高層與超高層建筑的工程地質(zhì)勘察要點(diǎn)_工程地質(zhì)

工程地質(zhì)勘察（也稱巖土工程勘察）是土木工程建設(shè)的基礎(chǔ)工作。工程地質(zhì)勘察必須符合國家、行業(yè)制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。工程地質(zhì)勘察的目的是查明建設(shè)地區(qū)的工程地質(zhì)條件，提出工程地質(zhì)（巖土工程）評(píng)價(jià)，為選擇設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)各類建筑物、制定施工方法、整治地質(zhì)病害提供可靠依據(jù)。

工程地質(zhì)勘察是工程建設(shè)的前期準(zhǔn)備工作，在擬建場地及其附近進(jìn)行調(diào)查研究，以獲取工程建設(shè)場地原始工程地質(zhì)資料，為工程建設(shè)制定技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理和明顯綜合效益的設(shè)計(jì)和施工方案，達(dá)到合理利用自然資源和保護(hù)自然環(huán)境的目的，以免因工程的興建而惡化地質(zhì)環(huán)境，甚至引起地質(zhì)災(zāi)害。

根據(jù)建設(shè)場地明確性與否，工程地質(zhì)勘察的任務(wù)可分為兩大類：

一類是具有明確指定建設(shè)場地的工程地質(zhì)勘察任務(wù)。這類場地已經(jīng)過技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)效益、資源環(huán)境等多方面綜合論證，已經(jīng)明確建設(shè)的具體場地，不需要建設(shè)場地的方案比選，如三峽工程就在長江三峽地段，上海金茂大廈就在陸家嘴，故這類場地的工程勘察任務(wù)主要是：查明建設(shè)地區(qū)或地點(diǎn)的工程地質(zhì)條件，如地形、地貌和地層分布情況，同時(shí)指出對(duì)工程建設(shè)有利的和不利的條件，以便工程設(shè)計(jì)“揚(yáng)長避短”；測(cè)定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，如土的天然密度、含水量、孔隙比、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)、抗剪強(qiáng)度、塑性指標(biāo)、液性指標(biāo)等，并研究這些指標(biāo)在工程建設(shè)施工和使用期間可能發(fā)生的變化及提出有效預(yù)防和治理措施的建議。

另一類是需要方案比選建設(shè)場地的工程地質(zhì)勘察任務(wù)。這類場地還沒有具體確定，尚需進(jìn)行初步試勘后經(jīng)過方案比選才能確定，如高速公路的選線、大型橋梁橋位的選址，故這類場地的工程勘察任務(wù)主要是：分析研究可供建設(shè)場地有關(guān)的工程地質(zhì)問題，作出定性與定量評(píng)價(jià)；選出建設(shè)工程地質(zhì)條件比較合適的工程建筑場地。所謂工程地質(zhì)條件，是指與工程結(jié)構(gòu)物相關(guān)的各種地質(zhì)因素的綜合，主要包括巖石（土）類型、地質(zhì)結(jié)構(gòu)與構(gòu)造、地形地貌條件、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)作用或現(xiàn)象（如地震、泥石流、巖溶等）和天然建筑材料等方面。值得一提的是，良好優(yōu)越的工程地質(zhì)條件并不一定是方案最好的建設(shè)場地，因?yàn)檫x擇這類場地往往以犧牲大片良田沃土為代價(jià)。

工程地質(zhì)勘察常用的主要方法有：①工程地質(zhì)測(cè)繪；②工程地質(zhì)勘探；③工程地質(zhì)試驗(yàn)；④工程地質(zhì)現(xiàn)場觀測(cè)。各種方法在各個(gè)工程勘察階段中使用的數(shù)量、深度與廣度也各不相同。

雖然各類建設(shè)工程對(duì)勘察設(shè)計(jì)階段劃分的名稱不盡相同，但是勘察設(shè)計(jì)各個(gè)階段的實(shí)質(zhì)內(nèi)容則是大同小異。一般將工程地質(zhì)勘察階段分為可行性研究勘察階段、初步勘察階段、詳細(xì)勘察階段和施工勘察階段。

1） 可行性研究勘察階段

可行性研究勘察階段，主要滿足選址或者確定場地的要求，該階段應(yīng)對(duì)擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性作出客觀評(píng)價(jià)。為此，在確定擬建工程場地時(shí)，在方案允許時(shí)，宜避開以下區(qū)段：①不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育且對(duì)場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的地段；②地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段；②不利于抗震地段；③洪水或地下水對(duì)場地有嚴(yán)重不良影響且又難以有效預(yù)防和控制的地段；④地下有未開采的有價(jià)值礦藏地段；⑤埋藏有重要意義的文物古跡或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)的地段。

可行性研究勘察階段的主要勘察方法是：①對(duì)擬建地區(qū)大、中比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪；②進(jìn)行較多的勘探工作，包括在控制工程點(diǎn)作少量的鉆探；③進(jìn)行較多的室內(nèi)試驗(yàn)工作，并根據(jù)需求進(jìn)行必要的野外現(xiàn)場試驗(yàn)；④應(yīng)在重要的工程地段及可能發(fā)生不利地質(zhì)作用的地址進(jìn)行長期觀測(cè)工作；⑤進(jìn)行必要的物探。

2） 初步勘察階段

初步勘察階段應(yīng)對(duì)場地內(nèi)建設(shè)地段的穩(wěn)定性作出巖土工程定量分析。本階段的工程地質(zhì)勘察工作有：①收集項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告、場址地形圖、工程性質(zhì)、規(guī)模等文件資料；②初步查明地層、構(gòu)造、巖性、透水性、是否存在不良地質(zhì)現(xiàn)象，當(dāng)場地條件復(fù)雜，還應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查；③對(duì)抗震設(shè)防烈度不小于7度的場地，應(yīng)初步判定場地或地基能否發(fā)生液化。

初步勘察應(yīng)在收集分析已有資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪、勘探及測(cè)試工作。

3） 詳細(xì)勘察階段

詳細(xì)勘察應(yīng)密切結(jié)合工程技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的工程結(jié)構(gòu)提供詳細(xì)的工程地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù)，對(duì)擬建物的地基作出巖土工程分析評(píng)價(jià)，為路基路面或基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的預(yù)防和整治等具體方案進(jìn)行具體論證并得出結(jié)論和提出建議。詳細(xì)勘察的具體內(nèi)容應(yīng)視擬建物的具體情況和工程要求來定。

4） 施工勘察階段

施工勘察主要是與設(shè)計(jì)、施工單位相結(jié)合進(jìn)行的地基驗(yàn)槽，深基礎(chǔ)工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢測(cè)，施工中的巖土工程監(jiān)測(cè)和必要的補(bǔ)充勘察，解決與施工有關(guān)的巖土工程問題，并為施工階段路基路面或地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變更提供相應(yīng)的地基資料，具體內(nèi)容視工程要求而定。

需要指出的是，并不是每項(xiàng)工程都嚴(yán)格遵守上述階段進(jìn)行勘察，有些工程項(xiàng)目的用地有限，沒有場地選擇的余地，如遇到地質(zhì)條件不是很好時(shí)，則通過采取地基處理或其他措施來改善，這時(shí)施工階段的勘察尤為重要。此外，有些建筑等級(jí)要求不高的工程項(xiàng)目，可根據(jù)鄰近的已建工程的成熟經(jīng)驗(yàn)，根本就不需要任何勘察亦可興建，如1～3層的工業(yè)與民用建筑工程項(xiàng)目。

工程地質(zhì)測(cè)繪是工程地質(zhì)勘察中最基本的方法，也是工程地質(zhì)勘察最先進(jìn)行的綜合基礎(chǔ)工作。它運(yùn)用地質(zhì)學(xué)原理，通過野外調(diào)查，對(duì)有可能選擇的擬建場地區(qū)域內(nèi)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和描述，將所觀察到的地質(zhì)要素按要求的比例尺填繪在地形圖和有關(guān)圖表上，并擬建場地區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)條件作出初步評(píng)價(jià)，為后續(xù)布置勘探、試驗(yàn)和長期觀測(cè)打下基礎(chǔ)。工程地質(zhì)測(cè)繪貫穿于整個(gè)勘察工作的始終，只是隨著勘察設(shè)計(jì)階段的不同，要求測(cè)繪的范圍、內(nèi)容、精度不同而已。

1） 工程地質(zhì)測(cè)繪的范圍

工程地質(zhì)測(cè)繪的范圍應(yīng)根據(jù)工程建設(shè)類型、規(guī)模并考慮工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度等綜合確定。一般工程跨越地段越多、規(guī)模越大、工程地質(zhì)條件越復(fù)雜測(cè)繪范圍就相對(duì)越廣。例如，京珠高速公路的線路測(cè)繪，橫亙南北，穿山越嶺，跨江過海，測(cè)繪范圍就比三峽大壩選地址工程測(cè)繪范圍要廣闊。

2） 工程地質(zhì)測(cè)繪的內(nèi)容

工程地質(zhì)測(cè)繪的內(nèi)容主要有以下6個(gè)方面：

(1) 地層巖性

明確一定深度范圍地層內(nèi)各巖層的性質(zhì)、厚度及其分布變化規(guī)律，并確定其地質(zhì)年代、成因類型、風(fēng)化程度及工程地質(zhì)特性。

(2) 地質(zhì)構(gòu)造

研究測(cè)區(qū)內(nèi)各種構(gòu)造形跡的產(chǎn)狀、分布、形態(tài)、規(guī)模及其結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)性質(zhì)，明確各類構(gòu)造巖的工程地質(zhì)特性，并分析其對(duì)地貌形態(tài)、水文地質(zhì)條件、巖石風(fēng)化等方面的影響及其近、晚期構(gòu)造活動(dòng)情況，尤其是地震活動(dòng)情況。

(3) 地貌條件

如果說地形是研究地表形態(tài)的外部特征，如高低起伏、坡度陡緩和空間分布，那么地貌則是研究地形形成的地質(zhì)原因和年代及其在漫長的地質(zhì)歷史中不斷演變的過程和將來發(fā)展的趨勢(shì)，即從地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)的觀點(diǎn)來考察地表形態(tài)。因此，研究地貌的形成和發(fā)展規(guī)律，對(duì)工程建設(shè)的總體布局有著重要意義。

(4) 水文地質(zhì)

調(diào)查地下水資源的類型、埋藏條件、滲透性，并測(cè)試分析水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分及動(dòng)態(tài)變化對(duì)工程結(jié)構(gòu)建設(shè)期間和正常使用期間的影響。

(5) 不良地質(zhì)

查明巖溶、滑坡、泥石流及巖石風(fēng)化等分布的具體位置、類型、規(guī)模及其發(fā)育規(guī)律，并分析其對(duì)工程結(jié)構(gòu)的影響。

(6) 可用材料

對(duì)測(cè)區(qū)內(nèi)及附近地區(qū)短程可以用來利用的石料、砂料及土料等天然構(gòu)筑材料資源進(jìn)行附帶調(diào)查。

3）工程地質(zhì)測(cè)繪的精度

工程地質(zhì)測(cè)繪的精度是指對(duì)野外觀察得到的工程地質(zhì)現(xiàn)象和獲取的地質(zhì)要素信息標(biāo)記、描述和表示在有關(guān)圖紙上的詳細(xì)程度。所謂地質(zhì)要素，即場地的地層、巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象、可利用天然建筑材料的質(zhì)量及其分布等。測(cè)繪的精度主要取決于單位面積上觀察點(diǎn)的多少，在地質(zhì)復(fù)雜地區(qū)，觀察點(diǎn)的分布多一些，簡單地區(qū)則少一些，觀察點(diǎn)應(yīng)布置在反映工程地質(zhì)條件各因素的關(guān)鍵位置上。一般應(yīng)反映在圖上大于2mm的一切地質(zhì)現(xiàn)象，對(duì)工程有重要影響的地質(zhì)現(xiàn)象，在圖上不足2mm時(shí)，應(yīng)擴(kuò)大比例尺表示，并注明真實(shí)數(shù)據(jù)，如溶洞等。

4） 工程地質(zhì)測(cè)繪的方法和技術(shù)

工程地質(zhì)測(cè)繪的方法有像片成圖法和實(shí)地測(cè)繪法。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，遙感新技術(shù)也應(yīng)用于工程地質(zhì)測(cè)繪。

（1） 像片成圖法

像片成圖法是利用地面攝影或航空(衛(wèi)星)攝影的像片，先在室內(nèi)根據(jù)判釋標(biāo)志，結(jié)合所掌握的區(qū)域地質(zhì)資料，確定地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌、水系和不良地質(zhì)現(xiàn)象等，描繪在單張像片上，然后在像片上選擇需要調(diào)查的若干布點(diǎn)和路線，以便進(jìn)一步實(shí)地調(diào)查、校核并及時(shí)修正和補(bǔ)充，最后將結(jié)果轉(zhuǎn)繪成工程地質(zhì)圖。

（2） 實(shí)地測(cè)繪法

顧名思義，實(shí)地測(cè)繪法就是在野外對(duì)工程地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪的方法。實(shí)地測(cè)繪法通常有路線穿越法、布線測(cè)點(diǎn)法和界線追索法3種。

