工程地质模块九.pptx

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1、模块9工程地质勘察010203工程地质勘察概述工程地质测绘和调查工程地质勘探PART ONEPART TWOPART THREE04工程原位测试PART FOUR目 录C O N T E N T SC O N T E N T S05现场检验与监测PART FIVE01工程地质勘察概述从总体来说，工程地质勘察的任务是为工程建设规划、设计、施工提供可靠的地质依据，以充分利用有利的自然和地质条件，避开或改造不利的地质因素，保证建筑物的安全和正常使用。其主要任务有以下几点：（1）查明区域和建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对区域稳定性和场地稳定性做出评价。9

2、.1.1工程地质勘察的任务（2）分析评价与建筑有关的工程地质问题，为建筑物的设计、施工和运行提供可靠的地质依据。（3）选择地质条件优良的建筑场址，对建筑总平面布置、建筑物的结构、尺寸及施工方法提出合理建议。（4）拟订改善和防治不良地质条件的方案及措施，包括提出岩土体加固处理等建议。（5）预测工程施工、运营过程对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施。9.1.1工程地质勘察的任务工程地质勘察阶段的划分与设计阶段的划分一致。一般的建筑工程设计分为可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段。为了提供各设计阶段所需的工程地质资料，勘察工作也相应地划分为可行性研究勘察（选址勘察）、初步勘察、详细勘察三

3、个阶段。9.1.2工程地质勘察的阶段划分对于工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要建筑物地基，还要进行预可行性研究及施工勘察；对于已有较充分的工程地质资料或工程经验的工程，可简化勘察阶段或简化勘察工作内容。1.可行性研究勘察阶段可行性研究勘察工作对于大型工程是非常重要的环节，其目的在于从总体上判定拟建场地的工程地质条件是否适宜进行工程建设。一般通过几个待选场址工程地质资料的对比分析对拟选场址的稳定性和适宜性做出工程地质评价。9.1.2工程地质勘察的阶段划分选择场址阶段应进行下列工作：（1）收集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质和建筑经验等资料。（2）在充分收集和分析已有资料的基础上

4、，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及必要的勘探工作。9.1.2工程地质勘察的阶段划分在选址时，宜避开下列地段：（1）不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段。（2）地基土性质严重不良的地段。（3）对建筑抗震不利的地段，如设计地震烈度为度或度且附近存在活动断裂带的场区。（4）洪水或地下水对场地有严重不良影响且又难以有效控制的地段。（5）地下有未开采的有价值矿藏、文物古迹或未稳定的地下采空区上的地段。9.1.2工程地质勘察的阶段划分2.初步勘察阶段初步勘察

5、阶段是在选定的建设场地上进行的。根据选址报告书了解建设项目类型、规模、建筑物高度、基础的形式及埋置深度和主要设备等情况。初步勘察的目的是对场地内建筑地段的稳定性做出评价和为确定建筑总平面布置、主要建筑物地基基础设计方案及不良地质现象的防治工程方案做出工程地质论证。9.1.2工程地质勘察的阶段划分本阶段的主要工作如下：（1）搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料及工程场地范围的地形图。（2）初步查明地层结构、地质构造、岩石和土的性质，地下水埋藏条件、冻结深度，不良地质现象的成因、分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。当场地条件复杂时，应进行工程地质测绘与调查。9.1.2工程地质勘

6、察的阶段划分（3）对抗震设防烈度为度及度以上的建筑场地，应判定场地和地基的地震效应。初步勘察应在收集分析已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘、勘探及测试工作。3.详细勘察阶段在初步设计完成之后进行详细勘察，为施工图设计提供资料。时场地的工程地质条件已基本查明。所以详细勘察的目的是提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数，对建筑地基做出岩土工程评价，为基础设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工作等具体方案做出论证及结论。详细勘察阶段的主要工作如下：（1）取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图，各建筑物的地面整平标高，建筑物的性质和规模，可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度，建筑物的

7、单位荷载和总荷载、结构特点和对地基基础的特殊要求。（2）查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议。9.1.2工程地质勘察的阶段划分（3）查明建筑物范围内各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性及承载力。（5）对抗震设防烈度大于或等于度的场地，应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于度的场地，还应分析预测地震效应，判定饱和砂土与粉土的地震液化可能性，并对液化等级做出评价。（4）对需进行沉降计算的建筑物，提出地基变形计算参数，预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜。（6）查明地下水的埋藏条件，判定

8、地下水对建筑材料的腐蚀性。当需基坑降水设计时，还应查明水位变化幅度与规律，提供地层的渗透性系数。9.1.2工程地质勘察的阶段划分（7）提供深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程及环境的影响。9.1.2工程地质勘察的阶段划分（8）为选择桩的类型、长度，确定单桩承载力，计算群桩的沉降及选择施工方法提供岩土技术参数。详细勘察的主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可以补充一些地球物理勘探、工程地质测绘和调查工作。详细勘察的勘探工作量应按照场地类别、建筑物特点及建筑物的安全等级和重要性来确定。对于复杂场地，必要时可选择代表性地段布置适量的

