工程地质勘察方法

A. 工程地质勘察

1.概述

工程地质勘察是根据建设工程的要求,查明、分析、评价建设场地的地质、环境特征和岩土工程条件,编制勘察文件的活动。它是工程建设的前期工作,旨在为工程建设的正确规划、设计、施工和运行等提供可靠的地质资料,以保证工程建筑物的安全稳定、经济合理和正常使用。

工程地质勘察的方法包括工程地质测绘、工程地质勘探、原位测试与室内实验、现场检验与监测等。工程地质勘察现场工作如图4-13所示。

2.工程地质测绘

工程地质测绘是运用工程地质理论,通过系统地野外工作,对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述,初步查明拟建场地的工程地质条件,并将所获取的资料反映在地形底图上,编制工程地质图件,为编写报告书提供准确依据。

图4-13 工程地质勘察现场

3.工程地质勘探

工程地质勘探是获取地下深处地质资料的重要手段,也为野外取样、原位测试提供场所。工程地质勘探常用方法有工程地质物探、钻探和坑探等。

4.原位测试

在岩土体原有位置保持岩土的天然结构、含水量及应力状态条件下测定岩土性质称为原位测试。其主要方法有载荷试验、点荷载强度试验、压水试验、抽水试验、注水试验、标准贯入试验、旁压试验、波速测试、回弹试验、圆锥动力触探试验、静力触探试验(图4-14)、现场十字板剪切试验(图4-15)等。

图4-14 静力触探试验

图4-15 十字板剪切试验

5.室内试验

室内试验是为了正确取得岩土物理力学性质指标,供设计和施工使用。室内试验有含水率试验、密度试验、界限含水率试验、颗粒分析试验、渗透试验、击实试验、固结试验、直接剪切试验及三轴压缩试验等。

6.现场检验与监测

现场检验与监测旨在保证工程的质量和安全,提高工程效益。现场监测工作如图4-16、图4-17所示。

图4-16 现场监测(沉降观测)

图4-17 现场监测(基坑变形监测)(http://www.senkee.cn)

通过检验与监测可以预测一些不良地质现象的发展趋势及其对建筑物的危害,以便采取防治对策和措施;通过它对岩土工程施工质量进行监控,以保证工程的质量和安全。

B. 煤矿工程地质勘察方法

(1)钻探

经过数十年的努力，煤矿钻探技术进展很快。岩芯钻探已推广为绳索取芯金刚石钻探，并朝着多种钻探工艺配合的方向发展。冲击回转钻探、定向钻探、反循环钻探、坑道钻探、复杂岩层钻进技术等都取得了成效。泥浆体系从高固相转为低固相，从单一无机为主转为高分子为主，地勘水泥和惰性堵漏材料也已得到推广。钻探技术已用于陆地区调与普查、能源与固体矿产、地热与建筑基础等勘探;水域里包括滨海钻探、深海钻探和极地钻探等，以及地下坑道中仰孔、斜孔钻探等。

(2)坑探

勘探掘进，即凿、装、运综合机械化程度已有相当大的提高，并形成作业线。勘探坑道软弱围岩锚注、锚喷加固支护技术和独立长巷通风技术，以及坑道内柴油机尾气净化装置等皆已具有相当高的技术水平。中型液压凿岩机的消化吸收良好，并已在生产中推广使用，同时还积极推广了新奥法(NATM)施工掘进技术。近些年来小断面竖井机械化作业线及井深170m掘进技术、小断面斜井机械化作业线及井深450m掘进技术、吊罐天井掘进技术、光爆及新型爆破器材等先进技术，都取得较好成果。

(3)物探

在物探方法方面，现已形成七大系统与系列，即区域重力调查、第二代航空物探、井中与地下物探、海洋物探等技术系统及油气勘探、固体矿产找矿、水工环物探等技术系列。在仪器设备方面，已建有十数家地勘仪器制造厂，可批量生产各类物探仪器，满足了国内勘查行业的需要。国际常规类型我国均有，且已更新了3～5代。在作用与贡献方面至今已获得数量颇为可观的重大地质找矿效果，探测出数以千计的矿产地，数以万计的供水井位，而且还完成了难以计数的工程勘测项目。同时解决了诸多大地构造和基础地质问题。

(4)化探

近年来取得了突飞猛进的发展，填补了多项技术空白。首先，六种方法，即水系沉积物、土壤、岩石、地植物、水化学、地气等测量技术业已建立，并取得发展与提高;其次，在应用方面，除用于地质找矿之外，已有成效的用于环境地质、农业地质、污染监测、考古勘察、医学地质等多方面;最后，化探技术进步方面亦相当突出，主要表现在研究并推广了一套山区、干旱区、高寒区、岩溶区等特殊景观区化探技术，同时，区域化探样品分析方法、质量监控、标准样制备和测试方法技术，用于检查异常的Au、Cu等野外现场分析技术等也发展迅速。

(5)遥感

自20世纪50年代中期，开始采用航摄像片进行区域地质调查工作以来，地质遥感技术飞跃进步，包括可见光、红外、微波等多波段成像的现代遥感技术已广泛用于区调、成矿远景预测、国土与农业调查、水工环地质普查等多方面，特别是城市遥感综合调查(如北京8301工程)取得了显著社会效益和经济效益。近年来，又陆续引进了德国RMK航空摄影设备、美国航空数字多光谱扫描仪、航空定量双道红外扫描仪及地面处理设备，并引进了陆地卫星多光谱仪拷贝底片资料。MT图像与SPOT图像已推广应用。我国也自行研制了JHY型机载航空红外扫描仪，开发和推广了微机图像处理系统和相应的处理软件。

(6)测量

测量技术方法水平提高且发展速度很快，地形测量由平板仪测图为主发展到航空摄影测制(应用航片测制大比例尺1∶1000～1∶1万图件，提高工效2倍，成本降低1/3);推广光电测距技术，使测量工效比原来提高3倍，且可节约一半人力;航空与海洋勘测已应用先进的无线电定位与卫星定位GPS技术等，陆地GPS也已试用。目前地勘行业中测量专业分布在各个部门，从事工程测量、地勘测地、地形测量、海洋测量、城市测量、矿山测量等，同时也进行地质灾害监测、地面沉降与地震形变监测等多项工作。

(7)岩矿分析

近年来，岩矿分析技术发展很快，地矿行业已建立起方法较为齐全的实验测试技术体系。其中卓有成效的有区域化探主、次、痕量元素分析系统，超痕量Au分析方法，15个稀土元素分量测定方法，非金属矿的物化性能测定方法等。勘查的试验测试技术也具有较高水平。络合滴定法、光度分析法、分光光度法等都大步提高，极谱仪、光焰光度计、原子吸收光度计等已经普及，并部分配置了石墨原子吸收、X荧光光谱仪、等离子直读光谱仪等大型设备。

(8)勘察电算

现在物探、化探、遥感、数学地质、测量制图、水文地质以及科研管理都已用上微机。应用电算主要是进行数据处理(包括物化遥资料解释推断、地矿信息定性定量分析、地质作用过程数学模拟等)、图形图像处理、数据管理(如各类数据库、检索系统等)，以及建立勘察专家系统等。

C. 工程地质勘探

3.3.2.1 勘探工作综述

(1)勘探点的布设及测量

勘察工作共布置6个工程地质勘察孔，其中北端帮4个，南端帮2个，钻孔坐标及钻孔深度见表3-5，钻孔平面位置见图3-7。

表3-5 钻孔坐标及钻孔深度

图3-7 钻孔位置

图3-8 KT1-1钻孔柱状图

(2)钻探施工

钻探严格控制回次进尺，采用套管护壁、干钻、单动双管金刚石钻进等钻探及取芯工艺，确保岩芯采取率。并按采取的岩土芯结合钻进情况进行地层鉴定、分层与描述。钻进深度和岩土层分层深度的测量误差低于±5cm，同时严格控制非连续取芯钻进的回次进尺，以保证分层精度符合要求。钻孔口径不小于108mm，并满足取样的要求。钻孔施工及探井完成后，均采用水泥砂浆封闭，封孔方法采用泥浆泵注入法，并对场地进行了清污。

(3)取样工作

原状土样采用标准厚壁敞口式取土器以重锤少击法采取;岩样从岩芯管内或边坡上直接采取。取样具体操作方法严格按现行有关标准规范，结合岩土性质分布特征执行。

3.3.2.2 勘探成果

本次勘察工作共采集土样720组，岩样640组，绘制钻孔柱状图6张，其中KT1-1钻孔柱状图见图3-8，工程地质剖面图见图3-9至图3-11。

图3-9 剖面1工程地质模型

图3-10 剖面2工程地质模型

图3-11 剖面3工程地质模型

3.3.2.3 钻孔窥视成果

(1)工作原理

钻孔窥视仪主要由地面部分和井下部分组成。地面部分包括控制器、电脑、三脚架、绞车、滑轮和深度计数器;地下部分包括摄像探头和电缆，摄像探头由CCD摄像机、LED灯、玻璃罩和锥形镜组成。钻孔孔壁经LED光源照亮，CCD摄像机摄取由锥形镜反射的孔壁图象，图象信息经电缆传送至控制器和电脑，整个采集过程由图象采集控制软件系统完成，此系统把采集的图象展开和合并，记录在电脑上。

图3-12 智能钻孔窥视仪及原理

(2)钻孔窥视成果

本次勘察共设立了5个钻孔窥视监测孔，其中北帮3个，南帮2个。

钻孔KT1-1位于安家岭矿北帮西部，其孔内4m以上区域较为破碎(图3-13)。2014年2月，受2号井工矿影响，安家岭矿北帮1310和1280两个弱面发生错动，钻孔KT1-1位于1280弱面下缘，故其完成性较差。其余部分局部破碎，整体完整性较好，说明下部岩层没有发生大规模错动。

图3-13 KT1-1孔内情况

钻孔KT2-1、KT2-2位于安家岭矿北帮东部，目前受2号井影响较小，孔内岩层整体性较好，局部见裂隙发育，见图3-14和图3-15。

图3-14 KT2-1孔内局部裂隙发育

图3-15 KT2-2孔内整体完整性较好

钻孔KT3-1、KT3-2位于安家岭矿南帮中部，工程地质条件好于北帮，通过钻孔电视观察，钻孔KT3-1、KT3-2整体完整性较好，局部裂隙发育，钻孔KT3-2在101.3m处有出水点，见图3-16、图3-17。

图3-16 KT3-1孔内整体完整性较好

图3-17 KT3-2孔内出水

D. 如何做工程地质勘察报告

摘要：岩土工程勘察报告是建筑地基基础设计和施工的重要依据。在保证外业和实验资料准确可靠的基础上,文字报告和有关图表应按合理的程序编制。要重视现场编录、原位测试和实验资料检查校核,使之相互吻合,相互印证。地基岩土分层是一个重要环节,要根据岩土地质时代、土的成因类型、岩土性质、状态、岩石风化程度和物理力学特征合理划分。岩土的工程力学性质是根据原位测试和实验资料的数理统计值综合判定。报告要充分搜集利用相关的工程地质资料,做到内容齐全,论据充足,重点突出,正确评价建筑场地条件、地基岩土条件和特殊问题,为工程设计和施工提供合理适用的建议。

关键词：岩土工程勘察 报告 图表 编制程序 岩土分层

岩土工程勘察报告是工程地质勘察的最终成果,是建筑地基基础设计和施工的重要依据。报告是否正确反映工程地质条件和岩土工程特点,关系到工程设计和建筑施工能否安全可靠、措施得当、经济合理。当然,不同的工程项目,不同的勘察阶段,报告反映的内容和侧重有所不同;有关规范、规程对报告的编写也有相应的要求。下面着重谈一谈有关工业与民用建筑的岩土工程勘察报告编写工作,且侧重于详细勘察阶段。

1报告的编制程序

一项勘察任务在完成现场放点、测量、钻探、取样、原位测试、现场地质编录和实验室测试等前期工作的基础上,即转入资料整理工作,并着手编写勘察报告。岩土工程勘察报告编写工作应遵循一定的程序,才能前后照应,顺当进行。不然的话,常会出现现场编录与实验资料的矛盾、图表间的矛盾、文图间的矛盾,改动起来费时费力,影响效率,影响质量。

通常的编制程序是:

(1)外业和实验资料的汇集、检查和统计。此项工作应于外业结束后即进行。首先应检查各项资料是否齐全,特别是实验资料是否出全,同时可编制测量成果表、勘察工作量统计表和勘探点(钻孔)平面位置图。

(2)对照原位测试和土工试验资料,校正现场地质编录。这是一项很重要的工作,但往往被忽视,从而出现野外定名与实验资料相矛盾,鉴定砂土的状态与原位测试和实验资料相矛盾。例如:野外定名为粘土的,实验出来的塑性指数却<17;野外定名为细砂的,实验资料为中砂,其0.25～0.5ｍｍ颗粒含量百分比达50%以上;野外定为可塑状态粘性土的,实验出来的液性指数却<0;野外定为稍密状态的砂性土,标准贯入击数却<10击;野外定为淤泥或淤泥质土的,实验出的孔隙比却<1;野外定为硬塑粘性土的,标贯击数却<18击……产生诸如此类的矛盾,或由于野外分层深度和定名不准确,或试验资料不准确,应找出原因,并修改校正,使野外对岩土的定名及状态鉴定与实验资料和原位测试数据相吻合。

(3)编绘钻孔工程地质综合柱状图。

(4)划分岩土地质层,编制分层统计表,进行数理统计。地基岩土的分层恰当与否,直接关系到评价的正确性和准确性。因此,此项工作必须按地质年代、成因类型、岩性、状态、风化程度、物理力学特征来综合考虑,正确地划分每一个单元的岩土层。然后编制分层统计表,包括各岩土层的分布状态和埋藏条件统计表,以及原位测试和实验测试的物理力学统计表等。最后,进行分层试验资料的数理统计,查算分层承载力。

(5)编绘工程地质剖面图和其它专门图件。

(6)编写文字报告。按以上顺序进行工作可减少重复,提高效率;避免差错,保证质量。在较大的勘察场地或地质地貌条件比较复杂的场地,应分区进行勘察评价。

2报告论述的主要内容

报告应叙述工程项目、地点、类型、规模、荷载、拟采用的基础形式;工程勘察的发包单位、承包单位;勘察任务和技术要求;勘察场地的位置、形状、大小;钻孔的布置者和布置原则,孔位和孔口标高的测量方法以及引测点;施工机具、仪器设备和钻探,取样及原位测试方法;勘察的起止时间;完成的工作量和质量评述;勘察工作所依据的主要规范、规程;其它需要说明的问题。报告应附勘探点(钻孔)平面位置图、勘探点测量成果表和勘察工作量表。倘若勘察工作量少,可只附图而省去表。一个完整的岩土工程勘察报告,由下面几部分组成。

2.1地质地貌概况

地质地貌决定了一个建筑工地的场地条件和地基岩土条件,应从以下三个方面加以论述:(1)地质结构。主要阐述的内容是:地层(岩石)、岩性、厚度;构造形迹,勘察场地所在的构造部位;岩层中节理、裂隙发育情况和风化、破碎程度。由于勘察场地大多地处平原,应划分第四系的成因类型,论述其分布埋藏条件、土层性质和厚度变化。(2)地貌。包括勘察场地的地貌部位、主要形态、次一级地貌单元划分。如果场地小且地貌简单,应着重论述地形的平整程度、相对高差。(3)不良地质现象。包括勘察场地及其周围有无滑坡、崩塌、塌陷、潜蚀、冲沟、地裂缝等不良地质现象。如在碳酸盐岩类分布区,则要叙述岩溶的发育及其分布、埋藏情况。如果勘察场地较大,地

E. 工程地质勘察的方法

大体的有地质抄方法、物探方法。详细的袭有很多分类。 在各类建筑的勘察工作方面，工程地质的研究内容主要是如何按照勘察阶段完成应有的勘察任务，圆满回答设计和施工方面提出的问题，满足各种地质资料和计算参数的需要。研究各项勘察方法的配合关系，分清主次。工作量的安排标准：如勘探网点布置原则、 间距、 深度， 取样数量， 试验项目， 监测网点布置。 物探快捷而经济， 如何充分发挥其在探查和测试方面的作用，应注意研究。如何应用新的技术方法提高勘察的可靠性也是要很好加以研究的内容。如工程地质模型和模拟试验，计算机的应用，以及数据库、专家系统的建立， 应用各种新的理论与方法 （如模糊数学、 分数维、 灰色理论） 等等， 以提高定量评价的水平。
在工程地质学中专门从事勘察研究的分支学科为“专门工程地质学”或“工程地质勘察学”。此外，结合不同类型工程建筑的还有：“铁路工程地质学”、“水利水电工程地质学” 、 “矿山工程地质学” 等。

F. 常用的工程地质勘察方法有哪些它分几个阶段

工程地质勘察是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。内所需勘察的容地质因素包括地质结构或地质构造：地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质，自然（物理）地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后，需根据设计建筑物的结构和运行特点，预测工程建筑物与地质环境相互作用（即工程地质作用）的方式、特点和规模，并作出正确的评价，为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。 一般包括两大部分：文字和图表。文字部分有工程概况，勘察目的、任务，勘察方法及完成工作量，依据的规范标准，工程地质、水文条件，岩土特征及参数，场地地震效应等，最后对地基作出一个综合的评价，提承载力等。图表部分包括平面图，剖面图，钻孔柱状图，土工试验成果表，物理力学指标统计表，分层土工试验报告表等。

G. 工程地质勘察的方法

工程地质勘察方法或手段，包括工程地质测绘、工程地质勘探、实验室或现场试验、长期观测（或监测）等。
工程地质测绘
在一定范围内调查研究与工程建设活动有关的各种工程地质条件，测制成一定比例尺的工程地质图，分析可能产生的工程地质作用及其对设计建筑物的影响，并为勘探、试验、观测等工作的布置提供依据。它是工程地质勘察的一项基础性工作。测绘范围和比例尺的选择，既取决于建筑区地质条件的复杂程度和已有研究程度，也取决于建筑物的类型、规模和设计阶段。规划选点阶段，区域性工程地质测绘用小比例尺（1:10万，1:5万）；设计阶段,水库区测绘大多用中比例尺（1:2.5万，1:1万）,坝址、厂址则用大比例尺(1:5000，1:2000,1:1000,1:500)。工程地质测绘所需调研的内容有地层岩性、地质构造、地貌及第四纪地质、水文地质条件、天然建筑材料、自然（物理）地质现象及工程地质现象。对所有地质条件的研究，都必须以论证或预测工程活动与地质条件的相互作用或相互制约为目的，紧密结合该项工程活动的特点。当露头不好或这些条件在深部分布不明时，需配合以试坑、探槽、钻孔、平洞、竖井等勘探工作进行必要的揭露。
工程地质测绘通常是以一定比例尺的地形图为底图，以仪器测量方法来测制。采用卫星像片、航空像片和陆地摄影像片，通过室内判读调绘成草图，到现场有目的地复查，与进一步的照片判读反复验证，可以测制出更精确的工程地质图。并可提高测绘的精度和效率，减少地面调查的工作量。
工程地质勘探
包括工程地球物理勘探、钻探和坑探工程等内容。
①工程地球物理勘探。简称工程物探，其目的是利用专门仪器，测定各类岩、土体或地质体的密度、导电性、弹性、磁性、放射性等物理性质的差别，通过分析解释判断地面下的工程地质条件。它是在测绘工作的基础上探测地下工程地质条件的一种间接勘探方法。按工作条件分为地面物探和井下物探（测井）；按被探测的物理性质可分为电法、地震、声波、重力、磁法、放射性等方法。工程地质勘察中最常用的地面物探为电法中的视电阻率法，地震勘探中的浅层折射法，声波勘探等；测井则多采用综合测井。
物探的优点在于能经济而迅速地探测较大范围，且通过不同方向的多个剖面获得的资料是三维的。以这些资料为基础，在控制点和异常点上布置勘探、试验工作，既可减少盲目性，又可提高精度。测井则可增补钻探工作所得资料并提高其质量。开展多种方法综合物探，根据综合成果进行对比分析，可以显著提高地质解释的质量，扩大物探解决问题的范围，缩短工程地质勘探周期并降低其成本。由于物探需要间接解释，所以只有地质体之间的物理状态（如破碎程度、含水率、喀斯特化程度）或某种物理性质有显著差异，才能取得良好效果。
②钻探和坑探。采用钻探机械钻进或矿山掘进法，直接揭露建筑物布置范围和影响深度内的工程地质条件，为工程设计提供准确的工程地质剖面的勘察方法。其任务是：查明建筑物影响范围内的地质构造，了解岩层的完整性或破坏情况，为建筑物探寻良好的持力层（承受建筑物附加荷载的主要部分的岩土层）和查明对建筑物稳定性有不利影响的岩体结构或结构面（如软弱夹层、断层与裂隙）;揭露地下水并观测其动态;采取试验用的岩土试样；为现场测试或长期观测提供钻孔或坑道。
钻探比坑探工效高，受地面水、地下水及探测深度的影响较小，故广为采用。但不易取得软弱夹层岩心和河床卵砾石层样品，钻孔也不能用来进行大型现场试验。因此,有时需采用大孔径钻探技术,或在钻孔中运用钻孔摄影，孔内电视或采用综合物探测井以弥补其不足。但在关键部位还需采用便于直接观察和测试目的层的平洞、斜井、竖井等坑探工程。
钻探和坑探的工作成本高，故应在工程地质测绘和物探工作的基础上，根据不同工程地质勘探阶段需要查明的问题，合理设计洞、坑、孔的数量、位置、深度、方向和结构，以尽可能少的工作量取得尽可能多的地质资料，并保证必要的精度。
原位测试和实验室试验
获得工程地质设计和施工参数，定量评价工程地质条件和工程地质问题的手段，是工程地质勘察的组成部分。室内试验包括：岩、土体样品的物理性质、水理性质和力学性质参数的测定。现场原位测试包括：触探试验、承压板载荷试验、原位直剪试验以及地应力量测等（见岩土试验、工程地质力学模拟）。
设计建筑物规模较小，或大型建筑物的早期设计阶段，且易于取得岩、土体试样的情况下，往往采用实验室试验。但室内试验试样小，缺乏代表性，且难以保持天然结构。所以，为重要建筑物的初步设计至施工图设计提供上述各种参数，必须在现场对有代表性的天然结构的大型试样或对含水层进行测试。要获取液态软粘土、疏松含水细砂、强裂隙化岩体之类的、不能得到原状结构试样的岩土体的物理力学参数，必须进行现场原位测试。
现场检测与监测
用专门的观测仪器对建筑区工程地质条件各要素或对工程建筑活动有重要影响的自然(物理)地质作用和某些重要的工程地质作用随时间的发展变化，进行长时期的重复测量的工作。观测的主要内容有：岩、土体位移范围、速度、方向；岩、土体内地下水位变化；岩体内破坏面上的压力；爆破引起的质点速度；峰值质点加速度；人工加固系统的载荷变化等。此项工作主要是在论证建筑物的施工设计的详细勘察阶段进行，工程地质作用的观测则往往在施工和建筑物使用期间进行。长期观测取得的资料经整理分析，可直接用于工程地质评价，检验工程地质预测的准确性，对不良地质作用及时采取防治措施，确保工程安全。

H. 工程地质勘察方法与手段主要有哪些

工程地质勘察的方法是：搜集分析已有资料，进行场地踏勘、调查、测绘、回物探、钻探、试验答，并在室内综合以上各种方法得出的地质判断，形成报告及图纸。

传统的手段主要有：踏勘、调查、测绘、物探、钻探、试验。
除传统手段外还有遥感影像解译、地理信息系统、三维地质模型等信息化手段。

I. 工程地质勘察报告包括哪些内容

每个单位的格式都不大一样，一般包括两大部分：文字和图表。文字部版分有工程概况，勘察目的权、任务，勘察方法及完成工作量，依据的规范标准，工程地质、水文条件，岩土特征及参数，场地地震效应等，最后对地基作出一个综合的评价，提承载力等。图表部分包括平面图，剖面图，钻孔柱状图，土工试验成果表，物理力学指标统计表，分层土工试验报告表等。