工程勘察ppt

1第六章工程勘察第一节工程地质勘察目的、水文地质条件、地质构造、地基勘察类型、内容、要求第二节工程地质勘察的准备工作及勘探方法第三节工程地质勘的地下水评价第四节工程地质勘察报告编写2第一节工程地质勘察目的、水文地质条件、地质构造、地基勘察类型、内容、要求一、工程地质勘察的目的就在于用各种勘察手段和方法、调查研究和评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料，以保证工程的技术可行、经济合理和安全可靠。3工程地质性质：指工程设计、施工和保证正常使用可能产生影响的那些岩土性质，一般包括土体的容重、比重、孔隙性、压缩性、抗剪性等五方面内容。规定：所有建筑必须先要有工程勘察设计资料，否则视为无证施工。其程序为：可行性勘察、初步勘察、详细勘察。4工程地质条件：就是和工程建设有关的地质条件，它包括：地形地貌、地质构造、土石特征、水文地质条件、物理地质现象、工程地质现象、天然建筑材料等七方面条件。5一、水文地质条件存在于地面下土和岩石的孔隙、裂隙或溶洞中的水叫做地下水。建筑场地的水文地质条件主要包括地下水的埋藏条件，地下水化学成分及其对混凝土的腐蚀等。6㈠、地下水的埋藏条件地下水按其埋藏条件可分为：上层滞水、潜水和承压水三种类型。1.上层滞水：指埋藏在地表浅处，具有自由水面的地下水。上层滞水地带只有在融雪或大量降水后才能聚集较多的水，因而只能作为季节性的或临时性的水源。72.潜水：指埋藏在地表以下稳定隔水层以上的具有自由水面的地下水。潜水直接受雨水渗透或河流渗入土中而得到补给，同时也直接由于蒸发或流入河流而排泄。因此，潜水位的变化直接受气候条件变化的影响。83.承压水：指充满于两个连续的稳定隔水层之间的含水层中的地下水。它承受一定的静水压力。由于承压水的上面存在隔水顶板，它的埋藏区与地表补给区不一致。因此，承压水的动态变化，受局部气候因素影响不明显。9㈡、地下水的腐蚀性地下水中含有多种化学分，当某些成分含量过多时，会对混凝土等材料产生危害。1.地下水中的含量过多时，将与水泥水化生成的发生作用，生成生石膏。生石膏再与水泥的水化产物水化铝酸钙发生反应，生成硫铝酸钙（水泥杆菌），硫铝酸钙的体积膨胀使混凝土产生膨胀破坏。。24SO2OHCaO2HCaSO24102.pH7的酸性地下水对混凝土中的和起到溶解破坏作用。3.地下水中的游离的CO2可与混凝土中的Ca(OH)2化合生成CaCO3硬壳，对混凝土可起到保护作用。但CO2含量过多时，又会与CaCO3化合生成可溶于水的Ca(HCO3)2。这种过多的、能与CaCO3起作用的那一部分游离CO2称为腐蚀性CO2。2OHCa3CaCO11二、土中渗流的影响地下水在渗流过程中受到土骨架的阻力，作为反作用力，水对土骨架的作用力称为渗流力。竖向渗流的作用可使土的有效重度发生变化。12向下渗流使有效应力增加，增大土的抗剪强度；向上渗流则使有效应力减少，降低土的抗剪强度。向上渗流的水力梯度增加到使有效应力减少为零的某一数值icr，此时，土中的有效应力降低为零，砂土因抗剪强度丧失而“液化”。这种渗透液化现象称为流砂。13流砂出现时的水力梯度icr称为临界水力梯度。流砂是一种不良的工程地质现象，所以在地基勘察中应对可能出现的流砂现象的条件及其危害性作出评估。14基坑工程防治流砂的原则主要是：1.减小基坑内外地下水的水头差；2.增大渗流路径；3.在向上渗流出口处地表用透水材料覆盖压重以平衡渗流力。15当土中渗流的水力梯度小于临界水力梯度时，虽不致诱发流砂现象，但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流挟带而去，如果这种现象发生的时间比较长，在土层中将形成管状空洞，使土体强度降低，压缩性增大，这种现象称为“管涌”。16※渗流对土坡和挡土墙都会产生不利于其稳定性的影响。1.渗流对土坡稳定性的不利影响主要是渗流力的促滑作用，其次是静水浮托力的减重作用。2.渗流对挡土墙稳定性的不利影响表现在渗流会使处于主动、静止或被动三者中任何状态的土压力明显增大。