工程地质勘查.docx
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工程地质勘查.docx
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工程地质勘查
郑州工业安全职业学院
毕业论文(设计)
题目:
浅析地质在工程中的应用
姓名
系别资源与环境工程
专业工程地质勘查
班级
指导教师
2016年5月
毕业论文(设计)成绩评定表
学生
姓名
学号
班级名称
毕业论文(设计)
课题名称
浅析地质在工程中的应用
指导教师评语(应包括选题是否恰当、是否理论联系实际、论点是否正确、论证是否充分、语言是否通顺、结构是否合理、行文是否规范):
成绩:
指导教师签名:
年月日
系学术委员会意见(同意给优、良、及格、不及格等次)
系主任签名:
年月日
目录
郑州工业安全职业学院1
毕业论文(设计)1
摘要3
第一章前言6
1.1勘察目的及要求6
1.1.1勘察要求6
1.1.2勘察目的7
1.1.3本次勘察执行的主要标准7
第二章野外工作施工组织设计8
2.1施工准备工作8
2.1.1施工前期准备工作8
2.2施工质量标准及质量保证措施9
2.2.1施工质量标准9
2.3施工质量标准及质量保证措施12
2.3.1施工质量标准13
2.4施工质量标准及质量保证措施16
2.4.1施工质量标准16
第三章勘查成果应用20
3.1场地环境及地质灾害评价20
3.2场地稳定性评价20
3.3地层岩土性能评价21
3.4水文地质条件评价22
3.5地震效应评价23
3.6不良地质现象及特殊性岩土评价24
3.7基坑开挖及支护评价25
3.9结论与建议26
第四章工程地质勘查的发展展望27
参考文献28
致谢30
摘要
结合实际工程能够提出工程地质勘查的目的、具体任务和工作内容、依据的技术标准、勘查方法和设备选用,提出勘查场地地形地貌及地质结构、地层结构及岩土性质、地下水情况、场地稳定性适宜性评估、地基承载力和均匀性评价、地基方案的选择和处理措施等。
关键词:
工程地质勘察;标准贯入试验;液化;地基
Abstract
Combinedwithpracticalengineeringtoproposetheengineeringgeologicalexplorationandspecifictasksandworkcontent,inaccordancewiththetechnicalstandards,prospectingmethodandselectionofequipment,theexplorationsitetopographyandgeologicalstructure,stratumstructureandgeotechnicalnature,groundwaterandsitestabilitysuitableassessment,foundationbearingforceanduniformevaluation,foundationschemeselectionandhandlingmeasuresetc..
Keywords:
engineeringgeologicalinvestigation;standardpenetrationtest;soilliquefaction;
第一章前言
1.1勘察目的及要求
1.1.1勘察要求
工程勘察的目的是在定测勘察的基础上,通过钻探和各种原位实验以及室内试验定性和定量的查明地质情况,为初步设计提供准确的、可靠的岩土工程地质勘察资料。
其主要的任务有七点:
1)查明建筑场地的地质构造,就该场地作为多层建筑的场地,作出评价和建议。
2)提供场地岩土层分布图。
3)提供场地各岩土层的物理力学指标,应按不同的基础型式提供基础承载力和变形计算所需的各岩土层相应的物理力学指标。
4)查明场地内有无不良地质现象。
若有不良地质现象,应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度,并提出评价与整治所需的岩土技术参数和整治方案的建议。
5)提供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,对基坑开挖中的边坡稳定性和对周围建筑物和地下设施的影响等作出分析与评价。
6)查明地下水的类型、埋藏情况及侵蚀性,并查明土层的透水性、地下水位变化幅度及规律;提供施工降水的有关技术参数并对施工降水方案提出建议;提供计算地下室水浮力的设计水位。
7)本工程抗震设防烈度为小于6度。
1.1.2勘察目的
勘察的主要目的是查明建筑物范围内的地形,地质构造及不良地质构造,提供岩石及各土层的物理力学性质,各层承载力及其它设计指标,担供采用桩基础的各层物理力学指标,如有不良地质构造,应提供防治工程所要的计算指标和资料,查明地下水的埋藏条件和侵蚀性,确定该地区的地震烈度,各土层的剪切波速,场地的类别及场地土液化不、判定,对建筑物场地和基础进行综合评价,勘察的深度应满足变形要求,控制深度应入基岩或进入持力层深度不小于10米.
