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工程地质勘察内业整理

第七章工程地质勘察资料内业整理

本章重点:介绍了工程地质勘察内业资料的整理、工程地质图件的编制及工程地质

勘察报告的编写。

学习要求:重点掌握岩土参数的统计与分析方法、工程地质图件的编制及工程地质

勘察报告的编写方法。

工程地质勘察资料内业整理是在工程地质测绘、勘探、测试、检验与监测所得各项原始资料、数据和搜集已有资料的基础上,结合工程特点和要求进行的。要写出高质量的岩土工程勘察报告,外业和实验资料准确可靠是关键,而内业资料的整理则是勘察工作的主要组成部分。它把现场勘察得到的工程地质资料进行统计整理、归纳和分析,并绘制成图件和表格,以适应工程设计和工程地质条件评价的需要。

工程地质勘察资料的内业整理一般是在现场勘察工作告一段落或整个勘察工作结束后进行。其主要工作内容是:岩土参数的分析与选定、岩土工程分析评价、工程地质图件的编制和岩土工程勘察报告的编写。

第一节岩土参数的统计与分析

由于岩土体的非均匀性和各向异性以及参数的测定方法、条件和工程类别的不同等多种原因,造成岩土参数分散性、变异性较大。为保证岩土参数的可靠性和实用性,必须进行岩土参数的统计和分析。通常情况下,对勘察中获取的大量数据指标可按工程地质单元及层次分别进行统计整理,以求得具有代表性的指标。

所谓工程地质单元是指在工程地质数据的统计工作中具有相似的地质条件或在某方面有相似的地质特征,而将其作为一个可统计单位的单元体。在工程地质单元体中物理力学性质指标或其他地质数据大体上是相同的,但不完全一致。一般情况下,同一工程地质单元具有如下特征:

1.具有同一地质年代、成因类型,并处于同一构造部位和同一地貌单元的岩土;

2.具有基本相同的岩土性质特征,包括矿物成分、结构构造、风化程度、物理力学性能和工程性能;

3.影响岩土体工程地质性质的因素是基本相似的;

4.对不均匀变形敏感的某些建(构)筑物的关键部位,视需要可划分更小的单元。

统计整理时,应在合理分层基础上,根据测试次数、地层均匀性、建筑物等级,选择合理的数理统计方法对每层土物理力学指标进行统计分析和选取。

一、岩土参数的可靠性和适用性分析

岩土参数主要指岩土的物理力学性质指标。在工程上一般可分为两类:一类是评价指标,主要用于评价岩土的性状,作为划分地层和鉴定岩土类别的主要依据;另一类是计算指标,主要用于岩土工程设计,预测岩土体在荷载和自然因素及其人为因素影响下的力学行为和变化趋势,并指导施工和监测。因此,岩土参数应根据其工程特点和地质条件选用,并分析评价所取岩土参数的可靠性和适用性。

岩土工程参数的可靠性是指参数能正确地反映岩土体在规定条件下的性状,能比较有把握地估计参数真值所在的区间;岩土参数的适用性是指参数能满足岩土工程设计计算的假定条件和计算精度要求。岩土工程勘察报告应对主要参数的可靠性和适应性进行分析,并在分析的基础上选定参数。

在勘察中,必须对所得的大量岩土物理力学性质指标数据加以整理,才能取得有代表性的数值,用于岩土工程的设计计算。对岩土指标数据的基本要求是可靠适用。在分析岩土指标数据的可靠性和适用性时,着重考虑以下因素:

1.取样方法和其他因素对试验结果的影响;

2.采用的试验方法和取值标准;

3.不同测试方法所得结果的分析比较;

4.测试结果的离散程度;

5.测试方法与计算模型的配套性。 二、岩土参数的统计与选定

经过试验、测试获得的岩土工程参数,数量较多,必须经过整理、分析及数理统计计算,获得岩土参数的代表性数值。指标的代表性数值是在试验数据的可靠性和适用性做出分析评价的基础上,参照相应的规范,用统计的方法来整理和选择的。

进行统计的指标一般包括粘性土的天然密度、天然含水量、液限、塑限、塑性指数、液性指数;砂土的相对密实度;岩石的吸水率、各种力学特性指标,特殊性岩土的各种特征指标以及各种原位测试指标。对以上指标在勘察报告中应提供各个工程地质单元或各地层的最小值、最大值、平均值、标准差、变异系数和参加统计数据的数量。通常统计样本的数量应大于6个。当统计样本的数量小于6个时,统计标准差和变异系数意义不大,可不进行统计,只提供指标的范围值。

岩土参数统计应符合下列要求:

1.岩土的物理力学指标,应按场地的工程地质单元和层位分别统计;

2.对工程地质单元体内所取得的试验数据应逐个进行检查,对某些有明显错误,或试验方法有问题的数据应抽出进行检查或将其舍弃。

3.每一单元体内,岩土的物理力学性质指标,应基本接近。试验数据所表现出来的离散性只能是土质不匀或试验误差的随机因素造成的。

4.应按下列公式计算平均值(m φ)、标准差(σf )和变异系数(δ);

n

n

i i

m ∑==

1

φ

φ (7-1)

?????

