导图社区 工程地质勘查
《工程地质学》中“工程地质勘查”部分的知识导图。
编辑于2021-05-08 15:09:17工程地质勘查
建筑工程地质勘查
工程地质勘查等级
工程地质勘查阶段
1.可行性研究勘查阶段(应符合选择场址方案的要求)
可行性研究勘查阶段,也是选址阶段,该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。
在确定建筑场地时,在工程地质条件方面,宜避开下列地区或地段
1.不良地质作用发育,且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的
2.地基土性质严重不良的。
3.对建(构)筑物抗震危险的
4.洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响的
5.地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区
本阶段的工程地质勘查工作要求
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,不良地质作用及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。
2.初步勘查阶段(应符合初步设计的要求)
初步勘查阶段应对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价。
本阶段的工程地质勘查工作有
1.搜集拟建工程的可行性研究报告,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,地下水埋藏条件及冻结深度,初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性
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.对抗震设防烈度大于或等于6度的场地。应初步判定场地和地基的地震效应
5.对高层建筑可能采取的地质基础类型,基坑开挖与支护,工程降水方案进行初步分析评价
初步勘查应在搜集分析已有资料的基础上,根据需要进行工程地质测绘或调查以及勘探,测试和物探工作。
3.详细勘查(应符合施工图设计的要求)与施工勘查阶段
详细勘查应密切结合技术设计或施工图设计,按单体建筑物或建筑群提出详细工程地质资料和设计,施工所需的岩土参数,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护等提出建议。详细勘查的具体内容应建筑物的具体情况和工程要求而定。
基坑或基槽开挖后,若发现岩土条件与勘查资料不符合,或者施工中发现必须查明的异常情况时,应进行施工勘查,并进行必要的检测和监测,以解决施工中的工程地质问题,提出相应的勘查资料。具体内容视工程要求而定
工程地质测绘和调查
岩石出露或地貌,地质条件较复杂的场地,应进行工程地质测绘。对地质条件简单的场地,可用调查代替工程地质测绘。
工程地质测绘和调查宜在可行性研究或初步勘查阶段进行,在详细勘查阶段可对某些专门地质问题做补充调查
1.工程地质测绘和调查的内容及比例尺
工程地质测绘和调查是早期工程地质勘查阶段的主要勘查方法,它的任务是在地形地质图上填绘出测区的工程地质条件
测绘和调查的成果是提供给其他工程地质工作如勘探,取样,试验,监测等的规划,设计和实施的基础
工程地质测绘和调查仅是在野外的地表进行填图,要完全掌握一个地区的工程地质条件,单靠地表测绘填图是不够的,要获得高质量的测绘图件尚须有勘探,试验等工作配合
工程地质测绘和调查的内容包括工程地质条件的全部因素,即测绘和调查拟建场地的地层,岩性,地质构造,地貌,水文地质条件。不良地质作用,已有建筑物的变形和破坏状况和建筑经验,可利用的天然建筑材料的质量及其分布等。因而,工程地质测绘和调查是多种内容的测绘和调查,它有别与矿产地质或普查地质测绘和调查。工程地质测绘和调查是围绕工程建筑所需的工程地质问题而进行的。假如测区已进行过地质,地貌,水文地质等方面的测绘和调查,则工程地质测绘和调查可以此为基础以工程地质观点进行工程地质条件的综合。如尚缺一些内容,须做一些补充性的专门工程地质测绘和调查工作。如没有上述的地质,地貌等基础材料,则须进行上述全部内容的测绘和调查。这种测绘和调查称为综合性工程地质测绘和调查
工程地质测绘和调查的范围,应包括场地及其附近地段。测绘的比例尺一般可有以下三种
小比例尺测绘:比例尺1:5000~1:50000,一般在可行性研究勘查(选址勘查)时使用,是为了了解区域性的工程地质条件
中比例尺测绘:比例尺1:2000~1:5000,一般在初步勘测阶段时采用
大比例尺测绘:比例尺1:500~1:2000适用于详细勘查阶段
当遇到对工程有重要影响的地质单元体(滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等),可采用扩大的比例尺
