工程地质勘探

工程地质勘探_工程地质

工程地质勘察（也称岩土工程勘察）是土木工程建设的基础工作。工程地质勘察必须符合国家、行业制定的现行有关标准、规范的规定。工程地质勘察的目的是查明建设地区的工程地质条件，提出工程地质（岩土工程）评价，为选择设计方案、设计各类建筑物、制定施工方法、整治地质病害提供可靠依据。

工程地质勘察是工程建设的前期准备工作，在拟建场地及其附近进行调查研究，以获取工程建设场地原始工程地质资料，为工程建设制定技术可行、经济合理和明显综合效益的设计和施工方案，达到合理利用自然资源和保护自然环境的目的，以免因工程的兴建而恶化地质环境，甚至引起地质灾害。

根据建设场地明确性与否，工程地质勘察的任务可分为两大类：

一类是具有明确指定建设场地的工程地质勘察任务。这类场地已经过技术条件、经济效益、资源环境等多方面综合论证，已经明确建设的具体场地，不需要建设场地的方案比选，如三峡工程就在长江三峡地段，上海金茂大厦就在陆家嘴，故这类场地的工程勘察任务主要是：查明建设地区或地点的工程地质条件，如地形、地貌和地层分布情况，同时指出对工程建设有利的和不利的条件，以便工程设计“扬长避短”；测定地基土的物理力学性质指标，如土的天然密度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩系数、抗剪强度、塑性指标、液性指标等，并研究这些指标在工程建设施工和使用期间可能发生的变化及提出有效预防和治理措施的建议。

另一类是需要方案比选建设场地的工程地质勘察任务。这类场地还没有具体确定，尚需进行初步试勘后经过方案比选才能确定，如高速公路的选线、大型桥梁桥位的选址，故这类场地的工程勘察任务主要是：分析研究可供建设场地有关的工程地质问题，作出定性与定量评价；选出建设工程地质条件比较合适的工程建筑场地。所谓工程地质条件，是指与工程结构物相关的各种地质因素的综合，主要包括岩石（土）类型、地质结构与构造、地形地貌条件、水文地质条件、物理地质作用或现象（如地震、泥石流、岩溶等）和天然建筑材料等方面。值得一提的是，良好优越的工程地质条件并不一定是方案最好的建设场地，因为选择这类场地往往以牺牲大片良田沃土为代价。

工程地质勘察常用的主要方法有：①工程地质测绘；②工程地质勘探；③工程地质试验；④工程地质现场观测。各种方法在各个工程勘察阶段中使用的数量、深度与广度也各不相同。

虽然各类建设工程对勘察设计阶段划分的名称不尽相同，但是勘察设计各个阶段的实质内容则是大同小异。一般将工程地质勘察阶段分为可行性研究勘察阶段、初步勘察阶段、详细勘察阶段和施工勘察阶段。

1） 可行性研究勘察阶段

可行性研究勘察阶段，主要满足选址或者确定场地的要求，该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性作出客观评价。为此，在确定拟建工程场地时，在方案允许时，宜避开以下区段：①不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的地段；②地基土性质严重不良的地段；②不利于抗震地段；③洪水或地下水对场地有严重不良影响且又难以有效预防和控制的地段；④地下有未开采的有价值矿藏地段；⑤埋藏有重要意义的文物古迹或未稳定的地下采空区的地段。

可行性研究勘察阶段的主要勘察方法是：①对拟建地区大、中比例尺工程地质测绘；②进行较多的勘探工作，包括在控制工程点作少量的钻探；③进行较多的室内试验工作，并根据需求进行必要的野外现场试验；④应在重要的工程地段及可能发生不利地质作用的地址进行长期观测工作；⑤进行必要的物探。

2） 初步勘察阶段

初步勘察阶段应对场地内建设地段的稳定性作出岩土工程定量分析。本阶段的工程地质勘察工作有：①收集项目的可行性研究报告、场址地形图、工程性质、规模等文件资料；②初步查明地层、构造、岩性、透水性、是否存在不良地质现象，当场地条件复杂，还应进行工程地质测绘与调查；③对抗震设防烈度不小于7度的场地，应初步判定场地或地基能否发生液化。

初步勘察应在收集分析已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘、勘探及测试工作。

3） 详细勘察阶段

详细勘察应密切结合工程技术设计或施工图设计，针对不同的工程结构提供详细的工程地质资料和设计所需的岩土技术参数，对拟建物的地基作出岩土工程分析评价，为路基路面或基础设计、地基处理、不良地质现象的预防和整治等具体方案进行具体论证并得出结论和提出建议。详细勘察的具体内容应视拟建物的具体情况和工程要求来定。

4） 施工勘察阶段

施工勘察主要是与设计、施工单位相结合进行的地基验槽，深基础工程与地基处理的质量和效果的检测，施工中的岩土工程监测和必要的补充勘察，解决与施工有关的岩土工程问题，并为施工阶段路基路面或地基基础设计变更提供相应的地基资料，具体内容视工程要求而定。

需要指出的是，并不是每项工程都严格遵守上述阶段进行勘察，有些工程项目的用地有限，没有场地选择的余地，如遇到地质条件不是很好时，则通过采取地基处理或其他措施来改善，这时施工阶段的勘察尤为重要。此外，有些建筑等级要求不高的工程项目，可根据邻近的已建工程的成熟经验，根本就不需要任何勘察亦可兴建，如1～3层的工业与民用建筑工程项目。

工程地质测绘是工程地质勘察中最基本的方法，也是工程地质勘察最先进行的综合基础工作。它运用地质学原理，通过野外调查，对有可能选择的拟建场地区域内地形地貌、地层岩性、地质构造、不良地质现象进行观察和描述，将所观察到的地质要素按要求的比例尺填绘在地形图和有关图表上，并拟建场地区域内的地质条件作出初步评价，为后续布置勘探、试验和长期观测打下基础。工程地质测绘贯穿于整个勘察工作的始终，只是随着勘察设计阶段的不同，要求测绘的范围、内容、精度不同而已。

1） 工程地质测绘的范围

工程地质测绘的范围应根据工程建设类型、规模并考虑工程地质条件的复杂程度等综合确定。一般工程跨越地段越多、规模越大、工程地质条件越复杂测绘范围就相对越广。例如，京珠高速公路的线路测绘，横亘南北，穿山越岭，跨江过海，测绘范围就比三峡大坝选地址工程测绘范围要广阔。

2） 工程地质测绘的内容

工程地质测绘的内容主要有以下6个方面：

(1) 地层岩性

明确一定深度范围地层内各岩层的性质、厚度及其分布变化规律，并确定其地质年代、成因类型、风化程度及工程地质特性。

(2) 地质构造

研究测区内各种构造形迹的产状、分布、形态、规模及其结构面的物理力学性质，明确各类构造岩的工程地质特性，并分析其对地貌形态、水文地质条件、岩石风化等方面的影响及其近、晚期构造活动情况，尤其是地震活动情况。

(3) 地貌条件

如果说地形是研究地表形态的外部特征，如高低起伏、坡度陡缓和空间分布，那么地貌则是研究地形形成的地质原因和年代及其在漫长的地质历史中不断演变的过程和将来发展的趋势，即从地质学和地理学的观点来考察地表形态。因此，研究地貌的形成和发展规律，对工程建设的总体布局有着重要意义。

(4) 水文地质

调查地下水资源的类型、埋藏条件、渗透性，并测试分析水的物理性质、化学成分及动态变化对工程结构建设期间和正常使用期间的影响。

(5) 不良地质

查明岩溶、滑坡、泥石流及岩石风化等分布的具体位置、类型、规模及其发育规律，并分析其对工程结构的影响。

(6) 可用材料

对测区内及附近地区短程可以用来利用的石料、砂料及土料等天然构筑材料资源进行附带调查。

3）工程地质测绘的精度

工程地质测绘的精度是指对野外观察得到的工程地质现象和获取的地质要素信息标记、描述和表示在有关图纸上的详细程度。所谓地质要素，即场地的地层、岩性、地质构造、地貌、水文地质条件、物理地质现象、可利用天然建筑材料的质量及其分布等。测绘的精度主要取决于单位面积上观察点的多少，在地质复杂地区，观察点的分布多一些，简单地区则少一些，观察点应布置在反映工程地质条件各因素的关键位置上。一般应反映在图上大于2mm的一切地质现象，对工程有重要影响的地质现象，在图上不足2mm时，应扩大比例尺表示，并注明真实数据，如溶洞等。

4） 工程地质测绘的方法和技术

工程地质测绘的方法有像片成图法和实地测绘法。随着科学技术的进步，遥感新技术也应用于工程地质测绘。

（1） 像片成图法

像片成图法是利用地面摄影或航空(卫星)摄影的像片，先在室内根据判释标志，结合所掌握的区域地质资料，确定地层岩性、地质构造、地貌、水系和不良地质现象等，描绘在单张像片上，然后在像片上选择需要调查的若干布点和路线，以便进一步实地调查、校核并及时修正和补充，最后将结果转绘成工程地质图。

（2） 实地测绘法

顾名思义，实地测绘法就是在野外对工程地质现象进行实地测绘的方法。实地测绘法通常有路线穿越法、布线测点法和界线追索法3种。

路线穿越法是沿着在测区内选择的一些路线，穿越测绘场地，将沿途遇到的地层、构造、不良地质现象、水文地质、地形、地貌界线和特征点等填绘在工作底图上的方法。路线可以是直线也可以是折线。观测路线应选择在露头较好或覆盖层较薄的地方，起点位置应有明显的地物，例如村庄、桥梁等。同时，为了提高工作成效，方向应大致与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直。

