工程地質(zhì)勘察是為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進行的地質(zhì)調(diào)查研究工作。所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結(jié)構或地質(zhì)構造:地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學性質(zhì),自然(物理)地質(zhì)現(xiàn)象和天然建筑材料等。這些通常稱為工程地質(zhì)條件。查明工程地質(zhì)條件后,需根據(jù)設計建筑物的結(jié)構和運行特點,預測工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用(即工程地質(zhì)作用)的方式、特點和規(guī)模,并作出正確的評價,為確定保證建筑物穩(wěn)定與正常使用的防護措施提供依據(jù)。
建設工程項目設計一般分為可行性研究,初步設計和施工圖設計三個階段。為了提供各設計階段所需的工程:
地質(zhì)資料,勘察工作也相應地劃分為選址勘察(可行性研究勘察)、初步勘察、詳細勘察三個階段。對于工程地質(zhì)條件復雜或有特殊施工要求的重要建筑物地基,尚應進行預可行性及施工勘察;對于地質(zhì)條件簡單,建筑物占地面積不大的場地,或有建設經(jīng)驗的地區(qū),也可適當簡化勘察階段。各勘察階段的任務和工作內(nèi)容簡述如下:
1選址勘察階段
選址勘察工作對于大型工程是非常重要的環(huán)節(jié),其目的在于從總體上判定擬建場地的工程地質(zhì)條件能否適宜工程建設項目。一般通過取得幾個候選場址的工程地質(zhì)資料進行對比分析,對擬選場址的穩(wěn)定性和適宜性作出工程地質(zhì)評價。選擇場址階段應進行下列工作:
①搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗;
②在收集和分析已有資料的基礎上,通過踏勘,了解場地的地層、構造、巖石和土的性質(zhì)、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地下水等工程地質(zhì)條件;
③對工程地質(zhì)條件復雜,已有資料不能符合要求,但其它方面條件較好且傾向于選取的場地,應根據(jù)具體情況進行工程地質(zhì)測繪及必要的勘探工作。
選擇場址時,應進行技術經(jīng)濟分析,一般情況下宜避開下列工程地質(zhì)條件惡劣的地區(qū)或地段:(1)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育,對場地穩(wěn)定性有直接或潛在威脅的地段;(2)地基土性質(zhì)嚴重不良的地段;(3)對建筑抗震不利的地段,如設計地震烈度為8度或9度且鄰近發(fā)震斷裂帶的場區(qū);(4)洪水或地下水對建筑場地有威脅或有嚴重不良影響的地段;(5)地下有未開采的有價值礦藏或不穩(wěn)定的地下采空區(qū)上的地段。
詳細勘察階段:
在初步設計完成之后進行詳細勘察,它是為施工圖設計提供資料的。此時場地的工程地質(zhì)條件已基本查明。所以詳細勘察的目的是提出設計所需的工程地質(zhì)條件的各項技術參數(shù),對建筑地基作出巖土工程評價,為基礎設計、地基處理和加固、不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治工程等具體方案作出論證和結(jié)論。詳細勘察階段的主要工作要求是:
①取得附有坐標及地形的建筑物總平面布置圖,各建筑物的地面整平標高、建筑物的性質(zhì)和規(guī)模,可能采取的基礎形式與尺寸和預計埋置的深度,建筑物的單位荷載和總荷載、結(jié)構特點和對地基基礎的特殊要求;
②查明不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、類型、分布范圍、發(fā)展趨勢及危害程度,提出評價與整治所需的巖土技術參數(shù)和整治方案建議;
③查明建筑物范圍各層巖土的類別、結(jié)構、厚度、坡度、工程特性,計算和評價地基的穩(wěn)定性和承載力;
④對需進行沉降計算的建筑物,提出地基變形計算參數(shù),預測建筑物的沉降、差異沉降或整體傾斜,
⑤對抗震設防烈度大于或等于6度的場地,應劃分場地土類型和場地類別。對抗震設防烈度大于或等于7度的場地,尚應分析預測地震效應,判定飽和砂土和粉土的地震液化可能性,井對液化等級作出評價;
⑥查明地下水的埋藏條件,判定地下水對建筑材料的腐蝕性。當需基坑降水設計時,尚應查明水位變化幅度與規(guī)律,提供地層的滲透性系數(shù);
⑦提供為深基坑開挖的邊坡穩(wěn)定計算和支護設計所需的巖土技術參數(shù),論證和評價基坑開挖、降水等對鄰近工程和環(huán)境的影響;
⑧為選擇樁的類型、長度,確定單樁承載力,計算群樁的沉降以及選擇施工方法提供巖土技術參數(shù)。
詳細勘察的主要手段以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗為主,必要時可以補充一些地球物理勘探、工程地質(zhì)測繪和調(diào)查工作。詳細勘察的勘探工作量,應按場地類別、建筑物特點及建筑物的等級和重要性來.確定。對于復雜場地,必要時可選擇具有代表性的地段布置適量的探井。
按工程建設的階段,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、初步設計工程地質(zhì)勘察和施工圖設計工程地質(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)查研究與工程建設活動有關的各種工程地質(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)構造、地貌及第四紀地質(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)場有目的地復查,與進一步的照片判讀反復驗證,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。