工程地質振動液化

A. 工程地質學的主要內容（作者：石證明)

不是幾字能說清的，你自己去查吧 ，推薦《專門工程地質學》

B. 「土體液化」是什麼意思

土體液化現象是指地震引起的振動使飽和砂土或粉土趨於密實，導致孔隙水壓力急劇增加。在地震作用的短暫時間內，這種急劇上升的孔隙水壓力來不及消散，使有效應力減小，當有效應力完全消失時，砂土顆粒局部或全部處於懸浮狀態。此時，土體抗剪強度等於零，形成「液體」現象。

液化現象分類：

1、微觀液化(micro liquefaction)。通常是指在試驗室利用動三軸、動單剪或動扭剪儀來模擬土體中一個初始狀態已知的單元體在受循環荷載作用後所產生的液化現象。

2、宏觀液化(macro liquefaction)。通常是指在工程場地發生的宏觀液化破壞現象，如液化引起地基的噴砂冒水、地面下沉、側向位移、建築物傾斜或傾倒、地中構築物上浮、震後土坡的滯後滑動等。

3、滲流液化(seepage liquefaction)。泛指所有由於滲流作用而引起的土液化現象。發生滲流液化之處水力梯度達到臨界水力梯度，土體的有效應力為零，符合液化的物態轉變條件。

滲流液化有些與地震無關，有些則與地震有關，前者如岸邊、壩下游或基坑開挖過程中可能發生的流砂現象，後者如地震引起的地表噴砂冒水(砂沸)以及土坡的滯後滑動。

(2)工程地質振動液化擴展閱讀：

中國是一個多地震國家，也是世界上地震災害最嚴重的國家 ，地震經常威脅著工程安全。中國正處在新的地震活躍期，地震發生頻率增大，這對中國正在蓬勃發展的基礎設施建設構成了嚴重威脅。

因此，在地震多發地區修建建築物或構築物，必須對可能液化土體進行處理。工程上採用的抗震措施一般分為兩種，一種是全部消除地基液化沉陷措施，二是部分消除地基液化沉陷措施。根據建築物的重要性、地基的液化等級，結合具體情況綜合確定選擇全部或部分消除液化沉陷。

綜合各種法的性質和抗震的機理，地基液化的措施大致分為三類：

1、採用樁基礎（非摩擦樁）或者是深基礎避開液化土層，這類方法能完全消除地基液化沉陷造成的危害。

2、採用擠密法：強夯法；振沖加密法；擠密碎石樁法等。

3、擠密碎石樁法 砂石樁法主要通過擠密、排水減壓和砂基預震來提高地基承載力，減小沉降。

C. CFG樁可以處理砂層液化問題嗎

可以處理液化地基，但不是最理想的辦法。其實解決液化問題的最好的途徑是才液化土層內設置比液化土更快的排水條件即可，如碎石樁。

D. 如何判定土的液化

土體抗剪強度等於零是判定土地液化的標准。

土體液化現象的原因:在地震引起的振動使飽和砂土或粉土趨於密實，導致孔隙水壓力急劇增加。

在地震作用的短暫時間內，這種急劇上升的孔隙水壓力來不及消散，使有效應力減小，當有效應力完全消失時，砂土顆粒局部或全部處於懸浮狀態。

(4)工程地質振動液化擴展閱讀:

土地液化分為微觀液化、宏觀液化與滲流液化。

(1)微觀液化(micro liquefaction)。通常是指在試驗室利用動三軸、動單剪或動扭剪儀來模擬土體中一個初始狀態已知的單元體在受循環荷載作用後所產生的液化現象。

(2)宏觀液化(macro liquefaction)。通常是指在工程場地發生的宏觀液化破壞現象，如液化引起地基的噴砂冒水、地面下沉、側向位移、建築物傾斜或傾倒、地中構築物上浮、震後土坡的滯後滑動等。

(3)滲流液化(seepage liquefaction)。泛指所有由於滲流作用而引起的土液化現象。發生滲流液化之處水力梯度達到臨界水力梯度，土體的有效應力為零，符合液化的物態轉變條件。

滲流液化有些與地震無關，有些則與地震有關，前者如岸邊、壩下游或基坑開挖過程中可能發生的流砂現象，後者如地震引起的地表噴砂冒水(砂沸)以及土坡的滯後滑動。

E. 飽和砂土地震液化怎樣計算

飽和砂土地震液化研究方法概述

時間：2006-12-13

【摘 要】國內外研究人員在砂土液化機理、影響因素和判別方法等方面進行了深入的研究，取得了一定的成果。本文概述了廣泛使用的砂土液化判別方法，評述了其優缺點，重點介紹了判別砂土液化新方法的研究動態。

【關鍵詞】飽和砂土液化；動力分析方法；可視化評價模型；人工神經網路；BP演算法

1 研究砂土地震液化的意義

1960年以來，世界范圍內地震活動頻繁，特別是1964年日本新瀉地震、美國阿拉斯加地震引起的飽和砂土液化和地基失效，造成結構大規模破壞。地震引起的砂土液化，使地基部分喪失承載力和產生不均勻沉降，導致房屋開裂或傾斜，甚至使地基和邊坡滑移、房屋傾倒，給人類帶來巨大災難。因此，進一步深入研究砂土液化機理、影響因素以及准確判別土基地液化及危害程度預測顯得特別重要。

