1、岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 教师:徐国栋Email:gdxuires防灾科技学院三本规范:三本规范:(1)岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB 50021-2019)(2)建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB 50007-2019)(3)建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范(GB 50011-2019)相关课程:相关课程:(1)土力学土力学(2)工程地质学工程地质学(3)地质地貌学地质地貌学电子资源:电子资源:(1)中国钢结构论坛中国钢结构论坛(2)网易土木论坛网易土木论坛软软 件:件:理正勘察软件理正勘察软件绪绪 论论,对岩土工程师知识结构、处理问题能力等要,对岩土工程师知识
2、结构、处理问题能力等要求也越来越高。求也越来越高。小资料:世界上最高的建筑小资料:世界上最高的建筑 建成的是台北建成的是台北101大楼大楼 被称为被称为“台北新地标台北新地标”的的101大楼于大楼于 2019年年1月动工,月动工,主体工程于主体工程于2019年年10月完工。有世界最大且最重的月完工。有世界最大且最重的“风阻尼器风阻尼器”,还有两台世界,还有两台世界最高速的电梯,从一楼到最高速的电梯,从一楼到89楼,只要楼,只要39秒的时间。秒的时间。在世界高楼协会颁发的证书在世界高楼协会颁发的证书里,台北里,台北101大楼拿下了大楼拿下了“世界高楼世界高楼”四项指标中的三项世界之最,即四项指标
3、中的三项世界之最,即“最高建最高建筑物筑物”(508米米)、“最高使用楼层最高使用楼层”(438米米)和和“最高屋顶高度最高屋顶高度”(448米米)。在建的迪拜塔,又称迪拜大厦,位于阿拉伯联合酋长国的迪拜,于在建的迪拜塔,又称迪拜大厦,位于阿拉伯联合酋长国的迪拜,于2019年年9月月21日动工,总建筑师是芝加哥日动工,总建筑师是芝加哥SOM公司的亚德里安公司的亚德里安史密斯。迪拜塔在史密斯。迪拜塔在2019年年9月月1日高度达到了日高度达到了688米,米,160层,成为历史上世界最高的结构建筑。层,成为历史上世界最高的结构建筑。岩土工程服务于主体工程岩土工程服务于主体工程,是主体工程的一部分是
4、主体工程的一部分岩土工程研究的对象是与当地自然条件有密切关系岩土工程研究的对象是与当地自然条件有密切关系的岩石与土的岩石与土,具有强烈地区性的特点具有强烈地区性的特点.岩土工程是具有较强的经验性,有时直接采取岩土工程是具有较强的经验性,有时直接采取“观观测法测法”处理工程,要求工作人员有丰富的岩土工作处理工程,要求工作人员有丰富的岩土工作经验。经验。岩土工程的特点岩土工程的特点岩土工程基本框架岩土工程基本框架包括范围包括范围 岩土工程勘察岩土工程设计岩土工程施工岩土工程检测岩土工程监理全过程服务涉及的工程涉及的工程基础工程(地基基础)边坡工程洞室工程支护工程环境工程水利工程 为工程为工程的设计
5、、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等的设计、施工以及岩土体治理加固、开挖支护和降水等工程提供工程地质资料和必要的技术参数,同时对工程工程提供工程地质资料和必要的技术参数,同时对工程存在的有关岩土工程问题作出论证和评价存在的有关岩土工程问题作出论证和评价 岩土工程勘察的岩土工程勘察的具体任务具体任务:一个高层房屋建筑的岩土工程勘察任务:一个高层房屋建筑的岩土工程勘察任务:1.1.查明场地内各岩土层分布及其物理力学性质;分析和评价地基的稳定性、查明场地内各岩土层分布及其物理力学性质;分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力。均匀性和承载力。2.2.查明场地内地下水埋藏条件,评价地下水对桩基设计
6、和施工的影响,并判查明场地内地下水埋藏条件,评价地下水对桩基设计和施工的影响,并判定水质及场地土对建筑材料的腐蚀性。定水质及场地土对建筑材料的腐蚀性。3.3.划分场地土类型、建筑场地类别,判定场地和地基地震效应特征。划分场地土类型、建筑场地类别,判定场地和地基地震效应特征。4.4.提供各岩土层的承载力特征值及基础设计有关参数。提供各岩土层的承载力特征值及基础设计有关参数。5.5.评价成桩可行性,论证桩的施工条件及其对周边的影响,并提供拟建物合评价成桩可行性,论证桩的施工条件及其对周边的影响,并提供拟建物合理的持力层、桩基础方案及桩基设计参数。理的持力层、桩基础方案及桩基设计参数。6.6.对基坑
