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1、,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,地礦學院,地礦學院,,一、基本概念介紹,,二、勘察手段介紹,,三、公路工程地質勘察,1,,工程地質條件,地礦學院,,一、基本概念,工程地質條件是指客觀存在的地質環(huán)境中與工程建設有關的地質要素之綜合。它包括地形地貌、巖土類型及其工程地質性質、地質結構、水文地質條件、物理地質現(xiàn)象（動力地

2、質作用）、天然建筑材料。,,,綜合概念,，一、,二種因素不稱為工程地質條件,。,,針對工程建設對象而言,。,,在自然地質歷史過程中形成的客觀條件,，,不是人為的,。,,2,,工程地質問題,,工程地質問題是指工程建設與地質環(huán)境（場地工程地質條件）之間，存在著某些不適應性所引起的影響建筑物施工、正常運行和周圍環(huán)境的地質問題。它反映了工程要求與場地地質條件之間的矛盾。,,問題的產生是由于工程技術,——,經濟要求與場地地質背景之間的矛盾或差異引起,。,,地礦學院,,3,,工程地質勘察,,,為滿足工程設計、施工、特殊性巖土和不良地質處治的需要，采用各種勘察技術、方法，對建筑場地的工程地質條件進行綜合調查

3、、研究、分析、評價以及編制工程地質勘察報告的全過程。,,地礦學院,,4,,地礦學院,,工程地質勘察的目的,：,為工程建筑對象選擇適宜的地質環(huán)境,，,從而為該工程在技術上的可能性和經濟上的合理性提供保證,。,并不致對地質環(huán)境產生不應有的破壞,，,以致影響工程本身和人類的生活環(huán)境,。,5,,地礦學院,,工程地質勘察的任務,,1.,查明并分析工程場地的工程地質條件；,,2.,分析存在的工程地質問題，進行定性和定量分析；,,3.,選擇能滿足要求的較優(yōu)越的工程場地和環(huán)境；,,4.,對選擇的場地進一步勘察后，對照建筑物的適宜性對場地進行分區(qū)，提出各區(qū)段所適宜的建筑物類型、結構、規(guī)模、基礎及地基處理的合理意

4、見；,,5.,預測工程建成后對地質環(huán)境的影響；,,6.,提出工程地質條件的分析評價及改善不良地質條件的措施和建議。,6,,地礦學院,,工程地質勘察階段,,為保證工程建筑物自規(guī)劃設計到施工和使用全過程達到安全、經濟、合用的標準，使建筑物場地、結構、規(guī)模、類型與地質環(huán)境、場地工程地質條件相互適應。任何工程的規(guī)劃設計過程必須遵照循序漸進的原則，即科學地劃分為若干階段進行。,,工程地質勘察過程是對客觀工程地質條件和地質環(huán)境的認識過程。,“認識論”,——,由區(qū)域到場地，由地表到底下，由一般調查到專門,性問題的研究，由定性到定量評價的原則進行。,7,,地礦學院,,勘察階段劃分,,我國實行四階段體制，與國際

5、通用體制相同。,,規(guī)劃階段 初步設計 技術設計 施工設計與施工,,不同部門的名稱：鐵道部門： 草測 初測 詳測 定測；水電部門： 規(guī)劃 可行性研究 初步設計 技施設計 運行；,,城建部門： 總體規(guī)劃 詳細規(guī)劃 初步設計 技術設計 施工設計與施工；,,公路部門：,預可行性研究階段工程地質勘察（簡稱預可勘察）,,工程可行性研究階段工程地質勘察（簡稱工可勘察）,,初步設計階段工程地質勘察（簡稱初步勘察）,,施工圖設計階段工程地質勘察（簡稱詳細勘察）,,規(guī)劃階段的任務：

6、,,區(qū)域開發(fā)技術,—,經濟論證，比較選擇第一期工程開發(fā)地段。定性概略評價。,,初步設計的任務：,,場地方案比較，選場址。定性、定量評價。,,技術設計的任務：,,選定建筑物位置、類型、尺寸。定量評價。,,施工設計與施工：,,施工詳圖。補充驗證已有資料。,8,,大家有疑問的，可以詢問和交流,可以互相討論下，但要小聲點,9,,工程勘察方法或技術手段，主要以下幾種：,,（,1,）工程地質測繪,,（,2,）勘探與取樣,,（,3,）原位測試與室內實驗,,（,4,）現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測,地礦學院,,10,,地礦學院,,二、勘察手段介紹,1,、工程地質測繪,,,工程地質測繪是運用地質、工程地質理論，對與工程建設有關

7、的各種地質現(xiàn)象進行觀察和描 述，初步查明擬建場地或各建筑地段的工程地質條件。將工程地質條件諸要素采用不同的顏 色、符號，按照精度要求標繪在一定比例尺的地形圖上，并結合勘探、測試和其他勘察工作 的資料，編制成工程地質圖。這一重要的勘察成果可對場地或各建筑地段的穩(wěn)定性和適宜性 作出評價。,,,,11,,地礦學院,,工程地質測繪是巖土工程勘察的基礎工作，一般在勘察的初期階段進行。這一方法的本質是運用地質、工程地質理論，對地面的地質現(xiàn)象進行觀察和描述，分析其性質和規(guī)律，并藉以推斷地下地質情況，為勘探、測試工作等其他勘察方法提供依據。在地形地貌和地質條件較復雜的場地，必須進行工程地質測繪；但對地形平坦、

8、地質條件簡單且較狹小的場地，則可采用調查代替工程地質測繪。工程地質測繪是認識場地工程地質條件最經濟、最有效的方法 ，高質量的測繪工作能相當準確地推斷地下地質情況，起到有效地指導其他勘察方法的作用 。,12,,2,、工程地質勘探,,勘探工作包括物探、鉆探和坑探等各種方法。它是被用來調查地下地質情況的；并且可利用 勘探工程取樣進行原位測試和監(jiān)測。應根據勘察目的及巖土的特性選用上述各種勘探方法 。,,物探是一種間接的勘探手段，它的優(yōu)點是較之鉆探和坑探輕便、經濟而迅速，能夠及時解 決工程地質測繪中難于推斷而又急待了解的地下地質情況，所以常常與測繪工作配合使用。 它又可作為鉆探和坑探的先行或輔助手段。,