布线测点法就是根据地质条件复杂程度和不同测绘比例尺的要求，先在地形图上布置一定数量的观测路线，然后在这些线路上设置若干观测点的方法。观测线路力求避免重复，尽量使之达到最优效果。

界线追索法就是为了查明某些局部复杂构造，沿地层走向或某一地质构造方向或某些不良地质现象界线进行布点追索的方法。这种方法常是在上述两种方法的基础上进行的，是一种辅助补充方法。

(3) 遥感技术应用

遥感技术就是根据电磁波辐射理论，在不同高度的观测平台上,使用光学（电子学）或电子光学等探测仪器，对位于地球表面的各类远距离目标反射、散射或发射的电磁波信息进行接收并用图像胶片或数字磁带形式记录，然后将这些信息传送到地面接收站，接收站再把这些信息进一步加工处理成遥感资料，最后结合已知物的波谱特征，从中提取有用信息，识别目标和确定目标物之间相互关系的综合技术。简言之，遥感技术是通过特殊方法对地球表层地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术方法。遥感技术包括传感器技术，信息传输技术，信息处理、提取和应用技术，目标信息特征的分析和测量技术等。

遥感技术应用于工程地质测绘，可大量节省地面测绘时间及工作量，并且完成质量较高，从而节省工程勘察费用。

工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上，为了详细查明地表以下的工程地质问题，取得地下深部岩土层的工程地质资料而进行的勘察工作。

常用的工程地质勘探手段有开挖勘探、钻孔勘探和地球物理勘探。

1） 开挖勘探

开挖勘探就是对地表及其以下浅部局部土层直接开挖，以便直接观察岩土层的天然状态以及各地层之间的接触关系，并能取出接近实际的原状结构岩土样进行详细观察和描述其工程地质特性的勘探方法。根据开挖体空间形状的不同，开挖勘探可分为坑探、槽探、井探和洞探等。

坑探就是用锹镐或机械挖掘在空间上3个方向的尺寸相近的坑洞的一种明挖勘探方法。坑探的深度一般为1～2m，适于不含水或含水量较少的较稳固的地表浅层，主要用来查明地表覆盖层的性质和采取原状土样。

槽探就是在地表挖掘成长条形（两壁常为倾斜的上宽下窄）沟槽进行地质观察和描述的明挖勘探方法。探槽的宽度一般为0.6～1.0m，深度一般小于3m，长度则视情况确定。探槽的断面有矩形、梯形和阶梯形等多种形式，一般采用矩形。当探槽深度较大时，常用梯形的；当探槽深度很大且探槽两壁地层稳定性较差时，则采用阶梯形断面，必要时还要对两壁进行支护。槽探主要用于追索地质构造线、断层、断裂破碎带宽度、地层分界线、岩脉宽度及其延伸方向，探查残积层、坡积层的厚度和岩石性质及采取试样等。

井探是指勘探挖掘空间的平面长度方向和宽度方向的尺寸相近，而其深度方向则大于长度和宽度的一种挖探方法。探井的深度一般大于3～20m，其断面形状有方形的(1m×1m、1.5m×1.5m)、矩形的(1m×2m)和圆形的(直径一般为0.6～1.25m)。掘进时遇到破碎的井段须进行井壁支护。井探用于了解覆盖层厚度及性质、构造线、岩石破碎情况、岩溶、滑坡等，当岩层倾角较缓时效果较好。

洞探是在指定标高的指定方向开挖地下洞室的一种勘探方法。这种勘探方法一般将探洞布置在平缓山坡、山坳处或较陡的基岩坡坡底，多用于了解地下一定深处的地质情况并取样，如查明坝底两岸地质结构，尤其在岩层倾向河谷并有易于滑动的夹层，或层间错动较多、断裂较发育及斜坡变形破坏等，更能观察清楚，可获较好效果。

2） 钻孔勘探

钻孔勘探简称钻探。钻探就是利用钻进设备打孔，通过采集岩芯或观察孔壁来探明深部地层的工程地质资料，补充和验证地面测绘资料的勘探方法。钻探是工程地质勘探的主要手段，但是钻探费用较高，因此，一般是在开挖勘探不能达到预期目的和效果时才采用这种勘探方法。

钻探方法较多，钻孔口径不一。一般采用机械回转钻进。常规孔径为：开孔168mm，终孔91mm。由于行业部门及设计单位的不同要求，孔径的取值也不一样。如水电部使用回转式大口径钻探的最大孔径可达1500mm，孔深30～60m，工程技术人员可直接下孔观察孔壁。而有的部门采用孔径仅为36mm的小孔径，钻进采用金刚石钻头，这种钻探方法对于硬质岩而言，可提高其钻进速度和岩芯采取率或成孔质量。

一般情况下，钻探通常采用垂直钻进方式。对于某些工程地质条件特殊的情况，如被调查的地层倾角较大，则可选用斜孔或水平孔钻进。

钻进方法有4种：冲击钻进、回转钻进、综合钻进和振动钻进。

（1） 冲击钻进

该法采用底部圆环状的钻头，钻进时将钻具提升到一定高度，利用钻具自重迅猛放落，钻具在下落时产生冲击力，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎而进一步加深钻孔。冲击钻进可分为人工冲击钻进和机械冲击钻进。人工冲击钻进所需设备简单，但是劳动强度大，适于黄土、黏性土和砂性土等疏松覆盖层；机械冲击钻进省力省工，但是费用相对较高，适于砾石、卵石层及基岩。冲击钻进一般难以取得完整岩芯。

（2） 回转钻进

该法利用钻具钻压和回转，使嵌有硬质合金的钻头切削或磨削岩土进行钻进。根据钻头的类别，回转钻进可分为螺旋钻探、环形钻探（岩芯钻探）和无岩芯钻探。螺旋钻探适用于黏性土层，可干法钻进，螺纹旋入土层，提钻时带出扰动土样；环形钻探适用于土层和岩层，对孔底作环形切削研磨，用循环液清除输出岩粉，环形中心保留柱状岩芯，然后进行提取；无岩芯钻探适用于土层和岩层，对整个孔底做全面切削研磨，用循环液清除输出岩粉，不提钻连续钻进，效率高。

（3） 综合钻进

此法是一种冲击与回转综合作用下的钻进方法。它综合了前两种钻进方法在地层钻进中的优点，以达到提高钻进效率的目的，在工程地质勘探中应用广泛。

（4） 振动钻进

此法采用机械动力将振动器产生的振动力通过钻杆和钻头传递到圆筒形钻头周围土中，使土的抗剪强度急剧减小，同时利用钻头依靠钻具的重力及振动器重量切削土层进行钻进。圆筒形钻头主要适用于粉土、砂土、较小粒径的碎石层以及黏性不大的黏性土层。

3） 地球物理勘探

地球物理勘探简称物探，是利用专门仪器来探测地壳表层各种地质体的物理场，包括电场、磁场、重力场、辐射场、弹性波的应力场等，通过测得的物理场特性和差异来判明地下各种地质现象，获得某些物理性质参数的一种勘探方法。由于组成地壳的各种不同岩层介质的密度、导电性、磁性、弹性、反射性及导热性等方面存在差异，这些差异将引起相应的地球物理场的局部变化，通过测量这些物理场分布和变化特性，结合已知的地质资料进行分析和研究，就可以推断地质体的性状。这种方法兼有勘探和试验两种功能。与钻探相比，物探具有设备轻便、成本低、效率高和工作空间广的优点。但是，物探不能取样直接观察，故常与钻探配合使用。

物探按照利用岩土物理性质的不同可分为声波探测、电法勘探、地震勘探、重力勘探、磁力勘探及核子勘探等。在工程地质勘探中采用得较多的主要是前3种方法。

最普遍的物探方法是电法勘探与地震勘探，常在初期的工程地质勘察中使用，配合工程地质测绘，初步查明勘察区的地下地质情况，此外，常用于查明古河道、洞穴、地下管线等具体位置。

（1） 声波探测

声波探测是指运用声波段在岩土或岩体中传播特性及其变化规律来测试其物理力学性质的一种探测方法。在实际工程中，还可利用在应力作用下岩土或岩体的发声特性对其进行长期稳定性观察。

（2） 电法勘探

电法勘探简称电探，是利用天然或人工的直流或交流电场来测定岩土体导电学性质的差异，勘察地下工程地质情况的一种物探方法。电探的种类很多，按照使用电场的性质，可分为人工电场法和自然电场法，而人工电场法又可分为直流电场法和交流电场法。工程勘察使用较多的是人工电场法，即人工对地质体施加电场，通过电测仪测定地质体的电阻率大小及其变化，再经过专门的图板对比（理论曲线对比），区分地层、岩性、构造以及覆盖层、风化层厚度、含水层分布和深度、古河道、主要充水裂隙方向以及天然建筑材料分布范围、储量等。

地质雷达(又称探地雷达，Ground Penetrating Radar，简称GPR)检测技术是一种高精度、连续无损、经济快速、图像直观的高科技检测技术。它是通过地质雷达向物体内部发射高频电磁波并接收相应的反射波来判断物体内部异常情况。作为目前精度较高的一种物理探测技术，地质雷达检测技术已广泛应用于工程地质、岩土工程、地基工程、道路桥梁、文物考古、混凝土结构探伤等领域。地质雷达仪器主要由控制单元、发射天线、接收天线、笔记本电脑等部件组成。工作人员通过操纵笔记本电脑，向控制单元发出命令；控制单元接收到命令后，向发射天线和接收天线同时发出触发信号；发射天线触发后，向地面发射频率为几十至几千兆赫的高频脉冲电磁波；电磁波在地下传播过程中，遇到电性不同的界面、目标或局域介质不均匀体时，一部分电磁波反射回地面，由接收天线接收，并以数据的形式传输到控制单元，再由控制单元传输到笔记本电脑，以图像的方式显示。对图像进行处理分析，便可得出地下介质分布情况，从而实现检测的目的。

