第二章 工程地質(zhì)勘察

61.工程地質(zhì)勘察的目的是什么？

工程地質(zhì)勘察的目的在于以各種勘察手段和方法，查明建筑場地和地基的工程地質(zhì)條件，分析可能存在的工程地質(zhì)問題，為建筑物選址、設(shè)計和施工提供所需的基本資料。

62.地殼是由什么組成的？

首先地殼是由礦物和巖石組成的。礦物是具有一定化學(xué)成分和物理性質(zhì)的天然元素或化合物，已發(fā)現(xiàn)的礦物種類有3000多種。而巖石則是一種或多種礦物的集合體。在巖石中常見的礦物稱為造巖礦物，主要的造巖礦物只有百多種，絕大多數(shù)礦物為固態(tài)（如石英、長石、云母、石膏、重晶石、角閃石等），少數(shù)為液態(tài)（如自然汞）和氣態(tài)（如天然氣等）。其次，地殼中主要元素有：氧（45.2%）、硅（27.2%）、鋁（8%）、鐵（5.8%）、鈣（5.06%）和鎂（2.77%）。

地球內(nèi)部共有三層，即地殼、地幔和地核。在地殼下面與地幔之間存在著一個界面，稱為莫霍面。雖然莫霍面是全球性的，但其深度在各處不一致。在大陸下較深，約為20～70km；在大洋底下平均為5～8km，即大陸地殼厚而大洋地殼薄。大陸的地殼平均厚度為35km，我國的青藏高原處的地殼厚達70km。

63.建筑用石材中的主要造巖礦物有哪些？

建筑工程中常用巖石的主要造巖礦物有以下幾種：

（1）石英 石英是結(jié)晶的二氧化硅（SiO₂），密度為2.65g/cm³，莫氏硬度（刻劃硬度）為7，無色透明至乳白色，強度高，材質(zhì)堅硬耐久，呈現(xiàn)玻璃光澤，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。但在受熱至573℃以上時，因發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變，會產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

（2）長石 長石是鉀、鈉、鈣等的鋁硅酸鹽一類礦物的總稱。包括正長石、斜長石（含拉長石）等。密度為2.5～2.7g/cm³，莫氏硬度為6，呈白、灰、紅、青等不同顏色。堅硬，強度高，但耐久性不如石英，在大氣中長期風(fēng)化后成為高嶺土。長石是火成巖中含量最多的造巖礦物，常含60%以上。

（3）角閃石、輝石、橄欖石 角閃石、輝石、橄欖石是鐵、鎂、鈣等硅酸鹽的晶體。密度為3～4g/cm³，莫氏硬度5～7，呈深綠、棕或黑色，常稱暗色礦物。堅硬，強度高，耐久性好，韌性大，具有良好的開光性。

（4）云母 云母是含水的鉀、鐵、鎂的鋁硅酸鹽片狀晶體。密度為2.7～3.1g/cm³，莫氏硬度為2～3，具有無色透明、白、黃、黑各種顏色。解理極完全（指礦物在外力作用下，沿一定的結(jié)晶方向易裂解成薄片的性質(zhì)），呈玻璃光澤，存在于巖石中影響耐久性和開光性，為巖石中的有害礦物。白云母較黑云母耐久，黑云母風(fēng)化后形成蛭石，為一種輕質(zhì)保溫材料。

（5）方解石 方解石是結(jié)晶的碳酸鈣（CaCO₃）。密度為2.7g/cm³，莫氏硬度為3，通常呈白色。強度高，但硬度不大，開光性好，耐久性僅次于石英、長石。易被酸分解，易溶于含二氧化碳的水。

（6）白云石 白云石是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽晶體（CaCO₃·MgCO₃）。密度為2.9g/cm³，莫氏硬度4，呈白色或灰白色，性質(zhì)與方解石相似，強度稍高，耐酸腐蝕性略高于方解石。

（7）黃鐵礦 黃鐵礦為二硫化鐵（FeS₂）晶體，密度為5g/cm³。莫氏硬度6～7，呈黃色，但條痕呈黑色，無解理，耐久性差，在空氣中易氧化成游離的硫酸及氧化鐵，體積膨脹，產(chǎn)生銹跡，污染巖石，是巖石中常見的有害雜質(zhì)。

64.巖石的成因類型和主要特征有哪些？

組成地殼的巖石按成因可分為三大類，即巖漿巖（火成巖）、沉積巖和變質(zhì)巖。沉積巖主要分布在地殼表層，而在地殼深處主要是巖漿巖和變質(zhì)巖。

1）巖漿巖是由巖漿以侵入或噴出方式形成，噴出地表冷凝后形成噴出巖，侵入地表下冷凝而成侵入巖，巖漿巖占地殼質(zhì)量的95%。巖石的主要特征一般包括其礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造三方面，巖漿巖的主要特征見表2-1。

表2-1 巖漿巖分類簡表

2）沉積巖是地表的各類巖石（巖漿巖、變質(zhì)巖和早期形成的沉積巖）在自然環(huán)境作用下，發(fā)生物理和化學(xué)風(fēng)化、崩解，經(jīng)流水、風(fēng)和冰川的搬運、沉積，又經(jīng)物理、化學(xué)或生物條件硬結(jié)而成，沉積巖的主要特征見表2-2。

