岩土工程勘察基本技术方法

第一章岩土工程勘察基本技术方法（6学时）§1-1 工程地质测绘与调查（一）概述工程地质测绘与调查俗称工程地质填图，它是为了查明拟建场地及其邻近地段的工程地质条件而进行的一项调查研究工作。

其本质就是运用地质、工程地质理论和技术方法，对与工程建设有关的各种地表地质现象进行详细的观察和描述，并将其中的地貌、地层岩性、构造、不良地质作用等界线以及井、泉、不良地质作用等的位置按一定的比例填绘在地形底图上，然后绘制成工程地质图件。

通过这些图件分析各种地表地质现象的性质与规律，推测地下地质情况。

再结合工程建设的要求，对拟建场地的稳定性和适宜性作出初步评价。

进而为场地选择、勘探、试验等工作的布置提供依据。

因此，工程地质测绘与调查是岩土工程勘察中的一项基础性工作。

也是岩土工程勘察工作中，尤其是初级岩土工程勘察工作中最常用的一种基本工作方法。

工程地质测绘与调查的特点是可在较短时间内查明广大地区的主要工程地质条件，不需复杂的设备，大量资金和材料。

因此，一般在可行性研究（选址）阶段或初步设计阶段岩土工程勘察中进行，在详细勘察阶段一般不进行此项工作。

但如果为了研究某一个或几个专门性的问题而必须进行时，则可在初步勘察阶段工程地质测绘与调查基础上作必要的补充即可。

工程地质测绘与调查的内容一般应包括工程地质条件的各个方面，即包括地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、不良地质作用以及天然建筑材料等。

在实际工作中究竟要做哪些内容的测绘与调查则主要根据具体建筑物的要求以及测区的工作和研究程度而定。

凡与工程建设密切相关的内容应重点调查，而与工程建设关系不大或无关的内容则可粗略些，甚至不予研究。

如果测区的工程地质工作与研究程度较高，某些方面的内容可通过资料收集便可得到的，在测绘时就不再需要进行这方面的工作。

（二）工程地质测绘的技术要求从客观上讲，工程地质测绘与调查质量的高低在很大程度上取决于测区的自然条件。

当测区切割强烈，岩层出露条件良好，地貌形态完整，井、泉出露充分时，就可较全面地查明测区地表的地层岩性、地貌特征、地质构造和水文地质条件等，较好地得到岩土物理力学性质形成和空间变化的初步概念，通过分析可对地下地质情况有一个比较准确的推断，测绘质量就会高些。

反之，当测区植被发育，岩层出露条件很差，地貌形态不清，井、泉地下水出露很少时，测绘质量必然会有所降低。

这些客观条件是人为因素难以改变的，但为了保证测绘质量能满足工程建设的需要，在主观上可以采用一定的技术措施来提高测绘的质量。

1 工程地质测绘比例尺的选择一般而言，工程地质测绘比例尺越大，图中所能表示的各种地质内容便越详细，位置越具体，质量越容易得到保证。

但所需的测绘工作量也越多，越不经济。

因此，如何选择一个正确的比例尺，使测绘成果既能满足工程建筑对地质的要求，同时又最经济，便成为工程地质测绘与调查工作中必须首先解决的问题之一。

工程建筑对地质条件研究程度的要求主要取决于设计阶段。

在工程设计的初级阶段，属于规划选点性质，往往有若干个比较方案，建筑场地的位置并不具体，测绘范围较大，对地质条件的研究程度要求不高，因此，可选用较小的比例尺以节省测绘工作量。

