工程地質(zhì)測繪2

第二節(jié) 工程地質(zhì)測繪的研究內(nèi)容　　

　　工程地質(zhì)測繪是為工程建設(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)條件的各個要素。　　

　　一、工程地質(zhì)測繪中對巖土的研究

　　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)測繪的主要研究內(nèi)容?！　?/P>

　　目前在工程地制裁測繪特別是小比例尺的工程地制裁測繪中對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)測繪中，可能遇到的地層常常只是一個“統(tǒng)”、階“甚至是一個”帶“，此進就必須根據(jù)巖地工和地質(zhì)性質(zhì)差民作進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等夾層對建筑物的穩(wěn)定和防滲有重大影響，常會構(gòu)成壩基潛在的滑移控制面，更要突出地反映出來，這是工程地質(zhì)測繪與其它地質(zhì)測繪的一個重要區(qū)別。　　

　　工程地質(zhì)測繪對巖土的研究其特點還表現(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，也要測定它們的物理力學(xué)性質(zhì)指針，并預(yù)測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)上才能達到目的。在地質(zhì)構(gòu)造生產(chǎn)簡單、巖相變化復(fù)雜的特定條件下，巖相分析法對查明巖土的空間分布是行之有效的。　　

　　在查明巖土成因和分布的基礎(chǔ)上還應(yīng)根據(jù)野外觀察和采取簡易現(xiàn)聲測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的性能。通過這種判斷不公應(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?！　?/P>

　　在工程地制裁測繪中常用來測定巖土強度參數(shù)的簡易方法有回彈錘測試和點荷載儀測試等?！　?/P>

　　二、程地質(zhì)測繪中對地質(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，就必須在很大范圍內(nèi)研究活斷層和地震危險性，例如原子能電站選場，一般就要求在聲地周圍半徑為300KM的范圍內(nèi)進行研究。要預(yù)測大型水庫存蓄水后能否誘發(fā)地震，也需要在庫存區(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，并研究它們的錯動方式和現(xiàn)代構(gòu)造應(yīng)力場。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，就更需要進行詳細(xì)的地質(zhì)構(gòu)造研究。

　　第三，在選定建筑場地內(nèi)評價巖體的穩(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)測繪研究的重要對象?！　?/P>

　　在工程地質(zhì)測繪中研究地質(zhì)構(gòu)造既要運用地質(zhì)力學(xué)的原理和方法，也要進行地質(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；既要對褶曲、斷層等在的構(gòu)造形跡進行研究，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)性對建筑物影響最大，當(dāng)然應(yīng)是研究的重點，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，斷層的活動性及與建筑物的相對關(guān)系?！　?/P>

　　實踐證明，結(jié)合工程布置和地質(zhì)條件選擇有代表性的地段進行詳細(xì)的節(jié)理裂隙統(tǒng)計，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)。對其中的緩傾角裂隙更要注意研究?！　?/P>

　　工程地質(zhì)測繪中也常用圖解表示裂隙統(tǒng)計的結(jié)果，目前采用較多的有裂隙極點圖、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

　　三、工程地質(zhì)測繪中對地貌的研究     

　　地貌是巖性、地質(zhì)構(gòu)造和新構(gòu)造運動的綜合反映，也是近期外動力地質(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)造運動的性質(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)。例如一個洪積扇可分為上部、中部和下部三個區(qū)來研究其工程地質(zhì)特征。上部由礫石、卵石和漂石組成，強度高，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，若建水工建筑物則會產(chǎn)生嚴(yán)重滲漏；中部以砂土為主，開挖基坑時要特別注意細(xì)砂土的滲透穩(wěn)定問題；下部為砂粘土過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，強度低，壓縮性大。     

　　在中小比例尺工程地質(zhì)測繪中研究地貌時，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，著重查明地貌單元的成因類型和形態(tài)特征，各個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)測繪中對水文地質(zhì)條件的研究

　　工程地質(zhì)測繪中研究水文地質(zhì)條件的主要目的在于研究地下水的賦存與活動情況，為評價由此導(dǎo)致的工程地質(zhì)問題提供資料。例如興建水庫存，研究水文地質(zhì)條件應(yīng)為誰和評價壩址、水庫存的磣漏問題提供依據(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，是為判明其對基礎(chǔ)砌置深度和基坑開挖等的影響提供資料；修建道路時，研究地下水的埋深和毛細(xì)上長高度，是為了預(yù)測產(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)定問題的可能性等等。     

　　在工程地質(zhì)測繪中對水文地質(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，有利于闡明測區(qū)的水文地質(zhì)條件。故在工程地質(zhì)測繪中除對這些水點進行普查處，對詹中有代表性的和對工程有密切的水點，還應(yīng)進行詳細(xì)研究，必要時還應(yīng)取水樣進行水質(zhì)分析，并布置適當(dāng)?shù)拈L期觀測點以了解其動態(tài)變化。   

　　五、工程地質(zhì)測繪中對物理地質(zhì)現(xiàn)象的研究

　　在工程地制裁測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，鑒別其形成時期，分析其產(chǎn)生原因和形成機制，追索其發(fā)育歷史和發(fā)展、演變的趨勢，以判明其目前所處的狀態(tài)及其對建筑物和地質(zhì)環(huán)境的影響。

　　六、工程地質(zhì)測繪中對工程地制裁現(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)被看作為一項重要的原型試驗，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、試驗手段所未能得到的在理論和實踐上都極有價值的資料。通過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)評價的正確性等。所以對建筑區(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)測繪所特有的工作內(nèi)容。  

　　在對已有建筑物進行調(diào)查時，不能公限于研究個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；通過直接觀察和查閱以往的勘探資料、施工編錄或通過訪問調(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)合長期觀測資料，便可判定建筑物變形的原因。然后分以下四種情況進行具體分析。     

　　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)查各種防護措施的有效性，以便尋求更有效的防護措施。     

　　2、建筑物位于不良地質(zhì)環(huán)境內(nèi)但無變形標(biāo)志。此時應(yīng)查清是否由于彩了特殊結(jié)構(gòu)或是以往對工程地質(zhì)條件作了過低的評價。這些資料對建筑地區(qū)的合理利用和建筑物遙結(jié)構(gòu)設(shè)計以及防護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)因素隱蔽起來了。通過以上的調(diào)查分析，就可以更加具體而正確地評價建筑區(qū)的工程地質(zhì)條件，預(yù)測建筑物興建后發(fā)生變形的程度，以采取合理的防護措施。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)測繪中一項特殊的工作內(nèi)容。