《工程地质勘查》PPT课件.ppt

1,第8章 工程地质勘察,2,8.1 概述8.2 工程地质勘察的主要方法8.3 不同类型工程地质勘察要点8.4 工程地质勘察资料的整理,主要内容,3,工程地质勘察的任务和内容,工程地质勘察的任务与目的是:查明建设地区的工程地质条件，预测和分析工程地质问题，为工程建设的规划、设计、施工和运用提供地质资料的依据，以便选择优良的工程场地，使工程建筑与当地的地质环境相适应，保证工程建筑的稳定安全、经济合理和正常运用。,4,查明建筑场地的工程地质条件，选择地质条件优越合适的建筑场地；查明场区内崩塌、滑坡、岩溶、岸边冲刷等物理地质作用和现象，分析和判明它们对建筑场地稳定性的危害程度，为拟定改善和防治不良地质条件的措施提供地质依据；查明建筑物的地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因类型及其埋藏分布规律，测定地基岩土的物理力学性质；查明地下水类型、水质、埋藏及分布变化；,任务,5,根据建筑场地的工程地质条件，分析研究可能发生的工程地质问题，提出建筑物的结构形式、基础类型及施工方法的建议；对于不利建筑的岩土层，提出切实可行的处理方法或防治措施；预测工程兴建后对地质环境造成的影响，制定保护地质环境的措施。,6,岩土工程勘察分级,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。2)二级工程:一般工程，后果严重。3)三级工程:次要工程，后果不严重。,7,根据场地的复杂程度，可按下列规定分为三个场地等级。1）符合下列条件之一者为一级场地(复杂场地):对建筑抗震危险的地段；不良地质作用强烈发育；地质环境已经或可能受到强烈破坏；地形地貌复杂；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。,8,2）符合下列条仵之一者为二级场地(中等复杂场地):对建筑抗震不利的地段；不良地质作用一般发育；地质环境已经或可能受到一般破坏；地形地貌较复杂；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):抗震设防烈度等于或小于6度,或对建筑抗震有力的地段；不良地质作用不发育；地质环境基本未受破坏；地形地貌简单；地下水对工程无影响。,9,根椐地基的复杂程度: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地基(复杂地基)：岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；岩中湿陷、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）符合下列条件之工者为二级地基(中等复杂地基):岩土种类很多，不均匀，性质变化较大。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):岩土种类单一，均匀，性质变化不大。无特殊性岩土。,10,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。1）甲级。在工程重要性、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级,仅一项或多项为一级。2）乙级。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。3）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。,11,工程地质勘察阶段的划分,建设工程项目设计一般分为可行性研究、初步设计、施工图设计三个阶段。勘察工作也相应地划分为选址勘察、初步勘察、详细勘察三个阶段。,12,1.选址勘察阶段1）搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地建筑经验。2）在收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件。3）对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其他方面条件较好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。