17地质构造漫长的地质历史发展中，地壳在内，外力地质作用下，不断运动演变，所造成的地层形态统称为地质构造。1、褶皱构造地壳中层状岩层在水平运动的作用下，使原始的水平产状的岩层弯曲起来，形成褶皱构造。山区见到的褶曲，一般形成的年代久远，由于长期暴露地表使得部分岩层，软质或裂隙发育的岩石受到风化和剥蚀作用的严重破坏而丧失了完整的褶曲形态·182.断裂构造岩体受力断裂使原有的连续完整性遭受破坏而形成断裂构造．沿断裂面两侧的岩层未发生位移或仅有微小错动的断裂构造，称为节理，反之，如发生了相对的位移，则称为断层。1920三、地基勘察类型建筑工程的设计分为可行性研究、初步设计和施工设计图三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。21（—）可行性勘察可行性研究勘察的目的是为了取得几个场址方案的主要工程地质资料，并对拟选场地的稳定性和适宜性作出工程地质评价。22可行性研究阶段勘察的内容，主要侧重于收集和分析区域地质、地形、地貌、地震、矿产和附近地区工程地质资料及当地的建筑经验，在搜集和分析已有资料的基础上，通过工程地质工作去了解场地的地层、岩性、地质构造、岩石和土的性质、地下水状态、不良地质现象等问题。23选择场址的原则之一是避开下列工程地质条件恶劣的地区：1、不良地质现象发育且对建筑物构成直接危害或潜在威胁的场地；2、设计地震烈度为8度或9度的地震断裂带；3、受洪水或地下水不利影响的场地。4、在可开采的地下矿床或矿区的未稳定的采空区上的场地。24（二）初步勘察初步勘察内容应符合初步设计或扩大初步设计阶段的要求。初步勘察阶段应对场地内各建筑地段的稳定性作出局部评价，从而对工程建筑提供地质资料。同时还对不良地质现象的防治方案提供资料和建议。25初步勘察的任务：1、地层及构造2、岩石和土的物理力学性质3、地下水埋藏条件。4、不良地质现象的成因、分布范围、对场地稳定性的影响及其发展趋势。5、对地震设防烈度为7°及7°以上建筑物，应判定场地和地震效应。26（三）详细勘察1、详细勘察的目的是对建筑地基作出工程地质评价，为地基基础设计地基处理和加固以及不良地质现象的防治提供工程地质资料。详细勘察的任务就在于针对具体建筑地基或具体地质问题，为进行施工图设计和施工提供依据27必须查明：1、建筑物范围内地层结构、岩石和土的物理力学性质；2、对地基的稳定性、承载力作出评价。3、有关地下水的埋藏条件、侵蚀性、地层和透水性和水位变化。4、地基土及地下水在建筑物施工和使用中可能产生的变化及影响。5、基坑发生管涌和流砂的可能性，并提供防治建议。28四、工程地质勘察的内容及要求：（一）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承载能力作出评价。（二）提供不良地质现象防治工作所需的计算指标及资料。（三）查明地下水的埋藏条件，渗透性、水位变化。要求：工程地质勘察的点线布置按勘察规范进行。29五、土性指标的统计整理测试是地基勘察工作的重要内容。通过在土工实验室或现场原位进行的测试工作，可以取得土和岩石的物理力学性质和地下水的水质等定量指标，以供设计计算时使用。30由于岩石和土自身的不均匀性，取样和运输过程的扰动，实验仪器及操作方法差异等原因，同类土层测得的土性指标值是离散的。在勘察中，若取得足够多的数据，可按工程地质单元及层次分别进行统计整理，以便求得具有代表性的指标。31第二节工程地质勘察的准备工作及勘探方法32一、工程地质勘察的准备工作（一）收集资料收集资料工作十分重要，对可能出现的地层情况及工作方法起到关键性的指导作用。对现场的地层组合、特点须认真分析，收集曾工作过的施工人员工作资料。（二）现场踏看在进场前踏看，对地形、地貌特征有充分了解，为钻探工作做好准备，避免误工。33一、工程地质勘察的准备工作（三）气象资料以野外工作为主，气象资料收集工作很重要，气候条件对工作能否顺利非常重要。（四）后勤工作：勘察场地的条件，后勤材料的提供是否及时，能高效、经济地完成勘察工作很重要。