9、探井。9.1.2工程地质勘察的阶段划分02工程地质测绘和调查工程地质测绘和调查是通过收集资料、调查访问、地质测量、遥感解译等方法来查明场地的工程地质要素，并绘制相应的工程地质图件的一种工程地质勘察方法。对岩石出露的地貌、地质条件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。工程地质测绘宜在可行性研究或初步勘察阶段进行。在详细勘察阶段可对某些专门地质问题做补充调查。9.2工程地质测绘和调查1.工程地质测绘与调查范围工程地质测绘与调查范围要求包括场地及其附近地段。一般情况下，测绘范围应大于建筑占地面积，但也不宜过大，以解决实际问题的需要为前提。一般情况下应考虑以下因

10、素：9.2.1工程地质测绘和调查的主要内容（1）建筑的类型。对于工业与民用建筑，测绘范围应包括建筑场地及其邻近地段；对于渠道和各种线路，测绘范围应包括线路及轴线两侧一定宽度范围内的地带；对于洞室工程的测绘，不仅应包括洞室本身，还应包括进洞山体及其外围地段。9.2.1工程地质测绘和调查的主要内容（2）工程地质条件的复杂程度。主要考虑动力地质作用可能影响的范围。若建筑物拟建在靠近斜坡的地段，则测绘范围应考虑到邻近斜坡可能产生不良地质现象的影响地带。2.工程地质测绘比例尺（1）在可行性研究勘察阶段进行城市规划或工业布局时，可选用150 000110 000的小比例尺；在初步勘察阶段可选用110 00

11、012 000的中比例尺；在详细勘察阶段可选用12 0001200的大比例尺。9.2.1工程地质测绘和调查的主要内容（2）当工程地质条件复杂时，比例尺可适当放大；对工程有重要影响的地质单元体（如滑坡、断层、软弱夹层、洞穴等），必要时可采用扩大比例尺表示。（3）建筑地基的地质界线和地质观测点的测绘精度在图上的误差不应超过3 mm。3.工程地质测绘的主要内容（1）地貌条件。查明地形、地貌特征及其与地层构造、不良地质作用的关系，并划分地貌单元。（3）地质构造。主要研究测区内各种构造形迹的产状、分布、形态、规模及结构面的力学性质，分析所属构造体系，明确各类构造岩的工程地质特性。分析其对地貌形态、水文地

12、质条件、岩体风化等方面的影响，还应注意新构造活动的特点及其与地震活动的关系。（2）地层岩性。地层岩性是研究各种地质现象的基础，是评价工程地质的一种基本因素。因此，应调查地层岩土的性质、成因、年代、厚度和分布，对岩层应确定其风化程度，对土层应区分新近沉积土、各种特殊性土。（4）水文地质条件。查明地下水的类型、补给来源、排泄条件及径流条件，井、泉的位置，含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况及其与地表水体的关系等。9.2.1工程地质测绘和调查的主要内容9.2.1工程地质测绘和调查的主要内容（5）不良地质现象。查明岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、冲沟、断裂、地震震害和岸边冲刷等不良地质现象的

13、形成、分布、形态、规模、发育程度及其对工程建设的影响；调查人类工程活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震等；监测建筑物变形，并搜集临近工程的建筑经验。1.工程地质测绘方法工程地质测绘有相片成图法和实地测绘法。（1）相片成图法。相片成图法是利用地面摄影或航空（卫星）摄影的相片，在室内根据判释标志，结合所掌握的区域地质资料把判明的地层岩性、地质构造、地貌、水系和不良地质现象等调绘在单张相片上，并在相片上选择需要调查的若干地点和线路，然后据此做实地调查，进行核对、修正和补充，将调查的结果转绘在地形图上形成工程地质图。9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度（2）

14、实地测绘法。当该地区没有航测等相片时，工程地质测绘主要依靠野外工作，即实地测绘法。常用的实地测绘法有以下三种：路线法。路线法是指沿着一定的路线穿越测绘场地，将沿线所观测或调查的地层界线、构造线、地质现象、水文地质现象、岩层产状和地貌界线等填绘在地形图上。9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度路线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。观测路线的方向大致与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直，这样就可以用较少的工作量获得较多的工程地质资料。布点法。布点法是指根据地质条件的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，但要考

