試論述工程地質(zhì)勘察工作建設中的地位與作用

  為查明影響工程建筑物的地質(zhì)因素而進(jìn)行的地質(zhì)調查研究工作。所需勘察的地質(zhì)因素包括地質(zhì)結構或地質(zhì)構造：地貌、水文地質(zhì)條件、土和巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，自然(物理)地質(zhì)現象和天然建筑材料等。這些通常稱(chēng)為工程地質(zhì)條件。查明工程地質(zhì)條件后，需根據設計建筑物的結構和運行特點(diǎn)，預測工程建筑物與地質(zhì)環(huán)境相互作用(即工程地質(zhì)作用)的方式、特點(diǎn)和規模，并作出正確的評價(jià)，為確定保證建筑物穩定與正常使用的防護措施提供依據。

  按工程建設的階段，工程地質(zhì)勘察一般分為規劃選點(diǎn)至選址的工程地質(zhì)勘察、初步設計工程地質(zhì)勘察和施工圖設計工程地質(zhì)勘察。

  工程地質(zhì)勘察方法或手段，包括工程地質(zhì)測繪、工程地質(zhì)勘探、實(shí)驗室或現場(chǎng)試驗、長(cháng)期觀(guān)測(或監測)等。

  工程地質(zhì)測繪??在一定范圍內調查研究與工程建設活動(dòng)有關(guān)的各種工程地質(zhì)條件，測制成一定比例尺的工程地質(zhì)圖，分析可能產(chǎn)生的工程地質(zhì)作用及其對設計建筑物的影響，并為勘探、試驗、觀(guān)測等工作的布置提供依據。它是工程地質(zhì)勘察的一項基礎性工作。測繪范圍和比例尺的選擇，既取決于建筑區地質(zhì)條件的復雜程度和已有研究程度，也取決于建筑物的類(lèi)型、規模和設計階段。規劃選點(diǎn)階段，區域性工程地質(zhì)測繪用小比例尺(1:10萬(wàn)，1:5萬(wàn));設計階段,水庫區測繪大多用中比例尺(1:2.5萬(wàn)，1:1萬(wàn)),壩址、廠(chǎng)址則用大比例尺(1:5000，1:2000,1:1000,1:500)。工程地質(zhì)測繪所需調研的內容有地層巖性、地質(zhì)構造、地貌及第四紀地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、天然建筑材料、自然(物理)地質(zhì)現象及工程地質(zhì)現象。對所有地質(zhì)條件的研究，都必須以論證或預測工程活動(dòng)與地質(zhì)條件的相互作用或相互制約為目的，緊密結合該項工程活動(dòng)的特點(diǎn)。當露頭不好或這些條件在深部分布不明時(shí)，需配合以試坑、探槽、鉆孔、平洞、豎井等勘探工作進(jìn)行必要的揭露。

  工程地質(zhì)測繪通常是以一定比例尺的地形圖為底圖，以?xún)x器測量方法來(lái)測制。采用衛星像片、航空像片和陸地攝影像片，通過(guò)室內判讀調繪成草圖，到現場(chǎng)有目的地復查，與進(jìn)一步的照片判讀反復驗證，可以測制出更精確的工程地質(zhì)圖。并可提高測繪的精度和效率，減少地面調查的工作量。

  工程地質(zhì)勘探包括工程地球物理勘探、鉆探和坑探工程等內容。

  ①工程地球物理勘探。簡(jiǎn)稱(chēng)工程物探，其目的是利用專(zhuān)門(mén)儀器，測定各類(lèi)巖、土體或地質(zhì)體的密度、導電性、彈性、磁性、放射性等物理性質(zhì)的差別，通過(guò)分析解釋判斷地面下的工程地質(zhì)條件。它是在測繪工作的基礎上探測地下工程地質(zhì)條件的一種間接勘探方法。按工作條件分為地面物探和井下物探(測井);按被探測的物理性質(zhì)可分為電法、地震、聲波、重力、磁法、放射性等方法。工程地質(zhì)勘察中最常用的地面物探為電法中的視電阻率法，地震勘探中的淺層折射法，聲波勘探等;測井則多采用綜合測井。物探的優(yōu)點(diǎn)在于能經(jīng)濟而迅速地探測較大范圍，且通過(guò)不同方向的多個(gè)剖面獲得的資料是三維的。以這些資料為基礎，在控制點(diǎn)和異常點(diǎn)上布置勘探、試驗工作，既可減少盲目性，又可提高精度。測井則可增補鉆探工作所得資料并提高其質(zhì)量。開(kāi)展多種方法綜合物探，根據綜合成果進(jìn)行對比分析，可以顯著(zhù)提高地質(zhì)解釋的質(zhì)量，擴大物探解決問(wèn)題的范圍，縮短工程地質(zhì)勘探周期并降低其成本。由于物探需要間接解釋?zhuān)灾挥械刭|(zhì)體之間的物理狀態(tài)(如破碎程度、含水率、喀斯特化程度)或某種物理性質(zhì)有顯著(zhù)差異，才能取得良好效果。

