2018年注冊(cè)巖土工程師巖土工程勘察講義：巖土工程勘察的分級(jí)

　　巖土工程勘察的分級(jí)

　　巖土工程勘察等級(jí)劃分的主要目的，是為了勘察工作量的布置。顯然，工程規(guī)模較大或較重要、場(chǎng)地地質(zhì)條件以及巖土體分布和性狀較復(fù)雜者，所投入的勘察工作量就較大。反之則較小。按《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)規(guī)定，巖土工程勘察的等級(jí)，是由工程安全等級(jí)、場(chǎng)地和地基的復(fù)雜程度三項(xiàng)因素決定的。首先應(yīng)分別對(duì)三項(xiàng)因素進(jìn)行分級(jí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析，以確定巖土工程勘察的等級(jí)劃分。下面先分別論述三項(xiàng)因素等級(jí)劃分的依據(jù)及具體規(guī)定，隨后綜合劃分巖土工程勘察的等級(jí)。

　　一、工程安全等級(jí)

　　工程的安全等級(jí)，是根據(jù)由于工程巖土體或結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞，導(dǎo)致建筑物破壞而造成生命財(cái)產(chǎn)損失、社會(huì)影響及修復(fù)可能性等后果的嚴(yán)重性來(lái)劃分的。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)的規(guī)定，將工程結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級(jí)，《規(guī)范》與之相應(yīng)，也將工程安全等級(jí)劃分為三級(jí)(表1)。

　　工程安全等級(jí) 表1

　　對(duì)于不同類型的工程來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)工程的規(guī)模和重要性具體劃分。目前房屋建筑與構(gòu)筑物的安全等級(jí)，已在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)中明確規(guī)定(表2)。此外，各產(chǎn)業(yè)部門和地方根據(jù)本部門(地方)建筑物的特殊要求和經(jīng)驗(yàn)，在頒布的有關(guān)技術(shù)規(guī)范中也劃分了適用于本部門(地方)的工程安全等級(jí)，一般均劃分為三級(jí)。

　　房屋建筑與構(gòu)筑物安全等級(jí) 表2

　　目前，地下洞室、深基坑開(kāi)挖、大面積巖土處理等尚無(wú)工程安全等級(jí)的具體規(guī)定，可根據(jù)實(shí)際情況劃分。大型沉井和沉箱、超長(zhǎng)樁基和墩基、有特殊要求的精密設(shè)備和超高壓設(shè)備、有特殊要求的深基坑開(kāi)挖和支護(hù)工程、大型豎井和平洞、大型基礎(chǔ)托換和補(bǔ)強(qiáng)工程，以及其他難度大、破壞后果嚴(yán)重的工程，以列為一級(jí)安全等級(jí)為宜。

　　二、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)

　　場(chǎng)地復(fù)雜程度是由建筑抗震穩(wěn)定性、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況、地質(zhì)環(huán)境破壞程度和地形地貌條件四個(gè)條件衡量的，也劃分為三個(gè)等級(jí)(表3)。

　　場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí) 表3

　　注：一、二級(jí)場(chǎng)地各條件中只要符合其中任一條件者即可。

　　(一)建筑抗震穩(wěn)定性

　　按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)定，選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，對(duì)建筑抗震穩(wěn)定性地段的劃分規(guī)定為：

　　(1)危險(xiǎn)地段：地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯(cuò)的部位。

　　(2)不利地段：軟弱土和液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡、河岸和斜坡邊緣，平面分布上成因、巖性和性狀明顯不均勻的土層(如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基)等。

　　(3)有利地段：巖石和堅(jiān)硬土或開(kāi)闊平坦、密實(shí)均勻的中硬土等。上述規(guī)定中，場(chǎng)地土的類型按表4劃分。

　　場(chǎng)地土的類型劃分 表4

　　注：①vs、vsm��分別為土層的剪切波速和平均剪切波速，后者取地面以下15m且不深于場(chǎng)地覆蓋層厚度范圍內(nèi)各土層的剪切波速，按土層厚度加權(quán)的平均值計(jì);

