第一章岩土工程勘察基本技术要求.ppt

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1、第一章 岩土工程勘察基本技术要求,1、岩土工程勘察分级和岩土分类2、岩土工程勘察的阶段3、岩土工程勘察的方法4、岩土工程勘察纲要,岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了勘察工作的布置和勘察工作量的确定。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。,第一节 岩土工程勘察的分级,岩土工程勘察的等级（甲、乙、丙三级），是由工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基的复杂程度等级等三项因素决定的。应先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。,第一节 岩土工程勘察的分级,1.工程重要性等级 工程重要性等级

2、，是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来划分，可分为三个工程重要性等级。,勘察中对工程重要性等级的划分很难有具体的标准，因为涉及了各行各业，涉及房屋建筑、地下洞室、线路、电厂及其它工业建筑、废弃物处理工程等。因此在划分中做了比较原则的规定。以住宅和一般公用建筑为例，30层以上的可定为一级；7-30层的可定为二级；6层及6层以下的可定为三级。,小资料：不同规范对建筑等级的划分,（1）建筑抗震设计规范（GB50011-2001）建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑；乙类建筑应属于

3、地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑；丙类建筑属于除甲、乙、丁类以外的建筑；丁类建筑应属于抗震次要建筑。（2）建筑结构可靠度设计统一标准（GB 50068-2001）建筑结构设计时应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命造成经济损失产生社会影响等)的严重性采用不同的安全等级。,2.场地复杂程度等级,场地复杂程度等级是由建筑场地的抗震性能、不良地质作用发育情况、地质环境破坏程度、地形地貌条件、地下水情况等五个条件衡量的，也划分为三个等级。,（1）建筑场地抗震性能或稳定性 按国家标准建筑抗震设计规范（GB50011-2001）规定，选择建筑场地时，按下面标准划分对建筑抗震有利、不利和危险地段

4、：(1)有利地段：稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。(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、河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性和性状明显不均匀的土层(如故河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。(3)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）不良地质作用发育情况 不良地质作用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。“不良地质作用强烈发育”，是指

5、泥石流沟谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸边冲刷、地下水强烈潜蚀等极不稳定的场地，这些不良地质作用直接威胁工程安全。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。“不良地质作用一般发育”是指虽有不良地质作用，但并不十分强烈，对工程安全的影响不严重。,（3）地质环境破坏程度 地质环境破坏是指人为因素和自然因素引起的地下采空、地面沉降、地裂缝、化学污染、水位上升等。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

6、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、地面沉降盆地的边缘地带、横跨地裂缝、因蓄水而沼泽化等。“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。,（4）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

7、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。（5）地下水条件 地下水是影响场地稳定性的重要因素，地下水的埋藏条件、类型、对混凝土和钢材的侵蚀性、地下水位等直接影响工程及其建设。,3.地基复杂程度等级 地基复杂程度划分为三级。（1）符合下列条件之一者即为一级地基（复杂地基）：(a)岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；(b)多年冻土，严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其它情况复杂，需作专门处理的岩土。（2）符合下列条件之一者即为二级地基（中等复杂地基）：(a)岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；(

8、b)除上述规定之外的特殊性岩土。（3）符合下列条件者为三级地基（简单地基）：(a)岩土种类单一，均匀，性质变化不大；(b)无特殊性岩土。,4.岩土工程勘察等级,根据工程重要性等级、场地复杂程度等级、地基复杂程度等级，按下列条件划分岩土工程勘察等级：甲级：在工程重要性、场地复杂程度、地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级。乙级：除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级：工程重要性、场地复杂程度、地基复杂程度等级均为三级。注：建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。,5.岩土的分类一)岩石分类1、按成因,岩浆岩,岩 石,沉积岩,变质

9、岩,2、按坚硬程度,注:1、当无法取得饱和单轴抗压强度数据时，可用点荷载试验强度换算，换算方法按现行国家标准工程岩体分级标准(GB50218)执行;2、当岩体完整程度为极破碎时，可不进行坚硬程度分类。,岩石坚硬程度的野外鉴别,3、按风化程度,4、按软化系数分 软化系数为饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比。软化岩石(软化系数0.75)不软化岩石(软化系数0.75)5、按质量指标分类,RQD岩石质量指标，定义为大于l0cm的岩心累计长度占钻孔进尺的百分数,二）岩体分类,岩体结构类型,三）土的分级,(1)土按堆积年代可划分为以下三类：老堆积土（Q3及以前）一般堆积土（Q4）新近堆积土（Q4

10、以来）(2)根据地质成因可将土分为:残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土、风积土和海积土等。(3)根据有机质含量可将土分为:无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭(4)按颗粒级配和塑性指数可将土分为:碎石土、砂土、粉土和粘性土（5）特殊性土分为：湿陷性土、红粘土、软土、填土、多年冻土、膨胀土、盐渍土、污染土。,a、碎石土,碎石土的分类,碎石土,定义,粒径大于2mm的颗粒含量超过颗粒总重量50%的土。,b、砂类土,砂类土,定义,粒径大于2mm的颗粒含量不超过颗粒总重量的50%、但粒径大于0.075mm的颗粒超过颗粒总重量的50%的土。,砂类土的分类,c、粉土,d、粘性土,第二节 岩土工程勘察