7、工程安全等级提出建议,提供基坑各侧壁地质模型。对基坑工程安全等级提出建议,提供基坑各侧壁地质模型。7.7.分析和评价基坑的整体稳定性和可能破坏模式。分析和评价基坑的整体稳定性和可能破坏模式。8.8.对基坑工程的开挖支护方案和施工中应注意的问题及监测工作提出建议对基坑工程的开挖支护方案和施工中应注意的问题及监测工作提出建议和相关设计参数。和相关设计参数。依据的规范主要有:依据的规范主要有:岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB50021-2019)、)、建筑抗震建筑抗震设计规范设计规范(GB50011-2019)、)、建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范(GB50007-2019)等。等。小
8、资料:关于科学钻探小资料:关于科学钻探 大陆地壳平均厚大陆地壳平均厚30多公里,海洋地壳约为多公里,海洋地壳约为5至至8公里。地壳上层为公里。地壳上层为花岗岩层花岗岩层,下层为下层为玄武岩层玄武岩层。理论上认为地壳内的温度和压力随深度增加,每深入。理论上认为地壳内的温度和压力随深度增加,每深入100米,米,温度就升高温度就升高1。科学钻探科学钻探始于始于20世纪世纪60年代美国提出的年代美国提出的“深海钻探计划深海钻探计划”。“深海钻探计划深海钻探计划”与与“人类登月计划人类登月计划”被誉为人类在被誉为人类在20世纪世纪60年代的两大壮举。年代的两大壮举。科学钻探科学钻探是通过钻孔获取岩芯、岩
9、屑、岩层中的流体是通过钻孔获取岩芯、岩屑、岩层中的流体(气体和液体气体和液体)以及进行以及进行地球物理测井和在钻孔中安放仪器进行长期观测,来地球物理测井和在钻孔中安放仪器进行长期观测,来获取地下的各种信息获取地下的各种信息。科学钻探结果表明,在深达科学钻探结果表明,在深达3公里以上时,每深入公里以上时,每深入100米温度升高米温度升高2.5,到,到11公里的深度时温度已达公里的深度时温度已达200余余。小资料:关于科学钻探小资料:关于科学钻探 科学钻探在世界上已实施科学钻探在世界上已实施40余年余年,已有,已有13个国家打了近个国家打了近100口深浅不一的科口深浅不一的科学探测钻孔,其中学探测
10、钻孔,其中4000米以上的深孔有米以上的深孔有20口。根据钻孔的深度,研究者将深度大口。根据钻孔的深度,研究者将深度大于于8000米的大陆科学钻探称为超深钻。超深钻是一项投资巨大的科学工程,体现米的大陆科学钻探称为超深钻。超深钻是一项投资巨大的科学工程,体现了一个国家的实力与地学水平。最早进行大陆科学钻探的国家是了一个国家的实力与地学水平。最早进行大陆科学钻探的国家是前苏联前苏联,其,其SG3钻孔的钻探时间最长钻孔的钻探时间最长(19701989年年),进尺,进尺12262米,为目前世界上最深的钻孔。米,为目前世界上最深的钻孔。中国大陆科学钻探工程中国大陆科学钻探工程(CCSD)于于2019年
11、被国家科技领导小组列为年被国家科技领导小组列为“九五九五”国家重大科学工程项目。国际地学界认为,中国具有全球意义的世界级科学钻探国家重大科学工程项目。国际地学界认为,中国具有全球意义的世界级科学钻探场址有三处,即场址有三处,即青藏高原青藏高原、大别大别苏鲁超高压变质带苏鲁超高压变质带和和阿尔金大断裂阿尔金大断裂。青藏高原。青藏高原和阿尔金大断裂由于研究程度不够等原因,短期内实施科学钻探条件尚不具备,和阿尔金大断裂由于研究程度不够等原因,短期内实施科学钻探条件尚不具备,因此,中国第一口大陆科学深钻选在世界上规模最大的超高压变质带大别因此,中国第一口大陆科学深钻选在世界上规模最大的超高压变质带大别
12、苏鲁苏鲁超高压变质带,超高压变质带,钻孔位置在江苏北部东海县毛北镇钻孔位置在江苏北部东海县毛北镇。所谓超高压变质带,是指数亿年前由于地壳运动,原本处于地表的岩层向所谓超高压变质带,是指数亿年前由于地壳运动,原本处于地表的岩层向下俯冲到地幔深处,在高温高压的作用下变质,然后短时间内从地底重回地面。下俯冲到地幔深处,在高温高压的作用下变质,然后短时间内从地底重回地面。人类活动人类活动对工程地质环境的影响:对工程地质环境的影响:指的是指的是工程建筑物与岩土体工程建筑物与岩土体之间所存在的矛盾或问题。之间所存在的矛盾或问题。在岩土工程施工以及工程建筑物建成使用过程中,工程部在岩土工程施工以及工程建筑物