2 砂土液化的概念

「液化」一詞的定義比較多，也略有不同，但不存在原則上的分歧。例如：1978年美國土木工程師協會岩土工程分會土動力學委員會對「液化」一詞的定義就是「液化—將任何物質轉變為液態的作用或過程」；美國的Seed H.B.對土液化的概念性解釋為「峰值循環孔隙水壓力比（峰值循環孔隙水壓力與初始有效約束壓力之比）到達100%的初始液化」；汪聞韶給無粘性土液化的定義是「物質從固體狀態轉化為液體狀態的行為和過程」，稱為「液化」。宏觀上表現為土體出現類似液體的狀態。土體液化主要在飽和無粘性土或稍具粘性的土中發生。在不排水條件下，在重復或單方向的荷載作用下，其超孔隙水壓力增加，有效應力減小，抗剪強度降低甚至消失，由固體狀態轉變為液體狀態。

3 砂土液化的研究現狀

3.1 震動液化的機理

地基液化的震害現象早己為人熟知，強烈液化的宏觀標志是「噴水冒砂」和建築物嚴重沉降、失穩。但對液化機理的認識，卻有兩種明顯不同的觀點。

一種觀點從液化的應力狀態出發，液化條件為土的法向有效應力σ´＝0，土不具有任何抵抗剪切的能力。這種觀點以Seed為代表。當土在動荷作用下的任何一個瞬間開始出現這種應力狀態時，即認為土達到了初始液化狀態。此後，在往返荷載的持續作用下，輪番出現初始液化狀態，表現出土的往返活動性，使土的動變形逐漸積累，最後出現土的整體強度破壞或超過實際容許值的變形失穩。這種過程均需有初始液化狀態的出現，否則將不會有液化破壞。從這一觀點出發，液化的研究將著重於確定飽和砂土達到初始液化的可能性及其范圍，同時視初始液化的點或范圍內的土具有零強度值，來分析土體的應力、應變以及穩定性。

另一種觀點從土體位移，變形的角度出發，不必達到初始液化的應力條件。土體由於結構破壞和孔壓上升而引起的強弱化，出現具有液化狀態的流動破壞，就認為土體已經液化。這種觀點以Castro,Robertson等人為代表。在這種觀點中，應用了Casagrande提出的臨界孔隙比ecr(ecr是指剪切過程中既無剪縮又無剪脹的孔隙比)的概念，將土分為剪縮性土和剪脹性土，並提出了穩態變形和穩態強度的概念。所謂穩態變形是指土在一定常法向有效應力和一定常剪應力作用下產生的常體積和常速度連續變形的狀態(即流動變形)，此時的剪應力即穩態強度。Casagrande在固結不排水三軸試驗中採用定荷載入(dead-load increments)方式，在實驗室內觀察到了「流動結構」的現象，由於具體的條件不同，這種流動破壞具有不同的形態。

3.2 砂土液化的影響因素

土在振動作用下是否液化，主要與土的性質、地震前的應力狀況、震動的特性等因素有關。歸納起來可以簡單地分為內因和外因兩種。胡定和張利明將前人的研究成果列為下圖，較為全面地總結了土體液化的已知因素。土質條件、排水條件、靜力條件為內因，動力條件則為外因。

圖1 液化影響因素（引自胡定和張立明 1991）

由圖1可知，地基液化影響因素眾多，且研究表明眾因素對地基液化的影響呈高度的非線性。現在還很難用統計、簡化的模型、單一彈性體理論或塑性理論，甚至包括彈塑性理論來進行准確判別地基液化和危害程度評估。

3.3 無粘性土液化判別及危害程度評價方法

液化判別是指地基是否發生液化，液化危害程度是指地基液化程度。傳統液化判別和危害程度評價方法多是在宏觀地震災害現象資料、現場試驗和室內試驗基礎上總結、分析、統計得出的規律。目前液化危害程度評價的量化公式較少，常用方法有液化指數法、概率分析方法以及用震陷值或結合譜烈度比方法來綜合評價液化等級[20]。國內外用於砂土液化的判別方法種類繁多。但由於影響砂土液化問題的復雜性，每種方法都有一定的運用范圍和局限性。

傳統土液化判別方法大致可歸納為現場實驗、室內實驗、經驗對比[3]、動力分析四大類。

（1）現場試驗方法

其判別法基本原理是：在宏觀地震液化和非液化區域，依據現場試驗測得判別指標的數據，通過分析、統計和總結，建立與宏觀地震災害資料之間的關系，得出經驗公式或液化分界線來判別液化與否。主要包括標准貫入臨界擊數判別法（SPT）、靜力觸探法（CPT）、剪切波速法、瑞利波速法、能量判別法。

此類方法比較直觀且可以考慮多個影響飽和砂土液化的因素，許多建築物抗震設計規范都是採用此類方法；避免了室內試驗中土樣擾動等問題，具有較強的實用性和可靠性。但也存在一些不足：

一是需要大量的地震現場統計樣本，已經累計的各類土體液化現場試驗數據還比較少。例如盡管剪切波速法具有物理意義明確、波速值離散性小、預測可靠性高、可重復、經濟性好、快速等優點，但過去的一些地震現場資料中，沒有剪切波速的記錄。

二是地基液化調查資料多是在自由場地取得的，一般說此類方法適用於自由場地的液化判別。

三是此類方法建立在地震現場的液化實例基礎上，具有地區區域性，通用性不夠理想，應用於某些地區的不同土層或不同烈度時精度不高。

（2）室內試驗方法

這類方法根據室內試驗模擬現場條件確定土體的抗液化強度，同時用設計地震資料計算地震動應力指標，比較兩者大小判別液化與否。研究人員採用的主要室內試驗有：各種類型的循環三軸壓縮試驗、共振柱試驗、循環剪切、循環扭剪、振動台、離心機模型試驗。這類方法以Seed和Idriss提出的抗液化剪應力法為代表，還有以後改進的一系列方法以及基於其基本思想提出的其它判別法。