表2-2 沉積巖分類簡表

3）變質(zhì)巖是地殼中的各種巖石受地殼運動和巖漿入侵的高溫、高壓作用及化學(xué)成分的加入，改變原來結(jié)構(gòu)和構(gòu)造而形成的新巖石，變質(zhì)巖的主要特征見表2-3。

表2-3 變質(zhì)巖分類表

65.礦物的力學(xué)性質(zhì)主要有哪些？

礦物的力學(xué)性質(zhì)主要有：解理、斷口和硬度。

（1）解理 解理是結(jié)晶礦物特有的性質(zhì)，是指礦物受外力作用后沿一定結(jié)晶方向分裂成光滑平面的性能。

（2）斷口 斷口是指在外力作用后不能沿一定方向破裂，而形成凹凸不平斷口的性質(zhì)，一般有貝殼狀（如石英）、鋸齒參差狀（如自然銅、黃鐵礦）、纖維狀（如蛇紋石）和土狀斷口（如高嶺土等）。

（3）硬度 硬度是指礦物抵抗外力刻劃的性能，通常選定十種礦物，以它們的硬度作為標(biāo)準(zhǔn)，定出十個硬度等級，如下所示：

1°滑石、2°石膏、3°方解石、4°螢石、5°磷灰石、6°正長石、7°石英、8°黃玉、9°剛玉、10°金剛石。在野外工作時，用指甲等簡易方法將礦物硬度分級：指甲（2°～2.5°）、鐵刀刃（3°～3.5°）、玻璃（5°～5.5°）、鋼刀刃（6°～6.5°）。

66.巖石的力學(xué)性質(zhì)主要有哪些？

巖石的力學(xué)性質(zhì)主要有變形特征和強度。變形特征主要有：彈性模量、變形模量和泊松比。巖石的泊松比越小，彈性模量越大，則反映該類巖石受力后變形很小。巖石的強度一般取單軸向壓力下的極限抗壓強度的試驗平均值作為抗壓強度的標(biāo)準(zhǔn)值，一般巖漿巖、變質(zhì)巖和堅硬的沉積巖，其抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值為100～200MPa。

67.巖石浸在地下水中，其強度會受到影響嗎？

由于巖石浸在水中并與水作用后具有以下性質(zhì)：吸水性、溶解性、軟化性、崩解性和抗凍性，所以其抗壓強度會受到影響，不過各種巖石受影響的程度不同，這不僅與巖石中的礦物成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特性有關(guān)，還與水質(zhì)、水壓等情況有關(guān)。

68.工程地質(zhì)學(xué)中的“土”與“土壤”有什么不同？

《辭?！分型寥赖亩x：地球陸地表面具有肥力、能生長植物的疏松表層，由巖石風(fēng)化而成的礦物質(zhì)、動植物殘體腐解而產(chǎn)生的有機物質(zhì)以及水分和空氣等組成。

而工程地質(zhì)學(xué)將形成于第四紀(jì)時期由堅硬巖石，經(jīng)長期地質(zhì)作用后又未經(jīng)膠結(jié)硬化的沉積物統(tǒng)稱為土。它與“土壤”的含義不同，它的定義包含分布在地球表層——陸地和海洋的整個沉積層，當(dāng)然也包含“土壤”。再者，工程“土”不要求具有一定的“肥力”。

69.土中具有密度大于1g/cm³的水嗎？其對土有什么影響？

土中的水可呈液相、氣相或固相，后兩者的密度一般均不為1g/cm³。土中的液態(tài)水又可分為結(jié)合水和自由水。由于細小黏土顆粒常帶有負電荷，使土粒周圍形成電場，靠近土粒表面的水的電離子和極性分子被牢固地吸附在顆粒表面，形成強結(jié)合水。其密度一般為1.2～2.4g/cm³，且無溶解能力。它也不能傳遞靜水壓力，105℃時才蒸發(fā)，-78℃時才結(jié)冰。它具有極大的粘滯性、彈性和抗剪強度。另外，存在于強結(jié)合水外圍的一層結(jié)合水被稱為弱結(jié)合水。由于它與土粒表面連結(jié)的牢固程度小于強結(jié)合水，而大于自由水，所以其密度仍大于1g/cm³，一般為1.3～1.74g/cm³，也不傳遞靜水壓力，冰點仍低于零攝氏度。

黏土中若只含強結(jié)合水時，呈現(xiàn)固態(tài)。當(dāng)黏土中含有較多的弱結(jié)合水時，土具有可塑性，且抗剪強度減小。

70.土的工程物理性質(zhì)主要有哪些？在工程中了解它們有什么作用？

土的物理性質(zhì)主要有：土的密度、土粒比重、土的重度、土的含水量、土的飽和度、土的孔隙率和孔隙比等。

土的密度：土方工程中填土壓實質(zhì)量。

土粒比重：土體穩(wěn)定性計算。

土的重度：基礎(chǔ)沉降計算。

孔隙比：基礎(chǔ)沉降計算；判別軟弱地基土。

土的含水量：填土壓實質(zhì)量。

土的飽和度：判別軟弱地基土；確定某些土的承載力。

71.淤泥類軟土有什么工程特性？

淤泥類軟土是含有較多有機質(zhì)的松軟的黏性土，其天然含水量大于液限，孔隙比e大于1。當(dāng)1≤e<1.5時稱為淤泥質(zhì)土，當(dāng)e≥1.5時稱為淤泥。當(dāng)其有機質(zhì)含量大于5%時稱為有機質(zhì)土，超過60%時稱為泥炭。它的工程特性有：含水量高、透水性低、孔隙比大，有顯著的觸變和蠕變特性，故此類土受力后結(jié)構(gòu)極易破壞，壓縮性大、強度低，一般需經(jīng)特殊處理后，方可作為地基。