?

????????? ??--=

∑∑==n

i n i i i f n

n 11211φφσ (7-2)

δ=σf /Φm (7-3)

式中:m φ——岩土参数的平均值;

σf ——岩土参数的标准差;

Δ——岩土参数的变异系数; n ——统计样本数。

5.岩土参数统计出来后,应对统计结果进行分析判别,如果某一组数据比较分散、相互差异较大,应分析产生误差的原因,并剔出异常的粗差数据。剔出粗差数据有不同的标准,常用的方法是±3倍的标准差法。

当离差d 满足下式时,该数据应舍弃:

︱d ︱>g σf (7-4) 式中:d ——离差,d =i m φφ-

g ——由不同标准给出的系数,当采用3倍标准差方法时,g =3。

三、岩土参数的标准值与设计值

在岩土工程勘察报告中,所有岩土参数必须由基本值经过数理统计,给出标准值,再由建筑设计部门给出设计值。

岩土参数的基本值f 0是指单个岩土参数的测试值或平均值,由岩土原位测试或室内试验提供的岩土参数的基本数值。

岩土参数的标准值f k 是在岩土工程设计时所采用的基本代表值,是岩土参数的可靠性估值,岩土参数基本值经过数理统计后得到。

岩土参数的设计值f 是由建筑设计部门在建筑设计中考虑建筑设计条件所采用的岩土参数的代表数值。

岩土参数的标准值一般情况下,按下式计算:

f k =γs ·m φ (7-5)

????

??+±=2678.4704.11n n

s γ (7-6) 式中:γs ——统计修正系数,式中正负号的取用按不利组合考虑;

其它符号意义同上。

《规范》规定:在岩土工程勘察报告中,应按下列不同情况提供岩土参数值: 1.一般情况下,应提供岩土参数的平均值、标准差、变异系数、数据分布范围和数据的数量;

2.承载能力极限状态计算所需要的岩土参数标准值,应按式(7-5)计算;当设计规范另有专门规定的标准值取值方法时,可按有关规范执行。

3.岩土工程勘察报告一般只提供岩土参数的标准值,不提供设计值,需要时可用分项系数计算岩土参数的设计值。

γ

k

f f =

(7-7)

式中:γs ——岩土参数的分项系数,按有关设计规范的规定取值。

第二节 岩土工程分析评价

一、评价的内容和要求

岩土工程分析评价是勘察成果整理的核心内容,是岩土工程勘察报告的重要内容,可包括下列内容:

1.场地的稳定性和适宜性;

2.为岩土工程设计提供场地地层结构和地下水空间分布的几何参数、岩土体工程性状的设计参数;

3.预测泥浆工程对现有工程的影响,工程建设产生的环境变化,以及环境变化对工程的影响。

4.提出地基与基础方案设计的建议;

5.预测施工过程中可能出现的岩土工程问题,并提出相应的防治措施和合理的施工方法。

岩土工程分析评价应在工程地质测绘、勘探、测试和搜集已有资料的基础上,结合工程特点和要求进行。各类工程,不良地质作用和地质灾害以及各种特殊性岩土的分析评价,应分别参考有关章节并符合《规范》的有关规定。

岩土工程分析评价应符合下列要求:

1.充分了解工程结构的类型、特点、荷载情况和变形控制要求;

2.掌握场地的地质背景,考虑岩土材料的非均质性、各向异性和随时间的变化,评估岩土参数的不确定性。确定其最佳估值;

3.充分考虑当地经验和类似工程的经验;

4.对于理论依据不足、实践经验不多的岩土工程问题,可通过现场模型试验或足尺试验取得实测数据进行分析评价;

5.必要时可建议通过施工监测,调整设计和施工方案。 二、分析评价的方法

岩土工程分析评价应在定性分析的基础上进行定量分析。场地的适宜性、场地地质条件的稳定性,可仅作定性分析。需做定量分析评价的内容有:岩土体的变形性状及其极限值;岩土体的强度、稳定性及其极限值;岩土压力及岩土体应力的分布与传递;其它各种临界状态的判定问题。

岩土工程的分析评价,应根据岩土工程勘察等级区别进行。对丙级岩土工程勘察,可根据邻近工程经验,结合触探和钻探取样试验资料进行;对乙级岩土工程勘察,应在详细勘探、测试的基础上,结合邻近工程经验进行,并提供岩土的强度和变形指标;对甲级岩土工程勘察,除按乙级要求进行外,尚宜提供载荷试验资料,必要时应对其中的复杂问题进行专门研