路線穿越法是沿著在測(cè)區(qū)內(nèi)選擇的一些路線，穿越測(cè)繪場地，將沿途遇到的地層、構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象、水文地質(zhì)、地形、地貌界線和特征點(diǎn)等填繪在工作底圖上的方法。路線可以是直線也可以是折線。觀測(cè)路線應(yīng)選擇在露頭較好或覆蓋層較薄的地方，起點(diǎn)位置應(yīng)有明顯的地物，例如村莊、橋梁等。同時(shí)，為了提高工作成效，方向應(yīng)大致與巖層走向、構(gòu)造線方向及地貌單元相垂直。

布線測(cè)點(diǎn)法就是根據(jù)地質(zhì)條件復(fù)雜程度和不同測(cè)繪比例尺的要求，先在地形圖上布置一定數(shù)量的觀測(cè)路線，然后在這些線路上設(shè)置若干觀測(cè)點(diǎn)的方法。觀測(cè)線路力求避免重復(fù)，盡量使之達(dá)到最優(yōu)效果。

界線追索法就是為了查明某些局部復(fù)雜構(gòu)造，沿地層走向或某一地質(zhì)構(gòu)造方向或某些不良地質(zhì)現(xiàn)象界線進(jìn)行布點(diǎn)追索的方法。這種方法常是在上述兩種方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是一種輔助補(bǔ)充方法。

(3) 遙感技術(shù)應(yīng)用

遙感技術(shù)就是根據(jù)電磁波輻射理論，在不同高度的觀測(cè)平臺(tái)上,使用光學(xué)（電子學(xué)）或電子光學(xué)等探測(cè)儀器，對(duì)位于地球表面的各類遠(yuǎn)距離目標(biāo)反射、散射或發(fā)射的電磁波信息進(jìn)行接收并用圖像膠片或數(shù)字磁帶形式記錄，然后將這些信息傳送到地面接收站，接收站再把這些信息進(jìn)一步加工處理成遙感資料，最后結(jié)合已知物的波譜特征，從中提取有用信息，識(shí)別目標(biāo)和確定目標(biāo)物之間相互關(guān)系的綜合技術(shù)。簡言之，遙感技術(shù)是通過特殊方法對(duì)地球表層地物及其特性進(jìn)行遠(yuǎn)距離探測(cè)和識(shí)別的綜合技術(shù)方法。遙感技術(shù)包括傳感器技術(shù)，信息傳輸技術(shù)，信息處理、提取和應(yīng)用技術(shù)，目標(biāo)信息特征的分析和測(cè)量技術(shù)等。

遙感技術(shù)應(yīng)用于工程地質(zhì)測(cè)繪，可大量節(jié)省地面測(cè)繪時(shí)間及工作量，并且完成質(zhì)量較高，從而節(jié)省工程勘察費(fèi)用。

工程地質(zhì)勘探是在工程地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上，為了詳細(xì)查明地表以下的工程地質(zhì)問題，取得地下深部巖土層的工程地質(zhì)資料而進(jìn)行的勘察工作。

常用的工程地質(zhì)勘探手段有開挖勘探、鉆孔勘探和地球物理勘探。

1） 開挖勘探

開挖勘探就是對(duì)地表及其以下淺部局部土層直接開挖，以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間的接觸關(guān)系，并能取出接近實(shí)際的原狀結(jié)構(gòu)巖土樣進(jìn)行詳細(xì)觀察和描述其工程地質(zhì)特性的勘探方法。根據(jù)開挖體空間形狀的不同，開挖勘探可分為坑探、槽探、井探和洞探等。

坑探就是用鍬鎬或機(jī)械挖掘在空間上3個(gè)方向的尺寸相近的坑洞的一種明挖勘探方法?？犹降纳疃纫话銥?～2m，適于不含水或含水量較少的較穩(wěn)固的地表淺層，主要用來查明地表覆蓋層的性質(zhì)和采取原狀土樣。

槽探就是在地表挖掘成長條形（兩壁常為傾斜的上寬下窄）溝槽進(jìn)行地質(zhì)觀察和描述的明挖勘探方法。探槽的寬度一般為0.6～1.0m，深度一般小于3m，長度則視情況確定。探槽的斷面有矩形、梯形和階梯形等多種形式，一般采用矩形。當(dāng)探槽深度較大時(shí)，常用梯形的；當(dāng)探槽深度很大且探槽兩壁地層穩(wěn)定性較差時(shí)，則采用階梯形斷面，必要時(shí)還要對(duì)兩壁進(jìn)行支護(hù)。槽探主要用于追索地質(zhì)構(gòu)造線、斷層、斷裂破碎帶寬度、地層分界線、巖脈寬度及其延伸方向，探查殘積層、坡積層的厚度和巖石性質(zhì)及采取試樣等。

井探是指勘探挖掘空間的平面長度方向和寬度方向的尺寸相近，而其深度方向則大于長度和寬度的一種挖探方法。探井的深度一般大于3～20m，其斷面形狀有方形的(1m×1m、1.5m×1.5m)、矩形的(1m×2m)和圓形的(直徑一般為0.6～1.25m)。掘進(jìn)時(shí)遇到破碎的井段須進(jìn)行井壁支護(hù)。井探用于了解覆蓋層厚度及性質(zhì)、構(gòu)造線、巖石破碎情況、巖溶、滑坡等，當(dāng)巖層傾角較緩時(shí)效果較好。

洞探是在指定標(biāo)高的指定方向開挖地下洞室的一種勘探方法。這種勘探方法一般將探洞布置在平緩山坡、山坳處或較陡的基巖坡坡底，多用于了解地下一定深處的地質(zhì)情況并取樣，如查明壩底兩岸地質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其在巖層傾向河谷并有易于滑動(dòng)的夾層，或?qū)娱g錯(cuò)動(dòng)較多、斷裂較發(fā)育及斜坡變形破壞等，更能觀察清楚，可獲較好效果。

2） 鉆孔勘探

鉆孔勘探簡稱鉆探。鉆探就是利用鉆進(jìn)設(shè)備打孔，通過采集巖芯或觀察孔壁來探明深部地層的工程地質(zhì)資料，補(bǔ)充和驗(yàn)證地面測(cè)繪資料的勘探方法。鉆探是工程地質(zhì)勘探的主要手段，但是鉆探費(fèi)用較高，因此，一般是在開挖勘探不能達(dá)到預(yù)期目的和效果時(shí)才采用這種勘探方法。

鉆探方法較多，鉆孔口徑不一。一般采用機(jī)械回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。常規(guī)孔徑為：開孔168mm，終孔91mm。由于行業(yè)部門及設(shè)計(jì)單位的不同要求，孔徑的取值也不一樣。如水電部使用回轉(zhuǎn)式大口徑鉆探的最大孔徑可達(dá)1500mm，孔深30～60m，工程技術(shù)人員可直接下孔觀察孔壁。而有的部門采用孔徑僅為36mm的小孔徑，鉆進(jìn)采用金剛石鉆頭，這種鉆探方法對(duì)于硬質(zhì)巖而言，可提高其鉆進(jìn)速度和巖芯采取率或成孔質(zhì)量。

一般情況下，鉆探通常采用垂直鉆進(jìn)方式。對(duì)于某些工程地質(zhì)條件特殊的情況，如被調(diào)查的地層傾角較大，則可選用斜孔或水平孔鉆進(jìn)。

鉆進(jìn)方法有4種：沖擊鉆進(jìn)、回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)、綜合鉆進(jìn)和振動(dòng)鉆進(jìn)。

（1） 沖擊鉆進(jìn)

該法采用底部圓環(huán)狀的鉆頭，鉆進(jìn)時(shí)將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重迅猛放落，鉆具在下落時(shí)產(chǎn)生沖擊力，沖擊孔底巖土層，使巖土達(dá)到破碎而進(jìn)一步加深鉆孔。沖擊鉆進(jìn)可分為人工沖擊鉆進(jìn)和機(jī)械沖擊鉆進(jìn)。人工沖擊鉆進(jìn)所需設(shè)備簡單，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，適于黃土、黏性土和砂性土等疏松覆蓋層；機(jī)械沖擊鉆進(jìn)省力省工，但是費(fèi)用相對(duì)較高，適于礫石、卵石層及基巖。沖擊鉆進(jìn)一般難以取得完整巖芯。

（2） 回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)

該法利用鉆具鉆壓和回轉(zhuǎn)，使嵌有硬質(zhì)合金的鉆頭切削或磨削巖土進(jìn)行鉆進(jìn)。根據(jù)鉆頭的類別，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)可分為螺旋鉆探、環(huán)形鉆探（巖芯鉆探）和無巖芯鉆探。螺旋鉆探適用于黏性土層，可干法鉆進(jìn)，螺紋旋入土層，提鉆時(shí)帶出擾動(dòng)土樣；環(huán)形鉆探適用于土層和巖層，對(duì)孔底作環(huán)形切削研磨，用循環(huán)液清除輸出巖粉，環(huán)形中心保留柱狀巖芯，然后進(jìn)行提取；無巖芯鉆探適用于土層和巖層，對(duì)整個(gè)孔底做全面切削研磨，用循環(huán)液清除輸出巖粉，不提鉆連續(xù)鉆進(jìn)，效率高。

（3） 綜合鉆進(jìn)

此法是一種沖擊與回轉(zhuǎn)綜合作用下的鉆進(jìn)方法。它綜合了前兩種鉆進(jìn)方法在地層鉆進(jìn)中的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到提高鉆進(jìn)效率的目的，在工程地質(zhì)勘探中應(yīng)用廣泛。

（4） 振動(dòng)鉆進(jìn)

此法采用機(jī)械動(dòng)力將振動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)力通過鉆桿和鉆頭傳遞到圓筒形鉆頭周圍土中，使土的抗剪強(qiáng)度急劇減小，同時(shí)利用鉆頭依靠鉆具的重力及振動(dòng)器重量切削土層進(jìn)行鉆進(jìn)。圓筒形鉆頭主要適用于粉土、砂土、較小粒徑的碎石層以及黏性不大的黏性土層。

3） 地球物理勘探

地球物理勘探簡稱物探，是利用專門儀器來探測(cè)地殼表層各種地質(zhì)體的物理場，包括電場、磁場、重力場、輻射場、彈性波的應(yīng)力場等，通過測(cè)得的物理場特性和差異來判明地下各種地質(zhì)現(xiàn)象，獲得某些物理性質(zhì)參數(shù)的一種勘探方法。由于組成地殼的各種不同巖層介質(zhì)的密度、導(dǎo)電性、磁性、彈性、反射性及導(dǎo)熱性等方面存在差異，這些差異將引起相應(yīng)的地球物理場的局部變化，通過測(cè)量這些物理場分布和變化特性，結(jié)合已知的地質(zhì)資料進(jìn)行分析和研究，就可以推斷地質(zhì)體的性狀。這種方法兼有勘探和試驗(yàn)兩種功能。與鉆探相比，物探具有設(shè)備輕便、成本低、效率高和工作空間廣的優(yōu)點(diǎn)。但是，物探不能取樣直接觀察，故常與鉆探配合使用。

物探按照利用巖土物理性質(zhì)的不同可分為聲波探測(cè)、電法勘探、地震勘探、重力勘探、磁力勘探及核子勘探等。在工程地質(zhì)勘探中采用得較多的主要是前3種方法。

最普遍的物探方法是電法勘探與地震勘探，常在初期的工程地質(zhì)勘察中使用，配合工程地質(zhì)測(cè)繪，初步查明勘察區(qū)的地下地質(zhì)情況，此外，常用于查明古河道、洞穴、地下管線等具體位置。

（1） 聲波探測(cè)

聲波探測(cè)是指運(yùn)用聲波段在巖土或巖體中傳播特性及其變化規(guī)律來測(cè)試其物理力學(xué)性質(zhì)的一種探測(cè)方法。在實(shí)際工程中，還可利用在應(yīng)力作用下巖土或巖體的發(fā)聲特性對(duì)其進(jìn)行長期穩(wěn)定性觀察。

（2） 電法勘探

電法勘探簡稱電探，是利用天然或人工的直流或交流電場來測(cè)定巖土體導(dǎo)電學(xué)性質(zhì)的差異，勘察地下工程地質(zhì)情況的一種物探方法。電探的種類很多，按照使用電場的性質(zhì)，可分為人工電場法和自然電場法，而人工電場法又可分為直流電場法和交流電場法。工程勘察使用較多的是人工電場法，即人工對(duì)地質(zhì)體施加電場，通過電測(cè)儀測(cè)定地質(zhì)體的電阻率大小及其變化，再經(jīng)過專門的圖板對(duì)比（理論曲線對(duì)比），區(qū)分地層、巖性、構(gòu)造以及覆蓋層、風(fēng)化層厚度、含水層分布和深度、古河道、主要充水裂隙方向以及天然建筑材料分布范圍、儲(chǔ)量等。