此類方法主要用於判別在大型建築物地基中和土工結構物中的飽和砂土體的液化。它可根據建築物的具體形狀、場地邊界、排水條件等在實驗室中進行模擬，並根據實際經驗對結果給予修正。此類方法存在取樣困難、應力釋放和試樣應力狀態與土基差異較大等缺陷。因此，試驗參數確定以及如何更好地模擬土體的現場情況是提高室內試驗方法判別可靠度的關鍵。

（3）經驗對比

根據宏觀震害總結的經驗，提出的液化判別標准。例如Seed和水利水電工程地質勘察部門提出的相對密度判別法。

（4）動力分析方法

動力分析方法主要有等效線性總應力動力分析法和有效應力動力分析法[1]兩種。前者不考慮孔隙水壓力的升高對土動力特性的影響，後者則反之。為了考慮土的非線性特性，主要採用有限元法評價土體的液化特性的動力分析方法來處理此類問題。

動力分析方法適用於自由場地，也適用於判別重要建築物地基中和土工結構中飽和土體液化(土體的受力狀態和幾何邊界比較復雜，需要單獨的試驗研究和計算分析)。它綜合考慮了地震動力特性、地形地質條件、荷載作用、邊界條件等多種因素的影響，還可以研究地震過程中及以後液化區的發生、發展過程。

但動力分析方法需要由室內試驗確定土的若干動力特性參數以及復雜的計算分析，因此在實際工程中應用的較少，目前只在一些重大工程中適用[2,15,16]。

4 砂土液化研究新方法的動態

隨著計算技術的發展和數學理論的完善，目前還出現了一些通過嚴謹的數學方法將各指標統一起來進行判別的方法[2 ]。中國科學院工程力學研究所地基研究室採用非線性的判別函數進行分析，建立了多元統計分析方法的液化勢公式;採用模糊層次綜合評判方法進行液化判別，例如模糊聚類分析[5]、模糊概率分析[6,7]。此法需要對各個選取指標賦予不同的權重，權值的選取帶有主觀性和隨意性，導致結果失真；基於地震作用下飽和砂土體系中內部信息部分己知，部分未知的灰色系統，反映液化可能性的指標值是通過一些灰數的原理進行計算分析的。用灰色理論進行預測，當原始數據序列波動較大且信息過於分散時，預測的精度會降低;採用突變理論對地震液化資料進行系統分析，得出的液化判別方法。另外,還有基於GIS的砂土液化可視化評價模型和人工神經網路方法（ANN）評價方法，下文將重點介紹。

4.1 基於GIS的砂土液化可視化評價模型

地理信息系統(Geographic Information Systems 簡稱GIs)是一種具有存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統，是分析和處理海量地理數據的通用工具，在最近的幾十年裡取得了驚人的發展[8,9]。其應用領域非常廣泛，目前有人藉助GIs平台對開發砂土液化可視化評價模型進行了一些分析和探討。

其基本思理是：建立空間資料庫，用於儲存、管理調查點處土的各項性質數據、SPT與CPT數據、室內三軸試驗、場地地震設防等級、地形地貌，地質、構造等特徵數據；構建砂土液化評價的分析模型；調用空間資料庫相關數據，通過模型判別液化可能區域、災害評價及防治處理，最終形成可視化。

優點是通過計算機實現砂土液化的可視化分析和分析成果可視化，而且信息豐富、使用方便、交互性好;砂土液化評價的分析模型綜合考慮了影響土體液化的因素和研究成果。

4.2 人工神經網路方法判別飽和砂土液化

隨著人工神經網路(Artificial Neural Network,簡稱ANN)理論的不斷發展和完善, 許多人開始用ANN方法研究評價飽和砂土液化問題。人工神經網路是一種非線性動力學系統，具有良好的自適應性、自組織性及很強的學習、聯想、容錯、抗干擾能力[10]，可以靈活方便地對多成因的復雜未知系數進行高度建模[11]，因此很適合砂土液化問題的研究。

地基土液化判別及等級評價需要建立ANN模型，目前廣泛採用構建三層網路模型，大多數採用B-P演算法，即向後傳播學習演算法(Back Propagation Learning Algorithm)求解。B-P網路是ANN一個典型模型，可以以任意精度逼近任意連續函數，被廣泛應用於非線性建模、函數逼近和模式分類等方面。求解普遍使用梯度下降法，用迭代運算求解權值[12]。

BP模型雖然從各個方面都有其重要意義，但它存在局部極小值及收斂速度慢等問題。針對BP演算法存在的問題，有人進行了一些改進。採用加入動量項[13]和共軛梯度法[14]，克服BP網路模型收斂速度慢和目標函數存在局部極小點的問題。

筆者認為目前採用ANN研究飽和砂土液化在以下方面還有待進一步研究。

（1）輸入層節點數即影響砂土液化的因素數的選擇存在爭議。筆者選取了4個砂土液化B-P網路模型[18,19]，並製成表一和表二。比較兩表，顯然砂土液化評價及危害程度等級評價B-P網路模型的指標選擇還存在一些分歧。因此，4個模型得出的影響砂土液化評價的指標權重分析不會相同，勢必影響砂土液化評價結果。