1.1.3本次勘察执行的主要标准
本次勘察内外业依据的技术标准是中国铁路系列的标准、规范、规程及相关的岩土工程勘察的标准、规范、规程。
主要参照技术标准有:
1)中南设计院提供的《工程地质勘察任务委托书及勘察技术要求》;
2)《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》(GB50307-1999);
3)《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001);
4)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002);
5)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001);
6)《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94);
7)《建筑地基基础技术规范》(DB42/242-2003);
8)《基坑支护技术规程》(JGJ120-99);
9)《供水水文地质勘察规范》(GB50027-2001);
10)《铁路工程地质勘察规范》(TB10012-2007);
11)《铁路工程土工试验规程》(TB10102-2004)。
第二章野外工作施工组织设计
2.1施工准备工作
2.1.1施工前期准备工作
1)开工前施工现场做到“三通一平”,修筑施工临时道路以保证机械的正常进场以及清除障碍物。
2)充分研究初勘资料,对周边环境深入调查,确切掌握初步设计审批的有关内容,了解设计意图,弄清建筑物的结构特征以及特殊要求。
明确勘察重点有针对性的进行详细勘察。
3)进行场地的地质调查与研究,收集该地区的区域地质概况资料。
了解该场地的地质情况。
4)做好控制点和勘探点等测量资料的交接工作。
5)做好机械设备的进场工作,确保设备完好进入施工现场,做好施工用具的选用和购买工作,及时进场和存放。
6)做好设计单位(外部)及施工单位(内部)两级技术交底工作,认真学习领会设计图纸及质量要求,做好开工前的资料报验工作。
7)了解场地内各种地下障碍物的情况,做好与有关施工管理部门的协调工作,办理好各种施工用证件。
8)施工用水,施工用电的连接及临时设施搭建以及安排好附近民房租用。
9)对施工人员进行生产,技术,质量,安全等方面的交底。
10)根据施工现场实际情况调整修改施工方案。
11)根据现场进一步完善施工组织方案,绘制工地挂图包括平面,剖面设计图及施工平面布置图。
12)健全指挥系统及安全施工,工程质量及环保保障体系。
13)设计编制人员及技术主管同现场技术及施工人员召开会议,做详细技术交底及总体施工规划。
2.2施工质量标准及质量保证措施
2.2.1施工质量标准
为了确保工程质量,实现创优目标,建立适合本项目的工程质量保证体系,以制度规范质量管理行为。
开工前编制科学的施工组织设计及可行的质量计划和作业指导作为质量保证的基础,施工中落实各种检查制度作为手段,并开展广泛的群众性QC小组,形成全员管理质量的氛围。
1)质量方针:
争创行业第一,实现顾客期望,奉献满意工程。
2)质量目标:
打造优良工程,杜绝各类质量事故。
一次性检验合格率90%以上。
3)工序流程如图3-2。
4)钻孔施工质量控制
水位观测
地质编录
标准贯入试验
取样
依此对需要原位测试的钻孔进行动力触探试验
放线、定孔位
场地平整
提交成果
室内试验
验收合格后依此钻进所有钻孔直到完成
放钻继续钻进重复上步直到钻进完成
设置泥浆池
钻进第一个钻孔至一定深度后提钻
图3-2施工工序流程图
(1)施工现场孔斜的预防:
①安装设备前,地基要平整、坚实,填方部分不得超过1/3,基台木要水平、稳固。
②钻机立轴倾角的方向要符合设计要求,上对塔上天车,下对设计孔位。