地質(zhì)雷達(dá)(又稱探地雷達(dá)，Ground Penetrating Radar，簡稱GPR)檢測(cè)技術(shù)是一種高精度、連續(xù)無損、經(jīng)濟(jì)快速、圖像直觀的高科技檢測(cè)技術(shù)。它是通過地質(zhì)雷達(dá)向物體內(nèi)部發(fā)射高頻電磁波并接收相應(yīng)的反射波來判斷物體內(nèi)部異常情況。作為目前精度較高的一種物理探測(cè)技術(shù)，地質(zhì)雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工程地質(zhì)、巖土工程、地基工程、道路橋梁、文物考古、混凝土結(jié)構(gòu)探傷等領(lǐng)域。地質(zhì)雷達(dá)儀器主要由控制單元、發(fā)射天線、接收天線、筆記本電腦等部件組成。工作人員通過操縱筆記本電腦，向控制單元發(fā)出命令；控制單元接收到命令后，向發(fā)射天線和接收天線同時(shí)發(fā)出觸發(fā)信號(hào)；發(fā)射天線觸發(fā)后，向地面發(fā)射頻率為幾十至幾千兆赫的高頻脈沖電磁波；電磁波在地下傳播過程中，遇到電性不同的界面、目標(biāo)或局域介質(zhì)不均勻體時(shí)，一部分電磁波反射回地面，由接收天線接收，并以數(shù)據(jù)的形式傳輸?shù)娇刂茊卧?，再由控制單元傳輸?shù)焦P記本電腦，以圖像的方式顯示。對(duì)圖像進(jìn)行處理分析，便可得出地下介質(zhì)分布情況，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的目的。

（3） 地震勘探

地震勘探是利用地質(zhì)介質(zhì)的波動(dòng)性來探測(cè)地質(zhì)現(xiàn)象的一種物探方法。其原理是利用爆炸或敲擊方法向巖體內(nèi)激發(fā)地震波，根據(jù)不同介質(zhì)彈性波傳播速度的差異來判斷地質(zhì)情況。根據(jù)波的傳遞方式，地震勘探又可分為直達(dá)波法、反射波法和折射波法。直達(dá)波就是由地下爆炸或敲擊直接傳播到地面接收點(diǎn)的波。直達(dá)波法就是利用地震儀器記錄直達(dá)波傳播到地面各接收點(diǎn)的時(shí)間和距離，然后推算地基土的動(dòng)力參數(shù)，如動(dòng)彈性模量、動(dòng)剪切模量和泊松比等。而反射波或折射波則一般由地面產(chǎn)生激發(fā)的彈性波在不同地層的分界面發(fā)生反射或折射而返回到地面的波。反射波法或折射波法就是利用反射波或折射傳播到地面各接收點(diǎn)的時(shí)間，并研究波的振動(dòng)特性，確定引起反射或折射的地層界面的埋藏深度、產(chǎn)狀巖性等。地震勘探直接利用地下巖石的固有特性，如密度、彈性等，較其他物探方法準(zhǔn)確，且能探測(cè)地表以下很大的深度，因此該勘探方法可用于了解地下深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)，如基巖面、覆蓋層厚度、風(fēng)化殼、斷層帶等地質(zhì)情況。

物探方法的選擇，應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)條件，常用多種方法進(jìn)行綜合探測(cè)，如重力法、電視測(cè)井等新技術(shù)、新方法的運(yùn)用。但由于物探的精度受到限制，因而是一種輔助性的方法。

1） 靜力觸探試驗(yàn)

靜力觸探試驗(yàn)是通過一定的機(jī)械裝置，將某種規(guī)格的金屬探頭用靜力壓入土層中，同時(shí)用傳感器或直接量測(cè)儀表測(cè)試土層對(duì)觸探頭的貫入阻力，以此來判斷、分析、確定地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。靜力觸探試驗(yàn)適用于黏性土、粉土和砂土，主要用于劃分土層、估算地基土的物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)、評(píng)定地基土的承載力、估算單樁承載力及判定砂土地基的液化等級(jí)等。

（1） 靜力觸探試驗(yàn)的技術(shù)要求

靜力觸探試驗(yàn)使用的靜力觸探儀主要由三部分組成：

① 貫入裝置（包括反力裝置）。其基本功能是可控制等速壓貫入。

② 傳動(dòng)系統(tǒng)。主要有液壓和機(jī)械兩種系統(tǒng)。

③ 量測(cè)系統(tǒng)。主要有探頭、電纜和電阻應(yīng)變儀等。

常用的靜力觸探探頭分為單橋探頭和雙橋探頭（圖 7-1），其規(guī)格見表 7-1 所示。

圖7-1　靜力觸探探頭示意圖

表7-1　單橋和雙橋觸探頭的規(guī)格

① 單橋探頭

單橋探頭能測(cè)定一個(gè)觸探指標(biāo)——比貫入阻力ps。ps值是指探頭錐尖底面積A與總貫入阻力P的比值，即

ps=

（7-1）

這一貫入阻力對(duì)應(yīng)于一定幾何形狀的探頭，因此是相對(duì)貫入阻力。經(jīng)大量試驗(yàn)研究，按表7-1確定的探頭規(guī)格，觸探結(jié)果不受其規(guī)格尺寸的影響。

② 雙橋探頭

雙橋探頭能測(cè)定兩個(gè)觸探指標(biāo)——錐尖阻力qc和側(cè)壁摩阻力fs，其定義如下：

qc=

（7-2）

fs=

（7-3）

式中:Qc、Pf——分別為錐尖總阻力和側(cè)壁摩阻力（MPa）；

　A、F——分別為錐底截面積和摩擦筒表面積（cm2）。

在靜力觸探的整個(gè)過程中，探頭應(yīng)勻速、垂直地壓入土層中，貫入速率一般控制在（1.2±0.3）m/min。

靜力觸探探頭傳感器必須事先進(jìn)行率定，室內(nèi)率定非線性誤差、重復(fù)性誤差、滯后誤差、溫度漂移，歸零誤差范圍應(yīng)為±0.5%～1.0%。在現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)檢驗(yàn)現(xiàn)場的歸零誤差不得超過3%，它是試驗(yàn)質(zhì)量的重要指標(biāo)。觸探時(shí)，深度記錄誤差一般為±0.1%。當(dāng)貫入深度大于50m時(shí)，應(yīng)量測(cè)觸探孔的偏斜度，校正土的分層界線。

（2） 靜力觸探試驗(yàn)成果的應(yīng)用

① 根據(jù)貫入阻力曲線的形態(tài)特征或數(shù)值變化幅度劃分土層在建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，對(duì)于地基土，按土的類型及其物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合地質(zhì)成因進(jìn)行分層是十分重要的。特別是在樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，樁端持力層的標(biāo)高及其起伏程度和厚度變化，是確定樁長的重要設(shè)計(jì)依據(jù)。

根據(jù)靜力觸探曲線（圖7-2）對(duì)地基土進(jìn)行力學(xué)分層，或參照鉆孔分層結(jié)合靜力觸探ps或q及fs值的大小和曲線形態(tài)特征進(jìn)行地基土的力學(xué)分層，并確定分層界線。

由于地基土層特性變化的復(fù)雜性，在劃分土層的界線時(shí)，應(yīng)注意以下兩個(gè)問題。一是在探頭貫入不同工程性質(zhì)的土層界線時(shí)ps或qc及fs值的變化一般是顯著的，但并不是突變的，而是在一段距離內(nèi)逐漸變化的。二是工程實(shí)踐中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，靜力觸探所劃分的土層界線與實(shí)際分界線在深度不大時(shí)兩者相差不多，約差20～40cm。當(dāng)觸探深度較大，超過40m，而且下部有硬土層存在時(shí)，靜力觸探定出的分層深度往往比鉆探所定的分層深度大。產(chǎn)生這種誤差的原因是在觸探中深度記錄誤差過大和細(xì)長的探桿發(fā)生撓曲，探桿彎曲后就沿彎曲方向繼續(xù)貫入，使觸探深度大于實(shí)際深度。產(chǎn)生深度誤差的這兩個(gè)因素，通過嚴(yán)格認(rèn)真的操作，并在探頭內(nèi)附設(shè)測(cè)斜裝置，是能夠?qū)⒄`差控制在規(guī)定的范圍內(nèi)的。

綜上所述，用靜力觸探曲線劃分土層界線的方法如下：

A. 上下層貫入阻力相差不大時(shí)，取超前深度和滯后深度的中心，或中心偏向小阻力土層5～10cm處作為分層界線。

B. 上下層貫入阻力相差1倍以上時(shí)，取軟土層最后一個(gè)（或第一個(gè)）貫入阻力小值偏向硬土層10cm處作為分層界線。

C. 上下層貫入阻力沒有變化時(shí)，可結(jié)合fs或Rf（摩阻比＝fs/qc）的變化確定分層界線。

② 評(píng)定地基土的強(qiáng)度參數(shù)

圖7-2　靜力觸探曲線

對(duì)于黏性土，由于靜力觸探試驗(yàn)的貫入速率較快，因此對(duì)量測(cè)黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度是一種可行的方法。經(jīng)過大量的試驗(yàn)和研究，探頭錐尖阻力基本上與黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度呈某種確定的函數(shù)關(guān)系，而且將大量的測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，其相關(guān)性都很理想。其典型的實(shí)用關(guān)系式如表7-2所示。

砂土的重要力學(xué)參數(shù)是內(nèi)摩擦角φ。我國鐵道部《靜力觸探技術(shù)規(guī)則》提出按表7-3估算砂土的內(nèi)摩擦角。

表7-2　用靜力觸探估算黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度（kPa）

續(xù)表7-2

表7-3　用靜力觸探比貫入阻力ps估算砂土內(nèi)摩擦角φ

砂土的密實(shí)狀態(tài)是判定其工程性質(zhì)的重要指標(biāo)，它綜合反映了砂土的礦物組成、粒徑組成、顆粒形狀等對(duì)其工程性質(zhì)的影響?？衫渺o力觸探評(píng)定砂土密實(shí)度的分級(jí)界限值。

③ 評(píng)定土的變形指標(biāo)

大量研究成果表明，在臨界深度以下貫入時(shí)，土體壓縮變形起著重要作用。無論是從理論上還是從qc或ps與Es和E0的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方面，都反映了qc或ps與Es和E0等一些土的壓縮變形指標(biāo)存在良好的函數(shù)關(guān)系。表7-4給出了黏性土的壓縮模量Es和變形模量E0與靜力觸探比貫入阻力ps的實(shí)用關(guān)系表達(dá)式。也可用靜力觸探試驗(yàn)錐尖阻力qc或比貫入阻力ps值估算砂土的變形模量E0的關(guān)系表達(dá)式。

表7-4　用ps評(píng)定黏性土的壓縮模量Es和變形模量E0

④ 評(píng)定地基土的承載力

關(guān)于用靜力觸探的比貫入阻力ps確定地基土的承載力的方法，我國開展了大量的研究工作，已取得了許多可靠、合理的實(shí)用成果。但是，由于我國疆域遼闊，土層成因類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，差異很大，因此不能形成一個(gè)統(tǒng)一的公式來確定各地區(qū)的地基承載力。表7-5、表7-6、表7-7為《南京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DG J32/J12—2005）規(guī)定的方法。

表7-5　粉細(xì)砂地基承載力特征值（kPa）

表7-6　粉土地基承載力特征值（kPa）

表7-7　黏性土地基承載力特征值（kPa）

⑤ 估算單樁承載力

靜力觸探試驗(yàn)可以看作是一個(gè)小直徑樁的現(xiàn)場載荷試驗(yàn)。對(duì)比結(jié)果表明，用靜力觸探成果估算單樁極限承載力是行之有效的，在國內(nèi)已有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)公式。下面分別介紹《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ 72—2004）用靜力觸探試驗(yàn)成果計(jì)算單樁承載力的方法，該方法適用于一般黏性土和砂土，其公式如下：

(7-4)

式中：Rk——預(yù)制樁單樁承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN)；

　c——樁端上、下靜力觸探錐尖阻力平均值（kPa），取樁尖平面以上4倍樁徑d范圍內(nèi)按厚度加權(quán)的平均值，然后再和樁尖平面以下1倍樁徑d范圍的qc值進(jìn)行算術(shù)平均；

　Ap——樁端橫截面面積（m2）；

　Up——樁身截面周長（m）；

　fsi——第i層土的靜力觸探側(cè)壁摩阻力（kPa）；

　li——第i層土的厚度（m）；

　k——安全系數(shù)，應(yīng)根據(jù)工程的性質(zhì)、使用要求、荷載特性、上部結(jié)構(gòu)對(duì)變形的敏感程度、地基土的均勻程度、樁的入土深度和實(shí)際沉樁施工質(zhì)量等因素確定，一般取k=2。

2) 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)

（1） 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備及技術(shù)要求

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是動(dòng)力觸探類型之一。它利用規(guī)定重量的穿心錘，從恒定高度上自由落下，將一定規(guī)格的探頭打入土中，根據(jù)打入的難易程度判別土的性質(zhì)。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的儀器設(shè)備如圖7-3所示，主要由三部分組成。

① 觸探頭

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)探頭為兩個(gè)一定規(guī)格的半圓合成的圓筒，稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入器。它的最大優(yōu)點(diǎn)是在觸探過程中配合取土樣，以便室內(nèi)試驗(yàn)分析。

② 觸探桿

國內(nèi)統(tǒng)一使用直徑為42mm的圓形鉆桿，國外有使用直徑為50mm或60mm的鉆桿。

圖7-3　標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備（單位：mm）
1—穿心錘；2—錘墊；3—鉆桿；4—貫入器頭；
5—出水孔；6—由兩半圓形管并合而成的貫入器身；7—貫入器靴

③ 穿心錘

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)穿心錘質(zhì)量為63.5kg，自由落距為76cm。

該試驗(yàn)按上述規(guī)定的穿心錘質(zhì)量和落距，將貫入器連續(xù)貫入土中30cm所需的錘擊數(shù)，稱為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)，記為N63.5。遇到硬土層，貫入擊數(shù)較大而且仍未貫入30cm時(shí)，可按下式換算為N63.5，即