（3） 地震勘探

地震勘探是利用地质介质的波动性来探测地质现象的一种物探方法。其原理是利用爆炸或敲击方法向岩体内激发地震波，根据不同介质弹性波传播速度的差异来判断地质情况。根据波的传递方式，地震勘探又可分为直达波法、反射波法和折射波法。直达波就是由地下爆炸或敲击直接传播到地面接收点的波。直达波法就是利用地震仪器记录直达波传播到地面各接收点的时间和距离，然后推算地基土的动力参数，如动弹性模量、动剪切模量和泊松比等。而反射波或折射波则一般由地面产生激发的弹性波在不同地层的分界面发生反射或折射而返回到地面的波。反射波法或折射波法就是利用反射波或折射传播到地面各接收点的时间，并研究波的振动特性，确定引起反射或折射的地层界面的埋藏深度、产状岩性等。地震勘探直接利用地下岩石的固有特性，如密度、弹性等，较其他物探方法准确，且能探测地表以下很大的深度，因此该勘探方法可用于了解地下深部地质结构，如基岩面、覆盖层厚度、风化壳、断层带等地质情况。

物探方法的选择，应根据具体地质条件，常用多种方法进行综合探测，如重力法、电视测井等新技术、新方法的运用。但由于物探的精度受到限制，因而是一种辅助性的方法。

1） 静力触探试验

静力触探试验是通过一定的机械装置，将某种规格的金属探头用静力压入土层中，同时用传感器或直接量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。静力触探试验适用于黏性土、粉土和砂土，主要用于划分土层、估算地基土的物理力学指标参数、评定地基土的承载力、估算单桩承载力及判定砂土地基的液化等级等。

（1） 静力触探试验的技术要求

静力触探试验使用的静力触探仪主要由三部分组成：

① 贯入装置（包括反力装置）。其基本功能是可控制等速压贯入。

② 传动系统。主要有液压和机械两种系统。

③ 量测系统。主要有探头、电缆和电阻应变仪等。

常用的静力触探探头分为单桥探头和双桥探头（图 7-1），其规格见表 7-1 所示。

图7-1　静力触探探头示意图

表7-1　单桥和双桥触探头的规格

① 单桥探头

单桥探头能测定一个触探指标——比贯入阻力ps。ps值是指探头锥尖底面积A与总贯入阻力P的比值，即

ps=

（7-1）

这一贯入阻力对应于一定几何形状的探头，因此是相对贯入阻力。经大量试验研究，按表7-1确定的探头规格，触探结果不受其规格尺寸的影响。

② 双桥探头

双桥探头能测定两个触探指标——锥尖阻力qc和侧壁摩阻力fs，其定义如下：

qc=

（7-2）

fs=

（7-3）

式中:Qc、Pf——分别为锥尖总阻力和侧壁摩阻力（MPa）；

　A、F——分别为锥底截面积和摩擦筒表面积（cm2）。

在静力触探的整个过程中，探头应匀速、垂直地压入土层中，贯入速率一般控制在（1.2±0.3）m/min。

静力触探探头传感器必须事先进行率定，室内率定非线性误差、重复性误差、滞后误差、温度漂移，归零误差范围应为±0.5%～1.0%。在现场试验时，应检验现场的归零误差不得超过3%，它是试验质量的重要指标。触探时，深度记录误差一般为±0.1%。当贯入深度大于50m时，应量测触探孔的偏斜度，校正土的分层界线。

（2） 静力触探试验成果的应用

① 根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层在建筑物的基础设计中，对于地基土，按土的类型及其物理力学性质，结合地质成因进行分层是十分重要的。特别是在桩基础设计中，桩端持力层的标高及其起伏程度和厚度变化，是确定桩长的重要设计依据。

根据静力触探曲线（图7-2）对地基土进行力学分层，或参照钻孔分层结合静力触探ps或q及fs值的大小和曲线形态特征进行地基土的力学分层，并确定分层界线。

由于地基土层特性变化的复杂性，在划分土层的界线时，应注意以下两个问题。一是在探头贯入不同工程性质的土层界线时ps或qc及fs值的变化一般是显著的，但并不是突变的，而是在一段距离内逐渐变化的。二是工程实践中经常发现，静力触探所划分的土层界线与实际分界线在深度不大时两者相差不多，约差20～40cm。当触探深度较大，超过40m，而且下部有硬土层存在时，静力触探定出的分层深度往往比钻探所定的分层深度大。产生这种误差的原因是在触探中深度记录误差过大和细长的探杆发生挠曲，探杆弯曲后就沿弯曲方向继续贯入，使触探深度大于实际深度。产生深度误差的这两个因素，通过严格认真的操作，并在探头内附设测斜装置，是能够将误差控制在规定的范围内的。

综上所述，用静力触探曲线划分土层界线的方法如下：

A. 上下层贯入阻力相差不大时，取超前深度和滞后深度的中心，或中心偏向小阻力土层5～10cm处作为分层界线。

B. 上下层贯入阻力相差1倍以上时，取软土层最后一个（或第一个）贯入阻力小值偏向硬土层10cm处作为分层界线。

C. 上下层贯入阻力没有变化时，可结合fs或Rf（摩阻比＝fs/qc）的变化确定分层界线。

② 评定地基土的强度参数

图7-2　静力触探曲线

对于黏性土，由于静力触探试验的贯入速率较快，因此对量测黏性土的不排水抗剪强度是一种可行的方法。经过大量的试验和研究，探头锥尖阻力基本上与黏性土的不排水抗剪强度呈某种确定的函数关系，而且将大量的测试数据经数理统计分析，其相关性都很理想。其典型的实用关系式如表7-2所示。

砂土的重要力学参数是内摩擦角φ。我国铁道部《静力触探技术规则》提出按表7-3估算砂土的内摩擦角。

表7-2　用静力触探估算黏性土的不排水抗剪强度（kPa）

续表7-2

表7-3　用静力触探比贯入阻力ps估算砂土内摩擦角φ

砂土的密实状态是判定其工程性质的重要指标，它综合反映了砂土的矿物组成、粒径组成、颗粒形状等对其工程性质的影响。可利用静力触探评定砂土密实度的分级界限值。

③ 评定土的变形指标

大量研究成果表明，在临界深度以下贯入时，土体压缩变形起着重要作用。无论是从理论上还是从qc或ps与Es和E0的数理统计分析方面，都反映了qc或ps与Es和E0等一些土的压缩变形指标存在良好的函数关系。表7-4给出了黏性土的压缩模量Es和变形模量E0与静力触探比贯入阻力ps的实用关系表达式。也可用静力触探试验锥尖阻力qc或比贯入阻力ps值估算砂土的变形模量E0的关系表达式。

表7-4　用ps评定黏性土的压缩模量Es和变形模量E0

④ 评定地基土的承载力

关于用静力触探的比贯入阻力ps确定地基土的承载力的方法，我国开展了大量的研究工作，已取得了许多可靠、合理的实用成果。但是，由于我国疆域辽阔，土层成因类型和结构复杂，差异很大，因此不能形成一个统一的公式来确定各地区的地基承载力。表7-5、表7-6、表7-7为《南京地区建筑地基基础设计规范》（DG J32/J12—2005）规定的方法。

表7-5　粉细砂地基承载力特征值（kPa）

表7-6　粉土地基承载力特征值（kPa）

表7-7　黏性土地基承载力特征值（kPa）

⑤ 估算单桩承载力

静力触探试验可以看作是一个小直径桩的现场载荷试验。对比结果表明，用静力触探成果估算单桩极限承载力是行之有效的，在国内已有比较成熟的经验公式。下面分别介绍《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72—2004）用静力触探试验成果计算单桩承载力的方法，该方法适用于一般黏性土和砂土，其公式如下：

(7-4)

式中：Rk——预制桩单桩承载力标准值(kN)；

　c——桩端上、下静力触探锥尖阻力平均值（kPa），取桩尖平面以上4倍桩径d范围内按厚度加权的平均值，然后再和桩尖平面以下1倍桩径d范围的qc值进行算术平均；

　Ap——桩端横截面面积（m2）；

　Up——桩身截面周长（m）；

　fsi——第i层土的静力触探侧壁摩阻力（kPa）；

　li——第i层土的厚度（m）；

　k——安全系数，应根据工程的性质、使用要求、荷载特性、上部结构对变形的敏感程度、地基土的均匀程度、桩的入土深度和实际沉桩施工质量等因素确定，一般取k=2。

2) 标准贯入试验

（1） 标准贯入试验设备及技术要求

标准贯入试验是动力触探类型之一。它利用规定重量的穿心锤，从恒定高度上自由落下，将一定规格的探头打入土中，根据打入的难易程度判别土的性质。

标准贯入试验的仪器设备如图7-3所示，主要由三部分组成。

① 触探头

标准贯入试验探头为两个一定规格的半圆合成的圆筒，称为标准贯入器。它的最大优点是在触探过程中配合取土样，以便室内试验分析。

② 触探杆

国内统一使用直径为42mm的圆形钻杆，国外有使用直径为50mm或60mm的钻杆。

图7-3　标准贯入试验设备（单位：mm）
1—穿心锤；2—锤垫；3—钻杆；4—贯入器头；
5—出水孔；6—由两半圆形管并合而成的贯入器身；7—贯入器靴

③ 穿心锤

标准贯入试验穿心锤质量为63.5kg，自由落距为76cm。

该试验按上述规定的穿心锤质量和落距，将贯入器连续贯入土中30cm所需的锤击数，称为标准贯入试验锤击数，记为N63.5。遇到硬土层，贯入击数较大而且仍未贯入30cm时，可按下式换算为N63.5，即