同时,在钻进过程中还要经常检查和校正立轴方向。
③要保证按设计方向开孔,粗径钻具要直,长度要逐渐加长至10m左右。
孔口管要固定牢,其方位和倾角要符合设计要求。
④换径时,应采用带导向的综合式异径钻具。
(2)钻孔弯曲的纠正
①使顶角下垂的方法。
②采用带人工支点的悬垂钻具等方法慢慢使钻孔轨迹下垂。
(3)方位角偏斜纠正:
在钻孔方位顺钻头回转方向偏斜时(右旋),采取左旋钻具的方法纠正。
或者采用反孔钻杆。
5)取样控制
(1)钻进中应保持钻孔孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁。
(2)取土过程中每个操作工序,均应细致稳妥,以免造成扰动;取出的土应及时用蜡密封,并注明上下,贴上标签,做好记录;在土样封存、运输和开土做试验时,都应注
意避免扰动,严防振动、日晒、雨淋和冻结。
(3)在正式取土前,把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉,避免废土过多,以及取土器顶部挤压土样;取土前还应准确丈量取土器深度和进尺深度等尺寸。
6)水位观测
每次提钻后、下钻前个测量一次。
在进尺少提钻次数频繁时,可2-3个回次或每班
原材料、构配件品种、数量
质保或检验单
计量验收
质量抽检、测试
不合格
合格
退货、禁止使用
进入现场待用
有疑义者抽样复试
合格
使用
不合格
图3-3原材料、构配件质保证体系
平面图纸、技术标准、操作规程
技术交底
施工成孔
成孔取样质量检验(有无孔坍塌)
返工,分析原因
不合格
合格
技术员验收完工,打下一个孔
图3-4工程质量质保体系
测定一次。
因故停钻时间较长时,观测时间视水位变化快慢而定。
一般1-4小时观测一次,直到稳定为止。
开钻前再测一次。
遇水位突变的水层,应停钻测其静止水位或水头高度。
在观测时应注意:
观测基准点必须固定;经常检查测绳长度、一般10m内误差不超过5cm。
2.3施工质量标准及质量保证措施
2.3.1施工质量标准
为了确保工程质量,实现创优目标,建立适合本项目的工程质量保证体系,以制度规范质量管理行为。
开工前编制科学的施工组织设计及可行的质量计划和作业指导作为质量保证的基础,施工中落实各种检查制度作为手段,并开展广泛的群众性QC小组,形成全员管理质量的氛围。
1)质量方针:
争创行业第一,实现顾客期望,奉献满意工程。
2)质量目标:
打造优良工程,杜绝各类质量事故。
一次性检验合格率90%以上。
3)工序流程如图3-2。
4)钻孔施工质量控制
水位观测
地质编录
标准贯入试验
取样
依此对需要原位测试的钻孔进行动力触探试验
放线、定孔位
场地平整
提交成果
室内试验
放钻继续钻进重复上步直到钻进完成
设置泥浆池
钻进第一个钻孔至一定深度后提钻
验收合格后依此钻进所有钻孔直到完成
图3-2施工工序流程图
(1)施工现场孔斜的预防:
①安装设备前,地基要平整、坚实,填方部分不得超过1/3,基台木要水平、稳固。
②钻机立轴倾角的方向要符合设计要求,上对塔上天车,下对设计孔位。
同时,在钻进过程中还要经常检查和校正立轴方向。
③要保证按设计方向开孔,粗径钻具要直,长度要逐渐加长至10m左右。
孔口管要固定牢,其方位和倾角要符合设计要求。
④换径时,应采用带导向的综合式异径钻具。
(2)钻孔弯曲的纠正
①使顶角下垂的方法。
②采用带人工支点的悬垂钻具等方法慢慢使钻孔轨迹下垂。
(3)方位角偏斜纠正:
在钻孔方位顺钻头回转方向偏斜时(右旋),采取左旋钻具的方法纠正。
或者采用反孔钻杆。
5)取样控制
(1)钻进中应保持钻孔孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁。
(2)取土过程中每个操作工序,均应细致稳妥,以免造成扰动;取出的土应及时用蜡密封,并注明上下,贴上标签,做好记录;在土样封存、运输和开土做试验时,都应注