15、虑观测的目的和要求，如为了观察研究不良地质现象、地质界线、地质构造及水文地质等。布点法是工程地质测绘中的基本方法，常用于大、中比例尺的工程地质图测绘。9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度追索法。追索法是指沿地层走向或某一地质构造线，或某些不良地质现象界线进行布点追索，主要目的是查明局部的工程地质问题。追索法通常是在布点法或线路法基础上进行的，是一种辅助方法。2.工程地质测绘的精度工程地质测绘的精度是指在工程地质测绘中对地质现象观察描述的详细程度，以及工程地质条件各因素在工程地质图上反映的详细程度和精确程度。为了保证工程地质图的质量，测绘精度必须与工程地质图的

16、比例尺相适应。9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度观察描述的详细程度是以单位测绘面积上观察点的数量和观察线路的长度表示的，通常不论其比例尺多大，一般以图上每1 cm2范围内有一个观察点来控制观察点的平均数。观察点的分布一般不是均匀的，应该在工程地质条件复杂的地段多一些，简单的地段少一些，应该布置在最能反映工程地质条件的关键位置上。为了保证工程地质图的详细程度，还要求工程地质条件各因素的单元划分与比例尺相适应。厚度或宽度小于2 mm的重要地质单元，如软弱夹层、滑坡、溶洞或崩塌等，则应该采用扩大比例尺表示。般规定岩层厚度在图上的最小投影宽度大于2 mm的地质单元，均应按照比例尺反映在图上。地质界线

17、、地质点的测绘精度，在图上的误差不应超过3 mm。9.2.2工程地质测绘方法及测绘精度03工程地质勘探当地表缺乏足够、良好的露头，不能对地下一定深度内的地质情况做出有充足根据的判断时，就必须进行适当的地质勘探工作。工程地质勘探是探明深部地质情况的一种可靠方法，一般在工程地质测绘的基础上进行，它可以直接或间接深入地下岩土层取得所需要的工程地质资料。勘探的方法主要有地球物理勘探、钻探、井探和槽探等。9.3工程地质勘探地球物理勘探简称物探，是利用专门仪器探测地壳表层各种地质体的物理场，包括电场、磁场、重力场、弹性波应力场等，通过测得的物理场特性和差异来判明地下各种地质现象、获得某些物理性质参数的一种

18、勘探方法。因为组成地壳的各种不同岩层介质的密度、导电性、磁性、弹性、放射性及导热性等方面存在差异，这些差异将引起相应的地球物理场的局部变化，所以，通过测量这些物理场的分布和变化特性，结合已知的地质资料进行分析和研究，就可以推断出地质体的性状。9.3.1地球物理勘探与钻探相比，物探具有设备轻便、成本低、效率高和工作空间广的优点，但是这类方法往往受到非探测对象的影响和干扰及仪器测量精度的局限，其分析解释的结果就显得较为粗略，且具有多解性。为了获得较确切的地质成果，在物探工作之后，还常利用钻探、井探或槽探来验证。9.3.1地球物理勘探物探按照利用岩土物理性质的不同，可以分为电法勘探、地震勘探、声波探

19、测及磁法勘探等方法。其中，应用最广泛的物探方法是电法勘探和地震勘探，并常在初期的工程地质勘察中使用，配合工程地质测绘，初步查明勘察区的地下地质情况，此外还用于查明古河道、洞穴、地下管线等的具体位置。9.3.1地球物理勘探1.电阻率法勘探（1）电阻率法勘探的基本原理。电法勘探的种类很多，其中比较常用的是电阻率法勘探，它是研究地下地质体电阻率差异的一种物探方法。该法通常是通过电测仪测定人工或天然电场中岩土地质体的导电性大小及其变化，再经过与专门量板对比分析，从而区分地层、构造、覆盖层和风化层的厚度、含水层的分布和深度、古河道、主导充水裂隙方向等。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

20、。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，单位一般采用欧姆米，记作 m。影响岩土电阻率大小的因素很多，主要是岩石成分、结构、构造、空隙、含水性等。9.3.1地球物理勘探如第四纪的松散土层中，干的沙砾石的电阻率高达几百至几千欧姆米，饱水的沙砾石的电阻率只有几十欧姆米，电阻率显著降低。在同样的饱水条件下，粗颗粒的沙砾石电阻率比细颗粒的细砂、粉砂高。潜水位以下的高阻层位反映粗颗粒含水层的存在，作为隔水层的黏土电阻率远比含水层低。正是因为存在电阻率的差异，所以才能采用电阻率法来勘探沙砾石层与黏土层的分布。电阻率法勘探的原理如图9-1所示，供电极A、B与电源及安培表连接，

21、测定电流I。测量电极M、N与电位计连接，测量电位差UMN。四个电极（铜棒）以测点O为中心对称地打入地表地层，在地表勘探线上的各个点进行测量，即得到不同岩层的电阻率值。9.3.1地球物理勘探I为测得的电流值（A）;K为装置系数，与供电和测量电极间距有关。9.3.1地球物理勘探根据电阻率值，绘制电测剖面曲线或电阻变化表，并进行分析，即可得到电测结果。应该指出，当在各向同性的均质岩层中测量时，无论电极装置如何，所得的电阻率应当相等，即地层的真电阻率。但实际工作中所遇到的地层既不同性又不均质，所得电阻率并非真电阻率，而是非均质体的综合反映，称其为视电阻率。9.3.1地球物理勘探（2）电阻率法勘探的种类