,13,2.初步勘察阶段1）搜集本项目可行性研究报告（附有建筑场区的地形图，一般比例尺为1：2000-1：5000）有关工程性质及工程规模的文件。2）初步查明地层、构造、岩石和土的性质、地下水埋藏条件、冻结深度、不良地质现象的成因和分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。当场地条件复杂时，应进行工程地质测绘与调查。3）对抗震设防烈度为7度或7度以上的建筑场地，应判定场地和地基的地质效应。,14,3.详细勘察阶段1）取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图，各建筑物的地面整平标高，建筑物的性质和规模，可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度，建筑物的单位荷载和总荷载、结构特点和对地基基础的特殊要求。2）查明不良地质现象以及成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案的建议。3）查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性和承载力。4）对需进行沉降计算的建筑物，提出地基变形计算参数，预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜。,15,5）对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于7度的场地，尚应分析预测地震效应，判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性，并对液化等级作出评价。6）查明地下水的埋藏条件，判定地下水对建筑材料的腐蚀性。当需降水设计时，尚应查明水位变化与规律，提供地层的渗透系数。7）提供为深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程和环境的影响。8）为选桩的类型、长度、确定单桩承载力、计算群桩的沉降以及选择施工方法提供岩土技术参数。,16,8.1 概述8.2 工程地质勘察的主要方法8.3 不同类型工程地质勘察要点8.4 工程地质勘察资料的整理,主要内容,17,工程地质勘察的主要方法,研究既有资料工程地质测绘工程地质物探与勘探工程地质室内试验工程地质野外现场或原位试验工程地质长期观测勘察资料的室内整理,18,研究已有资料1）区域地质资料，如地层、地质构造、岩性、土质及建筑材料等。2）地形、地貌资料，如区域地貌类型及其主要特征、不同地貌单元与不同地貌部位的工程地质评价等。3）区域水文地质资料，如地下水的类型、分带及分布情况、埋藏深度、变化规律等。4）特殊地质地段及不良地质现象。各种特殊地质地段及不良地质现象的分布情况、发育程度与活动特点等。5）地震资料。建筑区域及其附近地区的历史地震情况、地震烈度、地震破坏情况及其地貌、岩性、地质构造的关系等。6）气象资料，如气温、降水、蒸发、湿度、积雪、冻结深度及风速、风向等。7）其他有关资料，如气候、水文、植被、土壤等。8）工程经验。已有的工程地质问题及其防治措施等。,19,工程地质测绘的主要内容,（1）岩土体的研究查明测绘区内地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩性变化特点等。（2）地质构造的研究褶皱的形态、产状、分布，断裂的性质、规摸、产状、活动性，构造岩的性质、胶结程度，裂缝的分布延伸、充填、粗糙等。（3）地形地貌研究 地形切割密度与深度，沟谷发育形态及方向，低山丘陵、阶地和平原等划分及其特征。（4）水文地质条件研究查明含水层和隔水层、岩层透水性、地下水类型及埋藏与分布、地下水位、水质、水量、地下水动态等。（5）调查研究各种不良地质现象各种不良地质现象存在的情况，分析其发育发展规律及形成条件，判明其目前所处状态对建筑和地质环境的影响。（6）天然建筑材料研究寻找天然建筑材料，对其质量和数量作出初步评价。