1、 学习情境一学习情境一 岩土工程勘察岩土工程勘察 老师：张老师：张 忠忠 球球 TEL:18175820648 TEL:18175820648 认识土的物理性质认识土的物理性质 建筑场地的地质工程勘察建筑场地的地质工程勘察 任务一任务一 任务二任务二 1.1.物理风化物理风化 2.2.化学变化化学变化 3.3.生物风化生物风化 地壳表层的岩石长期暴露在大气中，经受气地壳表层的岩石长期暴露在大气中，经受气候的变化，会使岩石逐渐崩解，破碎成大小和候的变化，会使岩石逐渐崩解，破碎成大小和形状不同的一些碎块形状不同的一些碎块 物理风化后形成的碎块与水、氧物理风化后形成的碎块与水、氧气、二氧化碳等物质接
2、触，使岩石碎气、二氧化碳等物质接触，使岩石碎屑发生化学变化屑发生化学变化 动植物和人类活动对岩石的破坏动植物和人类活动对岩石的破坏 土的成因与组成土的成因与组成1 1残积土残积土 2 2坡积土坡积土 残积土是指残积土是指残留在原地残留在原地未被搬运的未被搬运的那一部分原那一部分原岩风化剥蚀岩风化剥蚀后的产物后的产物 雨雪水流的地质雨雪水流的地质作用将高处岩石作用将高处岩石风化产物缓慢地风化产物缓慢地洗刷剥蚀、沿着洗刷剥蚀、沿着斜坡向下逐渐斜坡向下逐渐移动、沉积在平缓移动、沉积在平缓的山坡上而的山坡上而形成的沉积物形成的沉积物 1.1.11.1.1土的成因土的成因3 3洪积土洪积土 4 4冲积土
3、冲积土洪积土是由暂时性山洪积土是由暂时性山洪急流挟带着大量洪急流挟带着大量碎屑物质堆积于山谷碎屑物质堆积于山谷冲沟出口或山前倾斜冲沟出口或山前倾斜平原而形成的沉积物平原而形成的沉积物 冲积土是江河流水的地质冲积土是江河流水的地质作用剥蚀两岸的基岩和沉作用剥蚀两岸的基岩和沉积物，经搬运与沉积在平积物，经搬运与沉积在平缓地带而形成的沉积物缓地带而形成的沉积物 1.1.11.1.1土的成因土的成因自然界中的土自然界中的土 固体颗粒固体颗粒 水水气体气体固体颗粒构成土的骨架，骨架之间贯穿固体颗粒构成土的骨架，骨架之间贯穿着孔隙，孔隙中填充有水和气体，因此，着孔隙，孔隙中填充有水和气体，因此，土也被称为
4、三相孔隙介质。土也被称为三相孔隙介质。=+1.1.21.1.2土的组成土的组成自自然然界界中中的的土土 1.1.土颗粒的大小与土的性质密切相关。如土土颗粒的大小与土的性质密切相关。如土颗粒由粗变细，土的性质可由无黏性变为黏性颗粒由粗变细，土的性质可由无黏性变为黏性2.2.按适当的粒径范围，分为若干粒组按适当的粒径范围，分为若干粒组 3.3.土的颗粒级配是指工程上常以土中各个土的颗粒级配是指工程上常以土中各个粒组的相对含量粒组的相对含量(各个粒组占土粒总量的各个粒组占土粒总量的百分数百分数)来表示土粒的大小及其组成情况来表示土粒的大小及其组成情况 固体颗粒固体颗粒 土中水土中水结合水结合水自由水
5、自由水强结合水强结合水 弱结合水弱结合水 都不能传递都不能传递静水压力静水压力 毛细水是受到水与空气交界面处毛细水是受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水表面张力作用的自由水 在重力或压力差作用下而运动的在重力或压力差作用下而运动的自由水自由水土中气体（影响较小）土中气体（影响较小）1.1.21.1.2土的组成土的组成1 1单粒结构单粒结构 3 3絮状结构絮状结构 2 2蜂窝结构蜂窝结构 指由土粒单元的大小、形状、表面特征、相互排列指由土粒单元的大小、形状、表面特征、相互排列及其联结关系等因素形成的综合特征。及其联结关系等因素形成的综合特征。粗颗粒土粗颗粒土在重力作用下沉积而成在重力作用下沉
6、积而成单粒结构分为疏松和紧密单粒结构分为疏松和紧密紧密：强度较大、压缩性紧密：强度较大、压缩性 小可作为良好的天然地基。小可作为良好的天然地基。疏松型与紧密型相反疏松型与紧密型相反悬浮在水中的黏粒凝悬浮在水中的黏粒凝聚成絮状的黏粒集合体聚成絮状的黏粒集合体 ,形成空隙很大的絮状结构形成空隙很大的絮状结构 蜂窝结构和絮状结构的土蜂窝结构和絮状结构的土中存在大量孔隙，压缩性高、中存在大量孔隙，压缩性高、抗剪强度低、透水性弱抗剪强度低、透水性弱1.1.3 1.1.3 土的结构土的结构 土土的的物物理理性性质质指指标标 基本指标基本指标 土的密度土的密度 土粒相对密度土粒相对密度 1 1干密度干密度2