究,并结合监测对评价结论进行检验。

岩土工程分析评价的定性分析可根据建筑场地工程地质条件结合建筑物的特点进行分析;定量分析可采用解析法、图解法和数值法。其中解析法是使用最多的方法,它是经典的刚体极限平衡理论为基础,这种方法的数学意义严格,但应用时对实际地质条件有一定的限制,边界条件和计算参数也都存在误差和不确定性,应用受到一定的限制。图解法和数值法在近些年有很大的发展,尤其是计算机的普遍使用为数值法的发展提供了广阔的前景,是目前发展的方向。

任务需要时,可根据工程原型或足尺试验岩土体性状的量测结果,用反分析的方法反求岩土参数,验证设计计算,查验工程效果或事故原因。

第三节工程地质图的编制

工程地质图是针对工程目的,通过各种工程地质勘察方法:工程地质测绘、工程地质勘探、室内试验与原位测试、现场检验与检测等工作所取得的成果,经过分析综合编制而成的反映工作区工程地质条件的图件。即可用来反映工作区的工程地质条件,又可对建筑场区的自然条件进行综合评价。

一、工程地质图的分类和用途

工程地质图由于工程建筑种类、规模和勘察设计要求不同,其图中内容、表现形式、编图原则也不同,按工程要求和内容,工程地质图可分为如下类型:

1.工程地质勘察实际材料图:图中反映该工程场地勘察的实际工作,包括地质点、钻孔点、勘探坑洞、试验点、长期观测点等。从实际材料图上可得出勘察工作量、勘察点的位置以及勘察工作布置的合理性等。

2.工程地质编录图:由一套图件构成,包括钻孔柱状图、基坑编录图、平硐展视图及其他地质勘探和测绘点的编录。

3.工程地质分析图:图中突出反映一种或两种工程地质因素或岩土某一性质指标的变化情况,如天然地基持力层的埋深和厚度等值线图;基岩(或硬土层)埋深等深线及岩性变化图等。这种图所表示的内容多是对拟建工程具有决定性的意义,或为分析某一重大工程地质问题时必须具备的图件。

4.专门工程地质图:为勘察某一专门工程地质问题而编制的图件。突出反映与该工程地质问题有关的地质特征、空间分布和其相互组合关系;评价地质问题有关的地质和力学数据。例如分析边坡稳定时突出边坡岩土体与结构面、地下水渗流特征的关系,以确定滑移体的边界以及结构面组合和岩土体性能等的力学数据等,从而编制边坡工程地质图件。

5.综合性工程地质图和分区图:综合性工程地质图也称工程地质图。这种图是针对建筑类型把与有关的地质条件和勘探试验成果综合反映在图上,并对建筑地区的工程地质条件进行综合评价。该种图是作为建筑物总体布置、设计方案与处理措施的基本依据。综合性工程地质分区图是在综合性工程地质图的基础上按建筑物的适宜性和具体工程地质条件的相似性进行分区或分段。对各分区或分段还要有系统反映有关工程地质条件和分析工程地质问题最需用的资料,并附分区工程地质特征说明表。

二、工程地质图的内容

工程地质图针对工程目的而编制,反映制图地区的工程地质条件,并对建筑的自然条件

给予综合性评价。内容反映的详细程度视设计阶段、比例尺的大小、工程特点和要求等不同而不同。通常图中所反映的是最重要的工程地质资料,一般工程地质图中主要包含以下内容:

1.地形地貌:图上应划分地形形态的等级和地貌单元,根据比例尺的大小决定划分的详细程度。包括地形起伏变化、高程、地面切割情况和主要地貌单元。地形地貌条件对建筑场地和线路的选择、对建筑物的布局和结构型式以及施工条件都有影响。例如地形起伏变化及沟谷发育情况等对道路和运河渠道等工程的选线及建(构)筑物布置常具有决定性意义;斜坡的高度和形状影响到挖方边坡的土方量和稳定性;建筑场地的平整程度对一般建筑物的挖方、填方量以及施工条件都具有明显的意义。同时地形地貌条件对水文地质条件和物理地质现象的发育情况往往起着控制性的作用。

2.地质构造:主要是基岩产状、褶皱及断裂、应在图上用产状符号、褶皱轴线、断层线加以表示。对基岩地区或有地震影响的松软土层地区应反映地质构造。其内容一般包括各种岩土层的分布范围、产状、褶曲轴线及断层破碎带的位置、类型及其活动性等,另对某些工程(如边坡、洞室工程)应包括岩石的裂隙性情况、构造特征等。