（2）ANNN研究飽和砂土液化在適用范圍上還存在著局限性。由於絕大多數網路訓練採用一個地震砂土液化地區的學習樣本，訓練好的網路只對該地區的其他樣本進行判別、比對。因此，盡管判別結果有較高的正確率，但只能說明僅適用該地區。

因此建議輸入層指標的選擇需進一步研究、分析，並遵循簡易性和代表性原則。應充分利用現有文獻地震液化資料，選取通過現場試驗、土動力試驗以及經驗公式容易得到的指標。由於影響砂土液化的因素很多，應建立統一的評價模型進行分析，經過運算並比對結果確定影響砂土液化的代表性輸入指標。

表一 砂土液化評價B-P網路模型輸入節點數(指標數)選擇表

節點數
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

指標

名稱
標貫擊數(N63.5)
砂土的平均粒徑（D50）
剪應力比

(τ/σ0´)
粘粒含量

(ρc)
上覆有效壓力(σ0´)
地震烈度(I)
砂層埋深(ds)
不均勻系數(Cu)
震中距

(L)
地下水位(dw)
震級

（M）

模型一
√
√

√
√

√

模型二
√
√
√

√
√
√
√
√

表二 砂土液化危害程度等級評價B-P網路模型輸入節點(指標數)選擇表

節點數
1
2
3
4
5
6

指標名稱
標貫擊數(N63.5)
粘粒含量(ρc)
地下水位(dw)
地震烈度(I)
上覆砂層厚度()
液化層厚度(d)

模型一
√
√
√
√
√

模型二
√
√
√

√
√

參考文獻：

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作者簡介:

任金剛（Ren Jingang） 男 工程師 海河下游管理局 河西區賓館南道19號 300061

王玉芳（Wang Yufang）海河下游管理局河西區賓館南道19號 300061

飽和砂土地震液化研究方法概述

（SUMMARY ON METHODS OF ASSESSING SATURATED SANDS LIQUEFACTION）

飽和砂土液化(saturated sands liquefaction)；動力分析方法（dynamic analyse method）；可視化評價模型（visual evaluation model）；人工神經網路（artificial neural networks）；BP演算法（BP algorithm）

F. 賈永剛的發表論文

單紅仙，劉曉磊，賈永剛（通訊作者），鄭傑文. 黃河口沉積物固結過程電阻率監測研究. 岩土工程學報，待刊
楊秀娟，賈永剛，單紅仙，吳? 瓊，劉? 輝，水動力作用對黃河口沉積物強度影響的現場試驗研究，岩土工程學報，2010，32（4）：
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張衍濤，常方強，孟祥梅，張建，賈永剛（通訊作者），黃河口埕島海域表層沉積物土性的區域變化及其機理分析，海洋科學進展，2009，27（3）：351-357
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賈永剛，三峽及鄰區潛在震源預測，青島海洋大學學報，1992，Vol.22，No.4，90～96.
賈永剛，三峽及鄰區現今構造應力場特徵成因，第四屆全國工程地質大會論文集，北京：海洋出版社，1992，34～38.
賈永剛，沈渭銓，黃河三角洲前緣的短周期內波，L.D.賴特，楊作升，B.D.博恩霍爾德等（譯文），河口沉積動力學研究文集（一）黃河口水下底坡不穩定性，青島：青島海洋大學出版社，1991，125～132.
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譚周地、李同錄、劉樹田、賈永剛、薄景山，長江三峽水庫庫首區斷裂壤中汞氣分布特徵及斷裂活動性分析，長春地質學院學報(長江三峽工程專集)，1988，18～24.