7、 2土的饱和密度土的饱和密度3 3土的有效密度土的有效密度4 4土的孔隙比土的孔隙比 5 5土的饱和度土的饱和度 换算指标换算指标 土的含水量土的含水量 可用土样进可用土样进行试验测定，行试验测定，称为称为基本指标基本指标 土土的的物物理理状状态态指指标标 无黏性土的密实度无黏性土的密实度 1 1孔隙比孔隙比 2 2相对密度相对密度 黏性土的物理特征黏性土的物理特征 3 3标准贯入锤击数标准贯入锤击数 判判别别砂砂土土密密实实度度指指标标 1 1塑性指数塑性指数 2.2.液性指数液性指数 黏性土的工程特黏性土的工程特性与土中的含水性与土中的含水量多少有很大关量多少有很大关系系无黏性土的密实度与
8、其无黏性土的密实度与其工程性质有着密切的关工程性质有着密切的关系，呈密实状态时，强系，呈密实状态时，强度较高，压缩性较小，度较高，压缩性较小，可作为良好的天然地基可作为良好的天然地基PLPIPPPLPLII3.3.灵敏度灵敏度4.4.触变性触变性 灵敏度：灵敏度：黏性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重黏性土的原状土无侧限抗压强度与原土结构完全破坏的重塑土的无侧限抗压强度的比值塑土的无侧限抗压强度的比值uutqqS 反映受挠动时，土反映受挠动时，土的结构对强度的影的结构对强度的影响程度响程度 根据灵敏度将饱和黏性土分类：根据灵敏度将饱和黏性土分类：低灵敏度土低灵敏度土 11S St
9、t22中灵敏度土中灵敏度土 2244土土的的工工程程分分类类岩石岩石 黏性土黏性土 碎石土碎石土 砂土砂土 粉土粉土 人工填土人工填土 天然形成的，颗粒间牢固联结、天然形成的，颗粒间牢固联结、呈整体或具有节理裂隙的岩体呈整体或具有节理裂隙的岩体 粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒超过的颗粒超过总质量的总质量的5050的土的土粒径大于粒径大于2mm2mm的颗粒不超过总质量的的颗粒不超过总质量的5050，且粒，且粒径大于径大于0.075mm0.075mm的颗粒超过总质量的的颗粒超过总质量的5050的土的土粒径大于粒径大于0.075mm0.075mm的颗粒质量不超过全部质的颗粒质量不超过全部质量的量
10、的5050，且塑性指数等于或小于，且塑性指数等于或小于1010的土的土 塑性指数大于塑性指数大于1010的土的土 由于人类活动堆填的土由于人类活动堆填的土 2.12.1工程地质勘察的目的与任务工程地质勘察的目的与任务 在于使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和在于使用各种勘察手段和方法，调查研究和分析评价建筑场地和地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。地基的工程地质条件，为设计和施工提供所需的工程地质资料。B 甲级甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级或多项为一级 B 乙级乙
11、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 B 丙级丙级:工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级 2.1.12.1.1岩土工程勘察等级岩土工程勘察等级通过工程地质勘察，查明场地的工程地质条件通过工程地质勘察，查明场地的工程地质条件 (1)(1)调查场地的地形地貌调查场地的地形地貌 (2)(2)查明场地的地层条件查明场地的地层条件 (3)(3)调查场地的地质构造调查场地的地质构造 (4)(4)查明场地的水文地质条件查明场地的水文地质条件 (5)(5)确定场地有无不良（物理）地质现象确定场地有无不良（物
12、理）地质现象 (6)(6)测定岩土的物理力学性质指标，并指出可靠、适用的岩土参数测定岩土的物理力学性质指标，并指出可靠、适用的岩土参数 2.1.2 2.1.2 工程地质勘察的任务工程地质勘察的任务 进行岩土工程分析评价，提出基础工程、整治工程和土方工程等的进行岩土工程分析评价，提出基础工程、整治工程和土方工程等的设计方案和施工措施。岩土工程分析评价包括下列工作：设计方案和施工措施。岩土工程分析评价包括下列工作：(1)(1)整编测绘、勘探、测试和搜集到的各种资料；编制各种图件整编测绘、勘探、测试和搜集到的各种资料；编制各种图件 (2)(2)统计和选定岩土计算参数统计和选定岩土计算参数 (3)(3
