第九章 工程地质勘察

从地表向下，铅直的、 局部剥除 覆土，揭露基岩；作载荷试验、 深度小于3-5m的圆形 渗水试验，取原状土样 或方形小坑 从地表向下，铅直的、 确定覆盖层及风 化层的岩性及厚度；作 深度5-15m的圆形或方 载荷试验，取原状土样 形井
试坑
浅井
了解覆 盖层的厚度和性质，作风化壳分 形状与浅井相同，但 竖井 带、软弱夹层分布、断层破碎带及岩溶 深度大于15m，有时需 发育情况、滑坡体结 构及滑动面等；布 （斜井） 支护 置在地形较平缓、岩层又较缓倾的地段
变质岩次之，沉积
岩最小。粗粒土 （砂土）电阻率高，
细粒土（粘土）电
阻率低。
M、N点间的电位差为ΔUMN，电 流值为I 地层视电阻率
U MN K I
式中：ρ-视电阻率； K-装置系数； ΔUMN=UM-UN I-岩层中电流值
注：各向同性的均质岩层所得电阻率 应相等，但实际岩层为各向异性的非 均质体，故视电阻率并非真实电阻率
3、详细勘察阶段 为施工图设计提供资料及各项参数，确定基础设计、地基处 理和加固、不良地质现象防治工程等方案。 本阶段主要工作包括： 1）研究建筑与结构特点； 2）查明不良地质现象； 3）确定地基稳定性和承载力； 4）确定地基变形计算参数；
5）分析地震效应；
6）地下水埋藏与腐蚀性； 7）提供深基坑开挖的边坡稳定性计算和支护设计的参数；
可行性研究
初步设计
施工图设计
工程地质勘察
选址（可行性）勘察
初步勘察
详细勘察
铁道部门：踏勘 初测 定测 补充定测 公路部门：可行性研究 初步勘察 详细勘察 水利部门：规划阶段 初步设计 招标设计 施工详图设计 工 民 建: 可行性研究 初步勘察 详细勘察 施工勘察
1、选址勘察阶段 几个场地对比，对场址稳定性和适宜性作出工程地质评价 本阶段工作包括： 1）搜集（区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的） 工程地质资料及当地的建筑经验； 2）分析已有资料，踏勘，了解场地的地层、构造、岩石和 土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件； 3）对工程地质条件复杂，资料不足，工程地质测绘及必要 的勘探。
十、现场原位测试：
在岩土原来所处的位置，基本保持天然结构、天然含水量 及天然应力状态下，测定岩土的工程力学性质指标
2） 场地等级划分
3） 地基复杂程度划分
注：关于场地、地基等级的划分应从第一级开始，向第二、第三 推定，以最新满足者为准
岩土工程勘察等级划分
4）工程地质勘察等级（三级）
注：建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度及地基复 杂程度均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。
三、工程地质勘察阶段
建筑工程项目设计
勘察方法: 搜集资料 踏勘 物探
选址宜避开工程地质条件恶劣的地区或区段： 1）不良地质现象发育，影响场地稳定性的地段；
2）地基土性质严重不良地段；
3）对抗震不利地段；
4）洪水或地下水严重影响地段；
5）地下采空区的地段。
2、初步勘察阶段（场址已选定）
目的：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 治工程方案作出工程地质论证。 本阶段主要工作包括： 1）收集资料 2）初步勘察 3）确定地震效应
3.工程地质钻探
利用钻探机械和工具在岩土层中钻孔的勘探方法。可直接探明地层岩 性、地质构造、地下水埋深、含水层类型和厚度、滑坡位置及岩溶情
况，还可钻取岩心，在钻孔中试验。
1）钻探方法和设备
人力(洛阳铲、麻花钻) 冲击钻探 回转钻探 机械(各式钻机)振动钻探 静压钻探
1. 岩心观察、描述和编录
地层岩性名称、分层深度、岩土性质 等方面
1. 钻孔水文地质观测
冲洗液消耗量的变化、初见水位及稳定水 位、各含水层顶、底板标高及其厚度等
1. 钻进动态观测
钻进动态能提供许多地质信息 在钻进过程中注意换层的深度、回水颜色
变化、钻具陷落、孔壁坍塌、卡钻、埋钻
和涌沙现象等，结合岩芯以判断孔内情况。
对工程地质条件复杂或有特殊要求的重要工程，