2.工程地质测绘和调查方法
工程地质测绘和调查方法
像片成图法
利用地面摄影或航空(卫星)摄影的像片,在室内进行解译,结合所掌握的区域地质资料,划分地层岩性,地质构造,地貌,水系和不良地质作用等,并在像片上选取需要调查的若干地点和路线,然后据此做实地调查,进行核对修正和补充。将调查得到的资料转绘在高等线图上而成工程地质图
实地测绘调查法
路线法
沿着一些选择的路线,穿越测绘场地,将沿线所测绘或调查到的地层,构造,地质现象,水文地质,地质和地貌界线等填绘在地形图上。
一般用于中,小比例尺的工程地质测绘
路线形式可为直线形或折线形。观测路线应选择在露头及覆盖层较薄的地方。观测路线方向应大致与岩层走向,构造线方向及地貌单元相垂直,这样可以用较少的工作量获得较多工程地质资料。
布点法
根据地质条件复杂程度和测绘比例尺的要求,预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。
观测点一般布置在观测路线上,但观测点应根据观察目的和要求进行布点,例如为了研究地质构造,地质界限线,不良地质作用,水文地质等不同目的。布点法是工程地质测绘的基本方法,常用于大中比例尺的工程地质测绘
追索法
沿着地层走向或某一地质构造线或某些不良地质作用界线进行布点追索,主要目的是查明局部的工程地质问题。
追索法常在布点法或路线法基础上进行,它是一种辅助方法
当改地区没有航测等像片时,工程地质测绘和调查主要依靠野外工作,即实地测绘调查法。
3.遥感技术在工程地质测绘中的应用
根据电磁辐射的理论,应用现代技术中的我各种探测器,对远距离目标辐射来的电磁波信息进行接受,传送到地面接收站加工处理成遥感资料(图像或数据),用来探测识别目标物的整个过程。
步骤
1.初步解译阶段
2.野外踏勘和验证阶段
3.成图阶段
遥感影像资料比例尺,可按下列要求选用
1.航片比例尺,宜用1:25000~1:100000
2.陆地卫星影像宜采用不同时间各个波段的1:250000~1:500000黑白像片和假彩色合成或者其他增强处理的图像
3.热红外图像的比例尺不宜小于1:50000
工程地质勘探和取样
工程地质勘探是在工程地质测绘和调查的基础上,为了进一步查明地表以下工程地质问题,取得深部工程地质资料而进行的。
勘探方法
井探,槽探和洞探
井探,槽探是用人工或机械方式挖掘井,槽,以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间接触关系等地质结构,并能取出接近实际的原状结构土样。
探井,探槽的深度不宜超过地下水位。
在坝址,地下工程,大型边坡等勘查中,当需要详细查明深部岩层性质,构造特征时,可采用竖井或平洞进行勘探
钻探
概述
工程地质钻探是获取地表下准确的地质资料的重要方法,而且通过钻探的钻孔采取原状岩土土样和进行现场力学试验也是工程地质钻探的任务之一
钻探是指在地表下用钻头钻进地层的勘探方法。在地层内钻成直径较小并具有相当深度的圆筒形孔眼的孔称为钻孔。通常将直径达500mm以上的钻孔称为钻井。
钻孔上面口径较大,越往下越小,成阶梯状。钻孔的上口称孔口;底部称孔底;四周侧壁称孔壁。钻孔断面的直径称孔径;由大孔径改为小孔径称换径。从孔口到孔底的距离称为孔深。
钻孔的直径,深度方向取决于钻孔用途和钻探地点的地质条件。钻孔的直径一般为75~150mm,有时可达到500mm。钻孔的深度由数米至上百米,视工程要求和地质条件而定,一般的建筑工程地质钻探深度在数十米以内。钻孔的方向一般为垂直,也有打成倾斜的钻孔,这种孔称之为斜孔。在地下工程中有打成水平甚至直立向上的钻孔
钻探过程
1.破碎岩石
在工程地质钻探中广泛采用人力和机械方法,使小部分岩石脱离整体而成为粉末,岩石块或岩石芯的现象,这叫做破碎岩土。岩土之所以被破碎是借助冲击力,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(抽筒,勺形钻头,螺旋钻头,取土器,岩芯管等)靠人力或机械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
钻进方法(根据岩土破碎的方式划分)
冲击钻进
此法采用底部圆环状的钻头。钻进时将钻具提升到一定高度,利用钻具自重,迅猛放落,钻具在下落时产生冲击动能,冲击孔底土层,使岩土达到破碎之目的而加深钻孔
回转钻进
此法采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进。钻进中施加钻压,使钻头在回转中切入岩土层,达到加深钻孔的目的。在土质地层中钻进,有时为有效地,完整地揭露标准地层,还可以采用勺形钻钻头或提土钻钻头进行钻进
综合式钻进
此法是一种冲击回转综合式的钻进方法。它综合了前两种钻进方法在地层钻进中的优点,以达到提高钻进效率的目的。其工作原理是:在钻进过程中,钻头施加一定的动力,对岩石产生冲击作用,使岩石的破碎速度加快,破碎粒度比回转剪切粒度增大,同时由于冲击力的作用使硬质合金刻入岩石深度增加,在回转中将岩石剪切掉。这样就大大提高了钻进的效率