13、建成使用过程中,工程部位的岩土体和地下水与建筑物发生作用,导致岩土工程问位的岩土体和地下水与建筑物发生作用,导致岩土工程问题的出现。题的出现。岩土工程勘察的任务:岩土工程勘察的任务:(1)把地下分析清楚:)把地下分析清楚:就是要查明地下土层分布情况、地质构造特点,包括活断层就是要查明地下土层分布情况、地质构造特点,包括活断层分布及其活动性等。分布及其活动性等。(2)把周围评价明白:)把周围评价明白:查明周围工程地质环境、岩土体稳定状况及其对建设工程可查明周围工程地质环境、岩土体稳定状况及其对建设工程可能的影响。能的影响。(1)把地上建结实把地上建结实 (2)把地下、周围研究清楚把地下、周围研究
14、清楚工程(安全)防御的两个基本问题砂土液化:砂土液化:1964年日本新潟地震年日本新潟地震,多数房屋整栋倾斜,多数房屋整栋倾斜工程跨越活断层时采取应对措施美国一石油管道工程因在活断层位置安装管道滑移设施,美国一石油管道工程因在活断层位置安装管道滑移设施,地震造成断层错动而管道安然无恙。地震造成断层错动而管道安然无恙。汶川汶川8.08.0级地震破裂过程模拟级地震破裂过程模拟由汶川映秀扩展到北川、青川由汶川映秀扩展到北川、青川断层,破裂长度达断层,破裂长度达村庄处于低谷河滩王家岩滑坡王家岩滑坡新北川中学滑坡新北川中学滑坡老县城老县城 新县城新县城 新中国建立后,由于国民经济建设的需要,在地质、新中
15、国建立后,由于国民经济建设的需要,在地质、城建、水利、电力、冶金、机械、铁道城建、水利、电力、冶金、机械、铁道 、国防等部门,、国防等部门,按原苏联的模式,相继设立勘察、设计机构,开展了大按原苏联的模式,相继设立勘察、设计机构,开展了大规模的规模的工程地质勘察工程地质勘察研究工作,为工程规划、设计研究工作,为工程规划、设计和施工提供了大量的地质资料,使得一大批重要工程得和施工提供了大量的地质资料,使得一大批重要工程得以顺利施工和正常运行。以顺利施工和正常运行。由于由于工程地质勘察体制工程地质勘察体制的局限,其明显的弊病和的局限,其明显的弊病和缺陷如下:缺陷如下:一是一是侧重于定性分析,定量评价
16、不够侧重于定性分析,定量评价不够;二是二是侧重于侧重于“宏观宏观”研究,结合工程具体和实际情研究,结合工程具体和实际情况较差况较差,在建筑结构、基础方案和地基处理措施等方面,在建筑结构、基础方案和地基处理措施等方面,往往缺乏往往缺乏针对具体工程针对具体工程需要的权威性意见和建议。需要的权威性意见和建议。这反映了这反映了勘察与设计、施工勘察与设计、施工 在一定程度上是脱节在一定程度上是脱节的,影响了勘察工作社会地位和经济效益的提高;它尤的,影响了勘察工作社会地位和经济效益的提高;它尤其不能适应现代工程建设的需要。其不能适应现代工程建设的需要。针对针对工程地质勘察工程地质勘察的缺陷,中国城建、冶金
17、部门的一的缺陷,中国城建、冶金部门的一些工程勘察单位自些工程勘察单位自8080年代初期,引进了年代初期,引进了岩土工程勘察岩土工程勘察体制体制。岩土工程勘察不仅岩土工程勘察不仅 要正确反映场地和地基的工程地要正确反映场地和地基的工程地质条件,还要提出质条件,还要提出解决具体岩土工程问题的建议解决具体岩土工程问题的建议,为工程为工程建设全过程服务建设全过程服务的,因此很快就显示了它突出的优越的,因此很快就显示了它突出的优越 性。性。工程地质勘察工程地质勘察理论范畴:理论范畴:(地质范畴地质范畴)地质学理论)地质学理论、工程地质学、工程地质学、岩石学、岩石学、土力学、土力学目的任务:目的任务:查明
18、工程地质条件,提供地质资料,为设计服务。应用情况、应用查明工程地质条件,提供地质资料,为设计服务。应用情况、应用过程中的问题很少了解。过程中的问题很少了解。方法手段:方法手段:钻探、取样、试验、测试。钻探、取样、试验、测试。成成 果:果:提供报告:埋藏条件、岩土性状、测试结果提供报告:埋藏条件、岩土性状、测试结果岩土工程勘察岩土工程勘察理论范畴:理论范畴:(土木工程范畴土木工程范畴)工程地质学、土力学、岩石力学、地基基础工程)工程地质学、土力学、岩石力学、地基基础工程学、工程机械学。学、工程机械学。目的任务:目的任务:正确反映工程地质条件及岩土性状;同时结合工程设计、施工治理正确反映工程地质条