72.膨脹土有什么工程特性？

膨脹土是一種富含親水性的黏土礦物，且隨含水量的增減，體積易顯著膨縮的硬塑性黏土，也稱裂土。膨脹土一般強度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是較好的地基。其工程特性有：天然含水量較低，接近或略小于塑限，孔隙比小，高塑性，具有膨脹力。所以用其作為地基時，當(dāng)基礎(chǔ)埋深超過大氣影響深度時，或者當(dāng)荷載引起的基底壓力超過土的膨脹力時，可采用其天然含水量時的地基承載力。否則，因其失水收縮，吸水膨脹，易使低層房屋開裂。

73.紅黏土有什么工程特性？

紅黏土是指碳酸鹽類巖石（如石灰?guī)r）在濕熱氣候條件下，經(jīng)強烈風(fēng)化作用而形成的棕紅、褐紅、黃褐色的高塑性黏土。它的天然含水率高，孔隙比較大，但仍較堅硬，強度較高。其黏土礦物以高嶺石為主，也含多量石英顆粒。它的工程特性有：高塑性，塑限、液限和塑性指數(shù)都很大；高含水量；高孔隙比；低密度；壓縮性低；強度高；地基承載力高等。

74.黃土具有什么工程特性？

黃土是一種分布很廣的第四紀(jì)沉積物，它的顯著特征是顏色呈黃色，以粉粒為主，富含碳酸鈣，有肉眼可見的大孔，遇水浸潤后土體顯著沉陷，具有這些特征的土即為典型黃土。但與之相似而有些特征不明顯的土就稱為黃土狀土。典型黃土和黃土狀土統(tǒng)稱為黃土類土，簡稱黃土。黃土的濕陷性是其最重要的工程性質(zhì)，它是由黃土特有的物質(zhì)組成（土中的60%以上是粉粒）與結(jié)構(gòu)特征（孔隙度較高）所決定的。黃土的工程性質(zhì)主要有：塑性較弱，液限一般在23～33之間，塑性指數(shù)在8～13之間；含水較少，天然含水量一般在10%～25%之間，常處于堅硬或硬塑狀態(tài)；壓實程度差，孔隙比較高，孔隙大；抗水性弱，遇水濕陷明顯；透水性較強；強度較高。

75.凍土具有什么工程特性？

溫度等于或低于零攝氏度且含有冰的土層稱為凍土。凍結(jié)狀態(tài)能保持3年以上者稱為多年凍土，隨季節(jié)融化或凍結(jié)的地表土稱為季節(jié)性凍土。凍脹性和融沉性（凍土在融化后壓縮性急劇增大，強度明顯降低）是凍土的兩個重要的變形特征。對于季節(jié)性凍土凍脹性的危害是主要的；對于多年凍土，融沉性的危害是主要的。

76.膨潤土具有什么工程特性？

膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的黏土巖，常含少量伊利石、高嶺石、沸石、長石和方解石等，蒙脫石為含少量堿土金屬的含水鋁硅酸鹽礦物。故可分為：氫基膨潤土、鈣基和鈉基膨潤土。其主要工程特性有：黏粒含量高（50%以上），塑性指數(shù)大于30，呈高可塑性；崩解性明顯，鈉基膨潤土在水中易崩解成糊狀；膨脹性很大，但鈣基土較??；具有離子可交換性，鈉基土與鈣離子可變?yōu)殁}基土，同樣，鈣基土與鈉離子可變?yōu)殁c基土；膠體性好和不透水性強；還具有潤滑性，夾有薄層膨潤土的巖體易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象。

77.地質(zhì)圖有哪些基本內(nèi)容？閱讀地質(zhì)圖應(yīng)注意些什么？

地質(zhì)圖應(yīng)包括地質(zhì)平面圖、地質(zhì)剖面圖和地層柱狀圖。

地質(zhì)平面圖是用各種圖例表明在野外得到的各種地質(zhì)的資料，如地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)等條件。

地質(zhì)剖面圖是反映深部的地層和地質(zhì)構(gòu)造的剖面圖。

地層柱狀圖是將地質(zhì)平面圖上出露的地層按新老順序表示在柱狀圖上，見圖2-1。

圖2-1 某地區(qū)綜合地層柱狀圖

閱讀地質(zhì)圖應(yīng)注意如下七點：

（1）比例尺 各類地質(zhì)圖有一定的精度，比例尺越大，內(nèi)容越詳細，地質(zhì)現(xiàn)象表達也越清楚，如1∶5000或1∶2000，甚至更大。

