【文章內容簡介】 地礦學院 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；尤其是重型坑探工程不可輕易采用。 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。 地礦學院 各種坑探工程的特點和適用條件： 名稱 特點 適用條件 探槽 在地表深度小于 35米的長條形槽子 剝除地表覆土，揭露基巖，劃分地層巖性，研究斷層破碎帶；探查殘坡積層的厚度和物質、結構 試坑 從地表向下，鉛直的、深度小于 3~5m的圓形或方形小坑 局部剝除 覆土，揭露基巖；作載荷試驗、滲水試驗，取原狀土樣 淺井 從地表向下，鉛直的、深度 5~15m的圓形或方形井 確定覆蓋層及風 化層的巖性及厚度；作載荷試驗，取原狀土樣 豎井 （斜井） 形狀與淺井相同，但深度大于 15m， 有時需支護 了解覆 蓋層的厚度和性質，作風化殼分帶、軟弱夾層分布、斷層破碎帶及巖溶發(fā)育情況、滑坡體結 構及滑動面等；布臵在地形較平緩、巖層又較緩傾的地段 地礦學院 名稱 特點 適用條件 平硐 在地面有出口的水平坑道，深度較大，有時需支護 調查斜坡地質結 構，查明河谷地段的地層巖性、軟弱夾層、破碎帶、風化巖層等；作原位巖體力學試驗及地 應力量測，取樣；布臵在地形較陡的山坡地段 石門 （平巷） 不出露地面而與豎井相連的水平坑道，石門垂直巖層走向，平巷平行 了解河底地質結構，作試驗等 地礦學院 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。 地礦學院 (三 ) 工程地質試驗及長期觀測 ? 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： ；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 、 塊體基礎振動試驗 ? 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。 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(shù)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。 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 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。 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。 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。 為施工提供可靠的數(shù)據(jù)。 ? 靜力載荷試驗 ? 載荷試驗的主要優(yōu)點是對地基土不產(chǎn)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 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。 地礦學院 平板靜力載荷試驗 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。 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(chǎn)生彎曲和翹起；其形狀宜為圓形 (也有方形者 ) 。 加荷裝置 ，加荷裝置包括壓力源（千斤頂、堆載物）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 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 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?shù)男谐瘫仨殱M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。 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 地礦學院 (a) 堆重 千斤頂式 (b) 地錨 千斤頂式 地礦學院 ? 沉降觀測裝臵 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 177。 。由于載荷試驗所需荷載很大，要求一切裝臵必須牢固可靠、安全穩(wěn)定。 地礦學院 現(xiàn)場載荷試驗 千斤頂 荷載板 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 . 地礦學院 承壓板 :邊長為 * ，面積為 ； 630噸分離式油壓千斤頂放在 * 。 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； 地礦學院 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 地礦學院 壓重平臺：工字鋼加載臺上堆載沙袋，約 400噸。 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。試坑應布臵在有代表性地點，承壓板底面應放臵在基礎底面標高處。 地礦學院 ? (2)開挖試坑： 為了保持測試時地基土的天然濕度