工程地质勘察例题

工程地质勘察例题

工程地质的目的是为了查明各类工程场区的地质条件，对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价，分析、预测在工程建筑作用下，地质条件可能出现的变化和作用，选择最优场地，并提出解决不良地质问题的工程措施，为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。

工程地质研究的主内容有：确定岩土组分、组织结构（微观结构）、物理、化学与力学性质（特别是强度及应变）及其对建筑工程稳定性的影响，进行岩土工程地质分类，提出改良岩土的建筑性能的方法；研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡，以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施；研究解决各类工程建筑中的地基稳定性，如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室，以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等，制定一套科学的勘察程序、方法和手段，直接为各类工程的设计、施工提供地质依据；研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响，制定必要的利用和防护方案；研究区域工程地质条件的特征，预报人类工程活动对其影响而产生的变化，作出区域稳定性评价，进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展，其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外，一些新的分支学科正在逐渐形成，如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。

例题2（6-2)：我国北方某单位建一座仓库，东西向长47.28米，南北向宽10.68米，二层，高8.1米。北方距离10米处有一荷塘。布置详勘钻孔数量、间距、深度和类别。

解：根据给定条件，北方要考虑冻土因素，但本场地不是多年冻土（多年冻土地基等级为一级），加上场地附近有荷塘，所以场地地基复杂程度等级为二级，二级场地，工程重要性等级为三级，勘察等级为乙级。

二级地基钻孔间距15~30m，考虑到冻土因素，取较小值，可取约16m，控制孔深度10~20m，考虑到一般仓库重要性等级较低（如果仓库中为危险品，则重要性等级为一级，深度加大），取较小值，10m（但宜比荷塘深度大）；一般孔深度6~10m，取8m （但宜比荷塘深度大）。钻孔双排布置，每长边各4个钻孔。共8个钻孔

按照规范要求，控制孔比例在1/3以上，本例考虑到荷塘因素，取5个，宜均匀布置。技术孔比例1/2~2/3以上，本例中，钻孔数目本身较少，加上规范对取样和原位测试数目有要求（每层土≥6个），所以取6~8个，宜均匀布置。

ZK1，ZK4，ZK2或3，ZK5，ZK8为控制孔。

钻孔及荷塘中取水样进行腐蚀性评价，地下水位按照荷塘常年最高水位确定。

例题3（6-3）：南京某厂拟建五层职工住宅，长37.64m，宽8.94m，砖混结构结构。建筑场地几十年前为一个大坑逐年填平。设计详勘工作量。

解：根据给定条件，地基土有填土，地形地貌复杂或较复杂，地基等级2级，场地等级2或1级，次要工程。基础形式未知，考虑到地基和场地条件，可能采用地基处理或桩基础。勘察工作布置应同时符合天然地基和桩基及填土勘察要求。（填土年代较老，不考虑桩基础设计时的负摩阻力）。

按照天然地基勘察要求，钻孔间距15~30m，一般孔深度6~10m，控制孔深度10~20m；控制孔比例1/3以上。

按照填土勘察要求，钻孔间距应加密，以查清楚暗埋的塘滨沟谷坑的范围和深度，钻孔深度大于填土深度。

按照桩基础勘察要求，摩擦桩钻孔间距20~35m，端承桩钻孔间距12~24m，深度方面，

因填土下部情况未知，只能根据南京尤其是该厂邻近地段勘察经验确定。（有桩端深度、桩径、持力层顶板深度确定。控制孔比例1/3~1/2以上。

如果填土质量较好，也可以采用天然地基。考虑到地基和场地等级较高，和填土勘察要求，钻孔间距取约1.2m，双排布置，每长边布置4个钻孔，共8个钻孔。控制孔6个，深度20m（但应大于坑底深度一定距离）；一般孔深度10m （但应大于坑底深度一定距离）。8个钻孔全部为技术孔。

例题4（6-8）：北京市某高层建筑，东西向长30.1米，南北向宽20.8米，地上18层，基础埋深为6米，框架剪力墙结构。场地原为松树林，东部为河道，河顶宽15米，河底宽3米，深3米，一年前填平。设计详勘工作量（包括勘探，取样和原位测试，室内土工试验项目），破坏后果很严重。

解：

北京市土层厚度大，常见地层为：1）填土，厚1~8米；2）粉质粘土、粘质粉土或粉土互层，厚5~10米；3）砂卵石层；4）粘性土层。潜水水位一般在地下15m左右，承压水埋深大致在地下20m左右。

根据给定条件，该场地为一级场地，地基等级为一级。层数虽然小于30层，但地质条件复杂，破坏后果很严重，勘察等级定为甲级。地基土物理力学性质参数未知，基础宽度近似取建筑物宽度20.8m。

显然会采用摩擦桩基础或摩擦端承桩基础。勘察方案布设应该同时满足天然地基、桩基础、填土和软土要求。主要以天然地基和桩基础勘察要求为主。

1按照岩土工程勘察规范GB50021-2001布孔：即教材内容

按照岩土工程勘察规范详细勘察阶段中要求：一级地基钻孔间距取10~15m。甲级单栋高层建筑钻孔数不少于5个，控制孔>1/3且不少于2个。控制孔深度大于地基变形计算深度1~2m。一般孔达到基底以下0.5~1.0b深度，且深入稳定地层。

对高层建筑场地勘察，不宜按照初步勘察阶段钻孔深度要求来设计钻孔。如不知道地基土物理力学性质指标的大小，可按经验变形计算深度数据设计钻孔深度。本例基础宽度b=20.8m，一般孔取基底以下1b深度，控制孔按照一般土取1.5b深度。

因此，本例按照岩土工程勘察规范设计时，一般孔深度为：6+1×20.8+2≈29m；控制孔深度：6+1.5×20.8+2≈40m。

（注：2指钻孔深度要超过要求深度1~2m，取2m）

按照一般高层建筑荷载（每层取均布荷载15kPa），土的重度取20kN/m3，

本例因有河流，地下水位可认为接近地表。基底附加压力Po=15×18-10×6=210kPa

L/b=30.1/20.8≈1.4

基底以下10.4m，即地表以下16.4m，Pcz=164kPa，Pz=[(0.2401+0.2229)/2]×210=48.62kPa Pz/Pcz=0.3

基底以下16.64m(0.8b)，即地表以下22.64m，Pcz=226.4kPa，Pz=0.1999×210=42kPa Pz/Pcz=0.19≈0.2(中低压缩性土）

变形计算深度近似可取0.8b=16.64m。

一般孔深度为6+16.64≈23m；控制孔深度为＞6+16.64+2=25m。

从计算分析可知，按照经验地基变形计算深度偏于安全，可以采用。

控制孔5个，四个角点和中心点ZK1,3,9,7。技术孔6个以上，ZK1,2,3,7,8,9，（5）

例题5：某高层建筑长72米，宽20米，地上30层，地下3层，基础埋深15米，基底竖向荷载510kPa，基础类型待定，破坏后果很严重。拟建建筑物场地位于冲积扇中部，30米以下有厚层卵石层，但其下仍为Vs<500m/s的粘性土、粉土、砂土、卵石的交互层，基岩埋深大于80米，地震设防烈度8度。假设电梯位于中点。设计详细勘察阶段勘察方案。