【正文】 第十三講 巖土工程勘察與地基土的巖土工程評(píng)價(jià) 一、內(nèi)容提要： 本講主要講述勘探分級(jí)、各類(lèi)巖土工程勘察基本要求、勘探、取樣、土工參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析；地基土的巖土工程評(píng)價(jià)。 二、重點(diǎn)、難點(diǎn)： 巖土工程勘察分級(jí)、土工參數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析及巖土評(píng)價(jià) 三、內(nèi)容講解： 一、巖土工程勘察 在我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)勘察、設(shè)計(jì)、施工是基本建設(shè)工程的三個(gè)主要程序和專(zhuān)業(yè)分工?？辈旃ぷ鞅仨氉咴谠O(shè)計(jì)、施工之前，強(qiáng)調(diào)勘察為基本建設(shè)工程的全過(guò)程服務(wù)，勘察為設(shè)計(jì)和施工服務(wù)。在國(guó)際上已形成了三四十年的巖土工程體制，則是將工程建設(shè)中涉及巖土體的巖土工 程問(wèn)題的勘察、設(shè)計(jì)、處理和監(jiān)測(cè)密切結(jié)合，成為一體化的專(zhuān)業(yè)體制 — 巖土工程體制，服務(wù)于工程建設(shè)的全過(guò)程。實(shí)踐證明，巖土工程體制是可以實(shí)施的、是行之有效的，受到建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工單位的歡迎，巖土工程專(zhuān)業(yè)體制已成為我國(guó)勘察行業(yè)的改革方向，將日益發(fā)展并趨于完善。 【例題 1】按照我國(guó)的基本建設(shè)程序，應(yīng)堅(jiān)持的原則為（ ）。 A. 先勘察、后設(shè)計(jì)、再施工 B. 先設(shè)計(jì)、后勘察、再施工 C. 邊勘察、邊設(shè)計(jì)、邊施工 D. 先施工，后勘察、設(shè)計(jì) 答案： A (一 )巖土工程勘察的基本任務(wù) 巖土工程勘察要通過(guò)工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪、勘探與巖土取樣、原位測(cè)試技術(shù)、室內(nèi)試驗(yàn)、巖土工程監(jiān)測(cè)等工作，完成以下任務(wù)： 1. 場(chǎng)地穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，對(duì)若干可能的建筑場(chǎng)地或一建筑場(chǎng)地的不同地段的建筑適宜性進(jìn)行技術(shù)論證。 2. 為巖土工程設(shè)計(jì)提供場(chǎng)地地層和地下水空間分布的幾何參數(shù)、巖土體的工程性狀的設(shè)計(jì)參數(shù)。 3. 對(duì)巖土工程施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種巖土工程問(wèn)題 (土方與挖土、降水、沉樁等 )作出預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)的防治措施和合理的施工方法。 4. 為建筑地基做出巖土工程評(píng)價(jià)，對(duì)基礎(chǔ) 方案、巖土加固與改良方案或其他人工地基設(shè)計(jì)方案進(jìn)行論證和提出建議，并監(jiān)督地基施工質(zhì)量及其是否符合設(shè)計(jì)意圖。 5. 預(yù)測(cè)由于場(chǎng)地及鄰近地區(qū)自然環(huán)境的變化對(duì)建筑場(chǎng)地可能造成的影響，以及工程本身對(duì)場(chǎng)地環(huán)境可能產(chǎn)生的變化及其對(duì)工程的影響。 6. 為現(xiàn)有工程安全性的評(píng)定、擬建工程對(duì)現(xiàn)有工程的影響以及事故工程的調(diào)查分析提供依據(jù)。 7. 指導(dǎo)巖土工程在運(yùn)營(yíng)、使用期間的長(zhǎng)期觀測(cè)，如建筑物的沉降、變形觀測(cè)等工作。 【例題 2】巖土工程勘察需要通過(guò)一系列手段和方法才能完成，下列不屬于其中的手 段及方法的是（ ）。 A. 勘探與取樣 B. 原位測(cè)試 C. 室內(nèi)試驗(yàn) D. 環(huán)境監(jiān)測(cè) 答案： D (二 )巖土工程勘察的分級(jí) 巖土工程勘察的分級(jí)應(yīng)根據(jù)巖土工程的安全等級(jí)、場(chǎng)地的復(fù)雜程度和地基的復(fù)雜程度劃分。 1. 巖土工程安全等級(jí) 根據(jù)工程破壞后果 (危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生的社會(huì)影響和修復(fù)的可能性 )的嚴(yán)重性，按表 1671 分為三個(gè)等級(jí)。