3.岩土类型及其工程性质:是工程地质条件中较根本和重要的方面,包括地层年代、地基土成因类型、变化、分布规律以及物理力学指标的变化范围和代表值。首先应划分出基岩和松软土,再划分单元,勾绘出界线。其中应特别注重反映在工程上最常涉及的第四纪沉积物的特征。正确将岩土层按其形成年代、成因类型划分可以帮助我们找出相当广的范围内岩土层物理状态和力学性质的共同特征,以便进一步布置取样及试验工作时有所依据。

4.水文地质条件:一般包括地下水位,井泉位置,包含潜水水位及对工程有影响的承压水测压水位及其变化幅度,隔水层和透水层的分布,岩土含水性和富水性,地下水的化学成分及侵蚀性。可以用符号或等值线表示。

5.物理地质现象:包括各类物理地质现象的类型、形态、发育强度的等级及其活动性。在小比例尺图上应当按主次关系把各种物理地质现象的形态及其分区等表示出来,一般是用符号在其主要发育地带笼统表示,发育强度可用符号的个数加以区别,也可以用分区的办法分为发育强烈区、中等区、微弱区等。例如岩溶、滑坡、崩塌等,冲沟的发育程度、岩石风化壳的厚度等可在符号旁用数字表示。在较大比例尺的图上对规模较大的主要物理地质现象的形态,可按实际情况绘在图上,并对其活动性专门说明。

上面概述了工程地质图的主要表示内容,在实际工作中,必须根据实际情况取舍编图的内容。表7-1以表格的形式归纳了工程地质图的表示内容,可供参考。

此外,工程地质图上,还应表示控制性勘探点的位置、编号、地面标高和勘探坑、孔、峒、井的深度,代表性的工程地质剖面线,综合地质柱状图等。

三、工程地质图的编制方法

工程地质图是根据工程地质条件各个方面的相应比例尺的一套图件编制的,这些基本图件为:

1.第四纪地质图或地质图;

2.地貌及物理地质现象图;

3.水文地质图;

4.各种剖面图、钻孔柱状图及各种原位测试与室内试验成果图表。

将这些基本图件上工程所需的内容移绘到工程地质图上去。图上应画出许多界线,如不同年代、不同成因类型和土性的土层界线,地貌分区界线,物理地质现象分布界线及各级工程地质分区界线等等。

各种界线的绘制方法,一般是肯定者用实线,不肯定者用虚线。工程地质分区的区级之间可用线的粗细来区别,由高级区向低级区由粗变细。工程地质图上还可用各种花纹(如表示岩性)、线条(如断层线)、符号(如物理地质现象、坑孔、原位测试点、井、泉等)、代号(如土的成因代号)等等均可按现行勘察规范统一图例绘制。

在工程地质图上还可以用颜色表示工程地质分区或岩性。图上最大一级单元可用一种颜色(如红色)来表示,同一最大单元内的各区则用该最大单元颜色的不同色调(如深红、紫红等)来区别,更进一步的划分则用同一色调的深浅(深红、红、浅红等)来区别。用工程地质条件来分区时,一般用绿色表示建筑条件最好的区,用黄色表示差一些的区,而条件最差的区则用红色表示。有些线条、符号等也可用颜色表示,如活断层、滑坡及最高洪水位淹没界限等,也可用相应的红色符号来表示。

由于工程地质图中所包含的内容很多,尤其是在复杂地质条件下内容更多,有时虽经系统分析、筛选,图面上的线条、符号仍会相当拥挤,因而必须注意合理地利用色彩、各种花纹、线条、符号和代号等,妥善地加以安排,分出疏密浓淡,使工程地质图既能充分说明工程地质条件,又能做到图面清晰易懂、整洁美观。

表7-1 工程地质图表示内容表

工程地质勘察内业整理

工程地质勘察内业整理

第四节岩土工程勘察报告的编写

岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否能正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。岩土工程勘察的成果用报告书并附有必要的图表来表示。岩土工程勘察报告书的编写应做到资料完整、真实准确、数据无误、重点突出、论据充分、图表清晰、建议合理、结论明确有据、便于使用和适宜长期保存,并应因地制宜,有明确的工程针对性。对报告依据的所有原始资料、岩土的各项性质指标数据均应进行整理、检查、统计分析、鉴定,认为无误后才能利用。报告的内容应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等具体情况确定。对于地质条件简单,勘察工作量小,设计、施工上无特殊要求的三级工程,报告可采用图表式并附以简要的文字分析说明。对于场地岩土工程条件复杂,工程规模大的一级工程,报告的内容则要详细。

一、岩土工程勘察报告编制的程序

要写出高质量的岩土工程勘察报告,就要了解报告编制的程序,主要有:

1.外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否齐全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。

2.对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。

3.编绘钻孔工程地质综合柱状图。

4.划分岩土地质分层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层地基承载力。

5.编绘工程地质剖面图和其它专门图件。

6.编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。

二、岩土工程勘察报告编写的基本要求

1.岩土工程勘察报告所依据的原始资料,应进行整理、检查、分析,确认无误后方可使用。

2.岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存,并应因地制宜,重点突出,有明确的工程针对性。

3.报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写。

4.岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写,并应包括下列内容:

(1)勘察目的、任务要求和依据的技术标准;

(2)拟建工程概况;

(3)勘察方法和勘察工作布置;

(4)场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;

(5)各项岩土性质指标,岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值;

(6)地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;

(7)土和水对建筑材料的腐蚀性;

(8)可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价;

(9)场地稳定性和适宜性的评价。

5.岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证,提出建议;对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测,提出监控和预防措施的建议。

6.成果报告应附下列图件:勘探点平面布置图;工程地质柱状图;工程地质剖面图;原位测试成果图表;室内试验成果图表。需要时可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。

7.对岩土的利用、整治和改造的建议,宜进行不同方案的技术经济论证,并提出对设计、施工和现场监测要求的建议。

8.任务需要时,可提交下列的专题报告:①岩土工程测试报告;②岩土工程检验或监测报告;③岩土工程事故调查与分析报告;④岩土利用、整治或改造方案报告;⑤专门岩土工程问题的技术咨询报告。

9.勘察报告的文字、术语、代号、符号、数字、计量单位、标点,均应符合国家有关标准的规定。

10.对丙级岩土工程勘察的成果报告内容可适当简化,采用以图表为主,辅以必要的文字说明;对甲级岩土工程勘察的成果报告除应符合本节规定外,尚可对专门的岩土工程问题提交专门的试验报告、研究报告或监测报告。

11.岩土工程勘察报告的编制还应符合现行《规范》外,特别应当严格执行《工程建设标准强制性条文》的规定。

三、岩土工程勘察报告编写的内容

岩土工程勘察报告一般由文字和图表两部分组成,文字部分主要包括以下内容:

(一)工程概况

内容包括:场地概况;拟建工程的性质、规模、结构特点、层数(地上及地下)、高度;拟采用的基础类型、尺寸、埋置深度、基底荷载、地基允许变形及其他特殊要求等;建筑抗震设防要求、勘察阶段、建筑物的周边环境条件等;场地及邻近工程地质水文地质条件的研究程度;勘察目的、任务要求和依据的主要技术标准和规范;已有的资料和勘察工作;勘察工作日期;建设单位、设计单位等。

(二)勘察方法和勘探工作量布置

内容包括:勘探孔、原位测试点布置原则,即位置、深度、数量、距离;掘探、钻探方法说明;取样器规格与取样方法说明,取样质量评估;原位测试的种类、仪器及试验方法说明,资料整理方法及成果质量评估;室内试验项目、试验方法及资料整理方法说明,试验成果质量评估;取土孔和原位测试点数占总数的比例等。

(三)场地工程地质条件

内容包括:地形地貌及气候气象条件、地质构造、地层岩性、水文地质条件、不良地质现象和人类工程活动等。

1.地形地貌

包括勘察场地的具体地理位置:地理经纬度、地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分;地面标高,室内地坪标高;各种气象特征:年均气温、降水量、蒸发量、常年风向、冻深线(冻土深度)、水系发育情况。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。

2.地质构造

主要阐述的内容是:场地区域地层岩性、分布及埋藏特征。主要大的构造形迹如断层、褶皱的性质、分布特征,断裂的活动性及最新活动年代。得出区域稳定性评价,附区域地质图。

3.地层岩性

主要叙述地基岩土分层及其物理力学性质。这一部分是岩土工程勘察报告着重论述的内容,是进行工程地质评价的基础。下面介绍分层的原则和分层叙述的内容。

(1)分层原则。土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分;岩层按成因、岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。

(2)分层编号方法。常见三种编号法:第一:从上至下连续编号,即①、②、③……层。这种方法一目了然,但在分层太多而有的层位分布不连续时,编号太多显得冗繁;第二:土层、岩层分别连续编号,如土层Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3……;岩层Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3……;第三:按土、石大类和土层成因类型分别编号。如某工地填土1;冲积粘土2-1、冲积粉质粘土2-2,冲积细砂2-3;残积可塑状粉质粘土3-1、残积硬塑状粉质粘土3-2;强风化花岗岩4-1,中风化花岗岩4-2,微风化花岗岩4-3。第二、三种编法有了分类的概念,但由于是复合编号,故而在报告中叙述有所不便。目前,大多数分层是采用第一种方法,并已逐步地加以完善。总之,地基岩土分层编号、编排方法应根据勘察的实际情况,以简单明了,叙述方便为原则。此外,详勘和初勘,在同一场地的分层和编号应尽量一致,以便参照对比。