22、。由于电极布置的方法不同，所反映的地质情况也不同，可将电阻率法分为电测深法、电剖面法及中间梯度法等。9.3.1地球物理勘探电测深法。电测深法是在地表以某一点（常测点）为中心，用不同供电极距测量不同深度岩层的视电阻率值，以获取该点处的地质断面的方法。以图9-1为例，选定中心点O的位置后，逐渐加大A、B的间距和相应加大M、N的间距来测定中心点O下不同深度处的电阻率值。A、B间的距离越大，输送电流的入地深度越深，因而测量深度越大。连续测量后，用得到的资料绘制测深曲线。将测深曲线和理论曲线（量板）进行对比，就能推断出岩土层的深度、厚度或有无地下水存在。9.3.1地球物理勘探9.3.1地球物理勘探电剖面

23、法。电剖面法是测量电极和供电电极的装置不变，而测点沿某一方向移动，用于探测一定深度处岩土层电阻率值的水平变化规律的方法。在图9-1中，将具有固定供电极距和测量极距的AMNB装置，沿规定的测绘线方向移动，每变换一个测点，测量一次电阻率，从而得到某深度处岩土层电阻率值在平面上的分布情况。当需要了解岩土层的不均匀程度时，应在平面上测量若干剖面。中间梯度法。中间梯度法是指将供电电极A、B的间距固定不变，电极M、N在其中部约1/3的地段沿AB线或平行于AB线测量，这样的电场被认为是均匀的。9.3.1地球物理勘探若测量范围内有高低电阻不均匀地质体，则电阻率将反映出极大或极小值。中间梯度法一般用来探测陡倾角

24、高阻的带状构造，测线应垂直带状构造布置。2.地震勘探法地震勘探法也是广泛用于工程地质勘探的一种方法。是利用地质介质的波动性来探测地质现象的一种物探方法。根据不同介质弹性波传播速度的差异来判断地质现象。其基本原理是利用爆炸或敲击的方法向岩体内激发地震波，地震波以弹性波动方式在岩体内传播。按弹性波的传播方式，地震勘探可分为直达波法、反射波法和折射波法。9.3.1地球物理勘探直达波是由地下爆炸或敲击直接传播到地面接收点的波，直达波法就是利用地震仪器记录直达波传播到地面各接收点的时间和距离，然后推算地基土的动力参数的一种勘探方法。反射波或折射波则是由地面产生、激发的弹性波在不同地层的分界面发生反射或折

25、射而返回到地面的波，反射波法或折射波法就是利用反射波或折射波传播到地面各接收点的时间，并研究波的振动特性，确定引起反射或折射的地层界面的埋深、产状、岩性等的一种勘探方法，如图所示。9.3.1地球物理勘探地震勘探可以用于了解地下地质构造，如基岩面、覆盖层厚度、风化层、断层等。根据要了解的地质现象深度和范围的不同，可以采用不同频率的地震勘探方法。一般来讲，地震勘探较其他物探方法准确，而且能探测地表以下很大的深度。9.3.1地球物理勘探3.声波探测声波探测属于弹性波勘探的一种方法。它与地震勘探的区别主要是：地震勘探用的是低频弹性波，频率范围从几赫兹到几百赫兹，主要是利用反射波和折射波勘探大范围的地下

26、较深处的地质情况；声波探测用的是高频振动，常用频率为几千赫兹到20 kHz。主要是利用直达波的传播特点了解较小范围岩体的结构特征，研究节理、裂隙发育情况，评价隧道围岩稳定性等，以便解决岩体工程地质力学等方面的一些问题。根据岩体弹性纵波速度vpm和岩石弹性纵波速度vpr，得到的岩体完整性系数Kv是判定岩体质量和围岩分级的重要指标。因此，对于重要工程应尽量开展地震勘探和声波探测。9.3.1地球物理勘探4.磁法勘探磁法勘探是以测定岩石磁性差异为基础的方法，用这种方法可以确定岩浆岩体的分布范围、接触带位置，还可以寻找岩脉、断层等。9.3.1地球物理勘探钻探是指采用一定的设备、工具来破碎地壳岩石或土层，

