《工程地质勘察》课件.ppt

1,第9章 工程地质勘察,第一节 工程地质勘察目的、任务、分级与阶段第二节 工程地质测绘第三节 工程地质勘探第四节 测试及长期观测第五节 勘察成果整理,46-2,第一节 工程地质勘察目的、任务、分级与阶段,工程地质勘察，简称工程勘察，执行国家标准：岩土工程勘察规范（GB50021-2001）一、工程地质勘察的任务与目的 工程地质勘察的目的是按照不同勘察阶段的要求，为工程设计、施工及岩土体病害治理等提供地质资料和必要的技术参数，对有关工程地质问题做出论证和评价。,46-3,任务如下：1、查明并分析研究建筑地区的工程地质条件，指出有利和不利因素。2、查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供地质资料和岩土技术参数3、分析存在的工程地质问题，做出定性和定量分析，为设计和施工提供地质结论。4、根据场地工程地质条件，对建筑总平面布置及不良地质现象治理的方案论证和建议。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，提出保护措施的建议。,46-4,房屋建筑,4.1.1 房屋建筑和构筑物(以下简称建筑物)的岩土工程勘察，应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。其主要工作内容应符合下列规定1、查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等；,46-5,2、提供满足设计、施工所需的岩土参数。确定 地基承载力，预测地基变形性状;3、提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基 处理设计与施工方案的建议;4、提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治 方案建议;5、对于抗震设防烈度等于或大于6度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。,46-6,二、工程地质勘察分级,为了勘查工作量的布置，划分工程地质勘察等级。根据工程安全等级、场地、地基复杂程度三项因素综合分析确定。工程安全等级：,46-7,场地,46-8,地基复杂程度划分三级：一级：岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，多年冻土及特殊性岩土对工程影响大二级：岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响，有特殊性岩土三级岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响。,46-9,工程勘察等级的确定:,46-10,三、工程地质勘察阶段划分及要求（一）规划勘查阶段主要任务：查明区域工程地质条件，对区域稳定性问题进行论证，对开发地段和可能的建筑区提出几个比较方案以供选择。,46-11,(二)可行性研究勘查阶段主要任务：进行现场踏勘、工程地质测绘、少量勘探工作等，为场址稳定性进行技术经济论证和方案比较。4.1.3 可行性研究勘察，应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价，并应符合下列要求:,46-12,1、搜集区域地质、地形地貌、.地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料;2、在充分搜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、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件;3、当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作。4、当有两个或两个以上拟选场地时，应进行比选分析,46-13,（三）初步设计勘查阶段主要任务：为确定主要建筑物的总平面布置、主要建筑物的地基与基础设计方案、不良地质现象的防治工程方案等工作进行论证。4.1.4 初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价，并进行下列主要工作,46-14,1、搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图;2、初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件;3、查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳定性做出评价;4、对抗震设防烈度等于或大于6度的场地，应对场地和地基的地震效应做出初步评价;5、季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度;6、初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性;7、高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价,46-15,（四）技术设计（详细勘察）及施工勘察阶段技术设计勘察：对某些专门性工程地质问题进行补充性的分析，提出处理意见；施工地质勘察：解决施工过程中出现的新的工程地质问题，观察开挖过程中揭露的地质现象，检查前阶段勘察资料的准确性，布置工程的地质监测工作。