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工程地质第八章

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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程地质勘察的目的和任务建筑工程决定于设计要求和场区工程地质条件。运用工程地质理论和各种勘察测试手段与方法对场地地质问题进行调查研究。◇ 优化选址◇ 查明场区内崩塌、滑坡、岩溶、岸边冲刷等,分析判明它们潜在的危害,为改善和防治此类不良地质条件提供地质依据。查明地基岩土的地层时代、岩性、地质构造、土的成因类型及埋藏分布规律,测定物理力学性质。◇ 查明地下水类型、水质、埋深及分布变化。◇ 根据根据工程地质条件,分析可能发生的工程地质问题,提出拟建建筑物的结构形式、基础类型及施工方法。◇ 对不利于建筑的岩土层,提出可行处理方法和防治措施。程地质勘察的目的和任务程地质勘察的一般要求与工程项目可行性研究、初步设计和施工图设计相对应的是选址勘察、初步勘察和详细勘察。1. 选址勘察阶段◆ 收集区域地质、地形地貌、地震及工程地质和建筑经验等相关资料。◆ 通过踏勘,了解场地地层、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。◆ 对工程地质条件复杂且资料不全的必选场地,可进行工程地质测绘和必要的勘探。※ 避开工程地质条件恶劣的地区或地段。初步勘察阶段◆ 收集可行性研究报告(附场区 1: 2千~ 1:千地形图)、有关工程性质及规模的文件。◆ 初步查明地层、构造、岩石和土的性质,地下水埋藏条件、冻结条件、不良地质现象的成因和分布范围及其对场地稳定性的影响程度和发展趋势。◆ 对抗震设防烈度为 7度及以上的建筑场地,应判定场地和地基的地震效应。详细勘察阶段( 1)目的提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数,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。( 2)要求◆ 取得附坐标及地形的建筑物总平面布置图,各建筑物地面整平标高、建筑物性质和规模,可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置深度,建筑物单位载荷和总载荷、结构特点和对地基基础的特殊要求。查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议◆ 查明场地范围各层岩土类别、结构、厚度、坡度、工程特性、计算和评价地基的稳定性和承载力。◆ 对需进行沉降计算的建筑物,提出地基变形计算参数,预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜。◆ 对抗震设防烈度 ≧ 6的场地,应划分场地和土的类别。对设防烈度 ≧ 7的场地,还应分析预测地震效应,判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性,并对液化等级作出评价。查明地下水的埋藏条件,判定地下水对建筑材料的腐蚀性。当需基坑降水设计时,还应查明水位变化幅度与规律,提供地层渗透性系数。◆ 提供为深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数,论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程和环境的影响。◆ 为选择桩的类型、长度,确定单桩承载力,计算群桩的沉降以及选择施工方法提供岩土技术参数。※ 以勘探、原位测试、室内土工实验为主要手段,补充物探、工程地质测绘和调查。工作量的多少按场地类别、建筑物特点及安全等级和重要性来确定,必要时布置适当的探井。程地质测绘的主要内容※ 将工程地质条件反映在一定比例尺的地形底图上,最终成果的工程地质图。※ 包括工程地质条件的全部要素和所有工程地质现象。◆ 岩土体的研究地层岩性、岩土分布特征及成因类型、岩性变化特点等。特别注意性质特殊及软弱的软土、软岩、软弱夹层、破碎岩体、膨胀土、可溶岩等。小比例尺测绘采用地层学单位,大比例尺应考虑岩土工程地质性质的差异划分出更小填图单位 。