工程机械学。目的任务：正确反映工程地质条件及岩土性状；同时结合工程设计、施工治理（地基处理、开挖、支护、降水）的具体要求进行技术论证，提出岩土工程问题，并给出解决具体问题的建议，服务于设计、施工、使用全过程。方法手段：调查、钻探、取样、试验、测试、检验、监测、设计、治理、咨询。成果：增加岩土利用、整治、改造方案的分析论证，对设计、施工、使用过程中岩土问题进行预测、提出控制，预防措施建议，提交有关图表和专业报告。针对上述问题，自20世纪80年代以来，我国开始实施岩土工程勘察体制。与工程地质勘察相比，岩土工程勘察任务不仅要正确反映场地和地基的工程地质条件，还应结合工程设计、施工条件进行技术论证和分析评价，提出解决具体岩土工程问题的建议，并服务于工程建设的全过程。经过20的努力，这一勘察体制已经较为完善，最近两次修订的中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》（分别为1994年和2001年修订）都严格遵循了这一重要的指导思想。目前我国已经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。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。我国的岩土工程自1986年实行岩土工程体制以来，取得了很大进步。随着各类工程建设规模愈来愈大，活动范围愈来愈广，工程难度也日益增大，这就要求我们不断提高岩土工程技术水平。从20世纪末，我们国家决定实行注册土木工程师（岩土）执业资格制度，规定注册岩土工程师必须经过全国统一考试，合格后才能获得执业资格，并于2002年开始了定期考试。我国的岩土工程师执业资格制度目前执行注册土木工程师(岩土)执业及管理工作暂行规定（2009年9月1日至2012年8月31日）明年正式推行：注册土木工程师（岩土）执业管理制度四、本课程学习目的、内容与基本要求1、掌握岩土工程勘察的基本理论和技术技能；2、基本掌握采用勘探、原位测试及室内试验手段获取岩土物理、力学指标的方法；3、学会基本的岩土物理、力学指标的统计分析方法；4、根据不同的岩土类型和环境条件、测试结果，对岩土体作出科学合理的评价。学习目的第一部分：岩土类型及其工程性质。该部分共有两章，即第2章：岩石、岩体及其工程性质；第3章：土的类型及其工程性质。第二部分：岩土工程勘察方法。该部分由五章组成，即第4章：岩土工程勘察等级划分及基本要求；第5章：工程地质测绘和调查；第6章：岩土工程勘探与取样；第7章：原位测试技术；第8章：室内试验。学习内容第三部分：具体岩土工程的勘察、分析评价和成果报告。该部分由四章构成，即第9章：房屋建筑与构筑物的勘察与评价；第10章：地下洞室的勘察与评价；第11章：边坡工程的勘察与评价；第12章：岩土工程分析评价和成果报告编写。基本要求通过本课程学习，要求学生熟练掌握岩土的工程性质及其分类，熟悉岩土工程勘察的基本方法，学会岩土室内试验及原位测试数据的整理运用，能够完成勘察报告的编写工作。五、岩土工程所涉及的相关规范1.岩土工程勘察规范【GB50021-2001】2.建筑抗震设计规范条文说明【GB50011-2001】3.建筑地基基础设计规范【GB50007-2002】4.最新工程地质手册5.土的工程分类标准【GB/T50145-2007】6.工程岩体试验方法标准【GB/T50266-99】7.土工试验方法标准【GBT50123-1999】8.注水试验规程【YS5214-2000】9.抽水试验规程条文说明【YS5215-2000】10.静力触探技术标准【CECS04：88】11.中国地震动参数区划图【GB18306-2001】12.滑坡防治工程勘查规范【DZ/T0218-2006】13.高层建筑岩土工程勘察规程【JGJ72-2004】14.建筑工程地质钻探技术标准【JGJ87-92】15.膨胀土地区建筑技术规范【GBJ112-87】16.岩土工程勘察技术规程【YS5203-2000】17.公路工程地质勘察规范【JTJ064-98】18.公路土工试验规程释义手册【JTGE40-2007】19.公路路基设计规范【JTGD30-2004】20.公路工程抗震设计规范【JTJ004-89】21.公路隧道设计规范【JTGD70-2004】22.铁路工程地质勘察规范【TB10012-2001】23.铁路工程特殊岩土勘察规程【TB10038-2001】24.铁路工程不良地质勘察规程【TB10027-2001】25.铁路路基设计规范【TB10001-2005】26.铁路桥涵地基和基础设计规范【TB10002.5-2005】27.水利水电工程地质勘察规范【GB50287-99】28.水利水电工程钻孔压水试验规程【SL31-2003】29.水利水电工程钻孔抽水试验规程【SL320-2005】30.工程岩体分级标准【GB50218-94】案例二：加拿大特朗斯康谷仓加拿大的特朗斯康谷仓建于1913年，谷仓的平面为矩形，长59.44m,宽23.47m，高度为31m，由65个圆柱形筒仓组成，采用钢筋混凝土阀板基础。设计时对地基未作勘察，不了解基底下有厚达15m左右的软粘土层，仅根据对临近建筑的调查判定地基承载力。建成后于当年9月开始均匀地向谷仓内装载谷物，至10月发现谷仓产生大量快速沉降，1小时内的垂直沉降量竟达到30.5cm，在其后的24小时内谷仓倾倒，倾倒后谷仓的西侧下沉达7.32m，东侧则抬高了1.53m，整体倾斜达尽27度。因谷仓整体性很强，筒仓本身完好无损。（地基发生整体滑动，丧失稳定性）案例二：加拿大特朗斯康谷仓