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岩土工程地质划分表

发布时间: 2021-02-19 21:20:15

① 岩土工程勘察阶段的划分

不论是一般工程还是大型工程,其工程建设都是分阶段、有步骤地完成的。各阶段所要解决的问题的性质也不相同,这就要求岩土工程勘察在不同的阶段提供不同深度和广度的地质资料,以满足工程建设和设计的需要。

设计部门对一项工程建设的所有经济和技术问题,都要有明确的回答。这种解答必须遵循一定的程序,即先解答原则性的问题,再解决具体的技术性问题。也就是该项工程是否必要和可能兴建,在何处修建,采用何种结构型式,何种规模和如何兴建(施工)。这种程序就要分为几个阶段,每一阶段解决一定的问题。不同设计阶段各项建设各有其内容,其中也包括了解决个别问题的详细程度。

各个部门对工程建设采用的设计阶段基本上是一致的,其解决的主要问题与原则是大致相同的。通常,国内、外划分为以下几个设计阶段,见表1-1。

岩土工程勘察是为工程的规划、设计、施工提供详细的地质资料的,它的各项工作及深度、广度必须与工程设计阶段相适应,满足设计部门的各种需要,以解答工程建设中各阶段提出的地质问题并进行评价。

表1-1 工程设计阶段的划分

表1-2 国内不同部门岩土工程勘察阶段的划分

为此,岩土工程勘察根据不同部门的设计要求,划分了不同的勘察阶段(表1-2)。

勘察阶段的划分依据是按照设计阶段来划分的,以水利部门拟定的方案为例,其对勘察阶段划分为以下4个阶段:

(1)规划阶段的岩土工程勘察:此阶段对于设计方面来讲只是一个初步设想,了解工程能否修建和在何处修建,工程的技术可能性和经济合理性,工程地点和线路的走向只是轮廓性的,着重控制工程和近期修建工程的地段选择。

岩土工程勘察在此阶段的主要工作是查明区域岩土工程条件,对区域稳定性进行论证,对控制性工程和可能的建筑区作出定性的岩土工程评价,并提出几个比较方案。在拟建工程区进行中、小比例尺的岩土工程测绘,是该阶段的主要勘察方法,其他方法只是辅助性的,以达到全面了解工作区的岩土工程条件,反映出主要岩土工程问题为目的。

(2)可行性研究阶段岩土工程勘察:相当于城建部门的选厂址阶段和铁路部门的初步测定阶段。这一阶段的重要任务是选择建筑物的位置、线路方案及局部方案(桥、涵洞、隧道等路堑)、厂址和主要建筑位置、水电工程的坝址坝线。

岩土工程勘察工作以上述目的,往往在几个方案的地点上同时做一些工作,尽管这些工作在各个地点不相同的,工作量是有差异的。目的是为了比较详尽地查明各地段的岩土工程条件、各自存在的岩土工程问题及严重程度,并对其进行定性和适当的定量地评价,以比较各方案的优劣,选择最优方案,并为初拟建筑物的类型选择和规模提供资料。本阶段的岩土工程勘察以大、中、比例尺的岩土工程测绘和岩土工程勘探为主,详细了解地面地质和地下地质情况,配合比较多的室内试验和少量原位试验。

(3)技术设计(详勘)阶段:设计部门要确定建筑物的具体位置、结构型式、规模,以及相关建筑物的相互配置方式。此时的岩土工程勘察工作是大量的,但由于地点已选定,勘察范围已大大缩小(某一坝线、某一洞轴线、某一建筑场地)勘察方法以勘探和试验为主,在重要部位(如坝肩、厂房、洞口等)地段采用大比例尺、高精度的地质测绘,尤其是大型原位试验工作量很大,以保证全面、详细、准确地查明岩土工程条件,定量地评价岩土工程问题的严重程度,以及处理的措施和技术参数。

(4)施工图阶段(补充勘察阶段):设计方案及图纸已确定,为达到设计要求,一些有问题的地段必须进行补充勘察,对具体的处理措施的可靠性及技术参数须加以论证,并进行施工中的地质编录工作,以及时发现问题。

有了勘察阶段的划分,勘察工作就能有步骤地进行。在勘察工作中,应当体现出范围由大到小,先地表后地下;内容由粗到细,工作量由大到小,先主要建筑后次要建筑;评价由简单到深入,由定性到定量的勘察精神。此外,勘察阶段的划分也是符合认识的客观规律性,即由表及里,由现象到本质,由片面到更多方面,由感性认识到理性认识的认识过程;并且也符合经济的原则,即先普查,后勘探,再施工,从而可保证建筑物的安全与正常运营,避免因仓促上马而造成的重大经济损失。

勘察阶段的划分基本上应与设计阶段相适应,对于大型工程的勘察工作,上述几个阶段应有比较明显的划分和适宜于各阶段的具体任务。但是,某些工程的勘察,在区域资料比较丰富或有相应的工程勘察资料的前提下,勘察阶段可以归并或减少,三次、二次甚至于一次即可完成。但须注意,这种归并与减少一般是对踏勘、初踏的归并与减少,而详细勘测则必须进行。那种完全取消勘察工作或不把勘察工作的重要性放在应有地位的“三边”(即“边设计、边勘察、边施工”)政策,应坚决予以纠正。

② 土壤及岩石分类表来自哪里

在编写原则中,关于岩土爆破工程的土壤及岩石分类仍按建设部《全国统一建筑工程基础定额》中的土壤及岩石(普氏)分类表执行。

在露天、地下、硐室、水下等石方爆破工程中,都有岩体分类问题。在过去的爆破定额中,均采用前苏联的土壤及岩石分类表(普氏岩石强度系数)把土壤和岩石共划分为五级:Ⅰ-Ⅳ为土壤类;Ⅴ为松石(软石);Ⅵ-Ⅷ为次坚石;Ⅸ- X为普坚石;Ⅺ-ⅩⅥ为特坚石,每一级都有土壤岩石名称和物理力学性质指标。在爆破工程的预算定额中过去均采用后四段,即松石、次坚石、普坚石和特坚石,而且已往已有较多的定额参考资料。2003年颁布实施的国家标准《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003规定采用的就是上述《土壤及岩石分类表》,1988年《全国统一城镇控制爆破工程、硐宝大爆破工程预算定额》也是采用此分类表。因此,编制全国统一爆破工程消耗量定额也决定采用该分类表。该表已为国内建筑工程与爆破界所公认,不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度,而且可以作为计算承包工程单价、编制招投标的依据。

建国以来,我国科技工作者对岩石在分类分级进行过大量工作。如东北工学院,科学院工程地质研究所等。东北大学进行了岩石可爆性与稳定性的研究,提出了分级方法。其中岩石的可爆性分级是以能量平衡为准则,根据标准条件下爆破漏中体积、大块率、小块率、平均合格率试验数据以及岩石波阻抗,计算出岩石可爆性指数,提出分级表。共分为:易爆、中等可爆、难爆、很难爆、极端难爆五个等级。虽经过冶金部组织通过技术鉴定,但未成为全国公认的分级表,未能推广纳入爆破定额。但可供研究参考。

我国工程地质科学工作者(科学院地质所等)为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准,为岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准(GB50218-94)。不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别,还可用于判断岩体爆破的难易程度。(岩体基本质量级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)级,岩石坚硬程度的定性划分为硬质岩,软质岩两类5级;岩体完整程度的定性划分为:完整、较完整、较破碎、极破碎五级。(可参考现代公路工程爆破P. 79-88)。

③ 岩土体的工程地质分类和鉴定

一、岩体

(一)岩体(岩石)的基本概念岩体(岩石)是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念,又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》(JG J84-92)中给出的岩石定义是:天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体,就是地壳表部圈层,经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时,可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。

岩体(岩石)的工程分类,可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言,根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度,用岩石学名称加风化程度进行分类,如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类,在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类,是针对岩体(岩石)的工程特点,根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件,将岩体(岩石)个项分成若干类别,以细划其工程特征,为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据,使工程师建立起对岩体(岩石)的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。

在岩体(岩石)的各项物理力学性质中,岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性,岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点,对各种类型的工程岩体,稳定性都是最重要的,是控制性的。

岩石的风化,不同程度地改变了母岩的基本特征,一方面使岩体中裂隙增加,完整性进一步被破坏;另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化,使岩石疏软以至松散,物理力学性质变坏。

(二)岩石按坚硬程度分类

岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和(极限)抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样,放置在试验机压板中心,以每秒0.5~1.0M Pa的速度加荷施压,直至岩样破坏,记录破坏荷载,用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度:

深圳地质

式中:R为岩石单轴饱和抗压强度,单位为MPa;p为试样破坏荷载,单位为N;A为试样截面积,单位为mm2

对岩石试样的几何尺寸,国家标准《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266-99)有明确的规定,试样应符合下列要求:①圆柱体直径宜为48~54mm;②含大颗粒的岩石,试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍;③试样高度与直径之比宜为2.0~2.5。

在此标准发布之前,岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下:极限抗压强度大于75M Pa时,试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体;抗压强度为25~75MPa时,试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体;抗压强度小于25MPa时,试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。

(G B/T 50266-99)的规定显然是为了方便取样,以金刚石钻头钻探,取出的岩心进行简单的加工,即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。

岩石按坚硬程度分类,各行业的有关规定,虽然各自表述方式有所区别,但其标准是基本一致的(表2-2-1)。

表2-2-1 岩石坚硬程度分类

除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外,尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标:建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。

表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分

岩石坚硬程度的划分,无论是定量的单轴饱和抗压强度,还是加入了风化程度内容的定性标准,都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。

(三)岩石按风化程度分类

关于岩石风化程度的划分及其特征,国家规范和各行业的有关规范中均有规定,其分类标准基本一致,表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。

表2-2-3《工程岩体分级标准》(GB50218-94)岩石风化程度划分表

表2-2-4《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)岩石按风化程度分类表

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表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024-85)岩石风化程度划分表

表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)岩体风化带划分表

《港口工程地质勘察规范》(JTJ240-97)、《港口工程地基规范》(JTJ250-98)岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分,硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。

表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表

表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表

表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB5037-1999)岩石风化程度分类表

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表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》(DBJ15-31-2003)岩石风化程度划分表

国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述:岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征,但在岩石坚硬程度的定性划分中(表A.0.1)把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。

深圳市标准:《地基基础勘察设计规范》(报批稿)关于岩石风化程度的划分标准,基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB(50307-1999)的表述形成和内容(表2-2-9),文字略有调整。

纵观各类规范对岩石风化程度的划分,可以看出:

1)除个别规范未列出未风化一类外,岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等(弱)风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一,中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。

2)风化程度的特征描述,主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖(钻)性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。

3)从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的,有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中,有一定的道理。国际标准:ISO/TC182/SC,亦将风化程度分为五级,并列入了残积土。从工程角度考虑,残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化,物理力学性质和对它的理论研究已属松软土,表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。

4)国家标准:《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”(表2-2-3)看似简单,规范“条文说明”解释了这一现象,表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述,仅是针对小块岩石,为表2-2-2服务的,它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后,专门为描述岩石坚硬程度作的规定,主要考虑岩石结构构造被破坏,矿物蚀变和颜色变化程度,而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。

5)上述列表中可以看出,某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来,而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表(2.2-2)将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆:一是从工程角度看,硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近,可等同于软质岩;二是新鲜岩石中是存在软质岩的,如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。

6)相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的,有时不一定能划出5个完整的等级,如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准,综合各类信息,结合当地经验来判断岩石的风化等级。

(四)岩体的结构类型

在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的,但有各自的含义,如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等,岩体作为工程地质学的一个主要研究对象,提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。

岩体结构有两个含义,可以称之为岩体结构的两个要素:结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。

事实上,所有与岩石有关的工程,除建筑材料外,都是与有较大几何尺寸的岩体打交道,岩石经过建造成岩(岩浆岩的浸入,火山岩的喷出,沉积岩的层状成沉积,变质岩的混合与动力变质)及后期的改造(褶皱、断裂、风化等),使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏,成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线,不妨以建造性结构面和改造性结构面(软弱结构面)为基础,从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究,其次将两方面的成果加以综合,即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念(图2-2-1)。

(1)以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分(表2-2-11)

表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类

(2)以改造性结构面(软弱结构面)为主的岩体结构类型的划分(表2-2-12)

表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类

图2-2-1 岩体结构示意图

(3)由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体

三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征,将其综合归纳,形成了较系统的岩体结构类型(表2-2-13)。

表2-2-13 岩体结构类型及其特征

表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。

(4)岩体完整程度的划分

地质岩体在建造和改造的过程中,岩体被风化、被结构面切割,使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多,从结构面的几何特征来看,有结构面的密度,组数、产状和延展程度,以及各组结构面相互切割关系;从结构面形状特征来看,有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼,应抓住影响稳定性的主要方面,使评判划分易于进行。在国标:《工程岩体分级标准》(GB50218-94)中,规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据,以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度(表2-2-14)。

表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表

在1994版的《岩土工程勘察规范》中,未见此表。很明显,此表在《工程岩体分级标准》中出现后,在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。

(五)岩体基本质量分级

自然界中不同结构类型的岩体,有着各异的工程性质,岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中,系统地认识不同质量的工程岩体,针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。

1994年,国家标准《工程岩体分级标准》(50218-94)给出了岩体基本质量分级的标准(表2-2-15)。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021-94),该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中,岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类,岩体基本质量等级按表2-2-16分类。

表2-2-15 岩体基本质量分级

表2-2-16 岩体基本质量等级分类

(六)岩体围岩分类

地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业,均有地下洞室和隧道(巷道)开挖,工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。

1.隧道围岩

《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999)和《公路工程地质勘察规范》(JTJ064-98)规定,隧道围岩分类按表2-2-17划分。

表2-2-17 隧道围岩分类

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2.围岩工程地质

《水利水电工程地质勘察规范》(GB50287-99)规定,在地下洞室勘察时,应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。

表2-2-18 围岩工程地质分类

上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。

3.铁路隧道围岩

《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2001)规定,隧道工程地质调绘时,应根据地质调绘、勘探、测试成果资料,综合分析岩性、构造、地下水及环境条件,按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。

表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级

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该规范还规定,铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级,受地下水,高地应力及环境条件等影响的分级修正,综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分,地下水影响的修正,高地应力影响的修正及环境条件的影响,规范中都有明确的规定。

4.井巷工程围岩

矿山工程中的井巷工程,其功能和结构更为多样,所以井巷工程对围岩的分类更加详尽,各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》(YS5202-2004、J300-2004)规定,井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。

表2-2-20 井巷工程围岩分类

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5.工程岩体

国家规范:《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086-2001)从工程岩体支护设计和施工的需要出发,给出围岩分级表,与表2-2-20相比,仅少了Ⅵ、Ⅶ两类,主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏,其他完全相同。

(七)岩质边坡的岩体分类

《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)对岩质边坡的岩体分类方法,见表2-2-21

表2-2-21 岩质边坡的岩体分类(GB50330-2002)

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表2-2-22 岩体完整程度划分

(八)深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见

1)深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外,公路(道路)桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设,各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下,这一状况将继续下去。但是,对某一岩体的不同分类标准,仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。

2)岩体工程特性的评价中,岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析,岩体的结构特征才能弄清楚。

3)岩石风化程度的判断,现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外,应多采用岩体波速测试方法,使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果,可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。

4)岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的,风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力,深圳市地基基础勘察设计规范(送审稿)将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带,其划分方法见表2-2-23。

表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分

需要指出的是,花岗岩的风化规律一般是上部风化严重,随深度增加而减弱,但也有个别情况,有时随深度增加风化程度并无明显变化,故在划分风化亚带时,应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅,也可以划分一个亚带或两个亚带,不可强求一律划分为3个亚带。

龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因(如表面溶蚀剧烈),可能岩石的裂隙比较发育,块度比较小。

二、土体

(一)土体的含义及其工程地质分类

土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样,均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同,其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时,强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。

土的工程地质分类有以下特点:①分类涵盖自然界绝大多数土体;②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征,工程性质相近,力学的理论分析和计算基本一致;③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同;④工程技术人员,从土的类别可以初步了解土的工程性质。

土的工程地质分类是以松散粒状(粗粒土)体系和松散分散(细粒土)体系的自然土为对象,以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。

合理的工程地质分类,具有以下实际用途:①根据土的分类,确定土的名称,它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据;②根据各类土的工程性质,对土的质量和建筑性能提出初步评价;③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向;④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验,初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性,为基础和边坡的设计与施工提供依据。

土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体,适用于各类工程,分类依据是土的主要工程地质特征,如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要,或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类,这种分类一般比较详细,比如砂土的密实度分类,黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是,普通分类与专门分类是相辅相成的,前者是后者的基础,后者是前者的补充和深化。

(二)国外土的工程分类概况

近几十年来,国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展,工业和科学技术发达的主要国家,都分别先后制定了各自全国统一的分类标准(表2-2-24)。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本,结合各自国情适当调整、修改而制定的。

表2-2-24 一些国家的土质分类简况

上述各国的土质分类,都采用了统一分类体系和方法,不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据,而且体现了国际统一化的趋势,以促进国际交流与合作。

下列美国的统一分类法(表2-2-25)作为样本,以了解国外分类的标准和方法。

表2-2-25 美国的土的统一分类法

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(三)国内土的工程分类

1.统一分类法

1990年,国家标准《土的分类标准》(GBJ 145-90)发布,并于1991年8月起执行。在此之前或之后,水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。(GBJ 145-90)土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。

表2-2-26 粒组的划分

表2-2-27 土质分类表

2.建筑分类法

国标《建筑地基设计规范》(GB50007-2002)土的分类方法(简称:建筑分类法)如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》(TJ7-74)(试行)到《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前,我国一直沿用前苏联规范(HИTY127-55)。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用,这在不少行业规范中得以反映,此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外,大多采用此分类标准,并纳入到深圳市的地方标准之中。

表2-2-28 土的分类

(四)土的状态分类

土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程,土的状态标准是有所区别的,现以《岩土工程勘察规范》(50021-2001)中规定的最常用的分类标准,对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类,见表2-2-29至表2-2-34。

表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类

表2-2-30 碎石土密实度按N120分类

表2-2-31 砂土密实度分类

表2-2-32 粉土密实度分类

表2-2-33 粉土湿度分类

表2-2-34 黏性土状态分类

(五)土的现场鉴别方法

1.碎石土密实度现场鉴别方法(表2-2-35)

表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别

2.砂土分类现场鉴别方法(表2-2-36)

表2-2-36 砂土分类现场鉴别

3.砂土密实度现场鉴别方法(表2-2-37)

表2-2-37 砂土密实度现场鉴别

4.砂土湿度的现场鉴别方法(表2-2-38)

表2-2-38 砂土湿度现场鉴别

5.粉土密实度现场鉴别方法(表2-2-39)

表2-2-39 粉土密实度现场鉴别

6.粉土湿度现场鉴别方法(表2-2-40)

表2-2-40 粉土湿度现场鉴别

7.黏性土状态现场鉴别方法(表2-2-41)

表2-2-41 黏性土状态现场鉴别

8.有机质土和淤泥质土的分类

土按有机质分类和鉴定方法,《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土,在上更新统(Q3)的杂色黏土中,有一层泥炭质土,局部有泥炭层发育。

表2-2-42 土按照有机质分类

(六)土的定名和描述

1.统一分类法定名

1)巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类;细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。

2)土的名称由一个或一组代号组成:一个代号即表示土的名称,由两个基本代号构成时,第一个代号表示土的主成分,第二个代号表示副成分(土的级配或土的液限);由3个基本代号构成时,第一个代号表示土的主成分,第二个代号表示液限;第三个代号表示土中微含的成分。

《土的分类标准》(G B J145-90),对特殊土的判别,列出了黄土,膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验,花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾,代号GF;砂质黏性土相当于细粒土质砾,代号GC-GM;黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土,代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土,G B J145-90分的不细,从工程需要出发,淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。

2.建筑行业定名

建筑行业定名依照下列几个标准:

1)土名前冠以土类的成因和年代。

2)碎石土和砂土按颗粒级配定名。

3)粉土以颗粒级配及塑性指数定名。

4)黏性土以塑性指数定名。

5)对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物,如含碎石黏土,含黏土角砾等。

6)对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时,当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时,宜定为“互层”;厚度比为十分之一至三分之一时,宜定为“夹层”;厚度比小于十分之一的土层且多次出现时,宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时,宜单独分层。

3.土的描述内容

(1)当按统一分类法(GBJ145-90)定名时,应按下列内容描述

1)粗粒土:通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;土颗粒形状(圆、次圆、棱角或次棱角);土颗粒的矿物成分;土颜色和有机质;所含细粒土成分(黏土或粉土);土的代号和名称。

2)细粒土:通俗名称及当地名称;土颗粒的最大粒径;巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数;潮湿时土的颜色及有机质;土的湿度(干、湿、很湿或饱和);土的状态(流动、软塑、可塑或硬塑);土的塑性(高、中或低);土的代号和名称。

(2)当按建筑分类法(GB50007-2002)定名时,应按下列内容描述

1)碎石土:名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。

2)砂土:名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。

3)粉土:名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。

4)黏性土:名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。

5)特殊性土:除应描述上述相应土类的内容外,尚应描述其特征成分和特殊性质,如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量;对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。

6)互层(夹层)土:对具有互层、夹层、夹薄层特征的土,尚应描述各层的厚度及层理特征。

④ 岩土工程勘察中场地的复杂等级如何划分

根据建设场地工程地质复杂程度可分成:一级(复杂)场地、二级(中等复杂)场地和三级回(简单)场地。
场地的答复杂程度主要是指具有下列条件之一者
(1)对建筑抗震危险、不利、有利(或抗震设防烈度等于或小于6度)的地段;
(2)不良地质作用强烈发育、一般发育、不发育地段;
(3)地质环境已经或可能受到强烈破坏、一般破坏、基本未受破坏;
(4)地形地貌复杂、较复杂、不复杂;
(5)有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他水文地质条件复杂,需专门研究的场地为复杂场地;基础位于地下水位以下的场地为中等复杂场地;地下水对工程无影响的为简单场地。
在确定场地复杂等级时,从一级开始向二级三级推定,以先满足为准。

⑤ 土壤及岩石分类是哪个文件规定的

土壤及岩石(普氏)分类表

岩体类别

在编写原则中,关于岩土爆破工程的土壤及岩石分类仍按建设部《全国统一建筑工程基础定额》中的土壤及岩石(普氏)分类表执行。

在露天、地下、硐室、水下等石方爆破工程中,都有岩体分类问题。在过去的爆破定额中,均采用前苏联的土壤及岩石分类表(普氏岩石强度系数)把土壤和岩石共划分为五级:Ⅰ-Ⅳ为土壤类;Ⅴ为松石(软石);Ⅵ-Ⅷ为次坚石;Ⅸ- X为普坚石;Ⅺ-ⅩⅥ为特坚石,每一级都有土壤岩石名称和物理力学性质指标。在爆破工程的预算定额中过去均采用后四段,即松石、次坚石、普坚石和特坚石,而且已往已有较多的定额参考资料。2003年颁布实施的国家标准《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003规定采用的就是上述《土壤及岩石分类表》,1988年《全国统一城镇控制爆破工程、硐宝大爆破工程预算定额》也是采用此分类表。因此,编制全国统一爆破工程消耗量定额也决定采用该分类表。该表已为国内建筑工程与爆破界所公认,不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度,而且可以作为计算承包工程单价、编制招投标的依据。

建国以来,我国科技工作者对岩石在分类分级进行过大量工作。如东北工学院,科学院工程地质研究所等。东北大学进行了岩石可爆性与稳定性的研究,提出了分级方法。其中岩石的可爆性分级是以能量平衡为准则,根据标准条件下爆破漏中体积、大块率、小块率、平均合格率试验数据以及岩石波阻抗,计算出岩石可爆性指数,提出分级表。共分为:易爆、中等可爆、难爆、很难爆、极端难爆五个等级。虽经过冶金部组织通过技术鉴定,但未成为全国公认的分级表,未能推广纳入爆破定额。但可供研究参考。

我国工程地质科学工作者(科学院地质所等)为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准,为岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准(GB50218-94)。不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别,还可用于判断岩体爆破的难易程度。(岩体基本质量级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)级,岩石坚硬程度的定性划分为硬质岩,软质岩两类5级;岩体完整程度的定性划分为:完整、较完整、较破碎、极破碎五级。(可参考现代公路工程爆破P. 79-88)。

定额分类 普氏分类 土壤及岩石名称 天然湿度下平均容重 极限压 碎强度 用轻钻孔机钻进1m 开挖方法 及工具 紧固系数
Kg/m3 Kg/cm2 min f
一 、 二类 土 壤 Ⅰ 砂 1500 - - 用尖锹开挖 0.5~0.6
砂壤土 1600
腐殖土 1200
泥炭 600
Ⅱ 轻壤土和黄土类土 1600 - - 用锹开挖并少数用镐开挖 0.6~0.8
潮湿而松散的黄土,软的盐渍土和碱土 1600
平均15MM以内的松散而软的砾石 1700
含有草根的密实腐殖土 1400 - - 用尖锹开挖并少数用镐开挖 0.6~~0.8
含有直径在30MM以内根类的泥炭和腐殖土 1100
掺有卵石、碎石和石屑的砂和腐殖土 1650
含有卵石、或碎石杂质的胶结成块的填土 1750
含有卵石、碎石和建筑料杂质的砂壤土 1900
三 类 土 壤 Ⅲ 肥粘土其中包括石炭纪、侏罗纪的粘土和冰粘土 1800 - - 用尖锹并同时用镐和撬棍开挖(30%) 0.81~1.0
重壤土、粗砾石、粒径为15-40MM的碎石或卵石 1750
干黄土和掺有碎石或卵石的自然含水量黄土 1790
含有直径大于30MM根类的腐殖土或泥炭 1400
掺有碎石或卵石和建筑碎料的土壤 1900

⑥ 地层岩性及岩土工程地质背景

西南地区地质构造复杂,地层出露齐全,自元古宇至新生界均有出露,总厚度回可达58433m(表1-5)。工程地答质岩土类型可划分为岩浆岩、碎屑岩、碳酸盐岩和变质岩4种类型。根据岩石性质、岩体结构、岩石强度及岩性组合特征划分岩组,其工程特征与岩组见表1-6。

土体主要按颗粒级别划分为黏性土、砾卵石土及砂砾,特征见表1-7。

表1-5 西南地区地层

续表

表1-6 岩体工程地质类型及特征

图1-3 青藏高原及邻区主要断裂带及强震分布图

(据焦淑沛,1985)

Ⅰ—喜马拉雅山前陆壳俯冲带;Ⅱ—西昆仑—阿尔金山前陆壳俯冲带;Ⅲ—祁连山前陆壳俯冲带;Ⅳ—龙门山山前陆壳俯冲带

(1)喜马拉雅主断裂活动带;(2)雅鲁藏布江—印度河主断裂活动带;(3)班公湖—澜沧江主断裂活动带;(4)约基台错—金沙江主断裂活动带;(5)昆仑山南缘主断裂活动带;(6)祁连山主断裂活动带;(7)阿尔金主断裂活动带

表1-7 土体工程地质类型及特征

⑦ 哪里能找到《土壤及岩石分类表》

土壤及岩石(普氏)分类表

岩体类别

在编写原则中,关于岩土爆破工程的土壤及岩石分类仍按建设部《全国统一建筑工程基础定额》中的土壤及岩石(普氏)分类表执行。

在露天、地下、硐室、水下等石方爆破工程中,都有岩体分类问题。在过去的爆破定额中,均采用前苏联的土壤及岩石分类表(普氏岩石强度系数)把土壤和岩石共划分为五级:Ⅰ-Ⅳ为土壤类;Ⅴ为松石(软石);Ⅵ-Ⅷ为次坚石;Ⅸ- X为普坚石;Ⅺ-ⅩⅥ为特坚石,每一级都有土壤岩石名称和物理力学性质指标。在爆破工程的预算定额中过去均采用后四段,即松石、次坚石、普坚石和特坚石,而且已往已有较多的定额参考资料。2003年颁布实施的国家标准《建设工程工程量清单计价规范》GB50500-2003规定采用的就是上述《土壤及岩石分类表》,1988年《全国统一城镇控制爆破工程、硐宝大爆破工程预算定额》也是采用此分类表。因此,编制全国统一爆破工程消耗量定额也决定采用该分类表。该表已为国内建筑工程与爆破界所公认,不仅可以确定工程所在岩石的开挖方法、判断岩石爆破的难易程度,而且可以作为计算承包工程单价、编制招投标的依据。

建国以来,我国科技工作者对岩石在分类分级进行过大量工作。如东北工学院,科学院工程地质研究所等。东北大学进行了岩石可爆性与稳定性的研究,提出了分级方法。其中岩石的可爆性分级是以能量平衡为准则,根据标准条件下爆破漏中体积、大块率、小块率、平均合格率试验数据以及岩石波阻抗,计算出岩石可爆性指数,提出分级表。共分为:易爆、中等可爆、难爆、很难爆、极端难爆五个等级。虽经过冶金部组织通过技术鉴定,但未成为全国公认的分级表,未能推广纳入爆破定额。但可供研究参考。

我国工程地质科学工作者(科学院地质所等)为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准,为岩土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据,经过多年研究并制定颁布了我国工程岩体分级标准(GB50218-94)。不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别,还可用于判断岩体爆破的难易程度。(岩体基本质量级别分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)级,岩石坚硬程度的定性划分为硬质岩,软质岩两类5级;岩体完整程度的定性划分为:完整、较完整、较破碎、极破碎五级。(可参考现代公路工程爆破P. 79-88)。

定额分类 普氏分类 土壤及岩石名称 天然湿度下平均容重 极限压 碎强度 用轻钻孔机钻进1m 开挖方法 及工具 紧固系数
Kg/m3 Kg/cm2 min f
一 、 二类 土 壤 Ⅰ 砂 1500 - - 用尖锹开挖 0.5~0.6
砂壤土 1600
腐殖土 1200
泥炭 600
Ⅱ 轻壤土和黄土类土 1600 - - 用锹开挖并少数用镐开挖 0.6~0.8
潮湿而松散的黄土,软的盐渍土和碱土 1600
平均15MM以内的松散而软的砾石 1700
含有草根的密实腐殖土 1400 - - 用尖锹开挖并少数用镐开挖 0.6~~0.8
含有直径在30MM以内根类的泥炭和腐殖土 1100
掺有卵石、碎石和石屑的砂和腐殖土 1650
含有卵石、或碎石杂质的胶结成块的填土 1750
含有卵石、碎石和建筑料杂质的砂壤土 1900
三 类 土 壤 Ⅲ 肥粘土其中包括石炭纪、侏罗纪的粘土和冰粘土 1800 - - 用尖锹并同时用镐和撬棍开挖(30%) 0.81~1.0
重壤土、粗砾石、粒径为15-40MM的碎石或卵石 1750
干黄土和掺有碎石或卵石的自然含水量黄土 1790
含有直径大于30MM根类的腐殖土或泥炭 1400
掺有碎石或卵石和建筑碎料的土壤 1900

⑧ 岩土工程地质

本人岩土工程的,但导师是工程地质的,我觉得如果你从事勘查、地灾方面的话,工程地质更能把握清楚问题

⑨ 岩土工程勘察勘察等级是怎样分类的

岩土工程勘察等级划分是根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级综合分析确定。“岩土工程勘察规范”(GB50021-2001)将岩土工程勘察分为甲级、乙级和丙级三个等级。
(l)工程重要性等级是根据工程的规模和特征,以及由于岩土工程问题造成工程破坏或影响使用的后果,分为三级
一级工程:重要工程,后果很严重;
二级工程:一般工程,后果严重;
三级工程:次要工程,后果不严重;
(2)场地等级根据场地复杂程度分为三个等级,一级场地为复杂场地;二级场地为中等复杂场地;三级场地为简单场地。
(3)地基等级根据地基复杂程度分为三个等级,一级地基为复杂地基;二级地基为中等复杂地基;三级地基为简单地基。
所以岩土工程勘察按下列条件划分为甲级、乙级和丙级:
1甲级:在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度中,有一项或多项为一级者定为甲级;
2)乙级:除勘察等级为甲级和丙级外的勘察项目(建筑在岩质地基上的一级工程,当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时,岩土工程勘察等级可定为乙级);
3)丙级:工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级者定为丙级。
例如对重要工程、地形地貌复杂和岩土很不均匀的地基为甲级勘察;对次要工程、地形地貌简单和岩土种类单一、均匀的为丙级勘察。
通过勘察等级划分,有利于对岩土工程勘察各个工作环节按等级区别对待.确定各个勘察阶段中的工作内容和方法,确保工程质量和安全。

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