27、从而在地壳中形成一个直径较小、深度较大的钻孔，通过采集岩芯或观察孔壁来探明深部地层的工程地质资料，补充和验证地面测绘资料的勘探方法。钻探是工程地质勘察中应用最为广泛的一种勘探手段。9.3.2工程地质钻探1.工程地质钻探的目的钻探是用钻机在地层中钻孔，以鉴别和划分地层以及查明地下水的埋藏分布特征，并可以沿孔深取样以进行岩土的室内物理力学性质试验或者直接在钻孔中进行原位试验或观测。（2）可对于在钻孔中所取的保持原状结构的试样进行岩石的物理力学性质试验。（1）通过钻探所采取的岩芯标本、钻进速度及回水情况，可了解不同深度处的岩石性质、地层构造、裂隙构造、断层破碎带及风化破碎情况。（3）在钻孔中可以观察

28、地下水的水位及其动态变化，还可以在孔中进行所需的水文地质试验。9.3.2工程地质钻探（4）随着科技的发展，可以在钻孔中进行孔壁摄影与钻孔摄像，以帮助勘察工作者直接观察地层情况。在钻孔中还可以采用电测井、磁测井等地球物理勘探工作，由该处岩层的电磁学性质推断出它的物理力学性质。正确应用测井法有助于降低钻探成本，提高钻孔使用率，验证或提高钻探质量，充分发挥物探与钻探相结合的良好效果。9.3.2工程地质钻探（5）每个钻孔最后得到一个钻孔柱状图，它可以反映出钻孔点各深度处的岩石性质、岩层界线、风化程度界线、基岩面高程、断层等构造线高度、软弱结构面的产状等。如在一条勘探线上布置若干个钻孔，然后将各钻孔柱状

29、图的相同岩层、地层及构造线连接起来，即构成一个二维的工程地质剖面图。9.3.2工程地质钻探若在场地布置相互平行的数条钻孔勘探线，就可得出地质剖面图，再将垂直于此剖面方向的各勘探线上的钻孔柱状图的地质界线相连，即可构成在该方向的地质剖面图。由这两个方向的地质剖面就可以综合成一个三维的立体地质构造。2.钻进方法钻探过程包含三个基本程序，即破碎岩土、采取岩土芯或排除破碎岩土、保全孔壁。根据破碎岩土的方法不同，钻探可以分为回转钻进、冲击钻进、振动钻进和冲洗钻进四种方法。9.3.2工程地质钻探（1）回转钻进。回转钻进是指通过钻杆将旋转力矩传递至孔底钻头，同时施加一定的轴向力实现钻进，如图（a）所示，。回

30、转钻进根据钻头的主要类型和功能可以分为螺旋钻进、环状钻进和无岩芯钻进。（2）冲击钻进。冲击钻进是使用钢绳等工具将钻具提升到一定高度，利用钻具自重产生的冲击动能破碎岩土，如图（b）所示。破碎后的岩屑等被循环液冲出地面或由带活门的提筒提出地面。9.3.2工程地质钻探（3）振动钻进。振动钻进是将振动器产生的振动通过钻杆及钻头传递到钻头周围的土中，使土的抗剪强度急剧减小，同时钻头依靠钻具的重力及振动器重力切削土层进行钻进。9.3.2工程地质钻探（4）冲洗钻进。冲洗钻进是通过高压射水破坏孔底土层从而实现钻进，土层破碎后被水流冲出地面。该方法适用于砂层、粉土层和不太坚硬的黏性土层，是一种简单快捷、成本低廉

31、的钻探方法。钻孔的直径、深度、方向等根据工程要求、地质条件和钻探方法综合确定。为了鉴别和划分地层，钻孔直径不宜小于33 mm；为了采取原状土样，取样段的孔径不宜小于108 mm；为了采取岩石试样，取样段的孔径对于软质岩不宜小于108 mm，对于硬质岩不宜小于 89 mm。9.3.2工程地质钻探做孔内试验时，试验段的孔径应按试验要求确定。钻孔深度由数米至上百米不等，一般工业与民用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的，也有打成倾斜的。在地下工程中有打成水平的，甚至直立向上的钻孔。钻孔的基本要素如图所示。9.3.2工程地质钻探4）岩芯钻探的岩芯采取率，对完整和较完整的岩体不应低于

32、80，对较破碎和破碎岩石不应低于65。当需确定岩石质量指标RQD时，应采用75 mm口径（N型）双层岩芯管，且宜采用金刚石钻头。定向钻进的钻孔应分段进行孔斜测量，倾角和方位的测量精度应分别为0.1和3.0，对需重点查明的部位（滑动带、软弱夹层等）应采用双层岩芯管连续取芯。RQD表示岩芯中长度为100 mm以上的分段长度总和与该回次钻进深度之比，用百分数表示。9.3.2工程地质钻探国际岩石力学学会建议，量测时应以岩芯中心线为准。RQD值是对岩体进行工程评价广泛应用的指标。显然，只有在钻进操作统一标准的条件下测出的RQD值才具有可比性，才是有意义的。图所示为工程中所采取的岩芯试样与土样。一般来说，