　　②fk為地基土靜承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)。

　　(二)不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育情況

　　不良地質(zhì)現(xiàn)象泛指由地球外動(dòng)力作用引起的，對(duì)工程建設(shè)不利的各種地質(zhì)現(xiàn)象。它們分布于場(chǎng)地內(nèi)及其附近地段，主要影響場(chǎng)地穩(wěn)定性，也對(duì)地基基礎(chǔ)、邊坡和地下洞室等具體的巖土工程有不利影響。“強(qiáng)烈發(fā)育”是指由于不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育招致建筑場(chǎng)地極不穩(wěn)定，直接威脅工程設(shè)施的安全。例如，山區(qū)崩塌、滑坡和泥石流的發(fā)生，會(huì)釀成地質(zhì)災(zāi)害，破壞甚至整個(gè)摧毀工程建筑物。巖溶地區(qū)溶洞和土洞的存在，所造成的地面變形甚至塌陷，對(duì)工程設(shè)施的安全也會(huì)構(gòu)成直接威脅�！耙话惆l(fā)育”是指雖有不良地質(zhì)現(xiàn)象分布，但并不十分強(qiáng)烈，對(duì)工程設(shè)施安全的影響不嚴(yán)重;或者說(shuō)對(duì)工程安全可能有潛在的威脅。

　　(三)地質(zhì)環(huán)境破壞程度

　　由于人類工程——經(jīng)濟(jì)活動(dòng)導(dǎo)致地質(zhì)環(huán)境的干擾破壞，是多種多樣的。例如，采掘固體礦產(chǎn)資源引起的地下采空;抽汲地下液體(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂縫;修建水庫(kù)引起的邊岸再造、浸沒(méi)、土壤沼澤化;排除廢液引起巖土的化學(xué)污染;等等。地質(zhì)環(huán)境破壞對(duì)巖土工程實(shí)踐的負(fù)影響是不容忽視的，往往對(duì)場(chǎng)地穩(wěn)定性構(gòu)成威脅。地質(zhì)環(huán)境的“強(qiáng)烈破壞”，是指由于地質(zhì)環(huán)境的破壞，已對(duì)工程安全構(gòu)成直接威脅;如礦山淺層采空導(dǎo)致明顯的地面變形、橫跨地裂縫等�！耙话闫茐摹笔侵敢延谢�?qū)⒂械刭|(zhì)環(huán)境的干擾破壞，但并不強(qiáng)烈，對(duì)工程安全的影響不嚴(yán)重。

　　(四)地形地貌條件

　　主要指的是地形起伏和地貌單元(尤其是微地貌單元)的變化情況。一般地說(shuō)，山區(qū)和丘陵區(qū)場(chǎng)地地形起伏大，工程布局較困難，挖填土石方量較大，土層分布較薄且下伏基巖面高低不平。地貌單元分布較復(fù)雜，一個(gè)建筑場(chǎng)地可能跨越多個(gè)地貌單元，因此地形地貌條件復(fù)雜或較復(fù)雜。平原場(chǎng)地地形平坦，地貌單元均一，土層厚度大且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此地形地貌條件簡(jiǎn)單。

　　三、地基復(fù)雜程度等級(jí)

　　地基復(fù)雜程度也劃分為三級(jí)：

　　1、一級(jí)地基

　　符合下列條件之一者即為一級(jí)地基：

　　(1)巖土種類多，性質(zhì)變化大，地下水對(duì)工程影響大，且需特殊處理;

　　(2)多年凍土及濕陷、膨脹、鹽漬、污染嚴(yán)重的特殊性巖土，對(duì)工程影響大，需作專門處理的;變化復(fù)雜，同一場(chǎng)地上存在多種的或強(qiáng)烈程度不同的特殊性巖土也屬之。

　　2、二級(jí)地基

　　符合下列條件之一者即為二級(jí)地基：

　　(1)巖土種類較多，性質(zhì)變化較大，地下水對(duì)工程有不利影響;

　　(2)除上述規(guī)定之外的特殊性巖土。

　　3、三級(jí)地基

　　(1)巖土種類單一，性質(zhì)變化不大，地下水對(duì)工程無(wú)影響;

　　(2)無(wú)特殊性巖土。

　　四、巖土工程勘察等級(jí)

　　根據(jù)工程重要性等級(jí)、場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)、可按下列條件劃分巖土工程勘察等級(jí)。

　　甲級(jí)　在工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)中，有一項(xiàng)或多項(xiàng)為一級(jí);

　　乙級(jí)　除勘察等級(jí)為甲級(jí)和丙級(jí)以外的勘察項(xiàng)目;

　　丙級(jí)　工程重要性、場(chǎng)地復(fù)雜程度和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)。

　　注:建筑在巖質(zhì)地基上的一級(jí)工程，當(dāng)場(chǎng)地復(fù)雜程度等級(jí)和地基復(fù)雜程度等級(jí)均為三級(jí)時(shí)，巖土工程勘察等級(jí)可定為乙級(jí)。

