工程地质学第9章岩土工程勘察方法技术概述建设工程的程序是勘察、设计、施工、监理。可见，岩土工程勘察(engineeringgeologicalinverstigation)是整个建设工程工作的重要组成部分之一，也是一项基础性的工作。只有进行详细的岩土工程勘察才能对工程项目选择合适的基础形式，并确保工程的安全。因此本章着重介绍了岩土工程勘察的基本要求、工程地质测绘、勘探与取样、室内土工试验分析以及现场原位测试，包括静力载荷试验、静力触探、动力触探与标贯、十字板剪切试验、扁铲侧胀试验、旁压试验、波速测试、现场直剪试验等方法的特点与应用，另外还介绍了现场沉降、位移、水位监测技术、岩土工程勘察的数据整理与分析、岩土工程勘察报告编写、岩土工程分析评价、岩土工程勘察预决算等内容。学完本章后应掌握以下内容：（1）岩土工程勘察的目的和任务；（2）岩土工程勘察的基本方法；（3）室内土工试验以及现场原位测试的原理与方法；（4）现场监测的主要内容；（5）工程地质勘察报告的内容；（6）岩土工程勘察预决算的内容。学习中应注意回答以下问题：（1）岩土工程勘察的目的和任务是什么？（2）岩土工程勘察的基本方法有哪些？（3）室内土工试验主要有哪些内容？土工试验的成果有哪些？（4）岩土工程勘察中所采用的原位测试方法主要有哪些？各种方法的原理是什么？适用范围是什么？（5）现场沉降、位移、水位监测技术应注意哪些要点？（6）工程地质勘察报告包括哪几部分内容？勘察报告如何进行数据整理与分析？（7）岩土工程勘察预决算包括哪些内容？岩土工程勘察基本要求岩土工程勘察分级岩土工程勘察等级的划分是根据工程重要性、场地复杂程度及地基复杂程度三个方面确定的，因此首先来看一下这三个方面的等级划分。1.岩土工程重要性等级的划分《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)根据工程的规模和特征以及工程破坏或影响正常使用所产生的后果，将工程分为三个重要性等级，如表9-1所示。表9-1岩土工程重要性等级划分表岩土工程重要性等级工程性质破坏后引起的后果一级工程重要工程很严重二级工程一般工程严重三级工程次要工程不严重从工程勘察的角度，岩土工程重要性等级划分主要考虑工程规模大小、特点以及由于岩土工程问题而造成破坏或影响正常使用时所引起后果的严重程度。由于涉及各行各业，涉及房屋建筑、地下洞室、线路、电厂等工业或民用建筑以及废弃物处理工程、核电工程等不同工程类型，因此很难作出一个统一具体的划分标准，但就住宅和一般公用建筑为例，30层以上可定为一级，7～30层可定为二级，6层及6层以下可定为三级。2.场地等级划分314
工程地质学《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)规定,根据场地的复杂程度，可按规定分为三个等级，如表9-2所示。表9-2场地的复杂程度等级划分场地等级特征条件条件满足方式对建筑抗震危险的地段不良地质作用强烈发育一级场地地质环境已经或可能受到强烈破坏满足其中一条及(复杂场地)以上者地形地貌复杂有影响工程的多层地下水、岩溶裂隙水或其他复杂的水文地质条件，需专门研究的场地对建筑抗震不利的地段不良地质作用一般发育二级场地满足其中一条地质环境已经或可能受到一般破坏(中等复杂场地)及以上者地形地貌较复杂基础位于地下水位以下的场地抗震设防烈度等于或小于6度，或对建筑抗震有利的地段不良地质作用不发育三级场地地质环境基本未受破坏满足全部条件(简单场地)地形地貌简单地下水对工程无影响表9-2中的“不良地质作用强烈发育”，是指存在泥石流沟谷、崩塌、滑坡、土洞、塌陷、岸边冲刷、地下水强烈潜蚀等极不稳定的场地，这些不良地质作用直接威胁着工程安全；而“不良地质作用一般发育”是指虽有上述不良地质作用，但并不十分强烈，对工程安全影响不严重。“地质环境受到强烈破坏”是指人为因素引起的地下采空、地面沉降、地裂缝、化学污染、水位上升等因素已对工程安全或其正常使用构成直接威胁，如出现地下浅层采空、横跨地裂缝、地下水位上升以至发生沼泽化等情况；“地质环境受到一般破坏”是指虽有上述情况存在，但并不会直接影响到工程安全及正常使用。3.地基复杂程度划分《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)根据地基复杂程度，可按规定分为三个等级，见表9-3。表9-3地基(复杂程度)等级划分表场地等级特征条件条件满足方式岩土种类多，很不均匀，性质变化大，需特殊处理一级地基满足其中一条严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需(复杂地基)及以上者作专门处理的岩土岩土种类较多，不均匀，性质变化较大二级地基满足其中一条(中等复杂地基)除一级地基中规定的其他特殊性岩土及以上者三级地基岩土种类单一，均匀，性质变化不大满足全部条件(简单地基)无特殊性岩土表9-3中“严重湿陷、膨胀、盐渍、污染的特殊性岩土”是指自重湿陷性土、三级非自重湿陷性土、三级膨胀性土等。需要补充说明的是，对于场地复杂程度及地基复杂程度的等级划分，应从第一级开始，向第二、三级推定，以最先满足者为准。此外场地复杂程度划分中的对建筑物有利、不利和危险地段的区分标准，应按国家标准《建筑抗震设计规范》(CB50011—2001)有关规定执行。4.岩土工程勘察等级划分在按照上述标准确定了工程的重要性等级、场地复杂程度等级以及地基复杂程度等级之后，就可以进行岩土工程勘察等级的划分了，具体划分标准见表9-4。表9-4岩土工程勘察等级划分表岩土工程勘察等级划分标准甲级在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级乙级除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目丙级工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级的注：建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度及地基复杂程度均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。315
工程地质学岩土工程勘察阶段的划分《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)在其总则中规定，各项工程建设在设计和施工之前，必须按基本建设程序进行岩土工程勘察。岩土工程勘察应按工程建设各阶段的要求，正确反映工程地质资料，查明不良地质作用和地质灾害，精心勘察、精心分析，提出资料完整、评价正确的勘察报告。由此可见，岩土工程勘察的阶段划分是与工程设计及施工的阶段密切相关的，针对工业与民用建筑工程设计的场址选择、初步设计和施工图三个阶段，岩土工程勘察一般可分为可行性研究勘察、初步勘察及详细勘察三个阶段。1.可行性研究勘察阶段(feasibilitystudyinvestigationstage)可行性研究勘察阶段，也是选址阶段，该阶段应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价。本阶段的工程地质工作要求：搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产和附近地区的工程地质资料及当地的建筑经验；在搜集和分析已有资料的基础上，通过踏勘，了解场地的地层、构造、岩石和土的性质、不良地质现象及地下水等工程地质条件；对工程地质条件复杂，已有资料不能符合要求，但其他条件较好且倾向于选取的场地，应根据具体情况进行工程地质测绘及必要的勘探工作。在确定建筑场地时，在工程地质条件方面，宜避开下列地区或地段：a.不良地质现象发育且对场地稳定性有直接危害或潜在威胁的；b.地基土性质严重不良的；c.对建(构)筑物抗震危险的；d.洪水或地下水对建(构)筑场地有严重不良影响的；e.地下有未开采的有价值矿藏或未稳定的地下采空区的。2.初步勘察阶段（primaryinvestigationstage）初步勘察阶段应对拟建建筑地段的稳定性作出评价：1）初步勘察的主要工作a.收集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图；b.初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件；c.查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势，并应对场地的稳定性作出评价；d.对于抗震设防烈度等于或大于6度的场地，对场地与地基的地震效应作出初步评价；e.季节性冻土地区，应调查场地土的标准冻结深度；f.初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性；g.在高层建筑初步勘察时，应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。初步勘察应在收集已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘或调查、勘探、测试和物探工作。2)初步勘察的方法及点线布置初步勘察应在收集已有资料的基础上，根据需要进行工程地质测绘或调查、勘探、测试和物探工作。a.勘探点、线、网的布置。勘探线应垂直于地貌单元、地质构造、地层界线布置。每个地貌单元均应布置勘探点，在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段，勘探点应当加密。在地形平坦地区，可按网格布置勘探点。对岩质地基，勘探线和勘探点布置及勘探孔的深度，应根据地质构造、岩体特性、风化情况，按当地标准或当地经验确定。b.勘探线、勘探点的间距初步勘察中勘探线、勘探点的间距根据场地复杂程度等级可按表9-5确定。表9-5初步勘察勘探线、勘探点的间距地基复杂程度等级勘探线间距(m)勘探点间距(m)一级(复杂)50～10030～50二级(中等复杂)75～15040～100三级(简单)150～30075～200注：1．表中间距不适合于地球物理勘探；316
工程地质学2．控制性勘探点宜占勘探点总数的1／5～l／3，且每个地貌单元均应有控制性勘探点。c.勘探孔深度初步勘察的勘探孔深度根据工程重要性等级可按表9-6确定。表9-6初步勘察勘探孔深度工程重要性等级一般勘探孔深度(m)控制性勘探孔深度(m)一级(重要工程)≥15≥30二级(一般工程)10～1515～30三级(次要工程)6～1010～20注：1．勘探孔包括钻孔、探井和原位测试孔等；2．特殊用途的钻孔除外。需要说明的是，上述表9-6中确定的深度不是一成不变的，在具体的工程勘察当中，尚可以根据情况进行调整，如当出现下列情况时就可以适当增减勘探孔的深度：当勘探孔的地面标高与预计整平的地面标高相差较大时，应按其差值调整勘探孔深度；当预定深度内提前遇到基岩时，除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外，其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进；在预定深度内遇有厚度较大，分布均匀的坚实土层(如碎石土、密实砂、老沉积土等)时，除控制性勘探孔应达到规定深度外，一般性勘探孔的深度可适当减小；当预定深度内遇有软弱土层时，勘探孔深度应适当增加，部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度；对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。d.初步勘察的取样和原位测试采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、土层结构和土的工程性质布置，其数量可占勘探点总数的1／4～1／2；采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距，应按地层特点和土的均匀程度确定；每层土均应采取土试样或进行原位测试，其数量不宜少于6个。e.初步勘探的水文地质勘察调查含水层的埋藏条件，地下水类型、补给排泄条件、各层地下水位，调查其变化幅度，必要时应设置长期观测孔，监测水位变化；当需绘制地下水等水位线图时，应根据地下水的埋藏条件和层位，统一量测地下水位；当地下水可能浸湿基础时，应采取水试样进行腐蚀性评价。3.详细勘察阶段(detailinvestigationstage)在初步设计完成之后进行详细勘察，它是为施工图设计提供资料的。此时场地的工程地质条件已基本查明。所以详细勘察的目的是提出设计所需的工程地质条件的各项技术参数，对建筑地基作出岩土工程评价，为基础设计、地基处理和加固、不良地质现象的防治工程等具体方案作出论证和结论。1）详细勘察的主要工作a.取得附有坐标及地形的建筑物总平面布置图，各建筑物的地面整平标高、建筑物的性质和规模，可能采取的基础形式与尺寸和预计埋置的深度，建筑物的单位荷载和总荷载、结构特点和对地基基础的特殊要求；b.查明不良地质现象的成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案建议；c.查明建筑物范围各层岩土的类别、结构、厚度、坡度、工程特性，计算和评价地基的稳定性和承载力；d.对需进行沉降计算的建筑物，提出地基变形计算参数，预测建筑物的沉降、差异沉降或整体倾斜；e.对抗震设防烈度大于或等于6度的场地，应划分场地土类型和场地类别。对抗震设防烈度大于或等于7度的场地，尚应分析预测地震效应，判定饱和砂土和粉土的地震液化可能性，并对液化等级作出评价；f.查明地下水的埋藏条件，判定地下水对建筑材料的腐蚀性。当需基坑降水设计时，尚应查明水位变化幅度与规律，提供地层的渗透性系数；g.提供为深基坑开挖的边坡稳定计算和支护设计所需的岩土技术参数，论证和评价基坑开挖、降水等对邻近工程和环境的影响；317
