巖土工程勘察基本技術方法一、巖土工程地質分類各行業(yè)巖土工程地質分類不盡相同。這里綜合介紹國標巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）、建筑地基基礎設計規(guī)范（GB5007-2002）和省標建筑地基基礎設計規(guī)范（GBJ15-31-2003）的巖土分類方法。其他行業(yè)的巖土分類大同小異。 4石按軟化系數分為易軟化巖石和不軟化巖石。軟化系數 ，fr、frd分別為飽和單軸抗壓強度和干燥單軸抗壓強度。Kd0.75為易軟化巖石，Kd0.75為不軟化巖石。注：1波速比為風化巖石與新鮮巖石壓縮波速度之比；2風化系數為風化巖石與新鮮巖石飽和單軸抗壓強度之比。（二）土層分類1按形成年代劃分（1）老沉積土：晚更新世（Q3）及以前沉積的土層；（2）一般沉積土：全新世（Q4）早、中期沉積的土層；（3）新沉積土：全新世（Q4）中、近期沉積的土層。2按成因類型劃分分為人工填土、沖積土、洪積土、海積土、海陸混合堆積土、坡積土、殘積土、風積土、冰積土等。3按顆粒級配或塑性指數劃分（1）碎石土指粒徑大于2mm的顆粒質量超過總質量50%的土，按表5進一步分類。 （4）粘性土塑性指數Ip10的土。其中Ip17的為粘土，10Ip17為粉質粘土。粘性土狀態(tài)按表10劃分。4特殊性土常見的有五類：（1）填土素填土：由碎石土、砂土、粉土、粘性土的一種或幾中組成，不含雜物或含雜物很少。雜填土：含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾，其物質組成和密實度常不均勻。沖填土：由水力沖填泥砂形成。壓實填土：經壓實和夯實的填土（2）軟土空隙比e1、且天然含水量W液限WL的土，包括淤泥、淤泥質土、泥炭、泥炭質土等。（3）紅粘土碳酸鹽巖類殘積土中空隙比大于1、液塑等于或大于50%的棕紅、褐黃色高塑性粘土。原生紅粘土經過搬運、沉積后仍保留其基本特征，且液限大于或等于45%者稱為次生紅粘土。（4）花崗巖殘積土粒徑2mm顆粒含量超過總質量的20%者為礫質粘性土，不超過20%者為砂質粘性土，不含者為粘性土。二、巖土工程勘察等級和階段劃分（一）勘察等級按工程安全等級（表11）、場地等級（表12）和地基等級（表13），將巖土工程勘察劃分為甲、乙、丙三級，見表14。工程安全等級表 表11（二）勘察階段各類工程勘察階段的劃分不盡相同。房屋建筑和構筑物的勘察階段分為：1可行性研究勘察在充分收集區(qū)域地質、地形地貌、地震、礦產、當地的工程地質、巖土工程和建筑經驗等資料的基礎上，通過踏勘了解場地的地層、巖性、構造、不良地質作用、水文地質、工程地質條件，根據具體情況布置必要工程地質和勘探工作，對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性做出評價。當有兩個以上的擬建場地時，應進行比選分析。2初步勘察收集擬建工程的有關文件、工程地質、巖土工程資料和工程場地地形圖，根據工程重要性、地基復雜性和地貌特點布置勘探孔，初步查明地質構造、地層結構、巖土工程特性、地下水埋藏條件；查明不良地質作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢；在抗震設防烈度等于或大于6度區(qū)，初步評價場地和地基的地震效應；對建筑地段的穩(wěn)定性作出評價；初步判定地下水對建筑材料的腐蝕性；對地基基礎類型進行初步分析評價。為確定建筑物的總平面布置和選擇基礎方案提供依據。3詳細勘察按單體建筑物和建筑群布置勘察工作，提供詳細的巖土工程資料和設計、施工所需的巖土參數；對建筑地基做出巖土工程評價，并對地基類型、基礎形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質作用的防治等提出建議，為施工圖設計提供依據。應進行下列工作：（1）收集附有坐標和地形的建筑總平面圖，場區(qū)地面的整平標高、建筑物的性質、規(guī)模、荷載、結構特點，基礎形式、埋深，地基允許變形等資料；（2）查明不良地質作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案建議；（3）查明建筑范圍類巖土類型、分布、埋深、工程特征，分析評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；（4）對需要進行沉降計算的建筑物，提供地基變形計算參數，預測建筑物的變形特征；（5）查明河道、溝渠、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；（6）查明地下水的埋藏條件，提供地下水位及變化幅度，判定水和土對建筑材料的腐蝕性；（7）在地震設防烈度等于或大于6度的地區(qū)，劃分場地土類型，確定對抗震有利、不利或危險地段，對飽和砂土、粉土進行液化判別，確定液化指數和液化等級。