清华大学工程地质-工程地质勘查

第十一章工程地质勘查

第一节工程地质勘查的分级

第二节工程地质勘查的内容

第三节工程地质勘查的方法

第一节工程地质勘查的分级

为了工程建设的安全和高效，须对工程勘察分级。不同等级的勘查，其勘察内容、勘察精度有不同的要求。

分级依据：工程重要性，场地复杂程度，地基复杂程度。本节参考文献：

《岩土工程勘察规范》

GB50021-2001（2009年版）

工程重要性分级：

1 一级工程：重要工程，后果很严重；

2 二级工程：一般工程，后果严重；

3 三级工程：次要工程，后果不严重。

场地复杂程度分级：

1 一级场地（复杂场地）；

2 二级场地（中等复杂场地）；

3 三级场地（简单场地）。

地基复杂程度分级：

1 一级地基（复杂地基）

2 二级地基（中等复杂地基）

3 三级地基（简单地基）场地复杂性分级：

１符合下列条件之一者为一级场地（复杂场地）：

１）对建筑抗震危险的地段；

２）不良地质作用强烈发育；

３）地质环境已经或可能受到强烈破坏；

４）地形地貌复杂；

５）有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂，需专门研究的场地。

２符合下列条件之一者为二级场地（中等复杂场地）：１）对建筑抗震不利的地段；

２）不良地质作用一般发育；

３）地质环境已经或可能受到一般破坏；

４）地形地貌较复杂；

５）基础位于地下水位以下的场地。

３符合下列条件者为三级场地（简单场地）：

１）抗震设防烈度等于或小于６度，或对建筑抗震有利的地段；

２）不良地质作用不发育；

３）地质环境基本未受破坏；

４）地形地貌简单；

５）地下水对工程无影响。地基复杂程度分级：

１符合下列条件之一者为一级地基（复杂地基）：

１）岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理；２）严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。

２符合下列条件之一者为二级地基（中等复杂地基）：１）岩土种类较多，不均匀，性质变化较大；

２）除本条第１款规定以外的特殊性岩土。

３符合下列条件者为三级地基（简单地基）：

１）岩土种类单一，均匀，性质变化不大；

２）无特殊性岩土。

岩土工程勘察分级

根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级，可按下列条件划分岩土工程勘察等级。 甲级 在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级；

乙级 除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目； 丙级 工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。

第二节 工程地质勘查的内容

1.地形地貌

2.地层岩土性质

3.地质构造

4.水文地质条件

5.不良地质现象

1.地形地貌

地形地貌：地表的高低起伏形态，对其历史演化成因的认识。地形等高线＋成因。

地形：平坦，起伏，-- 不同工程

同样地形，不同成因的地貌，岩土性质不同。 坡地：岩质边坡？坡积边坡？古滑坡？ 台阶状地形：河流阶地？海岸浪蚀平台？梯田？ 河流阶地、沉积物：位置、时代；上游、下游。