工程地质学h.为选择桩的类型、长度，确定单桩承载力，计算群桩的沉降以及选择施工方法提供岩土技术参数。2)详细勘察的方法及点线布置详细勘察的主要手段以勘探、原位测试和室内土工试验为主，必要时可以补充一些地球物理勘探、工程地质测绘和调查工作。详细勘察的勘探工作量，应按场地类别、建筑物特点及建筑物的安全等级和重要性来确定。对于复杂场地，必要时可选择具有代表性的地段布置适量的探井。详细勘察的勘探点布置和勘探孔深度，应根据建筑物特性和岩土工程条件确定。对岩质地基，应根据地质构造、岩体特性、风化情况等，结合建筑物对地基的要求，按地方标准或当地经验确定。a.详细勘察的勘探点布置勘探点宜按建筑物周边线和角度布置，对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物和建筑群的范围布置；同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时，应加密勘探点，查明其变化；重大设备基础应单独布置勘探点；重大的动力机器基础和高耸构筑物，勘探点不宜少于3个；勘探手段宜采用钻探与触探相配合，在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区，宜布置适量探井。详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置，应满足对地基均匀性评价的要求，且不应少于4个；对密集的高层建筑群，勘探点可适当减少，但每栋建筑物至少应有1个控制性勘探点。b.详细勘察勘探点的间距详细勘察勘探点的间距根据地基复杂程度可按表9-7确定。表9-7详细勘察勘探点的间距地基复杂程度等级勘探点间距（m）地基复杂程度等级勘探点间距（m）一级(复杂)10～15三级(简单)30～50二级(中等复杂)15～30c.详细勘察的勘探深度详细勘察的勘探深度自基础底面算起，应符合下列规定：勘探孔深度应能控制地基主要受力层，当基础底面宽度不大于5m时，勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3倍，对单独柱基不应小于倍，且不应小于5m；对高层建筑和需作变形计算的地基，控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度；高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下～倍的基础宽度，并深入稳定分布的地层；对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房，当不能满足抗浮设计要求，需设置抗浮桩或锚杆时，勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求；当有大面积地面堆载或软弱下卧层时，应适当加深控制性勘探孔的深度；在上述规定深度内当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时，勘探孔深度应根据情况进行调整。详细勘察的勘探孔深度，除应符合上述要求外，尚应符合下列规定：地基变形计算深度，对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20％的深度；对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10％的深度；建筑总平面内的裙房或仅有地下室的部分(或当基底附加压力P≤0时)的控制性勘探孔的深度可适当减少，但应深入稳定分0布地层，且根据荷载和土质条件不宜少于基底下～倍基础宽度；当需进行地基整体稳定性验算时，控制性勘探孔深度应根据具体条件满足验算要求；当需确定场地抗震类别而邻近无可靠的覆盖层厚度资料时，应布置波速测试孔，其深度应满足确定覆盖厚度的要求；大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的2倍；当需进行地基处理时，勘探孔的深度应满足地基处理设计与施工要求；当采用桩基时，勘探孔的深度应满足桩基工程勘察的有关要求。d.详细勘察的取样和原位测试采取土试样和进行原位测试的勘探点数量，应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定，对地基基础设计等级为甲级的建筑物每栋不应少于3个。每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6件(组)。在地基主要受力层内，对厚度大于的夹层或透镜体，应采取土试样或进行原位测试。当土层性质不均匀时，应增加取土数量或原位测试工作量。工程地质测绘318
工程地质学概述工程地质测绘(engineeringgeologicalsurvey)的目的是为了研究建筑场地内的地层、岩性、构造、地貌、不良地质现象及水文地质条件,对场地的工程地质条件作出初步评价，并为勘察工作量的布置提供依据。工程地质测绘与调查宜在可行性研究(选择场址)或初步勘察阶段进行，对于详细勘察阶段，可对复杂地段做大比例尺的测绘。工程地质测绘应查明场地及其邻近地段的地貌、地质构造、地层、不良地质作用等地理、地质条件。测绘的比例尺(scaleofmapping)工程地质测绘和调查的范围，应包括场地及其附近地段，测绘的比例尺如下：可行性研究勘察可选用1:5000～1:50000；初步勘察可选用1:2000～1:10000；详细勘察可选用l:500～1:2000；条件复杂时，比例尺可适当放大。对工程有重要影响的地质单元体(滑坡、断层、软弱夹层、洞穴)，可采用扩大比例尺表示。另外，地质界限和地质观测点的测绘精度，在图上不应低于3mm。观测点的布置、密度、定位地质观测点的布置、密度和定位应满足下列要求：1.在地质构造线、地层接触线、岩性分界线、标准层位和每个地质单元体应有地质观测点。2.地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺及工程特点等确定，并应具代表性。3.地质观测点应充分利用天然和人工露头；当露头少时，应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽。4.地质观测点的定位应根据精度要求选用适当的方法；地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头和不良地质作用等特殊地质观测点，宜用仪器法定位。地质观测点的定位标测，对成图的质量影响很大，常采用以下方法：目测法，适用于小比例尺的工程地质测绘，是根据地形、地物以目估或步测距离标测；半仪器法，适用于中等比例尺的工程地质测绘，它是借助于罗盘仪、气压计等简单的仪器测定方位和高度，使用步测或测绳量测距离；仪器法，适用于大比例尺的工程地质测绘，一般在详勘阶段使用。即借助于经纬仪、水准仪等较精密的仪器测定地质观测点的位置和高程；对于有特殊意义的地质观测点，如地质构造线、不同时代地层接触线、不同岩性分界线、软弱夹层、地下水露头以及有不良地质作用等，均宜采用仪器法。测绘的内容工程地质测绘主要研究工程地质条件。实际工作中，应根据勘察阶段的要求和测绘比例尺大小，分别对工程地质条件的各个要素进行调查研究。工程地质测绘和调查主要包括下列内容：1.查明地形、地貌特征及其与地层、构造、不良地质现象的关系，划分地貌单元；2.岩土的性质、成因、年代、厚度和分布；对岩层应鉴定其风化程度，对土层应区分新近沉积土、各类特殊性土；3.查明岩层产状及构造类型、软弱结构面的产状及性质，包括断层的位置、类型、产状、断距、破碎带的宽度及充填胶结情况，岩土层的接触面及软弱夹层的特性等，第四纪构造活动的行迹、特点及与地震活动的关系；4.查明地下水的类型、补给来源、排泄条件及井、泉的位置、含水层的岩性特征、埋藏深度、水位变化、污染情况及其与地表水的关系等；5.收集气象、水文、植被、土的最大冻结深度等资料，调查最高洪水位及其发生时间、淹没范围；6.查明岩溶、土洞、滑坡、泥石流、崩塌、冲沟、地面沉降、断裂、地震震害、地裂缝和岸边冲涮等不良地质现象的形成、分布、形态、规模、发育程度及其对工程建设的影响；319
工程地质学7.调查人类活动对场地稳定性的影响，包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震等；8.建筑物的变形和工程经验。工程地质测绘方法1.相片成图法(photorestitutionmethod)利用地面摄影或航空(卫星)摄影的像片，先在室内根据判识标志，并结合所掌握的区域地质资料，把判明的地层岩性、地质构造地貌、水系及不良地质现象等，描述在单张像片上。然后在像片选择需要调查的若干点和路线，据此去实地进行调查、校对修正绘成底图。最后，将结果转绘成工程地质图。2.实地测绘法(methodofmappingonthespot)实地测绘法是工程地质测绘的野外工作方法，它又细分为三种方法如下：1)路线法(routescanning)沿着一定的路线，穿越测绘场地，把走过的路线正确地填绘在地形图上，并沿途详细观察地质情况，把各种地质界线、地貌界线、构造线、岩层产状及各种不良地质作用和地质灾害等标绘在地形图上。路线形式有“S”形或“直线”形。路线法一般用于中、小比例尺。在路线法测绘中应注意以下几个问题：a.路线起点的位置，应选择有明显的地物，如村庄、桥梁或特殊地形，作为每条路线的起点。b.观察路线的方向，应大致与岩层走向、构造线方向及地貌单元相垂直，这样可以用较少的工作量获得较多的成果。c.观察路线应选择在露头及覆盖层较薄的地方。2)布点法(stationingmethod)布点法是工程地质测绘的基本方法，也就是根据不同比例尺预先在地形图上布置一定数量的观测路线和观测点。观测点一般布置在观测路线上，但观测点的布置必须有具体的目的，如为了研究地质构造线、不良地质现象、地下水露头等。观测线的长度必须能满足具体观测目的的需要。布点法适合于大、中比例尺的测绘工作。3)追索法(tracingmethod)它是沿着地层走向、地质构造线的延伸方向或不良地质现象的边界线进行布点追索，其主要目的是查明某一局部的工程地质问题。追索法是在路线法和布点法的基础上进行的，它属于一种辅助测绘方法。3.遥感技术(remotesensingmethod)遥感技术是通过高灵敏度的仪器设备，测量并记录远距离目标物的性质和特征。它所依据的基本理论是电磁波理论，具体是通过观测近地表的地形、地物所发射（或反射）的电磁波谱来获取必要的地质地貌信息，从而为解决相关问题提供依据。遥感资料的记录方法有两种，一是非成像方式，即把数值、曲线资料记录于磁带上；二是成像方式，即通过摄影成像、扫描成像、全息成像方式，将测绘资料转换成图像。目前后一种方式即成像方式应用较多，其中，航空摄影和卫星照片是最主要的遥感技术资料。测绘资料整理及成果1.检查外业资料1)检查各种野外记录所描述的内容是否齐全；2)详细核对各种原始图件所划分的地层、岩性、构造、地形地貌、地质成因界线是否符合野外实际情况，在不同图件中相互间的界线是否吻合；3)野外所填的各种地质现象是否正确；4)核对搜集的资料与本次测绘资料是否一致，如出现矛盾，应分析其原因；5)整理核对野外采集的各种标本。2.成果资料工程地质测绘与调查的成果资料一般包括工程地质测绘实际材料图、综合工程地质图或工程地质分区图、综合地质柱状图、工程地质剖面图及各种素描图、照片和文字说明。320
工程地质学工程地质勘探与取样工程地质勘探(engineeringgeologicalexploration)方法主要有钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探等。当需查明岩土的性质和分布，采取岩土试样或进行原位测试时，可采用上述勘探方法。勘探方法的选取应符合勘察目的和岩土的特性。工程地质钻探在工程地质勘察中，钻探是最广泛采用的—种勘探手段。由于它较之其他勘探手段有突出的优点，因此不同类型和结构的建筑物，不同的勘察阶段，不同环境和工程地质条件下，凡是布置勘探工作的地段，—般均需采用此种勘察技术。1.工程地质钻探的概念工程地质钻探(engineeringgeologicaldrilling)，是获取地表下准确的地质资料的重要方法，而且通过钻探的钻孔采取原状岩土样和做原位试验。钻探是指在地表下用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小，并具有相当深度的圆筒形孔眼（称为钻孔）。钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途和钻探地点的地质条件。钻孔的直径一般为75～150mm，但在一些大型建筑物的工程地质勘探时，孔径往往大于150mm，有时可达到500mm，直径达500mm以上的钻孔称为钻井。钻孔的深度由数米至上百米，视工程要求和地质条件而定，一般的建筑工程地质钻探深度在数十米以内。钻孔的方向一般为垂直的，也有打成斜孔。2.钻探的方法和适用范围据钻入岩土中的方法可分为冲击钻探、回转钻探、振动钻探和冲洗钻探四种。1)冲击钻进(impactdrilling)该法利用钻具重力和下落过程中产生的冲击力使钻头冲击孔底岩土并使其产生破坏，从而达到在岩土层中钻进之目的。它又包括冲击钻探和锤击钻探。根据使用工具不同还可以分为钻杆冲击钻进和钢绳冲击钻进。对于硬质岩土层(岩石层或碎石土)一般采用孔底全面冲击钻进；对于其他土层一般采用圆筒形钻头的刃口借助于钻具冲击力切削土层钻进。2)回转钻进(rotarydrilling)此法采用底部焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进时一般要施加一定的压力，使钻头在旋转中切入岩土层以达到钻进的目的。它包括岩芯钻探、无岩芯钻探和螺旋钻探，岩芯钻进为孔底环状钻进，螺旋钻进为孔底全面钻进。3)振动钻探(vibro-drilling)利用机械动力所产生的振动力，使土的抗剪强度降低，借振动器和钻具的自重，切削孔底土层不断钻进。4)冲洗钻探(flushingdrilling)是通过高压射水破坏孔底土层从而实现钻进。该方法适用于砂层、粉土层和不太坚硬黏土层，是一种简单快速的钻探方式。上述四种方法各有特点，分别适应于不同的勘察要求和岩土层性质，见表9-8。表9-8钻探方法的适用范围钻进地层勘察要求钻探方法黏性土粉土砂土碎石土岩石不扰动土样扰动土样螺旋钻探√ΟΟ××√√回无岩芯钻探√√√Ο√××转岩芯钻探√√√Ο√√√冲击钻探√√×××冲击锤击钻探√√√Ο×√√振动钻探√√√Ο×Ο√冲洗钻探Ο√√××××注：1、√适用；Ο部分适用；×不适用；2、浅部土层可采用下列方法钻探：小口径麻花钻钻进；小口径勺形钻钻进；洛阳铲钻进。3.钻探中的工程地质工作钻探工作中，工程地质人员主要作三方面工作：一是编制作为钻探依据的设计书；二是在钻探过程中进行岩芯观测、编录；三是钻探结束后进行资料内业整理，具体内容见表9-9：表9-9钻探工作的步骤和内容321