(3)分层叙述内容。对每一层岩土,要叙述如下的内容:

①分布:通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段;对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。

②埋藏条件:包括层顶埋藏深度、标高、厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。

③岩性和状态:土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等;岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩芯完整程度;裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填胶结情况;关于岩芯的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩芯的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。

④取样和实验数据:应叙述取样个数、主要物理力学性质指标。尽量列表表示土工实验结果,文中可只叙述决定土层力学强度的主要指标,例如填土的压缩模量、淤泥和淤泥质土的天然含水量、粘性土的孔隙比和液性指数、粉土的孔隙比和含水量、红粘土的含水比和液塑比。对叙述的每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。

⑤原位测试情况:包括试验类别、次数和主要数据。也应叙述其区间值、一般值、平均值和经数理统计后的修正值。

⑥承载力:据土工试验资料和原位测试资料分别查算承载力标准值,然后综合判定,提供承载力标准值的建议值。

4.水文地质条件

地下水是决定场地工程地质条件的重要因素。报告中必须论及:地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度;含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系;地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的侵蚀性等。对于较小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的侵蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即PH、HCO-3、SO2-4、侵蚀CO2的分析结果。

5.不良地质现象和人类工程活动

主要指有无不良地质现象(如岩溶、滑坡、泥石流、地面沉降、断裂和砂土液化)、特殊性岩土(湿陷性土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀岩土、盐渍土、风化岩与残积土、污染土)。特别注意人类工程活动(人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震等)对场地稳定性的影响。

(四)场地的工程地质评价

1.区域稳定性评价根据区域地质条件、有无不良地质现象,新构造运动特征,特殊性岩土等灾害性岩体,得出场地区域稳定性评价结果。

2.场地和地基稳定性评价

对场地地层分布情况、均匀性,有无不良地质现象与特殊性岩土进行评价。

3.地基均匀性评价

通过对各工程地质层进行综合评述,从分布稳定情况、均匀程度、状态或密实度、压缩性、强度特征及承载力值判断出每一工程地质层的适宜情况。

4.岩土参数建议值

建议值的取值方法,如主要物理性指标采用平均值、剪切指标采用标准值(规范规定的统计方法)。

5.地基土承载力的特征值

地基承载力特征值确定:

宜采用载荷试验(浅基础可采用平板、深基础可采用螺旋板试验)得出承载力特征值;可以根据土的三轴剪切指标采用《建筑地基基础设计规范》中的公式计算;也可根据原位测试如静力触探、动力触探、十字板剪切、标准贯入试验等方法确定;或者通过地方规范或经验查表得出。以上各种方法需要进行综合分析评价确定后,给出建筑场地各地层的地基承载力特征值。

(五)基础方案选择

1.天然地基方案:从地基土的构成与特征、埋藏情况分析该项目是否适用浅基础还是深基础,采用天然地基方案的可能性,建议的浅基础的埋置深度,可根据地层岩性和上部建筑

物结构荷重特点分层论述,并建议天然地基持力层。如有不良地层或特殊性岩土,建议地基处理方案。

2.桩基方案:包括桩基持力层及桩型选择。如采用桩基础,建议持力层及埋置深度。根据地层岩性特征和建筑物的上部结构、荷重和对施工环境的要求,结合地方上常采用的施工经验,建议选择适宜的桩型。

3.桩基设计参数:

桩基参数应根据所推荐的基础型式,得出场地适宜的桩型,通过按照土的类型、状态、埋深、桩的类型和桩的入土深度,安全系数取值。查表或原位测试可得出桩基侧阻力和桩端阻力特征值指标,并可根据持力层的埋置深度和桩的有关尺寸试算出单桩极限承载力值。

4.沉桩的可能性及桩的施工条件对环境的影响

对建议的各种桩型,根据地层的岩性如上覆地层有无特别难以穿越地层;施工时是否对附近建筑物构成危害;地下有无管线;采用的基础型式对周围环境有无影响等以及应采取的技术措施。

5.基坑支护与开挖

提供基坑开挖和支护有关参数,对边坡的稳定性进行评价、建议边坡放坡坡度值,如地下水位埋藏较浅,建议可行的降水措施(如轻型井点降水)。

(六)岩土的整治、现场监测方案

提出对岩土的利用、整治和改造的建议、宜进行不同方案的技术经济论证,并提出对设计、施工和现场监测要求的建议。

(七)结论与建议

结论是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点:

1.对场地条件和地基岩土条件的评价。

2.结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。

3.选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,应建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。