9、,但是，,物探成果判釋往往具多解性，方法的使用又受地形條件等的限制,，其成果需用勘探工程來驗證。,地礦學院,,13,,地礦學院,,,,鉆探和坑探也稱勘探工程，均是直接勘探手段，能可靠地了解地下地質情況，在巖土工程勘察中是必不可少的。,,其中鉆探工作使用最為廣泛，可根據地層類別和勘察要求選用不同的鉆探方法。當鉆探方法難以查明地下地質情況時，可采用坑探方法。,,坑探工程的類型較多，應根據勘察要求選用。,,勘探工程一般都需要動用機械和動力設備，耗費人力、物力較多，有些勘探工程施工周期又較長，而且受 到許多條件的限制。因此使用這種方法時應具有經濟觀點，布置勘探工程需要以工程地質測 繪和物探成果為依據，

10、切避盲目性和隨意性。,,14,,地礦學院,,,原位測試與室內試驗的主要目的，是為巖土工程問題分析評價提供所需的技術參數，包括巖 土的物性指標、強度參數、固結變形特性參數、滲透性參數和應力、應變時間關系的參數等 。,,原位測試一般都藉助于勘探工程進行，是詳細勘察階段主要的一種勘察方法。,,,15,,地礦學院,,3,、原位測試與室內試驗,,原位測試與室內試驗相比，各有優(yōu)缺點 。,,原位測試的優(yōu)點是：試樣不脫離原來的環(huán)境，基本上在原位應力條件下進行試驗；所測定的巖土體尺寸大，能反映宏觀結構對巖土性質的影響，代表性好；試驗周期較短，效率高；尤其對難以采樣的巖土層仍能通過試驗評定其工程性質。,,缺點是：

11、,試驗時的應力路徑難以控制； 邊界條件也較復雜；有些試驗耗費人力、物力較多，不可能大量進行。,,室內實驗歷史較久 ，其優(yōu)點是：實驗條件比較容易控制（邊界條件明確，應力應變條件可以控制等）；可以大量取樣。,,缺點是：,試樣尺寸小，不能反映宏觀結構和非均質性對巖土性質的影響，代表 性差；試樣不可能真正保持原狀，而且有些巖土也很難取得原狀試樣。,16,,地礦學院,,4,、現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測,,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是構成巖土工程系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，大量工作在施工和運營期間進行；但是這項工作一般需在高級勘察階段開始實施，所以又被列為一種勘察方法。它的主要目的在于保證工程質量和安全，提高工程效益。,,現(xiàn)場檢驗的涵義

12、，包括施工階段對先前巖土工程勘 察成果的驗證核查以及巖土工程施工監(jiān)理和質量控制。,,現(xiàn)場監(jiān)測則主要包含施工作用和各類 荷載對巖土反應性狀的監(jiān)測、施工和運營中的結構物監(jiān)測和對環(huán)境影響的監(jiān)測等方面。,,檢驗與監(jiān)測所獲取的資料，可以反求出某些工程技術參數，并以此為依據及時修正設計，使之在技術和經濟方面優(yōu)化。此項工作主要是在施工期間內進行，但對有特殊要求的工程以及一些對工程有重要影響的不良地質現(xiàn)象，應在建筑物竣工運營期間繼續(xù)進行。,,17,,地礦學院,,,,隨著科學技術的飛速發(fā)展，在巖土工程勘察領域中不斷引進高新技術。例 如，工程地質綜合分析、工程地質測繪制圖和不良地質現(xiàn)象監(jiān)測中遙感,(RS),、地理

13、信息系統(tǒng),(GIS),和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),(GPS),即,“,3S,”,技術的引進；勘探工作中地質雷達和地球物理層析 成像技術,(CT),的應用等。,18,,地礦學院,,三、公路工程地質勘察,公路工程地質勘察規(guī)范,,（,JTG C20——2011,）,19,,地礦學院,,為適應公路建設的需要，貫徹執(zhí)行國家有關技術經濟政策，做到技術先進，經濟合理，確保工程質量，制定本規(guī)范。,——,目的,,本規(guī)范適用于各級新建、改建公路的工程地質勘察。,——,適用范圍,,公路工程地質勘察必須根據公路基本建設程序分階段并按各階段深度的要求開展工作，結合現(xiàn)場地形地質條件、工程結構設置以及不同勘察手段的特性等，統(tǒng)籌考慮

14、、綜合確定勘察方法及勘察工作量。,——,勘察方法確定原則,20,,地礦學院,,——,公路工程地質勘察分階段開展工作，與設計工作同步協(xié)調，就是堅持由淺入深，不斷深化對地質問題的研究，通過逐步認識沿線區(qū)域及工程建設場地的水文地質及工程地質條件，準確提供各階段所需的地質資料的過程。從工程實踐來看，,地勘工作量的投入不足或制定的勘察方案不切合實際，是導致工作深度不夠或地質資料不能正確反映現(xiàn)場地質條件，嚴重影響工程建設質量的重要原因。,21,,地礦學院,,公路工程地質勘察應按工程地質調繪、勘探測試、地質資料綜合分析及報告編制的程序開展工作，正確反映工程建設場地的工程地質條件，為公路工程建設提供資料完整、

15、評價正確的工程地質勘察報告。,——,勘察基本程序,,——,工程地質勘察是一項綜合性的地質工作，應結合工程設計按一定的程序展開工作，其程序應該是先進行工程地質調繪，再進行工程地質勘探、測試，最后綜合分析，整理資料，編制工程地質勘察報告。,,22,,地礦學院,,公路工程地質勘察必須重視每一環(huán)節(jié)的技術質量，建立完善的質量保證體系和質量追溯責任制。,——,勘察要求,,——,公,路工程地質勘察的深度和地質資料的準確性對工程,設計質量,、工程造價、施工工期乃至工程運營期的安全,可產生重大影響,。在進行公路建設的過程中，因地質工作的深度不夠而導致工程方案變更，追加工程投資、延誤工期，危及工程乃至人身安全的事