工程地质学步骤各步骤具体内容①钻孔附近地形、地质概况②钻孔目的及钻进中应注意的问题③钻孔类型、孔深、孔身结构、钻进方法、钻进速度及固壁方式等钻孔设计书④工程地质要求，包括岩芯采取率、取样、孔内试验、观测及止水要求等编制⑤钻探结束后，钻孔留作长期观测或封孔等处理意见。工程地质人员应在任务书中编制一份钻孔地质剖面图，以便钻探人员掌握一些重要层位的位置，加强钻探管理，并据此确定钻孔类型、孔深及孔身结构①岩芯观察、描述和编录工作：钻探过程中，每回次进尺一般～(最多不超过2m)，需要取岩芯。全孔取岩芯率不低于80％，最低不小于60％。应对岩芯进行细致的观察、鉴定，确定岩土体名称，进行岩土有关物理性状的描述。按次序将岩芯排列编号，并做好岩芯钻孔的观测采取情况的统计工作。包括岩芯采取率、岩芯获得率和岩石质量指标的统计和编录②水文地质观测：对钻孔中的地下水位及动态，含水层的水位标高、厚度、地下水水温、水质、钻进中冲洗液消耗量等，要作好观测记录③钻进情况记录、描述：钻进过程中，如发现钻具陷落、强烈振动、孔壁坍塌、涌水等现象，均应做好记录和描述①编制钻孔柱状图②填写操作及水文地质日志钻孔资料整③进行岩芯素描。理这三份资料实质上是前述工作的图表化直观反映，它们是最终的钻探成果，一定要认真整理、编制，以备存档查用土样的采取工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩芯或原状土试样。在采取试样过程中应该保持试样的天然结构，如果试样的天然结构已受到破坏，则此试样已受到扰动，这种试样称为“扰动样”，在工程地质勘察中土试验严重扰动是不容许的。除非有明确说明另有所用，否则此扰动样作废。由于土工试验所得出的土性指标要保证可靠，因此工程地质勘察中所取的试样必须是保留天然结构的原状试样。原状试样有岩芯试样和土试样。岩芯试样由于其坚硬性，其天然结构难于破坏，而土试样则不同，它很容易被扰动。因此，采取原状土试样是工程地质勘察中的一项重要技术。但是在实际工程地质勘察的钻探过程中，要取得完全不扰动的原状土试样是不可能的。按照取样的方法和试验目的，对土样的扰动程度分成四个等级，各级别的名称及可进行的试验项目见表9-10。表9-10土试样质量等级划分级别扰动程度试验内容Ⅰ不扰动土类定名、含水量、密度、强度试验、固结试验Ⅱ轻微扰动土类定名、含水量、密度Ⅲ显著扰动土类定名、含水量Ⅳ完全扰动土类定名注：1．不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度、含水量变化很小，能满足室内试验各项要求。2．如确无条件采到Ⅰ级土试样，在工程技术要求允许的情况下可以Ⅱ级土试样代用，但宜先对土试样受扰动程度作抽样鉴定，判定用于试验的适宜性，并结合地区经验使用试验成果。为满足不同等级土试样的要求，需要按规定的取样方法和工具进行，根据《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)，不同取样器的适用范围及取样质量见表9-11。322
工程地质学表9-11不同等级土试样要求的取样工具或方法适用土类土试样质黏性土砂土砾砂、碎石取样工具或方法粉土量等级土、软岩流塑软塑可塑硬塑坚硬粉砂细砂中砂粗砂固定活塞+++++--++----薄壁取土器水压固定活塞+++++--++----自由活塞-+++--++----薄壁取土器敞口+++--++----I单动三重管-++++++++++++---回转取土器双动三重管---+++---+++++探井(槽)中刻++++++++++++++++++++++取块状土样水压固定活塞+++++--++----薄壁自由活塞+++++--++----取土器敞口++++++--++----Ⅱ单动三重管-++++++++++++---回转取土器双动三重管---+++---++++++厚壁敞口取土器++++++++++++++-厚壁敞口取土器++++++++++++++++++++-标准贯入器++++++++++++++++++++-Ⅲ螺纹钻头+++++++++++-----岩芯钻头+++++++++++++++++++++++++++++++++++++标准贯入器-Ⅳ螺纹钻头+++++++++++-----岩芯钻头++++++++++++++++++++++注：1．++适用，+部分适用，-不适用。2．采取砂土试样应有防止试样失落的补充措施。3．有经验时，可用束节式取土器代替薄壁取土器。在钻孔中采取Ⅰ、Ⅱ级土试样时，应满足下列要求：1.软土、砂土中宜采用泥浆护壁；如使用套管，应保持管内水位等于或高于地下水位，取样位置应低于套管底二倍孔径的距离。2.采用冲洗、冲击、振动等方式钻进时，应在预计取样位置1m以上改用回转钻进。3.下放取土器前应仔细清孔，清除扰动土，孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段长度。4.采取土试样宜用快速静力连续压入法。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土试样应妥善密封，防止湿12度变化，严防晒和冰冻。在运输中应避免振动，保存时间不宜超过三周。对易于振动液化和水6分离析的土试样宜就近进行试验。岩石试样可4利用钻探岩芯制作和在探井、探槽、竖井和平洞中刻取。采取的土样的尺寸满足试块加工的3要求。从地下取出的岩土试样，最后要运到实验室内进行岩土的物理力学性质试验。工程地质井探、槽探和洞探1-探槽；2-试坑；3-竖井；4-平洞；5-石门；6-浅井当钻探方法难以准确查明地下岩土层情况时，可以采用探井(wellexploration)、探槽图9-1工程地质常用的坑探类型示意图(trenching)进行勘探。与钻探工程相比，其特点是地质人员能直接进入其中观察到地质结构的323
工程地质学细节，准确可靠；可不受限制地从中采取原状结构试样，或进行现场试验；较确切地研究软弱夹层和破碎带等复杂地质体的空间展布及其工程地质性质；以及地基处理效果检查和某些地质现象的监测等。但是，探井、探槽探察的深度较浅，使用往往受自然条件的限制，对于地下水位以下深度的勘探也比较困难。工程地质勘探中常用的坑、槽探工程有：探槽、试坑、浅井、竖井和平洞。其中前三种为轻型坑、槽探工程，后二种为重型坑、槽探工程。各种坑、槽探工程的特点和适用条件列于表9-12中。表9-12工程地质勘探中坑、槽探工程的类型类型特点适用条件在地表垂直岩层或构造线，深度剥除地表覆土，揭露基岩，划分地层岩性；探查残坡积探槽层；研究断层破碎带；了解坝接头处的地质情况小于3～5m的长条形槽子从地表向下，铅直的、深度小于局部剥除地表覆土，揭露基岩，确定地层岩性；作载荷试坑试验、渗水试验，取原状土样3～5m的圆形或方形小坑确定覆盖层及风化层的岩性及厚度；作载荷试验，取原从地表向下，铅直的、深度5～浅井状土样15m的圆形或方形井在平缓山坡、河漫滩、阶地等岩层较平缓的地方布置，形状与浅井同，但深度大于用以了解覆盖层的厚度及性质、风化壳的厚度及岩性、竖井（斜井）软弱夹层的分布、断层破碎带及岩溶发行情况、滑坡体15m，有时需支护结构及滑动面等布置在地形较陡的基岩坡，用以调查斜坡地质结构，对在地面有出口的水平坑道，深度查明河谷地段的地层岩性、软弱夹层、破碎带、风化岩平洞层等效果较好，还可取样和作原位岩体力学试验及地应较大力量测对探井、探槽、探洞进行观测时，除应进行文字记录外，还要绘制剖面图、展开图等以反映井、槽、洞壁及其底部的岩性、地层分界、构造特征，如进行取样或原位试验时，还要在图上标明取样和原位试验的位置，并辅以代表性部位的彩色照片。竖井、平洞一般用于坝址、地下工程、大型边坡工程等的勘察中，其深度、长度及断面的位置等可按工程需要确定。室内土工试验分析尽管有很多种岩土工程原位测试方法，但是绝大多数岩土材料的物理力学参数还是需要依靠室内试验来测试的，有些参数的测试只能靠室内试验来完成，如土粒比重的测定、颗粒成分的测定、土的容重的测定等。因此室内试验与原位测试应当是相互补充、相辅相成的。室内试验的方法有很多种，根据大类可分为如下几种：1.土的物理性质试验(soilphysicalpropertytest)：砂土：颗粒级配、相对密度(比重)、天然含水量、天然密度、最大和最小干密度。粉土：颗粒级配、液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。黏性土：液限、塑限、相对密度、天然含水量、天然密度和有机质含量。2.土压缩、固结试验(soilcompressionandconsolidationtest)；3.土的抗剪强度试验(soilshearstrengthtest)：如直剪试验、各种常规三轴试验、无侧限抗压强度试验等；4.土的动力性质试验(soildynamicpropertytest)：如动三轴试验、共振柱试验、动单剪试验等；5.岩石试验(rocktest)：如岩矿鉴定、块体密度试验、吸水率和饱和吸水率试验、耐崩解试验、膨胀试验等。土的物理性质试验、压缩试验、固结试验以及土的抗剪强度试验所得指标的意义及计算方法已经在本书第六章详细作了介绍，这里不再展开。具体试验方法在土力学及土工试验课程中将会讲述，请参照相关教材，这里也不再介绍。岩石试验所得指标的意义及计算方法已经在本书节作了详细介绍，这里也不再详细展开，试验方法请参照相关教材。现场原位测试概述岩土工程原位测试(testsinsitu)是在天然条件下原位测定岩土体的各种工程性质。由于原位测试是在岩土原来所处的位置进行的，因此它不需要采取土样，被测土体在进行测试前324
工程地质学不会受到扰动而基本保持其天然结构、含水量及原有应力状态，因此所测得的数据比较准确可靠，与室内试验结果相比，更加符合岩土体的实际情况。尤其是对灵敏度较高的结构性软土和难以取得原状土样的饱和砂质粉土和砂土，现场原位测试具有不可替代的作用。原位测试的优点原位测试具有下列优点：1.可以测定难以取得不扰动土样的土，如饱和砂土、粉土、流塑状态的淤泥或淤泥质土的工程力学性质。2.影响岩土体的范围远比室内试样大，因而更具有代表性。3.很多原位测试方法可连续进行，因而可以得到完整的地层剖面及物理力学指标。4.原位测试一般具有速度快、经济的优点，能大大缩短勘察周期。原位测试虽然具有上述优点，但也存在一定的局限性，比如各种原位测试具有严格的适用条件，若使用不当会影响其效果，甚至得到错误的结果。原位测试方法分类原位测试的方法有很多种，主要可分为三大类：1.岩土力学性质试验，如：载荷试验、静力触探试验、圆锥动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验、扁铲侧胀试验、现场剪切试验、岩土原位应力测试、声波测试、点荷载试验等。2.水文地质试验，如：钻孔抽水试验、压水试验、渗水试验等。3.改善岩土性能的试验，如：灌浆试验、桩基承载力试验等，这里着重介绍岩土力学性质试验。静力载荷试验载荷试验(loadingtest)包括平板载荷试验和螺旋板载荷试验。平板载荷试验(PLT)是在岩土体原位，用一定尺寸的承压板施加竖向荷载，同时观测承压板沉降，测定岩土体承载力与变形特性。该方法分为浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。浅层平板载荷试验适用于浅层土，深层平板载荷试验适用于埋深等于或大于3m和地下水位以上的地基土。螺旋板载荷试验(SPLT)是将螺旋板旋入地下预定深度，通过传力杆向螺旋板施加竖向荷载，同时测量螺旋板的沉降量，测定土的承载力与变形指标，螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。试验装置和工作原理试验设备主要由反力系统、压力系统和沉降量测系统三部分组成(如图9-2)，另外还包括一定形状和规格的承压板。 堆载次梁主梁支墩支墩基准梁千试坑百分表斤顶承压板图9-2平板载荷试验装置示意图1.反力系统反力系统的功能是提供加载所需的反力。反力系统一般由主梁、拉锚或主梁、工字钢、堆重物等组成。反力系统可根据现场实际条件取下列三种形式之一：1）地锚横梁反力系统，要求地锚、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的～倍，地锚桩数量2～4只。325
工程地质学2）压重平台反力系统（堆载法），压重量不得少于预估最大试验荷载的倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。3）地锚压重联合反力系统（堆锚结合法），当最大加荷量超过拉锚的抗拔能力时，可在横梁上放置或悬挂一定重物，由拉锚和重物共同承受千斤顶加载反力。2.压力系统目前普遍采用油压千斤顶加荷，通过锚式、反力梁式或斜撑式反力装置，将力传给承压板。常用百分表量测承压板的沉陷变形。压力系统一般由千斤顶、油泵、压力表、压力传感器、高压油管、逆止阀等组成。压力表和压力传感器必须按计量部门的要求，定期率定方可使用。试验前，需检查压力系统是否有漏油现象，若有，必须排除。必须保证测量压力的准确与稳定。千斤顶平放于试桩中心，当采用2个以上千斤顶加载时，应将千斤顶并联同步工作，并使千斤顶的合力通过试桩中心。3.沉降量测系统沉降量测系统主要包括沉降的量测仪表（百分表、机电百分表、电子位移计、自动采集仪、计算机及打印机等）、百分表夹具、基准桩（墩）和基准梁。沉降的量测仪表必须按计量部门的要求，定期率定方可使用。在承压板2个正交方向对称安置4个位移量测仪表。固定或支撑百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。基准梁的支点应设在试坑之外。4．承压板承压板宜采用圆形刚性压板，根据土的软硬或岩体裂隙密度选用合适的尺寸；土的浅层22平板载荷试验承压板面积不应小于，对软土和粒径较大的填土不应小于；土2的深层平板载荷试验承压板面积宜选用；岩石载荷试验承压板的面积不宜小于。荷载试验方法及基本要求1.加载和卸载方法加载等级可分为10～12级（即预估极限荷载的1/10～1/12）。每级加载等值，第一级可按2倍每级加载值加载。荷载量测精度不应低于最大荷载的±1％。卸载分级也应分级等量进行，每级卸载值一般取加载值的2倍。卸载等级不应小于4级。2.沉降观测方法每级荷载施加后，间隔10、10、10、15、15min，以后每隔30分钟测读一次沉降值。当连续两个小时的沉降速率均小于
工程地质学100200PaP0PbPklogt (min)(kN)60120Ⅰ0Ⅱ2040a60308010012030140160b18060200Ⅲ60s(mm)220(a)S (mm) (a)p−s曲线(b)s−logt曲线图9-3荷载试验曲线典型的曲线分为三段(图9-3)，第I段为直线变形阶段，土体以压缩变形为主，p−s应力应变关系基本符合虎克定律；第Ⅱ阶段为局部剪切阶段，压缩变形所占分量逐渐减少，剪切变形所占分量逐渐增加；第Ⅲ阶段为破坏阶段，曲线陡降，土体发生整体破坏。这种类型称“陡降型”曲线。但在许多情况下，直线变形段不明显，称“缓变型”曲线。1.确定承载力1）当满足终止加载条件前三种情况之一时，其对应的前一级荷载即为极限荷载；2）当p−s曲线上有明显的比例界限（即第一拐点）时，取该比例界限所对应的荷载值作为地基土承载力特征值；3）在p−s曲线或s−logt曲线上能确定极限荷载（即p−s曲线上的第二拐点），且该值小于对应比例界限的荷载值倍时，取极限荷载的1/2作为地基土承载力特征值；24）当不能按上述两条确定时，如承压板面积为～，取某一相对沉降值（即s/d，d为承压板直径或宽度）所对应的荷载为地基土承载力基本值。对低压缩性土和砂土，可取s/d＝～所对应的荷载值；对于中、高压缩性土，取s/d＝所对应的荷载值，但上述荷载值不应大于最大加载力的一半。5）基本值的极差不超过平均值的30％时，取此平均值作为地基土承载力特征值。2.确定变形模量(deformationmodulus)土的变形模量应根据p−s曲线的初始直线段，可按均质各向同性半无限弹性介质的弹性理论计算。浅层平板载荷试验的变形模量E(MPa)，可按下式计算：0pd2(9-1)E=I(1−µ)00s深层平板载荷试验和螺旋板载荷试验的变形模量pd(9-2)E=w0s式中I——刚性承压板的形状系数，圆形承压板取；方形承压板取；0µ——土的泊松比(碎石土取，砂土取，粉土取，粉质黏土取，黏土取)；——承压板直径或边长(m)；dp——p−s曲线线性段终点对应的压力(kPa)；——与p对应的沉降(mm)；s——与试验深度和土类有关的系数，可按表9-13选用。w327