2．地层岩土性质

岩石、松散沉积物的类型、工程地质性质。 岩石：

岩石性质：成分、结构、构造

力学性质：软质岩石，硬质岩石，强度； 水理性质：透水性、软化性、溶解性； 风化情况。

松散沉积物（土）：

颗粒成分：岩石（砾）、石英（砂）、云母（砂） 、 粘土矿物（粘粒）； 颗粒结构：粒度粗细，级配； 松密，密实度；

力学性质：承载力，变形性质，其他（膨胀性、湿陷性）； 水理性质：透水性。

3．地质构造

区域稳定性（基本烈度）

场地地质构造： ● 土体结构

● 地层产状，褶皱，断层，裂隙的发育情况，软弱结构面的发育情况，岩浆岩的发育。

前者好越上游，越老越好

4. 水文地质条件

地下水的类型和赋存状态； 主要含水层的分布规律； 区域性气候水文资料；

地下水的补给排泄条件，地表水与地下水的补排关系； 地下水位，历史变化规律及影响因素； 地下水的化学性质（侵蚀性评价）；

5. 不良地质现象

岩溶（不均匀地基，岩溶地面塌陷） 滑坡（选址）

危岩和崩塌（选址） 泥石流（选址）

采空区（矿山地面沉陷、塌陷） 地面沉降（成因、趋势、治理） 活动断裂（重大工程选址）

其他（地裂缝、场地地震效应）。

威胁工程安全，关系治理造价。

第三节 工程地质勘察方法

1. 踏勘

2. 测绘

3. 物探

4. 勘探

5. 测试

1. 踏勘

踏勘是地质工作最基本的方法。

方法：不用复杂的仪器设备，主要使用地质锤、罗盘、放大镜，主要凭肉眼观察。

目的：了解地表地质条件（地形地貌、地层岩性，地质构造，不良地质现象，水文地质条件）。也为进一步的重点勘探（重要地质构造、建筑物的重要地段）提供依据。

2. 测绘

主要通过踏勘及勘探，将各种地质条件测绘成图和报告，对勘查区的地质条件有一个整体的认识。

重要工程地质测绘比例尺的选取，取决于不同的设计阶段。

如水电工程：选址勘查1:5000，初勘1:2000-1:5000，详勘1:500-1:1000。

测绘的内容包括：地形地貌，地层岩土性质，地质构造，水文地质条件，不良地质现象，天然建筑材料。

比例尺，1:10000地形图，有现成的（属保密资料）； 1:100000地形地质图，大部分数地区已完成测绘；

1:50000地形地质图，部分地区完成测绘（属保密资料）； 更大比例的地形地质图，需要作专门的测绘。

3. 物探

通过测量工程区岩土体的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的变化，以判断其工程地质和水文地质条件的勘探和测试方法。

方法：电法（电剖面法），探地雷达法，地震勘探（浅层折射法）、弹性波测试，等。

目标：覆盖层厚度（基岩埋深），风化带深度，喀斯特发育，断裂带位置，地下水埋藏条件。岩土体原位测试，物理性质→工程性质。

优点：简便、迅速；

缺点：复杂地质条件下适用性差。

因此，物探是工程地质勘查的辅助手段，应与直接勘探相结合。作为钻探的先行手段，了解隐蔽地质条件。在钻孔之间增加地球物理勘探，帮助钻探成果的内插和外推。

4. 勘探

为直接解地表以下的地质条件（第四系覆盖层、风化带、基岩），需要使用工具设备，揭开（剥露）表层地表覆盖，露出基岩，或者深入地下。

勘探是工业民用建筑勘查中的主要手段。

常用勘探方法：坑（槽）探、井探、洞探、钻探和触探。

（1）坑（槽）探：不必使用机动工具（主要使用锹和镐），开挖1.0 - 1.5 m 2，深度2~3m 的矩形或者圆形探坑，或者沿某一线开挖（探槽）。

探槽，通常垂直于构造走向或沿建筑物( 路、桥，渠道，坝轴线)轴线，或为追索重要地质现象（如断裂，薄弱层）。

（

2

）井探：很深的探坑。浅者5-15米，深者>15。较深的探井必须实施井壁加固。

通过探坑（槽），可以取得直观资料，取原状土样做室内实验，也可作现场原位试验，得到岩土的物理力学性质。

（3）洞探：坝址、地下工程、大型边坡工程，可采用平洞直接观察、取样、做现场测试。

（4）钻探：用钻机（岩心钻或土钻）在地层中钻孔。是勘探的最基本方法。

可沿孔深取样，用于测定岩土的物理力学性质，鉴别和划分地层，也可直接在孔内进行原位测试。

回转式钻机 冲击式钻机

（5）触探：通过探杆用静力或动力将金属探头贯入土层，并量测各层土对触探头的阻力大小的指标，从而间接地判断土层的工程性质。此法尤其对于某些难以取原状土样的土层（粗粒土）更有意义。

作为勘探方法，触探可用于划分土层，了解地层的均匀性；作为测试技术，可估计地基承载力和变形性质等。

触探有静力触探和动力触探。

静力触探：将探头压入土中。电测探头阻力，一般用于较软土层，硬的土层难以进入。

动力初探：一定重量的穿心锤，以一定的高度（落距）自由下落，将探头贯入土中，记录贯入一定深度所需的锤击数，据此判断土的性质。

（触探方法，将在土力学和基础工程课程中祥述之）

5. 测试

在现场原位或土工试验室进行测试工作，可以取得岩土

的物理力学性质及水文地质条件等方面的定量指标，为设计提供依据。

原位测试：静载荷试验、岩石和土的现场剪切试验、触探试验，水文地质条件测试（地下水位变化测量，抽水

试验，压水试验，渗水试验），等等。

室内试验：岩土的物性试验，渗透性，压缩系数，强度

指标（

C，Φ）等。

现场载荷试验

静力触探

轻型动力触探试验渗水试验

Thank you ！