G. 工程地質鑽探工安全操作規程，誰知道有這類書籍

「工程地質鑽探工安全操作規程
1、嚴格遵守勞動紀律、堅守工作崗位，上班前不準喝酒，進入施工現場必須穿戴整齊，戴好安全帽，不得赤腳、穿拖鞋、打赤膊工作。
2、高空作業必須掛好安全帶，禁止上下同時作業。
3、各類機械設備安裝、牢固、周正、水平，不準帶電移動設備。雷雨、暴雨禁止作業。
4、在鑽具下入鑽孔途中遇阻時，用管鉗轉動鑽具但吊卡必須吊住鑽桿。
5、回次終了時，必須用升降機將主動鑽桿提上孔口，不得邊用卡盤，邊用管鉗別，以防管鉗打滑傷人。
6、提下鑽不能猛提猛放，孔內卡鑽更不得強行起拔，應用震動或轉動等方法提升。
7、不得將手置於鑽具、取土器底部或用手托。起拔墊叉時不得將手拿在墊叉下面。
8、不使用扭傷錯股的鋼絲繩，鋼絲繩上的斷頭刺應削掉，斷頭達1/7時不得繼續使用。
9、彎曲及裂痕未經修復的鑽塔不得使用，各部、零件均應保持完整無缺，起鑽時應隨時注意塔架的負荷能力。
10、鑽塔場地應進行整平，以防設備及鑽塔傾斜，木機台板厚度不得小於40毫米。
11、錘擊套管不能用手扶套管打箍，在打吊時不準用手扶吊錘桿，同時必須安裝沖擊把手。
12、用鑽桿撬起鑽具時不得用胸口或腹部向下壓鑽桿，不使用有傷痕的撬桿。
13、定期對機具進行檢查，對摩損部件應及時修理或更換。
14、在稻田和泥濘的場地上施工，操作人員應穿長筒膠鞋，嚴禁打赤腳，以防傷腳或觸電。
15、所有設備遷移，必須先切斷電源總開關，嚴禁帶電移位。
16、所有從事工程地質鑽探施工人員必須嚴格執行《岩心鑽探規程》中的有關條款。
」可以在網上搜搜，網路里有！ 中華人民共和國地質礦產行業標准
DZ/T 0017—91
工 程 地 質 鑽 探 規 程
1991—12—09發布 1992—07—01實施
中華人民共和國地質礦產部 發布
目 次
1 主題內容與適用范圍 (1)
2 引用標准 (1)
3 各類工程勘查鑽探的工作要點 (1)
4 鑽探設備的選擇與安裝 (7)
5 鑽探方法與鑽進工藝 (10)
6 水域鑽探 (19)
7 鑽孔原狀土樣的採取 (25)
8 鑽孔原位測試與水文地質試驗 (27)
9 工程質量基本要求 (33)
10 施工安全的基本要求 (38)
11 機械儀器、專用工具的使用與維護 (42)
12 機台管理 (45)
附錄A 動力觸探試驗探桿長度校正系數及公式(補充件) (48)
附錄B 觸探指標與土的主要力學指標的關系(參考件) (49)
附錄C 土石的類型及野外鑒別(參考件) (52)
附錄D 本規程所用法定計量單位與沿用的非法定計量單位的對照和
換算(參考件) (54)
中華人民共和國地質礦產行業標准
DZ/T 0017—91
工 程 地 質 鑽 探 規 程
工程地質鑽探是工程地質工作的重要組成部分，是進行國土整治與開發、城市規劃與建設、水利水電建設規劃與開發以及鐵路、交通、國防工程建設中，為直接取得地下地質實物資料和野外試驗資料的最主要、最有效的技術方法。它的基本任務是在工程地質測繪及物探工作的基礎上，揭露並劃分地層、測定界線；鑒定和描述岩土的岩性、成分和產狀；了解地質構造及不良地質現象的分布、界限及形態等；並通過鑽孔。原位測試、水文地質試驗與觀測，採取各類原狀或擾動樣品，提供室內試驗，以了解岩土體的物理力學性質，為評價、規劃和進行各類工程建設項目提供必需的地質數據及資料。
1 主題內容與適用范圍
1.1 主題內容
本規程規定了進行區域工程地質調查和各類建築工程場(廠)址基礎工程地質勘察鑽探的各項生產活動的技術要求，它既包含技術工作要求，又包括有關工藝操作規定。
1.2 適用范圍
本規程適用於區域工程地質調查和各類場(廠)址基礎工程地質勘察鑽探的設計、施工、管理和檢查，是進行各類工程地質鑽探各項工作的重要依據和准則。
本規程不適用於大口徑基礎樁施工工程鑽探。
本規程中有些條款只是一般性和原則性的規定要求，在貫徹執行本規程時可根據具體情況制訂實施細則或補充規定。
2 引用標准
2.1 直接引用標准
GB 3423 金剛石岩芯鑽探用無縫鋼管
DZl.1 金剛石岩芯鑽探管材螺紋
DZ 2.1 地質鑽探金剛石鑽頭
DZ 2.2 地質鑽探金剛石擴孔器
TB J12 鐵路工程地質技術規則
2.2 配合使用的標准
ZB D14002 1/20萬工程地質調查規范
ZB D14003 1/2.5—1/5萬工程地質調查規范(岩土工程地質勘察規范)(水文地質鑽探規程)
3 各類工程勘查鑽探的工作要點
3.1 區域工程地質調查鑽探
3.1.1 區域工程地質調查鑽探是指1∶100萬、1∶50萬、1∶20萬、1∶5萬、1∶2.5萬等比例尺的區域性、基礎性、綜合性的工程地質調查中所採用或選用的一種技術方法，一般應在綜合分析已有資料的基礎上，根據區域工程地質特徵和國民經濟規劃發展的需要，布置鑽探工作。
3.1.2 區域工程地質調查鑽探的目的是揭露埋藏的岩土體地質結構及水文地質條件，了解岩土體的工程地質性質，其主要任務是一
a．調查岩土體的空間分布、岩性、厚度，進行分層和劃分土體結構類型；
b．揭露地質構造的變化，破碎帶的空間分布和岩性、膠結程度及其隨深度變化情況；
c. 了解風化帶、滑動體、岩溶等處動力地質現象的空間分布、規模、組成或充填物性質及發育規律；
d．調查含水層的水位、含(透)水性及水質；
e. 採取試驗樣品，進行野外原位測試，為了解岩土體物理力學性質的空間變化規律以及工程地質長期觀測提供條件，獲取必需和足夠數量的岩土工程地質性質方面的代表性資料以及取得評價工程地 質條件的定量指標；
f．了解工程建築材料的埋藏分布、岩性及開采條件。』
3.1.3 區域工程地質調查鑽探工作應考慮國民經濟建設的需要，把經濟發達區和列為近期規劃的重點工程或有經濟發展前景的地區作為工作重點。鑽孔布置的一般原則是：
