导图社区 十一、岩土工程勘察基本技术要求
工程地质学基础881,总结了了解岩土工程勘察的分级、熟悉场地条件、工程特点和设计要求,合理布置勘察工作等内容。
编辑于2023-12-21 18:35:23十一、岩土工程勘察基本技术要求
1、了解岩土工程勘察的分级
工程重要性等级
场地复杂程度等级
地基复杂程度等级
工程地质勘察等级
2、熟悉场地条件、工程特点和设计要求,合理布置勘察工作
勘察阶段
可行性研究勘察
目的
满足选址或确定场地的要求
任务
对拟选场址的稳定性和适宜性作出工程地质评价,进行技术、经济认证和方案比较,满足确定场地的要求
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。
初步勘察
目的
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。此阶段是工程地质勘察的重要阶段,也是整个工程设计的重要阶段
方法
在分析已有资料的基础上,根据需要进行工程地质测绘,并以勘探、物探和原位测试为主
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
方法
以勘探和原位测试为主。
勘察任务设计
1. 要求达到的目的
2. 要求查明和评价的主要工程地质问题
3. 要求提供的岩土参数
4. 勘察工作内容、方法及工作量
5. 各项勘察工作的技术要求或应遵循的规范等技术标准
6. 对特殊岩土和专门地质条件的勘察要求
7. 对勘察工作的建议
8. 对提交成果的要求
9. 工作进度
10. 其它需要说明的问题
勘察任务书
1. 工程名称、地点及任务来源;
2. 勘察阶段、等级及目的
3. 工程概况:工程类型、规模、结构特点、载荷大小及分布情况、基础形式和埋置深度,工程场地的地形、地貌和地质特征、已往勘察工作及资料概况等
4. 勘察工作内容、方法及工程量
5. 应提交资料的形式、内容、比例尺及数量等
6. 工作进行程序、进度要求及需注意的问题
7. 勘探点的平面布置图、勘探线的预想剂面图、勘探孔的预想柱状图
勘察方法
工程地质测绘
以全面查明工程地质条件为主要目的的综合性测绘
另一种是对某一工程地质要素进行调查的专门性测绘
工程地质测绘特点
1. 工程地质学对地质现象的研究,应围绕工程的要求进行
对工程安全、经济和正常使用有影响的不良地质现象,应详细研究其分布、规模、形成机制、影响因素,定性和定量分析其对工程的影响程度,并预测其发展演化趋势,提出防治对策和措施。
对与工程无关的一般性地质现象可不予注意
2. 工程地质测绘要求的精度较高,对一些地质现象的观察描述,除了定性阐明其成因和性质外,还要测定必要的定量指标。所以,应在测绘期间,配合以一定的勘探、取样和实验工作,携带简易的勘探和测试工具
例如,岩土物理力学参数,节理裂隙的产状、隙宽和密度等。
3. 工程地质测绘经常采用大比例尺专门性测绘
各种地质现象的观测点需借助于经纬仪、水准仪等精密仪器测定其位置和高程,并标测在地形图上。
研究内容
1. 岩土体
2. 地质构造
3. 地形地貌水文地质条件
4. 工程动力地质现象
5. 天然建筑材料
范围
1. 建筑物的类型、规模
2. 建筑物规划和设计阶段
3. 工程地质条件的复杂程度
比例尺
常用比例尺
小、中比例尺测绘
可行性研究勘察阶段1:500001:5000
中、大比例尺测绘
初步勘察阶段1:10000~1:2000
大比例尺测绘
详细勘察阶段1:2000~1:500
影响因素
1. 勘察阶段
2. 建筑物类型规模
3. 工程地质条件复杂 程度
测绘精度
1. 在地质构造线、地层接触线、岩性分界线标准层位和每个地质单元体应有地质观测点
2. 地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定并应具有代表性
3. 地质观测点应充分利用天然和已有的人工露头,当露头少时,应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽
4. 地质观测点的定位应根据精度要求选用适当方法
地质构造线、岩性界线、软弱夹层、地下水露头和不良地质作用等特殊地质观测点,宜用仪器定位
工程地质勘探
主要任务
探明地下有关的地质情况,如地层岩性、断裂构造、地下水位、滑动面位置等
为深部取样及现场试验提供条件
采取岩土样及水样供室内试验分析
为现场原位试验(如岩土性质试验、地应力测量、水文地质试验等)提供场所