N63.5=30

（7-5）

式中:n——實(shí)際試驗(yàn)錘擊數(shù)；

ΔS——與n次試驗(yàn)錘擊數(shù)相對(duì)應(yīng)的貫入量（cm）。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)所得的指標(biāo)N63.5表示探頭貫入土中的難易程度，因此可以依據(jù)它判別土的性質(zhì)。隨著觸探深度的加大，所得錘擊數(shù)N63.5實(shí)際上受到了觸探桿質(zhì)量及桿壁摩擦力的影響，因此，應(yīng)根據(jù)觸探桿長度對(duì)錘擊數(shù)進(jìn)行修正：

N=αN63.5

式中：N——按觸探桿長度修正后的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)；

　N63.5——實(shí)際貫入30cm所需錘擊數(shù)；

　α——觸探桿長度校正系數(shù)，見表7-8。

表7-8　觸探桿長度校正系數(shù)

（2） 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)成果的應(yīng)用

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)可確定地基土的承載力，判別砂土的密實(shí)狀態(tài)、振動(dòng)液化及細(xì)粒土的稠度狀態(tài)等。下面分別加以簡單介紹。

① 評(píng)定砂土的密實(shí)度

《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N將砂土的密實(shí)度劃分為密實(shí)、中密、稍密和松散，詳見表7-9。

表7-9　按標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N值確定砂土密實(shí)度

② 確定地基土承載力

《南京地區(qū)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DGJ 32/J12—2005）是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入經(jīng)桿長修正后的錘擊數(shù)N查表7-10、表7-11及表7-12確定粉細(xì)砂、中粗砂和黏性土的地基承載力特征值。

表7-10　粉細(xì)砂地基承載力特征值

注：N為經(jīng)桿長修正后的錘擊數(shù)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值。

表7-11　中粗砂地基承載力特征值

表7-12　黏性土地基承載力特征值

③ 評(píng)定黏性土的狀態(tài)

武漢勘察公司提出的標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)N與黏性土的狀態(tài)關(guān)系見表7-13。

表7-13　標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N與黏性土液性指數(shù)IL的關(guān)系

④ 評(píng)定砂土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

佩克的經(jīng)驗(yàn)公式：

φ=0.37N+27

（7-6）

式中:φ——砂土的內(nèi)摩擦角；

　N——標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。

太沙基和佩克的經(jīng)驗(yàn)公式為：

Cu=(6～6.5)N

（7-7）

式中：Cu——黏性土的不排水抗剪強(qiáng)度（kPa）；

　N——標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。

⑤ 地基土的液化判別

⑥ 評(píng)定土的變形模量E0和壓縮模量Es

⑦ 估算單樁承載力

3) 多波列淺層地震勘探技術(shù)

多波列淺層地震勘探技術(shù)是一種新興的巖土原位測(cè)試勘察方法，它充分利用了地震波傳播中產(chǎn)生的折射波、反射波、直達(dá)波、面波及轉(zhuǎn)換波的特性，根據(jù)不同的勘察對(duì)象，可選擇采用其中一種波或綜合采用多種波進(jìn)行解釋、推斷，使得淺層工程物探勘察手段能夠真正達(dá)到高精度、高分辨、定量化。我國自行研制的高分辨、高精度、智能型儀器——SWS-1&2型多波列數(shù)字圖像工程勘察與測(cè)試儀及其配套的先進(jìn)數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)成功，使多波列淺層地震勘探技術(shù)在巖土工程勘察中嶄露頭角。

淺層高分辨反射波技術(shù)、多道瞬態(tài)面波技術(shù)和高密度地震圖像技術(shù)等勘察新技術(shù)、新方法的試驗(yàn)研究與應(yīng)用，不但能在初勘階段作為一種普查的方法，而且在多層或高層建筑地基詳勘中也能作為鉆探的重要輔助手段，減少了鉆孔、測(cè)試數(shù)量，降低了勘察費(fèi)用，提高了勘察工作效率，為城市巖土工程勘察提供了一種快速、廉價(jià)和較為有效的手段。

淺層高分辨反射波技術(shù)是利用橫波的波速低、波長短、分辨率高，不受潛水面影響，在不同介質(zhì)的分界面上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換波等諸多優(yōu)點(diǎn)，采用小道距、小偏移距共反射點(diǎn)多次疊加方法追蹤層位，并在數(shù)據(jù)處理中進(jìn)行巖土介質(zhì)速度掃描。

瞬態(tài)面波技術(shù)是利用瑞利波的頻散特性和傳播速度與巖土物理力學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性進(jìn)行土層劃分，研究巖土的工程性質(zhì)，評(píng)價(jià)軟土地基加固處理效果，探測(cè)地下空洞和掩埋物，并為抗震設(shè)計(jì)提供巖土力學(xué)參數(shù)等，可以解決諸多的巖土工程問題。如為工程提供抗震設(shè)計(jì)參數(shù)，查明工程場地暗埋的砂坑、空洞、塌陷體等不良地質(zhì)體的形態(tài)和分布，采用多波列數(shù)字圖像工程勘察儀SWS-2型，利用多道瞬態(tài)面波技術(shù)和高密度地震圖像技術(shù)、高分辨地震反射波技術(shù)獲得土層情況和波速值，完成對(duì)土層工程特性的評(píng)價(jià)，基本上能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

高密度地震圖像技術(shù)是近兩年來隨著我國高新技術(shù)成果SWS-2型智能化多波列數(shù)字圖像工程勘察儀的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展起來的一種新興的勘察測(cè)試技術(shù)。它采用縱波反射法單點(diǎn)激震多點(diǎn)接收和數(shù)據(jù)連續(xù)快速采集與存儲(chǔ)以及相應(yīng)軟件支持的施測(cè)方法，使地下剖面經(jīng)彩色圖像表示出來。這種方法效率高，反映的地下地質(zhì)體形態(tài)逼真。該方法還彌補(bǔ)了地質(zhì)雷達(dá)不適應(yīng)低阻環(huán)境勘察的不足，獲得的彈性物理資料方便工程判斷，對(duì)縮短勘察周期、降低工程造價(jià)、提高勘察成果質(zhì)量作出了重大貢獻(xiàn)。

近年來由于我國高新技術(shù)成果SWS-2及SWS-3C型多波列數(shù)字圖像工程勘探儀和先進(jìn)的工程檢測(cè)支持軟件系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，淺層地震勘探方法有了長足進(jìn)步和實(shí)踐性發(fā)展。

該技術(shù)可應(yīng)用于各行業(yè)各類工程物探勘察與檢測(cè)，交通場道（公路、鐵路、機(jī)場、港口碼頭、橋址、隧道）勘察與施工檢測(cè)，水利（江、河、湖、海、水庫）堤壩建設(shè)勘察，隱患治理檢測(cè)，環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與評(píng)價(jià)（滑坡、巖溶、泥石流、采空區(qū)、活動(dòng)斷裂），凍土層檢測(cè)與研究，地下埋設(shè)物調(diào)查，地基、路基加固效果檢測(cè)與評(píng)價(jià)，國土資源調(diào)查，地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查與水文物探勘察，地基動(dòng)力特性測(cè)試與評(píng)價(jià)，電站（核、水、火）建設(shè)勘察、檢測(cè)，爆破震動(dòng)監(jiān)測(cè)，樁基與混凝土構(gòu)筑物質(zhì)量檢測(cè)。

因此，可以認(rèn)為高分辨反射波、瞬態(tài)面波和高密度地震圖像3種技術(shù)方法不失為當(dāng)前很好的巖土工程勘察新方法，在評(píng)價(jià)建筑場地巖土工程問題中具有很好的應(yīng)用前景，今后將取得更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

工程地質(zhì)勘察報(bào)告書是在工程勘察工作結(jié)束時(shí)，將直接和間接獲得的各種工程資料，經(jīng)過分析整理、檢查校對(duì)和歸納總結(jié)后文字記錄及相關(guān)圖表匯總的正式書面材料。工程地質(zhì)勘察報(bào)告書是工程地質(zhì)勘察的最終成果，也是向規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工等部門直接提交和使用的文件性資料。

工程地質(zhì)勘察報(bào)告書的任務(wù)在于闡明工作地區(qū)的工程地質(zhì)條件，分析存在的工程地質(zhì)問題，并作出正確的工程地質(zhì)評(píng)價(jià)，得出結(jié)論。工程地質(zhì)勘察報(bào)告書的內(nèi)容一般分為緒論、通論、專論和結(jié)論4個(gè)部分，各部分前后呼應(yīng)，密切聯(lián)系，融為一體。

緒論部分主要介紹工程地質(zhì)勘察的工作任務(wù)、采用的方法及取得的成果，同時(shí)還應(yīng)說明工程建設(shè)的類型、擬定規(guī)模及其重要性、勘察階段及迫切需要解決的問題等。

通論部分是闡述勘察場地的工程地質(zhì)條件，如自然地理、區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震基本烈度、場地巖土類型等。在編寫通論時(shí)，既要符合地質(zhì)科學(xué)的要求，又要達(dá)到工程實(shí)用的目的，使之具有明確的針對(duì)性和目的性。

專論是整個(gè)報(bào)告的主體中心。該部分主要結(jié)合工程項(xiàng)目對(duì)所涉及的各種可能發(fā)生的有關(guān)工程地質(zhì)問題，如場地巖土層分布、巖性、地層結(jié)構(gòu)、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力、地下水的埋藏與分布規(guī)律、含水層的性質(zhì)、水質(zhì)及侵蝕性等提出論證和回答任務(wù)書中所提出的各項(xiàng)要求及問題。在論證時(shí)，應(yīng)該充分利用工程勘察所得到的實(shí)際資料和數(shù)據(jù)，在定性分析的基礎(chǔ)上作出定量評(píng)價(jià)。

結(jié)論部分在專論的基礎(chǔ)上對(duì)任務(wù)書中所提出的各項(xiàng)要求作出結(jié)論性的回答。結(jié)論部分應(yīng)對(duì)場地的適宜性、穩(wěn)定性、巖土體特性、地下水、地震等作出綜合性工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。結(jié)論必須簡明扼要，措辭必須準(zhǔn)確無誤，切不可空泛模糊。此外，還應(yīng)指出存在的問題和解決問題的具體方法、措施、建議以及進(jìn)一步研究的方向。

工程地質(zhì)報(bào)告書除了文字資料部分外，還有一整套與文字內(nèi)容密切相關(guān)的圖表，如平面圖、剖面圖、柱狀圖等。工程地質(zhì)報(bào)告書還有各種附圖，如分析圖、專門圖、綜合圖等。

1） 綜合工程地質(zhì)平面圖

在選定的比例尺地形圖上以圖形的形式標(biāo)出勘察區(qū)的各種工程地質(zhì)勘察的工作成果，例如工程地質(zhì)條件和評(píng)價(jià)，預(yù)測(cè)工程地質(zhì)問題等，即成為工程地質(zhì)圖。地質(zhì)圖主要內(nèi)容有：①地形地貌、地形切割情況、地貌單元的劃分；②地層巖性種類、分布情況及其工程地質(zhì)特征；③地質(zhì)構(gòu)造、褶皺、斷層、節(jié)理和裂隙發(fā)育及破碎帶情況；④水文地質(zhì)條件；⑤滑坡、崩塌、巖溶化等物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育和分布情況等。

如果在工程地質(zhì)圖上再加上建筑物布置、勘探點(diǎn)、線的位置和類型以及工程地質(zhì)分區(qū)圖，即成為綜合工程地質(zhì)圖。這種圖在實(shí)際工程中編制較多。

2） 勘察點(diǎn)平面位置圖

當(dāng)?shù)匦纹鸱鼤r(shí)，該圖應(yīng)繪在地形圖上。在圖上除標(biāo)明各勘察點(diǎn)(包括淺井、探槽、鉆孔等)的平面位置、各現(xiàn)場原位測(cè)試點(diǎn)的平面位置和勘探剖面線的位置外，還應(yīng)繪出工程建筑物的輪廓位置，并附場地位置示意圖、各類勘探點(diǎn)、原位測(cè)試點(diǎn)的坐標(biāo)及高程數(shù)據(jù)表。

3） 工程地質(zhì)剖面圖

工程地質(zhì)剖面圖以地質(zhì)剖面圖為基礎(chǔ)，是勘察區(qū)在一定方向垂直面上工程地質(zhì)條件的斷面圖，其縱橫比例一般是不一樣的。地質(zhì)剖面圖反映某一勘探線地層沿豎直方向和水平方向的分布變化情況，如地質(zhì)構(gòu)造、巖性、分層、地下水埋藏條件、各分層巖土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)等。其繪制依據(jù)是各勘探點(diǎn)的成果和土工試驗(yàn)成果。由于勘探線的布置是與主要地貌單元的走向垂直，或與主要地質(zhì)構(gòu)造軸線垂直，或與建筑物的軸線相一致，故工程地質(zhì)剖面圖能最有效地揭示場地的工程地質(zhì)條件，是工程勘察報(bào)告中最基本的圖件。

4） 工程地質(zhì)柱狀圖

工程地質(zhì)柱狀圖是表示場地或測(cè)區(qū)工程地質(zhì)條件隨深度變化的圖件。圖中內(nèi)容主要包括地層的分布，對(duì)地層自上而下進(jìn)行編號(hào)和地層特征進(jìn)行簡要描述。此外，圖中還應(yīng)注明鉆進(jìn)工具、方法和具體事項(xiàng)，并指出取土深度、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)位置及地下水水位等資料。