19、件及岩土性状;同时结合工程设计、施工治理(地基处理、开挖、支护、降(地基处理、开挖、支护、降 水)的具体要求进行技术论证,提出水)的具体要求进行技术论证,提出 岩土工程问岩土工程问题,并给出解决具体问题的建议。服务于设计、施工、使用全过程。题,并给出解决具体问题的建议。服务于设计、施工、使用全过程。方法手段:方法手段:调查、钻探、取样、试验、测试、检验、监测、设计、治理、咨询。调查、钻探、取样、试验、测试、检验、监测、设计、治理、咨询。成成 果:果:增加岩土利用、整治、改造方案的分析论证,对设计、施工、使用过增加岩土利用、整治、改造方案的分析论证,对设计、施工、使用过程中岩土问题进行预测、提出
20、控制,预防措施建议,提交有关图表和专业报告。程中岩土问题进行预测、提出控制,预防措施建议,提交有关图表和专业报告。由于高层建筑,由于高层建筑,尤其是超高层建筑的涌现,在尤其是超高层建筑的涌现,在天然天然地基稳定性计算和评价地基稳定性计算和评价、桩基计算与评价桩基计算与评价、基坑开挖与支基坑开挖与支 护护、岩土加固与改良岩土加固与改良等方面,对岩土工程及勘察工作提出等方面,对岩土工程及勘察工作提出了更高的要求,对勘探、取样、原位测试和监测的仪器设了更高的要求,对勘探、取样、原位测试和监测的仪器设备、操作技术和工艺流程等要求不断创新以满足工作要求。备、操作技术和工艺流程等要求不断创新以满足工作要求
21、。这些需求使勘察工作与设计、施工、监测结合紧密这些需求使勘察工作与设计、施工、监测结合紧密 ,勘察真正成为勘察真正成为工程咨询性工程咨询性的工作,为保证工程安全和提高的工作,为保证工程安全和提高经济效益作出了很大的贡献,经济效益作出了很大的贡献,并积累了许多勘察经验和并积累了许多勘察经验和资料。资料。可以认为:可以认为:勘察与设计、施工、监测的紧密结合,勘察与设计、施工、监测的紧密结合,为工程建设全过程服务,为工程建设全过程服务,是目前岩土工程技术体制的最大是目前岩土工程技术体制的最大优越性。优越性。从目前国内大量的实践可看出,从目前国内大量的实践可看出,岩土工程勘察岩土工程勘察侧重侧重于解决
22、于解决建设工程的场地评价建设工程的场地评价和和地基稳定性问题地基稳定性问题,而对地质,而对地质条件较复杂的岩体工程,尤其是重大工程(如水电站、核条件较复杂的岩体工程,尤其是重大工程(如水电站、核电站、铁路干线等电站、铁路干线等 )的)的区域地壳稳定性,边坡和地下洞区域地壳稳定性,边坡和地下洞室围岩稳定性室围岩稳定性的分析、评价,仅由岩土工程师是无法胜任的分析、评价,仅由岩土工程师是无法胜任的,必须有工程地质人员的参与才能解决。这就要求岩土的,必须有工程地质人员的参与才能解决。这就要求岩土工程与工程地质在发挥各自学科专业优势的前提下,互相工程与工程地质在发挥各自学科专业优势的前提下,互相渗透、交
23、叉,二者互为补充而相得益彰。渗透、交叉,二者互为补充而相得益彰。工业与民用建筑工程地质勘察规范工业与民用建筑工程地质勘察规范(TJ 21-77TJ 21-77)岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB50021-94GB50021-94)岩土工程勘察规范岩土工程勘察规范(GB50021-2019GB50021-2019)按按岩土工程勘察规范(岩土工程勘察规范(GB50021-2019GB50021-2019)的规定:的规定:各各项工程建设在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行项工程建设在设计和施工之前,必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察应按工程建设各勘察阶段的岩土工程勘察。岩土工
24、程勘察应按工程建设各勘察阶段的要求,正确反映工程地质条件、查明不良地质作用和地质要求,正确反映工程地质条件、查明不良地质作用和地质灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的灾害,精心勘察、精心分析,提出资料完整、评价正确的勘察报告勘察报告。我国的岩土工程师执业资格制度我国的岩土工程师执业资格制度 我国的岩土工程自我国的岩土工程自1986年实行年实行岩土工程体制岩土工程体制以来,以来,取得取得 了很大进步。随着各类工程建设规模愈来愈大,活了很大进步。随着各类工程建设规模愈来愈大,活动范围愈来愈广,工程难度也日益增大,这就要求我们不动范围愈来愈广,工程难度也日益增大,这就要求我们不断提高岩