利用勘探坑孔可以进行某些项目的长期观测以及不良地质现象处理等工作
布置原则
勘探工作应在工程地质测绘基础上进行。通过工程地质测绘,对地下地质情况有一定的判断后,才能明确通过勘探工作需要进一步解决的地质问题,以取得好的勘探效果。否则,由于不明确勘探目的,将有一定的盲目性
无论是勘探的总体布置还是单个探点的设计,都要考虑综合利用。既要突出重点又要照顾全面,点面结合,使各勘探点在总体布置的有机联系下发挥更大的效用。
勘探布置应与勘察阶段相适应。不同的勘察阶段,勘探的总体布置、勘探点的密度和深度、勘探手段的选择及要求等,均有所不同。一般来说,从初期到后期的勘察阶段,勘探总体布置由线状到网状,范围由大到小,勘探点、线距离由稀到密;勘探布置的依据,由以工程地质条件为主过渡到以建筑物的轮廓为主。初期勘察阶段的勘探手段以物探为主,配合少量钻探和轻型坑探工程;而后期勘察阶段则往往以钻探和重型坑探工程为主
勘探布置应随建筑物的类型和规模而异。道路、隧道、管线等线型工程,多采用勘探线的形式,且沿线隔一定距离布置一垂直于它的勘探剂面。房屋建筑与构筑物应按基础轮廓布置勘探工程,常呈方形、长方形、工字形或丁字形;具体布置勘探工程时,又因不同的基础形式而异。桥基则采用由勘探线渐变为以单个桥墩进行布置的梅花形型式。建筑物规模愈大、愈重要者,勘探点(线)的数量愈多,密度愈大。而同一建筑物的不同部位重要性有所差别,布置勘探工作时应分别对待
勘探布置应考虑地质、地貌、水文地质等条件。一般勘探线应沿着地质条件等变化最大的方向布置。勘探点的密度应视工程地质条件的复杂程度而定,而不是平均分布。为了对场地工程地质条件起到控制作用,还应布置一定数量的基准坑孔(即控制性坑),其深度较一般性坑孔要大些。
在勘探线、网中的各勘探点,应视具体条件选择不同的勘探手段,以便互相配合取长补短,有机地联系起来。
钻探
钻探方法及设备
钻探工程地质工作
钻探设计书编制
钻孔观测和编录
岩心观察、描述和笔录
岩芯采取率
是指在一个回次中,所取岩芯的总长度与回次进尺的百分比。总长度包括比较完整的岩芯和破碎的碎块、碎屑和碎粉物质
岩芯获得率
是指在一个回次中,所取比较完整的岩芯长度与回次进尺的百分比。它不计入不成形的破碎物质。
岩石质量指标
是指采用直径 75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中连续取芯,在回次钻进所取岩芯中,长度大于 10cm 的岩芯段长度之和与该回次进尺的百分比
水文地质观测
钻进情况记录及描述
钻探资料整理
坑探
坑探方法
坑探地质工作
坑探工程设计书的编制
坑探工程的观察、描述
坑探工程展示图的绘制
探槽展视图
试坑(浅井、竖井)展视图
平碉展视图
坑洞的围岩稳定性研究
物探
电法勘探
地震勘探
磁法勘探
重力勘探
声波测量
放射性勘探
测井
岩土体取样
土样质量等级
原位应力状态、含水率、结构和组成成分等方面的变化
影响因素
不扰动
土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验
轻微扰动
土类定名、含水量、密度
显著扰动
土类定名、含水量
完全扰动
土类定名
取样工具
取样方法
钻进时应满足一定的钻进要求,力求不扰动或少扰动预计取样处的土层
到达预计取样位置后,在仔细清除孔底浮土情况下平稳、快速、连续地下放取土器,平稳提升取土器
对取出的土样应进行密封保存,并在规定时限内进行试验
工程地质测试与试验
测试内容
岩土体物理力学性质测试
岩土体物理、水理性质指标 (粒度成分、密度、稠度、可塑性、孔隙性和渗透性等)
岩土体力学性质指标(变形参数、强度参数等)
地应力测试
地应力大小、方向
地下水测试
岩土体渗透性
地下水水位
水质
孔隙水压力
动态变化
测试程序
试验方案制定和试验大纲编写
试验
试验资料整理与综合分析
原位测试
地应力测试
应力解除法
岩体在应力作用下产生变形 (或应变)。当需测定岩体中某点的应力时,可将该点一定范围内的岩体与基岩分离,使该点岩体上所受应力解除。这时由应力产生的变形 (或应变) 恢复。通过一定的测量元件和仪器测量出应力解除后的变形值,即可由确定的应力与应变关系求得相应应力值
表面应力解除法
孔底应力解除法
孔壁应力解除法
应力恢复法
水压致裂法
岩土体物理力学性质测试
土体试验
土体载荷试验
确定地基土承载力基本值
计算地基土变形模量
确定湿陷性黄土的湿陷起始压力
静力触探试验
划分土层及土类判别