工程地质学表9-13深层载荷试验计算系数w土类碎石土砂土粉土粉质黏土黏土d/注：为承压板直径和承压板底面深度之比。d/z3.确定基床系数(beddingvalue)基准基床系数K可根据承压板边长为30cm的平板载荷试验，按下式计算：vpK=(9-3)vs其中p、意义同上。s载荷试验相对其他原位测试方法无疑是一种最好的方法，但是载荷试验耗时费力，对于二级建筑物一般不采用此试验方法，对于一级建筑物也不一定都得采用载荷试验，这得根据具体情况来考虑。在应用载荷试验的成果时，由于加荷后影响深度不会超过2倍承压板边长或直径，因此对于分层土要充分估计到该影响范围的局限性。特别是当表面有一层“硬壳层”、其下为软弱土层时，软弱土层对建筑物沉降起主要作用，它却不受到承压板的影响，因此试验结果和实际情况有很大差异。所以对于地基压缩范围内土层分层时，应该用不同尺寸的承压或进行不同深度的静力载荷，也可以采用其他的原位测试和室内土工试验。静力触探静力触探(CPT,conepenetrationtest)自1917年瑞典正式使用以来，迄今已有80余年历史。目前，该项测试技术在很多国家都被列入国家技术规范中，并在世界范围内得到了广泛的应用。静力触探试验主要适合于黏性土、粉土和中等密实度以下的砂土等土质情况。由于目前尚无法提供足够大的稳固压入反力，对于含较多碎石、砾石的土和很密实的砂土一般不适合采用。此外总的测试深度不能超过80m。静力触探试验的优点是连续、快速、准确，可以在现场直接得到各土层的贯入阻力指标，从而能够了解土层在原始状态下的有关物理力学参数。静力触探按测试参数分为单桥探头和双桥探头两种。静力触探试验的目的主要有：根据贯入阻力曲线的形态特征或数值变化幅度划分土层；评价地基土的承载力；估算地基土层的物理力学参数。静力触探试验设备和工作原理静力触探仪，一般由三部分组成：贯入系统，包括加压装置和反力装置，它的作用是将探头匀速、垂直地压入土层中；量测系统，用来测量和记录探头所受的阻力；静力触探头内有阻力传感器，传感器将贯入阻力通过电讯号和机械系统，传至自动记录仪并绘出随深度的阻力变化曲线。常用的探头分为单桥探头、双桥探头和孔压探头，单桥探头所测到的是包括锥尖阻力和侧壁摩阻力在内的总贯入阻力，双桥探头可分别测出锥尖阻力和侧壁摩阻力，孔压探头在双桥探头的基础上再安装一种可测孔隙水压力的装置。328
工程地质学1 23456(a)1－顶柱；2－电阻应变片；3－传感器；4－密封垫圈套；5－四芯电缆；6－外套筒73658412(b)1－传力杆；2－摩擦传感器；3－摩擦筒；4－锥尖传感器；5－顶柱；6－电阻应变片；7－钢珠；8－锥尖头（a）单桥探头；（b）双桥探头图9-4触探头工作原理示意图静力触探的基本原理是通过一定的机械装置，用准静力将标准规格的金属探头垂直均匀地压入土层中，同时利用传感器或机械量测仪表测试土层对触探头的贯入阻力，并根据测得的阻力情况来分析判断土层的物理力学性质。目前工程中主要采用经验公式将贯入阻力与土的物理力学参数联系起来，或根据贯入阻力的相对大小做定性分析。静力触探试验的基本要求2221.圆锥锥头底截面积应采用10cm或15cm；侧壁面积双桥探头宜为150～300cm，对于o单桥探头其侧壁高应为57mm或70mm；锥尖锥角宜为60。2.探头应匀速、垂直地压入土中，贯入速率为±／min。3.探头测力传感器应连同仪器、电缆进行定期标定，室内率定重复性误差、线性误差、滞后误差、温度飘移、归零误差均应小于1％FS，现场归零误差应小于3％，绝缘电阻不小于500MΩ。4.深度记录误差范围应为±1％。5.当贯入深度超过30m或穿透厚层软土后再贯入硬土层，应采取措施防止孔斜或断杆，也可配置测斜探头，量测触探孔的偏斜度，校正土的分层界线。6.孔压探头在贯入前，应在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和，并在现场采取措施保持探头的饱和状态，直至探头进入地下水位以下土层为止；在孔压试验过程中不得提升探头。7.当在预定深度进行孔压消散试验时，应量测停止贯入后不同时间的孔压值，其计时间隔由密而疏合理控制，试验过程不得松动探杆。试验成果及应用1.静力触探试验的主要成果单桥探头：比贯入阻力(p)—深度()关系曲线(如图9-5)；hs双桥探头：锥尖阻力(q)—深度()关系曲线、侧壁摩阻力(f)—深度()关系曲线(如hhcs图9-6)、摩阻比(R)—深度(h)关系曲线；f孔压探头除上述曲线外，还有初始孔压(u)—深度()关系曲线、孔压(u)随对数时间hit(lgt)关系曲线等。329
工程地质学 +杂填土＋灰色粘质5粉土灰色粘质粉土灰色粉砂灰色粘土h(m)图9-5单桥静力触探的p—曲线图9-6双桥静力触探q—、f—曲线hhhscs2.静力触探成果主要应用在下列几方面：1)划分土层利用静力触探试验得到的各种曲线，根据相近的q、R来划分土层，对于孔压探头，cf还可以利用孔隙水压力来划分土层。2)估算土的物理力学性质指标根据大量试验数据分析，可以得到黏性土的不排水抗剪强度c和q之间的关系、比贯uc入阻力p与土的压缩模量E和变形模量E之间的关系、估算饱和黏土的固结系数、测定ss0砂土的密实度等。国内外很多部门已提出许多实用关系式，应用时可查阅有关手册和规范。3)确定地基土承载力特征值利用静力触探资料确定地基土承载力，国内外均采用在实践基础上提出的经验公式。这些经验公式是建立在静力触探测得的q、p与载荷试验的比例荷载值相关分析基础上的，cs故不同地区或部门对不同土层选用不同的经验公式，应以地方规范为准。在我国针对不同的土类，下列经验公式使用较广泛：对于砂土：粉细砂当50≤p≤160时，f＝+(9-4)s0s中粗砂当p≤120时，f＝+(9-5)s0s或f＝+对于一般黏性土：当3≤p≤60时，f＝+(9-6)s0s4)预估单桩承载力a.根据单桥探头静力触探资料可按公式(9-7)确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值：Q=Uql+αpA(9-7)∑uksikiskp式中——桩端阻力修正系数；αq——用静力触探比贯入阻力值，结合土试验资料，依据土的类别、埋深、排列次sik序，所取得的桩周第i层土的极限侧阻力标准值(kPa)；2A——桩端截面积(m)；pU——桩身周长(m)；l——桩身进入第i层土厚度(m)。i330
工程地质学p——桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值(kPa)。skq值应结合土工试验资料，依据土的类别、埋藏深度、排列次序，按图9-7折线取值。sik 140125Bbc120e100C100f80D60a40dA2015gh60001000300020004000500060007000图9-7q−p曲线sks注：1．图9-7中，直线A(线段gh)适用于地表下6m范围内的土层，折线B(线段oabc)适用于粉土及砂土土层以上(或无粉土及砂土土层地区)的黏性土；折线C(线段odef)适用于粉土及砂土土层以下的黏性土；折线D(线段oef)适用于粉土、粉砂、细砂及中砂。2．当桩端穿越粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时，折线估算的值需乘以表9-17中系数ξ值。qssik当桩端穿越粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时，折线D估算的q值需乘以表9-14中系sik数ξ值。s表9-14系数ξ值sp/pssl≤≥10ξ注：①为桩端穿越的中密～密实砂土、粉土的比贯入阻力平均值；p为砂土、粉土的下卧土层的pssl比贯入阻力平均值。2②采用的单桥探头，圆锥底面积为15cm，底部带7cm高滑套，锥角60º。桩端阻力修正系数值按表9-15取值。α表9-15桩端阻力修正系数值α桩入土深度(m)≤1515≤≤3030<≤60hhhhα～注：桩入土深度15≤h≤30时，值按值直线内插；为基底至桩端全断面的距离(不包桩尖高度)。hhαp可按下式计算：sk当p>p时，p=p(9-8)sk1sk2sksk21当p≤p时，p=(p+βp)(9-9)sk1sk2sksk1sk22式中p——桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值(kPa)；sk1p——桩端全断面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值(kPa)；如桩端持力层sk2为密实的砂土层，其比贯入阻力平均值p超过20MPa时，则需乘以表9-s16中系数予以折减后，再计算p及p值；Csk2sk1——折减系数，按p/p值从表9-17中取用。βsk1sk2331
工程地质学表9-16系数C(MPa)ps35>4020～30系数C5/62/3l/2表9-17折减系数βp/p≤≥15sk1sk2β15/62/31/2注：表9-16、表9-17可内插取值。b.根据双桥探头静力触探资料对于黏性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按(9-10)式确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值：Q=Ul⋅β⋅f+a⋅q⋅A(9-10)∑ukiisicP式中f——第层土的探头平均侧阻力；isiq——桩端平面上、下探头阻力，取桩端平面以上4(为桩的直径或边长)范围内ddc按土层厚度的探头阻力加权平均值，然后再和桩端平面以下1范围内的探头d阻力进行平均；——桩端阻力修正系数，对黏性土、粉土取2/3，饱和砂土取1/2；a——第i层土桩侧阻力综合修正系数，按下式计算：βi−黏性土、粉土：β=(f)(9-11)isi−砂土：β=(f)(9-12)isi5)判定饱和砂土和粉土的液化势饱和砂土和粉土在地震作用下可能发生液化现象。可利用静力触探试验进行液化判断。静力触探具有测试连续、快速、效率高、功能多，兼有勘探与测试双重作用的优点，且测试数据精度高。静力触探试验适于黏性土、粉土，疏松到中密的砂土，但它的缺点是对碎石类土和密实砂土难以贯入，也不能直接观测土层。动力触探与标贯圆锥动力触探试验圆锥动力触探试验(DPT,dynamicpenetrationtest)是利用一定质量的重锤，将与探杆相连接的标准规格的探头打入土中，根据探头贯入土中一定距离所需的锤击数，判定土的力学特性，具有勘探与测试双重功能。动力触探试验的影响因素甚为复杂。其中有些因素是可以通过人为控制的，如：试验方法、机械设备、落锤方式等；而有些因素是无法通过人为方式来控制的，如杆长、地下水位位置等。根据锤击能量，动力触探常常分为轻型、重型和超重型三种。其主要规格参数见表9-18。表9-18轻型、重型和超重型动探规格和适用土层类型轻型重型超重型锤质量(kg)10±±±1落锤落距(cm)50±276±2100±2直径(mm)407474探头o606060锥角()深度(cm)301010贯入指标锤击数NNN．10635120探杆直径(mm)254250～60浅部的填土、砂砂土、中密以下密实和很密的碎石主要适用岩土层土、粉土、黏性土的碎石土、极软岩土、软岩、极软岩332
工程地质学圆锥动力触探试验的目的主要有两个：第一、定性划分不同性质的土层；查明土洞、滑动面和软硬土层分界面；检验评估地基土加固改良效果。第二、定量估算地基土层的物理力学参数，如确定砂土孔隙比、相对密度等以及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力。1.试验基本原理圆锥动力触探试验中，一般以打入土中一定距离(贯入度)所需落锤次数(锤击数)来表示探头在土层中贯入的难易程度。同样贯入度条件下，锤击数越多，表明土层阻力越大，土的力学性质越好；反之，锤击数越少，表明土层阻力越小，土的力学性质越差。通过锤击数的大小就很容易定性地了解土的力学性质。再结合大量的对比试验，进行统计分析就可以对土体的物理力学性质作出定量化的评估。2.试验设备圆锥动力触探的主要部件，根据其功能不同，一般可由以下几部分组成：1)导向杆(包括上下导杆)。2)自动落锤装置。就其基本原理分为内挂式和外挂式两种。内挂式是指提引器挂住重锤顶帽的内缘而提升；外挂式是指提引器挂住重锤顶帽的外缘而提升。3)落锤。钢质圆柱形，其高径比一般为l：1～l：2，中心圆孔直径比导杆外径大3～4mm。4)锤座。国内常用规格为：轻型(N)锤座直径为45mm；重型与超重型锤座直径一般认10为应小于锤径的l／2，并大于100mm；5)触探杆。长l～，直径42mm。6)探头。结构形状见图9-8、图9-9。此外，圆锥动力触探的试验设备还包括动力机、承重架、提升设备、起拔设备等。在设备安装时，锤座、导向杆与触探杆的轴中心必须成一直线，并且锤座和导杆的总质量不应超过30kg。 Ф46Ф341Ф6023Ф254Ф7460°单位:mm60°Ф40单位:mm1-穿心锤；2－锤垫；3－触探杆；4－圆锥头图9-8轻型动力触探试验设备图9-9重型、超重型动力触探探头3.试验操作要点1）轻型圆锥动力触探a.先用轻便钻具钻至试验土层标高以上处，然后将探头与探杆放入孔内到位，保持探杆垂直。b.将10kg的穿心锤提升到50±2cm高度，使其自由下落，将探头竖直打入土层中。c.记录每贯入30cm的锤击数N。10d.如遇密实坚硬土层，当贯入所需锤击数超过100击或贯入超过50击时，即可停止试验，N可用贯入深度及其对应锤击数换算。102）重型、超重型圆锥动力触探a.试验前将触探架安装平稳，使触探保持垂直进行。3333344334488884400440011661166990088559900885544004400
