工程勘察基本技术2.ppt

,第一章 岩土工程勘察基本技术要求,第一节 岩土工程勘察的分级 岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了勘察工作量的布置。显然，工程规模较大或较重 要、场地地质条件以及岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作量就较大。反之则 较小。 岩土工程勘察的等 级，是由工程安全等级、场地和地基的复杂程度三项因素决定的。首先应分别对三项因素进行分级，在此基础上进行综合分析，以确定岩土工程勘察的等级划分。下面先分别论述三项 因素等级划分的依据及具体规定，随后综合划分岩土工程勘察的等级。,一、工程安全等级,工程的安全等级，是根据由于工程岩土体或结构失稳破坏，导致建筑物破坏而造成生命财产 损失、社会影响及修复可能性等后果的严重性来划分的。 根据国家标准建筑结构设计统一标准GBJ68-84的规定，将工程结构划分为三个安全等级，规范与之相应，也将工程安全等级划分为三级。,安全等级 破坏后果 工程类型 级 很严重 重要工程 级 严 重 一般工程 级 不严重 次要工程,对于不同类型的工程来说，应根据工程的规模和重要性具体划分。目前房屋建筑与构筑 物的安全等级，已在国家标准建筑地基基础设计规范GBJ7-89中明确规定。此外，各产业部门和地方根据本部门(地方)建筑物的特殊要求和经验，在颁布的 有关技术规范中也划分了适用于本部门(地方)的工程安全等级，一般均划分为三级。,房屋建筑与构筑物安全等级 安全等级：一 级 破坏后果：很严重 建筑类型：重要的工业与民用建筑物；20层以上的高层 建筑；体型复杂的14层以 上的高层建筑；对地基变形有特殊要求的建筑物；单桩承受的荷载在4 000kN以上的建筑物,安全等级 破坏后果 建筑类型 二级 严 重 一般的工业与民用建筑 三级 不严重 次要的建筑物 目前，地下洞室、深基坑开挖、大面积岩土处理等尚无工程安全等级的具体规定，可根据实际情况划分。 大型沉井和沉箱、超长桩基和墩基、有特殊要求的精密设备和超高压设备 、有特殊要求的深基坑开挖和支护工程、大型竖井和平洞、大型基础托换和补强工程，以及 其他难度大、破坏后果严重的工程，以列为一级安全等级为宜。,二、场地复杂程度等级 场地复杂程度是由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度和地形地貌 条件四个条件衡量的，也划分为三个等级 。,（一）建筑抗震稳定性 按国家标准建筑抗震设计规范GBJ11-89规定，选择建筑场地时，对建筑抗震稳 定性地段的划分规定为： (1)危险地段：地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及发震断裂带上可能发生 地表位错的部位。 (2)不利地段：软弱土和液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡、河岸 和斜坡边缘，平面分布上成因、岩性和性状明显不均匀的土层(如古河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。 (3)有利地段：岩石和坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬土等。,（二）不良地质现象发育情况 不良地质现象泛指由地球外动力作用引起的，对工程建设不利的各种地质现象。它们分布于场地内及其附近地段，主要影响场地稳定性，也对地基基础、边坡和地下洞室等具体的岩土工程有不利影响。 “强烈发育”是指由于不良地质现象发育招致建筑场地极不稳定，直接威胁工程设施的安全 。例如，山区崩塌、滑坡和泥石流的发生，会酿成地质灾害，破坏甚至整个摧毁工程建筑物 。岩溶地区溶洞和土洞的存在，所造成的地面变形甚至塌陷，对工程设施的安全也会构成直接威胁。 “一般发育”是指虽有不良地质现象分布，但并不十分强烈，对工程设施安全的影响不严重；或者说对工程安全可能有潜在的威胁。,（三）地质环境破坏程度 由于人类工程经济活动导致地质环境的干扰破坏，是多种多样的。例如，采掘固体矿产 资源引起的地下采空；抽汲地下液体(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂缝； 修建水库引起的边岸再造、浸没、土壤沼泽化；排除废液引起岩土的化学污染；等等。 地质环境破坏对岩土工程实践的负影响是不容忽视的，往往对场地稳定性构成威胁。 地质环境的“强烈破坏”，是指由于地质环境的破坏，已对工程安全构成直接威胁； 如矿山浅层采空导致明显的地面变形、横跨地裂缝等。 “一般破坏”是指已有或将有地质环 境的干扰破坏，但并不强烈，对工程安全的影响不严重。,（四）地形地貌条件 主要指的是地形起伏和地貌单元(尤其是微地貌单元)的变化情况。一般地说，山区和丘陵区 场地地形起伏大，工程布局较困难，挖填土石方量较大，土层分布较薄且下伏基岩面高低不 平。地貌单元分布较复杂，一个建筑场地可能跨越多个地貌单元，因此地形地貌条件复杂或 较复杂。平原场地地形平坦，地貌单元均一，土层厚度大且结构简单，因此地形地貌条件简 单。,三、地基复杂程度等级 地基复杂程度也划分为三级： 1、 一级地基: 符合下列条件之一者即为一级地基： (1)岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理；,(2)多年冻土及湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，对工程影响大，需作专门处理 的；变化复杂，同一场地上存在多种的或强烈程度不同的特殊性岩土也属之。 2、二级地基: 符合下列条件之一者即为二级地基： (1)岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响； (2)除上述规定之外的特殊性岩土。 3、三级地基 (1)岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响； (2)无特殊性岩土。,四、岩土工程勘察等级,第二节 岩土工程勘察阶段,一、工程地质勘察阶段 为保证工程建筑物自规划设计到施工和使用全过程达到安全、经济、合用的标准，使建筑物场地、结构、规模、类型与地质环境、场地工程地质条件相互适应。