a．在平原區，為建立勘探結構剖面，應在代表性地區投入較多的工作量，沿工程地質條件變異大的方向布置鑽探剖面或組成「十」字形、「井」字形勘探線(網)；
b．在山區，勘探線主要布置在山間盆地、大型河谷及其他地形平緩的較大面積土層覆蓋區；勘探線方向應垂直主要構造線或地貌單元以及岩土體工程地質類型；對重大而具有代表性的動力地質現象和斷裂構造帶地段，應布置適當鑽孔；
c．黃土地區，應把查明黃土垂直分層和水平變化規律、濕陷性等作為勘探重點；
d． 凍土地區，應把查明凍土結構類型和季節性凍土的上、下界面，主要不良凍融現象作為勘探的重點；其他，如岩溶地區、濱海區、沙漠地區及其他分布有特殊岩土體的地區，都應依其工程地質特點和主要工程地質問題布置鑽探工作。
此外，在布置的鑽孔中，控制性鑽孔數量一般應占總數的5％一10％。
3.1.4 鑽孔深度確定的一般原則
a．平原區孔深一般為10一30 m左右：根據工程地質條件並結合建設布局的需要可適當加深，如濱海平原區域市工程地質調查鑽孔可加深至50m；
b．對於厚度小於20 m的覆蓋層和風化帶，應鑽進至新鮮基岩3—5m；
c．對於揭露構造破碎帶的鑽孔，應鑽透破碎帶至完整基岩3—5m；
d．對於外動力地質現象的活動體，應鑽進至活動體下5m左右；
e．岩溶裸露區和淺埋區的鑽孔，一般應鑽入岩層內20一30 m，控制性鑽孔應酌情加深；
f .少量深部控制性鑽孔，孔深一般控制在100 m左右。
3.1.5 鑽孔原狀土樣的採取
以了解每個工程地質單元中主要土體的物理力學特性指標為主：一般在鑽孔中分層採取，對主要土層和有特殊意義的夾層每層至少一組樣，厚度大而岩性又變化明顯者，應酌情增加。
3.1.6鑽孔原位測試
應選擇在各工程地質單元中具有代表性的鑽孔與孔段進行，測試方法可根據測試對象的特點選取。常用鑽孔原位測試方法的應用范圍與作用是：
a．採用動力觸探可測得砂土的孔隙比或相對密度，粉土、粘性土的狀態，估算土的強度和變形參數，評定地基土和樁基的承載力等；標准貫入試驗主要適用於砂土、粉土、一般粘性土，以及補步判定砂土、粉土的地震液化可能性；
b．靜力觸探適用於粘性土、粉土及中密、稍密的砂土層，也可用於含少量碎石的土層；可對地基土進行力學分層，測定各類土，特別是軟弱土層(如淤泥、淤泥質土等)的容許承載力和壓縮模量；在樁基工程勘查中，尤其適用於選擇持力層和預估單樁承載力；
c. 採用十字板剪切試驗可測定飽和粘土層、淤泥等軟弱粘土的不排水抗剪強度和土的靈敏度；
d．旁(橫)壓試驗適合用於測定粘性土、砂土、粉土、軟質岩石和風化岩石的承載力，橫壓變形模量及其應力應變關系等。
3.1.7水文地質試驗
在擬建的水工建築區，尤其是水庫工程的可能滲漏地段和壩址區，應在鑽孔中進行自上而下的分段壓(注)水試驗，以了解岩石的透水性和裂隙性；在規劃的建築區，尤其是地下建築和開采工程區，應選擇其主要含水層進行少量的抽水試驗工作。
3.2 場(廠)址地基鑽探
3.2.1 選擇場(廠)址鑽探
3.2.1.1 選擇場(廠)址鑽探是工業及民用建築、水利水電工程、機場、港口及國防工程等各類場(廠)址工程地質鑽探的第一個階段，其目的是為規劃選點或場地可行性研究以及下一階段——初勘階段提供地質資料，對擬選場(廠)址在地質上的穩定性和適宜性做出評價；當已有資料不滿足要求時布置鑽探工作。
3.2.1.2 選擇場(廠)址鑽探的任務是了解建設地區的工程地質條件，即場(廠)址的地層岩性、構造、岩土的物理力學性質、不良地質現象及地下水等，為規劃選點及可行性論證提供依據。由於各類場(廠)址工程的性質和類別不盡相同，其鑽探工作的布置、鑽孔深度、原狀土樣的採取、原位測試及水文地質試驗與觀測等應按照有關專業規程規范要求進行。
3.2.2 初勘工程鑽探
3.2.2.1 初步勘查工程鑽探是在場(廠)址經批准後進行。其目的是全面查明選定場(廠)址的工程地質條件，對場地內各建築地段的穩定性和工程地質問題作出定量評價，並為確定建築工程的形式、規模、主要建築地基基礎工程施工方案及對不良地質現象的防治工程提供足夠的工程地質數據資料。其主要任務是：
a．初步查明場(廠)址地層岩性、構造、岩土的物理力學性質、水文地質條件及凍結層深度；
b．查明場地不良地質現象的成因類型、分布范圍、對場地穩定性的影響程度及其發展趨勢；
c．對設計地震裂度為七級及其以上的建築物，應判定場地和地基的地震效應；
d.對水工建築物場地區附近的天然建築材料進行初查。
3.2.2.2 工程布置與鑽ZL深度：
初勘工程鑽孔分為一般性鑽孔和控制性鑽孔兩類。控制性鑽孔，一般占鑽孔總數的1/5一l/3，且每個地貌單元均應有控制性鑽孔。鑽孔深度根據工程類別和場地工程地質條件確定，一般不超過30 m，以滿足建築物地基受壓層深度的要求以及了解場地較深部的地層岩性及是否存在軟弱地層或其他地質問題為准；同時，根據鑽探中出現的具體情況可適當增減鑽孔深度。
3.2.2.3 鑽孔原狀土樣的採取、原位測試及水文地質試驗：
a．工業和民用建築鑽孔原狀土樣的採取與原位測試的數量，一般應占總數的1/4—1/2，並在平面上適當均布；多數情況下，作原位測試的鑽孔，同時應作為採取原狀土樣鑽孔使用；同時，通常採用簡易可行的原位測試方法，如標准貫入試驗；對於復雜費時的原位測試項目，一般到詳勘時再做。
b．取原狀土樣或原位測試的豎向間距，主要按地層特點和土的均勻程度確定，當地層穩定、土質較均勻時可放寬取樣、測試間距，反之則應縮小間距，但各土層一般均需要採取試樣或取得測試數據。
c．要初步查明對工程建設有影響的水文地質條件，應調查地下水的類型、含水層性質、補給排泄條件，實測地下水水位，初步確定其變化幅度，必要時應設地下水長期觀測孔。
d．在擬建的水工建築基岩區，除少數專門性鑽孔外，均應進行分段壓水試驗；在平原河流或有深厚覆蓋層的峽谷水工建築區，對砂礫卵石層或其他主要含(透)水層的鑽孔，應分層進行抽、注水試驗。
3.2.3詳勘工程鑽探