16、例較多，教訓深刻。,23,,地礦學院,,公路工程地質勘察內容,（一）新建公路工程地質勘察的內容,,1.,路線工程地質勘察,,2.,路基、路面工程地質勘察,,3.,橋涵工程地質勘察,,4.,隧道工程地質勘察,,5.,天然筑路材料工程地質勘察,,（二）改建公路工程地質勘察內容,,1.,收集沿線的地形、地貌、工程地質、水文地質、氣象、地震等資料。,,2.,收集有關橋梁、隧道和防護、排水等構造物的新建、改建或加固工程所需的地質資料。,,3.,收集原有公路路況資料。,,4.,調查原有公路的路基、路面、小橋涵等人工構造物的狀況及病害，研究病因及防治的效果。對原有公路的工程地質、不良地質地段的道路病害應力求

17、根治。,,5.,當路線因提高等級或繞避病害而另選新線的路段，應按新建公路的要求進行工程地質勘察工作。,24,,地礦學院,,公路工程地質勘察的主要方法,(,一,),工程地質測繪,,1.,工程地質測繪的主要內容,,,2.,工程地質測繪的工作方法,,,3.,航片和衛(wèi)片在工程地質測繪中的應用,,(,二,),工程地質勘探,,(,三,),,工程地質試驗及長期觀測,25,,地礦學院,,（一）公路工程地質調查與測繪,,調查與測繪是工程地質勘察的主要方法。通過觀察和訪問，對路線通過地區(qū)的工程地質條件進行綜合性的地面研究，將查明的地質現(xiàn)象和獲得的資料，填繪到有關的圖表與記錄本中，這種工作統(tǒng)稱為調查測繪（調繪）。公

18、路工程地質調查測繪，一般可在沿線兩側帶狀范圍內進行，通常采用沿線調查的方法而不進行測繪；對不良地區(qū)地段及地質條件復雜的路段，應擴大調繪范圍。以提出完整可靠的地質資料；對可能控制路線方案、路線位置或重點工程的地質點，以及重要的地質界線，則應根據需要進行詳細測繪。各工程項目的工程地質調查與測繪工作，應按,《,公路工程地質勘察規(guī)范,》,有關章節(jié)辦理。,26,,地礦學院,,27,,地礦學院,,,(1)各級公路均須作工程地質調查。高速公路、一級公路、二級公路和獨立工點，應進行工程地質測繪工作。對三、四級公路的不良地質地段，也可測繪工程地質平面圖和縱斷面圖。工程地質條件簡單的一般公路，可不進行地質測繪。,

19、,(2)工程地質調查與測繪的目的在于查明公路走廊范圍內的地貌、地質條件，并結合區(qū)域地質資料，對路基、橋梁、隧道及其他結構物的穩(wěn)定性、適宜性作出評價，且為工程地質勘探、測試工作及工點布置提供依據。,,(,3),工程地質調查與測繪的內容應收集當地航空照片、氣象、水文、地質、植被、凍深、最高洪水位及其發(fā)生季節(jié)、淹沒范圍等資料，了解人類活動對不良地質的影響，調查了解當地公路建設及其相關工程的經驗總結。,,28,,地礦學院,,工程地質測繪的主要內容,研究沿線地形地貌特征，劃分地貌單元；,,查明沿線的地層、巖性、地層層序、成因、厚度、時代及巖相變化等；,,查明地質構造、土體的成層組合關系、大地構造、構造線

20、方向、斷裂褶皺形態(tài)、巖層產狀和分布、構造形跡和構造體系以及它們之間的關系；,,研究水文地質條件，調查地下水的天然和人工露頭,--,井、泉、礦坑和鉆孔等；,,調查研究沿線不良地質現(xiàn)象及特殊地質問題的范圍和性質、發(fā)生發(fā)展及分布規(guī)律；,,調查研究已有建筑物變形破壞情況及建筑經驗；,,了解沿線天然建筑材料的質量、數量及分布情況。,29,,地礦學院,,工程地質調查與測繪的范圍,（,1,）調查的工程項目,:,一般應包括路線、橋梁、隧道、路基及其附屬工程中有影響的工程地質現(xiàn)象。,,（,2,）測繪范圍,:,應包括路線正線及各比較方案的走廊地帶。,,大橋、特大橋軸線附近的河床和兩岸谷坡及階地，以及河流上、下游，

21、其測繪范圍與橋位圖相同。,,長、大隧道所穿越的全部地段,(,包括洞口路塹,),。,,對于不良地質和特殊性巖土的調繪范圍，應視具體情況和類別以及處理范圍加以確定。,30,,地礦學院,,工程地質調查方法,,工程地質調查主要是用直接觀察和訪問群眾的方法，需要時可配合適量的勘探和試驗工作。,,1,．直接觀察,,直接觀察是工程地質調查最重要最基本的方法。它主要利用自然跡象和露頭，進行由此及彼、由表及里的觀察分析工作，以達到認識路線通過地帶工程地質條件的目的。,31,,地礦學院,,觀察工作的質量，一方面取決于觀察點的數量和選擇是否恰當，另一方面也取決于調查人員的知識和經驗。只有理解了的東西才能更深刻的感覺

22、它，如果不具備豐富的理論知識，不熟悉各種地質現(xiàn)象的本質及其相互關系，是很難進行深刻的觀察分析工作的。有經驗的地質人員，能充分利用各種自然跡象和露頭，運用多種方法互相配合進行觀察分析，不僅可保證工程的質量，還可減少不必要的勘探工作。,32,,地礦學院,,,(2),訪問群眾,,訪問群眾是工程地質調查常用的方法。對沿線居民調查訪問，可以了解有關問題的歷史情況、多年情況及當地與自然災害作斗爭的經驗，這對于直接觀察往往是必不可少的補充。在某些情況下，這種方法尤其顯得重要，例如，對歷史地震情況的調查，對沿線洪水位的調查，對風沙、雪害、滑坡、崩塌、泥石等不良地質的發(fā)生情況、活動過程和分布規(guī)律的調查都離不開調

