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試論述工程地質(zhì)勘察工作建設(shè)中的地位與作用

  為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)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(gòu)或地質(zhì)構(gòu)造：地貌
、水文地質(zhì)條件
、土和巖石的物理力學(xué)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(shè)計建筑物的結(jié)構(gòu)和運行特點
，預(yù)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(hù)措施提供依據(jù)。


  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，可以測制出更精確的工程地質(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。

  工程地質(zhì)勘探包括工程地球物理勘探

、鉆探和坑探工程等內(nèi)容
。


  ①工程地球物理勘探。簡稱工程物探

，其目的是利用專門儀器，測定各類巖
、土體或地質(zhì)體的密度
、導(dǎo)電性、彈性
、磁性、放射性等物理性質(zhì)的差別
，通過分析解釋判斷地面下的工程地質(zhì)條件
。它是在測繪工作的基礎(chǔ)上探測地下工程地質(zhì)條件的一種間接勘探方法。按工作條件分為地面物探和井下物探(測井);按被探測的物理性質(zhì)可分為電法
、地震、聲波
、重力
、磁法
、放射性等方法
。工程地質(zhì)勘察中最常用的地面物探為電法中的視電阻率法，地震勘探中的淺層折射法
，聲波勘探等;測井則多采用綜合測井。物探的優(yōu)點在于能經(jīng)濟(jì)而迅速地探測較大范圍
，且通過不同方向的多個剖面獲得的資料是三維的
。以這些資料為基礎(chǔ)，在控制點和異常點上布置勘探
、試驗工作
，既可減少盲目性
，又可提高精度。測井則可增補(bǔ)鉆探工作所得資料并提高其質(zhì)量
。開展多種方法綜合物探，根據(jù)綜合成果進(jìn)行對比分析
，可以顯著提高地質(zhì)解釋的質(zhì)量
，擴(kuò)大物探解決問題的范圍
，縮短工程地質(zhì)勘探周期并降低其成本
。由于物探需要間接解釋
，所以只有地質(zhì)體之間的物理狀態(tài)(如破碎程度、含水率
、喀斯特化程度)或某種物理性質(zhì)有顯著差異，才能取得良好效果
。


  ②鉆探和坑探

。采用鉆探機(jī)械鉆進(jìn)或礦山掘進(jìn)法，直接揭露建筑物布置范圍和影響深度內(nèi)的工程地質(zhì)條件
，為工程設(shè)計提供準(zhǔn)確的工程地質(zhì)剖面的勘察方法。其任務(wù)是：查明建筑物影響范圍內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造
，了解巖層的完整性或破壞情況
，為建筑物探尋良好的持力層(承受建筑物附加荷載的主要部分的巖土層)和查明對建筑物穩(wěn)定性有不利影響的巖體結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)面(如軟弱夾層
、斷層與裂隙);揭露地下水并觀測其動態(tài);采取試驗用的巖土試樣;為現(xiàn)場測試或長期觀測提供鉆孔或坑道
。


  鉆探比坑探工效高，受地面水

、地下水及探測深度的影響較小，故廣為采用
。但不易取得軟弱夾層巖心和河床卵礫石層樣品
，鉆孔也不能用來進(jìn)行大型現(xiàn)場試驗。因此,有時需采用大孔徑鉆探技術(shù),或在鉆孔中運用鉆孔攝影
，孔內(nèi)電視或采用綜合物探測井以彌補(bǔ)其不足。但在關(guān)鍵部位還需采用便于直接觀察和測試目的層的平洞
、斜井
、豎井等坑探工程。


  鉆探和坑探的工作成本高

，故應(yīng)在工程地質(zhì)測繪和物探工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同工程地質(zhì)勘探階段需要查明的問題
，合理設(shè)計洞
、坑、孔的數(shù)量、位置
、深度、方向和結(jié)構(gòu)
，以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質(zhì)資料
，并保證必要的精度。


  實驗室試驗及現(xiàn)場原位測試  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?div id="d48novz" class="flower left">
，F(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(qiáng)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
。


  長期觀測  用專門的觀測儀器對建筑區(qū)工程地質(zhì)條件各要素或?qū)こ探ㄖ顒佑兄匾绊懙淖匀?物理)地質(zhì)作用和某些重要的工程地質(zhì)作用隨時間的發(fā)展變化，進(jìn)行長時期的重復(fù)測量的工作
。觀測的主要內(nèi)容有：巖
、土體位移范圍、速度
、方向;巖
、土體內(nèi)地下水位變化;巖體內(nèi)破壞面上的壓力;爆破引起的質(zhì)點速度;峰值質(zhì)點加速度;人工加固系統(tǒng)的載荷變化等
。此項工作主要是在論證建筑物的施工設(shè)計的詳細(xì)勘察階段進(jìn)行
，工程地質(zhì)作用的觀測則往往在施工和建筑物使用期間進(jìn)行。長期觀測取得的資料經(jīng)整理分析
，可直接用于工程地質(zhì)評價，檢驗工程地質(zhì)預(yù)測的準(zhǔn)確性
，對不良地質(zhì)作用及時采取防治措施
，確保工程安全。