25、土工程技术水平。断提高岩土工程技术水平。从从20世纪末,国家决定实行世纪末,国家决定实行注册土木工程师(岩土)注册土木工程师(岩土)执业资格制度执业资格制度,规定注册岩土工程师必须经过全国统一考,规定注册岩土工程师必须经过全国统一考试,合格后才能获得执业资格,并于试,合格后才能获得执业资格,并于2019年开始了定期考年开始了定期考试。试。学习内容:学习内容:(1)岩土工程勘察技术方法)岩土工程勘察技术方法 课后课后1、2题。题。第一章第一章 岩土工程勘察基本技术要求岩土工程勘察基本技术要求 岩土工程勘察等级划分的主要目的,是为了岩土工程勘察等级划分的主要目的,是为了勘察工勘察工作的布置作的布置
26、和和勘察工作量的确定勘察工作量的确定。显然,工程规模较大或。显然,工程规模较大或较重较重 要、场地地质条件以及岩土体分布和性状较复杂者,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。所投入的勘察工作量就较大。反之则较小。第一节第一节 岩土工程勘察的分级岩土工程勘察的分级 岩土工程勘察的等级(岩土工程勘察的等级(甲、乙、丙三级甲、乙、丙三级),是由),是由工工程重要性等级程重要性等级、场地复杂程度等级场地复杂程度等级和和地基的复杂程度等地基的复杂程度等级级等三项因素决定的。应先分别对三项因素进行分级,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
27、行综合分析,以确定岩土工程勘察的等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。划分。第一节第一节 岩土工程勘察的分级岩土工程勘察的分级1.工程重要性等级工程重要性等级 工程重要性等级,是根据工程重要性等级,是根据工程的规模和特征工程的规模和特征,以及由于岩土工程问题造,以及由于岩土工程问题造 成工程破坏或影响正常使用的成工程破坏或影响正常使用的后果后果来划分,可分为三个工程重要性等级。来划分,可分为三个工程重要性等级。工程重要性工程重要性等级等级破坏后果破坏后果工程工程的规模和特征的规模和特征一级一级很严重很严重重要工程重要工程二级二级严重严重一般工程一般工程三级三级不严重不严重次
28、要工程次要工程 勘察中对工程重要性等级的划分勘察中对工程重要性等级的划分很难有具体的标准很难有具体的标准,因为涉及了各行各业,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。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。因此在划分中做了因此在划分中做了比较原则比较原则的规定。以住宅和一般公用建筑为例,的规定。以住宅和一般公用建筑为例,3030层层以上的可定为一级;以上的可定为一级;7-307-30层的可定为二级;层的可定为二级;6 6层及层及6 6层以下的可定为三级。层以下的可定为三级。小资料:不同规范对建筑等级的划分小资料:不同规
29、范对建筑等级的划分(1)建筑抗震设计规范()建筑抗震设计规范(GB50011-2019)建筑根据其建筑根据其使用功能的重要性使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类。分为甲类、乙类、丙类、丁类。甲类建筑甲类建筑应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;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;乙类建筑乙类建筑应属于地震应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑;时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑;丙类建筑丙类建筑属于除甲、乙、丁类以外的属于除甲、乙、丁类以外的建筑;建筑;丁类建筑丁类建筑应属于抗震次要建筑。应属于抗震次要建筑。(2)建筑结构可靠度设计统一标准()
30、建筑结构可靠度设计统一标准(GB 50068-2019)建筑结构建筑结构设计设计时应根据结构破坏可能产生的后果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危及人的生命造成经济损失产生社会影响等失产生社会影响等)的严重性采用不同的安全等级。的严重性采用不同的安全等级。建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋2.场地复杂程度等级场地复杂程度等级 场地复杂程度等级是由场地复杂程度等级是由建筑场地的抗震性能建筑场地的抗震性能、不良