N63.5=30

（7-5）

式中:n——实际试验锤击数；

ΔS——与n次试验锤击数相对应的贯入量（cm）。

标准贯入试验所得的指标N63.5表示探头贯入土中的难易程度，因此可以依据它判别土的性质。随着触探深度的加大，所得锤击数N63.5实际上受到了触探杆质量及杆壁摩擦力的影响，因此，应根据触探杆长度对锤击数进行修正：

N=αN63.5

式中：N——按触探杆长度修正后的标准贯入试验锤击数；

　N63.5——实际贯入30cm所需锤击数；

　α——触探杆长度校正系数，见表7-8。

表7-8　触探杆长度校正系数

（2） 标准贯入试验成果的应用

标准贯入试验可确定地基土的承载力，判别砂土的密实状态、振动液化及细粒土的稠度状态等。下面分别加以简单介绍。

① 评定砂土的密实度

《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）根据标准贯入试验锤击数N将砂土的密实度划分为密实、中密、稍密和松散，详见表7-9。

表7-9　按标准贯入锤击数N值确定砂土密实度

② 确定地基土承载力

《南京地区建筑地基基础设计规范》（DGJ 32/J12—2005）是根据标准贯入经杆长修正后的锤击数N查表7-10、表7-11及表7-12确定粉细砂、中粗砂和黏性土的地基承载力特征值。

表7-10　粉细砂地基承载力特征值

注：N为经杆长修正后的锤击数统计标准值。

表7-11　中粗砂地基承载力特征值

表7-12　黏性土地基承载力特征值

③ 评定黏性土的状态

武汉勘察公司提出的标准贯入试验锤击数N与黏性土的状态关系见表7-13。

表7-13　标准贯入击数N与黏性土液性指数IL的关系

④ 评定砂土抗剪强度指标

佩克的经验公式：

φ=0.37N+27

（7-6）

式中:φ——砂土的内摩擦角；

　N——标准贯入试验锤击数。

太沙基和佩克的经验公式为：

Cu=(6～6.5)N

（7-7）

式中：Cu——黏性土的不排水抗剪强度（kPa）；

　N——标准贯入试验锤击数。

⑤ 地基土的液化判别

⑥ 评定土的变形模量E0和压缩模量Es

⑦ 估算单桩承载力

3) 多波列浅层地震勘探技术

多波列浅层地震勘探技术是一种新兴的岩土原位测试勘察方法，它充分利用了地震波传播中产生的折射波、反射波、直达波、面波及转换波的特性，根据不同的勘察对象，可选择采用其中一种波或综合采用多种波进行解释、推断，使得浅层工程物探勘察手段能够真正达到高精度、高分辨、定量化。我国自行研制的高分辨、高精度、智能型仪器——SWS-1&2型多波列数字图像工程勘察与测试仪及其配套的先进数据处理软件的开发成功，使多波列浅层地震勘探技术在岩土工程勘察中崭露头角。

浅层高分辨反射波技术、多道瞬态面波技术和高密度地震图像技术等勘察新技术、新方法的试验研究与应用，不但能在初勘阶段作为一种普查的方法，而且在多层或高层建筑地基详勘中也能作为钻探的重要辅助手段，减少了钻孔、测试数量，降低了勘察费用，提高了勘察工作效率，为城市岩土工程勘察提供了一种快速、廉价和较为有效的手段。

浅层高分辨反射波技术是利用横波的波速低、波长短、分辨率高，不受潜水面影响，在不同介质的分界面上不产生转换波等诸多优点，采用小道距、小偏移距共反射点多次叠加方法追踪层位，并在数据处理中进行岩土介质速度扫描。

瞬态面波技术是利用瑞利波的频散特性和传播速度与岩土物理力学性质的相关性进行土层划分，研究岩土的工程性质，评价软土地基加固处理效果，探测地下空洞和掩埋物，并为抗震设计提供岩土力学参数等，可以解决诸多的岩土工程问题。如为工程提供抗震设计参数，查明工程场地暗埋的砂坑、空洞、塌陷体等不良地质体的形态和分布，采用多波列数字图像工程勘察仪SWS-2型，利用多道瞬态面波技术和高密度地震图像技术、高分辨地震反射波技术获得土层情况和波速值，完成对土层工程特性的评价，基本上能够满足设计要求。

高密度地震图像技术是近两年来随着我国高新技术成果SWS-2型智能化多波列数字图像工程勘察仪的开发应用发展起来的一种新兴的勘察测试技术。它采用纵波反射法单点激震多点接收和数据连续快速采集与存储以及相应软件支持的施测方法，使地下剖面经彩色图像表示出来。这种方法效率高，反映的地下地质体形态逼真。该方法还弥补了地质雷达不适应低阻环境勘察的不足，获得的弹性物理资料方便工程判断，对缩短勘察周期、降低工程造价、提高勘察成果质量作出了重大贡献。

近年来由于我国高新技术成果SWS-2及SWS-3C型多波列数字图像工程勘探仪和先进的工程检测支持软件系统的开发应用，浅层地震勘探方法有了长足进步和实践性发展。

该技术可应用于各行业各类工程物探勘察与检测，交通场道（公路、铁路、机场、港口码头、桥址、隧道）勘察与施工检测，水利（江、河、湖、海、水库）堤坝建设勘察，隐患治理检测，环境地质灾害调查与评价（滑坡、岩溶、泥石流、采空区、活动断裂），冻土层检测与研究，地下埋设物调查，地基、路基加固效果检测与评价，国土资源调查，地质构造调查与水文物探勘察，地基动力特性测试与评价，电站（核、水、火）建设勘察、检测，爆破震动监测，桩基与混凝土构筑物质量检测。

因此，可以认为高分辨反射波、瞬态面波和高密度地震图像3种技术方法不失为当前很好的岩土工程勘察新方法，在评价建筑场地岩土工程问题中具有很好的应用前景，今后将取得更大的社会效益和经济效益。

工程地质勘察报告书是在工程勘察工作结束时，将直接和间接获得的各种工程资料，经过分析整理、检查校对和归纳总结后文字记录及相关图表汇总的正式书面材料。工程地质勘察报告书是工程地质勘察的最终成果，也是向规划、设计、施工等部门直接提交和使用的文件性资料。

工程地质勘察报告书的任务在于阐明工作地区的工程地质条件，分析存在的工程地质问题，并作出正确的工程地质评价，得出结论。工程地质勘察报告书的内容一般分为绪论、通论、专论和结论4个部分，各部分前后呼应，密切联系，融为一体。

绪论部分主要介绍工程地质勘察的工作任务、采用的方法及取得的成果，同时还应说明工程建设的类型、拟定规模及其重要性、勘察阶段及迫切需要解决的问题等。

通论部分是阐述勘察场地的工程地质条件，如自然地理、区域地质、地形地貌、地质构造、水文地质、不良地质现象及地震基本烈度、场地岩土类型等。在编写通论时，既要符合地质科学的要求，又要达到工程实用的目的，使之具有明确的针对性和目的性。

专论是整个报告的主体中心。该部分主要结合工程项目对所涉及的各种可能发生的有关工程地质问题，如场地岩土层分布、岩性、地层结构、岩土的物理力学性质、地基承载力、地下水的埋藏与分布规律、含水层的性质、水质及侵蚀性等提出论证和回答任务书中所提出的各项要求及问题。在论证时，应该充分利用工程勘察所得到的实际资料和数据，在定性分析的基础上作出定量评价。

结论部分在专论的基础上对任务书中所提出的各项要求作出结论性的回答。结论部分应对场地的适宜性、稳定性、岩土体特性、地下水、地震等作出综合性工程地质评价。结论必须简明扼要，措辞必须准确无误，切不可空泛模糊。此外，还应指出存在的问题和解决问题的具体方法、措施、建议以及进一步研究的方向。

工程地质报告书除了文字资料部分外，还有一整套与文字内容密切相关的图表，如平面图、剖面图、柱状图等。工程地质报告书还有各种附图，如分析图、专门图、综合图等。

1） 综合工程地质平面图

在选定的比例尺地形图上以图形的形式标出勘察区的各种工程地质勘察的工作成果，例如工程地质条件和评价，预测工程地质问题等，即成为工程地质图。地质图主要内容有：①地形地貌、地形切割情况、地貌单元的划分；②地层岩性种类、分布情况及其工程地质特征；③地质构造、褶皱、断层、节理和裂隙发育及破碎带情况；④水文地质条件；⑤滑坡、崩塌、岩溶化等物理地质现象的发育和分布情况等。

如果在工程地质图上再加上建筑物布置、勘探点、线的位置和类型以及工程地质分区图，即成为综合工程地质图。这种图在实际工程中编制较多。

2） 勘察点平面位置图

当地形起伏时，该图应绘在地形图上。在图上除标明各勘察点(包括浅井、探槽、钻孔等)的平面位置、各现场原位测试点的平面位置和勘探剖面线的位置外，还应绘出工程建筑物的轮廓位置，并附场地位置示意图、各类勘探点、原位测试点的坐标及高程数据表。

3） 工程地质剖面图

工程地质剖面图以地质剖面图为基础，是勘察区在一定方向垂直面上工程地质条件的断面图，其纵横比例一般是不一样的。地质剖面图反映某一勘探线地层沿竖直方向和水平方向的分布变化情况，如地质构造、岩性、分层、地下水埋藏条件、各分层岩土的物理力学性质指标等。其绘制依据是各勘探点的成果和土工试验成果。由于勘探线的布置是与主要地貌单元的走向垂直，或与主要地质构造轴线垂直，或与建筑物的轴线相一致，故工程地质剖面图能最有效地揭示场地的工程地质条件，是工程勘察报告中最基本的图件。