,46-16,4.1.11 详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所招的岩土参数;对建筑地基做出岩土工程评价，并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作:1、搜集附有坐标和地形的建筑总平面图，场区的地面整平标高，建筑物的性质、规模、荷载、结构特点，基础形式、埋置深度.地基允许变形等资料;2、查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度，提出整治方案的建议:,46-17,3、查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性，分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力;4、对需进行沉降计算的建筑物，提供地基变形计算参数.预测建筑物的变形特征;5、查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物;6、查明地下水的埋藏条件，提供地下水位及其变化幅度;7、在季节性冻土地区，提供场地土的标准冻结深度;8、判定水和土对建筑材料的腐蚀性。,46-18,第二节 工程地质测绘,工程地质测绘是认识场地工程地质条件最有效的方法。它是运用地质、工程地质理论对与工程建设有关的各种地质现象进行详细观察和描述，以查明拟建区内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系，并按照精度要求标绘在一定比例尺的地形图上。配合工程地质勘探、测试等所取得的资料编制成工程地质图。,46-19,一、测绘范围包括场地及其邻居地段。主要从以下三方面确定：1.建筑物的类型、规模 2.工程所处设计阶段 3.工程地质条件的复杂程度和研究程度,46-20,二、工程地质调查测绘内容 1地形、地貌条件；2地层、岩性条件；3地质构造条件；4水文地质条件；5不良地质作用；6土石工程性质等；7天然建筑材料分布范围、储量、工程性质。,46-21,三、工程地质测绘比例尺、精度,（一）比例尺选定原则取决于工程设计要求。1.应与使用部门要求、提供图件的比例尺一致 2.与勘察设计阶段有关 3.同一个设计阶段内，与地质条件的复杂程度、建筑物类型规模及重要性有关。对工程要求越高、测绘内容越全、工程阶段越深入、测区地质条件越复杂等，所要求的比例尺也就越大。,46-22,一般规定：可行性研究勘察阶段1：500001：5000初步勘察阶段：1：100001：2000详细勘察阶段：1：20001：200,46-23,（二）测绘精度指野外地质现象能够在图上表示出来的详细程度和准确度。精度须与比例尺相适应。1.详细程度 对地质现象反映的详细程度，比例尺愈大，反映地质现象的尺寸界线愈小。2.准确度 图上各种界限的准确程度，与实际位置的允许误差。,46-24,在测绘方法上：预可研、可研及初勘阶段多采用简易工具如地质罗盘、气压计、测斜仪等定向、步测、目测（距离及高程）。在详勘或对重大工程、不良地质条件发育地段的施工设计阶段，多采用经纬仪、水准仪、钢尺精确定向、定点的仪器进行测绘。,46-25,四、工程地质测绘方法,线路工程（铁路公路等）地质调查测绘一般沿线路在带状的范围内进行，测绘宽度多限定在中线或导线两侧各200300m的范围。在测绘线路上应根据工程地质勘察的精度、内容、地质条件的复杂程度合理地布置若干观测点。再通过对所有测绘路线的综合掌握整个测绘范围的地质情况。（规范的要求）,46-26,观测点的选择：地层露头较好，地质构造形态较清楚、不良地质现象比较突出的点为观测点。综合观测点测绘内容：观测点编号及位置 地形地貌 地层、岩性 地质构造 水文地质条件 不良地质现象 已有建筑物稳定情况的调查 采取必要的土、石、水，编号并描述。,46-27,第三节 工程地质勘探,工程地质勘探工作一般是在测绘工作基本完成后，根据测区内的综合条件，有针对性的布置勘探点、勘探深度的。用勘探工作的成果补充、检验和修改调查测绘工作的成果。,46-28,一、勘探工作布置的一般原则1.总体布置形式勘探线：按特定方向沿线布置勘探点。提供沿线剖面指标，用于初勘阶段勘探网：勘探点布置在交叉的勘探线形成网状。提供场地立体投影图及其指标，用于详勘阶段结合建筑物的基础轮廓：如每个桩基对应一个钻孔等，提供剖面及其指标。勘探工作在工程地质测绘基础上布置。取决于勘察阶段、建筑物类型、工程地质勘查等级。,46-29,2.勘探坑、孔布置原则：地貌单元及其衔接地段 断层 滑坡 河谷 陡倾地质界面,46-30,3.勘探坑、孔间距的确定 根据勘察阶段和工程地质勘察等级确定。初期阶段，勘探坑、孔间距较大 中、后期阶段，勘探坑、孔间距缩小 地质条件越复杂，间距越小 按照有关规范操作。4.勘探坑、孔深度的确定 根据建筑物的类型、勘察阶段、工程地质勘察等级、工程地质问题等综合考虑。,46-31,二、简易勘探1挖探：是最简易的勘探方法，常用的有剥土、槽探、坑探等。勘探深度浅，劳动量大。2轻便勘探：使用洛阳铲、锥探及螺纹钻等进行勘探。适用于疏松地层。,46-32,槽探,46-33,三、钻探 当勘探深度较大或地层不适宜采用简易勘探方法时，可采用机具钻探。常用钻探的方法有回转、冲击及振动钻探。钻头类型有硬质合金肋骨钻头、钢砂钻头、金刚石钻头、牙轮钻头等。可直接观察岩芯和取样，勘察精度较高，效率高。