對(duì)于房屋建筑物與構(gòu)筑物，按 “ 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 ” 分級(jí)，屬于重要的工業(yè)與民用建筑物、 20 層以上的高層建筑、體型復(fù)雜的 14 層以上高層建筑、對(duì)地基變形有特殊要求的建筑物、單樁承受的荷載在 4000kN 以上的建筑物等其安全等級(jí)均劃為一級(jí)。一般的工業(yè)與民用建筑則劃為二級(jí)，次要的建筑物劃為三級(jí)。 劃為一級(jí)的其他巖土工程有：有特殊要求的深基開(kāi)挖及深層支護(hù)工程；有強(qiáng)烈地下水運(yùn)動(dòng)干擾的大型深基開(kāi)挖工程；有特殊工藝要求的超精密設(shè)備基礎(chǔ)、超高壓機(jī)器基礎(chǔ)；大型豎井、巷道、平洞、隧道、地下鐵道、地下洞室、地下儲(chǔ)庫(kù)工程等地下工程；深埋管線、涵道、核廢料深埋工程；深沉井、沉箱；大型橋梁、架空索道、高填路堤、高壩等。 劃為二級(jí)的其他巖 土工程有：公共建筑 (大型劇場(chǎng)、體育場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校、大飯店等 )；設(shè)有特殊要求的工業(yè)廠房、紀(jì)念性或藝術(shù)性建筑物等。 表 1671 不屬于一、二級(jí)巖土工程的其他工程則劃為三級(jí)巖土工程。 【例題 3】某學(xué)校擬建二層教學(xué)樓，該工程的安全等級(jí)應(yīng)定為（ ）。 A. 一級(jí) B. 二級(jí) C. 三級(jí) 答案： B 安全等級(jí) 破壞后果 工程類(lèi)型 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 很?chē)?yán)重 嚴(yán)重 不嚴(yán)重 重要工程 一般工程 次要工程 2. 場(chǎng)地復(fù)雜程度分級(jí) 根據(jù)場(chǎng)地復(fù)雜程度，按下列規(guī)定劃分為三個(gè)場(chǎng) 地等級(jí)。 (1)符合下列條件之一者為一級(jí)場(chǎng)地 (復(fù)雜場(chǎng)地 )： ① 對(duì)建筑抗震危險(xiǎn)的地段； ②不良地質(zhì)作用強(qiáng)烈發(fā)育； ③ 地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到強(qiáng)烈破壞； ④ 地形地貌復(fù)雜； ⑤ 有影響工程的多層地下水、巖溶裂隙水或其他水文地質(zhì)條件復(fù)雜而需專(zhuān)門(mén)研究的場(chǎng)地。 (2)符合下列條件之一者為二級(jí)場(chǎng)地 (中等復(fù)雜場(chǎng)地 )： ① 對(duì)建筑抗震不利的地段； ② 不良地質(zhì)作用一般發(fā)育； ③ 地質(zhì)環(huán)境已經(jīng)或可能受到一般破壞； ④ 地形地貌較復(fù)雜； ⑤ 基礎(chǔ)位于地下水位以下的場(chǎng)地。 (3)符合下列條件者為三級(jí)場(chǎng)地 (簡(jiǎn)單場(chǎng)地 )： ① 抗震設(shè) 防烈度等于或小于 6 度或?qū)ㄖ拐鹩欣牡囟危? ② 不良地質(zhì)作用不發(fā)育； ③ 地質(zhì)環(huán)境基本未受破壞； ④ 地形地貌簡(jiǎn)單； ⑤ 地下水對(duì)工程無(wú)影響。 注： ① 從一級(jí)開(kāi)始，向二級(jí)、三級(jí)推定，以最先滿(mǎn)足的為準(zhǔn)； ② 對(duì)建筑抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段的劃分，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011)的規(guī)定確定。 【例題 4】某場(chǎng)地內(nèi)土洞強(qiáng)烈發(fā)育，則該場(chǎng)地的復(fù)雜程度應(yīng)為（ ）。 A. 一級(jí) B. 二級(jí) C. 三級(jí) 答案： A 3. 地基等級(jí) 根據(jù)地基的復(fù)雜程度， 可按下列規(guī)定分為三個(gè)地基等級(jí)。 (1)符合下列條件之一者為一級(jí)地基 (復(fù)雜地基 )： ① 巖土種類(lèi)多，很不均勻，性質(zhì)變化大，需特殊處理； ② 嚴(yán)重濕陷、膨脹、鹽漬、污染的特殊性巖土以及其他情況復(fù)雜、需做專(zhuān)門(mén)處理的巖土。 (2)符合下列條件之一者為二級(jí)地基 (中等復(fù)雜地基 )： ① 巖土種類(lèi)較多，不均勻，性質(zhì)變化較大； ② 除本條第 ① 款規(guī)定以外的特殊性巖土。 (3)符合下列條件者為三級(jí)地基 (簡(jiǎn)單地基 )： ① 巖土種類(lèi)單一，均勻，性質(zhì)變化不大； ② 無(wú)特殊性巖土。 注： ① 從一級(jí)開(kāi)始，向二級(jí)、三級(jí)推定，以最先滿(mǎn) 足的為準(zhǔn)； 【例題 5】某場(chǎng)地地基土為膨脹土，該地基等級(jí)為（ ）。 A. 一級(jí) B. 二級(jí) C. 三級(jí) 答案： A 4 巖土工程勘察等級(jí) 根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)，可按下列條件劃分巖土 工程勘察等級(jí)。 