意避免扰动,严防振动、日晒、雨淋和冻结。
(3)在正式取土前,把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉,避免废土过多,以及取土器顶部挤压土样;取土前还应准确丈量取土器深度和进尺深度等尺寸。
6)水位观测
每次提钻后、下钻前个测量一次。
在进尺少提钻次数频繁时,可2-3个回次或每班
原材料、构配件品种、数量
质保或检验单
计量验收
质量抽检、测试
不合格
合格
退货、禁止使用
进入现场待用
有疑义者抽样复试
合格
使用
不合格
图3-3原材料、构配件质保证体系
平面图纸、技术标准、操作规程
技术交底
施工成孔
成孔取样质量检验(有无孔坍塌)
返工,分析原因
不合格
合格
技术员验收完工,打下一个孔
图3-4工程质量质保体系
测定一次。
因故停钻时间较长时,观测时间视水位变化快慢而定。
一般1-4小时观测一次,直到稳定为止。
开钻前再测一次。
遇水位突变的水层,应停钻测其静止水位或水头高度。
在观测时应注意:
观测基准点必须固定;经常检查测绳长度、一般10m内误差不超过5cm。
2.4施工质量标准及质量保证措施
2.4.1施工质量标准
为了确保工程质量,实现创优目标,建立适合本项目的工程质量保证体系,以制度规范质量管理行为。
开工前编制科学的施工组织设计及可行的质量计划和作业指导作为质量保证的基础,施工中落实各种检查制度作为手段,并开展广泛的群众性QC小组,形成全员管理质量的氛围。
1)质量方针:
争创行业第一,实现顾客期望,奉献满意工程。
2)质量目标:
打造优良工程,杜绝各类质量事故。
一次性检验合格率90%以上。
3)工序流程如图3-2。
4)钻孔施工质量控制
水位观测
地质编录
标准贯入试验
取样
依此对需要原位测试的钻孔进行动力触探试验
放线、定孔位
场地平整
提交成果
室内试验
验收合格后依此钻进所有钻孔直到完成
放钻继续钻进重复上步直到钻进完成
设置泥浆池
钻进第一个钻孔至一定深度后提钻
图3-2施工工序流程图
(1)施工现场孔斜的预防:
①安装设备前,地基要平整、坚实,填方部分不得超过1/3,基台木要水平、稳固。
②钻机立轴倾角的方向要符合设计要求,上对塔上天车,下对设计孔位。
同时,在钻进过程中还要经常检查和校正立轴方向。
③要保证按设计方向开孔,粗径钻具要直,长度要逐渐加长至10m左右。
孔口管要固定牢,其方位和倾角要符合设计要求。
④换径时,应采用带导向的综合式异径钻具。
(2)钻孔弯曲的纠正
①使顶角下垂的方法。
②采用带人工支点的悬垂钻具等方法慢慢使钻孔轨迹下垂。
(3)方位角偏斜纠正:
在钻孔方位顺钻头回转方向偏斜时(右旋),采取左旋钻具的方法纠正。
或者采用反孔钻杆。
5)取样控制
(1)钻进中应保持钻孔孔壁垂直,以避免取土器切刮孔壁。
(2)取土过程中每个操作工序,均应细致稳妥,以免造成扰动;取出的土应及时用蜡密封,并注明上下,贴上标签,做好记录;在土样封存、运输和开土做试验时,都应注
意避免扰动,严防振动、日晒、雨淋和冻结。
(3)在正式取土前,把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉,避免废土过多,以及取土器顶部挤压土样;取土前还应准确丈量取土器深度和进尺深度等尺寸。
6)水位观测
每次提钻后、下钻前个测量一次。
在进尺少提钻次数频繁时,可2-3个回次或每班
原材料、构配件品种、数量
质保或检验单
计量验收
质量抽检、测试
不合格
合格
退货、禁止使用
进入现场待用
有疑义者抽样复试
合格
使用
不合格
图3-3原材料、构配件质保证体系
平面图纸、技术标准、操作规程
技术交底
施工成孔
成孔取样质量检验(有无孔坍塌)
返工,分析原因
不合格
合格