5） 巖土試驗(yàn)成果總表

巖土的物理力學(xué)指標(biāo)和狀態(tài)指標(biāo)以及地基承載力是工程設(shè)計(jì)和施工的重要依據(jù)，應(yīng)將室外原位測(cè)試和室內(nèi)試驗(yàn)（包括模型試驗(yàn)）的成果匯總列表。主要是載荷試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、土的抗剪強(qiáng)度、土的壓縮曲線等成果圖件。

6） 其他專門圖件

對(duì)于特殊土、特殊地質(zhì)條件及專門性工程，根據(jù)各自的特殊需要，繪制相應(yīng)的專門圖件，如各種分析圖等。

工業(yè)建筑是指供工業(yè)生產(chǎn)使用的建筑物，包括專供生產(chǎn)使用的各種車間、廠房、電站、水塔、煙囪和棧橋等。民用建筑是居民住宅建筑和公共事業(yè)建筑的總稱。居民住宅建筑是指供居民生活起居使用的建筑物，如住宅、宿舍等；公共事業(yè)建筑是指供人們進(jìn)行社會(huì)公共活動(dòng)的非生產(chǎn)性建筑物，例如辦公樓、圖書館、學(xué)校、醫(yī)院、影劇院、體育館、展覽館、大會(huì)堂、車站等。

萬丈高樓平地起，一切建筑物都是由上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)組成，其全部荷載最終都是通過基礎(chǔ)傳遞給地基并由地基來承擔(dān)的。根據(jù)地基的復(fù)雜程度、建筑物規(guī)模和功能特征以及由于地基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度，國家新標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）將地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)分為3個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，如表7-14。顯然，不同設(shè)計(jì)等級(jí)的建筑物對(duì)地基的工程地質(zhì)條件的評(píng)價(jià)要求是不相同的。

表7-14　地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)

工業(yè)與民用建筑所遇到的主要工程地質(zhì)問題有：地基穩(wěn)定性問題、地下水的侵蝕性問題、建筑物的合理配置問題，地基的施工條件問題等。

1) 地基穩(wěn)定性問題

地基穩(wěn)定性問題即地基對(duì)上部荷載安全承擔(dān)的可靠性問題。地基穩(wěn)定性問題一般包括地基的強(qiáng)度和變形兩方面的內(nèi)容，對(duì)于斜坡地區(qū)而言，還應(yīng)考慮抗滑穩(wěn)定性問題。地基的強(qiáng)度是指地基抵抗上部結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)荷載作用不使其發(fā)生剪切破壞的承載能力；地基變形是指在上部結(jié)構(gòu)及其基礎(chǔ)荷載的作用下在地基土中產(chǎn)生附加應(yīng)力，是地基土體被壓縮而產(chǎn)生相應(yīng)的變形。一般研究的變形主要是豎直方向的變形，即沉降。各種地基土都有自身的強(qiáng)度取值范圍，即總有一定限度，若超過這一限度，可能引起地基變形過大，即使建筑物不出現(xiàn)裂縫、傾斜或地基剪切滑動(dòng)破壞，也不能滿足正常的使用要求。因此，地基的穩(wěn)定性必須同時(shí)滿足強(qiáng)度和變形兩方面的要求。

地基強(qiáng)度過去通常以地基容許承載力來表示，是指在建筑物的沉降量不超過容許值條件下，地基單位面積所能承受的最大荷載，在數(shù)值上等于地基極限承載力除以一個(gè)安全系數(shù)。由于地基位于地表以下，影響其強(qiáng)度的很多因素都是隨機(jī)變量，基于概率理論，目前國家新規(guī)范以地基承載力特征值來表示地基的強(qiáng)度。地基承載力特征值是指地基穩(wěn)定有保證可靠度的承載力。影響地基強(qiáng)度主要有兩個(gè)方面的因素：首先是地基巖土的特性，包括成因類型、堆積年代、結(jié)構(gòu)特征、各巖土層的物理力學(xué)性質(zhì)及其分布情況以及水文地質(zhì)條件；其次是基礎(chǔ)的類型、大小、形狀、埋置深度和上部結(jié)構(gòu)及其型式的特點(diǎn)等。

若地基的變形沉降量過大，即使沉降是均勻的且滿足承載力要求，也會(huì)影響建筑物的正常使用，會(huì)給工程結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重危害，因此也是不允許的。因此在軟弱地基上修建建筑物時(shí)，地基的變形與地基的強(qiáng)度具有同等重要的意義。黏性土地基的變形沉降一般由瞬時(shí)沉降、固結(jié)沉降和蠕變沉降組成。在一般工程中，蠕變沉降所占的比重很小，可忽略不計(jì)。但是當(dāng)?shù)鼗林泻写罅坑袡C(jī)物的厚層黏土?xí)r，其蠕變沉降則要考慮。

地基的均勻沉降在一定范圍內(nèi)對(duì)建筑物不會(huì)帶來太大的危害，而不均勻沉降則往往導(dǎo)致建筑物產(chǎn)生裂縫、傾斜，嚴(yán)重影響使用，甚至造成破壞，尤其是修建在軟弱地基土上的建筑物，其沉降量不僅不均勻，而且差異很大，沉降穩(wěn)定時(shí)間很長，容易造成工程事故。

地基變形包括建筑物的沉降量、沉降差、傾斜和局部傾斜等，它們都應(yīng)小于地基的容許變形值。表7-15列出了國家新標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50007—2002）規(guī)定的建筑物的地基容許變形值。對(duì)于表中未包含的建筑物，其地基容許變形值應(yīng)根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基變形的適應(yīng)能力和使用上的要求進(jìn)行確定。

表7-15　建筑物的地基容許變形值

續(xù)表7-15

2) 地下水的侵蝕性問題

3) 建筑物的合理配置問題

大型的現(xiàn)代工業(yè)建筑通常是一個(gè)建筑群體，由工業(yè)主廠房、車間、辦公大樓、職工宿舍及其附屬設(shè)施建筑物組成。由于各種建筑物功能用途和工藝要求不同，其結(jié)構(gòu)、規(guī)模和對(duì)地基的要求就不一樣。因此，對(duì)各種建筑物進(jìn)行合理配置才能確保整個(gè)工業(yè)建筑群體的安全穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理和正常使用。這是工程地質(zhì)勘察的主要任務(wù)之一。在滿足各種建筑物對(duì)氣候和工藝要求的條件下，工程地質(zhì)條件是建筑物配置的主要決定性因素。只有通過對(duì)場地中地基土物理力學(xué)性質(zhì)的調(diào)查研究，選擇較好的地基土持力層，再確定選用合適的基礎(chǔ)類型和提出合理的埋置深度，才能使各種建筑物的配置科學(xué)合理。

持力層的選擇標(biāo)準(zhǔn),主要是從地基土層中，盡量選擇巖土工程性質(zhì)均一、結(jié)構(gòu)致密、強(qiáng)度高、層厚大而分布均勻、含水量不大、變形量小的非新近沉積巖土層，其層面埋深在當(dāng)?shù)刈畲髢錾钪虏⑽挥诘叵滤灰陨希瑸槔硐氲某至?。?dāng)上層地基土較厚，且其承載力大于下層地基土的承載力，宜利用上層地基土作持力層。

基礎(chǔ)埋置的深度，在滿足地基穩(wěn)定和變形要求的前提下適宜淺埋。除了巖石地基外，基礎(chǔ)埋深一般不宜淺于地表以下0.5m。基礎(chǔ)的埋置深度不宜過大，否則不僅給施工帶來不便，而且會(huì)提高工程造價(jià)。影響基礎(chǔ)埋置深度的因素很多，但歸納起來主要有四方面：一是建筑物因素，主要包括擬建建筑物的用途、結(jié)構(gòu)類型、荷載的大小和性質(zhì)、有無地下室、設(shè)備基礎(chǔ)和地下管線設(shè)施、基礎(chǔ)的型式和構(gòu)造以及原有相鄰建筑物的基礎(chǔ)埋深；二是地基土體的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件；三是地基土凍融因素，當(dāng)?shù)鼗恋臏囟鹊陀?℃時(shí)，土中部分孔隙水將凍結(jié)而形成凍土，而溫度升高又解凍，因此有些地區(qū)要考慮地基土凍脹和融陷的影響；四是場地環(huán)境因素，主要考慮氣候變化、樹木生長和生物活動(dòng)及場地周邊地理環(huán)境對(duì)基礎(chǔ)帶來的不良影響。此外，對(duì)于位于基巖上的高層建筑，其基礎(chǔ)埋置深度還應(yīng)滿足抗滑要求。

最后，按工程地質(zhì)條件把建筑場地劃分為若干區(qū)，然后根據(jù)建筑物的特點(diǎn)和要求以及各區(qū)建筑的適宜性，在全場區(qū)進(jìn)行建筑物的合理配置，完成整個(gè)建筑群的總體布置工作。

4) 地基的施工條件問題

在修建工業(yè)與民用建筑物基礎(chǔ)時(shí)，一般都需要進(jìn)行基坑開挖工作，尤其是高層建筑基礎(chǔ)。當(dāng)基坑在地下水毛細(xì)作用影響深度范圍以上開挖時(shí)，首先遇到的是坑壁應(yīng)采用多大的開挖坡角才能保持穩(wěn)定，是否需要支撐和如何支撐等問題；其次是開挖坑底地下水問題?？拥滓韵掠袩o承壓水存在，是否會(huì)造成基坑底板隆起或被沖潰的危險(xiǎn)；若基坑開挖到地下水位以下時(shí)，是否會(huì)產(chǎn)生邊坡變形，或出現(xiàn)流砂、流土等問題。尤其是當(dāng)基坑底面位于較深地下水位以下時(shí)，需要預(yù)測(cè)基坑涌水量的大小，以便在基坑開挖時(shí)，采用人工降低地下水位，并選擇排水方法和排水設(shè)備。必要時(shí)，還需進(jìn)行抽水試驗(yàn)，測(cè)定基坑地基土的滲透系數(shù)等。影響地基施工條件的主要因素是地基中巖土體的結(jié)構(gòu)特征、巖土性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、基坑開挖深度、開挖方法、施工速度以及坑邊卸荷情況等。地基施工條件不僅會(huì)影響工程施工期限和建筑物的造價(jià)，而且對(duì)基礎(chǔ)類型的選擇起著決定性作用，因此必須予以慎重考慮。

1) 勘察的主要內(nèi)容

房屋建筑與構(gòu)筑物巖土工程勘察的主要內(nèi)容包括以下方面：

（1） 水以及不良地質(zhì)作用等，如：

① 初步查明場地和地基的穩(wěn)定性、地層結(jié)構(gòu)、持力層和下層的工程特性、土的應(yīng)力歷史和地下斷裂構(gòu)造的位置關(guān)系、規(guī)模、力學(xué)性質(zhì)、與場地和地基利用的關(guān)系、活動(dòng)性及其與區(qū)域和當(dāng)?shù)氐卣鸹顒?dòng)的關(guān)系。

② 巖土層的種類、成分、厚度及坡度變化等，對(duì)巖土層特別是基礎(chǔ)下持力層（天然地基或樁基等人工地基）和下臥層的巖土工程性質(zhì)，特別是黏性土層的巖土工程性質(zhì)，宜從應(yīng)力歷史的角度進(jìn)行解釋與研究。

③ 在強(qiáng)震作用下場地與地基巖土內(nèi)可能產(chǎn)生的不利地震效應(yīng)，如飽和砂土液化、松軟土震陷、斜坡滑坍、采空區(qū)地面塌陷等。

④ 潛水和承壓水層的分布、水位、水質(zhì)、各含水層之間的水力聯(lián)系，獲得必要的滲透系數(shù)等水文地質(zhì)計(jì)算參數(shù)。

⑤ 滑坡或不穩(wěn)定斜坡的存在，可能的危害程度。

⑥ 巖溶作用的程度及其對(duì)地基可靠性的影響。

⑦ 人為的或天然的因素引起的地面沉降、撓折、破裂或塌陷的存在及其危害等。

(2) 提供滿足設(shè)計(jì)、施工所需的巖土參數(shù)，確定地基承載力，預(yù)測(cè)地基變形性狀。

(3) 提出地基基礎(chǔ)、基坑支護(hù)、工程降水和地基處理設(shè)計(jì)與施工方案的建議。

(4) 提出對(duì)建筑物有影響的不良地質(zhì)作用的防治方案建議。

(5) 對(duì)于抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場地，進(jìn)行場地與地基的地震效應(yīng)評(píng)價(jià)。

1) 可行性研究勘察階段

通過現(xiàn)場踏勘，收集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)資源和文物古跡及當(dāng)?shù)睾袜徑貐^(qū)工程建筑經(jīng)驗(yàn)。初步查明場地的地層、構(gòu)造、巖土性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及水文地質(zhì)等工程地質(zhì)條件及其危害程度。若上述工作不能滿足要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及必要的勘探與測(cè)繪工作，著重研究場地存在的主要工程地質(zhì)問題，其比例尺一般采用1∶25000～1∶10000。