23、查訪問。,33,,地礦學院,,航片和衛(wèi)片在工程地質測繪中的應用,,航片的應用,,,(1),運用室內光學儀器編制地形圖；,,,(2),通過地質專業(yè)判譯編繪工程地質圖；,,衛(wèi)片的應用,(,優(yōu)點,),,(1),衛(wèi)片拍攝地面范圍大；,,,(2),反映宏觀形態(tài)特征較清楚、解釋效果比較好；,,,(3),衛(wèi)片中包含的信息量大，可根據色調和形態(tài)特征，能夠解決工程地質測繪中的很多問題。,34,,地礦學院,,（二）工程地質勘探,1.,山地勘探：,剝土、探坑、探槽、探井（分豎井、斜井）、平洞,,2.,鉆探,,3.,物探,,4.,工程地質坑探,35,,地礦學院,,鉆探,采用鉆探機具對深部的工程地質條件進行揭露的一種工

24、作方法。它分為輕便鉆探和鉆探兩種。,,輕便鉆探利用洛陽鏟、錐探和小螺紋鉆等進行鉆探的方法；,,鉆探一般是利用大型鉆機進行鉆探的方法，常用的鉆機是機械回轉鉆機。,,鉆進方法有以下三種：,A,．沖擊鉆進：采用底部圓環(huán)狀的鉆頭，將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時產生沖擊動能，沖擊孔底巖土層，使巖土達到破碎。,B,．回轉鉆進：采用底部嵌焊有硬質合金的圓環(huán)狀鉆頭進行鉆進，鉆進中施加鉆壓，使鉆頭在回轉中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。,C,．振動鉆進：采用機械動力所產生的振動力，通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。,D,．綜合式鉆進：綜合沖擊回轉兩種鉆進方法；在鉆進過程中，鉆頭

25、克取巖石時，施加一定的動力，對巖石產生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，同時由于沖擊力的作用使硬質合金刻人巖石深度增加，在回轉中將巖石剪切掉。,,36,,地礦學院,,37,,地礦學院,,坑探工程類型及其適用條件,,坑探工程也叫掘進工程、井巷工程，它在巖土工程勘探中占有一定的地位。與一般的鉆探工程相比較，其特點是：勘察人員能直接觀察到地質結構，準確可靠，且便于素描；可不受限制地從中采取原狀巖土樣和用作大型原位測試。尤其對研究斷層破碎帶、軟弱泥化夾層和滑動面(帶)等的空間分布特點及其工程性質等，更具有重要意義?？犹焦こ痰娜秉c是：使用時往往受到自然地質條件的限制，耗費資金大而勘探周期長；尤其是重型坑探

26、工程不可輕易采用。,38,,地礦學院,,常用的坑探工程有：探槽、試坑、淺井、豎井(斜井)、平硐和石門(平巷)。其中前三種為輕型坑探工程，后三種為重型坑探工程。,,,,,39,,地礦學院,,各種坑探工程的特點和適用條件：,,,,,,,,,,,,,,,,40,,地礦學院,,,,,,,,,,,41,,地礦學院,,42,,地礦學院,,物探,電法勘探：可分為自然電場法和人工電場法兩種。工程地質勘探中常采用人工電場法的電阻率法，它主要利用儀器測定巖、土體導電性的差異來識別地質情況的一種方法,,,彈性波法：包括地震勘探、聲波及超聲波探測。它是人式激發(fā)振動，來研究地質體中的傳播規(guī)律，以判定地質情況、巖體狀態(tài)及

27、特性。,,,地球物理測井：利用地層之間的物性差異，采用不同的物理方法，了解鉆井中的地質和水文地質情況的方法。,,,地質雷達,：,是一種高頻電磁波，利用電磁波在不同介質中的傳播規(guī)律，探明地質條件的一種方法。,,43,,地礦學院,,(,三,),工程地質試驗及長期觀測,1.,室內外試驗,,室內試驗：在現(xiàn)場取有代表性的試樣，送到實驗室進行相關項目的實驗。,,原位測試：在野外現(xiàn)場進行測試，主要包括：,,,A.,巖土力學性質指標；靜力載荷試驗,(CPT),,、,靜力觸探試驗、圓錐動力觸探,、,標準貫入試驗,、,十字板剪切試驗、扁鏟側脹試驗,、,旁壓試驗,、,波速測試,、,現(xiàn)場大型直剪試驗,、,塊體基礎振動

28、試驗,,,B.,水文地質實驗,,,C.,巖體中地應力的測試,,,,D.,地基工程地質實驗,,,2.,工程地質長期觀測,,,與工程有關的地下水的動態(tài)觀測；,,不良地質現(xiàn)象的觀測；,,建筑物修建與周圍環(huán)境相互作用的動態(tài)觀測。,44,,地礦學院,,原位測試,,,在工程地質勘察過程中，為了取得工程設計所需要的反映巖土體物理、力學、水理性質指標，以及含水層參數等定量指標。要求對上述性質進行準確的測試工作，這種測試僅靠勘探中采取巖土樣品在實驗室內進行實驗往往是不夠的。,,實驗室一般使用小尺寸試件，不能完全確切地反映天然狀態(tài)下的巖土性質，特別是對難于采取原狀結構樣品的巖土體。因而有必要在現(xiàn)場進行試驗，測定巖

29、土體在原位狀態(tài)下的力學性質及其他指標，以禰補實驗室測試的不足。,,45,,地礦學院,,,野外試驗亦稱現(xiàn)場試驗、就地試驗、原位測試。許多試驗方法是隨著對巖土體的深入研究而發(fā)展起來的。,,野外試驗的目的,,,1,、在巖土體處于天然狀態(tài)下，利用原地切割的較大尺寸的試件進行各種測試取得可靠的巖土體物理、力學、水理性質指標。,,,2,、對于某些因無法采取原狀樣品進行室內實驗的巖土體的測試。如：裂隙化巖石、液態(tài)粘性土（低液限粘土、淤泥）、砂礫。,,,3,、完成或實現(xiàn)室內無法測定的實驗內容。如：地下洞室圍巖應力、巖體裂隙的連通性、透水性、含水層的滲透性等。,,,4,、為施工提供可靠的數據。,46,,靜力載荷