地质构造研究◇ 断裂、褶皱、节理及第四系土层厚度◆ 地形地貌研究◇ 中小比例尺着重地貌单元的成因类型及宏观结构特征;大比例尺侧重与工程建筑布局和设计有直接关系的微地貌及其细部特征。◆ 水文地质条件研究◇ 用于基础设计、水库渗漏、渗透性和稳定性、地面沉降、道路冻融、基坑涌水、深基坑支护等。◇ 查明含水层和隔水层、岩层透水性、地下水类型及埋藏和分布、地下水位、水质、水量、地下水动态等。◇ 必要时取样分析、动态长期观测、渗流试验等。调查研究各种物理地质现象◆ 程地质测绘的范围和比例尺在确定测绘范围时应考虑下列因素:◆ 依据建筑物类型工业与民用建筑、渠道和线路、洞室工程◆ 建筑物工艺要求◆ 工程地质条件的复杂程度工程地质测绘所用比例尺:◇ 小比例尺: 1: 5000~ 1: 50000,可行性研究◇ 中比例尺: 1: 2000~ 1: 5000, 初勘◇ 大比例尺: 1: 200~ 1: 1000, 详勘※ 对于建筑地段的地质界线,测绘精度在图上的误差≦ 3它地段 ≦ 5 工程地质测绘方法要点相片成图法和实地测绘法◇ 路线法◇ 布点法(用于大、中比例尺)◇ 追索法程地质勘探的任务在工程地质测绘的基础上进行。包括钻探、坑探和物探。◇ 探明岩性和地质构造◇ 探明水文地质条件◇ 探明地貌及物理地质现象(土层结构等)◇ 提取岩土样及水样,提供野外实验条件。程地质物探专用仪器通过探测地球物理场进行地层划分、判明地质构造、水文地质及各种地质现象。地质体的成层性、裂隙性、含水性、空隙性、物质成分、固结胶结程度等常以导电性、磁性、弹性、密度、放射性等地球物理性质或地球物理场表现出来。常用的物探方法有:电法、地震法、磁法、重力法及放射性勘探等。1. 电法◆ 岩土电阻率(火成岩最高、沉积岩最低)◆ 电阻率法的基本原理和方法饱水 >干砂砾、粗 >细、隔水层 >含水层◇ 非均质体与视电阻率◇ A、 电测深法(四极、三极、偶极、环形)☆ 电剖面法☆ 中间梯度法(探测陡倾角高阻带状构造,测线垂直带状构造)2. 地震勘探方法◇ 爆炸或敲击产生弹性地震波◇ 通过波速探测地下构造◇ 直达波法、反射波法、折射波法程地质钻探准确获取地质资料,通过钻孔采取原状岩土样并做现场试验。◇ 直径 ≧ 800孔直径 ≧ 33样段直径 ≧ 108质岩直径 ≧ 89 深度一般小于数十米◇ 回旋式和冲击式钻机◇ 技术性孔和鉴别孔※ 敏感和疏松砂土层采用回旋钻进;泥浆护孔减少扰动;取土孔孔径适当,避免取土器切削孔壁带来费土;取土前一次钻进不宜过深,避免目标被扰动。程地质坑探通过探井、探坑或探槽取得直观资料和原状土样准确获取地质资料。◇ 覆盖土层 3m,圆形探井较为安全现场原位测试主要包括静力载荷试验、触探试验、剪切试验和地基土动力特性试验等,根据建筑物类型、岩土条件、设计要求、 静力载荷试验用于确定地基土的承载力、变形模量、不排水抗剪强度、基床反力系数及固结系数等,包括平板载荷试验( 螺旋板载荷试验( 种。场监测的目的和任务现场监测地基沉降与位移观测 地基土中应力观测地基与基础沉降土中孔隙水压力土中土压力土体内部水平位移地基与基础水平位移土体内部沉降建筑物的沉降观测建筑物沉降观测应注意的几个要点。◇ 基准基点的设置以保证其稳定可靠为原则,故宜布置在基岩或压缩性较低的土层上。水准基点的位置宜靠近观测对象,但必须在建筑物所产生压力影响范围以外。在一观测区内,水准基点不应少于 3个。◇ 观测点的布置应全面反映建筑物的变形并结合地质情况确定,数量不宜少于 6个。◇ 水准测量宜采用精密水平仪和铟刚尺。对于一个观测对象宜固定测量工作和人员,仪器必须经校正。宜采用 Ⅱ 级水准测量。观测时还应随时记录气象资料;观测次数和时间应根据具体情况确定:一般情况下,民用建筑每施工完一层观测一次;工业建筑、按不同载荷阶段分次观测,但施工阶段的观测次数不应少于 4次;建筑物竣工后的观测第一年不少于 3~ 5次,第二年不少于 2次,以后每年一次直到沉降稳定为止;对于突发严重裂缝或大量沉降等特殊情况时,应增加观测次数。地下水的监测地下水动态观测包括水位、水温、孔隙水压力、水化学成分等内容,尤其是地下水位及孔隙水压力的动态观测。此类观测对评价地基土承载力、评价水库渗漏和侵没、预测道路翻浆、论证建筑物地基稳定性以及研究水库地震等都有重要意义。在下列情况应进行地下水观测:◇ 当地下水的升降影响岩土的稳定时◇ 当地下水上升对构筑物产生浮托力或对地下洞室和地下构筑物的防潮、防水产生较大影响时。