4.地下水对基础施工的影响和防护措施。

5.基础施工中应注意的有关问题。

6.建筑是否作抗震设防。

7.其它需要专门说明的问题。

以上7个方面的内容,并非所有的勘察报告都要面面俱到,一一罗列,要根据勘察项目的实际情况,尽量做到报告内容齐全、重点突出、条理通顺、文字简练、论据充实、结论明确、简明扼要、合理适用。

当勘察任务需要时,还可提交下列专题报告:

1.岩土工程测试报告;

2.岩土工程检验或监测报告;

3.岩土工程事故调查与分析报告;

4.岩土利用、整治或改造方案报告;

5.专门岩土工程问题的技术咨询报告。

四、所附的图表:

在绘制图表时,图例样式、图表上线条的粗细、线条的样式、字体大小、字型的选择等应符合有关的规范和标准。主要的图件有:

1.勘探点(钻孔)平面位置图

表示的主要内容:①建筑平面轮廓;②钻孔类别、编号、深度和孔口标高,应区分出技术孔、鉴别孔、抽水试验孔、取水样孔、地下水动态观测孔、专门试验孔(如孔隙水压力测试孔);③剖面线和编号:剖面线应沿建筑周边、中轴线、柱列线、建筑群布设,较大的工地,应布设纵横剖面线;④地质界线和地貌界线;⑤不良地质现象、特征性地貌点;⑥测量用的坐标点、水准点或特征地物;⑦地理方位。如图7-1勘探点平面位置图。

对于较小的场地,一般仅表示①、②、③、⑥、⑦五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面地形图上补充内容而成。比例尺一般采用1∶200~1∶1000。可行性研究阶段及初勘阶段,尚未确定拟建建筑平面位置时,也可不绘制拟建建筑物的轮廓线,并将图名改为勘探点平面布置图(图7-2)

2.钻孔工程地质综合柱状图

钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩芯采取率、岩土性质描述、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在地质柱状图上,第四系与下伏基岩应表示出不整合接触关系。在柱状图的上方,应标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。柱状图比例尺一般采用1∶100或1∶200(图7-3)。

3.工程地质剖面图。

工程地质剖面图是作为了解建筑场地深部地质条件和进行地基基础设计的主要图件。这种图直接用钻孔、探井等勘探资料(探井、钻孔综合柱状图)绘制而成。绘图时,先绘水平坐标,定出钻孔或探井间的距离,再绘纵坐标,定各钻孔或探井的地面标高,各标高点连线表示地面。再在钻孔(或探井)线上用符号及一定比例尺按岩层由上而下的次序表明其厚度和岩性,将同地质时代的同种岩层连线后,绘上岩层符号、图例和比例尺,即是工程地质剖面图。绘图比例尺常采用1:100~1:500。其质量好坏的关键在于:剖面线的布设是否恰当;地基岩土分层是否正确;分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理;剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。剖面各孔柱,应标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据(如标贯锤击数、静力触探曲线、动力触探曲线、分层承载力建议值等)。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例(图7-4)。

工程地质勘察内业整理

图7-1 勘探点平面位置图

工程地质勘察内业整理

图7-2 工程地质剖面图

工程地质勘察内业整理

图7-3 钻孔柱状图

工程地质勘察内业整理

图7-4 工程地质剖面图

4.专门性图件。

常见的专门性图件有第四系地层分布图、水文地质图、地下水等水位线图、表层软弱土等厚线图,软弱夹层底板等深线图,基岩顶面等深线图、强风化、中风化或微风化岩顶面等深线图,硬塑或坚硬土等深线图、持力层层面等高线图等等。不言而喻,这些图件对于建筑工程设计、地基基础设计、建筑工程的施工各有用途。有的图件还可以反映隐伏的地质条件,如中风化顶面等深线图,可以反映隐伏的断层;等深线上呈线状伸展的沟部,往往是断层通过地段。专门性图件并非每一勘察报告都作,视勘察要求、反映重点而定。

5.主要的附表、插表

(1)岩土试验成果表;

室内试验成果图表、原位测试成果图表等。

(2)地基土物理力学指标数理统计成果表;

按岩、土分别分层,按孔号、样号顺序编制。每一分层之后列出统计值,如区间值、一般值、平均值、最大平均值、最小平均值。

(3)原位测试成果表;

分层按孔号、试验深度编制,要列统计值,并查算分层承载力标准值。

(4)钻孔抽水试验成果表;

按孔号、试段深度编制,列出静止水位、降深、涌水量、单位涌水量、水温和水样编号。

(5)桩基力学参数表;

如果建议采用桩基础,应按选用的桩型列出分层桩周摩擦力,并考虑桩的入土深度确定

桩端土承载力。除上述附表之外,有的分层复杂时,应编制地基岩土划分及其埋藏深度。

(6)其它;