3.2.3.1 詳細勘查工程地質鑽探在初步設計後進行，目的是補充初勘工作中的不足之處，使每個建築物下的地基條件完全明確，以便為地基基礎設計、地基處理與加固、不良地質現象的防治工程，提供設計數據和資料，即對具體建築物地基或具體地質問題進行鑽探，為施工圖設計和施工提供工程地質資料。
其主要任務是：
a．查明場地內的地層結構、岩土的物理力學性質，並對地基的穩定性、壓縮性及容許承載力作出
評價；
b．查明地下水類型、埋藏條件和侵蝕性，必要時還需查明地層的滲透性、水位變化幅度及其規律；
c．提供不良地質現象的整、防治工程所需資料和數據；
d．判定和查明地基岩土和地下水在建築物施工和使用中可能產生的變化和影響及其防治所需的資料；
e．對水工建築區附近的天然建築材料進行詳查。
3.2.3.2 根據工程性質及其類別確定鑽孔深度，其中：
a.工業和民用建築工程鑽孔深度一般按地基計算類別確定，其中按容許承載力計算的地基，以控制地基主要受力層為原則；對除按容許承載力計算外尚需進行變形驗算的地基，控制性鑽孔應達到地基壓縮(沉降)層的計算深度，場地有大面積地面堆載或有軟弱下卧層時，應適當加深。
b．水工建築鑽孔深度應根據地質條件，結合建築物類型、建築物高度或基礎寬度等具體確定；河床鑽孔，一般為1/2—2倍壩高或閘底板寬度，岩溶地區應適當加深；中低壩或閘基鑽孔，一般為壩高或閘底板寬度的一倍左右；對建在覆蓋層上的壩(閘)鑽孔，通常應打入基岩適當深度；當軟土層或透水層厚度較大時，應有部分控制深孔打到相對隔水層或相對硬土層；岸坡上的鑽孔，應打到可利用的穩定岩體與相對隔水層或地下水位以下一定深度。
3.2.3.3 鑽孔原狀土樣的採取與原位測試：
a．其數量應按地基土的復雜程度、建築物類別及場地面積確定，工業和民用建築鑽孔一般應占鑽孔總數的1/3—2/3，且每個場地和每個建築物不得少於2—3個；
b．其豎向間距應按設計要求、地基土的均勻性和代表性確定，在地基主要受力層內一般為1—2m，其下間距可適當放寬；但在同一場地內每個主要土層的試樣和原位測試數據一般各不得少於3—6個，對於厚度小於1m的夾層或透鏡體，應視其對地基的影響程度確定是否採取原狀土樣及原位測試。
3.2.3.4 水文地質測試：
在初勘的基礎上進一步查明場地的水文地質條件，進行必要的水文地質觀測與試驗，以查明地下水的類型、性質、埋藏條件、變化規律及有關的水文地質參數。例如為建築物基礎、地下建築物設計提供滲透性系數和單位涌水量資料的鑽孔進行抽水試驗；為了了解岩石的裂隙發育程度並為防滲漏設施的設計提供資料的鑽孔進行壓水試驗；為測定上部土層的滲透性能而進行的鑽孔注水試驗；以及為掌握地下水動態而進行的鑽孔長期觀測等。
3.3 專門工程勘查鑽探
3.3.1 類別與目的
專門工程勘查通常包括高層建築基礎工程、動力基礎工程、取水工程、橋涵工程、線路工程、隧洞工程勘查等，此外，施工勘察也屬此范疇。專門工程勘查工作通常在初詳勘後進行或與詳勘工作同步進行，其鑽探目的是為滿足專門工程進行設計施工的需要，解決與設計施工有關的工程地質問題，提供相應的工程地質資料。
3.3.2 高層(指八層以上需用電梯的)建築基礎工程鑽探
3.3.2.1 箱形基礎鑽探
3.3.2.1.1 主要任務：
a. 查明建築物影響范圍內地基上的分布、組成及均勻性，採取原狀土樣，進行鑽孔原位測試，對土的強度和變形指標作出評價；
b．查明地下水的狀況，提供設計施工所需的基坑開挖和人工降低地下水位的有關參數；
c．查明建築物附近有無影響工程穩定的不良地質現象及產生地震液化的地層及其埋藏分布狀況，以便對整個建築場地的長期穩定性和抗震穩定性以及對鄰近建築物的影響進行評價。
3.3.2.1.2 工作布置與鑽孔深度：通常每幢單獨高層建築物的鑽孔數不少於4個，鑽孔最大間距不得超過35m，其中控制性鑽孔不少於2個；深度一般為1.5—2倍箱形基礎寬度(從基礎底面算起)。
3.3.2.2 樁基工程鑽探
當場地的地基土層較軟弱，其下不太深處又有較密實的持力層時，可採用鑽孔灌注樁基礎。
3.3.2.2.1 主要目的是選擇樁尖的持力層，查明樁尖持力層的分布、厚度及其物理力學指標、確定單樁承載力，為樁基設計提供工程地質資料。
3.3.2.2.2 鑽孔深度，根據樁的不同類型而定：
a．對於單排端承樁，一般應鑽至預計的樁尖持力層頂板以下2—3m；當預定深度內有軟弱下卧層時，應予鑽穿並鑽到厚度不小於3m的密實土層；當持力層為基岩時，一般鑽到基岩即可；
b．對於單排摩擦樁，鑽孔深度應超過預計樁長l一2m。
3.3.2.2.3 對樁基鑽孔深度范圍內的每一主要土層，均應採取原狀土或進行原位測試。
3.3.3 動力機器基礎勘查鑽探
動力機器基礎，除要求查明地基在靜載下的穩定性、變形性質和承載力外，尚應查明地基在動載下的穩定性、變形性質和承載力等。
3.3.3.1 鑽探工作一般與建築物地基鑽探一並進行，其目的是查明地基土層的構成，特別是人工填土、堆積土、軟土及可能產生液化的砂土等；對振動反應敏感的土層的分布；採取原狀土樣及進行原位測試， 以確定土層的物理力學性質及動力性質。
3.3.3.2 鑽孔深度根據基礎埋深及地質情況確定，一般按靜荷載的壓縮層計算深度或達基礎底面下1.5—3倍基礎短邊長即可。
3.3.4 線路工程勘查鑽探
主要包括工廠的鐵道專用線、公路專用線、重型車輛試車道和架空索道，輸電線路及給排水管道的地基鑽探，是在工程地質測繪(一般比例尺不小於1∶5000)不能滿足設計要求時進行。
3.3.4.1 鐵路和公路專用線、試車道地基鑽孔一般沿線路中心線布置，對高路堤、深路塹、斜坡地段及其他特殊地質條件地段，應布置一定數量的鑽探橫剖面，每一橫剖面不少於3個鑽孔；鑽孔深度應達基底持力層下或鑽入基岩1—2m，但孔深一般不超過10 m。
3.3.4.2 架空索道、輸電線路地基鑽探主要為查明每個支架處的工程地質條件，並提供。。。。。