还需进行施工勘察。它包括施工地质编录、地基验 槽与监测和施工超前预报，以校核已有的勘察成果 资料。
四、工程地质勘察的方法
工程地质勘察方法
测绘
勘探
试验
监测
物探
坑探
钻探
室内试验
室外试验
新技术：地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS） 监测遥感系统（RS）、地球物理层析成像技术（CT）
五、工程地质测绘的研究内容
包括工程地质条件的全部要素: 1）岩土体的研究
查明地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩性变化特点等
2）地质构造的研究 地质构造决定区域稳定性，包括断裂构造、褶皱等
3）地形地貌研究
影响场地选择、建筑布局 4）水文地质条件研究
地表水和地下水的类型和分布等
5）调查研究各种物理地质现象 6）天然建筑材料的研究
8）提供桩基础设计参数。
详细勘察主要手段：勘探、原位测试和室内土工试验。
详细勘察的勘探点布置和勘探孔深度，应根据建筑 物特性和岩土工程条件确定。 对岩质地基，应根据地质构造、岩体特性、风化情 况等，结合建筑物对地基的要求，按地方标准或当地经 验确定； 对土质地基，应符合
详细勘察勘探点的间距
4、施工勘察
★地震法、
重力法
放射性勘探，
1）电阻率法
对地质体以人工形成电场，通过电测仪测定地质体电阻率的大小及变化， 从而推断地下一定范围地质体的情况。它可以用作划分地层岩性、地质
构造、覆盖层或风化层的厚度、含水层分布和深度、古河道及天然建筑
材料分布范围和储量。在寻找地下水时广泛应用。
岩土的电阻率变化
范围很大，பைடு நூலகம்成 （岩浆）岩最大，
A、B供电，M、N点测电位差、 电流值
2）地震勘探法 用爆炸或敲击产生地震波，地震波以弹性波在岩土体内传播， 不同介质弹性波速不同，以此判断地质（现象）构造。地质 勘探法可了解基岩面、覆盖层厚度、断层等。
地震勘探法是石油勘探中的一种重要方法。工程地质勘察中
应用最多的是高频(小于200～300Hz)地震波浅层折射法。
§ 9～ 4
测试及长期观测
九、 取土样质量等级及试验项目
•按照取样方法和试验目的的不同， 《岩土工程勘察规范》对土样
质量作出了定性的四级划分，并规定了各级土样能够进行的试验项 目
级别
扰动程度
不扰动 轻微扰动 显著扰动 完全扰动
试
验
内
容
Ⅰ Ⅱ
土类定名、含水率、密度、压缩变形、 抗剪强度 土类定名、含水率、密度 土类定名、含水率 土类定名
第九章 工程地质勘察
本章提要
主要介绍工程地质勘察的目的、任务、分级与阶段；工
程地质勘察的基本方法；工程地质勘察报告的主要内容及
编制方法
§9～1 工程地质勘察的目的、任务、分级与阶段
一、工程地质勘察的目的和任务 1、工程地质勘察的目的 按照建筑物或构筑物不同勘察阶段的要求，为工程的设计、 施工以及岩土体病害治理等提供地质资料和必要的技术参数，
对有关的工程地质问题作出论证、评价。（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 而进行的调查研究工作。） 工程地质勘察是完成工程地质学在经济建设中“防灾”这一
总任务的具体实践过程，其任务总体上是为工程建设规划、
设计、施工提供可靠的地质依据。
2、工程地质勘察的任务 ①查明工程建筑地区的工程地质条件，阐明其特征、成因 和控制因素，并指出其有利和不利的方面。 ②分析研究与工程建筑有关的工程地质问题，作出定性和 定量的评价，为建筑物的设计和施工提供可靠的地质资料。 ③选择工程地质条件相对优越的建筑场地。 ④配合工程建筑的设计与施工，据地质条件提出建筑物类 型、结构、规模和施工方法的建议。
六、工程地质测绘的范围、比例尺和精度
工程地质测绘的范围取决于拟建建筑物的类型和规模、设计阶段以 及工程地质条件的复杂程度。（一般房屋建筑局限于有限范围内。
道路测绘主要采取沿线调查的方法） 比例尺一般规定为：
规划阶段的踏勘及路线测绘采用1:20万~1:50万 可行性阶段采用1:5000~1:50000 初步勘察阶段采用1:2000~1:5000 （中比例尺测绘） 详细勘察阶段采用1:200~1:1000（大比例尺测绘） 对于建筑地段的地质界线，测绘精度在图上的误差不超过3mm，其它 地段不超过5mm。