（1） 選址勘察的主要工作

選擇場（廠）址勘察一般采取收集和分析研究有關(guān)資料與現(xiàn)場調(diào)查研究相結(jié)合的方法。在這個(gè)基礎(chǔ)上，對(duì)擬選場地的主要工程地質(zhì)條件提出評(píng)價(jià)意見。一般來說，不良地質(zhì)作用發(fā)育的場地，有的不宜選為場（廠）址，有的需耗費(fèi)巨資方能治理。這些問題在幾個(gè)場（廠）址方案的比較中和最后確定建設(shè)地點(diǎn)時(shí)是必須考慮的。

這一階段的工作重點(diǎn)是對(duì)擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性作出評(píng)價(jià)，其任務(wù)要求主要如下：

① 收集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)、當(dāng)?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、巖土工程和建筑經(jīng)驗(yàn)等資料。

② 在充分收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過踏勘了解場地地層、構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)作用及地下水等工程地質(zhì)條件。

③ 當(dāng)擬建場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能滿足要求時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪及必要的勘探工作。

④ 當(dāng)有2個(gè)或2個(gè)以上擬建場地時(shí)，應(yīng)進(jìn)行比選分析。

（2） 選址中一般應(yīng)避開的地區(qū)或地段

① 不良地質(zhì)作用發(fā)育且對(duì)場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅，如有大型滑坡或滑坡群，強(qiáng)烈發(fā)育的巖溶、塌陷、泥石流等。

② 地震基本烈度較高，可能存在地震斷裂帶及地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、山崩、地陷的場地，或有分布廣泛、厚度較大、埋藏淺的飽和粉細(xì)砂、粉土、淤泥和淤泥質(zhì)土、沖填土、松軟的人工填土場地。

③ 洪水或地下水對(duì)建筑場地有嚴(yán)重不良影響。

④ 地下有未開采的有價(jià)值的礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)。

2) 初步勘察階段

初步勘察階段主要任務(wù)是對(duì)場地內(nèi)建筑地段的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)，并為確定建筑物總平面布置、主要建筑物地基基礎(chǔ)工程方案及對(duì)不良地質(zhì)作用的防治工程提供資料和建議。

（1） 任務(wù)與要求

① 收集擬建工程的有關(guān)文件、工程地質(zhì)和巖土工程資料以及工程場地范圍的地形圖。

② 初步查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性、地下水埋藏條件。

③ 查明場地不良地質(zhì)作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)，并對(duì)場地的穩(wěn)定性作出評(píng)價(jià)。

④ 對(duì)抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的場地，應(yīng)對(duì)場地和地基土的地震效應(yīng)作出初步評(píng)價(jià)。

⑤ 季節(jié)性凍土地區(qū)，應(yīng)調(diào)查場地土的標(biāo)準(zhǔn)凍土深度。

⑥ 初步判定水和土對(duì)建筑材料的腐蝕性。

⑦ 高層建筑初步勘察時(shí)，應(yīng)對(duì)可能采取的地基基礎(chǔ)類型、基坑開挖與支護(hù)、工程降水方案進(jìn)行初步分析評(píng)價(jià)。

(2) 勘探工作

初步勘察應(yīng)在收集分析已有資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查以及物探，然后進(jìn)行勘探和測(cè)試工作。

① 初步勘察的勘探點(diǎn)、線布置應(yīng)符合規(guī)范要求。

② 勘探點(diǎn)、線間距的確定，見表7-16。

③ 勘探孔深度的確定，見表7-16。

表7-16　初步勘察階段勘探間距與孔深

3) 詳細(xì)勘察階段

詳細(xì)勘察階段的主要任務(wù)是針對(duì)不同建筑物或建筑群要求提供詳細(xì)的巖土工程資料和設(shè)計(jì)所需的可靠巖土技術(shù)參數(shù)；應(yīng)對(duì)建筑地基土作出巖土工程分析評(píng)價(jià)，并對(duì)其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治等具體方案作出論證和建議。

詳細(xì)勘察階段的勘察要點(diǎn)：查明組成地基土各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度、工程特性等；計(jì)算和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力；對(duì)需要進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物提供地基變形計(jì)算參數(shù)，預(yù)測(cè)建筑物的沉降與傾斜；預(yù)測(cè)地基建筑物在施工和使用過程中可能發(fā)生的工程地質(zhì)問題并提出防治建議。

詳細(xì)勘察階段勘探孔間距可根據(jù)巖土工程地質(zhì)勘察等級(jí)確定。一般一級(jí)采取間距15～35m，二級(jí)采取間距25～45m，三級(jí)采取間距40～65m?？碧娇咨疃茸曰A(chǔ)底面算起，對(duì)按承載力計(jì)算的地基，勘探孔深度應(yīng)能控制地基主要受力層。當(dāng)基礎(chǔ)底面寬度b小于5m且壓縮層內(nèi)無軟弱下臥層時(shí)，勘探孔深度一般對(duì)條形基礎(chǔ)為3.0～3.5b，對(duì)單獨(dú)柱基為1.5b，但應(yīng)有部分探孔深度不小于5m。若基礎(chǔ)底面寬度大于5m，勘探點(diǎn)深度按壓縮層的計(jì)算深度確定，一般應(yīng)略大于地基壓縮層深度。對(duì)需要進(jìn)行變形驗(yàn)算的地基，控制性勘探孔的深度應(yīng)穿過地基沉降計(jì)算深度，并考慮相鄰基礎(chǔ)的影響，其深度可按表7-17確定。若有大面積地面堆載或存在軟弱下臥層，應(yīng)適當(dāng)加深勘探孔的深度。

表7-17　控制性勘探孔深度

注：（1） 表內(nèi)數(shù)據(jù)適用于均質(zhì)地基，當(dāng)?shù)鼗鶠槎鄬油習(xí)r，可根據(jù)表列數(shù)值予以調(diào)整。

（2） 圓形基礎(chǔ)可采用直徑d代替基礎(chǔ)底面寬度b。

原狀土取樣和原位測(cè)試的勘探點(diǎn)數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物級(jí)別、場地面積、地基土特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求來確定，一般約占勘探點(diǎn)總數(shù)的1／2～2／3。對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)的建筑物每幢不應(yīng)少于3個(gè)土樣，其豎向間距，在地基主要受力層內(nèi)宜為1～2m；對(duì)每個(gè)場地或每幢安全等級(jí)為一級(jí)的建筑物，每一主要土層的原狀土不應(yīng)少于6個(gè)試樣；軟弱土層應(yīng)適當(dāng)多取，對(duì)于不厚的夾層，視其對(duì)建筑物基礎(chǔ)的影響程度而定。當(dāng)土質(zhì)不均或結(jié)構(gòu)松散難以采取土試樣時(shí)，可采用原位測(cè)試。

4) 施工勘察階段

施工勘察不是一個(gè)固定勘察階段，而是在一定的需要下進(jìn)行的勘察工作，其目的是配合設(shè)計(jì)、施工單位，解決與施工有關(guān)的巖土工程問題，并提供相應(yīng)的勘察資料。它不僅包括施工階段的勘察工作，還包括可能在施工完成后進(jìn)行的勘察工作（如檢驗(yàn)地基加固效果等）。

基坑或基槽開挖后，巖土條件與勘察資料不符或發(fā)現(xiàn)必須查明的異常情況時(shí)，應(yīng)進(jìn)行施工勘察；在工程施工或使用期間，當(dāng)?shù)鼗?、邊坡體、地下水等發(fā)生未曾估計(jì)到的變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)工程和環(huán)境的影響進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜的或有特殊施工要求的重大建筑物地基，當(dāng)基槽開挖后，地質(zhì)情況與原勘察資料嚴(yán)重不符而可能影響工程質(zhì)量時(shí)，還應(yīng)配合設(shè)計(jì)和施工部門進(jìn)行補(bǔ)充性的施工階段地質(zhì)勘察工作。

施工勘察的主要工作內(nèi)容有以下幾種：

（1） 施工驗(yàn)槽。應(yīng)檢查核對(duì)原勘察資料，與設(shè)計(jì)、施工單位一起研究與處理地基問題。按具體情況，可進(jìn)行基坑地質(zhì)素描，劃分及實(shí)測(cè)地層界線，查明人工填土等對(duì)地基有較大影響的地層的分布及其均勻性，調(diào)查地下水位有無變化等情況，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)充勘探測(cè)試工作。

（2） 地基處理、加固的勘察。應(yīng)根據(jù)地基處理、加固方法確定勘察內(nèi)容。

（3） 深基礎(chǔ)施工勘察。為深基礎(chǔ)施工進(jìn)行的勘察，要根據(jù)不同的施工方法確定勘察內(nèi)容。

高層建筑的界定，世界各國劃分的標(biāo)準(zhǔn)是不一致的。德國規(guī)定：不分建筑類型，從地面算起，建筑物高度超過22m就稱為高層建筑；前蘇聯(lián)規(guī)定：10層以上的住宅為高層住宅；法國規(guī)定：8層以上或高度超過31m的住宅為高層住宅，20層以上就稱為超高層住宅。即使同一國家對(duì)高層建筑的界定也不一致。我國新頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 3—2010）規(guī)定：10層和10層以上或房屋高度大于28m的建筑物為高層建筑。

高層與超高層建筑的基礎(chǔ)傳遞荷載大，且一般高層與超高層建筑設(shè)有裙樓，因此其地基附加應(yīng)力分布更趨不均勻。故高層與超高層建筑一般都采用深基礎(chǔ)，這又導(dǎo)致地基變形的影響范圍和深度加大，對(duì)工程地質(zhì)勘察工作提出更高的要求。

1） 地基承載力問題

高層與超高層建筑地基變形的范圍和影響深度大，對(duì)地基承載力要求很高，因此需要選擇地基承載力要求較高的巖土層作為基礎(chǔ)的持力層。地基承載力的評(píng)價(jià)應(yīng)同時(shí)滿足安全、穩(wěn)定和不超過容許沉降的要求。地基承載力的確定應(yīng)根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)、采用荷載試驗(yàn)、理論公式計(jì)算和其他原位測(cè)試方法綜合確定。當(dāng)?shù)鼗馏w承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基處理或選用樁基礎(chǔ)，并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。在地震烈度較高的地區(qū)，高層建筑要選擇修建在相對(duì)穩(wěn)定的地段，建筑場地的安全、穩(wěn)定才能得到可靠的保證。

2） 變形和傾斜問題

高層與超高層建筑的重心高，荷載大，很容易產(chǎn)生整體橫向傾斜，因此除了需要提供一般地基變形指標(biāo)外，還應(yīng)查明地基土在縱、橫兩個(gè)方向的應(yīng)力分布和變形特性，以滿足地基變形驗(yàn)算的要求。高層與超高層建筑天然地基的均勻性可按照下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)：

（1） 當(dāng)持力層層面坡度大于10%時(shí)，可視為不均勻地基，此時(shí)可采取加深基礎(chǔ)埋深的方法，使其超過持力層最低的層面深度；否則，可采用鋪設(shè)墊層加以調(diào)整。

（2） 持力層和第一下臥層在基礎(chǔ)寬度方向上，地層厚度的差值小于0.05b（b為基礎(chǔ)寬度）時(shí)，可視為均勻地基；當(dāng)差值大于0.05b時(shí)，應(yīng)計(jì)算橫向傾斜是否滿足要求，若不能滿足要求，應(yīng)采取結(jié)構(gòu)或地基處理措施。

3） 基礎(chǔ)選型問題

箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和樁箱基礎(chǔ)是目前高層與超高層建筑基礎(chǔ)的主要型式。

（1） 箱形基礎(chǔ)

箱形基礎(chǔ)主要特點(diǎn)是基礎(chǔ)底面積大，埋置深，抗彎剛度大，整體性較好。當(dāng)?shù)鼗型馏w軟弱而不均勻時(shí)，選用箱基不僅可使建筑物的不均勻沉降大大減少，而且又可利用箱形空格部分作為地下室。一般高層建筑都設(shè)有1～3層地下室，有些超高層建筑，地下結(jié)構(gòu)部分多達(dá)6層。地下室一般用來布置一些人防設(shè)施，存放車輛以及儲(chǔ)存貨物等。同時(shí)，它還可利用挖去的土重來補(bǔ)償一部分上部附加荷載，以減少基底的附加壓力，使其沉降量也相應(yīng)減少。

為了減少采用箱形基礎(chǔ)的高層建筑物可能產(chǎn)生的整體傾斜、傾覆或滑動(dòng)，箱形基礎(chǔ)的埋深不宜小于建筑物地面高度的1/10。在地震基本烈度較高地區(qū)還應(yīng)適當(dāng)加深，使建筑物的重心適當(dāng)降低，提高建筑物的整體穩(wěn)定性。

（2） 樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)包括灌注樁、預(yù)制樁、鋼管樁和墩基礎(chǔ)等。墩基礎(chǔ)是指相對(duì)短而粗的樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)不僅承載力高，沉降量小而均勻，又能抵抗上拔力、機(jī)器震動(dòng)或機(jī)械動(dòng)力，而且不存在基坑開挖放坡和基坑排水等問題。它適用于上覆軟弱土層較厚的地基，或地基上部為季節(jié)變化的凍脹性或膨脹性等土層，而其下部適宜深度處有承載力較大的持力層。因此，可根據(jù)地基的工程地質(zhì)特性和施工條件，選擇合適的樁基類型。有時(shí)雖然上部土層地基強(qiáng)度較高，但考慮到高層與超高層建筑的重要性，對(duì)地基不允許有過大的沉降或?qū)Σ痪鶆虺两捣浅Ｃ舾械纫蛩?，兼顧?jīng)濟(jì)合理性和成熟的施工技術(shù)經(jīng)驗(yàn)也常選用樁基。