工程地质学b.贯入时，重型穿心锤()提升到76cm高度；超重型穿心锤(120kg)提升到100cm高度，然后使其自由落下，将探头打入土中。c.锤击速率宜为15～30击／min。打入过程应尽可能连续，所有超过5min的间断都应在记录中予以注明。d.记录每贯入10cm的锤击数。重型为N，超重型为N。.重型和超重型可以互换使用。当重型实测击数N大于50击／min时，宜改用超重型；当重型实测击数N小于5击／min时，不得采用超重型。.成果应用1)单孔连续圆锥动力触探试验应绘制锤击数与贯入深度的关系曲线。2)计算单孔分层贯入指标平均值时，应剔除临界深度以内的数值，超前和滞后影响范围内的异常值。3)根据各孔分层的贯入指标平均值，用厚度加权平均法计算场地分层贯入指标平均值和变异系数。4)根据触探击数、曲线形态，结合地质资料可进行力学分层，分层时应当注意的是，软硬地层界面附近的指标受相邻地层影响，表现出超前或滞后效应，且不同土层变化超前滞后量是不同的：上为硬土层下为软土层，超前约为～，滞后约为；上为软土层下为硬土层，超前约～，滞后约为～。超前与滞后范围内的值不应参加统计。对于动力触探，除了贯入击数N(N，N)以外，还可用动贯入阻力q(kPa)作为触探指标：MMgH(9-13)q=⋅d M+mAe式中M——落锤质量(kg)；1——触探器质量(包括所有被击部分)(kg)；m2g——重力加速度(m/s)；H——落距(m)；22A——探头截面积(m)；3——每击贯入度(mm)。e根据动力触探指标和地区经验，可以确定砂土的孔隙比、相4对密实度，粉土、黏性土的状态，土的强度、变形参数，地基土5承载力和单桩承载力等设计参数；还可以评定场地均匀性，查明6土洞、滑动面、软硬土层界面，检验地基加固与改良的效果。标准贯入试验7标准贯入试验(SPT,standardpenetrationtest)原来被归入动力Ф35触探试验一类，实际上，它在设备规格上与前述重型圆锥动力触Ф51探试验也具有很多相同之处，而仅仅是将原来的圆锥形探头换成1－穿心锤；2－锤垫；了由两个半圆筒组成的对开式管状贯入器。此外与重型圆锥动力3－探杆；4－贯入器头触探试验不同的一点在于，规定将贯入器贯入土中30cm所需要5－出水孔；6－贯入器身；7－贯入器靴的锤击数(又称为标贯击数)作为分析判断的依据。标准贯入试验具图9-10标准贯入试验设备有圆锥动力触探试验所具有的所有优点，另外它还可以通过贯入器采取扰动的土样，可以对土层的颗粒组成情况进行直接鉴别，因而对于土层的分层及定名更为准确可靠。标准贯入试验一般都结合钻探进行。标准贯入试验的目的主要是采取扰动土样，鉴别和描述土类，按照颗分试验结果给土层定名。判别饱和砂土、粉土的液化可能性。定量估算地基土层的物理力学参数，如判定黏性土的稠度状态、砂土相对密度及土的变形和强度的有关参数，评定天然地基土的承载力和单桩承载力。1.试验基本原理标准贯入试验(SPT)，是用质量为±的穿心锤，以76±2cm的落距，将标准规格的标准贯入器自钻孔底部预打15cm，记录再打入30cm的锤击数判定土的力学特性。适用砂土、粉土和一般黏性土，不适用软塑～流塑状态软土。33433333300330033333300330022222255222222553010153533001155550000114455550000114455
工程地质学2.试验设备标准贯入试验设备也主要由三部分构成，一是贯入器部分；二是穿心落锤；三为穿心锤导向的触探杆，设备构成如图9-10所示。标准贯入试验设备的规格见表9-19。表9-19标准贯入试验设备规格表锤的质量（kg）落锤76落距（cm）长度（mm）>45751贯入器的对开管外径（mm）35内径（mm）长度（mm）76刃口角度（°）18～20管靴刃口单刃厚（mm）贯入指标标准贯入击数N贯入土层30cm的锤击数42钻杆直径（mm）3.试验技术要点1)标准贯入试验采用回转钻进，并保持孔内水位略高于地下水位；当孔壁不稳定时，可用泥浆护壁钻至试验标高以上15cm处，清除孔底残土后再进行试验。2)采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击，并减小导向杆与锤间的摩擦力，避免锤击时偏心和侧向晃动，保持贯入器、探杆导向连接后的垂直度，锤击速率应小于30击/min。3)贯入器打入土中15cm后，开始记录每10cm击数，累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。当锤击数已达50击，而贯入深度未达30cm时，可记录50击的实际贯入度，按下式换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N，并终止试验。50(9-14)N=30×∆s式中——50击时的贯入度。∆s4)旋转探杆，提出贯入器，并取出贯入器中的土样进行鉴别、描述、记录，必要时送试验室进行室内扰动样分析；5)在不能保持孔壁稳定的钻孔中进行试验时，可用泥浆或套管护壁。4.成果应用1)划分土类或土层剖面同圆锥动力触探一样，分层时应注意“超前”与“滞后”反映。2)评价地基土的承载力我国《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）规定，用标贯击数N值确定砂土和黏性土的承载力标准值时，可按表9-20、表9-21进行。表9-20黏性土承载力标准值N357911131517192123fk105145190235280325370430515600680表9-21砂土承载力标准值N10153050中、粗砂180250340500粉、细砂1401802503403）判定砂土的密实程度显然，砂土的密实度越高，标贯击数N就越大；反之，砂土密实度越低，标贯击数N越小。因此可以利用标贯击数对砂土的密实程度进行判别，具体可按表9-22进行。335
工程地质学表9-22标贯击数N与砂土密实度的关系对照表密实程度标贯击数N南京水科原水利电力部标准原冶金部标准《冶金相对密实度国外国内国外所江苏水《土工试验规程》(SDl28—86)工业建设岩土工程勘Dr利厅察规范》(YBJl-1988)粉砂细砂中砂极松0～4松散<10<4<13<10<100～松4～10稍密～～1510～5>410～3013～2310～26中密～～3015～30密实30～5030～50密实>23>26>～1极密>50>50需要补充说明的是，表9-22中的标贯击数N是人力松绳落锤所得，人力松绳落锤得到的标贯击数N和自由落锤得到的标贯击数N可按表9-23换算。12表9-23和关系对照表NN12实测对比关系资料来源武汉冶金勘察公司N=+华东电力设计院N=(~)N214）估算单桩承载力北京市勘察院提出的预估钻孔灌注桩单桩竖向极限承载力的计算公式为：P=++−C⋅h+(9-15)uppsscc式中P——单桩竖向极限承载力(kN)；u2A——桩端的截面积(m)；p2A——桩在砂土中的侧面积(m)；s2A——桩在黏性土中的侧面积(m)；cN——桩端附近土层中的标贯击数；pN——桩周砂土层标贯击数；sN——桩周黏土层标贯击数；c——孔底虚土的厚度(m)；h——孔底虚土折减系数（kN/m），取。C5)进行饱和砂土和粉土的地震液化势判别饱和粉土、砂土当经过初步判别可能液化或需考虑液化影响时，应进一步进行液化判别。用标准贯入试验的锤击数进行判别是常用方法之一。标准贯入试验成果除以上主要应用外，还可通过建立的地区性经验用N值确定黏性土的稠度状态和抗剪强度参数等。十字板剪切试验十字板剪切试验(VST,vanesheartest)是野外剪切试验的一种，包括钻孔十字板剪切试验和贯入电测十字板剪切试验。其原理是用插入土中的标准十字板探头以一定的速率扭转，量测破坏时的抵抗力矩，测求土的不排水抗剪强度。十字板剪切试验适用于测定饱和软黏性土(ϕ=0)的不排水抗剪强度和灵敏度。十字板剪切试验点的布置，对均质土竖向间距可为lm，对非均质或夹薄层粉、细砂的软黏性土，宜先作静力触探，结合土层的变化，选择软黏土进行试验。试验基本原理十字板剪切试验是将具有一定高径比的十字板插入待测试土层中，通过钻杆对十字板头336
工程地质学施加扭矩使其匀速旋转，根据施加的扭矩即可以得到土层的抵抗扭矩，进一步可换算成土的抗剪强度。扭转十字板时，十字板周围的土体将出现一个圆柱状的剪切破坏面，土体产生的抵抗扭矩M有两部分构成，一是圆柱侧面的抵抗扭矩M；二是圆柱的圆形底面和顶面产生的抵1抗扭矩M。即：2M=M+M（9-16）12D式中M=CπDH（9-17）1u22πDD（9-18）M=2Cα2u42式中C——饱和黏性土不排水抗剪强度(kPa)；uH——十字板的高度(m)；D——十字板的直径(m)；α——与圆柱顶、底面土体剪应力分布有关的系数，取值见表9-24。表9-24取值α圆柱顶、底面剪应力分布均匀抛物线三角形α2/33/51/2十字板头匀速旋转时，施加扭矩和土层抵抗扭矩相等，即土体抵抗扭矩M是已知的，将式(9-17)和式(9-18)代人式(9-16)并整理即可得到土的不排水抗剪强度表达式如下：2MC=（9-19）uHα3πD(+)D2需要说明的是，上述推导是在假设圆柱形剪切破坏面的侧面和顶、底面具有相同的抗剪强度的前提下进行的，实际上，由于土体存在各向异性，圆柱侧面和顶、底面的强度可能是不同的，按上述公式得到的抗剪强度是某种意义上的平均值。试验仪器设备目前国内主要有两种十字板剪切仪，即机械式和电测式。机械式十字板剪切仪是利用涡轮旋转将十字板头插入土层中，借开口钢环测出抵抗力矩，计算测试土层的抗剪强度。其试验深度一般不超过30m，需配备钻孔设备，成孔后再下放十字板头进行试验。由于轴杆与土层间存在摩阻力，因此应进行轴杆校正。电测式十字板剪切仪则不用钢环，而是在十字板头上连接贴有电阻应变片的受扭力矩传感器，在地面用电子仪器直接测量十字板的剪切扭矩。十字板头是直接压入土层之中，不必配备钻孔设备，也不必进行轴杆校正。在实际应用中，电测式十字板剪切仪比机械式十字板剪切仪具备更多的优点，使用较为普遍。电测式十字板剪切试验设备主要包括以下部分(图9-11)：1.压入主机。2.十字板头，规格见表9-25。3.扭力量测仪表：静态电阻应变仪(精度为5P)或数字测力仪(精度5N)。4.扭力传感器。5.扭力装置：由蜗轮蜗杆、变速齿轮、钻杆夹具和手柄组成。6.其他：钻杆、水平尺、管钳等。337
工程地质学 12345617283轴针9410511十字板126137D14815十字板头电测式十字板扭力传感器电测式十字板剪切仪1－电缆；2－钻杆接头；3－固定护套螺1－电缆；2－施加扭力装置；3－大齿丝；4－引线孔；5－电阻应变片；6－受轮；4－小齿轮；5－大链轮；6－链条；7扭力矩；7－护套；8－接十字板头丝扣－小链轮；8－摇把；9－钻杆；10－链条；11－支架立杆；12－山形板；13－垫压块；14－槽钢；15－十字板头图9-11电测式十字板表9-25十字板头和轴杆主要规格尺寸轴杆面积比板宽D（mm）板高H（mm）板厚e（mm）刃角α（°）直径d（mm）长度L（mm）A（％）十字板剪切试验技术要求1.十字板形状宜采用矩形，板的高径比为2，板厚2～3mm。2.十字板头插入钻孔的深度不应小于钻孔或套管直径的3～5倍。3.板头插入试验深度后，应静止2～3min方可进行试验。oo4.剪切试验时，扭转剪切速率宜采用1～2/10s，并应测得峰值强度后继续测记1min。5.当需测定不排水抗剪强度的各向异性变化时，可以考虑采用不同菱角的菱形板头，也可采用不同径高比板头进行分析。6.在峰值或稳定强度测试完后，顺扭转方向连续转动6圈，测定重塑土的不排水抗剪强度。7.对开口钢环十字板剪切仪，应修正轴杆与土间的摩擦力的影响。试验成果及应用十字板剪切试验的成果主要有：各试验点土的不排水抗剪峰值强度、残余强度、重塑土强度和灵敏度及其随深度变化曲线；抗剪强度与扭转角的关系曲线等，如图9-12。由于十字板剪切试验得到的不排水抗剪强度一般偏高，因此要经过修正才能用于工程设计，其修正方法如下：(C)=µ⋅C（9-20）ufu式中C——现场实测的十字板不排水抗剪强度；u(C)——修正后的不排水抗剪强度；uf——修正系数，按表9-26取值。µ下面介绍修正后不排水抗剪强度的应用：338HHHH
工程地质学表9-26修正系数µ取值液性指数Ip10152025修正系数μ各向同性土各向异性土.计算软土地基(≈0)承载力特征值ϕ依据中国建筑科学研究院、华东电力设计院经验：f=2c+γh(9-21)aku式中f——地基承载力特征值(kPa)；akc——修正后的不排水抗剪强度(kPa)；u3γ——土的重度(kN／m)；——基础埋置深度(m)。h 转动角度(°)9(b)(a)(a)(b) 抗剪强度与扭转角关系曲线关系曲线； 1－未扰动土； 2－扰动土图9-12十字板剪切试验关系曲线需要说明的是：一般认为十字板测得的不排水抗剪强度是峰值强度，其值偏高，长期强度只有峰值强度的60％～70％。因而，上式中c应是十字板测得的强度按一定经验修正后u的强度值。2.估算单桩极限承载力n(9-22)Q=qA+UqL∑upsi=1式中Q——单桩极限承载力(kN)；uq——桩端阻力，q=Nc；ppcuN——承载力系数，均质土体取9；cq——桩侧阻力，q=ac与桩类型、土类、土层顺序等有关；ssu2A——桩身截面积(m)；——桩身周长(m)；UL——桩身入土深度(m)。3.估算地基土的灵敏度软黏土地基的灵敏度按下式计算：(C)ufS=（9-23）tCu0339((mm))深度((mm))
工程地质学式中C——重塑土的十字板强度(kPa)；u0S——软黏土的灵敏度，当S≤2时，为低灵敏度土；当2<S<4时，为中等灵敏度ttt土；当S≥4时，为高灵敏度土。t4.判定软土的固结历史根据十字板剪切试验得到的抗剪强度与深度的关系曲线，可以判定被测场地地基土的固结历史。正常固结土，抗剪强度与深度成正比，并可依据实测的抗剪强度值绘制一直线且通过原点。超固结土，抗剪强度与深度成正比，实测的抗剪强度近似成一直线，但不通过原点。十字板剪切试验成果还可以用来检验地基加固效果、估算软土的液性指数，用于铁路路基、海堤、土坝、码头以及软土边坡的稳定分析。工程实践中，对于采用预压加固的软土地基，也可根据探测加固前后十字板剪切强度的变化，检验地基加固效果。扁铲侧胀试验扁铲侧胀试验(简称DMT)是意大利学者Marchetti于七十年代发明的一种原位测试技术，可作为一种特殊的旁压试验，是用静力(有时也用锤击动力)把一扁铲形探头贯入到土中某一预定深度，利用气压使扁铲侧面的圆形钢膜向外扩张进行试验，量测不同侧胀位移时的侧向压力，可用于土层划分与定名、不排水剪切强度、应力历史、静止土压力系数、压缩模量、固结系数等的原位测定。其优点是操作简便，快速，重复性好和便宜，近年来发展很快。扁铲侧胀试验适用于一般黏性土、粉土、中密以下砂土、黄土等，不适用于含碎石的土、风化岩等。试验基本原理扁铲侧胀试验时，扁铲两侧的膜片对称向外扩张，土体的受力状况与半无限介质表面圆形面积上受均布柔性荷载的问题近似。根据弹性力学公式膜边缘的侧向位移可用下s式表示：24r∆p1−υs=⋅（9-24）πE0式中E——土的变形模量；图9-13扁铲侧胀仪探头0——土的泊松比；υr——膜片的半径（30mm）2取为，再定义扁胀模量，则有sE=E/(1−υ)D0E=∆p=(p−p)（9-25）D10式中p——膜片向土中膨胀之前的接触应力即相当于土中的原位水平应力(kPa)；0p——膜片向土中膨胀当其边缘位移达时的压力(kPa)。1再分别定义侧胀水平应力指数K、侧胀土性指数I、侧胀孔压指数U如下：DDDp−u00K=（9-26）DσV0p−p10（9-27）I=Dp−u00p−u20U=（9-28）Dp−u00式中p——卸载时膜片边缘位移回到时的压力(kPa)；2u——试验深度处的静水压力(kPa)；0340