33、各种钻探的钻孔直径与钻具规格均应符合现行国家标准的规定，尤其注意成孔直径应满足取样、测试和钻进工艺的要求。勘探浅部地层可采用小口径麻花钻钻进、小口径勺形钻钻进、洛阳铲钻进等。9.3.2工程地质钻探(a)岩芯试样（b）土样3.岩土试样的选取岩土的工程特性与其所处的天然状态有关，要使土工试验得到的土性指标比较可靠，在取样过程中，应该保留天然结构的原状试样。若试样的天然结构遭到破坏，则称为扰动样。9.3.2工程地质钻探对于岩芯试样，由于其具有坚硬性，它的天然结构难于破坏，而土样则相对容易受到扰动，并且由于采样时取土器的切入、采样过程中土体应力状态的改变等原因，使得土样受到不同程度的扰动。因此，在实际

34、工程地质钻探中不可能取得完全不受扰动的原状土样。为此，在取土样过程中，应该力求使试样的扰动程度降到尽可能小的程度。按照取样的方法和试验目的，岩土工程勘察规范（2009年版）（GB 500212001）将土样的扰动程度分成四个等级，各级试样可进行的试验项目如表所示，表见下页。9.3.2工程地质钻探9.3.2工程地质钻探在取原状土样时，为了保证土样少受扰动，主要应考虑以下几点原则：（1）选择合理的钻进方法，在结构性敏感土层和较疏松砂层中需要采用回转钻进，而不得采用冲击钻进，并以泥浆护孔，减少扰动。（2）合理选择取土器和取样方法，一般宜采用标准薄壁取土器，也可以用束节式取土器取代薄壁取土器。9.3.

35、2工程地质钻探（3）取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间要有一定的空隙，避免取土器切削孔壁，挤进过多的废土。（4）取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取土样部位的土层被扰动。（5）在土样封存、运输和开土样做试验时，都应避免扰动，严防振动、日晒、雨淋和冻结。4.钻探的编录工作为了及时发现问题和总结规律，从钻探一开始就要注意钻进的动态及分段采取岩芯，详细观察、描述及编录，主要包括以下工作：9.3.2工程地质钻探（1）每个钻孔都应准备一个钻探记录本，记录该钻孔的编号、位置、孔口高程，该孔勘探的主要内容，预计钻进深度、钻进时间，采用的钻探设备、钻杆及钻头直径等。（2）必须详细、全面、及时地分段采取和

36、观察描述岩芯，一般钻进50 m左右即应采取该段岩芯。每段岩芯所有块数，不论大小、长短，均应按照顺序放置于特制的岩芯箱中，每段附一岩芯牌，牌上注明该段的深度、取样时间。地质勘探人员应及时对各段岩芯进行观察描述，内容为岩石中的矿物及颗粒成分、结构和构造、初步定名、坚硬及风化程度、岩芯块数及大小、层理以及结构面的产状、裂隙条数及倾角等。9.3.2工程地质钻探（3）对钻进动态的观察和记录，如进尺速度的变化及变化位置、孔壁塌块位置，各段冲洗液的消耗情况。（4）记录进行力学试验取样、做水文地质试验、钻孔摄影及地球物理勘探的位置等。（5）钻孔完成后即可将上述取得的各种资料进行分析，整理得出一张较全面的钻孔柱

37、状图。9.3.2工程地质钻探1.井探、槽探的特点井探与槽探是查明地下地质情况最直观有效的勘探方法。探井、探槽主要适用于土层中，可用机械或人力开挖，开挖深度受地下水位的影响。当钻探难以查明地下地层岩性、地质构造时，可采用井探、槽探进行勘探。在交通不便的丘陵、山区或场地狭窄处，大型勘探机械难以就位，采用人力开挖方便灵活，可以获得翔实准确的地质资料，编录直观，勘探成本低。9.3.3井探、槽探探井深度受地下水位影响，以510 m较多，通常小于20 m。其横断面可以为圆形，也可以为矩形，圆形井壁应力状态比较有利于井壁稳定，而矩形井壁则相对有利于人力挖掘。为了减少开挖方量，探井的断面尺寸不宜过大，能容一人

38、下井工作即可。一般圆形探井的直径为0.81.2 m，矩形探井的断面尺寸为0.8 m1.2 m。当施工场地许可，需要放坡或分级开挖时，探井断面尺寸可增大，如图所示。探槽的开挖断面为长条形，宽度为0.51.2 m，深度为35 m。在场地允许和勘探需要的情况下，也可进行分级开挖。9.3.3井探、槽探(a)剖面（b）现场取样在探井、探槽中采取原状土样可按下列步骤进行，如图所示。首先在井底或井壁的指定深度处挖一土柱，土柱的直径必须大于取土筒的直径，将土柱顶面削平，套上两端开口的金属筒并削去筒外多余的土，一面削土一面将筒压入，直至筒完全套入土柱体后切断土柱体。然后削去筒两端多余的土体，盖上筒盖，再用熔蜡密