,20,工程地质测绘的范围和比例尺,工程地质图的比例尺分三种：小比例尺1：50001：50000 可行性研究时中比例尺1：20001：5000 初步勘察时大比例尺1：1001：1000 详细勘察等绘图精度：误差3mm,21,工程地质测绘方法要点,两种测绘方法：像片成图法和实地测绘法像片测绘法：地面摄像或航空（卫星）摄影的图片，室内分析为主、实地调查为辅实地测绘法：1）路线法：沿选定路线，实地测绘、调查2）布点法：布置观测路线和观测点3）追索法：沿地层走向、地质构造线或不良地质界线布点追索,22,工程地质勘探,工程地质勘探主要有地球物理勘探、挖坑、钻探等。,23,地球物理勘探地球物理勘探也简称物探。物探的方法主要有：研究岩土电学性质及电场、电磁场变化规律的电法勘探。研究岩土磁性及地球磁场、局部磁异常变化规律的磁法勘探；研究地质体引力场特征的重力勘探。研究岩土弹性力学性质的地震勘探。研究岩土的天然或人工放射性的放射性勘探。研究物质热辐射场特征的红外探测法。研究岩土的声波和超声波传递和衰减变化规律的声波探测技术等。,24,25,工程地质钻探,钻探是指在地表下用钻头钻进地层的勘探法。,钻进过程中有三个基本程序：1）破碎岩土。在工程地质钻探中广泛采用人力和机械方法，使小部分岩土脱离整体而成为粉末、岩土块或岩土蕊的现象，这叫做破碎岩土。岩土之所以破碎是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的。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，或者用钻具靠人力或机械将孔底的碎屑或样心取出地面。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。,26,钻孔要素,27,工程地质钻探,钻探方法二种：回转式、冲击式、综合式、振动式 钻机见钻孔分技术性孔和鉴别孔取原状土，取土器球阀式、活阀式保证土样少受扰动，几点原则:1)在结构性敏感土层和较松疏砂层中需采用回转钻进2）以泥浆护孔，可以减少扰动3）取土器与孔壁之间要有一定空隙，避免刮土挤进废土4）取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取土样土层受扰动,表8.3,图示,28,工程地质坑探,场地挖探槽、探坑和探井，可直接观察和取原状土样，并不使用专用机具探槽：成长条形 深度3m，断面方形、矩形、圆形坑探中取原状土,图示一,图示二,29,工程地质试验,工程地质试验分为室内试验与野外试验两种。室内试验是通过仪器对采集的样品进行测试、分析、取得所需数据；野外试验结合工程实际情况在原位进行，亦称原位测试。,30,室内试验包括岩土的物理、水理、力学、化学等试验内容,室内试验一般在中心实验室进行。野外试验与室内试验不同之处是:试验在土石的原处，不脱离其周围环境，并在当地自然条件下进行。试验的范围或试样的体积较大。,31,现场原位测试：在岩土原来所处的位置，基本保持天然结构、天然含水量及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标主要方法：静力荷载试验、触探试验、剪切试验等选择具体方法按建筑类型、岩土条件、设计要求、地区经验、测试方法的适用性（按）,表8.5,32,工程地质长期观测,地下水动态观测各种物理地质现象的观测建筑物与地质环境间互相作用和动态变化的观测,33,8.1 概述8.2 工程地质勘察的主要方法8.3 不同类型工程地质勘察要点8.4 工程地质勘察资料的整理,主要内容,34,1、城市规划与建设工程勘察,分为总体规划和详细规划两个阶段总体规划阶段：以小比例尺（1：10000-1：25000）的综合地质测绘为主，着重于主要断裂的调查。勘探线和点的间距,35,详细规划阶段 在整体规划的基础上，进行大比例尺（1：1000-1：5000）综合地质测绘,36,2、建筑工程地质勘察,勘察要点1）选址阶段（可行性研究）初步了解场地的主要岩性、构造、岩土性质、不良地质现象及地下水情况对拟建场址的稳定性和建筑物适宜性作出评价2）初勘阶段查明场地地层、构造、岩土性质、地下水埋藏条件、冻结深度等查明场地不良地质现象的成因、分布范围、危害程度及发展趋势对抗震设防烈度大于或等于7度的场地，初步判定场地和地基地震效应。,37,详勘阶段确定勘探点间距（p261表8.9）和控制性勘探孔深度（p261表8.10）施工阶段地基验槽、地基处理加固效果检验、工程地质监测、补充勘察,38,3、道路工程,道路工程勘察的要点（1）初步勘察阶段 本勘察阶段的基本任务主要是对已确定的路线范围内所有路线摆动方案进行勘察对比。