30、試驗,,,載荷試驗的主要優(yōu)點是對地基土不產生擾動，利用其成果確定的地基承載力最可靠、最有代表性，可直接用于工程設計。其成果用于預估建筑物的沉降量效果也很好。因此，在對大型工程、重要建筑物的地基勘測中，載荷試驗一般是不可少的。它是目前世界各國用以確定地基承載力的最主要方法，也是比較其他土的原位試驗成果的基礎。載荷試驗按試驗深度分為淺層和深層；按承壓板形狀有平板與螺旋板之分；按用途可分為地基土載荷試驗和樁載荷試驗；按載荷性質又可分為靜力和動力載荷試驗。此次主要討論淺層平板靜力載荷試驗。,,,地礦學院,,47,,地礦學院,,平板靜力載荷試驗簡稱載荷試驗。它是模擬建筑物基礎工作條件的一種測試方法，起源

31、于,30,年代的蘇、美等國。其方法是在保持地基土的天然狀態(tài)下，在一定面積的承壓板上向地基土逐級施加荷載，并觀測每級荷載下地基土的變形特性。,48,,地礦學院,,平板靜力載荷試驗,49,,地礦學院,,儀器設備 ：載荷試驗的設備由承壓板、加荷裝置及沉降觀測裝置等部件組合而成。目前，組合型式多樣，成套的定型設備已應用多年。,,,1,、承壓板，有現(xiàn)場砌置和預制兩種，一般為預制厚鋼板,(,或硬木板,),。對承壓板的要求是，要有足夠的剛度，在加荷過程中承壓板本身的變形要小，而且其中心和邊緣不能產生彎曲和翹起；其形狀宜為圓形,(,也有方形者,),。,,50,,2,、加荷裝置 ，加荷裝置包括壓力源（千斤頂、堆

32、載物）載荷臺架或反力構架。加荷方式可分為兩種，即重物靜力加荷和液壓千斤頂加荷 。,,重物靜力加荷法 ，即在載荷臺上放置重物，如鉛塊等。由于此法笨重，勞動強度大，加荷不便，其優(yōu)點是荷載穩(wěn)定，在大型工地常用。,地礦學院,,51,,地礦學院,,(a),高重心堆載式靜力平板載荷試驗系統(tǒng),(b),低重心堆載式靜力平板載荷試驗系統(tǒng),,1-,載荷臺,2-,鋼錠,3-,混凝土平臺,4-,測點,5-,承壓板,52,,地礦學院,,現(xiàn)在被普遍采用的加荷方法是液壓千斤頂反力加荷法，即用液壓千斤頂加荷，用地錨，反力構架（反力梁）或載荷臺架（壓重平臺）提供反力。液壓千斤頂反力加荷法加荷方便，勞動強度相對較小是現(xiàn)在被廣泛使

33、用的原因。采用液壓千斤頂加壓，必須注意兩個問題：①液壓千斤頂的行程必須滿足地基沉降要求。②地錨系統(tǒng)反力要大于最大加荷，一般采用千斤頂液壓自動伺服系統(tǒng)，保持壓力穩(wěn)定。,53,,地礦學院,,(a),桁架式千斤頂,加荷靜力平板載荷試驗系統(tǒng),(b),拉桿式千斤頂,加荷靜力平板載荷試驗系統(tǒng),,1-,千斤頂,2-,地錨,3-,桁架,4-,立柱,5-,分立柱,6-,拉桿,54,,地礦學院,,,(a),堆重,-,千斤頂式,(b),地錨,-,千斤頂式,55,,地礦學院,,3,、沉降觀測裝置,,量測系統(tǒng)由百分表及固定支架或沉降傳感器及自動記錄儀組成。其量測精度不應低于,±0.01mm,。由于載荷試驗所需荷載很大，

34、要求一切裝置必須牢固可靠、安全穩(wěn)定。,,56,,地礦學院,,現(xiàn)場載荷試驗,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,千斤頂,荷載板,,,,,,57,,地礦學院,,千斤頂上部布置,:,橫向放,4,根工字鋼,,,做為受力點； 縱向安放,15,根,12m,長工字鋼,.,58,,地礦學院,,承壓板,:,邊長為,3.60m* 3.60m,的方板兩塊，面積為,12.96m,2,；,630,噸分離式油壓千斤頂放在,3.6*3.6m,鋼板上,;,59,,地礦學院,,精密壓力表（,60MPa,），與千斤頂連接，通過千斤頂加壓，壓力表受力分析壓力值；,60,,地礦學院,

35、,在鋼板上平行放置２根槽鋼，在槽鋼上安放大行程,50mm,百分表，用于觀測沉降量,61,,地礦學院,,壓重平臺：工字鋼加載臺上堆載沙袋，約,400,噸。,62,,地礦學院,,試驗要點,,(1),試驗點選擇：載荷試驗一般在方形試坑中進行。試坑底的寬度應不小于承壓板寬度,(,或直徑,),的,3,倍，以消除側向土自重引起的超載影響，使其達到或接近地基的半空間平面問題邊界條件的要求。試坑應布置在有代表性地點，承壓板底面應放置在基礎底面標高處。,63,,地礦學院,,(2),開挖試坑：為了保持測試時地基土的天然濕度與原狀結構，應做到以下幾點：,,①測試之前，應在坑底預留,20,～,30cm,厚的原土層，待