（2）圖例 平面圖、剖面圖和柱狀圖上的地層圖例（符號、顏色、線條等）都是一致的，此外還有構(gòu)造的圖例（產(chǎn)狀、褶曲、斷裂）、地貌（山川、階地、盆地）、自然地質(zhì)作用的圖例（滑坡、巖溶）。

（3）地貌 可以了解本區(qū)的地勢起伏和形態(tài)特征等。

（4）地層分布和巖性 可了解區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的地層時代、巖性、產(chǎn)狀、巖性特征以及與地形的關(guān)系。

（5）構(gòu)造類型 如斷層、褶皺的類型、規(guī)模、分布和性質(zhì)；本區(qū)主要的構(gòu)造線走向以及與地形的關(guān)系。

（6）物理地質(zhì)現(xiàn)象 物理地質(zhì)現(xiàn)象與地形、巖性、地質(zhì)構(gòu)造和地下水的關(guān)系。

（7）評價 根據(jù)圖內(nèi)出現(xiàn)的地質(zhì)條件，可對建筑場地進行初步評價，并可提出進一步勘察工作的意見。有經(jīng)驗的土木工程師可以從閱讀地質(zhì)圖工作中預(yù)計到將來可能出現(xiàn)的問題，并根據(jù)地質(zhì)條件進行合理的選址和設(shè)計。

78.什么是“活動性斷層”？

第四紀(jì)以來仍在活動的斷層稱為活動性斷層，簡稱活斷層?；顢鄬拥臉?biāo)志有地層標(biāo)志，地貌特征、水文地質(zhì)標(biāo)志、歷史地震、地球物理和地形變化等。一般地震震級M大于6.5級或7級的地震都有明顯的地表斷層出現(xiàn)，活斷層有突然錯動和緩慢蠕動兩種活動方式，前者常伴隨地震發(fā)生。

79.為什么要掌握地下水的知識？

地下水是地質(zhì)環(huán)境的組成部分之一，能影響環(huán)境的穩(wěn)定性，這對土木工程尤為重要。地基水中的水能降低土的承載力；基坑涌水不利于工程施工；地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷發(fā)生的主要原因；一些地下水還腐蝕建筑材料。因此，土木工程師必須重視地下水，應(yīng)掌握地下水的知識，以便對其危害性提前采取有效的應(yīng)對措施。

80.什么是土的水理性質(zhì)？

土的水理性質(zhì)是指土與水接觸時，控制水分儲存和運移的性質(zhì)。土孔隙大小和數(shù)量不同，其容納、保持、釋出和透水的能力都有所不同。它包括以下五個性質(zhì)：

（1）容水度 容水度是指土飽水時所能容納的最大水體積與土體積之比，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。

（2）持水度 持水度是指飽水土在重力作用下，保持在土中水的體積與土體積的比值，用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。

（3）給水度 給水度是指潛水面下降1個單位深度，在重力作用下從單位含水層面積柱體所釋出的水量。給水度等于容水度減去持水度。

（4）透水性 透水性是指土允許水透過的能力。

（5）毛細性 毛細性是指土中的水，在毛細張力作用下，沿毛細孔隙向各個方向運動的性能。

81.什么是含水層、隔水層和滯水層？

含水層是指在正常水力梯度（即水力坡度，指流體從勢能較大的區(qū)域向較小區(qū)域流動時的水頭損失）下，飽水、透水并能給出一定水量的巖土層。含水層的形成必須具備以下條件：巖土層中有較大的（指能透水）空隙；含水層要為隔水層所限，以便地下水匯集不致流失；含水層要有充分的補給來源。

含水層（廣義）在空間分布的幾何形態(tài)是多樣的，但多為層狀、似層狀，故稱含水層（狹義），如礫石含水層、細砂含水層等。此外，有些含水層還呈帶狀、脈狀分布，此類含水層宜稱含水帶，如斷層含水帶、裂隙含水帶等。

隔水層是指在正常水力梯度下不透水或透水相對微弱的巖土層。有時把弱透水層稱為滯水層。

82.什么是包氣帶水？

地面以下可分為包氣帶與飽水帶，地面以下穩(wěn)定，地下水面以上為包氣帶，包氣帶含有結(jié)合水、毛細水和氣態(tài)水，又稱為非飽和帶。包氣帶水是在顆粒表面吸附力和孔隙中毛細張力作用下，其水壓力為負值。其絕對值大小與含水量成反比，見圖2-2。

圖2-2 包氣帶水、潛水與承壓水

1—土壤 2—含水層 3—隔水層 4—潛水面 5—承壓水面

A—包氣帶 B—飽水帶 A₁—上層滯水 A₂—毛細水帶 B₁—潛水 B₂—承壓水

83.什么是上層滯水？

在包氣帶中存在局部隔水層時，降水滲入的重力水可在局部隔水層的上部聚集起來，形成上層滯水，上層滯水動態(tài)很不穩(wěn)定，它受季節(jié)和氣候影響。上層滯水對工程建設(shè)有潛在危害，常會突然涌入基坑而危及施工安全。