确定路线在不同地段的基本走向，并以比选和稳定路线为中心，全面查明路线最优方案沿线的工程地质条件。工程地质测绘是这一阶段中的一项重要手段，勘察范围沿路线两侧各宽150-200m。测绘比例尺是1:5万-1:20万，勘探工作主要用于查明重大而复杂的关键性工程地质问题与不良地质现象。（2）详细勘察阶段 是根据已批准的初步设计文件中所确定的修建原则、设计方案、技术要求等资料，对各种类型的工程建筑物（桥、隧、站场等）位置有针对性地进行详细的工程地质勘察。最终确定公路路线和构造物的布设位置，查明构造物地基的地质构造、工程地质及水文地质条件，准确提供工程和基础设计、施工必须的地质参数。,39,4、桥梁工程,桥梁工程地质勘察要点（1）初步勘察 一是地形、地貌、地物等方面对桥位选择的制约内容；二是工程地质条件对桥位选择的制约。对特殊地质地区的桥位选择，应针对泥石流、岩溶、滑坡、沼泽、黄土等特殊地区的特点认真研究比选，而不要盲目避绕。工程地质测绘比例尺用1:500-1：1万，调查范围包括桥轴线纵向的河床和两岸谷坡或阶地（约500-1000m），以及横向河流上、下游各200-500m。钻孔一般沿桥轴线或其两侧布置，原则上应布置在与工程地质有关的地点，并考虑到地貌和构造单元。,40,4、桥梁工程,（二）详细勘察阶段勘察重点是：1.查明桥位区地层岩性、地层构造、不良地质现象的分布及工程地质特性。2.探明桥梁墩台和调治构造物地基的覆盖层及基岩风化层的厚度，墩台基础岩体的风化及构造破碎程度，软弱夹层情况和地下水状况。3.测试岩土的物理力学特性，提供地基的基本承载力、桩壁摩阻力、钻孔桩极限摩阻力，作出定量评价。4.对边坡及地基的稳定性、不良地质的危害程度和地下水对地基的影响程度做出评价5.对地质复杂的桥基或特大的桥墩、锚锭基础应采用综合勘探。,41,5、地下工程,隧道工程地质勘察要点（1）初步勘察阶段 主要是通过地表露头的勘察或采用简单的揭露手段来查明隧道区地形、地貌、岩性、构造等以及它们之间的关系和变化规律，从而推断不完全显露或隐埋深部的地质情况。通过测绘主要弄清对隧道有控制性的地质问题（如地层、岩性、构造），进而对隧道工程地质与水文地质条件作出定性的评价。对不良地质现象地区隧道应充分利用现有的地质资料和航空照片、卫星照片等遥感信息资料，通过大量的野外露头调查或人工简易揭露等手段来发现、揭露不良地质现象的存在，找出它们之间的关系以及变化规律。根据对各种勘察资料进行的综合分析、论证，按比选结果推荐最佳方案。,42,5、地下工程,（2）详细勘察阶段 详勘内容主要有三个方面：一是核对初勘地质资料；二是勘探查明初勘未查明的地质问题；三是对初勘提出的重大地质问题作深入细致的调查。1地质调查与测绘的范围、测点、物探网的点线范围和布设，物探方法的运用和钻探孔、坑、槽的数量与位置等，应与初勘时未能查明的地质条件相适应，但对隧道有影响的大构造和复杂地质地段，勘察追踪范围可适当放大。2.重点调查隧道通过的严重不良地质、特殊地质地段，以确定隧道准确位置的工程地质条件。3实地复核、修改、补充初勘地质资料，对初勘遗漏、隐蔽的工程地质问题，应适当加大调绘范围和工作量。,43,6、水利水电工程7、港口工程（了解）,44,8.1 概述8.2 工程地质勘察的主要方法8.3 不同类型工程地质勘察要点8.4 工程地质勘察资料的整理,主要内容,45,1.勘察数据的整理与分析,在工程地质勘察的过程中，各项的勘察内容都有大量的地质数据和试验数据，而这些数据一般都是离散的。对这些离散数据需要进行分析和归纳整理，使这些数据能更好地反映岩土体性质和地质特征的变化规律。,在整理有关数据之前，必须进行有关的工程地质单元的划分。工程地质单元是指在工程地质数据的统计工作中具有相似地质条件或在某方面有相似的地质特征（如成因、岩土性质、动力地质作用等）而将其作为一个可统计单位的单元体。,46,工程地质单元可按下列条件划分:1）具有同一地质时代、成因类型，并处于同一构造部位和同一地貌单元的岩土层。2）具有基本相同的岩土性特征。矿物成分、结构构造、风化程度、物理力学性能和工程性能的岩土性。3）影响岩土体工程地质的因素是基本相似的。4）对不均匀变形反映敏感的某些建（构）筑物的关键部位，视需要可划分更小的单元。,47,2.