34二、工程地质勘探方法勘探是地基勘察过程中查明地质情况的一种必要手段，它是在地面的工程地质测绘和调查所取得的各项定性资料的基础上，进一步对场地的工程地质条件进行定量的评价。勘探工作包括坑探、钻探、触探和地球物理勘探、现场测试、室内试验等。35三维地质呈现地基勘察方法36二、工程地质勘探方法目前，我国国内在工程地质勘察中普遍采用坑探法、钻探法和触探法。（—）坑探法坑探法是一种不必使用专门机具的常用勘探方法。采用现场开挖探槽或探井，直观地了解地层情况。该方法一般只能了解3～4米深度内的地层情况，在开挖时还须进行必要的支护。372坑探trialpits优点:直观,取原状样，兰旗营9m坑缺点:一般3~4m,地下水以下危险,地基勘察方法38坑探39最常用的办法,可达100m以下划分地层确定地下水取样可以结合原位试验（二）、钻探ExplorationDrilling地基勘察方法回转式钻机回转式钻机泥浆槽沉淀槽40（一）钻探法1、钻探工作简述在工程地质勘察中，钻探是目前最广泛使用和最有效的勘探手段之一，它是利用机械动力设备，使钻具回转或冲击，在地壳中钻进直径小、深度大的圆柱形空间的钻孔，在钻孔内进行原位测试，取出岩芯进行分析，直达到预计深度为止。目的是查明拟建场地内地基土层的特征、土层划分、厚度及其分布情况。并测定其物理力学性质指标，为选定建筑场地的位置，确定地基持力层和基础方案提供工程地质资料，作为设计的依据。41钻探42我国工程地质钻探工艺有冲击钻探、回转钻探、振动钻探等单一和组合的多种钻进工艺。工程钻探用的钻机类型有轻型取样钻机、岩芯钻机、车装式钻机、冲击式钻机等。目前使用较为普遍的是液压回转钻机，如北京探矿厂XY－1型油压式钻机。43钻探过程钻探过程有三个基本程序：（1）破碎岩土：采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土芯叫做破碎岩土。岩土被破碎是借助钻头冲击、回转、研磨和施压来实现的。（2）采取岩土：用冲洗液或压缩空气将孔底破碎的碎屑冲到孔外，或者用钻具将孔底的碎屑或样心取出于地面。（3）保全孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必须保护好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。44取样钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩芯或原状土试样。在采取试样过程中应该保持试样的天然结构。45三、静力触探（—）静力触探适用范围静力触探试验（CPT）是在静压力作用下，将一定规格的圆锥形探头匀速地压人试验土层，用阻力传感器量测出土的贯人阻力，由于贯人阻力的大小与土层工程地质性质有关。是普遍采用的一种原位测试手段。46静力触探试验主要适用于软土、粘性土、粉土、疏松～中密的砂土，对杂填土、密实的砂土、碎石土和基岩是不适用的。静力触探是一种快速、精密、简单的勘测手段，对于薄层，软弱夹层、软层、用钻探难以采样者具有显著的优越性。一般粘性土和砂的勘探深度30m左右，饱和软粘±50m左右，上海地区曾做到75m左右。47（二）静力触探的设备和主要技术要求1、静力触探的贯入设备（1）加压装置：加压装置的作用是将探头压人土层中，按加压方式可分为：手摇式、齿轮机械式、液压式和连续贯人程序控制式四种。（2）反力装量：反力装置有地锚、重物和车辆自重三种类型。482、探头国内常用的电阻式探头（即电阻应变式阻力传感器）可分为单桥探头和双桥探头两种，单桥探头。49静力触探StaticConePenetration单桥探头端部Ps=Q/A比贯入阻力双桥探头端部和侧壁土的密实度压缩性强度桩和地基的承载力地基勘察方法电缆传感器传感器传感器单桥探头双桥探头501静力触探是可以迅速、连续的反映土质变化2划分土层,确定承载力、压缩性、不排水抗剪强度、砂土密实度等3静力触探适用于粘性土和砂类土地基勘探地基勘察方法静力触探StaticC