工程地质学σ——试验深度处的有效上覆土压力(kPa)。V0根据E、K、I、U就可以分析确定岩土的相关技术参数了。扁铲侧胀试验的设备扁铲侧胀试验的设备主要为扁铲探头，其他的探杆和加压贯入装置可借用静力触探的设备进行。扁铲探头如图9-13所示，探头的尺寸为长230～240mm，宽94～96mm，厚14～16mm，探头前缘刃角为12º～16º，探头侧面钢膜片直径为60mm。试验技术要求1.每孔试验前后均应进行探头率定，取试验前后的平均值作为修正值。膜片的合格标准为：率定时膨胀至时的气压实测值△A=5～25kPa；率定时膨胀至时的气B压实测值△=10～110kPa。2.试验时，应以静力匀速将探头贯入土中，贯入速率宜为2cm／s；试验点间距可取20～50cm。3.探头达到预定深度后，应匀速加压和减压并测定膜片边缘膨胀至、和回到时的压力A、B、值。C4.扁铲侧胀消散试验应在需测试的深度进行，测读时间间隔可取1min、2min、4min、8min、15min、30min、90min，以后每90min测读一次，直至消散结束。5.扁铲侧胀试验结果应进行膜片刚度修正，其计算公式如下：p=(A−z+∆A)−(B−z−∆B)0mmp=B−z−∆B1mp=C−z+∆A2m式中z——调零前压力表初读数（kPa）；其它参数含义同前。成果应用扁铲侧胀试验的成果有两部分：一是根据各测点的压力读数A、B、及率定读数C∆A、∆B计算相应的p、p、p及其随深度的变化曲线；二是各测点的E、K、I、012DDDU及其随深度的变化曲线。试验成果主要应用在以下几个方面。D1.划分土类Marchetti（1980）提出根据扁胀指数I可划分土类，具体见表9-27。D表9-27按扁胀指数划分土类泥炭及灵黏土粉质黏土黏质粉土粉土砂质粉土粉质砂土砂土敏性土2.确定静止侧压力系数K0Marchetti（1980）根据意大利黏土的测试结果提出经验公式如下：=(K/)−（≤）I0DD3.应力历史的确定Marchetti（1980）建议，对无胶结的黏性土（≤），可用评定土的超固结比IKDD。=.估算不排水抗剪强度CuMarchetti（1980）提出估算不排水抗剪强度的经验公式如下：Cu'
工程地质学E=REsMD式中R——与水平应力指数有关的函数。M当I≤时R=+当<I<时R=R+(−R)lgKDMM0M0DR=+(I−)M0D当I≥时R=+2lgKDMD当I>10时R=+一般R≥旁压试验旁压试验(PMT,pressuremetertest)是用可侧向膨胀的旁压器，对钻孔壁周围的土体施加径向压力的原位测试，使土体产生变形，由此测得土体的应力应变关系，即旁压曲线。其实质是在钻孔中进行横向荷载试验。旁压试验有预钻式、自钻式和压入式三种，旁压仪分单腔式和三腔式。除提供承载力与旁压模量外，利用自钻式旁压试验可测求土的原位水平应力、静止侧压力系数、孔隙水压力及其消散时间、固结特性，估算土的不排水抗剪强度等。旁压试验适用于黏性土、粉土、砂土、碎 石土、残积土、极软岩、软岩等。ⅢⅡⅠ试验基本原理700对各级压力和相应的扩张体积(或换算为600半径增量)分别进行约束力和体积的修正后，500绘制压力与体积曲线。典型的p−V曲线见图4009-14，它可以分为三段：Ⅰ段，初步阶段；Ⅱ300段，似弹性阶段，压力与体积变化量大致成线200性关系；Ⅲ段，塑性阶段。100Ⅰ—Ⅱ段的界限压力相当于初始水平应力p，Ⅱ—Ⅲ段的界限压力相当于临塑压力0压力P(kPa)p,Ⅲ段末尾渐近线的压力为极限压力p。f1图9-14典型的旁压试验p－V曲线根据旁压曲线直线段(Ⅱ阶段)的斜率来确定土体的弹性变形指标——旁压模量，根据初始压力、临塑压力、极限压力和旁压模量结合地区经验可评定地基承载力和有关变形参数。旁压试验的设备旁压试验设备主要由旁压器、加压稳压装置、变形测量装置几部分构成，如图9-15所示。1.旁压器结构为三腔式圆柱形，外套弹性膜。常用的PY-3型旁压仪外径为50mm，三腔总长500mm，中腔为测量腔，长250mm，上、下腔为辅助腔，各长125mm，上、下腔之间用铜导管沟通，与测量腔隔离。辅助腔的作用是，当土体受压时，使量测腔周围土体受压趋于均匀，以便将复杂的三维应力问题简化为近似的平面问题。三腔中轴为导水管，图9-15旁压仪示意图342
工程地质学用于排泄地下水。2.加压稳压装置压力源为高压氮气或人工打气，附有压力表，加压和稳压均采用调压阀。3.变形测量装置由测管量测孔壁土体受压后的变形值。试验技术要求1.旁压试验点要求布置在有代表性的位置和深度进行，旁压仪的量测腔要求位于同一土层内。试验点的垂直间距应根据地层条件和工程要求确定，但不宜小于1m，试验孔与已有钻孔的水平距离不宜小于1m。2.预钻式旁压试验应保证成孔质量，孔壁要垂直、光滑、呈规则圆形，钻孔直径与旁压器直径应良好配合，防止孔壁坍塌。3.加荷等级可采用预期临塑压力的1／7～1／5，初始阶段加荷等级可取小值，必要时，可做卸荷再加载试验，测定再加荷旁压模量。4.每级压力应维持1min或2min后再施加下一级荷载，维持1min时，加荷后15s、30s、60s测读变形量，维持2min时，加荷后15s、30s、60s、120s测读变形量。5.当量测腔的扩张体积相当于量测腔的固有体积时，或压力达到仪器容许的最大压力时应终止试验。成果应用旁压试验资料经压力和变形量校正后可绘制出应力-应变曲线、应力-应变倒数曲线以及剪应力与应变曲线。根据这些成果结合地区经验可以确定地基承载力、计算旁压模量、侧压力系数、测求原位水平应力、评价软土预压加固效果等。1.利用旁压曲线的特征值评定地基承载力1)根据当地经验，直接取用p或(p−p)作为地基承载力；ff02)根据当地经验，取(p−p)除以安全系数作为地基承载力。f02.根据旁压曲线的直线斜率，可按(9-29)计算土的旁压模量E(MPa)mE=2(1+µ)[V+(V+V)/2]∆p/∆V(9-29)mc0f式中µ——土的泊松比(碎石土取，砂土取，粉土取，粉质黏土取，黏土取)；3V——旁压器量测腔初始体积(cm)；c3V——与初始压力p对应的体积(cm)；003V——临塑压力p所对应的扩张体积(cm)；ff3——旁压曲线直线段的斜率(kPa/cm)。∆p/∆V3.旁压器弹性膜开始膨胀，孔壁刚刚开始产生径向应变时膜套外所承受的压力，即为所测求的原位水平应力σ。h4.测求静止侧压力系数及孔隙水压力''静止侧压力系数为原位水平有效应力σ与有效覆盖压力σ之比：hv'σhk=(9-30)0'σv''式中:地下水位以上时，σ=σ,σ=γh(9-31)hhv''地下水位以下时，σ=σ−u,σ=γh+γ'h(9-32)hhv123式中γ——土的重度(kN/m)；3γ'——土的水下重度(kN/m)；——试验深度(m)；hh——地下水位埋深(m)；1343
工程地质学h——试验段到地下水位的距离(m)；2'——孔隙水压力(kPa)，。uu=σ−σhh5.评价软土预压加固效果自钻式旁压试验可以通过对加固前后的地基承载力、变形模量、不排水抗剪强度等指标的变化情况的评价，来检验软土预压加固效果。地球物理勘探地球物理勘探(geophysicalexploration)简称物探，它是基于不同的地层岩性、不同的地质单元外具有不同的物理学性质的特点，以地球物理的方法来探测地层的分界线、面及地质构造线面以及异常点(区域)的探察方法。物探主要通过岩土介质的电性差异、磁场差异、重力场差异、放射性辐射差异以及弹性波传播速度差异等，来解决地质学问题。物探的具体方法有很多种，主要可分为以下几大类：电法勘探、磁法勘探、重力勘探、地震勘探、放射性勘探、井中地球物理测量、大地电阻力测试以及地球物理遥感测量等。物探宜运用于下列场合：1.作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界线、界面或异常点及地下地质构造情况，探寻地下矿藏、地下水源；2.作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘察点，为钻探成果的内插、外推提供依据；3.作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、卓越周期、土对金属的腐蚀等参数。各种地球物理勘探方法及其适用条件见表9-28。表9-28各主要物探方法的原理和适用范围方法名称基本原理适用范围1．探测隐伏断层、破碎带自然电场法2．测定地下水流速、流向1．探测地下洞穴2．测定地下水流速、流向充电法3．探测地下或水下隐伏物体4．探测地下管线1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带2．探测隐伏断层、破碎带电阻率测深3．探测地下洞穴以各种岩土层的电学性质差异4．测定潜水面深度和含水层分布电为前提，来探测地下的地质情5．探测地下或水下隐伏物体法况。这些电学性质主要指：导勘1．测定基岩埋深电性(电阻率)、电化学活动性、探2．探测隐伏断层、破碎带介电性等电阻率剖面3．探测地下洞穴4．探测地下或水下隐伏物体1．测定潜水面深度和含水层分布；高密度电阻率2．探测地下或水下隐伏物体1．划分松散沉积层序2．探测隐伏断层、破碎带激发极化法3．探测地下洞穴4．测定潜水面深度和含水层分布5．探测地下或水下隐伏物体344
工程地质学续表9-28方法名称基本原理适用范围1．隐伏断层、破碎带甚低频2．探测地下或水下隐伏物体3．探测地下管线1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带2．探测隐伏断层、破碎带3．探测地下洞穴频率测探4．测定河床水深和沉积泥砂厚度5.探测地下或水下隐伏物体6．探测地下管线1．测定基岩埋深2．探测隐伏断层、破碎带磁利用特殊岩土体的磁场异常电磁感应法3．探测地下洞穴法或电磁波的传播(包括在不同4．探测地下或水下隐伏物体勘介质分界面上的反射、折射)5．探测地下管线探异常情况进行勘探1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带2．探测隐伏断层、破碎带3．探测地下洞穴地质雷达4．测定潜水面深度和含水层分布5．测定河床水深和沉积泥砂厚度6．探测地下或水下隐伏物体7．探测地下管线1．探测隐伏断层、破碎带2．探测地下洞穴地下地磁波法3．探测地下或水下隐伏物体4．探测地下管线1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带折射波法2．测定潜水面深度和含水层分布3．测定河床水深和沉积泥砂厚度1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带2．探测隐伏断层、破碎带3．探测地下洞穴反射波法4．测定潜水面深度和含水层分布5．测定河床水深和沉积泥砂厚度6．探测地下或水下隐伏物体7．探测地下管线地直达波法(单或跨孔法)划分松散沉积层序和基岩风化带根据弹性波在不同介质中传播震速度的差异，以及弹性波在具1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带波有不同声阻抗介质交界面处的2．探测隐伏断层、破碎带勘反射、折射特征进行勘探瑞利波法3．探测含水层探4．探测地下洞穴和地下或水下隐伏物体5．探测地下管线1．测定基岩埋深，划分松散沉积层序和基岩风化带2．探测隐伏断层、破碎带3.探测含水层声波法4．探测地下洞穴和地下或水下隐伏物体5．探测地下管线6．探测滑坡体的滑动面1．测定河床水深和沉积泥砂厚度声纳浅层剖面法2．探测地下或水下隐伏物体1．探测地下洞穴在探井中直接对被探测层进行2．测定潜水面深度和含水层分布地球物理测井各种各样的地球物理测量从而3．划分松散沉积层序和基岩风化带了解其各种物理性质的差异4．探测地下或水下隐伏物体1.大工厂建设利用岩土体电性差异测量大地大地电阻率测量2.风电场、火电场基础建设电阻率变化3.发射塔等基础建设345
工程地质学波速测试及地脉动-6-4通过对岩土体中弹性波传播速度的测试，间接测定岩土体在小应变条件下(10～10)动弹模量。波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波和瑞利波的波速，波速测试的方法有跨孔法、单孔法以及面波法。试验基本原理1.跨孔法(crossholemethod)跨孔法以一孔为激振孔，宜布置2个钻孔作为检波孔，以便校核。钻孔应垂直，当孔深较大时应对钻孔的倾斜度和倾斜方位进行量测，量测精度应达到，以便对激振孔和检波孔的水平距离进行修正。测试时，一个孔内设置振源，另两个孔内放置检波器。检波器记录由振源发出、穿过钻孔间土体的剪切波，测出剪切波自激发至接收所耗时间∆t，根据平行钻孔的间距，即可算得剪切波在土中的传播速度v。其计算公式为：∆ls∆l(9-33)v=s∆t2.单孔波速法(singlewellwavevelocitymethod)单孔波速法基本原理与跨孔波速法相同，所不同的是只设一个钻孔，地面激振，孔底接收，或孔底激振地面接收。前者称为孔下单孔检波法，后者称为孔顶单孔检波法。主要检测水平的剪切波速，识别第一个剪切波的初至是关键。3.面波法(surtacewavemethod)面波法波速测试是在地表施加一个瞬态或稳态强迫振动，其能量以振动波的形式向半空间扩散，宜采用低频检波器，道间距可根据场地条件通过试验确定。适用于地质条件简单，波速高的土层下伏波速低的土层的场地，测试深度不大。其波速可由下式确定。v=f⋅L(9-34)RR式中v——强迫振动引起的面波(瑞利波)波速(m/s)；RL——面波波长(m)；Rf——激振频率。因此，当激振频率固定时，只要测出波长，就可计算波速。面波速度反映了深度为一个波长的土层的平均波速，其数值比剪切波速略小。4.地脉动试验地面脉动，是指在地壳表面任何一点随时都能测到的微小自然振动，其振幅常在～lμm，周期一般在～2s。它可以由地壳内部的岩浆活动、缓慢的构造活动、爆破和交通活动等引起，并与潮汐、风雨、河流的活动也有一定的关系。这种微动是随机的，而且具有起主导作用的频率成分，以一定的周期重复出现，这就是卓越周期。卓越周期可以这样理解，当地震波在土层中传播时，经过不同性质的界面多次反射，将出现不同周期的地震波，地表土对其有选择放大作用，致使地震记录图上某些周期的波记录特别多，即显得“卓越”，故称为卓越周期。也就是当某一周期的地震波与场地土固有周期相近时，由于共振作用，这种地震波的振幅将得到放大。大量统计资料表明，许多震害是因场地地基与工程设施的共振或类似共振效应引起的，软土地区的高层或重型建筑，远场的砖囱以及其它高柔结构的破坏大多归属此原因。为了准确估计和防止这类震害的发生，应使工程设施的自振周期避开场地的固有周期。前者可以通过理论或经验公式估算，后者受地层结构及局部地形地貌的改变有较多变化，故常需实测确定(当工程场地范围内有强震记录时，可通过谱分析确定之)。一般情况下，可用卓越周期近似地取代。卓越周期的求取，通常是用高灵敏度地震仪器观测地面脉动，将记录进行分析得到。简单地，也可以通过脉动记录的频数——周期曲线来确定。观测地脉动确定的卓越周期较波速法更准确。地脉动试验除为抗震、隔振设计提供卓越周期、频率和振幅外，还能进行岩土分类以及为地震小区划等提供一些有益的资料。346