任何工程的规划设计过程必须遵照循序渐进的原则，即科学地划分为若干阶段进行。 工程地质勘测过程是对客观工程地质条件和地质环境的认识过程。 “认识论”由区域到场地，由地表到底下，由一般调查到专门性问题的研究，由定性到定量评价的原则进行。,二、勘察阶段划分 我国实行四阶段体制，与国际通用体制相同。 规划阶段 初步设计 技术设计 施工设计与施工 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。 规划阶段的任务： 区域开发技术经济论证，比较选择第一期工程开发地段。定性概略评价。 初步设计的任务： 场地方案比较，选场址。定性、定量评价。 技术设计的任务： 选定建筑物位置、类型、尺寸。定量评价。 施工设计与施工： 施工详图。补充验证已有资料。,三、岩土工程勘察 1、可行性研究勘察（选址勘察） 搜集、分析已有资料，进行现场踏勘，工程地质测绘，少量勘探工作，对场址稳定性和适宜性作出岩土工程评价，进行技术经济论证和方案比较。 2、初步勘察 建筑地段稳定性的岩土工程评价，为确定建筑物总平面布置、主要建筑物地基基础方案、对不良地质现象的防治工程方案 进行论证。 3、详细勘察 对地基基础设计、地基处理与加固、不良地质现象的防治工程进行岩土工程计算与评价，满足施工图设计的要求。 施工勘察不作为一个固定阶段，视工程的实际需要而定，对条件复杂或有特殊施工要求的重大工程地基，需进行施工勘察。施工勘察包括：施工阶段的勘察和施工后一些必要 的勘察工作，检验地基加固效果。,第三节 岩土工程勘察方法 岩土工程勘察方法或技术手段，主要以下几种： （1）工程地质测绘 （2）勘探与取样 （3）原位测试与室内实验 （4）现场检验与监测,工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是 运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以 推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。在地形地貌和地质条件较 复杂的场地，必须进行工程地质测绘；但对地形平坦、地质条件简单且较狭小的场地，则可 采用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘是认识场地工程地质条件最经济、最有效的方法 ，高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况，起到有效地指导其他勘察方法的作用 。,勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用 勘探工程取样进行原位测试和监测。应根据勘察目的及岩土的特性选用上述各种勘探方法 。 物探是一种间接的勘探手段，它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速，能够及时解 决工程地质测绘中难于推断而又急待了解的地下地质情况，所以常常与测绘工作配合使用。 它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。 但是，物探成果判释往往具多解性，方法的使用又受地形条件等的限制，其成果需用勘探工程来验证。,钻探和坑探也称勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地质情况，在岩土工程勘察中是必不可少的。 其中钻探工作使用最为广泛，可根据地层类别和勘察要求选用不同的钻探方法。当钻探方法难以查明地下地质情况时，可采用坑探方法。 坑探工程的类型较多，应根据勘察要求选用。 勘探工程一般都需要动用机械和动力设备，耗费人力、物力较多，有些勘探工程施工周期又较长，而且受 到许多条件的限制。因此使用这种方法时应具有经济观点，布置勘探工程需要以工程地质测 绘和物探成果为依据，切避盲目性和随意性。,原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩 土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等 。 原位测试一般都藉助于勘探工程进行，是详细勘察阶段主要的一种勘察方法。,原位测试与室内试验相比，各有优缺点 。 原位测试的优点是：试样不脱离原来的环境，基本上在原位应力条件下进行试验；所测定的岩土体尺寸大，能反映宏观结构对岩土性质的影响，代表性好；试验周期较短，效率高；尤其对难以采样的岩土层仍能通过试验评定其工程性质。 缺点是：试验时的应力路径难以控制； 边界条件也较复杂；有些试验耗费人力、物力较多，不可能大量进行。 室内实验历史较久 ，其优点是：试验条件比较容易控制（边界条件明确，应力应变条件可以控制等）；可以大量取样。 缺点是：试样尺寸小，不能反映宏观结构和非均质性对岩土性质的影响，代表 性差；试样不可能真正保持原状，而且有些岩土也很难取得原状试样。,现场检验与监测是构成岩土工程系统的一个重要环节，大量工作在施工和运营期间进行；但是这项工作一般需在高级勘察阶段开始实施，所以又被列为一种勘察方法。它的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。 现场检验的涵义，包括施工阶段对先前岩土工程勘 察成果的验证核查以及岩土工程施工监理和质量控制。 现场监测则主要包含施工作用和各类 荷载对岩土反应性状的监测、施工和运营中的结构物监测和对环境影响的监测等方面。 检验与监测所获取的资料，可以反求出某些工程技术参数，并以此为依据及时修正设计，使之在技术和经济方面优化。此项工作主要是在施工期间内进行，但对有特殊要求的工程以及一些对工程有重要影响的不良地质现象，应在建筑物竣工运营期间继续进行。,随着科学技术的飞速发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。例 如，工程地质综合分析、工程地质测绘制图和不良地质现象监测中遥感(RS)、地理信息系统 (GIS)和全球卫星定位系统(GPS)即“3S”技术的引进；勘探工作中地质雷达和地球物理层析 成像技术(CT)的应用等。,