11、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、合理的标准，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。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 岩土工程勘察宜分阶段进行，可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求；初步勘察应符合初步设计的要求；详细勘察应符合施工图设计要求；场地条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。当建筑物平面布置已经确定，且场地或其附近已有岩土工程资料时，可根据实际情况，直

12、接进行详细勘察。,（1）可行性研究勘察（选址勘察）目的和任务：为了获取几个场地(场址方案的主要工程地质资料，对拟选场地的稳定性、适宜性做出岩土工程评价，进行技术、经济论证和方案比较，以选取最优的工程建设场地。勘察方法：主要是在搜集、分析已有资料的基础上进行现场踏勘，了解场地的工程地质条件。如果场地工程地质条件比较复杂，已有资料不足以说明问题时，应进行工程地质测绘和必要的勘探工作。,为建筑工程对象选择适宜的地质环境，从而为该工程在技术上的可能性和经济上的合理性提供保证，并不致对地质环境、生态环境产生不应有的破坏，以致影响工程本身和人类的生活环境。技术可能性：指在地质环境中兴建某建筑物的安全保障如

13、何。换言之，建筑物地基对基础的适应性如何，当二者不相适应时，能否通过改变基础结构或改良地基性质使其达到相互适应。经济合理性：指通过对建筑地区地质条件的深入研究后，在保证工程稳定性的前提下，选出经济成本最低的建设方案，以达到经济上合理，即可行性研究。,（2）初步勘察 目的：是密切结合工程初步设计的要求，提出岩土工程方案设计和论证。任务：在可行性研究勘察的基础上，对场地内建筑地段的稳定性作出岩土工程评价，并为确定建筑总平面布置，对主要建筑物的岩土工程方案和不良地质现象的防治工程方案等进行论证，以满足初步设计或扩大初步设计的要求。勘察方法：在分析已有资料基础上，根据需要进行工程地质测绘，并以勘探、物

14、探和原位测试为主。,（3）详细勘察 目的：对岩土工程设计、岩土体处理与加固、不良地质现象的防治工程进行计算与评价，以满足施工图设计的要求。任务：按不同建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计所需的岩土技术参数。显然，该阶段勘察范围仅局限于建筑物所在的地段内，所要求的成果资料精细可靠，而且许多是计算参数。勘察方法：勘探和原位测试为主。,（4）施工勘察 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，检验地基加固效果等（检验与监测工作、施工地质编录和施工超前地质预报）。,桩基工程

15、地基处理核电厂建筑物的增载建筑物保护工程,房屋建筑物和构筑物地下洞室岸边工程管道和架空线路工程废弃物处理工程基坑工程,以上11项按规范执行,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,（1）工程地质测绘 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，对地表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。,（1）工程地质测绘 在地形地貌和地质条件较复杂的场地，必须进行工程地

16、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。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。,

17、（2）勘探与取样,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。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。,（2）勘探与取样,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

18、需的技术参数，包括岩土的颗粒组分、物理力学性质指标、强度参数、应力应变参数、力-变形曲线、渗透性参数等。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。,（3）原位测试与室内试验,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。,（4）现场检验与监测,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

19、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。,（4）现场检验与监测,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一些新的技术。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。,四、岩土工程勘察纲要,岩土工程勘察纲要是根据勘察任务的

20、要求和踏勘调查结果，按规程规范的技术标准，提出的勘察工作大纲和技术指导书。勘察纲要是否全面、合理，会直接影响到岩土工程勘察的进度、质量和后续工作能否顺利进行。,岩土工程勘察纲要一般包括以下主要内容:（1）勘察委托书及合同、工程名称、勘察阶段、工程性能(安全等级、结构及基础形式、建筑物层数与高度、荷载、沉降敏感性)、整平设计标高等。（2）勘察场地的自然条件，地理位置及岩土工程地质条件（包括收集的地震资料、水文气象资料和当地的建筑经验)。（3）指明场地存在的问题和勘察工作的重点。,（4）拟采用的勘察方法、勘察内容，确定并布置勘察工作量。包括勘察点和原位测试的位置、数量、取样深度和质量等。要求勘察方法适宜，工作量适当。（5）所遵循的技术标准;（6）拟提交的勘察成果资料的内容，包括报告书文字章节和主要图表名称;（7）勘察工作计划进度，人员组织和经费预算等。,岩土工程勘察纲要的编写，对现行规范中规定的工程、重要性等级为一级和场地地质条件复杂或有特殊要求的工程、重要性等级为二级或一般建筑，均可按以上内容要求详细编写；对其余的岩土工程勘察纲要可适当简化或采用表格形式。,作业：1.岩土工程勘察的等级如何划分？分级时应考虑的因素有哪些？2.岩土工程勘察分为几个勘察阶段？各个阶段的目的、任务和方法是什么？3.岩土工程勘察的方法有哪些？它们各自的特点是什么？,