13、)进行咨询性的岩土工程设计进行咨询性的岩土工程设计 (4)(4)预测或研究岩土工程施工和运营中可能发生或已经发生的问题，提出预测或研究岩土工程施工和运营中可能发生或已经发生的问题，提出预防或处理方案预防或处理方案 (5)(5)编制岩土工程勘察报告书编制岩土工程勘察报告书 2.1.2 2.1.2 工程地质勘察的任务工程地质勘察的任务 对于重要工程或复杂岩土工程问题，在施工阶段或使用期间须对于重要工程或复杂岩土工程问题，在施工阶段或使用期间须进行现场检验或监测。必要时，根据监测资料对设计、施工方案作出进行现场检验或监测。必要时，根据监测资料对设计、施工方案作出适当调整或采取补救措施，以保证工程质量
14、安全和总结经验。适当调整或采取补救措施，以保证工程质量安全和总结经验。2.1.2 2.1.2 工程地质勘察的任务工程地质勘察的任务 房屋建筑和构筑物房屋建筑和构筑物(以下简称建筑物以下简称建筑物)的岩土工程勘察，应在搜的岩土工程勘察，应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。变形限制等方面资料的基础上进行。其主要工作内容应有：其主要工作内容应有：1 1）查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特）查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和
15、地下水条件以及不良地质作用等；性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等；2 2）提供满足设计施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基）提供满足设计施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状；变形性状；3 3）提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案）提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议；的建议；4 4）提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议；）提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议；5 5）对于抗震设防烈度等于或大于）对于抗震设防烈度等于或大于6 6 度的场地，进行场地与地基的地度的场地，进行场地与地基的地震效应评价
16、。震效应评价。2.2.1 2.2.1 工作内容工作内容建筑物的岩土工程勘察也相应分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察建筑物的岩土工程勘察也相应分为可行性研究勘察、初步勘察和详细勘察三个阶段。三个阶段。1)1)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，应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。应符合选择场址方案的要求，应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。2)2)初步勘察初步勘察应符合初步设计的要求，目的在于对场地内各拟建建筑地段的稳定性做出应符合初步设计的要求，目的在于对场地内各拟建建筑地段的稳定性做出评价，为确定建筑物总体平面布置和建筑物的地基基础方案提供资料和依评价，为确定建筑物
17、总体平面布置和建筑物的地基基础方案提供资料和依据；对不良地质现象的防治提供资料和建议。据；对不良地质现象的防治提供资料和建议。2.1.22.1.2各阶段勘察要求各阶段勘察要求 l 详细勘察详细勘察 应符合施工图设计的要求，目的在于针对单体建筑物或建筑群提出详应符合施工图设计的要求，目的在于针对单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数；对建筑地基做出岩细的岩土工程资料和设计、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治等提出建议。降水和
