1、7 工程地质勘察工程地质勘察 Engineering Geology Investigation 7.1 概述概述 7.2 工程地质勘探工程地质勘探 7.3 现场原位测试现场原位测试 7.4 工程地质勘查报告的主要内容工程地质勘查报告的主要内容 考试事宜考试事宜 7.1.1 工程地质勘查的目的和任务工程地质勘查的目的和任务u 目的目的：运用工程地质理论和各种勘察测试技术手段和方法，为解决工程建设中地质问题而进行调查研究。u 任务任务：为工程规划、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。7.1.2 工程地质勘察的一般要求
2、工程地质勘察的一般要求工程地质勘察工作分为三个阶段：1、选址勘察（可行性研究勘察）阶段2、初步勘察阶段3、详细勘察阶段 选址勘察（可行性勘察）阶段选址勘察（可行性勘察）阶段就是从整体上判定拟建场地的工程地质条件能否适宜工程建设项目。初步勘察阶段初步勘察阶段就是对场地内建筑地段的稳定性作出评价，为确定建筑总平面布置，主要建筑物地基基础设计方案以及不良地质现象的防治工程作出工程地质论证。详细勘察阶段详细勘察阶段提出工程设计所需的工程地质条件和各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础设计、地基处理和加固不良地质现象的防治工程等具体方案作出论证和结论。7.2 工程地质勘探工程地质勘探7.2.1
3、 工程地质勘探的任务：工程地质勘探的任务：u探明建筑场地的岩性及地质构造。u探明水文地质条件。u探明地貌及物理地质现象。u提取岩土样及水样，提供野外实验条件。7.2.2工程地质的主要勘探方式：工程地质的主要勘探方式：u工程地质物探u工程地质钻探u工程地质坑探工程地质物探工程地质物探:以专门仪器探测地壳表层各种地质体的物理场来进行地层划分，判明地质构造、水文地质及各种物理地质现象地球物理勘探方法。应用较多的是电法勘探电法勘探和地震法勘探地震法勘探 电法勘探是研究地下地质体电阻率差异的地球物理勘探方法。地震法勘探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。工程地质钻探工程地质钻探:在地表下
4、用钻头钻进地层，在地层中形成直径较小且具有相当深度的圆筒形孔的勘探方法。工程地质坑探工程地质坑探:在建筑场地挖探井或探槽以取得直观资料和原状土样的勘探方法。种类有探槽、探坑、探井。7.3 现场原位测试现场原位测试 在岩土层原来所处的位置基本保持天然结构、天然含水量以及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标。主要方法：主要方法：静力载荷试验(CPT)单桩垂直静荷载试验 静力触探试验(DPT)圆锥动力触探(DPT)标准贯入试验(SPT)十字板剪切试验(VST)扁铲侧胀试验 旁压试验7.3.1 静力载荷试验（静力载荷试验（CPT）在拟建建筑场地上挖至设计的基础埋深的平整坑底，放置一定规格的方形或
5、圆形承压板，在其上逐级加载测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。包括平板载荷试验（PLT)和螺旋板载荷试验（SPLT)。静力载荷试验装置和基本技术要求静力载荷试验的主要设备有：加荷与传压装置、变形观测系统及承压板。基坑宽度承压板面积加荷等级时间间隔终止加载技术要求静力载荷试验资料的应用确定地基承载力确定地基土的变形模量估算地基土的不排水抗剪强度估算地基土基床反力系数确定地基承载力根据静力载荷试验成果绘制出p-s曲线，按下述方法确定地基承载力1.当p-s曲线上有明显的比例界限时，取该拐点处所对应的荷载值 作为地基承载力基本
6、值，即取 ；2.当极限荷载()能够确定，且该值小于对应的比例极限荷载 的1.5倍时，取极限荷载值的一半作为地基承载力基本值，即取 ；apapf 0upapupf2103.不能按上述两点确定时，如承压板面积为0.250.50m2，对于低压缩性土和砂土，可取 s/b=0.010.015所对应的荷载值作为地基承载力基本值；对于高压缩性土，可取s/b=0.02所对应荷载值作为地基承载力基本值。在做静力载荷试验时，同一土层参加统计的试验点不应少于三点，基本值的极差不超过平均值的30%，取此平均值作为地基承载力标准值，即当时，取 (n为参加统计的试验点数)。niifnff10min0max0103.0ni
7、ikfnf101确定地基土的变形模量 一般取p-s曲线的直线段，用下式计算地基土的变形模量值 E 0：式中 B 承压板的直径(m),当为方形板时 A为方形板面积(m2)p-s曲线直线段斜率(kPa/m)地基土的泊松比；spBE4)1(20AB2sp估算地基土的不排水抗剪强度对于饱和的软粘土层，可按下式用快速法载荷试验（不排水条件）的极限承载力pu估算土的不排水抗剪强度Cu：式中 pu 快速载荷试验所得的极限承载力(kPa)；0 承压板周边外的超载或土的自重应力(kPa)；Nc承压板系数。cuuNpc0估算地基土基床反力系数根据p-s曲线，可按下式估算载荷试验基床反力系数 式中 p-s关系曲线直
8、线段斜率。如果无直线段 p 可取pa 的一半，s取向对应的沉降量；载荷试验基床反力系数；然后，按下式计算出基准基床反力系数Kv：粘性土：spKV1sp1VK128.3VVBKK 砂土 式中 B承压板的直径或宽度(m)。再根据基准基床反力系数可确定地基土基床反力系数Ks：粘性土 砂土 式中 基础的宽度(m);地基土基床反力系数(kN/m)。122)305.0(4VVKBBKVFsKBK305.0VFFsKBBK2)2305.0(FBsK7.3.2 单桩垂直静载荷试验单桩垂直静载荷试验 桩基设计的关键问题之一是确定单桩的承载力。确定单桩承载力的方法有静力法、动力法等。规范规定对于安全等级为一级的建