36、測試將開始時再挖去，并立即放入載荷板。,,②對軟粘土或飽和的松散砂，在承壓板周圍應預留,20,～,30cm,厚的原土作為保護層。,64,,地礦學院,,(3),安裝設備，其安裝次序與要求：,,①安裝承壓板前應整平試坑底面，鋪設,1,～,2cm,厚的中砂墊層，并用水平尺找平，以保證承壓板與試驗面平整均勻接觸。,,②安裝千斤頂、載荷臺架或反力構架。其中心應與承壓板中心一致。,,③安裝沉降觀測裝置。其支架固定點應設在不受土體變形影響的位置上，沉降觀測點應對稱放置。,,65,,地礦學院,,(4),加荷,(,壓,),。安裝完畢，即可分級加荷。測試的第一級荷載，應將設備的重量計入，且宜接近所卸除土的自重,(

37、,相應的沉降量不計,),。以后每級荷載增量，一般取預估測試土層極限壓力的,1/8,～,1/10,。當不宜預估其極限壓力時，對較松軟的土，每級荷載增量可采用,10,～,25kPa,；對較堅硬的土，采用,50kPa,；對硬土及軟質巖石，采用,100kPa,。,66,,地礦學院,,(5),觀測每級荷載下的沉降。其要求是：,,①沉降觀測時間間隔。加荷開始后，第一個,30min,內，每,10min,觀測沉降一次；第二個,30min,內，每,15min,觀測一次；以后每,30min,進行一次。,,②沉降相對穩(wěn)定標準。連續(xù)四次觀測的沉降量，每小時累計不大于,0.1mm,時，方可施加下一級荷載。,67,,地礦

38、學院,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,淺層平板載荷原位試驗記錄表,實驗地點： 實驗土層： 試驗深度： 承壓板面積：,cm,2,,試驗日期： 年 月 日,試驗單位： 班組長： 觀測人： 記錄人：,,68,,地礦學院,,(6),盡可能使最終荷載達到地基土的極限承載力，以評價承載力的安全度。當測試出現(xiàn)下列情況之一時，即認為地基土已達極限狀態(tài)，可終止試驗：,,①承壓板周圍的土體出現(xiàn)側向擠出、裂縫或隆起；,,②本級荷載

39、的沉降量大于前級荷載沉降量的,5,倍，在荷載不變情況下，沉降速率加速發(fā)展或接近一常數。壓力,-,沉降量曲線出現(xiàn)明顯拐點；,,③總沉降量與承壓板直徑,(,或寬度,),之比超過,0.06,。,,④在某一荷載下，,24h,內沉降速率不能達到穩(wěn)定標準。,,,69,,地礦學院,,(7),如達不到極限荷載，則最大壓力應達到預期設計壓力的兩倍或超過第一拐點至少三級荷載。,,(8),當需要卸荷觀測回彈時，每級卸荷量可為加荷量的,2,倍，歷時,1h,，每隔,15min,觀測一次。荷載完全卸除后，繼續(xù)觀測,3h,。,,70,,地礦學院,,71,,地礦學院,,螺旋板靜力載荷試驗,由于平板靜力載荷試驗測試深度有限，所

40、以也可用螺旋板載荷試驗去確定不同深度的地基承載力，特別是地表水下或地下水位以下的地基承載力。它是將一個螺旋形的承載板（類似于地錨），借助于機械或人力旋入地面以下預定的深度后，通過傳力桿對承載板施加荷載，并觀測板下地基土體受壓后的位移，從而獲得地基土的應力,-,應變,-,時間關系曲線，通過計算可以求得地基土不同深度處的承載力、模量值、固結系數和軟粘土的不排水抗剪強度的設計所需要的參數。,72,,地礦學院,,73,,地礦學院,,動力觸探試驗,,動力觸探試驗的定義,,利用一定的錘擊能量，將一定規(guī)格的圓錐探頭打入土中，根據打入土中的難易程度來判別土層工程性質的一種現(xiàn)場測試方法。,,判別指標采用的是貫入

41、一定深度的錘擊數。,74,,地礦學院,,優(yōu)點：,設備簡單，操作及試驗方法容易；快速，能連續(xù)測試土層；適應土類較廣；標準貫入試驗可同時取樣。,,缺點：,試驗誤差較大，再現(xiàn)性較差,。,,適用土類：,對難以取樣的各種填土、砂土、粉土、碎石土、砂礫土、卵石、礫石等含粗顆粒的土類,。,,75,,地礦學院,,動力觸探測試方法分兩大類：標準貫入試驗和圓錐動力觸探試驗。,圓錐動力觸探的類型及規(guī)格,,76,,地礦學院,,77,,地礦學院,,標準貫入試驗,,標準貫入試驗是動力觸探類型之一，其利用規(guī)定重量的穿心錘，從恒定高度上自由落下，將一定規(guī)格的探頭打人士中，根據打人的難易程度判別土的性質。標準貫入試驗可適用于砂

42、土、粉土和一般粘性土，最適用于,N=2~50,擊的土層。??? 其目的為：采取擾動樣，鑒別和描述土類，按顆粒分析結果定名。根據標準貫入擊數,N,，利用地區(qū)經驗，為砂土的密實度和粉土、粘性土的狀態(tài)、土的強度參數、變形模量、地基承載力等作出評價。估算單樁極限承載力和判定沉樁可能性。判定飽和粉砂、砂質粉土的地震液化可能性及液化等級。,,1-,穿心錘；,,2-,錘墊；,,3-,鉆桿；,,4-,貫入器頭；,,5-,出水孔；,,6-,貫入器身；,,7-,貫入器靴,78,,地礦學院,,靜力觸探試驗,靜力觸探測試國際上常稱為“荷蘭錐”試驗， 就是把一定規(guī)格的圓錐形探頭借助機械勻速壓入土中，以測定探頭阻力等參

43、數的一種原位測試方法。,,到目前為止它可以分為機械式靜力觸探試驗和電測式靜力觸探試驗兩種。,,機械式采用壓力表測量貫入阻力,;,,,電測式則采用傳感器和電子測試儀表測量貫入阻力。,,我國采用的是電測式。電測靜力觸探是應用最廣的一種 。,79,,地礦學院,,靜力觸探示意圖及其曲線,80,,地礦學院,,優(yōu)點：,,,1,、兼有勘探與測試雙重作用；,,,2,、測試數據精度高，再現(xiàn)性好，測試快速、連續(xù)、效率高、功能多；,,,3,、判斷樁尖持力層；設計樁基的側摩阻力。,,缺點：,,,1,、 貫入機理有多種假說，探頭壓入土中，土受壓剪應變，土單元的受力條件極復雜，因而目前對靜探成果的解釋主要還是經驗性的。,