當(dāng)采用樁基，其勘探點(diǎn)的布置應(yīng)控制持力層層面坡度、厚度及巖土性狀，其間距對(duì)于端承樁宜為12～24m，對(duì)于摩擦樁宜為20～35m，相鄰勘探點(diǎn)的持力層層面坡度不應(yīng)超過10%，當(dāng)層面高差或巖土性質(zhì)變化較大時(shí)鉆孔應(yīng)適當(dāng)加密；荷載較大或巖土地質(zhì)條件復(fù)雜地基的一柱一樁工程，每個(gè)柱樁基礎(chǔ)應(yīng)布置1個(gè)勘探點(diǎn)。當(dāng)需要計(jì)算沉降時(shí)，應(yīng)取勘探孔總數(shù)的1／3～1／2作為控制性孔，其深度應(yīng)達(dá)到壓縮層計(jì)算深度或樁端以下取基礎(chǔ)底面寬度的1.0～1.5倍，一般性勘探孔深度應(yīng)進(jìn)入持力層3～5m，大直徑樁或墩，其勘探孔深度應(yīng)達(dá)到樁端下樁徑的3倍。

（3） 樁箱基礎(chǔ)

當(dāng)單獨(dú)采用上述任一種基礎(chǔ)都滿足不了高層建筑對(duì)地基強(qiáng)度和變形的要求，或不夠經(jīng)濟(jì)或施工有困難時(shí)，則可采用箱基底下再加樁基礎(chǔ)的樁箱基礎(chǔ)。樁箱基礎(chǔ)不僅具有箱形基礎(chǔ)可作為地下室等優(yōu)點(diǎn)，而且也兼有樁基礎(chǔ)承載力高、變形沉降小的特性。但施工復(fù)雜，造價(jià)較高，可根據(jù)建筑物的要求和建筑場地的工程地質(zhì)條件酌情考慮選用。

無論采用何種基礎(chǔ)方案，必須結(jié)合上部結(jié)構(gòu)和建筑物的特點(diǎn)，分析預(yù)估地基在施工過程中和建筑物建成后使用期間的變形，研究在施工和建成后可能引起地基土性質(zhì)的變化及其產(chǎn)生的后果，并提出預(yù)防措施。

4） 深基坑開挖和環(huán)境問題

當(dāng)高層與超高層建筑基礎(chǔ)采用箱形基礎(chǔ)時(shí)，必須進(jìn)行深基坑開挖。深基坑開挖將引起一系列巖土工程問題。如基坑開挖放坡所形成的深基坑邊坡的穩(wěn)定性和支護(hù)問題；基坑卸載回彈對(duì)地基的強(qiáng)度和變形的影響問題；地下水水位較高時(shí)，人工降低水位可能引起的基坑穩(wěn)定性問題和地下室的防水等。

高層與超高層建筑往往位于城市繁華地帶，在基坑施工過程中，基坑邊坡的城市道路、地下管線和其他城市生命線以及周圍鄰近建筑物的影響問題必須充分考慮，否則破壞后果不堪設(shè)想。

5） 抗震設(shè)計(jì)問題

高層與超高層建筑對(duì)抗震設(shè)防要求高。在地震烈度大于或等于6度的地區(qū)，應(yīng)對(duì)場地土類型、建筑場地類型作出判斷；在地震烈度大于或等于7度的強(qiáng)震地區(qū)，應(yīng)對(duì)地層斷裂錯(cuò)動(dòng)、地基土液化、震陷、震動(dòng)強(qiáng)度、地震影響系數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)分析、論證和判定，并對(duì)整個(gè)場地的穩(wěn)定性作出明確的結(jié)論。

高層與超高層建筑地質(zhì)勘察一般是在城市詳細(xì)規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其勘察階段分為初步勘察和詳細(xì)勘察兩階段。

1） 初步勘察階段

初步勘察階段的任務(wù)就是對(duì)高層與超高層建筑場地的適宜性和地基穩(wěn)定性作出明確結(jié)論，為確定高層與超高層建筑物的規(guī)模、平面造型、地下室層數(shù)以及基礎(chǔ)類型等提供可靠的地質(zhì)資料。

首先，收集和利用城市規(guī)劃中已有的氣候（特別是風(fēng)向和風(fēng)力）、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等資料。著重研究地質(zhì)環(huán)境中的地震以及地基中是否存在軟弱土層和其他不穩(wěn)定因素。在地震烈度較高地區(qū)，必須查明地基中可能液化土層埋深及分布情況，并提供有關(guān)抗震設(shè)計(jì)所需的參數(shù)。對(duì)每一建筑場地的勘探孔數(shù)為3～5個(gè)，孔距不小于30m，保證每一幢單獨(dú)高層或超高層建筑不少于1個(gè)勘探孔，并應(yīng)連成縱貫場地而平行地質(zhì)地形變化最大方向的勘探線，以便作出能說明地質(zhì)變化規(guī)律的工程地質(zhì)剖面圖。

其次，對(duì)關(guān)鍵性的軟弱土層作少量試驗(yàn)工作，初步確定其工程地質(zhì)性質(zhì)。

2） 詳細(xì)勘察階段

詳細(xì)勘察階段的目的是為高層與超高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工方案提供準(zhǔn)確的定量指標(biāo)和計(jì)算參數(shù)。

詳細(xì)勘察階段需進(jìn)行大量的鉆探和室內(nèi)試驗(yàn)，并進(jìn)行大型現(xiàn)場原位測(cè)試。

勘探工作以鉆探為主，適當(dāng)布置一些坑槽和淺井?？碧娇涌装淳W(wǎng)格布置以便能制圖。

根據(jù)新頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《高層建筑巖土工程勘察規(guī)程》（JGJ 72—2004）的規(guī)定：對(duì)勘察等級(jí)為甲級(jí)的高層建筑應(yīng)在中心點(diǎn)或電梯井、核心筒部位布設(shè)勘探點(diǎn)（勘察等級(jí)的劃分可查該新規(guī)范）。單幢高層或超高層建筑勘探點(diǎn)的數(shù)量，對(duì)勘察等級(jí)為甲級(jí)的不應(yīng)少于5個(gè)，乙級(jí)不應(yīng)少于4個(gè)?？刂菩钥碧近c(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于勘探點(diǎn)總數(shù)的1/3且不少于2個(gè)。相鄰的高層建筑，勘探點(diǎn)可相互共用。箱形基礎(chǔ)探孔的間距，一般根據(jù)地層的變化和建筑物的具體要求而定，通常為15～35m，孔的深度是從箱基底面算起；若遇基巖、硬土或軟土?xí)r，孔深可適當(dāng)減小或增大。樁基礎(chǔ)探孔的間距，一般根據(jù)樁端持力層頂板起伏情況而定。當(dāng)其起伏不大時(shí)，孔距為12～24m。否則，應(yīng)適當(dāng)加密，甚至按每樁一孔布置?？刂瓶椎纳疃?，自預(yù)定樁端深度算起再往下與群樁相當(dāng)?shù)膶?shí)體基礎(chǔ)寬度的0.5～2倍。

高層與超高層建筑對(duì)抗震、抗風(fēng)等有較高要求，因此在室內(nèi)試驗(yàn)中，除了對(duì)地基土進(jìn)行一定數(shù)量的常規(guī)物理力學(xué)試驗(yàn)外，采用箱形基礎(chǔ)時(shí)還要做前期固結(jié)壓力試驗(yàn)以及反復(fù)加、卸荷載的固結(jié)試驗(yàn)，為估算基底土層回彈提供參數(shù)；同時(shí)，還要在加載和卸載條件下測(cè)定彈性模量以及無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。在高地震烈度地區(qū)，還要做動(dòng)三軸試驗(yàn)，求得動(dòng)剪切模量、動(dòng)阻尼比等，為抗震設(shè)計(jì)提供動(dòng)力參數(shù)。室內(nèi)試驗(yàn)中所需原狀土樣的采取數(shù)量，對(duì)箱形基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的持力層以及摩擦樁所穿過的各土層，每層取原狀土樣不少于8個(gè)；對(duì)端承樁及爆擴(kuò)樁的持力層以上各上覆層和箱形基礎(chǔ)底面以上各土層以及下臥層等各土層的測(cè)試數(shù)量可適當(dāng)減少，每層取原狀土樣1～2個(gè)。

在高層與超高層建筑物基礎(chǔ)的關(guān)鍵部位，一般需要進(jìn)行現(xiàn)場原位試驗(yàn)，如靜載荷試驗(yàn)、靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、波速試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、回彈測(cè)試和基底接觸反力測(cè)試等，以校核室內(nèi)試驗(yàn)的成果。采用箱形基礎(chǔ)時(shí)還要測(cè)定地基土中地下水位以下至設(shè)計(jì)箱形基礎(chǔ)底面附近各土層的滲透系數(shù)。樁基礎(chǔ)需做壓樁試驗(yàn)，確定其抗壓承載力和沉降；做抗拔試驗(yàn)，求得其抗拔力及驗(yàn)證單樁的樁側(cè)摩擦阻力；有時(shí)也要做樁的水平承載力試驗(yàn)，了解其水平承載力。必要時(shí)，還要做單樁或群樁剛度試驗(yàn)，求其剛度系數(shù)及阻尼比。

對(duì)具有重大科研意義的高層與超高層建筑，還必須進(jìn)行基礎(chǔ)的沉降、建筑物整體傾斜、水平位移以及裂縫等的現(xiàn)場長期觀測(cè)。

道路是陸地上綿延長度極大的線形構(gòu)筑物。一般意義上的道路是指公路和鐵路。道路結(jié)構(gòu)由3類構(gòu)筑物所組成：第一類為路基，是道路的主體構(gòu)筑物，包括路堤和路塹；第二類為橋隧，如橋梁、隧道、涵洞等，是為了使道路跨越河流、山谷、不良地質(zhì)現(xiàn)象地段和穿越高山峻嶺或路線從河、湖、海底下通過；第三類是防護(hù)構(gòu)筑物，如明洞、擋土墻、護(hù)坡、排水盲溝等。在不同的道路中，各類構(gòu)筑物的比例也不同，主要取決于路線所經(jīng)地區(qū)工程地質(zhì)條件的復(fù)雜程度。

1) 道路工程地質(zhì)勘察的目的和任務(wù)

(1) 查明各條路線方案的主要工程地質(zhì)條件，合理確定路線布設(shè)，重點(diǎn)調(diào)查對(duì)路線方案與路線布設(shè)起控制作用的地質(zhì)問題。

(2) 沿線土質(zhì)地質(zhì)調(diào)查。根據(jù)選定的路線方案和確定的路線位置，對(duì)中線兩側(cè)一定范圍的地帶進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，為路基路面的設(shè)計(jì)和施工提供可靠資料。

(3) 查明填方地段所用路基填筑材料的變形和強(qiáng)度性質(zhì)，充分發(fā)掘、改造和利用沿線的一切就近材料。

2) 線路的基本類型及其特點(diǎn)

(1) 河谷線

優(yōu)點(diǎn)是坡度緩，線路順直，工程簡易，施工方便。但在平原河谷選線常遇有洪水沖毀的危害；而丘陵河谷的坡度大，階地常不連續(xù)，河流、泥石流沖刷或淹埋線路，遇支流時(shí)需修較大橋梁；山區(qū)河谷，彎曲陡峭，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，橋隧工程量大。

(2) 山脊線

地形平坦，挖方量少，無洪水，橋隧工程量少。但山脊寬度小，不便于工程布置和施工。有時(shí)地形不平，地質(zhì)條件復(fù)雜。若山脊全為土體組成，則需外運(yùn)道渣。

(3) 山坡線

可以選任意線路坡度，路基多采用半填半挖。但線路曲折，土石方量大，橋隧工程多。

(4) 越嶺線

能通過巨大山脈，降低坡度和縮短距離。但地形崎嶇，展線復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育，要選擇適宜的埡口通過。

(5) 跨谷線

需造橋跨過河谷或山谷，其優(yōu)點(diǎn)是縮短線路和降低坡度。但工程量大，費(fèi)用高，需選擇河面窄、河道順直、兩岸巖體穩(wěn)定的地方通過。

在選線中，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選出最優(yōu)方案。線路一經(jīng)選定，對(duì)今后的運(yùn)營可以帶來長期而深遠(yuǎn)的影響，一旦發(fā)現(xiàn)問題再改線，即使局部改線，也會(huì)造成很大的浪費(fèi)。因此，選線的任務(wù)是繁重的，技術(shù)上是復(fù)雜的，必須全面而慎重地考慮。

路基是道路的主體構(gòu)筑物。道路的工程地質(zhì)問題主要是路基工程地質(zhì)問題。在平原地區(qū)比較簡單，路基工程地質(zhì)問題較少。但在丘陵和山區(qū)，尤其是在地形起伏較大的山區(qū)修建道路時(shí)，往往需要通過高填或深挖才能滿足線路最大縱向坡度的要求。因此，路基的主要工程地質(zhì)問題是路基邊坡穩(wěn)定性問題、路基基底穩(wěn)定性問題、路基土凍害問題以及天然構(gòu)筑材料問題等。