39、封后贴上标签并注明土柱的上下方向、编号等，即完成取样工作。9.3.3井探、槽探探井、探槽开挖过程中，应根据地层情况、开挖深度、地下水位情况采取井壁支护、排水、通风等措施，尤其在疏松、软弱土层中或无黏性的砂、卵石层中，必须进行支护。9.3.3井探、槽探此外，探井口部的保护也很重要，在多雨季节施工应该设防雨棚，修建排水沟，防止雨水流入或浸润井壁。土石方不能随意弃置于井口边缘，一般应布置在下坡方向距离井口边缘不少于2 m的安全位置。9.3.3井探、槽探探井、探槽开挖方量大，对场地的自然环境会造成一定程度的改变甚至破坏，还有可能对以后的施工造成不良影响。勘探结束后，探井、探槽必须妥善回填。2.井探、槽

40、探的编录工作（1）现场观察、描述。测量探井、探槽的断面形态尺寸和掘进深度。观察和记录开挖期间及开挖后井壁、槽壁、洞壁岩土体变形动态，如膨胀、裂隙、风化、剥落及塌落等现象，并记录开挖速度和方法。详尽观察和描述四壁与底部的地层岩性，地层接触关系、产状、结构与构造特征、裂隙及充填情况，基岩风化情况，并绘出四壁与底部的地质素描图。观察和记录地下水动态，如涌水量、涌水点、涌水动态与地表水的关系等。9.3.3井探、槽探（2）绘制展示图。展示图是井探、槽探编录的主要成果资料。绘制展示图就是沿探井或探槽的壁、底把地层岩性、地质构造展示在一定比例尺的地质断面图上。井探、槽探展示图的绘制方法和表示内容各有不同，所

41、用比例尺一般为1100125。探槽展示图分为以坡度展开法绘制和以平行展开法绘制两种，其中，平行展开法绘制使用广泛，更适用于坡度直立的探槽，如图（a）所示。9.3.3井探、槽探探井展示图也分为两种，一种是四壁辐射展开法，另一种是四壁平行展开法。其中，四壁平行展开法使用较多，避免了四壁辐射展开法因探井较深而存在的不足，如图（b）所示。9.3.3井探、槽探04工程原位测试由于岩石和土的形成年代、成因、物质组成、结构与构造不同，因此不同种类的岩石和土表现出不同的物理力学特征。查明岩石和土的物理力学性质，是从事各种工程设计与施工的基本前提。岩石和土的物理力学性质指标的测试包括室内试验及原位测试。有关岩石

42、和土的室内试验等相关内容可参见其他岩石力学或土力学教材，本节主要介绍现场原位测试的一些主要方法。9.4工程原位测试现场原位测试是在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动地层的情况下对岩土体进行测试，以获得所测岩土体的物理力学性质指标及划分地层的一种勘察方法。和室内试验相比，原位测试具有以下优点：可在拟建工程场地进行测试，不需取样，因而可以测定难以取得、不扰动样的土（如淤泥、饱和砂土、粉土等）的有关力学性质；涉及的岩土体范围远远大于室内的岩土试样，因而相对更具有代表性；很多原位测试方法可以连续进行，因而可得到完整的地层剖面及其物理力学性质；一般具有速度快、经济的优点，能大大缩短工程地质勘察的周期

43、。9.4工程原位测试但是原位测试也存在着许多不足之处，如难于控制边界条件，许多原位测试技术所得参数和岩土工程性质指标之间的关系是建立在大量统计的经验关系之上的，成果的影响因素复杂，使得对测定值的准确判断造成一定的困难等。因此，岩土的原位测试和室内试验应该相互补充、相辅相成。土体原位测试的主要方法有静力载荷试验、触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验等。选择现场原位测试方法时，应考虑勘察阶段、建筑类型、岩土条件、设计要求、地区经验成熟程度和测试方法适用性等因素。9.4工程原位测试载荷试验就是在一定面积的承压板上向地基逐级施加荷载，并观测每级荷载下地基的变形特性，从而评定地基的承载力、计算地基的变

44、形模量并预测实际基础的沉降量。静力载荷试验一般包括平板载荷试验和螺旋板载荷试验。9.4.1静力载荷试验平板载荷试验适用于埋深等于或大于 3 m 和地下水位以上的地基土，螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地层。载荷试验所反映的是承压板以下1.52.0倍承压板直径或边长范围内地基土强度、变形的综合性状。1.载荷试验的装置及基本技术要求静力载荷试验的主要设备有承压板、加荷与传压装置、沉降观测装置三部分，如图所示。9.4.1静力载荷试验承压板一般为刚性圆形板或方形板，其面积为0.250.50 m2。对于软土，可采用尺寸较大的承压板。加荷与传压装置包括压力源、载荷台架或反力架。沉降观测装置包