44、,,2,、 對碎石類土和較密實砂土層難以貫入。,,,3,、 一般還需要鉆探與其配合才能完成巖土工程勘探任務。,,81,,地礦學院,,觸探主機為液壓傳動式，反力裝置為地錨式,82,,地礦學院,,靜力觸探車,,觸探主機為液壓傳動式，反力裝置為自重式,83,,地礦學院,,手搖鏈式電測十字板,-,觸探兩用儀,84,,地礦學院,,電阻應變儀和數字式測力儀,85,,地礦學院,,,靜力觸探成果應用很廣，主要可歸納為以下幾方面：,,（一）劃分土層及土類判別,,（二） 求取各土層工程性質指標；,,（三）確定樁基參數。,,,86,,地礦學院,,十字板剪切試驗,,將十字板頭壓入被測土層中，施加一定的扭轉力矩，將土體

45、剪壞，測定土體對抵抗扭剪的最大力矩，通過換算得到土體的抗剪強度值。 十字板剪切試驗適用于靈敏度不大于,10,，固結系數不大于,100m2/,年的均質飽和軟粘土。??? 其目的為：測定原位應力條件下軟粘土的不排水抗剪強度,Cu,、估算軟粘性土的靈敏度。,1-,手搖柄；,,2-,齒輪；,,3-,蝸輪；,,4-,開口鋼環(huán)；,,5-,固定夾；,,6-,導桿；,,7-,百分表；,,8-,轉盤；,,9-,底板；,,10-,固定套；,11-,彈子盤；,12-,底座；,,13-,制緊軸；,14-,接頭；,,15-,套管；,,16-,鉆桿；,,17-,導輪；,,18-,軸桿；,,19-,十字板頭,87,,地礦

46、學院,,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測的意義和內容,,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是巖土工程中的一個重要環(huán)節(jié)，它與勘察、設計、施工一起，構成了巖土工程的完整體系。其目的在于保證工程的質量和安全，提高工程效益。,,現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測工作一般是在勘察和施工期進行的。但對有特殊要求的工程，則應在使用、運營期間內繼續(xù)進行。所謂,“,特殊要求,”,指的是：有特殊意義的重大建筑物；一旦損壞造成生命、財產巨大損失或重大社會影響的工程；對建筑物和地基變形有特殊限制的工程；使用了新的設計、施工或地基處理方案，尚缺乏必要經驗的工程。,88,,地礦學院,,現(xiàn)場檢驗的含義和內容：,,現(xiàn)場檢驗指的是在施工階段對勘察成果的驗證核查和施工質

47、量的監(jiān)控。因此檢驗工作應包含兩方面內容：,,第一，驗證核查巖土工程勘察成果與評價建議，即施工時通過基坑開挖等手段揭露巖土體，所獲得的第一性工程地質和水文地質資料較之勘察階段更為確切，可以用來補充和修正勘察成果。如果實際情況與勘察成果出入較大時，還應進行施工階段的補充勘察。,,第二，對巖土工程施工質量的控制與檢驗，即施工監(jiān)理與質量控制。例如，天然地基基槽的尺寸、槽底標高的檢驗，局部異常的處理措施；樁基礎施工中的一系列質量監(jiān)控；地基處理 施工質量的控制與檢驗；深基坑支護系統(tǒng)施工質量的監(jiān)控等。,89,,地礦學院,,現(xiàn)場監(jiān)測的含義和內容：,,現(xiàn)場監(jiān)測指的是在工程勘察、施工以至運營期間，對工程有影響的不

48、良地質現(xiàn)象、巖土體性狀和地下水等進行監(jiān)測，其目的是為了工程的正常施工和運營，確保安全。監(jiān)測工作主要包含三方面內容：,,第一，施工和各類荷載作用下巖土反應性狀的監(jiān)測。例如，土壓力觀測、巖土體中的應力量測、巖土體變形和位移監(jiān)測、孔隙水壓力觀測等。,,第二，對施工或運營中結構物的監(jiān)測。對于像核電站等特別重大的結構物，則在整個運營期間都要進行監(jiān)測。,,第三， 對環(huán)境條件的監(jiān)測。包括對工程地質和水文地質條件中某些要素的監(jiān)測，尤其是對工程構成威脅的不良地質現(xiàn)象，在勘察期間就應布置監(jiān)測(如滑坡、崩塌、泥石流、土洞等)；除此之外，還有對相鄰結構物及工程設施在施工過程中可能發(fā)生的變化、施工振動、噪聲和污染等的監(jiān)

49、測。,90,,地礦學院,,天然地基的基槽檢驗與監(jiān)測,,(,一)現(xiàn)場檢驗,,現(xiàn)場檢驗適用于天然土層為地基持力層的淺基礎。主要作基坑開挖后的驗槽工作。為了做好此項工作，要求熟悉勘察報告，掌握地基持力層的空間分布和工程性質，并了解擬建建筑物的類型和工作方式，研究基礎設計圖紙及環(huán)境監(jiān)測資料等。做好驗槽的必要準備工作。,,91,,地礦學院,,當遇到下列情況之一時，應重點進行驗槽：,,(1)持力層的頂板標高有較大起伏變化。,,(2)基礎范圍內存在兩種以上不同成因類型的地層。,,(3)基礎范圍內存在局部異常土質或有坑穴、古井、老地基或古跡遺址。,,(4)基礎范圍內遇有斷層破碎帶、軟弱巖脈以及廢(古)河道、湖