4） 工程地质柱状图

工程地质柱状图是表示场地或测区工程地质条件随深度变化的图件。图中内容主要包括地层的分布，对地层自上而下进行编号和地层特征进行简要描述。此外，图中还应注明钻进工具、方法和具体事项，并指出取土深度、标准贯入试验位置及地下水水位等资料。

5） 岩土试验成果总表

岩土的物理力学指标和状态指标以及地基承载力是工程设计和施工的重要依据，应将室外原位测试和室内试验（包括模型试验）的成果汇总列表。主要是载荷试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、静力触探试验、土的抗剪强度、土的压缩曲线等成果图件。

6） 其他专门图件

对于特殊土、特殊地质条件及专门性工程，根据各自的特殊需要，绘制相应的专门图件，如各种分析图等。

工业建筑是指供工业生产使用的建筑物，包括专供生产使用的各种车间、厂房、电站、水塔、烟囱和栈桥等。民用建筑是居民住宅建筑和公共事业建筑的总称。居民住宅建筑是指供居民生活起居使用的建筑物，如住宅、宿舍等；公共事业建筑是指供人们进行社会公共活动的非生产性建筑物，例如办公楼、图书馆、学校、医院、影剧院、体育馆、展览馆、大会堂、车站等。

万丈高楼平地起，一切建筑物都是由上部结构和基础组成，其全部荷载最终都是通过基础传递给地基并由地基来承担的。根据地基的复杂程度、建筑物规模和功能特征以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，国家新标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）将地基基础设计分为3个设计等级，如表7-14。显然，不同设计等级的建筑物对地基的工程地质条件的评价要求是不相同的。

表7-14　地基基础设计等级

工业与民用建筑所遇到的主要工程地质问题有：地基稳定性问题、地下水的侵蚀性问题、建筑物的合理配置问题，地基的施工条件问题等。

1) 地基稳定性问题

地基稳定性问题即地基对上部荷载安全承担的可靠性问题。地基稳定性问题一般包括地基的强度和变形两方面的内容，对于斜坡地区而言，还应考虑抗滑稳定性问题。地基的强度是指地基抵抗上部结构及其基础荷载作用不使其发生剪切破坏的承载能力；地基变形是指在上部结构及其基础荷载的作用下在地基土中产生附加应力，是地基土体被压缩而产生相应的变形。一般研究的变形主要是竖直方向的变形，即沉降。各种地基土都有自身的强度取值范围，即总有一定限度，若超过这一限度，可能引起地基变形过大，即使建筑物不出现裂缝、倾斜或地基剪切滑动破坏，也不能满足正常的使用要求。因此，地基的稳定性必须同时满足强度和变形两方面的要求。

地基强度过去通常以地基容许承载力来表示，是指在建筑物的沉降量不超过容许值条件下，地基单位面积所能承受的最大荷载，在数值上等于地基极限承载力除以一个安全系数。由于地基位于地表以下，影响其强度的很多因素都是随机变量，基于概率理论，目前国家新规范以地基承载力特征值来表示地基的强度。地基承载力特征值是指地基稳定有保证可靠度的承载力。影响地基强度主要有两个方面的因素：首先是地基岩土的特性，包括成因类型、堆积年代、结构特征、各岩土层的物理力学性质及其分布情况以及水文地质条件；其次是基础的类型、大小、形状、埋置深度和上部结构及其型式的特点等。

若地基的变形沉降量过大，即使沉降是均匀的且满足承载力要求，也会影响建筑物的正常使用，会给工程结构带来严重危害，因此也是不允许的。因此在软弱地基上修建建筑物时，地基的变形与地基的强度具有同等重要的意义。黏性土地基的变形沉降一般由瞬时沉降、固结沉降和蠕变沉降组成。在一般工程中，蠕变沉降所占的比重很小，可忽略不计。但是当地基土中含有大量有机物的厚层黏土时，其蠕变沉降则要考虑。

地基的均匀沉降在一定范围内对建筑物不会带来太大的危害，而不均匀沉降则往往导致建筑物产生裂缝、倾斜，严重影响使用，甚至造成破坏，尤其是修建在软弱地基土上的建筑物，其沉降量不仅不均匀，而且差异很大，沉降稳定时间很长，容易造成工程事故。

地基变形包括建筑物的沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜等，它们都应小于地基的容许变形值。表7-15列出了国家新标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2002）规定的建筑物的地基容许变形值。对于表中未包含的建筑物，其地基容许变形值应根据上部结构对地基变形的适应能力和使用上的要求进行确定。

表7-15　建筑物的地基容许变形值

续表7-15

2) 地下水的侵蚀性问题

3) 建筑物的合理配置问题

大型的现代工业建筑通常是一个建筑群体，由工业主厂房、车间、办公大楼、职工宿舍及其附属设施建筑物组成。由于各种建筑物功能用途和工艺要求不同，其结构、规模和对地基的要求就不一样。因此，对各种建筑物进行合理配置才能确保整个工业建筑群体的安全稳定、经济合理和正常使用。这是工程地质勘察的主要任务之一。在满足各种建筑物对气候和工艺要求的条件下，工程地质条件是建筑物配置的主要决定性因素。只有通过对场地中地基土物理力学性质的调查研究，选择较好的地基土持力层，再确定选用合适的基础类型和提出合理的埋置深度，才能使各种建筑物的配置科学合理。

持力层的选择标准,主要是从地基土层中，尽量选择岩土工程性质均一、结构致密、强度高、层厚大而分布均匀、含水量不大、变形量小的非新近沉积岩土层，其层面埋深在当地最大冻深之下并位于地下水位以上，为理想的持力层。当上层地基土较厚，且其承载力大于下层地基土的承载力，宜利用上层地基土作持力层。

基础埋置的深度，在满足地基稳定和变形要求的前提下适宜浅埋。除了岩石地基外，基础埋深一般不宜浅于地表以下0.5m。基础的埋置深度不宜过大，否则不仅给施工带来不便，而且会提高工程造价。影响基础埋置深度的因素很多，但归纳起来主要有四方面：一是建筑物因素，主要包括拟建建筑物的用途、结构类型、荷载的大小和性质、有无地下室、设备基础和地下管线设施、基础的型式和构造以及原有相邻建筑物的基础埋深；二是地基土体的工程地质和水文地质条件；三是地基土冻融因素，当地基土的温度低于0℃时，土中部分孔隙水将冻结而形成冻土，而温度升高又解冻，因此有些地区要考虑地基土冻胀和融陷的影响；四是场地环境因素，主要考虑气候变化、树木生长和生物活动及场地周边地理环境对基础带来的不良影响。此外，对于位于基岩上的高层建筑，其基础埋置深度还应满足抗滑要求。

最后，按工程地质条件把建筑场地划分为若干区，然后根据建筑物的特点和要求以及各区建筑的适宜性，在全场区进行建筑物的合理配置，完成整个建筑群的总体布置工作。

4) 地基的施工条件问题

在修建工业与民用建筑物基础时，一般都需要进行基坑开挖工作，尤其是高层建筑基础。当基坑在地下水毛细作用影响深度范围以上开挖时，首先遇到的是坑壁应采用多大的开挖坡角才能保持稳定，是否需要支撑和如何支撑等问题；其次是开挖坑底地下水问题。坑底以下有无承压水存在，是否会造成基坑底板隆起或被冲溃的危险；若基坑开挖到地下水位以下时，是否会产生边坡变形，或出现流砂、流土等问题。尤其是当基坑底面位于较深地下水位以下时，需要预测基坑涌水量的大小，以便在基坑开挖时，采用人工降低地下水位，并选择排水方法和排水设备。必要时，还需进行抽水试验，测定基坑地基土的渗透系数等。影响地基施工条件的主要因素是地基中岩土体的结构特征、岩土性质、水文地质条件、基坑开挖深度、开挖方法、施工速度以及坑边卸荷情况等。地基施工条件不仅会影响工程施工期限和建筑物的造价，而且对基础类型的选择起着决定性作用，因此必须予以慎重考虑。

1) 勘察的主要内容

房屋建筑与构筑物岩土工程勘察的主要内容包括以下方面：

（1） 水以及不良地质作用等，如：

① 初步查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下层的工程特性、土的应力历史和地下断裂构造的位置关系、规模、力学性质、与场地和地基利用的关系、活动性及其与区域和当地地震活动的关系。

② 岩土层的种类、成分、厚度及坡度变化等，对岩土层特别是基础下持力层（天然地基或桩基等人工地基）和下卧层的岩土工程性质，特别是黏性土层的岩土工程性质，宜从应力历史的角度进行解释与研究。

③ 在强震作用下场地与地基岩土内可能产生的不利地震效应，如饱和砂土液化、松软土震陷、斜坡滑坍、采空区地面塌陷等。

④ 潜水和承压水层的分布、水位、水质、各含水层之间的水力联系，获得必要的渗透系数等水文地质计算参数。

⑤ 滑坡或不稳定斜坡的存在，可能的危害程度。

⑥ 岩溶作用的程度及其对地基可靠性的影响。

⑦ 人为的或天然的因素引起的地面沉降、挠折、破裂或塌陷的存在及其危害等。

(2) 提供满足设计、施工所需的岩土参数，确定地基承载力，预测地基变形性状。

(3) 提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议。

(4) 提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议。

(5) 对于抗震设防烈度等于或大于6度的场地，进行场地与地基的地震效应评价。

1) 可行性研究勘察阶段

通过现场踏勘，收集区域地质、地形地貌、地震、矿产资源和文物古迹及当地和邻近地区工程建筑经验。初步查明场地的地层、构造、岩土性质、不良地质现象及水文地质等工程地质条件及其危害程度。若上述工作不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探与测绘工作，着重研究场地存在的主要工程地质问题，其比例尺一般采用1∶25000～1∶10000。