求士层的工程性质指标
判断土的潮湿程度及密度
土的抗剪强度参数
求地基土基本承载力和确定单承载力
求饱和层固结系数及渗透系数
求土层压缩模量与变形模量
确定端持力层层位、厚度、埋深
动力触探试验
分类
圆锥动力触探
标准贯入试验
应用
划分土类
确定地基土承载力
求桩基承载力和确定桩基持力层
确定砂土密实度及液化势
确定粘性土稠度及粘聚力和内摩擦角
旁压试验
确定地基承载力标准值
计算地基的旁压模量,求取土的变形模量
十字板剪切试验
估算地基允许承载力
预估极限端阻力和极限侧摩阻力
岩体试验
岩体变形试验
静力法
原理
在选定的岩体表面、槽壁或钻孔壁面上施加一定的载荷,并测定其变形;然后绘制出压力-变形曲线,计算岩体的变形参数
分类
承压板法
刚性承压板
P-W曲线及变形模量
柔性承压板
狭缝法
钻孔变形法
水压法
动力法
岩体强度试验
直剪试验 (包括结构面剪切)
剪断岩体剪切
沿结构面剪切
岩体与混凝土接触面剪切
抗剪断试验是试件在一定的法向应力作用下沿某一剪切面剪切破坏的试验,所求得的强度为试体沿该剪切面的抗剪断强度 摩擦试验是试件剪断后沿剪切面继续剪切的试验,所求得的强度为试件沿该剪切面的残余剪切强度
单轴抗压试验
三轴抗压试验
声波测试
原理
工程声波测试通常是通过声波仪发生的电脉冲 (或电火花) 激发声波,并测定其在岩体中的传播速度,据上述波动理论求取岩体动力学参数
分类
单孔法
跨孔法
表面测试法
应用
可以评价岩体的力学性质、岩体质量、风化程度及其各向异性特征
波速指标进行岩体风化分带、岩体分类和确定地下碉室围岩松弛带
地下水测试
抽水试验
原理
在现场打钻孔并下抽水管,自孔中抽水使地下水位下降并在一定范围内形成降落漏斗。当孔中水位稳定不变后,降落漏斗渐趋稳定。此时漏斗所达到的范围,即为抽水影响范围。在井壁至影响范围边界的距离,称为影响半径。根据抽水试验所观测到的水位与水量等数据按地下水动力学公式即可计算含水岩土体的渗透系数等水文地质参数。抽水试验适应于求取地下水位以下含水层渗透系数的情况,不适应于地下水位以上和不含水岩土体的情况
目的
含水岩土体的渗透系数
给水度
地下水流向等水文地质参数
分类
抽水试验按布孔方式、试验方法与要求
单孔抽水
多孔抽水
简易抽
按抽水孔进入含水层深浅及过滤器工作部分长度
完整井抽水
非完整井抽水
按抽水孔水位、水量与抽水时间的关系
稳定流抽水
非稳定流抽水
压水试验
注水试验
钻孔注水试验
通常用于地下水埋藏深,抽水试验有困难
为求得包气带岩土层的渗透系数等
渗水试验
是野外测定包气带非饱和岩 (土)层渗透系数的简易方法,试验所依据的基本原理是达西定律
室内试验
岩土体物理力学性质测试
土常规试验
高压固结
三轴剪切
渗透与流变
工程地质勘察成果整理
岩土参数的分析和选定
岩土参数的可靠性和适用性
评价指标 用以评价岩土的性状,作为划分地层鉴定类别的主要依据
计算指标 用以设计岩土工程,预测岩土体在载荷和自然因素作用下的力学行为和变化趋势,并指导施工和监测
取决于岩土体受到扰动的程度和试验标准。
岩土参数的统计分析
由于岩土体的非均质性和各向异性以及参数测定方法、条件与工程原型之间的差异等种种原因,岩土参数是随机变量,变异性较大。故在进行岩土工程设计时,应在正确划分工程地质单元和层位的基础上进行统计分析,了解各项指标的概率系数,确定其标准值和设计值。
岩土参数的标准值和设计值
一般情况下,应提供岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的数量
在承载能力极限状态下,计算所需要的岩土参数标准值
工程地质勘察报告
工程地质报告
1. 委托单位、场地位置、拟建工程概况,勘察的目的、要求和任务,以往的勘察工作及已有资料情况,依据的技术标准
2. 勘察方法及勘察工作量布置,包括各项察工作的数量布置及依据,工程地质测绘勘探、取样、室内试验、原位测试等方法的必要说明
3. 场地工程地质条件分析,包括地形地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性
4. 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
5. 地下水埋藏情况、类型、水位及其变化
6. 土和水对建筑材料的腐蚀性
7. 可能影响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
工程地质图