技术员验收完工,打下一个孔
图3-4工程质量质保体系
测定一次。
因故停钻时间较长时,观测时间视水位变化快慢而定。
一般1-4小时观测一次,直到稳定为止。
开钻前再测一次。
遇水位突变的水层,应停钻测其静止水位或水头高度。
在观测时应注意:
观测基准点必须固定;经常检查测绳长度、一般10m内误差不超过5cm。
第三章勘查成果应用
3.1场地环境及地质灾害评价
根据勘察结果分析,勘察区内未见不良地质构造;场地内地面较为平坦,原为农田和鱼塘,目前已经被施工队压实整平,场地内无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象。
场地内原有民房均已基本拆除,无电力、电信等地下网线,对施工无不良影响。
3.2场地稳定性评价
根据本次勘察结果,勘察区内无断裂构造通过,区域地质稳定;拟建场地地形较平坦开阔,第四系覆盖层厚度不大,未见不良地质构造及现象;根据国家质量技术监督局2001年2月出版的《中国地震烈度区划图(GB18306-2001)》,本场地地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度为小于Ⅵ度。
本场地无可液化地层,场地区域地质稳定,适宜建筑。
3.3地层岩土性能评价
综合分析岩土层主要物理力学指标统计成果和地层特征,现将场地内各岩土层工程性能评价如下:
素填土①:
该层分布于整个场地,为人工压实填土,下部已经做过CFG桩和预应力管桩处理,在桩顶部有厚度约0.3~0.7m砂卵石垫层。
站台区素填土组成成分主要是粉质粘土,含有25%~38%左右的卵石及圆砾,经人工分层压实形成,根据本次钻孔内重型圆锥动力触探试验成果分析,素填土呈中密~密实状,厚度不均,工程力学性质稍差,不宜作拟建建筑的天然地基持力层。
站房区素填土主要成分为粉质粘土,含有少量砂砾及卵石,呈中密状,厚度较薄,分布不均,工程力学性质较差,不能作拟建建筑的天然地基持力层。
粉质粘土②1:
软塑~可塑状,属高缩性土,工程力学性质差,不能作拟建建筑物的天然地基持力层。
粉质粘土②2:
可塑~硬塑状,属中等压缩性土,工程力学性质较好,但厚薄不一,厚度大的地方,可考虑作拟建建筑物的天然地基持力层,但不宜做拟建建筑物的桩基持力层。
粉土③:
稍密~中密状,工程力学性质较好,仅在场地南东角有揭露,分布不均一,不宜作拟建建筑物的地基持力层。
粗砂④:
松散~稍密状,工程力学性质差,厚度变化大,分布不均一,不宜作拟建建筑物的地基持力层。
圆砾⑤:
稍密状,工程力学性质较好,但局部缺失,分布不均一,不宜作拟建建筑物的地基持力层。
强风化泥岩⑥:
属于半成岩,为场地下伏基岩,基岩出露高程变化不大,工程力学性质相对较好,厚度较大,埋深一般,可作为拟建建筑物的桩基持力层。
中风化泥岩⑦:
中厚层状,泥质结构,节理裂隙较发育,岩石较完整,力学性质较好,承载力较高,厚度较大,埋深一般,是拟建站房和站台雨棚较好的桩基持力层。
3.4水文地质条件评价
场地地表水主要为耒河,水塘及水渠中的水,水量较大,对砼结构无腐蚀性,可作为施工用水。
场地地下水主要类型为第四系素填土中的上层滞水和赋存于粗砂、圆砾层中的孔隙水。
赋存于第四系素填土中的上层滞水水量较小,补给来源于大气降水和地表水,水位变化较大,水量不大,易疏干,基坑开挖时,采取适当的集、排水或隔水措施即可处理,对基础施工影响不大。
赋存于粉砂、圆砾层的孔隙水水量较丰富,具承压性,承压水稳定水头埋深多在54.26~56.91m之间,接受大气降水与地下迳流补给,丰水季节地下水丰富,承压水头较高,枯水季节承压水头较低。
为确定含水层的渗透系数,在ZK022和ZK074两孔中进行了注水试验,测得综合含水层渗透系数为25.34~35.67m/d,含水层为强透水层,且富水性好。
该孔隙水对桩基础施工有一定影响,应该采取相应的护壁措施。