H. 工程地質勘查預算標准

以工程建築為目的，對岩石和土進行的各種試驗的總稱。岩土試驗是工程地質勘察的重要組成部分，分為使岩、土試樣脫離母體的取樣試驗和在岩、土體上直接進行的原位試驗。取樣試驗主要測定:①表徵岩、土結構和成分的指標。如岩石的密度、吸水率和飽和吸水率等;土的粒度級配、天然含水率、密度、液限和塑限、脹縮性指標、崩解性指標、毛管水上升高度等。②滲透性指標。③變形性能和強度指標。變形指標，如岩石的各種模量以及土的壓縮系數和變形模量;強度指標，如岩石的單軸抗壓強度和抗拉強度以及岩、土的內摩擦角和內聚力。測定岩、土內摩擦角和內聚力的剪切試驗，分為直剪試驗和三軸剪切試驗。前者是試樣在不同的壓應力作用下直接施加剪應力，並使之沿預定的面發生剪切變形直至破壞。原位試驗主要包括以下項目:①載荷試驗，是在試坑或鑽孔中模擬天然地基條件施加垂直荷載，觀測沉降與荷載的關系。根據荷載與沉降關系曲線確定地基土體的承載力和計算變形模量。②旁壓試驗，是將旁壓器安置在鑽孔中，通入高壓水使旁壓器向孔壁施加水平壓力，孔壁土體發生變形，測量壓力與孔壁土體的變形，繪出壓力-變形曲線,並據以求得地基承載力。③十字板剪切試驗,是將十字板頭(由4塊矩形鋼板呈十字形焊接在軸桿上)壓入鑽孔中，等速轉動軸桿帶動十字板頭，根據對所施加的純扭矩與土體對十字板頭的阻抗力矩相平衡的原理，計算土體的抗剪強度。此種試驗僅適用於飽水的粘性土。④觸探，是將一定形狀的特製探頭壓入或用重錘擊入鑽孔孔底，根據土體對探頭貫入的阻抗力，求得土體的某些工程地質參數。用靜力將錐形探頭壓入土體中的為靜力觸探，由試驗可直接測得貫入阻力以及錐頭阻力和側壁摩擦力。利用它們可以對土體分層，確定土體的承載力，或者通過經驗關系或估算粘性土體的壓縮變形指標、飽水粘性土體的抗剪強度以及砂土的密實度等。用一定質量的重錘將錐形探頭擊入土體中的為動力觸探。動力觸探以一定落矩將探頭擊入土體中一定深度所需要的錘擊數為主要指標。標准貫入試驗實質上是一種管狀探頭(常稱為標准貫入器)的動力觸探。根據不同類型動力觸探的錘擊數，可以確定不同類型土體的地基承載力，或者通過經驗關系，估算粘性土和砂土的抗剪強度，以及粘性土的壓縮變形指標，判斷粘性土的稠度狀態以及砂土的密實度和振動液化的可能性。勘察時對土質取樣試驗後所了解到的信息是後續工程設計、施工等各項工作的基礎，只有知道了土質的情況，才能地基基礎的類型及地基處理的方法，才能准確的設計工程圖紙，也才有可能根據施工圖紙做出准確的工程造價的估算、預算。