　　五、巖石的分類和鑒定

　　1、 在進(jìn)行巖土工程勘察時(shí)，應(yīng)鑒定巖石的地質(zhì)名稱和風(fēng)化程度，并進(jìn)行巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度和巖體基本質(zhì)量等級(jí)的劃分。

　　2、 巖石堅(jiān)硬程度、巖體完整程度和巖體基本質(zhì)量等級(jí)的劃分，應(yīng)分別按表1～表3 執(zhí)行。

　　表1 　　　　　　　　　　　　　　　巖石堅(jiān)硬程度分類

　　標(biāo)準(zhǔn)工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(GB50218)執(zhí)行。

　　表2 　　　　　　　　　　巖體完整程度分類

　　注：完整性指數(shù)為巖體壓縮波速度與巖塊壓縮波速度之比的平方，選定巖體和巖塊測(cè)定波速時(shí)，應(yīng)注意其代表性。

　　表3 　　　　 巖體基本質(zhì)量等級(jí)分類

　　3 、當(dāng)缺乏有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可按附錄A 執(zhí)行。

　　4、 當(dāng)軟化系數(shù)等于或小于0.75 時(shí)，應(yīng)定為軟化巖石：當(dāng)巖石具有特殊成分、特殊結(jié)構(gòu)或特殊性質(zhì)時(shí),應(yīng)定為特殊性巖石，如易溶性巖石、膨脹性巖石、崩解性巖石、鹽漬化巖石等。

　　5、 巖石的描述應(yīng)包括地質(zhì)年代、地質(zhì)名稱、風(fēng)化程度、顏色、主要礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD.對(duì)沉積巖應(yīng)著重描述沉積物的顆粒大小、形狀、膠結(jié)物成分和膠結(jié)程度;對(duì)巖漿巖和變質(zhì)巖應(yīng)著重描述礦物結(jié)晶大小和結(jié)晶程度。

　　根據(jù)巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD，可分為好的(RQD>90)、較好的(RQD=75 90)、較差的(RQD=50 75)、差的(RQD=25 50)和極差的(RQD<25)。

　　6、巖體的描述應(yīng)包括結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)體、巖層厚度和結(jié)構(gòu)類型，并宜符合下列規(guī)定：

　　1) 結(jié)構(gòu)面的描述包括類型、性質(zhì)、產(chǎn)狀、組合形式、發(fā)育程度、延展情況、閉合程度、粗糙程度、充填情況和充填物性質(zhì)以及充水性質(zhì)等;

　　2) 結(jié)構(gòu)體的描述包括類型、形狀、大小和結(jié)構(gòu)體在圍巖中的受力情況等;

　　3) 巖層厚度分類應(yīng)按表4 執(zhí)行。

　　表4 　　　　　　　　　巖層厚度分類

　　7、對(duì)地下洞室和邊坡工程，尚應(yīng)確定巖體的結(jié)構(gòu)類型。巖體結(jié)構(gòu)類型的劃分應(yīng)按本規(guī)范附錄A 表執(zhí)行。

　　8、對(duì)巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)和V級(jí)的巖體，鑒定和描述應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1) 對(duì)軟巖和極軟巖，應(yīng)注意是否具有可軟化性、膨脹性、崩解性等特殊性質(zhì);

　　2) 對(duì)極破碎巖體，應(yīng)說(shuō)明破碎的原因，如斷層、全風(fēng)化等;

　　3) 開(kāi)挖后是否有進(jìn)一步風(fēng)化的特性;

　　六、土的分類和鑒定

　　1、 晚更新世Q3及其以前沉積的土，應(yīng)定為老沉積土;第四紀(jì)全新世中近期沉積的土，應(yīng)定為新近沉積土。根據(jù)地質(zhì)成因，可劃分為殘積土、坡積土、洪積土、沖積土、淤積土、冰積土和風(fēng)積土等。土根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量分類，應(yīng)按本規(guī)范附錄A 表A.0.5 執(zhí)行。

　　2、 粒徑大于2mm 的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%的土，應(yīng)定名為碎石土，并按表3.3.2 進(jìn)一步分類。

　　表5　　　　　　 碎石土分類

　　3、 粒徑大于2mm 的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50%，粒徑大于0.075mm 的顆粒質(zhì)量超過(guò)總質(zhì)量50%的土，應(yīng)定名為砂土，并按表6 進(jìn)一步分類。

　　表6　　　　　　　　　　　　　 砂土分類

　　注：定名時(shí)應(yīng)根據(jù)顆粒級(jí)配由大到小以最先符合者確定。

　　4、 粒徑大于0.075mm 的顆粒質(zhì)量不超過(guò)總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)等于或小于10 的土，應(yīng)定名為粉土。