18、不良地质作用的防治等提出建议。场地条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。场地条件复杂或有特殊要求的工程，宜进行施工勘察。2.1.22.1.2各阶段勘察要求各阶段勘察要求 勘探工作勘探工作 坑探坑探 钻探钻探 触探触探 地球物理勘探地球物理勘探2.3.1 2.3.1 常用的工程地质勘探方法常用的工程地质勘探方法 坑探坑探是在建筑场地中开挖探井（探槽、探洞）以揭示地层并是在建筑场地中开挖探井（探槽、探洞）以揭示地层并取得有关地层构成及空间分布状态的直观资料和原状岩土试样。取得有关地层构成及空间分布状态的直观资料和原状岩土试样。这种方法不必使用专门的钻探机具，对地层的观察直接明了，是这种方法不
19、必使用专门的钻探机具，对地层的观察直接明了，是一种合适条件下广泛应用的一种合适条件下广泛应用的最常规最常规勘探方法。勘探方法。1)1)坑探坑探1)1)通过钻机在地层中钻孔来鉴别和划分地层，并在孔中预定位置取通过钻机在地层中钻孔来鉴别和划分地层，并在孔中预定位置取样，用以测定土层的物理力学性质样，用以测定土层的物理力学性质 2)2)土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试土的某些性质也可直接在孔内进行原位测试 钻机钻机回转式回转式冲击式冲击式钻孔钻孔技术钻孔技术钻孔鉴别钻孔鉴别钻孔2)2)钻探钻探 触探既是一种触探既是一种勘探勘探方法，也是一种方法，也是一种测试测试技术。技术。1.1.静力触探静力
20、触探1)1)单桥静力触探单桥静力触探2)2)双桥静力触探双桥静力触探2.2.动力触探动力触探1)1)圆锥动力触探圆锥动力触探2)2)标准贯入试验标准贯入试验3)3)触探触探1.静力触探静力触探 图图1 17 7 双缸油压式静力触探设备双缸油压式静力触探设备1 1电缆；电缆；2 2触探杆；触探杆；3 3卡杆器；卡杆器；4 4活塞杆；活塞杆；5 5油管；油管；6 6油缸；油缸；7 7触探头；触探头；8 8地锚；地锚；9 9倒顺开关；倒顺开关；1010压力表；压力表；1111节流阀；节流阀；1212换向换向阀；阀；1313油箱；油箱；1414油泵；油泵；1515马达；马达；1616记录器记录器 (1
21、)(1)静力触探静力触探 图图18 静力触探头工作原理示意图静力触探头工作原理示意图1 1贯入力；贯入力；2 2空心柱；空心柱；3 3侧壁磨阻力侧壁磨阻力4 4电阻应变片；电阻应变片；5 5顶柱；顶柱；6 6锥尖阻力；锥尖阻力；7 7探头套；探头套；8 8探头管探头管(2)(2)动力触探动力触探表表11 国内常用动力触探试验设备及类型规格国内常用动力触探试验设备及类型规格 1.1.地球物理勘探是一种兼有地球物理勘探是一种兼有勘探和测试勘探和测试双重功能的技术。双重功能的技术。2.2.常用的物探方法主要有：常用的物探方法主要有：电阻率法、电位法、地震、声波、电视测井等电阻率法、电位法、地震、声波
22、、电视测井等。2.3.2 2.3.2 地球物理勘探地球物理勘探作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线，界面或异常点、异常作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线，界面或异常点、异常带，为经济合理确定钻探方案提供依据；带，为经济合理确定钻探方案提供依据；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；果的内插、外推提供依据；测定岩土体某些特殊参数；测定岩土体某些特殊参数；探测深部地层中的矿产、水资源以及地质构造情况等。探测深部地层中的矿产、水资源以及地质构造情况等。2.3.3 2.3.3 物探的适用性物探的
23、适用性 工程地质勘察的最终成果以工程地质勘察的最终成果以工程地质勘察报告书工程地质勘察报告书的的形式提出。形式提出。勘察报告书一般包括：勘察报告书一般包括：文字部分文字部分 图表部分图表部分 1)1)工程概况、勘察任务、勘察基本要求、勘察技术要求及勘察工程概况、勘察任务、勘察基本要求、勘察技术要求及勘察工作简况工作简况 ；2)2)场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设防场地位置、地形地貌、地质构造、不良地质现象及地震设防烈度等烈度等 ；3)3)场地的岩土类型、地层分布、岩土结构构造或风化程度、场地场地的岩土类型、地层分布、岩土结构构造或风化程度、场地土的均匀性、岩土的物理力学性质、