45、括百分表、沉降传感器和水准仪等。9.4.1静力载荷试验试验时将试坑挖到基础的预计埋置深度，整平坑底，放置承压板，在承压板上施加荷载来进行试验。试坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍，注意保持试验土层的原状结构和天然温度。一般采用分级维持荷载沉降相对稳定法（常规慢速法）作为加荷方式，加荷等级不应少于8级，最大加载量不少于荷载设计值的 2倍。每级加载后按时间间隔10 min、10 min、10 min、15 min、15 min测读沉降量，以后每隔30 min测读一次沉降量。当连续2 h内，每小时的沉降量小于0.1 mm时，则认为已趋于稳定，可加下一级荷载。9.4.1静力载荷试验（）侵蚀阶地。侵蚀

46、阶地也称基岩阶地。此类阶地的表面由河流侵蚀而成，只有很少的冲积物，主要由被侵蚀的岩石构成。侵蚀阶地多位于山区，是地壳快速上升、河流强烈下切的产物。（）基座阶地。基座阶地的表面有较厚的冲积层，但地壳上升、河流下切较深，以致切透了冲积层，切入了下部基岩以内一定深度。从阶地斜坡上可以明显地看出，阶地由上部冲积层和下部基岩构成。9.4.1静力载荷试验当出现下列情况之一时，即可终止加载：（1）承压板周围的土明显侧向挤出，周边岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展。（2）本级荷载的沉降量大于上一级荷载沉降量的5倍，荷载沉降曲线（P-s曲线）出现陡降段。（3）在某一级荷载下，24 h内的沉降速率不能达到相对稳定

47、标准。（4）总沉降量s与承压板直径或宽度b之比超过0.06，即s/b 0.06。根据试验结果绘制荷载沉降曲线，即P-s曲线，由此来判断土的承载力和变形指标等。9.4.1静力载荷试验2.试验资料的应用（1）确定地基承载力。根据静力载荷试验成果绘制出的P-s曲线，按照下述方法确定地基承载力。当Ps曲线上有明显的比例界限压力Pcr时，取该比例界限所对应的荷载值。当极限荷载Pu能够确定，且该值小于对应的比例界限荷载Pcr的2倍时，取极限荷载值的1/2。不能按上述两点确定时，如图所示，如承压板面积为0.250.5 m2，对于低压缩性土和砂土，可取s/b=0.010.015所对应的荷载f0；对于中高压缩性

48、土，可取s/b=0.02所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的1/2。9.4.1静力载荷试验做静力载荷试验时，同一土层参加统计的试验点不应少于3点。当试验实测值的极差不超过平均值的30%时，取此平均值作为该土层地基承载力特征值。9.4.1静力载荷试验9.4.1静力载荷试验式中，P/s为P-s曲线直线段的斜率；为地基土的泊松比，砂土和粉土=0.33，可塑至硬塑黏性土=0.38，软塑至流塑黏性土和淤泥质黏性土=0.41；b为承压板直径（m），当为方形板时可取换算直径。当P-s曲线直线段不明显时，可将按照前述方法确定的地基承载力与相应的沉降量代入式（9-3）计算土的变形模量E0。但此时应与其他原位

49、测试资料比较，综合考虑确定E0值。9.4.1静力载荷试验式中，Pu为快速载荷试验所得的极限荷载(kPa);0为承压板周边外的超载或土的自重应力(N/m2);Nc为承压板系数，对于圆形或方形承压板，Nc=6.15,当承压板埋深大于等于 4倍承压板直径或边长时，Nc=9.4,当承压板埋深小于4倍承压板直径或边长时，Nc值由线性内插法确定。9.4.1静力载荷试验在应用静力载荷试验资料确定地基土的承载力和变形模量、估算软土地基的不排水抗剪强度和地基土的基床反力系数时，必须注意以下两个问题：（1）静力载荷试验的加载面积比较小，加载后受影响的深度不会超过2倍承压板边长或直径，而且加载时间比较短，因此不能通

50、过静力载荷试验提供建筑物的长期沉降资料。9.4.1静力载荷试验（2）沿海软黏土地区的地表往往有一层“硬壳层”，当用小尺寸的承压板时，其受压范围主要在地表硬壳层内，其下软弱土层尚未受到较大附加应力的影响。而对于实际建筑物的大尺寸基础，下部软弱土层对建筑物的沉降起着主要影响。因此，静力载荷试验资料的应用是有条件的，要充分估计试验影响范围的局限性，注意分析试验成果与实际建筑物地基之间可能存在的差异。9.4.1静力载荷试验静力触探试验是指通过一定的机械装置，用静力将某种规格的金属探头以一定速率压入土中，同时用压力传感器测试土层对探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。9.4.2静力