31、地质作用发育情况不良地质作用发育情况、地地质环境破坏程度质环境破坏程度、地形地貌条件地形地貌条件、地下水情况地下水情况等五个条件衡量的,也划分为三个等五个条件衡量的,也划分为三个等级等级。划分条件划分条件场地复杂程度等级场地复杂程度等级 一一 级级 二级二级 三级三级 建筑建筑场地场地抗震抗震性能性能 抗震抗震危险危险地段地段 抗震抗震不利不利地段地段 抗震有利地段,抗震有利地段,或抗或抗震设防烈度震设防烈度 6度度不良地质不良地质作用作用发育情况发育情况 强烈发育强烈发育 一般发育一般发育 不发育不发育 地质环境破坏程度地质环境破坏程度 已经或可能已经或可能强烈破坏强烈破坏 已经或可能受到一
32、已经或可能受到一般破坏般破坏 基本未受破坏基本未受破坏 地形地貌条件地形地貌条件 复杂复杂 较复杂较复杂 简单简单 地下水条件地下水条件有影响工程的多层地下有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其它水、岩溶裂隙水或其它水文地质条件复杂,需水文地质条件复杂,需专门研究的场地专门研究的场地基础位于地下水以基础位于地下水以下的场地下的场地地下水对工程无地下水对工程无影响影响(1)建筑场地抗震性能或稳定性)建筑场地抗震性能或稳定性 按国家标准按国家标准建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范(GB50011-2019GB50011-2019)规定,选择建筑场地)规定,选择建筑场地时,按下面标准划分对建筑抗震有利
33、、不利和危险地段:时,按下面标准划分对建筑抗震有利、不利和危险地段:(1)(1)有利地段:有利地段:稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。(2)(2)不利地段: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如故河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。等。(3)(
34、3)危险地段: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。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)不良地质作用发育情况 不良地质作用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。它们分布于象。它们分布于场地内及其附近地段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,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。坡和地下洞室等具体的岩土工程有不利影响。“不良地质
35、作用不良地质作用强烈发育强烈发育”,是指泥石流沟谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、是指泥石流沟谷、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,。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。对工程设施的安全也会构成直接威胁
36、。“不良地质作用不良地质作用一般发育一般发育”是指虽有不良地质作用,但并不十分强烈,对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。工程安全的影响不严重。(3)地质环境破坏程度)地质环境破坏程度 地质环境破坏地质环境破坏是指是指人为因素人为因素和和自然因素自然因素引起的地下采空、地面沉降、地裂缝、引起的地下采空、地面沉降、地裂缝、化学污染、水位上升等化学污染、水位上升等。例如,采掘固体矿产例如,采掘固体矿产 资源引起的地下采空;抽汲地下液体资源引起的地下采空;抽汲地下液体(地下水、石油地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂缝;引起的地面沉降、地面塌陷和地裂缝;修建水库引起