84.什么是潛水？

潛水是埋藏在地面以下第一個穩(wěn)定隔水層之上具有自由水面的重力水。其主要分布于松散土層中，或出露地表的裂隙巖層和巖溶巖層中。潛水具有如下特性：

1）潛水與大氣相通時具有自由水面，為無壓水。當(dāng)其上有不穩(wěn)定的隔水層覆蓋時，如水位超過其底面，則局部承壓。

2）潛水動態(tài)受季節(jié)和氣候影響明顯。

3）水量豐富的潛水是良好的供水水源，鄰河平原地區(qū)潛水埋深淺，不利于工程建設(shè)，見圖2-3。

圖2-3 潛水的埋藏

1—含水層 2—隔水層 3—潛水面 4—潛水流向

h_A—A點的潛水埋藏深度 H_A—A點的潛水位 H′_A—A點潛水層的厚度 O-O′—基準(zhǔn)面

85.什么是承壓水？

承壓水是充滿在兩個隔水層之間含水層中的重力水。承壓水具有如下特性：

1）承壓水無自由水面，其承受的靜水壓力來自補給區(qū)的靜水壓力和上覆地層壓力。

2）承壓含水層的分布區(qū)與補給區(qū)不一致，一般是補給區(qū)遠小于分布區(qū)。

3）承壓水的動態(tài)較穩(wěn)定，受氣候影響較小。

量大的承壓含水層是良好的供水水源，但其水頭壓力會引起基坑突涌。

86.喀斯特地貌對工程建設(shè)有什么影響？

我國的喀斯特地貌分布面積廣，它對工程建設(shè)的影響有有利的一面，也有不利的一面。有利的是，地下洞穴往往儲存著水質(zhì)良好的地下水，可供人們開發(fā)利用。不利的是，在水利水電建設(shè)中會因巖溶而產(chǎn)生庫壩滲漏；在道橋工程建設(shè)中會因巖溶而導(dǎo)致路基沉陷；在工業(yè)民用建筑工程中會發(fā)生地基不均勻沉陷和結(jié)構(gòu)開裂等；在地下工程中則可能遇見突涌水砂和洞壁不穩(wěn)等。

87.城市建設(shè)中存在著哪些工程地質(zhì)問題？

存在的工程地質(zhì)問題主要有：重大工程需進行的地震反應(yīng)分析；地下抽水等原因引起的地裂縫或地面沉降；地鐵建設(shè)大面積降低地下水位、開挖引起的地面下沉、土層位移和水文地質(zhì)條件改變等，以及活斷層、巖溶和飽和砂土振動液化等引起的滑坡、崩塌等。

88.地基基礎(chǔ)設(shè)計時應(yīng)考慮哪些工程地質(zhì)問題？

設(shè)計時主要應(yīng)考慮：場地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件、巖土的物理力學(xué)性質(zhì)以及更進一步的場地地質(zhì)條件，如：季節(jié)凍結(jié)深度、地下水位、土層凍脹和脹縮土的季節(jié)活動帶等。

89.地基基礎(chǔ)設(shè)計時對建筑場地的地層結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮些什么？

場地的地層結(jié)構(gòu)有以下幾種情況：

1）場地由深厚的堅硬巖層或致密土層組成。一般這是最為理想的場地條件，地基承載力較高、變形小，但對于高層建筑或是在斜坡地帶，還應(yīng)對其穩(wěn)定性作專門研究。

2）場地有很厚的軟黏土（如塑性黏土、淤泥質(zhì)土等）組成，一些多層建筑修建在軟土層之上，過去常用片筏基礎(chǔ)解決地基承載力不足，對均衡的軟土層常發(fā)生較大的均衡沉降，如上海展覽館、溫州華僑飯店（14層）沉降量已超過1.4m以上。而嘉興市由于軟土層上有較厚的硬殼層，采用淺埋式板基，沉降量不大，為此在軟土地區(qū)建筑要作沉降及不均勻沉降計算。為使減少地基的沉降（或不均衡沉降）量，在這些地基常用樁機或用地基處理方法。

3）上覆有軟土層，有限深度內(nèi)有較堅實的巖土層，可用短樁基礎(chǔ)或沉井，將基礎(chǔ)深埋于堅實的巖土，或在其上用地基處理方法將其加固。對硬土層上有可能震動液化的粉細砂、粉土層也可用以上的方法。

4）下覆堅硬巖土層表面起伏大，上覆軟弱土層層厚變化大。在這種地層結(jié)構(gòu)地區(qū)，上層結(jié)構(gòu)易由于不均勻沉降引起問題（如房屋傾斜與開裂），還由于勘察工作量的限制，不可能勾劃出精確的巖面起伏，使設(shè)置預(yù)制樁比較困難，各樁長度不好確定，有時需增補勘探工作量，有時需改變樁型，如采用沉管混凝土樁、鉆孔樁或挖孔樁。

90.在道路、橋基的建筑施工中應(yīng)考慮哪些工程地質(zhì)問題？

1）道路的修筑會遇到各種地質(zhì)問題，如泥石流、滑坡、崩塌、巖溶、軟土層和凍融帶等。

2）道路在通過地形復(fù)雜地區(qū)常有大量的填方（高路堤）和挖方（路塹），因此就應(yīng)考慮人工邊坡的穩(wěn)定性，如焦枝線的南段遇到的膨脹土邊坡的長期穩(wěn)定問題。