工程地质学试验技术要点1.跨孔法1）振源孔和测试孔，应布置在一条直线上；2）测试孔的孔距在土层中宜取2～5m，岩层中宜取8～15m，测点垂直间距宜取1～2m，近地表测点宜布置在倍孔距的深度处，震源和检波器应置于同一地层的相同标高处。3）当测试深度大于15m时，应进行激振孔和测试孔倾斜度和倾斜方位的量测，测点间距宜取1m。2.单孔波速法1）测试孔应垂直；2）将三分量检波器固定在孔内预定深度处，并紧贴孔壁；3）可采用地面激振或孔内激振；4）应结合土层布置测点，测点垂直间距宜取1～3m，地层变化处加密，并宜自下而上逐点测试。3.面波法面波试验的设备包括激振系统与拾振系统二部分。激振系统有两类，即机械式激振器与电磁式激振器。拾振系统由三部分组成：传感器、放大器、双线示波器。1)先将两个紧挨在一起的拾振器固定在激振器附近，当激振器以一定频率作激振时，示波器上可看到两个相同的波形。2)移动其中一个拾振器，示波器中便会出现不同相位的振动波形。3)当继续缓慢移动拾振器移至一个波长处时，示波器中重新出现相同相位的振动波形。此时两拾振器的间距即为一个波长的长度。4)测出激振频率f。5)在同一频率下移动拾振器至两个波长或三个波长处；或改变频率后，重复上述步骤。需要指出的是，检测过程中被移动的拾振器一定要由固定点出发，每次移动距离不宜过ooo大，以免漏过360同相位点，而至2×360或其他360整数倍相位点。4.地脉动试验如在现场观测并同时完成分析时，采用的仪器设备为：检波器、放大器、数据采集器、分析装置、微机以及分析结果的输出设备；不现场进行分析，采用的仪器可简化。1)测点选择地面以一至二个为宜，尽量放在地表下10～30cm处原状土上，避免表土层高频波干扰；地下测点可根据工程需要，在钻孔内若干深度内布放，以把握场地地基沿竖直方向脉动变化和卓越周期分布。2）检波器放置地面上按南北、东西、竖直三个方向放置，间隔20～50cm。地下三分量检波器位置与钻孔波速法类同。地下与地面同时观测，有利于分析中减小地表附近干扰，且可通过计算求得地基的放大特性。记录选定测点的周围环境、土层和振源等情况，如有人为干扰应予以注明。3)实测记录接好检波器及其它仪器问联线，开启电源，调试各仪器处于正常工作状态。要求电源稳定，必要时加上稳压装置。实测时间以晚间或周围环境比较安静为好。地面和地下测点就同时观测记录，每次连续记录时间不少于10min，干扰大时应适当延长记录时间。4)检查记录完毕应及时回放检查，发现漏记要重新记录。另外，对各道放大器的档程、磁带数码，以及测试时间等作好认真记录。测量物理量可以是位移，也可以是速度，依据任务要求而定。二者也可以通过软件运算互相转换。资料整理与成果应用1.跨孔法347
工程地质学1）由于压缩波传播速度大于剪切波，故实际检测中先到达的为压缩波，以后才是剪切波。同时剪切波的能量为压缩波的3～4倍，故峰值明显，频率低；而压缩波峰则小而密。所以第一个高波峰点，即为剪切波到达点。2）根据实测资料，从实测曲线上量取由激发信号至剪切波到达点之间的线段长度，∆l同时从时标线上量取走时，按式(9-33)便可计算出波速。∆t3）由剪切波速v及被测介质质量密度ρ，按式(9-35)可求动剪切模量G：sd2G=v⋅ρ(9-35)ds4）按式(9-36)求动弹性模量E：d222ρv(3v−4v)spsE=(9-36)d22v−vps5）按式(9-37)求动泊松比µd22v−2vpsµ=(9-37)d222(v−v)ps式中v——压缩波波速；pv——剪切波波速：s——土的质量密度。ρ跨孔法最适于成层土层，能直接测定各种埋藏条件下成层土水平传播的剪切波速及剪切模量。但至少要打两个钻孔。孔越深，钻孔间越不易平行，如不测孔斜，就会带来很大误差。2.单孔波速法根据接收到的波形记录，确定出波的传输时间，再依据测点深度及振源与孔口距离∆t计算出波的行走距离。最后由公式(9-33)计算波速v。当振源与孔口距离较近(如)，∆ls测点深度较大(如10m)时，可用测点深度代替波的行走距离，不会引起过大误差。单孔∆l波速法与跨孔波速法具有相似的应用范围。与跨孔波速法相比，单孔检波法的优点是只需打一个钻孔。但不能得到特定土层的波速，只能测得由地表至测点间土层的平均波速。适用于土层软硬变化大和层次较少或基岩上为覆盖层时。3.面波法将原始实测资料制成波数一波长长度图，通过对同一频率的各点取直线或取平均值算出每一个频率的波长长度。据此便可得出v所反映的土层深度范围。R与前两种方法相比较，面波法可以不打钻孔，并用面波代替剪切波进行检测，可以减少判别上的误差。测试时尚可了解的地面衰减特性。适宜于均匀、单一地层，但测试深度较浅。同时存在着土层由于激振而局部压密，以致造成低频与高频所得数值不连续现象。4.波速测试成果的应用波速测试的直接成果就是各被测土层的弹性波速，它们主要被用于以下几个方面：1）计算小应变条件下的动剪切模量、动弹性模量和动泊松比，其计算公式同跨孔法。2）划分场地类型我国国标《建筑抗震设计规范》(GBJ50011—2002)规定，取地面以下15m且不大于场地覆盖层(第四纪土层)厚度范围内各土层剪切波速按厚度加权平均值v，将场地土划分为sm坚硬场地土、中硬场地土、中软场地土和软弱场地土，具体划分标准见表9-29。表9-29利用剪切波速划分场地土类型土层剪切波速（m/s）场地土类型vsm坚硬场地土>500中硬场地土250～500中软场地土140～250软弱场地土≤140348
工程地质学此外，波速测试的成果还可用于估算场地土层的固有周期，检测地基的加固效果及判定饱和土是否液化等。5.地脉动试验的应用1)划分地基类别根据实测资料，土质愈松软，其卓越周期愈长，如稳定基岩为～，一般土层为～，松软土层为～。2)地震小区划根据地脉动测试结果，结合地基的种类等资料，进行地震小区划，提出抗震设防的建议类别，是重要的基础资料。3)地震响应分析在进行建筑物的抗震设计时，经常要作地震响应分析，这时地脉动测试结果可帮助选定输入地震。现场直剪试验现场直接剪切试验(in-situdirecttestofrock)是在现场对岩土样施加一定的法向应力和剪切力，使其在剪切面上破坏，从而求得岩土体在各种剪切面特别是岩土体软弱结构面上抗剪强度的一种原位测试方法。根据试验对象的不同，现场直接剪切试验又分为土体现场剪切试验和岩体现场剪切试验两种。现场直接剪切试验的目的就是测定岩土体特定剪切面上的抗剪强度指标。基本原理现场直剪试验适用于岩土 体本身、岩土体沿软弱结构面和岩体与其他材料接触面的剪切试验，可分为岩土体试样在法向PP应力作用下沿剪切面剪切破坏Q的抗剪断试验、岩土体剪断后沿Q剪切面继续剪切的抗剪试验(摩Oα擦试验)、法向应力为零时岩体剪切的抗剪试验。现场直剪试验(a)(b)可在试洞、试坑、探槽或大口径(a) 平推法（e≤5～8cm); (b) 斜推法 (α≤17°)钻孔内进行。当剪切面水平或近于水平时，可采用平推法或斜推图9-16现场抗剪强度试验布置图法(图9-16)；当剪切面较陡时，可采用楔形体法。同一组试验体的地质条件应基本相同，其受力状态应与岩土体在工程中的受力状态相近。进行混凝土与岩体的抗剪试验，常采用斜推法，进行土体、软弱面(水平或近乎水平)的抗剪试验，常采用平推法。当软弱面倾角大于其内摩擦角时，常采用楔形体方案。试验的技术要求土的现场直接剪切试验应满足下列技术要求：1.开挖试坑时应避免对岩土试验体的扰动和含水量的显著变化。在地下水位以下试验时，应避免水压力及渗流对试验的影响。22.每组岩体试验不宜少于5处。剪切面积不得小于。试验体最小边长不宜小于50cm，高度不宜小于最小边长的倍。试体之间的距离应大于最小边长的倍。2每组土体试验不宜小于3处。剪切面积不宜小于，高度不宜小于20cm或为最大粒径的4～8倍，剪切面的开缝应为最小粒径的1/4～1/3。3.施加的法向荷载、剪切荷载应位于剪切面、剪切缝的中心，或使法向荷载与剪切荷载的合力通过剪切面的中心，并保持法向荷载不变。4.最大法向荷载应大于设计荷载，并按等量分级；施加荷载的精度范围应为试验最大荷349eeee
工程地质学载的±2％。5.每一试体的法向荷载可分为4～5级施加。当法向变形达到相对稳定时，即可施加剪切荷载。6.每级剪切荷载按预估最大荷载的8％～10％分级等量施加，或按法向荷载的5％～10％分级等量施加。岩体按每5～10min，土体按每30s施加一级剪切荷载。当剪切变形急剧增长或剪切变形达到试体尺寸的1/10时，可终止试验。7.根据剪切位移大于10mm时的试验成果确定残余抗剪强度，当需要时可沿剪切面继续进行摩擦试验。试验成果及应用现场直接剪切试验的主要成果有：剪切应力与剪切位移关系曲线；抗剪强度与法向应力关系曲线。利用剪切应力与剪切位移关系曲线，可以确定一定法向应力条件下，剪切破坏面上的峰值抗剪强度和残余强度。利用抗剪强度与法向应力关系曲线可以确定剪切面上，土体的内摩擦角和黏聚力。除此之外，还可以通过绘制剪应力与垂直位移关系曲线，求得土体的剪胀强度。岩体原位应力测试岩体应力测试适用于无水、完整或较完整的岩体。可采用孔壁应变法、孔径变形法和孔底应变法测求岩体空间应力和平面应力。孔壁应变法测试采用孔壁应变计，量测套钻解除应力后钻孔孔壁的岩石应变；孔径变形法测试采用孔径变形计，量测套钻解除应力后的钻孔孔径的变化；孔底应变法测试采用孔底应变计，量测套钻解除应力后的钻孔孔底岩面应变。按弹性理论公式计算岩体内某点的应力。当需测求空间应力时，应采用三个钻孔交会法测试，测试岩体原始应力时，测点深度应超过应力扰动影响区；在地下洞室中进行测试时，测点深度应超过洞室直径的二倍。岩体测试技术要求1.在测点测段内，岩性应均一完整；2.测试孔的孔壁、孔底应光滑、平整、干燥；3.稳定标准为连续三次读数(每隔10min读一次)之差不超过5µε；4.同一钻孔内的测试读数不应少于三次；5.岩芯应力解除后的围压试验应在24h内进行；压力宜分5～10级，最大压力应大于预估岩体最大主应力。成果应用1.根据测试成果计算岩体平面应力和空间应力，计算方法应符合现行国家标准《工程岩体试验方法标准》(GB/T50266)的规定；2.根据岩芯解除应变值和解除深度，绘制解除过程曲线；3.根据围压试验资料，绘制压力与应变关系曲线，计算岩石弹性常数。现场监测现场监测(fieldobservation)就是对在施工过程中及完工后由于工程施工和使用引起岩土性状、周围环境条件(包括工程地质、水文地质条件)及相邻结构、设施等因素发生的变化进行各种观测工作，监视其变化规律和发展趋势，从而了解施工对各因素的影响程度，以便及时在设计、施工和维护上采取相应的防治措施。监测资料力求规范化、标准化和量化。现场监测是工程地质勘察中的一项重要工作。基坑监测目前基坑工程的设计计算，还不能十分准确，无论计算模式还是计算参数，常常和实际情况不一致。为了保证工程安全，监测是非常必要的。通过对监测数据的分析，必要时可调整施工程序，调整支护设计。遇有紧急情况时，应及时发出警报，以便采取应急措施。本条规定的5款是监测的基本内容，主要从保证基坑安全的角度提出的。为科研积累数据所需的350
工程地质学监测项目，应根据需要另行考虑。监测数据应及时整理，及时报送，发现异常或趋于临界状态时，应立即向有关部门报告。做到设计——施工——监测——反馈设计修正方案的信息化施工。根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001,基坑工程监测方案，应根据场地条件和开挖支护的施工设计确定，并应包括下列内容：1）支护结构的变形与应力、压顶梁的沉降；2）基坑周边的地面沉降与邻近建筑物的沉降；3）基坑开挖过程中每天深层土体向坑内侧的水平变位量；4）基坑开挖过程中地下水位的变化情况；5）其它应急情况监测与处理对策。房屋构筑物沉降观测根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001,下列工程应进行沉降观测:1）地基基础设计等级为甲级的建筑物；2）不均匀地基或软弱地基上的乙级建筑物；3）加层、接建、邻近开挖、堆载等，使地基应力发生显著变化的工程；4）因抽水等原因，地下水位发生急剧变化的工程；5）其他有关规范规定需要做沉降观测的工程。沉降观测应按现行标准《建筑物变形测量规范》(JGJ8)的规定执行。不良地质作用和地质灾害的监测不良地质作用和地质灾害的监测应根据场地及其附近的地质条件和工程实际需要编制监测纲要，按纲要进行。纲要内容包括：监测目的和要求、监测项目、测点布置、观测时间间隔和期限、观测仪器、方法和精度、应提交的数据、图件等。并及时提出灾害预报和采取措施的建议。1.下列情况应进行不良地质作用和地质灾害的监测1）场地及其附近有不良地质作用或地质灾害，并可能危及工程的安全或正常使用时；2）工程建设和运行，可能加速不良地质作用的发展或引发地质灾害时；3）工程建设和运行，对附近环境可能产生显著不良影响时。2.岩溶土洞发育区应着重监测下列内容1）地面变形和深层土位每天或定期位移情况；2）地下水位的动态变化；3）场区及其附近的抽水情况；4）地下水位变化对土洞发育和塌陷发生的影响。3.滑坡监测应包括下列内容1）滑坡体的位移进展情况；2）滑面位置及错动；3）滑坡裂缝的发生和发展；4）滑坡体内外地下水位、流向、泉水流量和滑带孔隙水压力；5）支挡结构及其他工程设施的位移、变形、裂缝的发生和发展。4.判定崩塌稳定性当需判定崩塌剥离体或危岩的稳定性时，应对张裂缝进行监测。对可能造成较大危害的崩塌，应进行系统监测，并根据监测结果，对可能发生崩塌的时间、规模、塌落方向和途径、影响范围等做出预报。5.现采空区观测对现采空区，应进行地表移动和建筑物变形的观测，并应符合下列规定：1）对测线宜平行和垂直矿层走向布置，其长度应超过移动盆地的范围；2）观测点的间距可根据开采深度确定，并大致相等；3）观测周期应根据地表变形速度和开采深度确定。岩土工程勘察的数据整理与分析351
工程地质学岩土工程勘察资料的整理是岩土工程勘察工作的重要环节，是岩土工程勘察成果质量的最终体现。其任务是将测绘、勘探、试验和长期观测的各种资料认真地系统整理和全面地综合分析。找出各种自然地质因素之间的内在联系和规律性，对建筑场区的工程地质条件和工程地质问题作出正确评价，为工程规划、设计及施工提供可靠的地质依据。资料整理要反复检查核对各种原始资料的正确性并及时整理、分析，查对清绘各种原始图件，整理分析岩土各种实验成果，编制工程地质图件，编写工程地质勘察报告。岩土工程指标的统计由于岩土自身的不均匀性，取样和运输过程的扰动，试验仪器及操作方法差异等原因，同类土层测得的土性指标值会出现离散现象。在勘察中，若取得足够多的数据，可按工程地质单元及层次分别进行统计整理，以便求得具有代表性的指标。统计整理时，应在合理分层基础上对每层土的有关测试项目，根据指标测试次数(对土的物理力学性质指标，标准贯入试验和轻便触探试验锤击数，每项参加统计的数据不宜小于6个)、地层均匀性和建筑物等级等因素选择合理的数理统计方法。1.岩土指标的统计，应按岩土单元、区段及层位分别统计。2.指标的平均值φ应按下式计算：mnφ∑ii=1(9-38)φ=mn式中φ——岩土指标的实测值；in——统计样本数。3.指标的标准差σ应按下式计算：fn2(φ)∑in12i=1(9-39)σ=[φ−]∑fin−1ni=1σ是表示数据离散性的特征值，其量纲和指标的量纲相同。它与均方差的关系是σfn−1(9-40)σ=σfn4.指标的变异系数δ应按下式计算：σfδ=(9-41)φm变异系数是表示数据变异性的特征值，是无量纲系数。5.主要参数宜绘制沿深度变化的图件，并按变化特点划分为相关类型和非相关类型，需要时应分析参数在水平方向上的变异规律。相关型参数宜结合岩土参数与深度的经验关系，按下式确定剩余标准差σ，并用剩余r标准差计算变异系数。2(9-42)σ=σ1−rrfσr(9-43)δ=φm6.岩土参数的标准值φ的计算kφ=r⋅φ(9-44)=1±[+]δ(9-45)s2nn式中r——统计修正系数。s注：式中的正负号按不利组合考虑，如抗剪强度指标的修正系数应取负值。352
