按工程建設(shè)的階段,工程地質(zhì)勘察一般分為規(guī)劃選點至選址的工程地質(zhì)勘察、初步設(shè)計工程地質(zhì)勘察和施工圖設(shè)計工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察方法或手段,包括工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)勘探、實驗室或現(xiàn)場試驗、長期觀測(或監(jiān)測)等。
工程地質(zhì)測繪
在一定范圍內(nèi)調(diào)查研究與工程建設(shè)活動有關(guān)的各種工程地質(zhì)條件,測制成一定比例尺的工程地質(zhì)圖,分析可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)作用及其對設(shè)計建筑物的影響,并為勘探、試驗、觀測等工作的布置提供依據(jù)。它是工程地質(zhì)勘察的一項基礎(chǔ)性工作。測繪范圍和比例尺的選擇,既取決于建筑區(qū)地質(zhì)條件的復(fù)雜程度和已有研究程度,也取決于建筑物的類型、規(guī)模和設(shè)計階段。規(guī)劃選點階段,區(qū)域性工程地質(zhì)測繪用小比例尺(1:10萬,1:5萬);設(shè)計階段,水庫區(qū)測繪大多用中比例尺(1:2.5萬,1:1萬),壩址、廠址則用大比例尺(1:5000,1:2000,1:1000,1:500)。工程地質(zhì)測繪所需調(diào)研的內(nèi)容有地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌及第四紀(jì)地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、天然建筑材料、自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象及工程地質(zhì)現(xiàn)象。對所有地質(zhì)條件的研究,都必須以論證或預(yù)測工程活動與地質(zhì)條件的相互作用或相互制約為目的,緊密結(jié)合該項工程活動的特點。當(dāng)露頭不好或這些條件在深部分布不明時,需配合以試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等勘探工作進(jìn)行必要的揭露。
工程地質(zhì)測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖,以儀器測量方法來測制。采用衛(wèi)星像片、航空像片和陸地攝影像片,通過室內(nèi)判讀調(diào)繪成草圖,到現(xiàn)場有目的地復(fù)查,與進(jìn)一步的照片判讀反復(fù)驗證,可以測制出更的工程地質(zhì)圖。并可提高測繪的精度和效率,減少地面調(diào)查的工作量。
原位測試和實驗室試驗
獲得工程地質(zhì)設(shè)計和施工參數(shù),定量評價工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題的手段,是工程地質(zhì)勘察的組成部分。室內(nèi)試驗包括:巖、土體樣品的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的測定。現(xiàn)場原位測試包括:觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應(yīng)力量測等(見巖土試驗、工程地質(zhì)力學(xué)模擬)。
設(shè)計建筑物規(guī)模較小,或大型建筑物的早期設(shè)計階段,且易于取得巖、土體試樣的情況下,往往采用實驗室試驗。但室內(nèi)試驗試樣小,缺乏代表性,且難以保持天然結(jié)構(gòu)。所以,為重要建筑物的初步設(shè)計至施工圖設(shè)計提供上述各種參數(shù),必須在現(xiàn)場對有代表性的天然結(jié)構(gòu)的大型試樣或?qū)畬舆M(jìn)行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細(xì)砂、強裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結(jié)構(gòu)試樣的巖土體的物理力學(xué)參數(shù),必須進(jìn)行現(xiàn)場原位測試。
地質(zhì)工程領(lǐng)域是以自然科學(xué)和地球科學(xué)為理論基礎(chǔ),以地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源的普查與勘探、重大工程的地質(zhì)結(jié)構(gòu)與地質(zhì)背景涉及的工程問題為主要對象,以地質(zhì)學(xué)、地球物理和地球化學(xué)技術(shù)、數(shù)學(xué)地質(zhì)方法、遙感技術(shù)、測試技術(shù)、計算機技術(shù)等為手段,為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)的先導(dǎo)性工程領(lǐng)域。
國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重大地質(zhì)問題、所需各類礦產(chǎn)資源、水資源與環(huán)境問題等是社會穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的條件和基礎(chǔ)。地質(zhì)工程領(lǐng)域正是為此目的而進(jìn)行科學(xué)研究、工程實施和人才培養(yǎng)。地質(zhì)工程領(lǐng)域服務(wù)范圍廣泛,技術(shù)手段多樣化,從空中、地面、地下、陸地到海洋,各種方法技術(shù)相互配合,交叉滲透,已形成科學(xué)合理的、立體交叉的現(xiàn)代化綜合技術(shù)和方法。
巖土工程勘察所涉及的基本理論很多都是建立在經(jīng)驗的基礎(chǔ)上的,如很多公式都是經(jīng)驗公式。因此說,二者是相輔相成的。如:理論上講,一般5~6 層磚混結(jié)構(gòu)住宅,如果地層工程地質(zhì)性質(zhì)較好,一般勘探孔深15m 基本可滿足要求,而5 層框架結(jié)構(gòu)的商場,由于柱網(wǎng)的柱荷載大,基礎(chǔ)面積大甚至可能采用樁基礎(chǔ),則勘探孔深度15m 一般不能滿足要求,應(yīng)以找到持力層,以超過持力層為終孔標(biāo)準(zhǔn)。在實際勘察過程中,經(jīng)驗告訴我們,遇到埋藏較淺且工程地質(zhì)性質(zhì)好的密實碎石土及巖石地基,勘探孔深度可稍淺,(當(dāng)然按權(quán)限該上報審批的進(jìn)行上報審批)而遇到工程地質(zhì)性質(zhì)差的淤泥、淤泥質(zhì)土及松散填土地基,勘探孔深度要深, 直至達(dá)到要求。這就是說,巖土工程問題的解決過程,實際上是在理論的指導(dǎo)下,巖土工程技術(shù)人員利用自己的工程經(jīng)驗,結(jié)合工程實際情況,運用合理適宜參數(shù),加上良好的判斷力,解決問題的過程。對巖土工程技術(shù)人員來說,扎實的基礎(chǔ)理論和豐富的實踐經(jīng)驗是同等重要的,過分強調(diào)哪一點都是不合適的??墒牵芏鄮r土工程技術(shù)人員過分強調(diào)經(jīng)驗,而對理論的學(xué)習(xí)和運用不足,這種現(xiàn)象對巖土勘察技術(shù)的發(fā)展不利;對年輕技術(shù)人員的健康成長不利。因此,在巖土勘察領(lǐng)域也要“兩手抓,兩手都要硬”。