工程地质图表,工程地质图是针对工程目的而编制的，它反映制图地区的工程地质条件，而又对建筑的自然条件给予综合性评价。（1）工程地质勘察实际材料图 工程地质勘察实际材料图中反映该工程场地勘察的实际工作，包括地质点、钻孔点、勘探坑洞、试验点、长期观测点等。从实际材料图上可得出勘察工作量、勘察点位置以及勘察工作布置的精度与合理性等。（2）地质平面图 地质平面图中表示与工程有关的各种地质条件，如地形、地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、物理地质作用现象等,并对工程建筑场地进行综合评价。,48,（3）地层综合柱状图 地层综合柱状图反映场地(或分区)的地层变化情况,在图中标明层厚、地质年代,并对岩土的特征和性质进行概括描绘,有时还附有各岩土层的物理力学指标。（4）工程地质剖面图 工程地质剖面图以地质剖面为基础,反映地质构造、岩性、分层、地下水埋藏条件、各分层岩土的物理力学性质指标等。它的绘制依据是各勘探点的成果和土工试验成果。由于勘探线的布置常与主要地貌单元或地质构造轴线相垂直或与建筑物轴线相垂直,因此工程地质剖面图能有效揭示场地地质条件。,49,（5）土工试验成果表 土工试验成果表主要有土的物理力学指标,如抗剪强度、压缩曲线,一般由土工试验窒提供。（6）现场原位测试图件 现场原位测试图件如载荷试验、标准贯入试验、十字板剪力试验、静力触探试验等的成果图件。（7）其他专门图件 对于特殊性土、特殊地质条件及专门性工程,根据各自的特殊需要,绘制相应的专门图件,如各种分析图等。,50,3.工程地质报告书,（1）前言 委托单位、承担单位。场地概况:位置(可附图)、交通、水文气象等。拟建工程概述。勘察目的、要求和任务(附委托书)。已有的资料和勘察工作。依据的技术标准。勘察工作的日期。（2）勘察方法和工作量布置 勘察工作布置原则。掘探方法说明。钻探方法说明。取样其规格与取样方法说明,取样质量评估。原位测试的种类、仪器及实验方法说明,资料整理方法及成果质量评估。室内试验项目、实验方法及资料整理方法说明,试验成果评估。,51,（3）场地条件 地形地貌。地层条件。地质构造。水文地质条件。不良地质现象及岩土物理力学性质等。（4）岩土工程分析评价 场地稳定性与适宜性。岩土指标的分析与选用。岩土利用、整治、改造方案及其分析论证。工程施工和运营期间可能发生的工程问题的预测及监控、防御措施。（5）结论 对任务书提出的问题及实际工作中发现的问题明确具体的回答。运用本报告时应注意的事项。今后尚需进行的岩土工程工作的建议等。,52,图表附件：勘察点平面布置图。钻孔柱状图。工程地质剖面图。原位测试成果图表。室内试验成果图表。岩土利用、整治、改造方案有关图表。岩土工程计算简图和计算成果表。必要时,尚应附有综合工程地质图或工程地质分区图、综合柱状图、地下水等水位线图、某种特殊岩土的分布图和地质素描及照片等。,53,单项报告：岩土工程测试报告。岩土工程检验报告(如施工验槽报告)或监测报告(如沉降观测报告)。岩土工程事故调查分析报告(如工程偏斜原因及纠正措施报告)。岩土利用、整治方案(如深开挖的降水与支挡设计)。专门岩土工程问题的技术咨询报告(如场地地震反应分析、场地土液化评价)等。,54,基础概念部分,内力地质作用、外力地质作用、层理、水理性质、抗剪强度、走滑断裂、岩体、结构面、结构体、土的三相体系、第四纪沉积土的种类哪些、主要的粘土矿物的吸水特征、颗粒级配、粘性土的稠度界限（从图中识别）、塑性指数、液性指数、土的抗剪强度公式（黏性土和砂土）、渗透固结、土体液化、膨胀土、黄土、常见的物理风化和化学风化作用类型、河流侵蚀的主要方式有哪几种、河流阶地类型、崩塌、地面沉降、溶滤潜蚀、体波分类、地震效应分类、岩体坝基滑移的三要素、桥梁工程的组成部分、排除滑坡体地下水的方法种类、,55,问答部分,1、工程地质学与地质学的关系，工程地质学的任务。2、相对地质年代与绝对地质年代的主要研究方法。3、什么是活断层，请简单列举其识别方法。4、岩体结构的主要类型有哪些，其工程地质性质如何？5、滑坡的主要形态要素有哪些（对应图示），滑坡过程分为几个阶段，不同阶段的识别标志是什么，针对不同阶段如何进行防治？6、泥石流的形成条件有哪些？7、地震震级和烈度的联系和差别。8、列举5种常见的基坑支护结构及其适应条件。9、岩基滑移破坏分几种类型，各自特征如何？10、简述主要的风化作用类型。,