4施工勘察遇下列情況之一時，應進行施工勘察：（1）基槽開挖后，巖土條件與原勘察資料不符時；（2）地基處理和基坑開挖需進一步提供或確認巖土參數時；（3）樁基工程施工需進一步查明持力層時；（4）地基中溶洞、土洞發(fā)育，需進一步查明并提出處理建議時；（5）需進一步查明地下管線或地下障礙物時；（6）施工中建筑邊坡有失穩(wěn)危險時。已掌握的工程地質資料和建筑經驗較充分時，可簡化勘察階段。三、巖土工程勘察方法巖土工程勘察方法有工程地質測繪、勘探、原位測試、室內實驗、現場檢驗和監(jiān)測。（一）工程地質測繪工程地質測繪一般在可行性研究勘察和初步勘察階段進行，詳細勘察階段可對某些專門問題作補充調查。工作中應充分利用遙感影像資料。測繪比例尺：可行性研究勘察選用1：50001：50000，初步勘察選用1：20001：10000，詳細勘察選用1：5001：2000。對工程有重大影響的地質單元體（滑坡、斷層、軟弱夾層、洞穴等），可采用擴大比例尺表示。地質觀測點的布置應有代表性，在地質構造線、地層分界線、巖性分界線、標準層、地下水露頭和各種地質單元體應有地質觀測點。應充分利用天然和人工露頭，當露頭不多時，布置適量的探坑和探槽。觀測點的定位可用目測法、半儀器法和儀器法；地質構造線、地層巖性分界線、軟弱夾層、地下水露頭和不良地質作用等特殊地質觀測點，宜用儀器定位。測繪時應注意調查訪問有關情況。（二）勘探1鉆探鉆探方法可根據巖土類別和勘察要求按巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）表9.2.1選用，最常用的是回轉巖芯鉆探?？讖綉獫M足取樣和抽水實驗要求，孔深入目的層以下35m。深度量測精度不低于5cm。巖樣采取率：完整、較完整巖體和粘性土、粉土不低于80%，較破碎、破碎巖體和碎石土、砂土不低于65%；對需重點查明的部位（滑動帶、軟弱夾層等），應采用雙層巖芯管連續(xù)取芯；當需要確定巖石質量指標RQD時，應采用75mm口徑雙層巖芯管和金剛石鉆頭。鉆探中按要求取巖樣、土樣、水樣和進行原位測試。對受力層取樣和原位測試間距為12m；每一主要土層原狀土樣或原位測試數據不少于6件（組）。巖芯應由專業(yè)人員及時編錄，柱狀圖巖土名稱和性狀應與原位測試和土工實驗結果相互吻合。2井探、槽探和洞探當鉆探方法難于準確查明地下情況（如斷層、滑坡、大壩、隧道、地下洞室等）時，采用井探、槽探和洞探。探井的深度不宜超過地下水位，豎井、平洞的深（長）度和斷面按工程要求確定。3物探應根據探測對象的埋深、規(guī)模及其與周圍介質的物性差異，選擇有效的方法。常見方法可查巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）條文說明表9.2。宜采用多種方法探測，進行綜合判釋，并有鉆孔驗證。在工程勘察中，物探既是一種勘探手段，也是一種原位測試手段，可測定巖土體的波速、動彈性模量、動剪切模量、卓越周期、電阻率、放射性輻射參數、土對金屬的腐蝕性等。（三）原位測試應根據巖土條件、設計對參數的要求、地區(qū)經驗和測試方法的適用性等選用（表15）。標準貫入實驗是目前用得最多的一種原位測試方法。利用標準貫入擊數判別巖石風化程度（強風化、全風化、殘積土），粘性土、粉土、砂性土狀態(tài)，飽和砂土、粉土液化可能性，確定土的變形參數時，用實測擊數（N，）；查算地基承載力時用桿長校正后擊數，可用標準值或最小平均值。（四）室內實驗包括土的物理性質實驗、土的壓縮固結實驗、土的抗剪強度實驗、土的動力性質實驗、巖石實驗和水質分析。巖土實驗成果的應用見表16、表17。（五）現場檢驗和監(jiān)測現場檢驗和監(jiān)測一般在工程施工期間進行；對有特殊要求的工程，應在使用期間繼續(xù)進行。包括：1基槽檢驗；2樁基檢驗：超聲波檢測、抽芯、動測（大應變、小應變）、載荷實驗；3地基處理效果檢驗：觸探、旁壓實驗、波速測試；4基坑變形監(jiān)測；5建筑沉降監(jiān)測；6不良地質作用和地質災害（崩塌、滑坡、地面沉降、地面塌陷等）監(jiān)測；7地下水的監(jiān)測：時間應不少于1個水文年。幾種主要原位測試方法的基本原理、試驗目的和適用范圍 表15四、工程水文地質勘察要查明的主要問題工程水文地質勘察是巖土工程勘察的內容，一般在巖土勘察中進行，當巖土勘察工作不能滿足要求，或工程設計或施工過程中地下水問題突出時，則需補做或專做工程水文地質勘察工作，查明地下水的不良作用和防治措施。