  ②鉆探和坑探。采用鉆探機械鉆進(jìn)或礦山掘進(jìn)法，直接揭露建筑物布置范圍和影響深度內的工程地質(zhì)條件，為工程設計提供準確的工程地質(zhì)剖面的勘察方法。其任務(wù)是：查明建筑物影響范圍內的地質(zhì)構造，了解巖層的完整性或破壞情況，為建筑物探尋良好的持力層(承受建筑物附加荷載的主要部分的巖土層)和查明對建筑物穩定性有不利影響的巖體結構或結構面(如軟弱夾層、斷層與裂隙);揭露地下水并觀(guān)測其動(dòng)態(tài);采取試驗用的巖土試樣;為現場(chǎng)測試或長(cháng)期觀(guān)測提供鉆孔或坑道。

  鉆探比坑探工效高，受地面水、地下水及探測深度的影響較小，故廣為采用。但不易取得軟弱夾層巖心和河床卵礫石層樣品，鉆孔也不能用來(lái)進(jìn)行大型現場(chǎng)試驗。因此,有時(shí)需采用大孔徑鉆探技術(shù),或在鉆孔中運用鉆孔攝影，孔內電視或采用綜合物探測井以彌補其不足。但在關(guān)鍵部位還需采用便于直接觀(guān)察和測試目的層的平洞、斜井、豎井等坑探工程。

  鉆探和坑探的工作成本高，故應在工程地質(zhì)測繪和物探工作的基礎上，根據不同工程地質(zhì)勘探階段需要查明的問(wèn)題，合理設計洞、坑、孔的數量、位置、深度、方向和結構，以盡可能少的工作量取得盡可能多的地質(zhì)資料，并保證必要的精度。

  實(shí)驗室試驗及現場(chǎng)原位測試  獲得工程地質(zhì)設計和施工參數，定量評價(jià)工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問(wèn)題的手段，是工程地質(zhì)勘察的組成部分。室內試驗包括：巖、土體樣品的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)參數的測定?，F場(chǎng)原位測試包括：觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應力量測等(見(jiàn)巖土試驗、工程地質(zhì)力學(xué)模擬)。

  設計建筑物規模較小，或大型建筑物的早期設計階段，且易于取得巖、土體試樣的情況下，往往采用實(shí)驗室試驗。但室內試驗試樣小，缺乏代表性，且難以保持天然結構。所以，為重要建筑物的初步設計至施工圖設計提供上述各種參數，必須在現場(chǎng)對有代表性的天然結構的大型試樣或對含水層進(jìn)行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細砂、強裂隙化巖體之類(lèi)的、不能得到原狀結構試樣的巖土體的物理力學(xué)參數，必須進(jìn)行現場(chǎng)原位測試。

  長(cháng)期觀(guān)測  用專(zhuān)門(mén)的觀(guān)測儀器對建筑區工程地質(zhì)條件各要素或對工程建筑活動(dòng)有重要影響的自然(物理)地質(zhì)作用和某些重要的工程地質(zhì)作用隨時(shí)間的發(fā)展變化，進(jìn)行長(cháng)時(shí)期的重復測量的工作。觀(guān)測的主要內容有：巖、土體位移范圍、速度、方向;巖、土體內地下水位變化;巖體內破壞面上的壓力;爆破引起的質(zhì)點(diǎn)速度;峰值質(zhì)點(diǎn)加速度;人工加固系統的載荷變化等。此項工作主要是在論證建筑物的施工設計的詳細勘察階段進(jìn)行，工程地質(zhì)作用的觀(guān)測則往往在施工和建筑物使用期間進(jìn)行。長(cháng)期觀(guān)測取得的資料經(jīng)整理分析，可直接用于工程地質(zhì)評價(jià)，檢驗工程地質(zhì)預測的準確性，對不良地質(zhì)作用及時(shí)采取防治措施，確保工程安全。