1) 路基邊坡穩(wěn)定性問題

邊坡都具有一定的坡度和高度，邊坡巖土體均處于一定的應(yīng)力狀態(tài)，在重力作用、河流的沖刷或工程的影響下，邊坡發(fā)生不同形式的變形與破壞。其破壞形式主要表現(xiàn)為滑坡和崩塌。路塹邊坡不僅可能產(chǎn)生滑坡，而且在一定條件下，還能引起古滑坡復(fù)活。當(dāng)施工開挖使其滑動(dòng)面臨空時(shí)，易引起處于休止階段的古滑坡重新活動(dòng)，造成滑坡災(zāi)害。滑坡對(duì)路基的危害程度主要取決于滑坡的性質(zhì)、規(guī)模，滑體中含水情況，以及滑動(dòng)面的傾斜程度。

2) 路基基底穩(wěn)定性問題

路基基底穩(wěn)定性多發(fā)生于填方路堤地段，其主要表現(xiàn)形式為滑移、擠出和塌陷。一般路堤和高填路堤對(duì)路基基底的要求是要有足夠的承載力，它不僅要承受車輛在運(yùn)營中產(chǎn)生的動(dòng)荷載，而且還要承受很大的填土壓力?；淄恋淖冃涡再|(zhì)和變形量的大小主要取決于基底土的物理力學(xué)性質(zhì)、基底面的傾斜程度、軟弱夾層或軟弱結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)與產(chǎn)狀等。當(dāng)高填路堤通過河漫灘或階地時(shí)，若基底下分布有飽水厚層淤泥，往往使基底產(chǎn)生擠出變形。路基基底若為不良土，應(yīng)進(jìn)行路基處理或架橋通過或改線繞避等。

3) 路基土凍害問題

路基土凍害包括冬季路基土體因凍結(jié)作用而引起路面凍脹和春季因融化作用使路基翻漿。凍脹和凍融都會(huì)使路基土強(qiáng)度發(fā)生極大改變而產(chǎn)生破壞，危害道路的安全和正常使用。

路基土凍害具有季節(jié)性。冬季，在低氣溫長期作用下，路基土中水的凍結(jié)作用使土體體積增大而產(chǎn)生路基隆起現(xiàn)象；春季，地表冰層融化較早，而下層尚未解凍，融化層的水分難以下滲，致使上層土的含水量增大而軟化，強(qiáng)度顯著降低。在外荷載作用下，路基出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。翻漿對(duì)鐵路影響較小，但對(duì)公路的危害比較明顯。

防止路基土凍害的措施有：鋪設(shè)毛細(xì)割斷層，以斷絕補(bǔ)給水源；把粉粘粒含量較高的凍脹性土置換為粒粗、分散的砂礫石抗凍脹性土；采用縱橫盲溝和豎井，排除地表水，降低地下水位，減少路基土的含水量；提高路基標(biāo)高；修筑隔熱層。

4) 天然構(gòu)筑材料問題

路基工程需要天然構(gòu)筑材料的種類較多，包括道砟、土料、片石、砂和碎石等。它不僅在數(shù)量上需求量較大，而且要求各種構(gòu)筑材料產(chǎn)地最好沿線兩側(cè)零散分布。在山區(qū)、平原和軟巖山區(qū)，常常找不到強(qiáng)度符合要求的填料、護(hù)坡片石和道砟等。因此，尋找符合要求的天然構(gòu)筑材料有時(shí)成為道路選線的關(guān)鍵性問題，常常被迫采用高橋代替高路堤的設(shè)計(jì)方案，提高了道路的造價(jià)。

道路工程地質(zhì)勘察分為選線勘察階段、定線勘察階段、定測(cè)勘察階段。

1) 選線勘察階段

選線勘察階段工作任務(wù)主要是按照規(guī)劃指定道路起訖點(diǎn)及所經(jīng)地區(qū)修建道路可能性，選出幾個(gè)較好的線路方案。主要了解在線路方向垂直的3～5km寬度內(nèi)存在多少較嚴(yán)重影響道路穩(wěn)定安全的工程地質(zhì)條件?？辈旆椒ㄊ潜M量收集和利用擬建路段已有的地理、地形、地貌、地質(zhì)、地震、水文氣象等資料進(jìn)行分析研究，以調(diào)查為主，必要時(shí)進(jìn)行工程地質(zhì)勘察工作。

2) 定線勘察階段

定線勘察階段是在選線方案的基礎(chǔ)上，確定一條經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行的線路。一般是在初選路線寬度500m范圍內(nèi)進(jìn)行較大比例尺的補(bǔ)充測(cè)繪工作。重點(diǎn)查明與選擇路線方案和確定路線走向有關(guān)的不良工程地質(zhì)條件，分析評(píng)價(jià)其對(duì)工程穩(wěn)定、施工條件和安全及營運(yùn)養(yǎng)護(hù)的長期影響，合理選定路線方案。

3) 定測(cè)勘察階段

定測(cè)勘察階段的主要工作任務(wù)是在已經(jīng)確定的線路上，詳細(xì)查明沿線的地質(zhì)構(gòu)造，巖土類別，土的物理力學(xué)性質(zhì)，基巖風(fēng)化情況，地下水埋深、變化規(guī)律和地表水活動(dòng)情況。分析路基基底的穩(wěn)定性，提供填方路段土石料的強(qiáng)度指標(biāo)及變形、填土及路塹邊坡坡度允許值；對(duì)已確定存在不穩(wěn)定的斜坡路堤采取的處理方案，對(duì)地層可能滑動(dòng)的巖土界面進(jìn)行測(cè)試并掌握其各種物理力學(xué)指標(biāo)，重點(diǎn)是抗剪、抗滑指標(biāo)，以滿足工程設(shè)計(jì)的要求。

橋梁是道路跨越河流、山谷或不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育地段等而修建的構(gòu)筑物。橋梁是道路工程中的重要組成部分，也是道路選線時(shí)考慮的重要因素之一，大、中型橋梁的橋位大多是方案比較選線的控制因素。橋梁工程的特點(diǎn)是通過橋臺(tái)和橋墩把橋梁上的荷載，如橋梁本身自重、車輛和人行荷載傳遞到地基中去。橋梁工程一般建造在溝谷和江河湖海上，這些地區(qū)本身工程地質(zhì)條件就比較復(fù)雜，加之橋臺(tái)和橋墩的基礎(chǔ)需要深挖埋設(shè)，因此也造成一些更為復(fù)雜的工程地質(zhì)問題。

按照承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，交通部規(guī)范《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D60—2004）根據(jù)橋涵結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的后果的嚴(yán)重程度將其劃分為3個(gè)設(shè)計(jì)等級(jí)，見表7-18所示。

表7-18　公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)

表7-18中冠以“重要”的大橋和小橋，系指高速公路和一級(jí)公路、國防公路及城市附近繁忙公路上的橋梁；特大橋、大橋、中橋、小橋的劃分，應(yīng)按《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D60—2004）規(guī)定的單孔跨徑確定，見表7-19所示。

表7-19　公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)安全等級(jí)

注：（1） 單孔跨徑系指標(biāo)準(zhǔn)跨徑。

（2） 梁式橋、板式橋的多孔跨徑總長為多孔標(biāo)準(zhǔn)跨徑的總長；拱式橋?yàn)閮砂稑蚺_(tái)內(nèi)起拱線間的距離；其他形式橋梁為橋面系行車道長度。

（3） 管涵或箱涵不論管徑或跨徑大小、孔數(shù)多少，均稱為涵洞。

（4） 標(biāo)準(zhǔn)跨徑：梁式橋、板式橋以兩相鄰橋墩中線之間橋中心線長度或橋墩中線與橋臺(tái)臺(tái)背前緣之間中心線長度為準(zhǔn)；拱式橋和涵洞以凈跨徑為準(zhǔn)。

橋梁的主要工程地質(zhì)問題集中于橋墩和橋臺(tái)，包括橋墩和橋臺(tái)地基穩(wěn)定性、橋臺(tái)的偏心受壓、橋墩和橋臺(tái)地基基礎(chǔ)的沖刷問題等。

1) 橋墩和橋臺(tái)的地基穩(wěn)定性

橋墩和橋臺(tái)地基穩(wěn)定性主要取決于橋墩和橋臺(tái)地基中巖土體的承載力。它是橋梁設(shè)計(jì)的重要力學(xué)參數(shù)之一，對(duì)選擇橋梁的基礎(chǔ)和確定橋型起決定性作用，并且影響工程造價(jià)。

橋墩和橋臺(tái)的基底面積雖然不大，但是由于橋梁工程處于地質(zhì)條件比較復(fù)雜地段，不良地質(zhì)現(xiàn)象嚴(yán)重影響橋基的穩(wěn)定性。如在溪谷溝底、河流階地、古河灣及古老洪積扇等處修建橋墩和橋臺(tái)時(shí)，往往遇到強(qiáng)度很低的飽水淤泥和淤泥質(zhì)軟土層，有時(shí)也遇到較大的斷層破碎帶，近期活動(dòng)的斷裂，或基巖面高低不平，風(fēng)化深槽，軟弱夾層，或深埋的古滑坡等地段。這些均能使橋墩臺(tái)基礎(chǔ)產(chǎn)生過大沉降或不均勻下沉，甚至造成整體滑動(dòng)。

2) 橋臺(tái)的偏心受壓

橋臺(tái)除了承受垂直壓力外，還承受岸坡的側(cè)向主動(dòng)土壓力。在有滑坡的情況下，還受到滑坡的水平推力作用，使橋臺(tái)基底總是處于偏心荷載狀態(tài)下。橋臺(tái)的偏心荷載，由于車輛在橋梁上行駛突然中斷而產(chǎn)生，這種作用對(duì)橋臺(tái)的穩(wěn)定性影響很大。

3) 橋墩和橋臺(tái)地基基礎(chǔ)的沖刷

橋墩和橋臺(tái)的修建，使原來的河槽過水?dāng)嗝鏈p小，局部增大了河水流速，改變了流態(tài)，對(duì)其地基基礎(chǔ)產(chǎn)生強(qiáng)烈沖刷。有時(shí)可把河床中的松散沉積物局部或全部沖走，進(jìn)而沖刷橋墩和橋臺(tái)的地基和基礎(chǔ)，嚴(yán)重影響其安全。

橋梁工程地質(zhì)勘察一般包括兩項(xiàng)內(nèi)容：一是對(duì)各比較方案進(jìn)行調(diào)查，配合路線，選擇地質(zhì)條件比較好的橋位；二是對(duì)選定的橋位進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察，為橋梁及其附屬工程的設(shè)計(jì)和施工提供地質(zhì)資料。

1) 初步設(shè)計(jì)勘察階段

初步設(shè)計(jì)勘察階段的目的在于查明橋址各線路方案的工程地質(zhì)條件，并對(duì)建橋適宜性和穩(wěn)定性有關(guān)的工程地質(zhì)條件作出結(jié)論性評(píng)價(jià)，為選擇最優(yōu)方案、初步論證橋梁基礎(chǔ)類型和施工方法提供必要的工程地質(zhì)資料。此階段的勘察要點(diǎn)是：

(1) 查明河谷的地質(zhì)及地貌特征，覆蓋巖土層的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和厚度，基巖的地質(zhì)構(gòu)造、性質(zhì)和埋藏深度。

(2) 確定橋梁基礎(chǔ)范圍內(nèi)的基巖類型，獲取其強(qiáng)度指標(biāo)和變形參數(shù)。

(3) 闡明橋址區(qū)內(nèi)第四紀(jì)沉積物及基巖中含水層狀況、水頭高以及地下水的侵蝕性，并進(jìn)行抽水試驗(yàn)，研究巖石的滲透性。

(4) 論述滑坡及岸邊沖刷對(duì)橋址區(qū)內(nèi)岸坡穩(wěn)定性的影響，查明河床下巖溶發(fā)育情況及區(qū)域地震基本烈度等問題。

2) 施工設(shè)計(jì)勘察階段

施工設(shè)計(jì)勘察階段是為選定的橋址方案提供橋墩和橋臺(tái)施工設(shè)計(jì)所需要的工程地質(zhì)資料。該階段的勘察要點(diǎn)是：

(1) 探明橋墩和橋臺(tái)地基的覆蓋層及基巖風(fēng)化層的厚度、巖體的風(fēng)化與構(gòu)造破碎程度、軟弱夾層情況和地下水狀態(tài)；測(cè)試巖土的物理力學(xué)性質(zhì)，提供地基的基本承載力、樁壁摩阻力、鉆孔樁極限摩阻力，為最終確定橋墩和橋臺(tái)基礎(chǔ)埋置深度提供地質(zhì)依據(jù)。

(2) 提供地基附加應(yīng)力分布線計(jì)算深度內(nèi)各類巖石的強(qiáng)度指標(biāo)和變形參數(shù)，提出地基承載力參考值。

(3) 查明水文地質(zhì)條件對(duì)橋墩和橋臺(tái)地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性的影響。

(4) 查明各種不良工程地質(zhì)作用對(duì)橋梁施工過程和成橋后的不利影響，并提出預(yù)防和處理措施的建議。

思考題

1． 工程地質(zhì)勘察一般分為幾個(gè)階段？

2． 簡述工業(yè)與民用建筑遇到的主要工程地質(zhì)問題。

3． 簡述常用的工程地質(zhì)勘探手段。

4． 巖土工程勘察應(yīng)查明的工程地質(zhì)條件有哪些？

5． 我國現(xiàn)行的巖土工程勘察規(guī)范有哪些？在實(shí)際工程中如何選用？

6． 巖土工程勘察報(bào)告應(yīng)包括哪些內(nèi)容?