37、的边岸再造、浸没、土壤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。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。构成威胁。地质环境的地质环境的“强烈破坏强烈破坏”,是指由于地质环境的破坏,已对工程安全构成,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。跨地裂缝、因蓄水而沼
38、泽化等。“一般破坏一般破坏”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。安全的影响不严重。(4)地形地貌条件)地形地貌条件 主要指的是主要指的是地形起伏地形起伏和和地貌单元地貌单元(尤其是微地貌单元尤其是微地貌单元)的变化情况。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,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
39、元,因此地形地貌条件复杂或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。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。形地貌条件简单。(5)地下水条件)地下水条件 地下水是影响场地稳定性的重要因素,地下水的地下水是影响场地稳定性的重要因素,地下水的埋藏条件埋藏条件、类型类型、对对混凝土和钢材的侵蚀性混凝土和钢材的侵蚀性、地下水位地下水位等直接影响工程及其建设。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等级 地基复杂程度划分为三级。地基复杂程度划分为三级。(1 1)
40、符合下列条件之一者即为)符合下列条件之一者即为一级地基(复杂地基)一级地基(复杂地基):(a)(a)岩土种类多,很不均匀,性质变化大,需特殊处理;岩土种类多,很不均匀,性质变化大,需特殊处理;(b)(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。况复杂,需作专门处理的岩土。(2 2)符合下列条件之一者即为)符合下列条件之一者即为二级地基(中等复杂地基)二级地基(中等复杂地基):(a)(a)岩土种类较多,不均匀,性质变化较大;岩土种类较多,不均匀,性质变化较大;(b)(b)除上述规定之外的特
41、殊性岩土。除上述规定之外的特殊性岩土。(3 3)符合下列条件者为)符合下列条件者为三级地基(简单地基)三级地基(简单地基):(a)(a)岩土种类单一,均匀,性质变化不大;岩土种类单一,均匀,性质变化不大;(b)(b)无特殊性岩土。无特殊性岩土。4.岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级 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:划分岩土工程勘察等级:甲级: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。为
42、一级。乙级:乙级:除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目。丙级: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。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。等级均为三级时,岩土工程勘察等级可定为乙级。第二节第二节 岩土工程勘察阶段岩土工程勘察阶段 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、合理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
43、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。阶段进行。我国实行四阶段体制,与国际通用体制相同。我国实行四阶段体制,与国际通用体制相同。规划阶段规划阶段 初步设计初步设计 技术设计技术设计 施工设计与施工施工设计与施工 岩土工程勘察宜分阶段进行,岩土工程勘察宜分阶段进行,可行性研究勘察可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求;应符合选择场址方案的要求;初