甲級(jí)，在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí)； 乙級(jí)，除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)目； 丙級(jí)，工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)。 注：建筑在巖質(zhì)地基上的一級(jí)工 程，當(dāng)場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)時(shí)，巖土工程勘察等級(jí)可定為乙級(jí)。 【例題 6】某醫(yī)院三層住院樓工程，場(chǎng)地為簡(jiǎn)單場(chǎng)地、地基為簡(jiǎn)單地基，該工程的巖土工程勘察等級(jí)定為（ ）。 A. 甲級(jí) B. 乙級(jí) C. 丙級(jí) D. 丁級(jí) 答案： B 不同等級(jí)的巖土工程勘察，由于復(fù)雜程度和難度的不同，勘探測(cè)試工作、分析計(jì)算評(píng)價(jià)工作、施工監(jiān)測(cè)控制工作的規(guī)模、工作量、工作深度質(zhì)量相應(yīng)地有不同的最低要求。等級(jí)的劃分在勘察進(jìn)行前就應(yīng)劃分，在以后的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中是可以變更的。 對(duì)于丙級(jí)巖土工程勘察，由于為小型而且比較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)物，或場(chǎng)地穩(wěn)定、地基有足夠強(qiáng)度而且壓縮性低，只需通過(guò)經(jīng)驗(yàn)與定性的巖土工程勘察，就能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)施工要求、設(shè)計(jì)計(jì)算采用簡(jiǎn)單的計(jì)算模式。 對(duì)于乙級(jí)巖土工程勘察，由于為無(wú)不規(guī)則或反常荷載的常規(guī)結(jié)構(gòu)物，往往可以采用標(biāo)準(zhǔn)的常用的基礎(chǔ)形式 (如擴(kuò)展基礎(chǔ)、筏式基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等 )，可使用常規(guī)的設(shè)計(jì)與施工方法，需要定量的巖土工程勘察，由具有適當(dāng)工程經(jīng)驗(yàn)資歷的工程師參加。巖土工程勘察采用常規(guī)的室內(nèi)試驗(yàn)和原位測(cè)試方法，即可獲得所需的定量的地基土條件，有時(shí)也可能要進(jìn)行某些特 殊的勘測(cè)項(xiàng)目。 對(duì)于甲級(jí)巖土工程勘察，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，荷載很大，要求特殊，或具有反常危險(xiǎn)的場(chǎng)地，特別復(fù)雜的地基條件，設(shè)計(jì)計(jì)算需采用復(fù)雜的計(jì)算理論和方法，采用復(fù)雜的巖土本構(gòu)關(guān)系，考慮巖土與結(jié)構(gòu)的共同作用，而不是用常規(guī)方法所能解決的，故必須由具有較高水平的有較多工程經(jīng)驗(yàn)的工程師參加。巖土工程勘察除常規(guī)的室內(nèi)外試驗(yàn)外，要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)制訂的測(cè)試項(xiàng)目和方法，以獲取非常規(guī)的計(jì)算參數(shù)，為保證工程質(zhì)量，常采用多種手段進(jìn)行測(cè)試，以便綜合分析，并進(jìn)行原型試驗(yàn)和施工監(jiān)測(cè)，相互檢驗(yàn)。 (三 )各類(lèi)巖土工程勘察基本要求： 1. 建筑工程地質(zhì)勘察的基本要求： 房屋建筑與構(gòu)筑物各個(gè)工程地質(zhì)勘察階段的基本要求與內(nèi)容如下： (1)可行性研究勘察階段 可行性研究勘察階段，也是選址階段，該階段應(yīng)對(duì)擬建場(chǎng)地的穩(wěn)定性和適宜性做出評(píng)價(jià)。為此，在確定建筑場(chǎng)地時(shí)，在工程地質(zhì)條件方面，宜避開(kāi)下列地區(qū)或地段： 1)不良地質(zhì)作用發(fā)育且對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅的。 2)地基土性質(zhì)嚴(yán)重不良的。 3)對(duì)建 (構(gòu) )筑物抗震危險(xiǎn)的。 4)洪水或地下水對(duì)建 (構(gòu) )筑場(chǎng)地有嚴(yán)重不良影響的。 5)地下有未開(kāi)采的有價(jià)值礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)的。 本階段的工程地質(zhì)工作要求： 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)在搜集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)踏勘，了解場(chǎng)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，但其他條件較好且傾向于選取的場(chǎng)地，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。 (2)初步勘察階段 初步勘察階段應(yīng)對(duì)場(chǎng)地內(nèi) 建筑地段的穩(wěn)定性做出巖土工程評(píng)價(jià)。本階段的工程地質(zhì)勘察工作有： 1)搜集本項(xiàng)目的可行性研究報(bào)告、場(chǎng)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、巖土性質(zhì)、地下水埋藏條件、凍結(jié)深度、不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布及其對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性的影響和發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)場(chǎng)地條件復(fù)雜，尚應(yīng)進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪與調(diào)查。 3)對(duì)抗震設(shè)防烈度大于或等于 7 度的場(chǎng)地，應(yīng)初步判定場(chǎng)地和地基效應(yīng)。 初步勘察應(yīng)在搜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)繪或調(diào)查以及勘探、測(cè)試和物探工作。 (3)詳細(xì)勘察與施工勘察階段 詳細(xì)勘察應(yīng)密切結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)，按不同建 (構(gòu) )筑物或建筑群提出詳細(xì)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)建筑地基做出巖土工程分析評(píng)價(jià)，為基礎(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做出論證、結(jié)論和建議。詳細(xì)勘察的具體內(nèi)容應(yīng)視建筑物的具體情況和工程要求而定。 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，樁基工程與地基處理的質(zhì)量和效果的檢驗(yàn)，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(wèn)題，并為施工階段地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)變更提出相應(yīng)的地基資料 ，具體內(nèi)容視工程要求而定。 【例題 7】巖土工程勘察階段劃分中不包括（ ）。 A. 可行性研究勘察 B. 初步勘察 C. 詳細(xì)勘察 D. 后期勘察 答案： D 2. 道路工程勘察基本要求 在可行性研究階段的工程地質(zhì)勘察工作是收集資料、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)和概略了解地質(zhì)條件，為此著重介紹初步勘察階段和詳細(xì)勘察階段的工作內(nèi)容。并示于表 1673 中。 (1)初步勘察階段 本勘察階段的基本任務(wù)主要是對(duì)已確定的路線范圍內(nèi)所有路線擺動(dòng)方案進(jìn)行勘察對(duì)比。確定路線在不同地段的基本走法，并以比選和穩(wěn)定路線為中心，全面查明路線最優(yōu)方案沿線的工程地質(zhì)條件。工程地質(zhì)測(cè)繪是這 一階段中的一項(xiàng)重要手段?？辈旆秶芈肪€兩側(cè)各寬 150～ 200m。測(cè)繪比例尺是 1： 50000～ 1： 202100，勘探工作主要用于查明重大而復(fù)雜的關(guān)鍵性工程地質(zhì)問(wèn)題與不良地質(zhì)作用的深部情況。 【例題 8】按照道路工程勘察要求，在初步勘察階段，勘察范圍沿路線兩側(cè)的寬度各為（ ）。 A. 50m B. 80m C. 100m D. 150m 答案： D (2)詳細(xì)勘察階段 是根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)文件中所確定的修建原則、設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求等資料，對(duì)各種類(lèi)型的工程建筑物 (橋、 隧、站場(chǎng)等 )位置有針對(duì)性地進(jìn)行詳細(xì)的工程地質(zhì)勘察。最終確定道路路線和構(gòu)造物的布設(shè)位置，查明構(gòu)造物地基的地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件，準(zhǔn)確提供工程和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，施工必需的地質(zhì)參數(shù)。 3. 橋梁工程勘察基本要求 橋梁是公路建筑工程中的