3）道路修建中的橋梁所遇地質(zhì)環(huán)境一般較復(fù)雜，施工時常會遇到如下問題：邊坡滑動、塌坍、橋墩基坑涌水和水流侵蝕掏空等。

91.在隧道和地下建筑的建造中應(yīng)考慮哪些工程地質(zhì)問題？

第一是選址的問題，應(yīng)掌握的原則是：山壓要小，易于施工，無危害施工的坍塌和涌水等。

對于傍山隧道，還應(yīng)特別注意斜坡巖體的穩(wěn)定性。

第二要對隧道和地下建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行工程地質(zhì)論證，如山壓的工程地質(zhì)評價；無壓隧道支襯結(jié)構(gòu)的工程地質(zhì)論證和有壓隧洞圍巖及襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的評價等。

第三要對施工方法和施工條件進行工程地質(zhì)論證。

92.隧道和洞室常用的掘進方法有哪些？

目前常用的有：隧道掘進機全斷面掘進、傳統(tǒng)的坑道掘進和特殊掘進。

（1）隧道掘進機的適用條件 目前，隧道掘進機僅適用于一定的地質(zhì)條件，當(dāng)有塑性山壓或巖石強度太高，有涌水時，施工很困難。

（2）各種傳統(tǒng)坑道掘進法的適用條件 這種方法（包括鉆爆法）在巖石中掘進一般需要鑿巖、爆破、出碴，工序較多，且對圍巖完整性影響較大。其能適用各類土層。

93.隧道掘進的特殊施工方法有哪些？

（1）盾構(gòu)法 該方法適用于江河下的松散地層，或在城市下修建引水、市政遂道使用。如上海延安東路的過江隧道，江中上覆土厚僅6～9m，用盾構(gòu)法通過粉土淤泥質(zhì)黏土。

（2）壓漿固結(jié)法 在有沙礫石層或高水頭作用下的含水破碎帶，可在開挖前方打環(huán)形的超前鉆孔，然后注漿（水泥、水玻璃或其他化學(xué)漿液），使在前方形成不透水的堅硬固結(jié)體，后在其中掘進。

（3）凍結(jié)法 在開挖面只布置多層、環(huán)形鉆孔，插入冷卻管道，用冷凍機壓入冷凍液（液態(tài)NH₃或CaCl₂鹽水），使含水松散土體形成硬結(jié)的凍結(jié)體，然后掘進，此法特別適用于含水的流砂層。

94.什么是地形地貌條件？

地形地貌包括：地形形態(tài)等級，地貌單元劃分，地形起伏及地面切割情況（如溝谷發(fā)育的形態(tài)、方向、密度、寬度和深度），山坡形狀、高度及坡度，河谷的寬度、深度、坡度和階地發(fā)育狀況，階地級數(shù)、高程、寬度及巖性結(jié)構(gòu)和不同地貌單元的特征及其相互關(guān)系等。

地形地貌對線性建筑（如鐵路、公路、渠道和隧道）的線路選擇非常重要。

95.什么是地質(zhì)結(jié)構(gòu)？

地質(zhì)結(jié)構(gòu)包括土體結(jié)構(gòu)和巖體結(jié)構(gòu)。兩者有極大的差異。土體結(jié)構(gòu)主要是指土層的組合關(guān)系，即由層面所分隔的各土層的類型、厚度及空間變化。特別要注意地基中強度高低，透水性大小的土層和其間的關(guān)系及相對厚度和埋深。這對地基承載力和建筑物的沉降起著決定性作用。巖體結(jié)構(gòu)是指巖層的構(gòu)造形態(tài)及其組合關(guān)系，尤其是層面、泥化夾層、不整合面、斷層帶、層間錯動、節(jié)理面及劈理面等結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、產(chǎn)狀、規(guī)模和組合關(guān)系。

96.什么是巖土類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)？

任何建筑物都離不開土體和巖體，巖土類型各異，決定了其性質(zhì)的差異。目前土的研究與分類較為詳細、完善；巖石的分類尚不完善，一般劃分為幾個等級，其分類的粗細與勘察階段相適應(yīng)，在規(guī)劃階段一般按成因類型劃分，在詳細勘察階段則需按物理力學(xué)性質(zhì)劃分。軟土、軟巖、軟弱夾層及破碎巖體不利于地基的穩(wěn)定，邊坡的滑移及洞室的塌落，勘察中應(yīng)注意研究。特殊土和斷層破碎帶應(yīng)作重點研究。通過勘探、試驗工作，查清其分布、厚度變化以及可靠的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)。

97.什么是水文地質(zhì)條件？

水文地質(zhì)條件包括：地下水的類型、地下水位及其變幅；含水層和隔水層分布及其巖性結(jié)構(gòu)和厚度；巖土層的透水性和富水性；孔隙水特別是裂隙水的滲透壓力；地下水的補給、徑流和排泄條件及其水質(zhì)和侵蝕性等。