44、步勘察初步勘察应符合初步设计的要求;应符合初步设计的要求;详细勘察详细勘察应符合施工图设计要求;场地条件复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,宜进行杂或有特殊要求的工程,宜进行施工勘察施工勘察。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,直接进行详细勘察。定,且场地或其附近已有岩土工程资料时,可根据实际情况,直接进行详细勘察。1.岩土工程勘察的不同阶段岩土工程勘察的不同阶段1.岩土工程勘察的不同阶段岩土工程勘察的不同阶段第三节第三节 岩土工
45、程勘察方法岩土工程勘察方法 岩土工程勘察方法或技术手段,主要以下几种: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)工程地质测绘 (2)勘探与取样)勘探与取样 (3)原位测试与室内实验)原位测试与室内实验 (4)现场检验与监测)现场检验与监测 (1 1)工程地质测绘)工程地质测绘 工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作,一般在勘察的勘察的初期阶段初期阶段进行。这一方法的本质是进行。这一方法的本质是 运用运用地质、工地质、工程地质理论程地质理论,对,对地表面地表面的地质现象进行观察和描述,分析的地质现象进行观察和描述,分析其性质和规律,并
46、藉以推断地下地质情况,为勘探、测试其性质和规律,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。工作等其他勘察方法提供依据。(1 1)工程地质测绘)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、最有效的方法识场地工程地质条件最经济、最有效的方法 ,高质量的,高质量的测绘工作能相当准确地推断地下地质情况
47、,起到有效地指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。它是勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来被用来调查地下地质情况调查地下地质情况的;并且可利用的;并且可利用 勘探工程取样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可靠地了解地下地质情况,在岩土工
48、程勘察中是必不可少的。的。其中钻探工作使用最为广泛,可根据地层类别和勘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。质情况时,可采用坑探方法。(2 2)勘探与取样)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,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
49、需要以工程地质测布置勘探工程需要以工程地质测 绘和物探成果为依据,绘和物探成果为依据,切避盲目性和随意性。切避盲目性和随意性。物探是一种物探是一种间接的勘探手段间接的勘探手段,它的优点是较之钻探它的优点是较之钻探和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解和坑探轻便、经济而迅速,能够及时解 决工程地质测绘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中难于推断而又急待了解的地下地质情况,所以常常与测,所以常常与测绘工作配合使用。绘工作配合使用。它又可作为钻探和坑探的先行或辅助它又可作为钻探和坑探的先行或辅助手段。手段。但是,但是,物探成果判释往往具物探成果判释往往具多解性多解性,方法的使用又,方法的
50、使用又受地形条件等的限制受地形条件等的限制,其成果需用勘探工程来验证。,其成果需用勘探工程来验证。(2 2)勘探与取样)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,包括题分析评价提供所需的技术参数,包括岩土的颗粒组分、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、力物理力学性质指标、强度参数、应力应变参数、力-变形变形曲线、渗透性参数曲线、渗透性参数等等 。原位测试一般都藉助于勘探工程进行,是详细勘察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。阶段主要的一种勘察方法。(3