9、筑物，单桩的竖向承载力应通过现场静荷载试验确定。现场静荷载试验成果应用：u确定单桩竖向承载力u划分桩侧摩阻力和桩端阻力单桩垂直静载荷试验装置单桩垂直静载荷试验装置7.3.3 静力触探试验（静力触探试验（DPT）通过一定的机械装置，将一定规格的金属探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表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。适用范围：适用范围：适用于粘性土粉土和砂土，主要用于 划分土层、估计地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力及判定砂土地基的液化等级等。常用的静力触探探头分为单桥和双桥探头单桥探头 单桥探头能测定一个触探指标比贯入阻力 。spAPps式
10、中：探头锥尖底面积 总贯入阻力PA双桥探头 双桥探头能测定两个触探指标锥尖阻力 和侧壁摩阻力 。cqsfFPfAQqfscc 分别为锥尖总阻力和侧壁摩阻力；分别为锥尖底截面积和摩擦筒表面积。fcPQ,FA,静力触探试验成果的应用 主要成果是贯入阻力、锥尖阻力、侧壁摩阻力和摩阻比随深度变化的关系曲线。u根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层。u评定地基土的强度参数u评定土的变形指标u评定地基土的承载力u估计单桩承载力，判定沉桩可能性u判定场地地震液化势7.3.4 圆锥动力触探（圆锥动力触探（DPT）利用一定的锤击动能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打入土中的阻力大小判别土层的变化，
11、对土层进行力学分层并确定土层的物理力学性质，对地基土作出工程地质评价。适用范围：适用范围：强风化、全风化的硬质岩石，各种软质岩石及各类土。圆锥动力触探试验成果的应用 主要成果是锤击数和锤击数随深度变化曲线图。u确定砂土和碎石土的密实度u确定地基土的承载力u确定单桩承载力标准值7.3.5 标准贯入试验（标准贯入试验（SPT）利用一定的锤击动能，将一定规格的对开管式贯入器打入钻孔孔底的土层中，根据打入土层中的贯入阻力，评定土层的变化和土的物理力学性质。贯入阻力以 表示。5.63N 适用范围：适用范围：可用于砂土粉土和一般粘性土，最适用于N=250的土层。标准贯入试验成果的应用u评定砂土的密实度和相
12、对密度u评定粘性土的状态u评定砂土抗剪强度指标u评定粘性土的不排水抗剪强度u评定土的变形模量 和压缩模量u确定地基土的承载力u估算单桩承载力u判定饱和砂土的地震液化问题uC0EsE主要成果是标贯击数与深度的曲线及地质柱状剖面图。7.3.6 十字板剪切试验（十字板剪切试验（VST）将十字板压入待测土层中，转动手柄形成圆柱状剪切面以快速测定饱和软粘土层快剪强度的简易可靠的的原位测试方法。适用范围：适用范围：灵敏度 、固结系数 年的均质饱和软粘性土。10tS/1002mCv十字板剪切试验成果的应用 主要成果是十字板不排水剪切强度 随深度的变化曲线即 关系曲线。计算原状和重塑状态土的不排水抗剪强度 。
13、计算土的灵敏度 。uC)(0gyuCRCuutCCStS)(0gyuCRCuChCu7.3.7 扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验用静力把扁铲形探头贯入土中，达试验深度以后，利用气压使扁铲侧面的圆形刚膜向外扩张进行试验。它可作为一种特殊的旁压试验。适用范围：适用范围：一般粘性土、粉土、中密以下砂土、黄土等，不适用于含碎石的土、风化岩等。扁铲侧胀试验成果的应用u划分土类u求静止侧压力系数u评定应力历史u计算不排水抗剪强度u计算土的变形参数u计算土的水平固结系数u进行侧向受荷桩的设计7.3.8 旁压实验旁压实验将圆柱形旁压器竖直的放入土中，通过平旁压器在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压膜将压力传递给周
14、围土体使土体或岩层产生变形直至破坏，由此得到地基土在水平方向上的应力应变关系。适用范围：适用范围：适用于测定粘性土、粉土、砂土、碎石土、软质岩石和风化岩的承载力、旁压模量和应力应变关系。旁压试验成果的应用 主要成果是压力和扩张体积曲线，压力和半径增量曲线。u评定地基承载力 临塑压力法：或 极限压力法：u计算旁压模量 :fkpf 0ppffkKppflk/)(0mEVpVVEmcm)(1(27.4 工程地质勘察报告主要内容工程地质勘察报告主要内容u任务要求及勘察工程概况u拟建工程概况u勘察方法和勘察工作布置u场地地形地貌地层地质构造岩石性质地下水不良地质现象的描述与评价u场地稳定性与适宜性的评价
15、u岩土参数的分析与选取u地基基础方案的建议，施工使用期间可能出现问题的防治预测监控的建议u勘察成果表及所附图件常用图表常用图表u勘察点平面布置图u工程地质柱状图u工程地质剖面图u原位测试成果表u室内试验成果表考试事宜u考试时间考试时间u6月14日（周三）下午7、8 节（3:20-5:00）u考试地点考试地点：综合楼253、353u253(土0403-0406)；u353(土0401-0402、土0310-0311)u注：重修生根据人数分到两个教室注：重修生根据人数分到两个教室u答疑时间与地点答疑时间与地点u6月9日（周五）下午1:30-5:00；u6月12日（周一）下午1:30-5:00；u实验1号楼209室