地下水位與各土層的力學(xué)性質(zhì)、天然含水量和稠度有關(guān)，還與地基沉降量有關(guān)。

含水層與隔水層的分布對壩基防滲很重要。

含水層的富水性是計算基坑涌水、隧道突水和地鐵設(shè)計、施工時采取措施的依據(jù)。

裂隙水易使地下巖土發(fā)生泥化和軟化現(xiàn)象，尤其在有軟弱夾層和斷層帶地區(qū)，這會降低巖土的抗滑能力，造成坍塌、冒頂、涌水和泥沙流動。

98.什么是物理地質(zhì)現(xiàn)象？

這是指自然地質(zhì)作用，如地震、滑坡、泥石流、巖溶、沖溝和海岸沖刷等，以及工程活動引起的對建筑物構(gòu)成威脅或危害的不良地質(zhì)現(xiàn)象。

99.常用的工程地質(zhì)勘察方法有哪些？它分幾個階段？

常用的工程地質(zhì)勘察方法有：測繪、勘探、室內(nèi)外試驗和長期觀測等，并由得到的勘察資料進行整理及編寫報告。長期觀測工作是對地下水動態(tài)變化或物理地質(zhì)現(xiàn)象進行定期的、長期的觀測，以分析地質(zhì)環(huán)境的發(fā)展和變化，以便人們采取對策。

對于工業(yè)與民用建筑工程勘察，應(yīng)隨設(shè)計的三個階段進行，即在場址選擇階段作選址勘察；在初步設(shè)計階段作初步勘察和在施工圖階段作詳細勘察。

100.選址勘察的主要任務(wù)和內(nèi)容是什么？

主要是取得幾個場址方案的工程地質(zhì)資料，因此應(yīng)側(cè)重于搜集和分析區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震和附近地區(qū)的工程地質(zhì)資料及當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jīng)驗，并通過踏勘等必要的勘察工作，對各個場址的穩(wěn)定性和建筑的適宜性作出正確的評價。

101.初步勘察的主要任務(wù)和內(nèi)容是什么？

主要是查明建筑場地不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、分布范圍、危害程度及其發(fā)展趨勢，以便使場地主要建筑物的布置避開不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育的地段。初勘是在已有資料和地質(zhì)測繪的基礎(chǔ)上，對場址進行勘探和測試?？碧骄€布置應(yīng)垂直于地貌單元邊界線、地質(zhì)構(gòu)造線和地層界線?？碧近c應(yīng)布置在這些界線上，并在變化最大處加密。

102.詳細勘察的主要任務(wù)和內(nèi)容是什么？

主要是針對具體的建筑物地基或地質(zhì)問題，為施工圖設(shè)計和施工提供可靠的依據(jù)。詳勘主要以勘探、原位測試和室內(nèi)土工試驗為主?？碧近c布置按勘察規(guī)范確定，最大不宜超過80m?？碧娇椎纳疃纫阅芸刂频鼗饕芰訛樵瓌t。取試樣和進行原位測試的井和孔的數(shù)量，應(yīng)按土層條件、建筑物的重要性及場地大小決定，一般占勘探孔總數(shù)的1/3～2/3。

103.什么是工程地質(zhì)測繪？

工程地質(zhì)測繪是應(yīng)用地質(zhì)學(xué)的方法將在擬建物影響范圍內(nèi)的地質(zhì)現(xiàn)象反映在要求精度的地形圖上。一般是在地面上進行查勘，也要做訪問和調(diào)查工作，或做些簡單的取樣和試驗工作。

104.什么是物探與勘探？

物探方法是根據(jù)地質(zhì)介質(zhì)的導(dǎo)電率、磁性、密度和彈性波在其中傳播速度的物理差異，用專門的儀器取得相關(guān)數(shù)據(jù)后，劃分出巖層，確定地下水位、覆蓋層的厚度等。

勘探工作是用坑探、鉆探或觸探的方法查明地下地質(zhì)情況的一種可靠手段，它是在地面的工程地質(zhì)測繪和調(diào)查的基礎(chǔ)上，進一步對場地的工程地質(zhì)條件進行定量的評價。而坑探、鉆探或觸探也是相互配合的。對特大工程（如長江三峽大壩工程）可用大口徑（?1000mm）鉆孔來了解地質(zhì)情況。

105.地質(zhì)勘察中的室內(nèi)外試驗是指什么？

主要是將勘探坑、鉆孔取得的巖土和水樣在室內(nèi)作物理力學(xué)或化學(xué)試驗，如顆粒分析、擊實試驗等，或在現(xiàn)場自然條件下直接作試驗，如水文地質(zhì)試驗中的滲水試驗，巖土力學(xué)試驗中的觸探試驗等?，F(xiàn)場試驗的成果較為符合實際，但所需費用較大，只在必要時做少量的試驗。

106.什么是工程地質(zhì)鉆探？

鉆探可用人力方法或機械方法，淺層的土層（5m以內(nèi)）可用人力方法，如用洛陽鏟或麻花鉆。機械方法常用的鉆機是以旋轉(zhuǎn)或沖擊方式將鉆頭鉆入或擊入巖土，并獲取土樣或巖芯，以供試驗。鉆孔的目的除了查明地層、構(gòu)造和水文地質(zhì)條件外，還可作各種試驗、取樣和長期觀測的井孔等。