50、泊、溝谷等不良地質、地貌條件。,,(5)在雨季或冬季等不良氣候條件下施工，基底土質可能受到影響。,92,,地礦學院,,(二)現(xiàn)場監(jiān)測,,當重要建筑物基坑開挖較深或地基土層較軟弱時，可根據需要布置監(jiān)測工作?，F(xiàn)場監(jiān)測的內容有：基坑底部回彈觀測、建筑物基礎沉降及各土層的分層沉降觀測、地下水控制措施的效果及影響的監(jiān)測、基坑支護系統(tǒng)工作狀態(tài)的監(jiān)測等。,,,93,,地礦學院,,樁基工程的檢測,,樁基工程檢測的意義,,樁基是高、重建筑物和構筑物的主要基礎形式，屬深基礎類型。它的主要功能是將荷載傳遞至地下較深處的密實土層或巖層上，以滿足承載力和變形的要求。與其他類型的深基礎相比較，樁基的幾何尺寸較小，施工簡便

51、，適用范圍廣，所以是高、重建筑物和構筑物大量采用的基礎形式，近20年來國內的樁基工程新技術獲得迅猛發(fā)展。為了提高樁基的設計、施工水平，巖土工程師們都很關注樁基質量的檢測。,,樁基工程按施工方法，可分為預制樁和灌注樁兩種，最主要的材料是鋼筋混凝土。,,一般鋼筋混凝土預制樁都是采用錘擊打入土層中的，其常見的質量問題是：,94,,地礦學院,,預制樁的常見問題：,,樁身混凝土標號低或樁身有缺陷，錘擊過程中樁頭或樁身破裂；,,樁無法穿透硬夾層而達不到設計標高；,,由于沉樁擠土引起土層中出現(xiàn)高孔隙水壓力，大范圍土體隆起和側移，以至對周圍建筑物、管線、道路等產生危害；,,在樁基施工中，由于相鄰工序處理不當，

52、造成基樁過大側移而引起基樁傾斜、位移。,95,,地礦學院,,,灌注樁由于成樁過程是,“,地下作業(yè),”,，因此控制質量的難度也大，存在的質量問題更多。,,常見的質量問題是：,,,A.,由于混凝土配合比不準確、稀釋和離析等原因，使樁身混凝土強度不夠 ；,,,B.,由于夾泥、斷樁、縮頸等原因，造成樁身結構缺陷(不完整)；,,,C.,樁底虛土、沉碴過厚和樁周泥皮過厚，使樁長和樁徑不夠。,,預制樁和灌注樁的質量問題，都會導致滿足不了承載力和變形的要求，所以需加強樁基質量的檢測工作。,96,,地礦學院,,樁基工程檢測的內容,,樁基工程檢測的內容，除了核對樁的位置、尺寸、距離、數量、類型，核查選用的施工機械

53、、置樁能量與場地條件和工程要求，核查樁基持力層的巖土性質、埋深和起伏變化，以及樁 尖進入持力層的深度等以外，通常應包括樁基強度、變形和幾何受力條件等三個方面，尤以前者為主。,,1、樁基強度,, 樁基強度檢驗包括樁身結構完整性和樁承載力的檢驗。樁身結構完整性是指樁是否存在斷樁、縮頸、離析、夾泥、孔洞、沉碴過厚等施工缺陷。常采用聲波法、動測法和靜力載荷試驗等檢測。,97,,地礦學院,,2、樁基變形,,樁基變形需通過長期的沉降觀測才能獲得可靠結果，而且應以群樁在長期荷載作用下的沉降為準。一般工程只要樁身結構完整性和樁承載力滿足要求，樁尖已達設計標高，且土層未發(fā)生過大隆起，就可以認為已符合設計要求

54、。但重要工程必須進行沉降觀測。,,3、幾何受力條件,,樁的幾何受力條件是指樁位、樁身傾斜度、接頭情況、樁頂及樁尖標高等的控制。在軟土地區(qū)因打樁或基坑開挖造成樁的位移或上浮是經常發(fā)生的，通常應以嚴格的樁基施工工藝操作來控制。必要時應對置樁過程中造成的土體變形、超孔隙水壓力以及對相鄰工程的影響進行觀測。,98,,地礦學院,,(三)樁身質量檢測的方法,,樁身質量的檢測包括樁的承載力、樁身混凝土灌注質量和結構完整性等內容。,,樁的承載力檢測，最傳統(tǒng)而有效的方法是靜力載荷試驗法。此法為我國法定確定單樁承載力的方法，其試驗要點在國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》(,GBJ7-89),等有關規(guī)范、手冊中均有明

55、確規(guī)定。盡管此法費時費錢，在工程實踐中仍普遍采用。,,樁身混凝土灌注質量和結構完整性檢測主要用于大直徑灌注樁。檢測方法有鉆孔取芯法、聲波法和動測法。鉆孔取芯法可以檢查樁身混凝土質量和孔底沉碴。由于芯樣小，灌注樁的局部缺陷往往難以被發(fā)現(xiàn)。聲波法檢測灌注樁的混凝土質量輕便、可靠而直觀，已得到廣泛應用。,,99,,地礦學院,,公路路基工程地質勘察,公路路基的主要工程地質問題,,路基邊坡穩(wěn)定性問題；路基基底穩(wěn)定性問題；公路凍害問題以及天然建筑材料問題等,100,,地礦學院,,隧道工程地質勘察,,包括兩項內容：,,一是隧道方案與位置的選擇；二是隧道洞口與洞身的勘察。,,前者除隧道方案的比較外，有時還包括隧道展線或明挖的比較；對重點隧道或工程地質和水文地質條件復雜的隧道，應進行區(qū)域性的工程地質調查、測繪。當地下水對隧道影響較大時，應進行地下水動態(tài)觀測，并計算隧道涌水量。,,一、隧道工程地質問題：,,山巖壓力及洞室圍巖的變形與破壞問題；地下水及洞室涌水問題；洞室進出口的穩(wěn)定問題。,,二、隧道位置選擇的一般原則,,洞身位置的選擇；洞口位置選擇；隧道圍巖的穩(wěn)定性,,,,101,,地礦學院,,洞址的選擇問題,,,,1,、地形上要求山體完整,,2,、巖性比較堅硬、完整,,3,、地質構造（褶曲）,,4,、水文地質,,5,、進出口邊坡,102,,,謝謝！,103,,