当需要时,尚可附素描、照片、综合分析图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。

第五节岩土工程勘察报告实例

为了进一步增进理解对岩土工程勘察报告的编制,现摘录某住宅项目的工程地质勘察报告(详勘)的文字部分以供参考。

一、工程概况

某住宅项目位于下沙科技开发区,15号路以西,11号路以东,主要建筑为5幢高层住宅楼(?层)及18幢多层住宅楼(?层),局部设有一层地下室。其中高层采用框架~剪力墙结构,多层采用框架结构或砖混结构,基础形式未定。受建设单位委托,乙方承担了该工程的岩土工程勘察工作。

二、勘察目的和任务

通过勘察为拟建工程基础设计和施工提供工程地质依据,主要任务如下:

1.查明场地勘探深度范围内各岩土层的埋藏条件、工程特性,提供各土层的物理力学指标。

2.选择评价基础方案,提供桩基设计所需的岩土工程参数,包括各土层的桩侧摩阻力、桩端承载力,估算不同桩型的单桩承载力,分析桩基施工中可能出现的岩土问题及相应的处理措施。

3.查明场地地下水的埋藏条件,提供地层的渗透系数,判定场地地下水对混凝土的腐蚀性。

4.提供深基坑开挖所需的设计参数和基坑围护方案建议。

勘察工作执行的主要技术规范和标准有:国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001);国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007—2002;国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011—2001;行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94—94;国家标准《土工试验方法标准》GB/T50123—1999;行业标准《静力触探技术标准》CECS04:88。

以及工程涉及的其他规范和技术标准,包括勘察所在地区的地方规范和标准。

三、勘察工作量的布置

1.钻孔布置

依据以上规范、标准及岩土工程勘察等级,根据建设单位提供的拟建建筑物总平面图以及设计要求,本次勘察沿建筑物周边共布勘察点65个,其中钻探取土标贯孔38个,静探孔27个。孔位根据拟建建筑物与场地周边建筑物的相对位置测放。各勘探点孔口标高为黄海高程,高程引用建筑物场地已有施工高程点。

2.钻探

采用XY-100型钻机钻孔,泥浆护壁回旋钻进取样,对取出土样进行野外鉴别、分层。

3.静力触探试验

采用SY-1O型双桥静力触探试验设备对静探勘探点的土层进行测试,用于地层划分及定量评价地基土的力学性质指标。

4.室内试验

对采取的土样进行常规物理力学性质试验,水样进行水质化验分析。

本次勘察累计完成的工作量及作业时间见表7-2。

四、场地的工程地质条件

1.地形地貌

拟建场地大部分地势平坦,局部为小沟壑。地面高程大部分在5.40~6.00m之间,局部为小丘,高程达8.35m。

2.地层岩性

本次勘察最大孔深为65.Om,揭露的地层可以分为5个大层,18个亚层及3个夹层,其中各土层层序及地层描述如下:

①-1素填土:褐灰色、灰黄色,干,松散,以粉土为主,含碎石及植物根茎。层厚0.60~

6.10m。

①-2淤填土:灰色,湿,松散,以粉土为主,含少量腐殖质。层厚1.00~3.20m,层顶埋深1.30~3.40m,层底标高-0.71~3.82m。

表7-2 勘察累计完成的工作量及作业时间表

工程地质勘察内业整理

1.30m,层顶埋深

2.70~5.30m,层底标高-0.20~1.91m。

②-1粉土:灰黄色,中密,很湿,含云母碎屑。摇振反应中等,无光泽反应,干强度、韧性低。层厚0.70~7.50m,层顶埋深0.70~6.10m,层底标高-7.70~2.7lm。

②-2粉土:灰色,稍密,仅静探可见。层厚0.50~4.65m,层顶埋深3.00~6.80m,层底标高-5.34~1.68m。

②-3粉土:灰黄色,中密,很湿,含云母碎屑及贝壳。摇振反应中等,无光泽,干强度、韧性低。层厚2.00~10.40m,层顶埋深3.50~10.30m,层底标高-11.17~-1.59m。

②-3a粉土:灰色,稍密,很湿,为②-3层夹层,仅静探可见。层厚0.80~2.OOm,层顶埋深7.50~8.70m,层底标高-4.33~-2.81m。

③-1粉砂:灰黄色,中密~密实,很湿,含云母碎屑。层厚0.40~13.10m,层顶埋深9.20~

19.OOm,层底标高-16.37~-6.42m。

③-1a粉土:灰色,稍密,很湿,为③-1层夹层,仅静探可见。层厚0.50~1.OOm,层顶埋深12.00~18.50m,层底标高-12.93~-7.22m。