,46-34,应力求排除各种可能的扰动因素，使试样的扰动程度降至最小的程度。,46-35,土试样质量等级划分,46-36,滑坡勘察中的钻探工作,46-37,单个钻孔（柱状图）,成果表达钻孔柱状图:地质年代、岩土层埋藏深度厚度、底部绝对标高、岩土的描述、地下水水位、测量日期、岩土取样位置等内容。,46-38,多个钻孔柱状图工程地质剖面图,46-39,四、地球物理勘探物探,物探是观测地质体的天然物理场或人工物理场的空间或时间分布状态，来研究地层物理和地质构造的方法。基本原理：地球存在各种物理场：电场、重力场、磁场、弹性波的应力场、辐射场等，由于地质体的不同结构和特性（裂隙性、含水性等）物理场相应存在差异。优点：物探方法效率高、成本低、装备轻便，能从较大范围勘察地质构造和测定地层各种物理参数等。可以经济而迅速地探测较大范围内的情况。,46-40,常用的物探方法1电法勘探；（电阻率法、充电法及自然电场法等）2地震勘探；3磁法勘探；4声波勘探；（高频声振动）5触探；静力触探、动力触探6测井；7重力法勘探；8地质雷达勘探等。,46-41,电阻率是岩土的一个重要电学参数，它表示岩土的导电特性。不同的岩土有不同的电阻率，即不同岩土有不同的导电特性。电阻率在数值上等于电流在材料里均匀分布时，该种材料单位立方体所呈现的电阻。,电法勘探是以研究地下地质体电阻率差异的勘探方法，也称电阻率法,最为常用,电法勘探,46-42,46-43,46-44,46-45,（一）航空工程地质勘察简称航空地质，是直接或间接利用飞机或其它飞行工具，借助各种仪器对地面做各种地质调查，通过野外核对工作，编制工程地质图的一种专门方法。航空地质勘察主要进行两项工作：航空目测（全面了解地质情况）和航摄像片判释（把地质现象制成工程地质图）。,五、航空工程地质勘探及遥感技术的应用,46-46,航空地质的作用：1可将部分野外工作转为室内工作；2缩短勘察周期，保证勘察质量；3可以确定露头情况，清楚地分辨小型地貌；4能勾画出不同岩石分界线；5确定观测点，勘探点的大致位置与数量，确定调查测绘路线的方向。6能正确确定地表形态发育阶段；7初步确定建筑材料产地。,46-47,（二）遥感技术的应用 遥感技术是指从高空（飞机或卫星上）利用多种遥感器接收来自地面物体发射或反射的各种波长的电磁波，从而根据收到的大量信息进行分析判断，确定地面物体的存在及变化状态的一种方法。以飞机为搭载平台的称为航空遥感，以卫星为搭载平台的称为航天遥感。,46-48,遥感技术的主要优势：1摄像范围大；2资料获取方便，不受地形的限制；3影像所包含的信息种类多，数量大，成图迅速，一次成像就可完成；4可分时段重复对某一地区进行扫描，因此可对某一需监测的目标实施动态监测；5成图迅速，可通过数字化图像处理技术进行信息分离，制作有关专业图件，因此成本相对低廉。,46-49,遥感技术在国内外已被广泛地应用于政治、军事、工业、农业、城市供水、矿产资源调查、环境与灾害监测等多个领域。遥感技术在道路工程地质工作中的应用研究主要集中在两个方面：一是为地形、地质复杂地区的线路位置及重点工程位置的选择提供依据；二是为不良地质现象如泥石流、滑坡等的分布范围和动态，以及危害工程建筑物的地质构造如大断层等，提供预测预报，作为设计和施工的重要参考资料。,46-50,但遥感技术作为一种还处于不断完善与发展的新技术，遥感技术还只是主要用于指导地区测绘或作为其它工勘的一种补充。遥感技术也具有局限性，不可能完全替代传统的工勘工作，但可以在地面测绘中大大减少传统工勘数量，缩短工期，对测绘工作质量也可得到提高。随着遥感技术的应用领域不断扩大，装备不断更新，解译技术日趋完善。可以相信，传统的工勘手段与方法在工勘工作中的比重将会逐渐减少。,46-51,第四节 测试及长期观测,46-52,第五节 勘察成果整理,46-53,成果报告14.3.3 岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等其体情况编写，并应包括下列内容:1、勘查目的、任务要求和依据的技术标准;2、拟建工程概况；3、勘查方法和勘察布置图；4、场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;,46-54,5、各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值:6、地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;7、土和水对建筑材料的腐蚀性;8、可能影晌工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价;9、场地稳定性和适宜性的评价。,46-55,14.3.4 岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议;对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施的建议。14.3.5 成果报告应附下列图件:1、勘探点平面布置图;2、工程地质柱状图;3、工程地质剖面图;,46-56,4、原位测试成果图表;5、室内试验成果图表。注:当需要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等14.3.6 对岩土的利用、整治和改造的建议，宜进行不同方案的技术经济论证。并提出对设计、施工和现场监测要求的建议,46-57,一、坑探工程1轻型坑探：探槽、探坑和浅井。2重型坑探：竖井和平硐。,