要查明的主要問題：（一）地下水類型和含水層的分布、埋藏情況1地下水類型地下水按賦存介質特征分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙孔洞水、碳酸鹽巖類裂隙溶洞水、火山巖裂隙孔洞水和基巖裂隙水；按埋藏條件和水力特征分為上層滯水、潛水和承壓水，已在前面介紹。2含水層層次、巖性、分布、埋藏深度、厚度含水層：碎石土（卵石、碎石、圓礫、角礫）、砂土性（礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂）、粉土以及裂隙發(fā)育的基巖風化帶、構造破碎帶、紅層的裂隙孔洞帶、玄武巖裂隙氣孔帶、灰?guī)r的裂隙溶洞帶。隔水層：粘性土（包括淤泥）和致密完整巖石。（二）地下水靜止水位及其變化幅度天然地基承載力設計值的計算、砂土地震液化判別、膨脹土膨縮深度的確定、基礎深度的確定、邊破穩(wěn)定性評價、基坑土側壓力計算、基坑降水量和地下工程涌水量計算、基坑坑底突涌計算、地下室底板抗浮計算、判別巖土滲漏變形（流土、管涌、潛蝕）等一系列問題，都需要地下水靜止水位資料。應準確測定，一般在終孔后24h后統(tǒng)一測定。盡量利用抽水孔、觀測孔觀測，必要時下測水管觀測。地下水位受地形、氣象、水文和人為因素的影響而變化，要收集區(qū)域水文地質資料、鄰區(qū)資料或通過長期觀測和調查訪問，查明地下水水位變化特征。一般隨季節(jié)變化，海岸帶隨潮汐變化，江湖岸受洪汛影響，人工采排區(qū)受抽水影響。在進行地下室底板抗浮計算時，應提供最高地下水水位資料。（三）地下水的補給、徑流、排泄條件根據地形地貌、氣象、水文、地質結構、含水層分布埋藏條件及其水力聯(lián)系、地下水流向和動態(tài)變化特征分析、論述。地下水流向根據等水位（壓）線圖確定。水力坡度可根據等水位（壓）線圖計算。（四）地下水化學成分及其對建筑材料腐蝕性評價，需要時進行生活飲用水適宜性評價。只作腐蝕性評價時作簡分析（又稱工程水分析），需作生活飲用水適宜性評價時作全分析。作腐蝕性評價時參考環(huán)境評價；按地層滲透性評價時，弱透水層是指粘性土、粉土和粉砂及一般巖石，強透水層是指粉砂之外的砂性土（細砂、中砂、粗砂、礫砂）、碎石土和裂隙、孔洞發(fā)育的巖石。位于地下水位以上的構筑物，應取土樣查明其對建筑材料的腐蝕性。（五）測定水文地質參數根據工程要求，通過抽水實驗、滲水實驗、注水實驗、壓水實驗、地下水流速測定、孔隙水壓力測定、長期觀測和室內實驗，提供滲透系數、影響半徑、導水系數、給水度、釋水系數、單位吸水率、地下水實際流速、孔隙水壓力等參數。在一般性工程勘察中，常常只做簡易抽水實驗，穩(wěn)定時間4h，提供粗略的滲透系數。重要工程應做2次以上降深抽水實驗，宜最少布置1個觀測孔，最大水位降深宜接近工程設計所需要的水位降深的標高或達到設計疏干降深的一半。一般采用大井法計算地下工程涌水量。（六）預測地下水引起的不良地質作用主要有：1沼澤化、鹽漬化；2巖土軟化，產生崩解、濕陷；3膨脹土的脹縮變形；4地面沉降、塌陷；5邊坡失穩(wěn)；6地下工程突水；7基礎上浮，基坑底突涌；8海水入侵。五、巖土工程勘察的地震評價工作（一）抗震設防烈度可按國家標準建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）附錄A劃分。（二）場地1對建筑抗震有利、不利和危險的地段按表18劃分。對抗震有利、不利和文獻地段的劃分 表18覆蓋層厚度一般按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。對于丁類及層數不超過10層且高度不超過30m的丙類建筑，當無實測剪切波速時，可根據巖土名稱和性狀，按表20劃分土的類型并按地區(qū)經驗估算各土層的剪切波速。土的類型劃分和剪切波速范圍值表（三）飽和砂土和粉土的液化判別和抗液化措施地震設防烈度6度時可不進行判別和處理，但對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度要求進行判別和處理。首先根據地質年代、粉土中粘粒含量百分率及基礎埋置深度、上覆非液化土層厚度和地下水位深度進行初步判別；需進一步判別時采用標貫實測擊數，淺基礎判別深度范圍為15m，樁基和埋深大于5m的深基礎判別深度范圍至20m。對存在液化土層的地基，應計算每個鉆孔的液化指數，并劃分地基的液化等級。根據建筑抗震設防類別和地基液化等級提出抗液化措施。具體可參閱建筑抗震設計規(guī)范（GB50011-2001）4.3節(jié)。六、巖土工程勘察報告的主要內容各種工程、巖土類型和各階段的巖土工程勘察報告各有側重點，一般包括下列基本內容。（一）前言1擬建工程概況；2勘察任務由來、目的任務、技術要求；3勘察階段、勘察等級；4勘察工作布置，勘察方法；5依據的技術標準；6任務完成情況。（二）場地工程地質條件1地形、地貌；2氣象水文；3地質概況