24、地基承载力以及变形和动力土的均匀性、岩土的物理力学性质、地基承载力以及变形和动力等其他设计计算参数或指标等其他设计计算参数或指标 ；4)4)地下水的埋藏条件、分布变化规律、含水层的性质类型、其他地下水的埋藏条件、分布变化规律、含水层的性质类型、其他水文地质参数、场地土或地下水的腐蚀性以及地层的冻水文地质参数、场地土或地下水的腐蚀性以及地层的冻结深度；结深度；5)5)关于建筑场地及地基的综合工程地质评价以及场关于建筑场地及地基的综合工程地质评价以及场地的稳定性和适宜性等结论；地的稳定性和适宜性等结论；6)6)针对工程建设中可能出现或存在的问题，针对工程建设中可能出现或存在的问题，提出相关的处理方
25、案，预防防治措施和施工提出相关的处理方案，预防防治措施和施工建议建议 。2.4.1 2.4.1 工程地质勘察报告的编制工程地质勘察报告的编制 文字文字部分部分1)1)勘察点（线）的平面布置图和场地位置示意图勘察点（线）的平面布置图和场地位置示意图 2)2)钻孔柱状图钻孔柱状图3)3)工程地质剖面图工程地质剖面图 4)4)综合地质柱状图综合地质柱状图 5)5)土工试验成果总表和其他测试成果图表土工试验成果总表和其他测试成果图表2.4.1 2.4.1 工程地质勘察报告的编制工程地质勘察报告的编制 图表图表部分部分1)1)地下水的埋藏条件、分布变化规律、含水层的性质类型、地下水的埋藏条件、分布变化规
26、律、含水层的性质类型、其他水文地质参数、场地土或地下水的腐蚀性以及地层的冻结其他水文地质参数、场地土或地下水的腐蚀性以及地层的冻结深度；深度；2)2)关于建筑场地及地基的综合工程地质评价以及场地的稳定关于建筑场地及地基的综合工程地质评价以及场地的稳定性和适宜性等结论；性和适宜性等结论；3)3)针对工程建设中可能出现或存在的问题，提出相关的处理针对工程建设中可能出现或存在的问题，提出相关的处理方案，预防防治措施和施工建议方案，预防防治措施和施工建议 。2.4.1 2.4.1 工程地质勘察报告的编制工程地质勘察报告的编制 文字文字部分部分 对设计和施工人员来说，正确阅读和使用勘察报告是非常重要的对
27、设计和施工人员来说，正确阅读和使用勘察报告是非常重要的，以下几点应引起重视，以下几点应引起重视 ：场地稳定性评价场地稳定性评价 持力层的选择持力层的选择 考虑环境效应考虑环境效应 2.4.2 2.4.2 工程地质勘察报告的阅读与使用工程地质勘察报告的阅读与使用主要依据是主要依据是:建筑地基基础工程施工质量验收规范建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202-2019 GB50202-2019验槽：验槽：基槽基槽(坑坑)开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工单位应开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工单位应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现场检查并验收会同勘察、设计单位
28、、监理单位、建设单位一起进行现场检查并验收基槽，通常称为验槽。基槽，通常称为验槽。2.5.1 2.5.1 验槽及依据验槽及依据核对基槽核对基槽(坑坑)的位置、平面尺寸、坑底标高。的位置、平面尺寸、坑底标高。核对基槽核对基槽(坑坑)土质和地下水情况，五方代表都要下槽底逐段检验。土质和地下水情况，五方代表都要下槽底逐段检验。空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。对整个基槽对整个基槽(坑坑)底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，土的坚底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，土的坚硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。现象，走上去有无颤动的感觉等。2.5.2 2.5.2 验槽验槽(坑坑)的主要内容和方法的主要内容和方法验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。验槽设备：主要有验槽设备：主要有:用钻孔机取样做室内试验、动力触探、钎探等。用钻孔机取样做室内试验、动力触探、钎探等。填写验槽记录。填写验槽记录。