振动钻进
此法采用机械动力所产生的振动力,通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。由于振动器高速振动的结果,圆筒钻头依靠钻具和振动器的重量使得土层更容易被切削而钻进,且钻进速度较快。这种钻进方法主要适用于粉土,砂土,较小粒径的碎石层以及黏性不大的黏性土层。
钻孔地质柱状图
钻孔地质柱状图是根据对钻孔岩芯土样的观察鉴定,取样分析所获资料而编制成的一种原始图件将钻孔所穿过的地层综合而成的图表
岩土试样的采取
工程地质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,以获得可靠的岩土物理学指标。
在实际工程地质勘查的钻探中,要取得完全不扰动的原状土试样是不可能的。造成土样扰动的原因
1.外界条件引起的图试样的扰动,如钻进工艺,钻具选用,钻压,钻速,取土方法选择等,若在选用上不够合理时,都会造成其土质的天然结构被破坏
2.采样过程造成的土体中应力条件发生了变化,引起土样内质点间相对位置的位移和组织结构的变化,甚至出现质点间原有黏聚力的破坏
3.采取土样时,需要取土器采取,但无论采用何种取土器,它都有一定的壁厚,长度和面积,当切入土层时,会使土试样产生一定的压缩变形,壁越厚所排开的土体越多,其变形量越大,这就造成土试样更大的扰动。
在钻孔取样时,采用薄壁取土器所采得的土样定为I~II级;对于采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土样定为II~III级;对于采用标准贯入器,螺旋钻头或岩芯钻头所采得的黏性土,粉土,砂土和软岩的试样皆定为III~IV级。
地球物理勘探
通过研究和观测各种地球物理理场的变化来探测地层岩性,地质构造等地质条件。
适用场合
作为钻探的先行手段,了解隐蔽的地质界限,界面或异常点
作为钻探的辅助手段,在钻孔之间增加地球物理勘探点,为钻探成果的内插,外推提供依据
作为原位测试手段测试岩土的波速,动弹性模量,动剪切模量,卓越周期,电阻率,放射性辐射参数,土对金属的腐蚀性等参数
工程地质勘查报告书和图件
工程地质报告书的内容
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.勘查方法和勘查工作布置
4.场地地形,地貌,地层,地质构造,岩土性质及其均匀性
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.可能影响工程稳定性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
工程地质图和其他附件
1.勘查点平面位置图
2.工程地质剖面图
3.地层综合柱状图(或分区地层综合柱状图)
4.土工试验图表
5.现场原位测试图件
6.其他专门图件
公路工程地质勘查
概述
公路工程包括
路基工程
桥梁工程
隧道工程
公路工程地质勘查可分为
1.预可行性研究
了解建设项目所处区域的工程地质条件及存在的工程地质问题
2.可行性研究勘查
初步查明公路沿线的工程地质条件和对工程建设有影响的工程地质问题
3.初步勘查
符合初步设计要求
4.详细勘查
符合施工图要求
路基工程地质勘查
路基工程地质问题
路基边坡稳定性问题
路基基底稳定性问题
道路冻害问题
建筑材料问题
勘查的基本内容与要求
初步勘查阶段
1.一般路基
2.高路基
3.陡坡路基
4.深路堑
详细勘查阶段
桥梁工程地质勘查
桥梁工程地质问题
活动性地质构造
不良地质作用及岸坡稳定性
地基稳定性和冲刷
根据工程地质条件选择桥位应符合下列原则
1.桥位应选择在河道顺直,岸坡稳定,地质构造简单,基底地质条件良好的地段
2.桥位应避开区域性断裂及活动性断裂。无法避开时,应垂直断裂构造线走向,以最短的距离通过
3.桥位应避开岩溶,滑坡,泥石流等不良地质及软土,膨胀性岩土等特殊性岩土发育的地段
勘查的基本内容与要求
初步勘查阶段
子主题
详细勘查阶段
隧道工程地质勘查
隧道工程地质问题
1.洞口附近不良地质作用
2.洞口附近不良地质作用
3.围岩失稳塌方及大变形
4.突水突泥
5.瓦斯突出
根据工程地质条件选择隧道的位置,应符合下列规定
1.隧道应选择在地层稳定,构造简单,地下水不发育,进出口条件有利的位置,隧道轴线宜与岩层,区域构造线的走向垂直
2.隧道应避免沿褶皱轴部,平行于区域性大断裂,以及在断裂交汇部位通过
3.隧道应避开高应力区,无法避开时洞轴线宜平行最大主应力方向
4.隧道应避免通过岩溶发育区,地下水富集区和地层松软地带
5.隧道洞口应避开滑坡,崩塌,岩堆,危岩,泥石流等不良地质,以及排水困难的低谷低洼地带
6.傍山隧道,洞轴线宜向山体一侧内移,避开外侧构造复杂,岩体卸荷开裂,风化严重以及堆积层和不良地质地段
勘查的基本内容与要求
初步勘查阶段
详细勘查阶段
港口工程地质勘查
港口工程地质问题
勘查的基本内容与要求
可行性研究阶段勘查
初步设计阶段勘查
施工图设计阶段勘查
施工期勘查