（1） 选址勘察的主要工作

选择场（厂）址勘察一般采取收集和分析研究有关资料与现场调查研究相结合的方法。在这个基础上，对拟选场地的主要工程地质条件提出评价意见。一般来说，不良地质作用发育的场地，有的不宜选为场（厂）址，有的需耗费巨资方能治理。这些问题在几个场（厂）址方案的比较中和最后确定建设地点时是必须考虑的。

这一阶段的工作重点是对拟建场地的稳定性和适宜性作出评价，其任务要求主要如下：

① 收集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料。

② 在充分收集和分析已有资料的基础上，通过踏勘了解场地地层、构造、岩性、不良地质作用及地下水等工程地质条件。

③ 当拟建场地工程地质条件复杂，已有资料不能满足要求时，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。

④ 当有2个或2个以上拟建场地时，应进行比选分析。

（2） 选址中一般应避开的地区或地段

① 不良地质作用发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁，如有大型滑坡或滑坡群，强烈发育的岩溶、塌陷、泥石流等。

② 地震基本烈度较高，可能存在地震断裂带及地震时可能发生滑坡、山崩、地陷的场地，或有分布广泛、厚度较大、埋藏浅的饱和粉细砂、粉土、淤泥和淤泥质土、冲填土、松软的人工填土场地。

③ 洪水或地下水对建筑场地有严重不良影响。

④ 地下有未开采的有价值的矿藏或未稳定的地下采空区。

2) 初步勘察阶段

初步勘察阶段主要任务是对场地内建筑地段的稳定性作出评价，并为确定建筑物总平面布置、主要建筑物地基基础工程方案及对不良地质作用的防治工程提供资料和建议。

（1） 任务与要求

① 收集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图。

② 初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件。

③ 查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并对场地的稳定性作出评价。

④ 对抗震设防烈度等于或大于6度的场地，应对场地和地基土的地震效应作出初步评价。

⑤ 季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻土深度。

⑥ 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性。

⑦ 高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。

(2) 勘探工作

初步勘察应在收集分析已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘与调查以及物探，然后进行勘探和测试工作。

① 初步勘察的勘探点、线布置应符合规范要求。

② 勘探点、线间距的确定，见表7-16。

③ 勘探孔深度的确定，见表7-16。

表7-16　初步勘察阶段勘探间距与孔深

3) 详细勘察阶段

详细勘察阶段的主要任务是针对不同建筑物或建筑群要求提供详细的岩土工程资料和设计所需的可靠岩土技术参数；应对建筑地基土作出岩土工程分析评价，并对其基础设计、地基处理、不良地质现象的防治等具体方案作出论证和建议。

详细勘察阶段的勘察要点：查明组成地基土各层岩土的类别、结构、厚度、工程特性等；计算和评价地基的稳定性和承载力；对需要进行沉降计算的建筑物提供地基变形计算参数，预测建筑物的沉降与倾斜；预测地基建筑物在施工和使用过程中可能发生的工程地质问题并提出防治建议。

详细勘察阶段勘探孔间距可根据岩土工程地质勘察等级确定。一般一级采取间距15～35m，二级采取间距25～45m，三级采取间距40～65m。勘探孔深度自基础底面算起，对按承载力计算的地基，勘探孔深度应能控制地基主要受力层。当基础底面宽度b小于5m且压缩层内无软弱下卧层时，勘探孔深度一般对条形基础为3.0～3.5b，对单独柱基为1.5b，但应有部分探孔深度不小于5m。若基础底面宽度大于5m，勘探点深度按压缩层的计算深度确定，一般应略大于地基压缩层深度。对需要进行变形验算的地基，控制性勘探孔的深度应穿过地基沉降计算深度，并考虑相邻基础的影响，其深度可按表7-17确定。若有大面积地面堆载或存在软弱下卧层，应适当加深勘探孔的深度。

表7-17　控制性勘探孔深度

注：（1） 表内数据适用于均质地基，当地基为多层土时，可根据表列数值予以调整。

（2） 圆形基础可采用直径d代替基础底面宽度b。

原状土取样和原位测试的勘探点数量应根据建筑物级别、场地面积、地基土特点和设计要求来确定，一般约占勘探点总数的1／2～2／3。对安全等级为一级的建筑物每幢不应少于3个土样，其竖向间距，在地基主要受力层内宜为1～2m；对每个场地或每幢安全等级为一级的建筑物，每一主要土层的原状土不应少于6个试样；软弱土层应适当多取，对于不厚的夹层，视其对建筑物基础的影响程度而定。当土质不均或结构松散难以采取土试样时，可采用原位测试。

4) 施工勘察阶段

施工勘察不是一个固定勘察阶段，而是在一定的需要下进行的勘察工作，其目的是配合设计、施工单位，解决与施工有关的岩土工程问题，并提供相应的勘察资料。它不仅包括施工阶段的勘察工作，还包括可能在施工完成后进行的勘察工作（如检验地基加固效果等）。

基坑或基槽开挖后，岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时，应进行施工勘察；在工程施工或使用期间，当地基土、边坡体、地下水等发生未曾估计到的变化时，应进行监测，并对工程和环境的影响进行分析评价。

对工程地质条件复杂的或有特殊施工要求的重大建筑物地基，当基槽开挖后，地质情况与原勘察资料严重不符而可能影响工程质量时，还应配合设计和施工部门进行补充性的施工阶段地质勘察工作。

施工勘察的主要工作内容有以下几种：

（1） 施工验槽。应检查核对原勘察资料，与设计、施工单位一起研究与处理地基问题。按具体情况，可进行基坑地质素描，划分及实测地层界线，查明人工填土等对地基有较大影响的地层的分布及其均匀性，调查地下水位有无变化等情况，必要时应进行补充勘探测试工作。

（2） 地基处理、加固的勘察。应根据地基处理、加固方法确定勘察内容。

（3） 深基础施工勘察。为深基础施工进行的勘察，要根据不同的施工方法确定勘察内容。

高层建筑的界定，世界各国划分的标准是不一致的。德国规定：不分建筑类型，从地面算起，建筑物高度超过22m就称为高层建筑；前苏联规定：10层以上的住宅为高层住宅；法国规定：8层以上或高度超过31m的住宅为高层住宅，20层以上就称为超高层住宅。即使同一国家对高层建筑的界定也不一致。我国新颁布的行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）规定：10层和10层以上或房屋高度大于28m的建筑物为高层建筑。

高层与超高层建筑的基础传递荷载大，且一般高层与超高层建筑设有裙楼，因此其地基附加应力分布更趋不均匀。故高层与超高层建筑一般都采用深基础，这又导致地基变形的影响范围和深度加大，对工程地质勘察工作提出更高的要求。

1） 地基承载力问题

高层与超高层建筑地基变形的范围和影响深度大，对地基承载力要求很高，因此需要选择地基承载力要求较高的岩土层作为基础的持力层。地基承载力的评价应同时满足安全、稳定和不超过容许沉降的要求。地基承载力的确定应根据地区经验、采用荷载试验、理论公式计算和其他原位测试方法综合确定。当地基土体承载力不能满足设计要求时，应进行地基处理或选用桩基础，并提出相应的设计参数。在地震烈度较高的地区，高层建筑要选择修建在相对稳定的地段，建筑场地的安全、稳定才能得到可靠的保证。

2） 变形和倾斜问题

高层与超高层建筑的重心高，荷载大，很容易产生整体横向倾斜，因此除了需要提供一般地基变形指标外，还应查明地基土在纵、横两个方向的应力分布和变形特性，以满足地基变形验算的要求。高层与超高层建筑天然地基的均匀性可按照下列标准进行评价：

（1） 当持力层层面坡度大于10%时，可视为不均匀地基，此时可采取加深基础埋深的方法，使其超过持力层最低的层面深度；否则，可采用铺设垫层加以调整。

（2） 持力层和第一下卧层在基础宽度方向上，地层厚度的差值小于0.05b（b为基础宽度）时，可视为均匀地基；当差值大于0.05b时，应计算横向倾斜是否满足要求，若不能满足要求，应采取结构或地基处理措施。

3） 基础选型问题

箱形基础、桩基础和桩箱基础是目前高层与超高层建筑基础的主要型式。

（1） 箱形基础

箱形基础主要特点是基础底面积大，埋置深，抗弯刚度大，整体性较好。当地基中土体软弱而不均匀时，选用箱基不仅可使建筑物的不均匀沉降大大减少，而且又可利用箱形空格部分作为地下室。一般高层建筑都设有1～3层地下室，有些超高层建筑，地下结构部分多达6层。地下室一般用来布置一些人防设施，存放车辆以及储存货物等。同时，它还可利用挖去的土重来补偿一部分上部附加荷载，以减少基底的附加压力，使其沉降量也相应减少。

为了减少采用箱形基础的高层建筑物可能产生的整体倾斜、倾覆或滑动，箱形基础的埋深不宜小于建筑物地面高度的1/10。在地震基本烈度较高地区还应适当加深，使建筑物的重心适当降低，提高建筑物的整体稳定性。

（2） 桩基础

桩基础包括灌注桩、预制桩、钢管桩和墩基础等。墩基础是指相对短而粗的桩基础。桩基础不仅承载力高，沉降量小而均匀，又能抵抗上拔力、机器震动或机械动力，而且不存在基坑开挖放坡和基坑排水等问题。它适用于上覆软弱土层较厚的地基，或地基上部为季节变化的冻胀性或膨胀性等土层，而其下部适宜深度处有承载力较大的持力层。因此，可根据地基的工程地质特性和施工条件，选择合适的桩基类型。有时虽然上部土层地基强度较高，但考虑到高层与超高层建筑的重要性，对地基不允许有过大的沉降或对不均匀沉降非常敏感等因素，兼顾经济合理性和成熟的施工技术经验也常选用桩基。