工程地质学岩土指标的选用1.评价岩土性状的指标，例如天然密度，天然含水量、液限w、塑限w、塑性指数ρωLpI、液性指数I、饱和度S、相对密实度D、吸水率等，应选用指标的平均值。pLrr2.正常使用极限状态计算需要的岩土参数指标，例如压缩系数、压缩模量E、渗透系数αsk等，宜选用平均值；当变异性较大时，可根据经验作适当调整。3.承载能力极限状态计算需要的岩土参数，例如岩土的抗剪强度指标，应选用指标的标准值。4.载荷试验承载力应取特征值。5.容许应力法计算需要的岩土指标，应根据计算和评价的方法选定，可选用平均值，并作适当经验调整。6.岩土参数选用应按下列内容评价其可靠性和适用性：1)取样方法和其他因素对试验结果的影响；2)采用的试验方法和取值标准；3)不同测试方法所得结果的分析比较；4)测试结果的离散程度；5)测试方法与此计算模型的配套性。岩土工程勘察报告编写岩土工程勘察报告必须配合相应的勘察阶段，针对建筑场地的地质条件、建筑物的规模、性质及设计和施工要求，对场地的适宜性、稳定性进行定性和定量的评价，提出选择建筑物地基基础方案的依据和设计计算的参数，指出存在的问题以及解决问题的途径和办法。岩土工程勘察报告包括文字报告和图表。文字报告基本要求1.岩土工程勘察报告所依据的原始资料，应进行整理、检查、分析，确认无误后方可使用。2.岩土工程勘察报告应资料完整、真实准确、数据无误、图表清晰、结论有据、建议合理、便于使用和适宜长期保存，并应因地制宜，重点突出，有明确的工程针对性。3.岩土工程勘察报告应根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等具体情况编写，并应包括下列内容：1）勘察目的、任务要求和依据的技术标准；2）拟建工程概况；3）勘察方法和勘察工作布置；4）场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；5）各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力的建议值；6）地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；7）土和水对建筑材料的腐蚀性；8）可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价；9）场地稳定性和适宜性的评价。4.岩土工程勘察报告应对岩土利用、整治和改造的方案进行分析论证，提出建议；对工程施工和使用期间可能发生的岩土工程问题进行预测，提出监控和预防措施的建议。5.对岩土的利用、整治和改造的建议，宜进行不同方案的技术经济论证，并提出对设计、施工和现场监测要求的建议。6.任务需要时，可提交下列专题报告：1）岩土工程测试报告；2）岩土工程检验或监测报告；3）岩土工程事故调查与分析报告；4）岩土利用、整治或改造方案报告；5）专门岩土工程问题的技术咨询报告。7.勘察报告的文字、术语、代号、符号、数字、计量单位、标点，应符合国家有关标准规定。8.对丙级岩土工程勘察的成果报告内容适当简化，采用以图表为主，辅以必要的文字说明；353
工程地质学对甲级岩土工程勘察的成果报告除应符合本节规定外，尚可对专门性的岩土工程问题提交专门的试验报告、研究报告或监测报告。图表要求根据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001,成果报告应附下列图件：1）勘探点平面布置图；2）工程地质柱状图；3）工程地质剖面图；4）原位测试成果图表；5）室内试验成果图表。注：当需要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水等水位线图、素描、照片、综台分析的图表以及岩土利用、整治和改造方案的有关图表、岩土工程计算简图及计算成果图表等。勘察报告实例1.工程概况及勘察工作量杭州某工程，根据勘察任务书，本工程主体建筑设计高度85米，主楼采用剪力墙结构，地上19层（裙房2层），全场地设地下室2层。地下室相连未设永久变形缝，地下室底版标高（相对标高），主楼部分传至基础的荷载（考虑整体板筏基，按标准值）平均约为22310KN/m，筒体剪力墙下约500KN/m。基础设计主楼考虑采用整体平板筏基下桩基础，裙房采用独立承台下桩基础。本次地质勘察采用方法及实际投入工作量见表9-30。表9-30完成工作量汇总表序号项目工作内容工作量1钻孔地层描述、鉴别、取样米/孔2994/582工程测量勘探孔坐标放样、高程测量台班2标准贯入试验点次245圆锥动力触探试验点次577双桥静力触探试验米/孔
工程地质学机质，氧化铁，以粉质黏土充填。全场区分布。①素填土：灰色，灰黄色，稍湿，稍密，含少量碎砾石，氧化铁质，有机质，云母屑，2粉质黏土充填。局部分布。①淤泥质填土：深灰，灰黑色，饱和，松软(流塑)状，富含有机质，腐植质，有异味，3含少量瓦砾。局部分布。②砂质粉土：灰色，湿，稍密，含云母屑。摇振反应迅速，切面无光泽，土强度低，1韧性低。全场分布。②粉砂：灰色、灰黄色，饱和，稍密，含少量云母屑。级配一般，主要分布于沿江的2场区东南部。②砂质粉土夹粉砂：灰色，湿，稍密，含云母屑。摇振反应迅速，切面无光泽，干强3度低，韧性低。全场分布。③粉砂：青灰色、灰绿色，很湿，中密，含少量云母屑。级配良好，偶见③砂质粉夹11土夹层。全场分布。③粉质黏土夹黏质粉土：灰色、青灰色，饱和，软塑(或稍密)，含云母屑和少量有机2质，全场分布。④淤泥质粉质黏土：灰色，流塑状，富含有机质、云母碎屑，局部含粉土薄层。无摇振反应，切面光滑，干强度高，韧性高。全场分布。⑤粉质黏土：青灰色夹褐黄色，饱和，可塑状，含云母、氧化铁质，无摇振反应，切1面光滑，干强度中等，韧性中等。全场分布。⑤粉质黏土：褐黄色，饱和，可塑状，含云母、氧化铁质，无摇振反应，切面光滑，2干强度中等，韧性中等。全场分布。局部夹⑤粉质黏土，性状较差，呈软塑状～可塑状。夹2⑥粉质黏土夹粉砂：褐黄色，饱和，可塑，局部软塑状，含少量有机质、腐植物及云1母碎屑，夹少量粉砂，无摇振反应，切面略光滑，干强度中等，韧性中等。全场大部分布。⑥粉砂：褐黄色、灰黄色，饱和，中密，含少量云母屑。土层较均一。全场大部分布。2⑥粉质黏土：灰黄色，可塑状，含少量云母屑。无摇振反应，切面略光滑，干强度中夹2等，韧性中等。仅于Z0l、Z61孔中可见。⑦含砾粉细砂：褐黄色、灰黄色，饱和，密实，少量云母屑及少量圆砾。主要局部分1布于场区中部。⑦圆砾：褐黄色，中密，黏粒含量约在6％，粉粒含量约在11％，砂粒含量约在28％，2砾石含量55％，砾石中一般粒径小于4cm，其中2cm以下粒径的圆砾占砾石总量的65％，2～4cm粒径的圆砾占砾石总量的30％，4cm以上粒径的圆砾占砾石总量的5％，砾石外形呈圆状、次圆状，磨圆度良好，岩性一般为凝灰岩或石英砂岩。场区局部分布。⑦圆砾：褐黄色，密实，黏粒含量约在5％，粉粒含量约在8％，砂粒含量约在24％，3砾石含量63％，砾石中一般粒径小于4cm，最大粒径8cm，其中2cm以下粒径的圆砾占砾石总量的50％，2～4cm粒径的圆砾占砾石总量的30％，4cm以上粒径的圆砾占砾石总量的20％。砾石外形呈圆状、次圆状，磨圆度良好。岩性一般为凝灰岩或石英砂岩。全场分布。局部夹⑦，含砾粉细砂夹层，褐黄色，呈中密状：⑦含砂粉质黏土夹层(分别揭露于Z1O夹夹3132和Z16孔中)，灰黄色，软塑～可塑状。⑦圆砾：青灰色，密实，黏粒含量约在5％，粉粒含量约在9％，砂粒含量约在20％，4砾石含量66％，砾石中一般粒径小于4cm，最大粒径8cm，其中2cm以下粒径的圆砾占砾石总量的45％，2～4cm粒径的圆砾占砾石总量的25％，4cm以上粒径的圆砾占砾石总量的30％，砾石外形呈圆状、次圆状，磨圆度良好，岩性一般为凝灰岩或石英砂岩。全场分布。⑧全风化含砾泥质粉砂岩：红褐色，岩芯已风化成土状，母岩成分与结构基本破坏。1局部分布。⑧强风化含砾泥质粉砂岩：红褐色，母岩成分与结构己大部破坏，岩芯呈短柱状或碎2块状，为极软岩。该层未揭穿。全场分布。4.地下水情况勘探揭示，拟建场地共存在两层地下水，分别为赋存在上部②、③粉砂性土层中的孔隙潜水与赋存在下部⑦砂砾石层中的孔隙承压水。经分析该场地潜水地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢筋结构有弱腐蚀性。5.工程地质条件评价355
工程地质学1）地基岩土层评价由上述可知，拟建区域表层填土性质差、杂，不宜利用；②层为钱塘江新近冲积沉积的粉、砂性土，层厚不匀，性质变化较大，可作为小荷载建筑的浅基础持力层，不宜选用为桩基桩端持力层；③层为砂性土，性质好，分布较为均匀，适宜作为一般荷载的桩基桩端持1力层，但由于其下伏地层一般为工程性质较差的③黏质粉土层及④淤泥质土层，选用时应2注意验算其变形；③黏质粉土层，性质较差，分布较为均匀；④为滨海相或浅海相沉积淤2泥质土层，性质差，压缩性高，不宜选用为桩基桩端持力层；⑤黏性土层性质一般；⑥含1砂黏土层性质一般；⑥细砂土层性质好，分布均匀，但层厚较薄，不宜选用为桩基桩端持2力层；⑦砂砾石层性质佳，可选用为大荷载下的桩基桩端持力层，但应注意；⑦中不均匀分布的夹层；⑧含砾泥质粉砂岩层性质好，可选用为大荷载下的桩基桩端持力层，但由于其上覆盖有25m的砾石层，施工时难度较大，同时鉴于极软岩的特性及基岩风化层较厚，使得该层的工程性质尚不及⑦层砂砾石层，该层选用价值较低。2）基础与持力层的选择2拟建建筑主楼部分传至基础的荷载（考虑整体板筏基，按标准值）平均约310KN/m，筒2体剪力墙下约500KN/m，设计荷载较大。拟建场地上部土层差，无适合荷载作用下的天然地基持力层，建议使用桩基础。根据拟建场地下部各岩土层工程性质分析，⑤、⑥土层性质一般，不能满足工程承载力的使用要求。⑦砾石层性质好，分布稳定，是该场地理想的桩基础持力层。其下卧层为密3实状砾石层及风化基岩层。由于作为持力层的砾石性状密实，但层面稍有起伏，建议采用钻孔灌注桩基础，⑦层3圆砾层作为桩基持力层并实行桩底后注浆技术措施。单桩竖向极限承载力估算（Ф800桩）Q=Q+Q（9-46）=Ulq+Aq∑u1supuiisuippu=×（×13+×30+×9+2×25+×25+×30+×45）×2+×××2700×2=7160KN式中l、——桩周第层土厚度和相应的桩身周长；iUii——桩端底面积；Apq、q——第层土的极限侧阻力和持力层极限端阻力。isuipu注浆后单桩竖向极限承载力估算值：Q≈=×7160KN=9310KN（9-47）uu13）基坑开挖方案本工程基坑开挖深，周围没有既有建筑物，开挖段土层主要为砂质黏土，主要是降水问题。建议采用二级井点降水加深井降水，同时边坡采用锚杆土钉墙支护方案。356
工程地质学表9-31各层土的试验指标抗剪强度指标值（固结桩周土桩端土承快剪）天然含土的天然重塑性指液性指压缩模压缩系孔隙比液限塑限摩擦力载力特征水量度数数量数主要指标黏聚力内摩擦角特征值值wγewwIIEαcΦqqLppLs1-2kksiapu3-1%kN/m%MPaMPakPa(º)kPakPa①杂填土1①素填土2①淤泥质填土3②砂质粉土②粉砂②砂质粉土夹粉砂③粉砂③粉质黏土夹黏质粉土④淤泥质粉质黏土⑤粉质黏土⑤粉质黏土⑥粉质黏土夹粉砂⑥粉砂⑥粉质黏土夹2⑦含砾粉细砂⑦圆砾⑦圆砾⑦4圆砾⑧全风化含砾泥质粉砂岩⑧强风化含砾泥质粉砂岩
工程地质学6.附件包括平面图、柱状图和工程地质剖面图。图9-17勘探点线平面布置图图9-18工程地质剖面图358
工程地质学图9-19钻孔工程地质柱状图359
工程地质学岩土工程勘察预决算岩土工程勘察工作量岩土工程勘察工作量包括以下内容：1.勘探点定点测量工作量；2.工程地质测绘工作量；3.钻探(钻孔、探井、探槽、平洞)工作量；4.取土(水)、石试样工作量；5.现场原位测试工作量；6.工程物探工作量；7.室内试验工作量。岩土工程勘察收费计算方法1.工程勘察收费标准根据《工程勘察设计收费标准》2002年修订本，分为通用工程勘察收费标准和专业工程勘察收费标准。1）通用工程勘察收费标准适用于工程测量、岩土工程勘察、岩土程设计与检测监测、水文地质勘察、工程水文气象勘察、工程物探、室内试验等工程勘察的收费。2）专业工程勘察收费标准分别适用于煤炭、水利水电、电力、长输管道、铁路、公路、通信、海洋工程等工程勘察的收费。专业工程勘察中的一些项目可以执行通用工程勘察收费标准。3）通用工程勘察收费采取实物工作量定额计费方法计算，由实物工作收费和技术工作收费两部分组成。专业工程勘察收费方法和标准，分别在煤炭、水利水电、电力、长输管道、铁路、公路、通信、海洋工程等章节中规定。2.通用工程勘察收费按照下列公式计算1）工程勘察收费=工程勘察收费基准价×(1±浮动幅度值)；2）工程勘察收费基准价=工程勘察实物工作收费+工程勘察技术工作收费；3）工程勘察实物工作收费=工程勘察实物工作收费基价×实物工作量×附加调整系数；4）工程勘察技术工作收费=工程勘察实物工作收费×技术工作收费比例。3.工程勘察收费基准价工程勘察收费基准价是按照本收费标准计算出的工程勘察基准收费额，发包人和勘察人可以根据实际情况在规定的浮动幅度内协商确定工程勘察收费合同额。4.工程勘察实物工作收费基价工程勘察实物工作收费基价是完成每单位工程勘察实物工作内容的基本价格。工程勘察实物工作收费基价在相关章节的《实物工作收费基价表》中查找确定。5.实物工作量实物工作量由勘察人按照工程勘察规范、规程的规定和勘察作业实际情况在勘察纲要中提出，经发包人同意后，在工程勘察合同中约定。6.附加调整系数附加调整系数是对工程勘察的自然条件、作业内容和复杂程度差异进行调整的系数。附加调整系数分别列于总则和各章节中。附加调整系数为两个或者两个以上的，附加调整系数不能连乘。将各附加调整系数相加，减去附加调整系数的个数，加上定值1，作为附加调整系数值。勘察设计收费详细内容见国家计委、建设部2002年1月7日发布的《工程勘察设计收费标准》2002年修订本。思考题9-1岩土工程勘察如何分级？岩土工程勘察可分为哪几个阶段？各阶段的勘察内容和方法是什么？初步勘察和详细勘察的点线距如何布置？360
工程地质学9-2工程地质测绘的目的是什么？测绘的比例尺如何选取？观测点如何布置？工程地质测绘和调查主要包括哪些内容？工程地质测绘方法有哪几种？9-3工程地质勘探方法主要有哪几种？钻探、井探、槽探、洞探和地球物理勘探的适用范围和特点？物探包括哪些方法？各方法的原理和适用范围是什么？9-4室内土工试验主要有哪些内容？各种试验的试验方法如何？需要怎样的试验仪器？土工试验的成果有哪些？如何应用？9-5岩土工程原位测试包括哪些方法？各种方法的原理是什么？适用范围是什么？测试成果包括哪些？各种成果如何应用？9-6现场沉降、位移、水位监测技术应注意哪些要点？9-7工程地质勘察报告包括哪几部分内容？勘察报告如何进行数据整理与分析？岩土工程勘察预决算包括哪些内容？361