　　5、 塑性指數(shù)大于10 的土應(yīng)定名為粘性土。

　　粘性土應(yīng)根據(jù)塑性指數(shù)分為粉質(zhì)粘土和粘土，塑性指數(shù)大于10，且小于或等于17 的土，應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土;塑性指數(shù)大于17 的土應(yīng)定名為粘土。

　　注：塑性指數(shù)應(yīng)由相應(yīng)于76g 圓錐儀沉入土中深度為10mm 時(shí)測(cè)定的液限計(jì)算而定。

　　6、 除按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)定名外，土的綜合定名應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1) 對(duì)特殊成因和年代的土類應(yīng)結(jié)合其成因和年代特征定名;

　　2) 對(duì)特殊性土，應(yīng)結(jié)合顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)定名;

　　3) 對(duì)混合土，應(yīng)冠以主要含有的土類定名;

　　4) 對(duì)同一土層中相間呈韻律沉積，當(dāng)薄層與厚層的厚度比大于1/3 時(shí)，宜定為“互層”;厚度比為1/10～1/3 時(shí)，宜定為“夾層”;夾層厚度比小于1/10 的土層，且多次出現(xiàn)時(shí)，宜定為“夾薄層”。

　　5) 當(dāng)土層厚度大于0.5m 時(shí)，宜單獨(dú)分層。

　　7、 土的鑒定應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)的開(kāi)土記錄和試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。土的描述應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　1) 碎石土應(yīng)描述顆粒級(jí)配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風(fēng)化程度、充填物的性質(zhì)和充填程度、密實(shí)度等;

　　2) 砂土應(yīng)描述顏色、礦物組成、顆粒級(jí)配、顆粒形狀、粘粒含量、濕度、密實(shí)度等。

　　3) 粉土應(yīng)描述顏色、包含物、濕度、密實(shí)度、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強(qiáng)度韌性等;

　　4) 粘性土應(yīng)描述顏色、狀態(tài)、包含物、光澤反應(yīng)、搖震反應(yīng)、干強(qiáng)度、韌性、土層結(jié)構(gòu)等;

　　5) 特殊性土除應(yīng)描述上述相應(yīng)土類規(guī)定的內(nèi)容外，尚應(yīng)描述其特殊成分和特殊性質(zhì);如對(duì)淤泥尚需描述嗅味，對(duì)填土尚需描述物質(zhì)成分、堆積年代、密實(shí)度和厚度的均勻程度等;

　　6) 對(duì)具有互層、夾層、夾薄層特征的土，尚應(yīng)描述各層的厚度和層理特征。

　　8、 碎石土的密實(shí)度

　　可根據(jù)圓錐動(dòng)力觸探錘擊數(shù)按表7 或表8確定,表中的N63.5 和N120 應(yīng)按附錄B 修正。定性描述可按本規(guī)范附錄A的規(guī)定執(zhí)行。

　　表7　　　　　　　　　　碎石土密實(shí)度按N63.5分類

　　注：本表適用于平均粒徑等于或小于50mm，且最大粒徑小于100mm 的碎石土。對(duì)于平均粒徑大于50mm，或最大粒徑大于100mm 的碎石土，可用超重型動(dòng)力觸探或用野外觀察鑒別。

　　表8　　　　　　　　　　碎石土密實(shí)度按N120 分類

　　9、 砂土的密實(shí)度應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值N劃分為密實(shí)、中密、稍密和松散,并應(yīng)符合表9 的規(guī)定。當(dāng)用靜力觸探探頭阻力劃分砂土密實(shí)度時(shí)，可根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。

　　表9 　　　　　　　　　　　 砂土密實(shí)度分類

　　10、 粉土的密實(shí)度

　　應(yīng)根據(jù)孔隙比e 劃分為密實(shí)、中密和稍密;其濕度應(yīng)根據(jù)含水量ω(%)劃分為稍濕、濕、很濕。密實(shí)度和濕度的劃分應(yīng)分別符合表10和表11 的規(guī)定。

　　表10　　　　　　　　　　　粉土密實(shí)度分類

　　表11　　　　　　　　　　　　 粉土濕度分類

　　11、 粘性土的狀態(tài)應(yīng)根據(jù)液性指數(shù)IL劃分為堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑，并應(yīng)符合表12的規(guī)定。

　　表12　　　　　　　　　　　 粘性土狀態(tài)分類

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