◇ 当施工排水对工程有较大影响时。当施工或环境条件改变造成的孔隙水压力、地下水压的变化对岩土工程有较大影响时。地下水的动态监测可采用水井、地下水天然露头或钻孔、探井。孔隙水压力、地下水压的监测可采用测压计或钻孔测压仪。监测时应满足下列技术要求:◇ 动态监测不应少于一个水文年,并宜每三天监测一次,雨天宜每天监测一次。当孔隙水压力在施工期间发生变化影响建筑物性能时,应在施工结束或孔隙水压力降到安全值后方可停止监测,对受地下水浮托力影响的工程,孔隙水压力的监测应进行至浮托力影响清除为止。※ 提出地下水位和降水量的动态变化曲线图、地下水压动态变化曲线图、不同时期的水位深度图、等水位线图、不同时期的有害化学成分的等值线图等资料,并分析地下水的危害因素、提出防治措施。工程地质勘察报告的主要内容是工程地质勘察的正式成果。将现场勘察得到的工程地质资料进行统计、归纳和分析、编制成图件、表格并对场地工程地质条件和问题做系统的分析和评价,以正确全面反映场地工程地质条件和提供地基土物理力学设计指标,供建设单位、设计单位和施工单位使用,并作为存档文件长期保存。工程地质图的编绘1. 工程地质图的类型◇ 实际材料图 — 场地勘察的实际工作,包括地质点、钻孔点、勘探坑洞、试验点及长期观测点等。编录图 — 钻孔柱状图、基坑编录图、平洞展示图及其它地质勘探和测绘点的编录。◇ 分析图 — 突出反映一种或两种工程地质因素或岩土某一性质指标的变化情况。如基岩埋深等深线、岩性变化图等。◇ 专门工程地质图 — 图中突出反映与某一特定工程地质问题有关的地质特征、空洞分布及其相互组合关系,评价地质问题有关的地质和力学数据等。◇ 综合性工程地质图和分区图(工程地质图) — 针对建筑类型把与之有关的地质条件和勘探试验成果综合反映在图上,并对建筑场区的工程地质条件提出总的评价。各分区和分段还要系统的反映有关工程地质条件和分析工程地质问题最需要的资料,并附分区工程地质特征说明表。2. 工程地质图的内容及编制原则工程地质图的主要内容有:◇ 地形地貌◇ 岩土类型及其工程性质◇ 地质构造◇ 水文地质条件◇ 物理地质现象工程地质图的编制方法:编制前需要一套相应比例尺的有关图件:◇ 地质图或第四纪地质图◇ 地貌及物理地质现象图◇ 水文地质图◇ 各种工程地质剖面图、钻孔柱状图◇ 各种原位测试及室内试验成果图表等。基承载力的确定地基承载力是地基单位面积上所能承受载荷的能力。在该载荷作用下,地基能保持强度稳定性和变形值不超过建筑物允许的范围。※ 确定地基承载力的一个复杂的问题。影响因素很多,包括地基破坏形式、地基土体的物理力学指标、基础的形状及埋置深度、载荷的方向和大小等等。考虑因素不同,得到的承载力值各异,有基本值( 标准值( 设计值( f )等三个代表。※ 地基承载力应根据建筑物的类型和安全等级,按下列原则综合确定( 一级建筑物采用载荷试验、理论公式计算及其它原位测试等方法综合确定。◇ 表 准贯入试验等其它原位试验确定,其它二级建筑物尚应结合强度理论公式计算确定。◇ 三级建筑物可根据邻近建筑物的经验确定。1. 按照规范表格确定地基承载力有些土的物理力学指标与地基承载力之间存在良好的相关性。由此可通过土的室内物理力学指标实验值确定土的承载力。查出的承载力值为( 粉土、粘性土、沿海淤泥和淤泥质土、红粘土、素填土的( 由表 按静载荷试验确定地基承载力3. 据土的抗剪强度指标计算地基承载力4. 按当地建筑经验确定地基承载力0ff  )9 1 2)3( 0  kk  0程地质勘察报告的编写根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况综合确定,内容一般包括:◆ 任务要求及勘察工程情况◆ 拟建工程概况◆ 勘察方法和勘察工作布置◆ 场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质、地下水、不良地质现象的描述与评价◆ 场地稳定性与适宜性评价◆ 岩土参数的分析与选用提出地基基础方案建议,工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题的预测及监控、预防措施的建议。◆ 勘察成果表及所附图件◇ 勘察点平面布置图◇ 工程地质柱状图◇ 工程地质剖面图◇ 原位测试成果表◇ 室内试验成果表
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