随着设计阶段的提高，建筑场地的位置越来越具体，测绘范围越来越小，对地质条件研究程度的要求越来越高，所选用的比例尺也将越来越大。

在同一设计阶段，测绘比例尺的选择取决于测区工程地质条件的复杂程度和建筑物的类型、规模及其重要性。

地质条件复杂、建筑物规模大而重要者，就需选择较大的比例尺。

因此，工程地质测绘比例尺选择的基本原则是：（1）与勘察阶段相适应。

初级阶段，采用较小比例尺，高级阶段，采用较大比例尺。

（2）充分考虑测区工程地质条件的复杂程度，建筑物的类型、规模及其重要性。

具体来说就是：（1）可行性研究勘察阶段，可选用1﹕5000~1﹕50000。

（2）初步勘察阶段，可选用1﹕2000~1﹕10000。

（3）详细勘察阶段，可选用1﹕500~1﹕2000。

条件复杂时，比例尺可适当放大。

2 工程地质测绘范围的确定一般而言，测绘范围越大，越有利于对各种地质现象的分析与推断，对岩土工程问题的分析评价质量有所提高，但测绘工作量也较大；测绘范围越小，测绘工作量越小，但范围过小，又不能满足岩土工程问题分析评价对地质条件的要求。

因此，如何选择一个恰当的测绘范围，是工程地质测绘工作必须解决的另外一个问题。

工程地质测绘范围确定的原则是：既要能解决实际工程地质问题，又不浪费测绘工作量。

一般略比拟建场地范围大一些，包括拟建场地及其邻近地段。

具体应考虑以下三个方面：（1）建筑物的类型与规模：不同类型与规模的建筑物，与自然地质条件相互作用的规模与强度也不相同，所要解决的岩土工程问题也不相同，因此测绘范围的大小也不相同。

但其范围均应以建筑物为中心，包括邻近地段。

（2）设计阶段：初级设计阶段，要做多方案比较，范围较大；高级设计阶段，建筑位置已定，范围较小。

（3）工程地质条件的复杂程度：包含两种情况，一种是建筑场区范围内工程地质条件非常复杂，如构造形态复杂，地层零乱，岩溶发育等；另一种是建筑场区范围内工程地质条件并不复杂，但邻近地区存在有不良地质作用的影响，如建筑场区邻近存在有滑坡、泥石流、活动性断裂等。

这两种情况都直接影响建筑场区的区域稳定性和地基稳定性，仅在一个较小的范围内进行测绘是难以查清的。

为了获取足够的资料进行岩土工程评价，就必然根据具体情况扩大测绘范围。

例如对于泥石流，测绘范围不仅包括与工程建筑有关的堆积区，还应包括远离建筑场区的流通区和形成区。

3工程地质测绘精度要求工程地质测绘精度是指在测绘过程中对野外各种地质现象进行观察、描述的详细程度及其在图上表示的详细和准确程度。

工程地质测绘精度主要根据编制工程地质图以及对主要岩土工程地质问题的分析评价要求来确定。

它主要包括三个方面：填图单元的最小尺寸；各种界线在图上标绘时的误差大小；对各种自然地质现象观察描述的详细程度。

（1）测绘填图时所划分的填图单元应尽量细微。

填图单元的最小尺寸一般为图上的2mm，即凡是在图上大于2mm的地质体，都应标在图上。

根据这一规定，最小填图单元的实际尺寸应为2mm乘以填图比例尺的分母。

对出露宽度小于最小填图单元实际尺寸的地质体，一般情况下可不标绘在图上（但应有观察描述记录），但对那些对工程建筑的安全稳定有重要影响的单元体，其实际尺寸即使在图上小于2mm，也应采用扩大比例尺将其标绘在图上。

（2）观测点及各种填图单元界线要准确地标绘在图上。

要求在建筑地段其标绘误差不超过3mm，其他地段标绘误差不超过5mm。

（3）对野外各种地质现象的观察描述要尽量详细。

其详细程度是以每平方公里的观测点数和观测路线长度来控制的。

其数量目前认为，观测点、线间距在图上宜为2~5cm。

也可根据地质条件的复杂程度并结合对具体工程的影响适当加密或放宽。

为了达到精度要求，现场测绘时所采用的工作底图比例尺可比提交的成图比例尺大一级，待工作结束后再缩成提交成图的比例尺。

（三）工程地质测绘的研究内容概括地说，工程地质测绘与调查的研究内容一般应包括工程地质条件的各个方面，即地层岩性、地形地貌、地质构造、水文地质条件、不良地质作用以及天然建筑材料等。