当采用桩基，其勘探点的布置应控制持力层层面坡度、厚度及岩土性状，其间距对于端承桩宜为12～24m，对于摩擦桩宜为20～35m，相邻勘探点的持力层层面坡度不应超过10%，当层面高差或岩土性质变化较大时钻孔应适当加密；荷载较大或岩土地质条件复杂地基的一柱一桩工程，每个柱桩基础应布置1个勘探点。当需要计算沉降时，应取勘探孔总数的1／3～1／2作为控制性孔，其深度应达到压缩层计算深度或桩端以下取基础底面宽度的1.0～1.5倍，一般性勘探孔深度应进入持力层3～5m，大直径桩或墩，其勘探孔深度应达到桩端下桩径的3倍。

（3） 桩箱基础

当单独采用上述任一种基础都满足不了高层建筑对地基强度和变形的要求，或不够经济或施工有困难时，则可采用箱基底下再加桩基础的桩箱基础。桩箱基础不仅具有箱形基础可作为地下室等优点，而且也兼有桩基础承载力高、变形沉降小的特性。但施工复杂，造价较高，可根据建筑物的要求和建筑场地的工程地质条件酌情考虑选用。

无论采用何种基础方案，必须结合上部结构和建筑物的特点，分析预估地基在施工过程中和建筑物建成后使用期间的变形，研究在施工和建成后可能引起地基土性质的变化及其产生的后果，并提出预防措施。

4） 深基坑开挖和环境问题

当高层与超高层建筑基础采用箱形基础时，必须进行深基坑开挖。深基坑开挖将引起一系列岩土工程问题。如基坑开挖放坡所形成的深基坑边坡的稳定性和支护问题；基坑卸载回弹对地基的强度和变形的影响问题；地下水水位较高时，人工降低水位可能引起的基坑稳定性问题和地下室的防水等。

高层与超高层建筑往往位于城市繁华地带，在基坑施工过程中，基坑边坡的城市道路、地下管线和其他城市生命线以及周围邻近建筑物的影响问题必须充分考虑，否则破坏后果不堪设想。

5） 抗震设计问题

高层与超高层建筑对抗震设防要求高。在地震烈度大于或等于6度的地区，应对场地土类型、建筑场地类型作出判断；在地震烈度大于或等于7度的强震地区，应对地层断裂错动、地基土液化、震陷、震动强度、地震影响系数等进行详细分析、论证和判定，并对整个场地的稳定性作出明确的结论。

高层与超高层建筑地质勘察一般是在城市详细规划的基础上进行的，其勘察阶段分为初步勘察和详细勘察两阶段。

1） 初步勘察阶段

初步勘察阶段的任务就是对高层与超高层建筑场地的适宜性和地基稳定性作出明确结论，为确定高层与超高层建筑物的规模、平面造型、地下室层数以及基础类型等提供可靠的地质资料。

首先，收集和利用城市规划中已有的气候（特别是风向和风力）、工程地质和水文地质等资料。着重研究地质环境中的地震以及地基中是否存在软弱土层和其他不稳定因素。在地震烈度较高地区，必须查明地基中可能液化土层埋深及分布情况，并提供有关抗震设计所需的参数。对每一建筑场地的勘探孔数为3～5个，孔距不小于30m，保证每一幢单独高层或超高层建筑不少于1个勘探孔，并应连成纵贯场地而平行地质地形变化最大方向的勘探线，以便作出能说明地质变化规律的工程地质剖面图。

其次，对关键性的软弱土层作少量试验工作，初步确定其工程地质性质。

2） 详细勘察阶段

详细勘察阶段的目的是为高层与超高层建筑基础设计和施工方案提供准确的定量指标和计算参数。

详细勘察阶段需进行大量的钻探和室内试验，并进行大型现场原位测试。

勘探工作以钻探为主，适当布置一些坑槽和浅井。勘探坑孔按网格布置以便能制图。

根据新颁布的行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》（JGJ 72—2004）的规定：对勘察等级为甲级的高层建筑应在中心点或电梯井、核心筒部位布设勘探点（勘察等级的划分可查该新规范）。单幢高层或超高层建筑勘探点的数量，对勘察等级为甲级的不应少于5个，乙级不应少于4个。控制性勘探点的数量不应少于勘探点总数的1/3且不少于2个。相邻的高层建筑，勘探点可相互共用。箱形基础探孔的间距，一般根据地层的变化和建筑物的具体要求而定，通常为15～35m，孔的深度是从箱基底面算起；若遇基岩、硬土或软土时，孔深可适当减小或增大。桩基础探孔的间距，一般根据桩端持力层顶板起伏情况而定。当其起伏不大时，孔距为12～24m。否则，应适当加密，甚至按每桩一孔布置。控制孔的深度，自预定桩端深度算起再往下与群桩相当的实体基础宽度的0.5～2倍。

高层与超高层建筑对抗震、抗风等有较高要求，因此在室内试验中，除了对地基土进行一定数量的常规物理力学试验外，采用箱形基础时还要做前期固结压力试验以及反复加、卸荷载的固结试验，为估算基底土层回弹提供参数；同时，还要在加载和卸载条件下测定弹性模量以及无侧限抗压强度。在高地震烈度地区，还要做动三轴试验，求得动剪切模量、动阻尼比等，为抗震设计提供动力参数。室内试验中所需原状土样的采取数量，对箱形基础和桩基础的持力层以及摩擦桩所穿过的各土层，每层取原状土样不少于8个；对端承桩及爆扩桩的持力层以上各上覆层和箱形基础底面以上各土层以及下卧层等各土层的测试数量可适当减少，每层取原状土样1～2个。

在高层与超高层建筑物基础的关键部位，一般需要进行现场原位试验，如静载荷试验、静力触探、标准贯入试验、波速试验、十字板剪切试验、回弹测试和基底接触反力测试等，以校核室内试验的成果。采用箱形基础时还要测定地基土中地下水位以下至设计箱形基础底面附近各土层的渗透系数。桩基础需做压桩试验，确定其抗压承载力和沉降；做抗拔试验，求得其抗拔力及验证单桩的桩侧摩擦阻力；有时也要做桩的水平承载力试验，了解其水平承载力。必要时，还要做单桩或群桩刚度试验，求其刚度系数及阻尼比。

对具有重大科研意义的高层与超高层建筑，还必须进行基础的沉降、建筑物整体倾斜、水平位移以及裂缝等的现场长期观测。

道路是陆地上绵延长度极大的线形构筑物。一般意义上的道路是指公路和铁路。道路结构由3类构筑物所组成：第一类为路基，是道路的主体构筑物，包括路堤和路堑；第二类为桥隧，如桥梁、隧道、涵洞等，是为了使道路跨越河流、山谷、不良地质现象地段和穿越高山峻岭或路线从河、湖、海底下通过；第三类是防护构筑物，如明洞、挡土墙、护坡、排水盲沟等。在不同的道路中，各类构筑物的比例也不同，主要取决于路线所经地区工程地质条件的复杂程度。

1) 道路工程地质勘察的目的和任务

(1) 查明各条路线方案的主要工程地质条件，合理确定路线布设，重点调查对路线方案与路线布设起控制作用的地质问题。

(2) 沿线土质地质调查。根据选定的路线方案和确定的路线位置，对中线两侧一定范围的地带进行详细的工程地质勘察，为路基路面的设计和施工提供可靠资料。

(3) 查明填方地段所用路基填筑材料的变形和强度性质，充分发掘、改造和利用沿线的一切就近材料。

2) 线路的基本类型及其特点

(1) 河谷线

优点是坡度缓，线路顺直，工程简易，施工方便。但在平原河谷选线常遇有洪水冲毁的危害；而丘陵河谷的坡度大，阶地常不连续，河流、泥石流冲刷或淹埋线路，遇支流时需修较大桥梁；山区河谷，弯曲陡峭，不良地质现象发育，桥隧工程量大。

(2) 山脊线

地形平坦，挖方量少，无洪水，桥隧工程量少。但山脊宽度小，不便于工程布置和施工。有时地形不平，地质条件复杂。若山脊全为土体组成，则需外运道渣。

(3) 山坡线

可以选任意线路坡度，路基多采用半填半挖。但线路曲折，土石方量大，桥隧工程多。

(4) 越岭线

能通过巨大山脉，降低坡度和缩短距离。但地形崎岖，展线复杂，不良地质现象发育，要选择适宜的垭口通过。

(5) 跨谷线

需造桥跨过河谷或山谷，其优点是缩短线路和降低坡度。但工程量大，费用高，需选择河面窄、河道顺直、两岸岩体稳定的地方通过。

在选线中，经过技术经济比较，选出最优方案。线路一经选定，对今后的运营可以带来长期而深远的影响，一旦发现问题再改线，即使局部改线，也会造成很大的浪费。因此，选线的任务是繁重的，技术上是复杂的，必须全面而慎重地考虑。

路基是道路的主体构筑物。道路的工程地质问题主要是路基工程地质问题。在平原地区比较简单，路基工程地质问题较少。但在丘陵和山区，尤其是在地形起伏较大的山区修建道路时，往往需要通过高填或深挖才能满足线路最大纵向坡度的要求。因此，路基的主要工程地质问题是路基边坡稳定性问题、路基基底稳定性问题、路基土冻害问题以及天然构筑材料问题等。

1) 路基边坡稳定性问题

边坡都具有一定的坡度和高度，边坡岩土体均处于一定的应力状态，在重力作用、河流的冲刷或工程的影响下，边坡发生不同形式的变形与破坏。其破坏形式主要表现为滑坡和崩塌。路堑边坡不仅可能产生滑坡，而且在一定条件下，还能引起古滑坡复活。当施工开挖使其滑动面临空时，易引起处于休止阶段的古滑坡重新活动，造成滑坡灾害。滑坡对路基的危害程度主要取决于滑坡的性质、规模，滑体中含水情况，以及滑动面的倾斜程度。

2) 路基基底稳定性问题

路基基底稳定性多发生于填方路堤地段，其主要表现形式为滑移、挤出和塌陷。一般路堤和高填路堤对路基基底的要求是要有足够的承载力，它不仅要承受车辆在运营中产生的动荷载，而且还要承受很大的填土压力。基底土的变形性质和变形量的大小主要取决于基底土的物理力学性质、基底面的倾斜程度、软弱夹层或软弱结构面的性质与产状等。当高填路堤通过河漫滩或阶地时，若基底下分布有饱水厚层淤泥，往往使基底产生挤出变形。路基基底若为不良土，应进行路基处理或架桥通过或改线绕避等。

3) 路基土冻害问题

路基土冻害包括冬季路基土体因冻结作用而引起路面冻胀和春季因融化作用使路基翻浆。冻胀和冻融都会使路基土强度发生极大改变而产生破坏，危害道路的安全和正常使用。

路基土冻害具有季节性。冬季，在低气温长期作用下，路基土中水的冻结作用使土体体积增大而产生路基隆起现象；春季，地表冰层融化较早，而下层尚未解冻，融化层的水分难以下渗，致使上层土的含水量增大而软化，强度显著降低。在外荷载作用下，路基出现翻浆现象。翻浆对铁路影响较小，但对公路的危害比较明显。

防止路基土冻害的措施有：铺设毛细割断层，以断绝补给水源；把粉粘粒含量较高的冻胀性土置换为粒粗、分散的砂砾石抗冻胀性土；采用纵横盲沟和竖井，排除地表水，降低地下水位，减少路基土的含水量；提高路基标高；修筑隔热层。

4) 天然构筑材料问题

路基工程需要天然构筑材料的种类较多，包括道砟、土料、片石、砂和碎石等。它不仅在数量上需求量较大，而且要求各种构筑材料产地最好沿线两侧零散分布。在山区、平原和软岩山区，常常找不到强度符合要求的填料、护坡片石和道砟等。因此，寻找符合要求的天然构筑材料有时成为道路选线的关键性问题，常常被迫采用高桥代替高路堤的设计方案，提高了道路的造价。

道路工程地质勘察分为选线勘察阶段、定线勘察阶段、定测勘察阶段。

1) 选线勘察阶段

选线勘察阶段工作任务主要是按照规划指定道路起讫点及所经地区修建道路可能性，选出几个较好的线路方案。主要了解在线路方向垂直的3～5km宽度内存在多少较严重影响道路稳定安全的工程地质条件。勘察方法是尽量收集和利用拟建路段已有的地理、地形、地貌、地质、地震、水文气象等资料进行分析研究，以调查为主，必要时进行工程地质勘察工作。

2) 定线勘察阶段

定线勘察阶段是在选线方案的基础上，确定一条经济合理、技术可行的线路。一般是在初选路线宽度500m范围内进行较大比例尺的补充测绘工作。重点查明与选择路线方案和确定路线走向有关的不良工程地质条件，分析评价其对工程稳定、施工条件和安全及营运养护的长期影响，合理选定路线方案。

3) 定测勘察阶段

定测勘察阶段的主要工作任务是在已经确定的线路上，详细查明沿线的地质构造，岩土类别，土的物理力学性质，基岩风化情况，地下水埋深、变化规律和地表水活动情况。分析路基基底的稳定性，提供填方路段土石料的强度指标及变形、填土及路堑边坡坡度允许值；对已确定存在不稳定的斜坡路堤采取的处理方案，对地层可能滑动的岩土界面进行测试并掌握其各种物理力学指标，重点是抗剪、抗滑指标，以满足工程设计的要求。

桥梁是道路跨越河流、山谷或不良地质现象发育地段等而修建的构筑物。桥梁是道路工程中的重要组成部分，也是道路选线时考虑的重要因素之一，大、中型桥梁的桥位大多是方案比较选线的控制因素。桥梁工程的特点是通过桥台和桥墩把桥梁上的荷载，如桥梁本身自重、车辆和人行荷载传递到地基中去。桥梁工程一般建造在沟谷和江河湖海上，这些地区本身工程地质条件就比较复杂，加之桥台和桥墩的基础需要深挖埋设，因此也造成一些更为复杂的工程地质问题。

按照承载能力极限状态设计时，交通部规范《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004）根据桥涵结构破坏可能产生的后果的严重程度将其划分为3个设计等级，见表7-18所示。

表7-18　公路桥涵结构的设计安全等级

表7-18中冠以“重要”的大桥和小桥，系指高速公路和一级公路、国防公路及城市附近繁忙公路上的桥梁；特大桥、大桥、中桥、小桥的划分，应按《公路桥涵通用设计规范》（JTG D60—2004）规定的单孔跨径确定，见表7-19所示。

表7-19　公路桥涵结构的设计安全等级

注：（1） 单孔跨径系指标准跨径。

（2） 梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两岸桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。

（3） 管涵或箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。

（4） 标准跨径：梁式桥、板式桥以两相邻桥墩中线之间桥中心线长度或桥墩中线与桥台台背前缘之间中心线长度为准；拱式桥和涵洞以净跨径为准。

桥梁的主要工程地质问题集中于桥墩和桥台，包括桥墩和桥台地基稳定性、桥台的偏心受压、桥墩和桥台地基基础的冲刷问题等。

1) 桥墩和桥台的地基稳定性

桥墩和桥台地基稳定性主要取决于桥墩和桥台地基中岩土体的承载力。它是桥梁设计的重要力学参数之一，对选择桥梁的基础和确定桥型起决定性作用，并且影响工程造价。

桥墩和桥台的基底面积虽然不大，但是由于桥梁工程处于地质条件比较复杂地段，不良地质现象严重影响桥基的稳定性。如在溪谷沟底、河流阶地、古河湾及古老洪积扇等处修建桥墩和桥台时，往往遇到强度很低的饱水淤泥和淤泥质软土层，有时也遇到较大的断层破碎带，近期活动的断裂，或基岩面高低不平，风化深槽，软弱夹层，或深埋的古滑坡等地段。这些均能使桥墩台基础产生过大沉降或不均匀下沉，甚至造成整体滑动。

2) 桥台的偏心受压

桥台除了承受垂直压力外，还承受岸坡的侧向主动土压力。在有滑坡的情况下，还受到滑坡的水平推力作用，使桥台基底总是处于偏心荷载状态下。桥台的偏心荷载，由于车辆在桥梁上行驶突然中断而产生，这种作用对桥台的稳定性影响很大。

3) 桥墩和桥台地基基础的冲刷

桥墩和桥台的修建，使原来的河槽过水断面减小，局部增大了河水流速，改变了流态，对其地基基础产生强烈冲刷。有时可把河床中的松散沉积物局部或全部冲走，进而冲刷桥墩和桥台的地基和基础，严重影响其安全。

桥梁工程地质勘察一般包括两项内容：一是对各比较方案进行调查，配合路线，选择地质条件比较好的桥位；二是对选定的桥位进行详细的工程地质勘察，为桥梁及其附属工程的设计和施工提供地质资料。

1) 初步设计勘察阶段

初步设计勘察阶段的目的在于查明桥址各线路方案的工程地质条件，并对建桥适宜性和稳定性有关的工程地质条件作出结论性评价，为选择最优方案、初步论证桥梁基础类型和施工方法提供必要的工程地质资料。此阶段的勘察要点是：

(1) 查明河谷的地质及地貌特征，覆盖岩土层的性质、结构和厚度，基岩的地质构造、性质和埋藏深度。

(2) 确定桥梁基础范围内的基岩类型，获取其强度指标和变形参数。

(3) 阐明桥址区内第四纪沉积物及基岩中含水层状况、水头高以及地下水的侵蚀性，并进行抽水试验，研究岩石的渗透性。

(4) 论述滑坡及岸边冲刷对桥址区内岸坡稳定性的影响，查明河床下岩溶发育情况及区域地震基本烈度等问题。

2) 施工设计勘察阶段

施工设计勘察阶段是为选定的桥址方案提供桥墩和桥台施工设计所需要的工程地质资料。该阶段的勘察要点是：

(1) 探明桥墩和桥台地基的覆盖层及基岩风化层的厚度、岩体的风化与构造破碎程度、软弱夹层情况和地下水状态；测试岩土的物理力学性质，提供地基的基本承载力、桩壁摩阻力、钻孔桩极限摩阻力，为最终确定桥墩和桥台基础埋置深度提供地质依据。

(2) 提供地基附加应力分布线计算深度内各类岩石的强度指标和变形参数，提出地基承载力参考值。

(3) 查明水文地质条件对桥墩和桥台地基基础稳定性的影响。

(4) 查明各种不良工程地质作用对桥梁施工过程和成桥后的不利影响，并提出预防和处理措施的建议。

思考题

1． 工程地质勘察一般分为几个阶段？

2． 简述工业与民用建筑遇到的主要工程地质问题。

3． 简述常用的工程地质勘探手段。

4． 岩土工程勘察应查明的工程地质条件有哪些？

5． 我国现行的岩土工程勘察规范有哪些？在实际工程中如何选用？

6． 岩土工程勘察报告应包括哪些内容?