原位測試和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn) 獲得工程地質(zhì)設(shè)計(jì)和施工參數(shù),定量評(píng)價(jià)工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題的手段,是工程地質(zhì)勘察的組成部分。室內(nèi)試驗(yàn)包括:巖、土體樣品的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的測定?,F(xiàn)場原位測試包括:觸探試驗(yàn)、承壓板載荷試驗(yàn)、原位直剪試驗(yàn)以及地應(yīng)力量測等(見巖土試驗(yàn)、工程地質(zhì)力學(xué)模擬)。 設(shè)計(jì)建筑物規(guī)模較小,或大型建筑物的早期設(shè)計(jì)階段,且易于取得巖、土體試樣的情況下,往往采用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。但室內(nèi)試驗(yàn)試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結(jié)構(gòu)。所以,為重要建筑物的初步設(shè)計(jì)至施工圖設(shè)計(jì)提供上述各種參數(shù),必須在現(xiàn)場對(duì)有代表性的天然結(jié)構(gòu)的大型試樣或?qū)畬舆M(jìn)行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細(xì)砂、強(qiáng)裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結(jié)構(gòu)試樣的巖土體的物理力學(xué)參數(shù),必須進(jìn)行現(xiàn)場原位測試。
按工程建設(shè)的階段,工程地質(zhì)勘察一般分為規(guī)劃選點(diǎn)至選址的工程地質(zhì)勘察、初步設(shè)計(jì)工程地質(zhì)勘察和施工圖設(shè)計(jì)工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察方法或手段,包括工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)勘探、實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場試驗(yàn)、長期觀測(或監(jiān)測)等。 工程地質(zhì)測繪 在一定范圍內(nèi)調(diào)查研究與工程建設(shè)活動(dòng)有關(guān)的各種工程地質(zhì)條件,測制成一定比例尺的工程地質(zhì)圖,分析可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)作用及其對(duì)設(shè)計(jì)建筑物的影響,并為勘探、試驗(yàn)、觀測等工作的布置提供依據(jù)。它是工程地質(zhì)勘察的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決于建筑區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和已有研究程度,也取決于建筑物的類型、規(guī)模和設(shè)計(jì)階段。規(guī)劃選點(diǎn)階段,區(qū)域性工程地質(zhì)測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設(shè)計(jì)階段,水庫區(qū)測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質(zhì)測繪所需調(diào)研的內(nèi)容有地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌及第四紀(jì)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、天然建筑材料、自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象及工程地質(zhì)現(xiàn)象。對(duì)所有地質(zhì)條件的研究,都必須以論證或預(yù)測工程活動(dòng)與地質(zhì)條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結(jié)合該項(xiàng)工程活動(dòng)的特點(diǎn)。當(dāng)露頭不好或這些條件在深部分布不明時(shí),需配合以試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等勘探工作進(jìn)行必要的揭露。 工程地質(zhì)測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。采用衛(wèi)星像片、航空像片和陸地?cái)z影像片,通過室內(nèi)判讀調(diào)繪成草圖,到現(xiàn)場有目的地復(fù)查,與進(jìn)一步的照片判讀反復(fù)驗(yàn)證,可以測制出更的工程地質(zhì)圖。并可提高測繪的精度和效率,減少地面調(diào)查的工作量。
詳細(xì)勘察階段: 在初步設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行詳細(xì)勘察,它是為施工圖設(shè)計(jì)提供資料的。此時(shí)場地的工程地質(zhì)條件已基本查明。所以詳細(xì)勘察的目的是提出設(shè)計(jì)所需的工程地質(zhì)條件的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù),對(duì)建筑地基作出巖土工程評(píng)價(jià),為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、地基處理和加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結(jié)論。詳細(xì)勘察階段的主要工作要求是: ①取得附有坐標(biāo)及地形的建筑物總平面布置圖,各建筑物的地面整平標(biāo)高、建筑物的性質(zhì)和規(guī)模,可能采取的基礎(chǔ)形式與尺寸和預(yù)計(jì)埋置的深度,建筑物的單位荷載和總荷載、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和對(duì)地基基礎(chǔ)的特殊要求; ②查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度,提出評(píng)價(jià)與整治所需的巖土技術(shù)參數(shù)和整治方案建議; ③查明建筑物范圍各層巖土的類別、結(jié)構(gòu)、厚度、坡度、工程特性,計(jì)算和評(píng)價(jià)地基的穩(wěn)定性和承載力; ④對(duì)需進(jìn)行沉降計(jì)算的建筑物,提出地基變形計(jì)算參數(shù),預(yù)測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜, ⑤對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于6度的場地,應(yīng)劃分場地土類型和場地類別。對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于7度的場地,尚應(yīng)分析預(yù)測地震效應(yīng),判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性,井對(duì)液化等級(jí)作出評(píng)價(jià); ⑥查明地下水的埋藏條件,判定地下水對(duì)建筑材料的腐蝕性。當(dāng)需基坑降水設(shè)計(jì)時(shí),尚應(yīng)查明水位變化幅度與規(guī)律,提供地層的滲透性系數(shù); ⑦提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計(jì)算和支護(hù)設(shè)計(jì)所需的巖土技術(shù)參數(shù),論證和評(píng)價(jià)基坑開挖、降水等對(duì)鄰近工程和環(huán)境的影響; ⑧為選擇樁的類型、長度,確定單樁承載力,計(jì)算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術(shù)參數(shù)。 詳細(xì)勘察的主要手段以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗(yàn)為主,必要時(shí)可以補(bǔ)充一些地球物理勘探、工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作。詳細(xì)勘察的勘探工作量,應(yīng)按場地類別、建筑物特點(diǎn)及建筑物的等級(jí)和重要性來.確定。對(duì)于復(fù)雜場地,必要時(shí)可選擇具有代表性的地段布置適量的探井。
建設(shè)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)一般分為可行性研究,初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段。為了提供各設(shè)計(jì)階段所需的工程: 地質(zhì)資料,勘察工作也相應(yīng)地劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、詳細(xì)勘察三個(gè)階段。對(duì)于工程地質(zhì)條件復(fù)雜或有特殊施工要求的重要建筑物地基,尚應(yīng)進(jìn)行預(yù)可行性及施工勘察;對(duì)于地質(zhì)條件簡單,建筑物占地面積不大的場地,或有建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的地區(qū),也可適當(dāng)簡化勘察階段。各勘察階段的任務(wù)和工作內(nèi)容簡述如下: 1選址勘察階段 選址勘察工作對(duì)于大型工程是非常重要的環(huán)節(jié),其目的在于從總體上判定擬建場地的工程地質(zhì)條件能否適宜工程建設(shè)項(xiàng)目。一般通過取得幾個(gè)候選場址的工程地質(zhì)資料進(jìn)行對(duì)比分析,對(duì)擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評(píng)價(jià)。選擇場址階段應(yīng)進(jìn)行下列工作: ①搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗(yàn); ②在收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上,通過踏勘,了解場地的地層、構(gòu)造、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件; ③對(duì)工程地質(zhì)條件復(fù)雜,已有資料不能符合要求,但其它方面條件較好且傾向于選取的場地,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。 選擇場址時(shí),應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段:(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育,對(duì)場地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段;(2)地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的地段;(3)對(duì)建筑抗震不利的地段,如設(shè)計(jì)地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場區(qū);(4)洪水或地下水對(duì)建筑場地有威脅或有嚴(yán)重不良影響的地段;(5)地下有未開采的有價(jià)值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)上的地段。