1 对地层岩性的研究其内容主要包括：综合分层，以确定填图单元；确定地层层序、分布规律等；调查了解各地层的工程地质性质与特征；描述各地层的岩性。

2 对地形地貌条件的研究其内容主要包括：查明地形地貌的分布和形态特征，划分地貌单元；测量或调查微地貌形态，描述其特征，调查其分布情况；查明地貌与岩性、地层、构造、不良地质作用、第四纪堆积物的关系以及余地表水、地下水的关系；分析、确定地貌的成因类型。

3 对地质构造的研究除特大型工程的区域性工程地质测绘外，一般工程建设的工程地质测绘均侧重于对小范围地质构造的研究，即所谓“小构造”问题，包括小构造变形、断裂构造和节理裂隙等。

因为这些“小构造”直接控制着岩体的完整性、强度和透水性，是评价工程岩体稳定性的重要依据。

其内容主要包括：岩体结构类型及其所属的构造体系；各类结构面（尤其是软弱结构面）的产状和性质（尤其是力学性质）；岩、土接触面和软弱夹层的特性；新构造运动的形迹及其与地震活动的关系等。

4 对水文地质条件的研究主要目的是为了研究与解决与地下水活动有关的岩土工程问题，或研究与地下水活动有关的不良地质作用。

其内容主要包括：含水层与隔水层的分布；地下水的类型、补给来源、迳流与排泄条件；含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况；含水层的构造、富水性及其与地表水体的关系；测区井、泉的位置、水质、水量、水位及其动态变化。

同时还应收集测区水文、气象、植被、土的标准冻深等资料，调查最高洪水位及其发生时间、淹没范围等。

5 对不良地质作用的研究不良地质作用是指由地球内力或外力产生的对工程可能造成危害的地质作用，如岩溶、土洞、塌陷、滑坡、崩塌、泥石流、地震、断裂、潜蚀、岸边冲刷、地面沉降等。

其主要研究内容包括：调查与研究各种不良地质作用的分布位置、形态特征、规模、类型及其发育程度；调查与研究各种不良地质作用的形成机制、发展与演变趋势；调查与研究各种不良地质作用对工程建设的影响与危害。

同时还应调查人类活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水以及水库诱发地震等。

6 对天然建筑材料的研究大型水利枢纽、道路以及国防工程等的兴建，往往需消耗大量工程建筑材料，因此，在建筑场区及其附近有无足够的天然建筑材料，将直接影响到工程的造价，有时甚至还决定到工程的选址或建筑类型的选择。

因此，对这些工程，在进行工程地质测绘时，必须对天然建筑材料进行调查与研究。

其内容主要包括：块石料；砂石料；土料；天然建筑材料的开采与运输条件；天然建筑材料的储量计算等。

此外，在工程地质测绘过程中，还应注意调查与研究测区已有建筑物的变形、地区建筑经验等。

（四）工程地质测绘的一般程序及基本工作方法1 工程地质测绘的一般程序工程地质测绘一般分为三个阶段，即准备阶段、现场测绘阶段和室内资料整理阶段。

准备阶段主要是开展和做好测绘前的准备工作，这些工作主要有：收集和研究资料；现场踏勘；编制工程地质测绘纲要。

现场测绘阶段主要就是根据测绘任务和测绘纲要的要求，全面开展野外工程地质测绘与调查工作，以查明测区的工程地质条件。

室内资料整理阶段主要就是对野外测绘资料进行校审、整理与分析，编制工程地质图件和工程地质测绘报告书。

2 工程地质测绘的基本工作方法工程地质测绘的基本工作方法主要有三种：路线穿越法、界线追索法和布点控制法。

（1）路线穿越法：就是沿着一定的路线，穿越测绘场地，把走过的路线正确地描绘在地形图上，并沿途详细观察地质情况，把各种地质界线、地貌界线、地质构造线、岩层产状及各种不良地质作用等标绘在地形图上。