107.什么是坑槽探？

坑槽探是用人工或機械掘進方式揭示淺層以了解地質(zhì)現(xiàn)象，可以直觀取樣或作現(xiàn)場試驗。這是常用的勘探方法，常配合鉆探或地質(zhì)測繪，對研究風(fēng)化帶、軟弱夾層和斷層破碎帶很有用。

108.工程地質(zhì)勘探布置的原則有哪些？

一般原則：以最少的勘探工作量取得所需的地質(zhì)資料。

主要原則有如下幾點：

1）在地質(zhì)測繪和物探的基礎(chǔ)上布置勘探工作。

2）勘探工程的布置（數(shù)量、勘探深度、精度）與勘察階段（即設(shè)計階段）相適應(yīng)。一般，勘探的總體布置由勘探點、勘探線過渡到勘探網(wǎng)，勘探范圍由大到小，勘探點、線由稀到密。初期以物探配以少量鉆探或輕型坑探，高級階段以鉆探或重型坑探為主。

3）工業(yè)與民用建筑勘探按基礎(chǔ)范圍布置成矩形、工字形或丁字形。

4）勘探布置應(yīng)考慮地質(zhì)、地貌、水文地質(zhì)條件等，沿變化大的方向布置勘探線時，相關(guān)坑和孔應(yīng)布在控制的部位上。

109.工程地質(zhì)野外試驗有哪些？

野外試驗可分為三大類：

1）水文地質(zhì)試驗，如鉆孔壓水、抽水、滲水試驗。

2）巖土力學(xué)性質(zhì)試驗，如載荷試驗、剪切試驗、觸探試驗、鉆孔旁壓試驗、十字板剪力試驗、聲波測試、點荷載試驗。

3）地基試驗，如地基處理、灌漿試驗、樁的承載力測試等。

110.什么是載荷試驗、十字板剪力試驗、靜力觸探試驗和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗？

為研究地基土的變形特征或地基的承載力，可在現(xiàn)場選擇主要的地層進行試驗。即在試驗的土層表面放置剛性的承壓板，并在其上逐級試加荷載，觀測并記錄各級荷載下的沉降量及其隨時間的變化情況，直至沉降穩(wěn)定。

十字板剪力試驗以十字形的薄片板頭壓入所測土層中，通過孔口施加力矩切斷土體（圓柱形），可以求得土的抗剪強度的原位試驗。此方法適用于飽和的軟黏土。

靜力觸探試驗是用靜力將一個內(nèi)部裝有阻力傳感器的單橋或雙橋電路探頭均勻地壓入土中，傳感器將受到的不同土層的不同阻力，通過電信號和機械系統(tǒng)傳至自動記錄儀并繪出隨深度的阻力變化曲線。由此可將土層劃分并經(jīng)計算方法得出各土層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值、彈性模量和變形模量等指標(biāo)。

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗是一種各國通用的動力觸探法。它是用一個重63.5kg的穿孔錘，在76cm高度的自由落距下，通過圓筒形的貫入器，貫入土層30cm深度的貫入擊數(shù)N，來確定砂土的密實度或黏性土的稠度，從而確定地基土的承載力，估算土的變形模量，評價砂土的振動液化，檢查填土質(zhì)量和評價打樁的難易。

111.工程地質(zhì)勘查報告書包括哪些內(nèi)容？

工程地質(zhì)勘查報告書包括如下內(nèi)容：

1）場地位置：地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象及地震基本烈度。

2）場地的地層分布：巖石和土的均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其他設(shè)計計算指標(biāo)。

3）地下水的埋藏條件和侵蝕性以及土層的凍結(jié)深度。

4）對建筑場地及地基進行綜合的工程地質(zhì)評價，對場地的穩(wěn)定性和適宜性作出結(jié)論，指出可能存在的問題，提出有關(guān)地基基礎(chǔ)方案的建議。

112.什么是工程地質(zhì)勘察技術(shù)孔和鑒別孔？

1）在鉆進中按不同的土層和深度采取原狀土樣的鉆孔稱為技術(shù)孔。原狀土樣的采取常用取土器。

2）鉆進時僅取擾動土樣，用以鑒別土層分布厚度及狀態(tài)的鉆孔稱為鑒別孔。一般用小型麻花鉆取擾動土樣。

113.選擇地基持力層的原則是什么？

對存在可能威脅場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象的地段，地基基礎(chǔ)設(shè)計的選擇應(yīng)在滿足地基承載力和沉降兩個基本條件的同時，盡量采用較經(jīng)濟的天然地基上淺基礎(chǔ)。這時，地基持力層的選擇應(yīng)該從地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā)，綜合考慮場地的土層分布情況和土層的物理力學(xué)性質(zhì)，以及建筑物的體型、結(jié)構(gòu)類型和荷載的性質(zhì)與大小等情況。

114.常用的確定地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值的方法有哪些？

一般有以下幾種方法：

1）利用荷載—沉降曲線的靜荷載試驗法。

2）根據(jù)土的物理力學(xué)試驗的力學(xué)指標(biāo)平均值法。

3）利用已有的各類土承載力基本值表的野外鑒別確定法。

4）標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗法。

5）利用現(xiàn)場附近原有建筑和地基資料的經(jīng)驗確定法。