八、工程地质勘探的任务及方式 1.主要任务：
1）探明建筑物场地的岩性及地质构造； 2）探明水文地质条件； 3）探明地貌； 4）提供岩土样及水样，提供野外试验条件
勘探方式：工程地质钻探、坑探、物探
2. 工程地质物探
以专门仪器探测地质体的物理场来进行地层划分，判定 地质构造、水文地质条件及各种物理地质现象的勘探方法。 物探分为：★电阻率法、 磁法、
收集分析已有资料，还要进行工程勘探、测试
勘察方法: 钻探、试验、补充测绘和物探、长期观测
初步勘察的勘探工作应符合如下要求：
勘探线应垂直于地貌单元、地质构造、地层界线布置。 每个地貌单元均应布置勘探点，在地貌单元交接部位和地 层变化较大的地段，勘探点应当加密。 在地形平坦地区，可按网格布置勘探点。 对岩质地基，勘探线和勘探点布置及勘探孔的深度，应根 据地质构造、岩体特性、风化情况，按当地标准或当地经验 确定。
宽度，地层分界线并取原状 土样； 探坑：深度不大且形状不一， 矩形探槽，深度1～2m 探井：深度>3m，断面方形、 矩形、圆形
各种坑探工程的特点和适用条件
名称
探槽
特点
适用条件
剥除地表覆土，揭露基岩，划分地层岩 在地表深度小于3-5米 性，研究断层破碎带；探查残坡积层的 的长条形槽子 厚度和物质、结构
七、工程地质测绘的基本方法及制图 1、像片成图法
利用地面摄影、航空(卫星)摄影等像片，在室内进行判释。
2、实地测绘法
1）路线法：沿选定路线，实地测绘、调查（道路工程中常用）
2）布点法：布置观测路线和观测点
3）追索法：沿地层走向、地质构造线或不良地质界线布点追索
采用路线法测绘示例
§9～3 工程地质勘探
Ⅲ
Ⅳ
取土器的种类
取土器划分原则
按贯入方式 按取样管壁厚度 按结构特征（底端 是否封闭） 回转式按衬管活动 情况
取土器类型
锤击式、回转式包括静压式 厚壁、薄壁、束节式 敞口式、活塞式（包括固定活塞式、自由活塞 式、水压固定活塞式） 双层单动取土器（如丹尼森取土器、皮切尔取 土器） 双层双动取土器（二重管、三重管）
按封闭形式
球阀式、活阀式、气压式
固定活塞薄壁取土器 1-固定活塞: 2-薄壁取样管; 敞口薄壁取土器 3-活塞杆； 1-球阀; 4-消除真空杆； 2-固定螺钉； 5-固定螺钉 3-薄壁取样管
双动二重(三重 )管取土器 1-外管; 2-内管(取样管 及衬管); 3-外管钻头; 4-内管钻头; 5-取土器头部; 6-逆止阀
工民建勘察常用简易、轻便的 SH－30钻机回转钻进，对软土 用薄壁取土器，对松散的砂卵石 层采用冲击钻进或振动钻进；对 软弱地层或破碎带采用干钻法、 双层岩芯管法。
2）钻探方法（回转式、冲击式 ）及适用条件
浅部土层可采用下列方法钻探：小口径麻花钻钻进；小 口径勺形钻钻进；洛阳铲钻进。
3）钻孔观测、编录与资料整理
⑤提出改善和防治不良地质条件的措施和建议。
⑥预测工程兴建后对地质环境造成的影响，制定保护地质 环境的措施。
二、工程地质勘察的分级
工程地质勘察分级影响因素：工程安全等级、场地的复杂程 度和地基的复杂程度。 1）工程安全等级（三级）
二、工程地质勘察分级
注：住宅和一般公用建筑，30层以上可定为一级，7~30层可定为二 级，6层及6层以下可定为三级。
工程钻孔柱状图
4.工程地质坑探
是用人工或机械掘进的方式来探明地表以下浅部的工程地质 条件，包括：探坑、探槽、斜井、浅井、竖井、平硐等。
工程地质常用的坑探类型示意图 1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平硐；5-石门（平巷）；6-浅井
探槽：成长条形，其断面有 梯形、阶梯形，深度<3m
可了解地质构造线、断裂带
工程地质勘察的施工程序
调查收集资料 测绘 室内外试验 长期观测
物探 坑探和钻探
§9～2 工程地质测绘
通过对地质现象的详细观察和描述，并将 其反映到一定比例尺的地形图上。据测绘成果可 以分析各种地质现象的成因、分布、发展变化规 律以及对工程建筑的影响，还可为勘探、试验等 其他工作的布置奠定基础。 工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘。