工程地質(zhì)測(cè)繪2

第二節(jié) 工程地質(zhì)測(cè)繪的研究?jī)?nèi)容　　

　　工程地質(zhì)測(cè)繪是為工程建設(shè)服務(wù)的，自始至終應(yīng)以反映工程地質(zhì)條件和預(yù)測(cè)建筑物與地質(zhì)環(huán)境的相互作用為目的，深入地研究建筑區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)條件的各個(gè)要素?！　?/P>

　　一、工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)巖土的研究

　　巖土是工程地質(zhì)條件最基本的要素，產(chǎn)生各種地質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)基礎(chǔ)。它當(dāng)然是工程地質(zhì)測(cè)繪的主要研究?jī)?nèi)容。　　

　　目前在工程地制裁測(cè)繪特別是小比例尺的工程地制裁測(cè)繪中對(duì)巖土的研究仍多彩地層學(xué)的方法，劃分單位也與一般地質(zhì)測(cè)繪基本相同。但在建筑物分布地區(qū)內(nèi)的小面積大比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪中，可能遇到的地層常常只是一個(gè)“統(tǒng)”、階“甚至是一個(gè)”帶“，此進(jìn)就必須根據(jù)巖地工和地質(zhì)性質(zhì)差民作進(jìn)一步劃分才能滿足要求。特別是砂巖中的泥巖、石灰?guī)r中的泥灰?guī)r、玄武巖中的凝灰?guī)r等夾層對(duì)建筑物的穩(wěn)定和防滲有重大影響，常會(huì)構(gòu)成壩基潛在的滑移控制面，更要突出地反映出來(lái)，這是工程地質(zhì)測(cè)繪與其它地質(zhì)測(cè)繪的一個(gè)重要區(qū)別?！　?/P>

　　工程地質(zhì)測(cè)繪對(duì)巖土的研究其特點(diǎn)還表現(xiàn)在既要查明不同性質(zhì)巖土在地殼表層的頒、巖性變化和它們的成因，也要測(cè)定它們的物理力學(xué)性質(zhì)指針，并預(yù)測(cè)它是建筑物作用下的可能變化。這就必須把巖土的研究建立在地質(zhì)歷史一成因基礎(chǔ)上才能達(dá)到目的。在地質(zhì)構(gòu)造生產(chǎn)簡(jiǎn)單、巖相變化復(fù)雜的特定條件下，巖相分析法對(duì)查明巖土的空間分布是行之有效的?！　?/P>

　　在查明巖土成因和分布的基礎(chǔ)上還應(yīng)根據(jù)野外觀察和采取簡(jiǎn)易現(xiàn)聲測(cè)試方法握取得的物理力學(xué)指針，初步判斷巖土與建筑物相互作用時(shí)的性能。通過(guò)這種判斷不公應(yīng)分出那些能產(chǎn)生嚴(yán)重變形以致鋮及建筑物安全和不常使用的巖土，即使這類巖土是很薄的夾層、透鏡體、或是裂隙中的充填物也不能忽視。　　

　　在工程地制裁測(cè)繪中常用來(lái)測(cè)定巖土強(qiáng)度參數(shù)的簡(jiǎn)易方法有回彈錘測(cè)試和點(diǎn)荷載儀測(cè)試等。　　

　　二、程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究

　　地制裁結(jié)構(gòu)一詞的含義是比較廣泛的，有關(guān)巖體結(jié)構(gòu)等內(nèi)容在先修課程中已有論述，這里著重討論對(duì)地質(zhì)構(gòu)造條件的研究?！　?/P>

　　地質(zhì)構(gòu)造特別是現(xiàn)代構(gòu)造活動(dòng)與活斷層是決定區(qū)域穩(wěn)定性的首要因素，所以修建大型水工建筑物和原子能電站等極重要建筑物時(shí)，就必須在很大范圍內(nèi)研究活斷層和地震危險(xiǎn)性，例如原子能電站選場(chǎng)，一般就要求在聲地周圍半徑為300KM的范圍內(nèi)進(jìn)行研究。要預(yù)測(cè)大型水庫(kù)存蓄水后能否誘發(fā)地震，也需要在庫(kù)存區(qū)廣大范圍內(nèi)研究地質(zhì)構(gòu)造，鑒別是否有區(qū)域性活斷層存在，并研究它們的錯(cuò)動(dòng)方式和現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)。其次，地質(zhì)構(gòu)造限定了各種性質(zhì)不同的結(jié)構(gòu)面的空間分布、破壞了巖體的均一性和完整性。然而，巖體中各種實(shí)習(xí)結(jié)構(gòu)面的空間位置和巖體的不均一性既取決于構(gòu)成巖石的性質(zhì)也取決于地質(zhì)構(gòu)造，所以要選出巖性均一完整的優(yōu)良建筑場(chǎng)地，就必須深入地研究建筑區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造掌握構(gòu)造發(fā)育的基本特征，特別是在地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的山區(qū)修建水工建筑物和地下洞室等大型工程時(shí)，就更需要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造研究。

　　第三，在選定建筑場(chǎng)地內(nèi)評(píng)價(jià)巖體的穩(wěn)定性也需要研究地質(zhì)構(gòu)造才能判明巖體的結(jié)構(gòu)特征，和各種不連續(xù)面的發(fā)育程度及其相互組合關(guān)系。此外，地質(zhì)構(gòu)造還控制著地貌、水文地質(zhì)條件、物理地質(zhì)現(xiàn)象的發(fā)育和分布。所以地質(zhì)構(gòu)造常常是工程地質(zhì)測(cè)繪研究的重要對(duì)象。　　

　　在工程地質(zhì)測(cè)繪中研究地質(zhì)構(gòu)造既要運(yùn)用地質(zhì)力學(xué)的原理和方法，也要進(jìn)行地質(zhì)歷史分析，這樣才能查明各種結(jié)構(gòu)面的力學(xué)組合和歷史演化規(guī)律；既要對(duì)褶曲、斷層等在的構(gòu)造形跡進(jìn)行研究，也要重視節(jié)理、裂隙等小構(gòu)造的研究。斷層破壞了巖體的完整性和邊續(xù)性對(duì)建筑物影響最大，當(dāng)然應(yīng)是研究的重點(diǎn)，要著研究廠礦帶寬度及充填膠結(jié)情況、構(gòu)造巖的性狀及分帶，斷層的活動(dòng)性及與建筑物的相對(duì)關(guān)系。　　

　　實(shí)踐證明，結(jié)合工程布置和地質(zhì)條件選擇有代表性的地段進(jìn)行詳細(xì)的節(jié)理裂隙統(tǒng)計(jì)，以便使巖體結(jié)構(gòu)定量模式化是有重要意義的。其統(tǒng)計(jì)研究的內(nèi)容包括：裂隙的產(chǎn)狀和延伸情況，在不同構(gòu)造部位和巖性中的變化情況，裂隙發(fā)育程度，裂壁特征及開(kāi)口寬度，充填物的成因、性質(zhì)和充填膠結(jié)程度，最后還應(yīng)判明各組裂隙的成因和力學(xué)性質(zhì)。對(duì)其中的緩傾角裂隙更要注意研究?！　?/P>

　　工程地質(zhì)測(cè)繪中也常用圖解表示裂隙統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，目前采用較多的有裂隙極點(diǎn)圖、裂隙玫瑰圖和裂隙等密圖三種。

 表2―1 按裂隙間距的裂隙發(fā)育程度分級(jí)

　　三、工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)地貌的研究     

　　地貌是巖性、地質(zhì)構(gòu)造和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的綜合反映，也是近期外動(dòng)力地質(zhì)作用的結(jié)果。所以研究地貌就有可能判明巖性（如軟習(xí)夾層的部位）、地質(zhì)構(gòu)造（如斷裂帶的位置）、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)模、表層沉積物的成因和結(jié)構(gòu)，據(jù)此還可了解各種外動(dòng)力地質(zhì)作用（如滑坡、巖溶等）的發(fā)育歷史、河流發(fā)育史等等。相同的地貌單元不公地形特征相似，并以地貌作為工程地質(zhì)分區(qū)的基礎(chǔ)。例如一個(gè)洪積扇可分為上部、中部和下部三個(gè)區(qū)來(lái)研究其工程地質(zhì)特征。上部由礫石、卵石和漂石組成，強(qiáng)度高，壓縮性小，為工業(yè)民用建筑的良好地基，但孔隙大、透水性強(qiáng)，若建水工建筑物則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重滲漏；中部以砂土為主，開(kāi)挖基坑時(shí)要特別注意細(xì)砂土的滲透穩(wěn)定問(wèn)題；下部為砂粘土過(guò)渡及主要為粘性土地帶，地形平緩地下水埋藏淺，且往往有溢出泉和沼澤分布，形成泥炭層，強(qiáng)度低，壓縮性大。     

　　在中小比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪中研究地貌時(shí)，應(yīng)以大地構(gòu)造、巖性和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等方面的研究為基礎(chǔ)，并與水文地質(zhì)條件和物理地質(zhì)現(xiàn)象的研究聯(lián)系起來(lái)，著重查明地貌單元的成因類型和形態(tài)特征，各個(gè)成因類型的分布高程及其變化、物質(zhì)組成和覆蓋層的厚度，心肝及各地貌單元在平面上的分布規(guī)律。      大比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪中，則應(yīng)側(cè)重于與工程建筑物的布置、基礎(chǔ)類型、上部結(jié)構(gòu)形式等直接有關(guān)的微地貌的研究。   

　　四、工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)水文地質(zhì)條件的研究

　　工程地質(zhì)測(cè)繪中研究水文地質(zhì)條件的主要目的在于研究地下水的賦存與活動(dòng)情況，為評(píng)價(jià)由此導(dǎo)致的工程地質(zhì)問(wèn)題提供資料。例如興建水庫(kù)存，研究水文地質(zhì)條件應(yīng)為誰(shuí)和評(píng)價(jià)壩址、水庫(kù)存的磣漏問(wèn)題提供依據(jù)；結(jié)合工業(yè)與民用建筑的修建而研究地下水的埋深和侵蝕性等，是為判明其對(duì)基礎(chǔ)砌置深度和基坑開(kāi)挖等的影響提供資料；修建道路時(shí)，研究地下水的埋深和毛細(xì)上長(zhǎng)高度，是為了預(yù)測(cè)產(chǎn)生凍脹的可能性；研究巖溶水的徨交替條件，是為了判明巖溶的發(fā)育程度和分布規(guī)律；研究孔隙水的滲透梯度和滲透速度，是為了判明產(chǎn)生滲透穩(wěn)定問(wèn)題的可能性等等。     

　　在工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)水文地質(zhì)條件的研究也應(yīng)從地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌特征和地下水露頭的分布性質(zhì)、水質(zhì)、水量等入手，查明含水、透水層和相對(duì)隔水層的數(shù)目、層位，地下水的埋藏條件，各含水層的富水程度和它們之間的水力聯(lián)系，各相對(duì)隔水層的可靠性。     

　　泉、井等地下水的天然和人工露頭以及地表水體的研究，有利于闡明測(cè)區(qū)的水文地質(zhì)條件。故在工程地質(zhì)測(cè)繪中除對(duì)這些水點(diǎn)進(jìn)行普查處，對(duì)詹中有代表性的和對(duì)工程有密切的水點(diǎn)，還應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)研究，必要時(shí)還應(yīng)取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析，并布置適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)以了解其動(dòng)態(tài)變化。   

　　五、工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)物理地質(zhì)現(xiàn)象的研究

　　在工程地制裁測(cè)繪中研究物理地制裁現(xiàn)象，一方面是為了闡明建筑區(qū)是否會(huì)受到現(xiàn)代物理地質(zhì)作用的威脅；另一方面是研究物理地質(zhì)現(xiàn)象有助于預(yù)測(cè)工程地質(zhì)作用。研究物理地質(zhì)現(xiàn)象要以巖性、地制裁構(gòu)造、地貌和水文地質(zhì)條件的研究為基礎(chǔ)，著重查明各種物理地質(zhì)現(xiàn)象的分布規(guī)律和發(fā)育特征，鑒別其形成時(shí)期，分析其產(chǎn)生原因和形成機(jī)制，追索其發(fā)育歷史和發(fā)展、演變的趨勢(shì)，以判明其目前所處的狀態(tài)及其對(duì)建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響。

　　六、工程地質(zhì)測(cè)繪中對(duì)工程地制裁現(xiàn)象的研究     

　　在某一地制裁環(huán)境內(nèi)已修建的任何建筑物都應(yīng)被看作為一項(xiàng)重要的原型試驗(yàn)，研究該建筑物是否“適應(yīng)”這樣的地質(zhì)環(huán)境，往往可以得到很多用勘探、試驗(yàn)手段所未能得到的在理論和實(shí)踐上都極有價(jià)值的資料。通過(guò)這種研究就可以劃分出穩(wěn)定性不同的地段，了解使建筑物受到損害的各種工程地質(zhì)作用的發(fā)展情況、判明工程地質(zhì)評(píng)價(jià)的正確性等。所以對(duì)建筑區(qū)已有建筑物的調(diào)查、研究勘察興建后所產(chǎn)生的工程地質(zhì)現(xiàn)象，乃是工程地質(zhì)測(cè)繪所特有的工作內(nèi)容。  

　　在對(duì)已有建筑物進(jìn)行調(diào)查時(shí)，不能公限于研究個(gè)別已受影響的建筑物，而應(yīng)調(diào)查區(qū)內(nèi)所有的建筑物。研究技術(shù)文獻(xiàn)了解建筑物的結(jié)構(gòu)特征；觀察描述建筑物的變形特征并繪制成草圖；通過(guò)直接觀察和查閱以往的勘探資料、施工編錄或通過(guò)訪問(wèn)調(diào)查，判明建筑物所處的地質(zhì)環(huán)境。根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)特征、所處的地質(zhì)環(huán)境、出現(xiàn)的變形現(xiàn)象，結(jié)合長(zhǎng)期觀測(cè)資料，便可判定建筑物變形的原因。然后分以下四種情況進(jìn)行具體分析。     

　　1、建筑物位于不良地質(zhì)環(huán)境內(nèi)并有變形標(biāo)志。此時(shí)應(yīng)查明不良地質(zhì)因素在什么條件下有害于哪一類建筑物，并調(diào)查各種防護(hù)措施的有效性，以便尋求更有效的防護(hù)措施。     

　　2、建筑物位于不良地質(zhì)環(huán)境內(nèi)但無(wú)變形標(biāo)志。此時(shí)應(yīng)查清是否由于彩了特殊結(jié)構(gòu)或是以往對(duì)工程地質(zhì)條件作了過(guò)低的評(píng)價(jià)。這些資料對(duì)建筑地區(qū)的合理利用和建筑物遙結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及防護(hù)措施的選擇都有重要意義。     

　　3、建筑物位于有利的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)但有變形標(biāo)志。這時(shí)就必須首先查明是否由于建材質(zhì)量或工程質(zhì)量不良而造成，以證實(shí)分析自然歷史因素所得的工程地質(zhì)結(jié)論是否正確。通過(guò)這種分析往往可以發(fā)現(xiàn)施工方法和施工組織方面的缺陷。否則就需要進(jìn)一步研究地制裁條件，看是否有某些隱蔽的不良地質(zhì)因素存在。     

　　4、建筑物們于有利的地制裁環(huán)境內(nèi)也無(wú)變形標(biāo)志。地這種情況下亦需要研究這些建筑物是否采取了特殊結(jié)構(gòu)以致把某些不良地質(zhì)因素隱蔽起來(lái)了。通過(guò)以上的調(diào)查分析，就可以更加具體而正確地評(píng)價(jià)建筑區(qū)的工程地質(zhì)條件，預(yù)測(cè)建筑物興建后發(fā)生變形的程度，以采取合理的防護(hù)措施。所以有的研究者認(rèn)為，應(yīng)把建筑物調(diào)查作為工程地質(zhì)測(cè)繪中一項(xiàng)特殊的工作內(nèi)容。