人行地下通道地板设计标高为56.407m,基坑开挖后将座落于隔水顶板上,没有揭穿承压含水层,隔水层厚度7.0~8.8m,承压水头最大压力小于隔水顶板的自重压力,基底的设计可不考虑到地下水的浮力。
根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)附录G判定:
本场地环境类型为Ⅱ类。
水质评价:
根据本次勘察所取上层滞水(ZK102)、孔隙水(ZK114)及地表水水样《水质简易分析报告》结果,按有关规范判定:
场地环境类型为Ⅱ类,上层滞水和孔隙水对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性;地表水对混凝土结构及混凝土结构中的钢筋均无腐蚀性,对钢结构有弱腐蚀性。
建筑场地地层的透水性评价:
拟建场地表层人工填土,结构较为松散,具一定的透水性,属弱透水层,其余的一般黏性土层、老黏性土层包括下伏中、微风化基岩在内均属稳定的隔水层。
拟建场地含水层有关注水试验结果,可参考下表5-1。
表5-1含水层的综合渗透系数表
钻孔号
渗透系数K(cm/min)
ZK022
2.48
ZK-74
1.76
3.5地震效应评价
据国家质量技术监督局于2001年2月2日发布的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),拟建场地地震动峰值加速度小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,相应的地震基本烈度为小于Ⅵ度,设计地震分组为第一组,为抗震有利地段,设计可不考虑地基土地震液化问题。
为了划分场地地基土类型和建筑场地类别,本次勘察在ZK008和ZK088两孔中进行了岩土波速测试,其测试结果详见各钻孔《波速测试成果表》。
其计算公式取自《工程地质手册》(第四版)【8】。
场地内各地层波速测试成果统计如下表5-2:
表5-2场地各地层波速测试成果统计表
岩土名称
各层波速算术平均值Vse(m/s)
土的类型
卓越周期T(s)
素填土①
195.5
中软土
0.364
粉质粘土②2
332
中硬土
粗砂④
178.5
中软土
圆砾⑤
386
中硬土
强风化泥岩⑥
512
中硬土
中风化泥岩⑦
987
岩石
根据以下公式计算土层的等效剪切波速
Vse=d0/t
其中:
Vse——土层等效剪切波速(m/s)
d0——计算深度(m)
t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间
di——计算深度范围内第i土层的厚度(m)
Vsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)
n——计算深度范围内土层的分层数
根据经验公式
计算场地的卓越周期。
其卓越周期计算结果见表5-3。
表5-3场地各钻孔等效剪切波速和场地卓越周期
钻孔
项目
ZK008
ZK088
平均值
等效剪切波速Vse(m/s)
377.03
384.26
380.65
卓越周期T(s)
0.376
0.351
0.364
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)【9】第4.1.3、4.1.6条,结合场地内钻探揭露的覆盖层厚度综合判定:
拟建场地覆盖层厚度小于15m,结合地方经验综合判定:
拟建场地土类型属中硬场地土,建筑场地类别属Ⅱ类。
拟建场地属可进行建设的一般地段。
液化判别:
本场地有厚约0.6-5.7m的粗砂层④和1.7-7.5m的粉土层③,粗砂层为松散~稍密状,稍湿
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- 关 键 词:
- 工程地质 勘查