22.23-ch8工程建设中的主要工程地质问题.ppt

1、第第8 8章章 工程建设中的主要工程建设中的主要工程地质问题工程地质问题工民建工程地质问题道路、桥梁、隧道工程地质问题港口与水利工程的工程地质问题1、工、工民建的民建的主要工程地质问题主要工程地质问题 区域稳定性问题区域稳定性问题基础埋深和结构类型问题基础埋深和结构类型问题 地基稳定性问题地基稳定性问题地基的施工条件问题地基的施工条件问题边坡稳定性问题边坡稳定性问题地下水的侵蚀性问题地下水的侵蚀性问题基础埋深和结构类型问题 影响基础埋深的因素：1.工程因素：建筑物的用途、结构类型、荷载大小和性质、相邻建筑物的基础埋深。2.地基土的工程性质：岩性、地层结构、地下水位。地基土冻胀和融陷的影响。3.

2、施工条件：施工技术和设备。工业及民用建筑工程地质工业及民用建筑工程地质 直接支承建（构）筑物重量的那部分地直接支承建（构）筑物重量的那部分地层或岩（土）体称为地基，建（构）筑物在层或岩（土）体称为地基，建（构）筑物在地下直接与地基相接触的部分称为基础。地下直接与地基相接触的部分称为基础。基础的作用在于把建（构）筑物的重量基础的作用在于把建（构）筑物的重量传布到地基中去，凡是基础直接砌置在未经传布到地基中去，凡是基础直接砌置在未经加固的天然地层上时，这种地基称为天然地加固的天然地层上时，这种地基称为天然地基。若天然地基承载力很弱，须要进行人工基。若天然地基承载力很弱，须要进行人工加固的地基称为人

3、工地基。加固的地基称为人工地基。按基础的埋置深度，可将基础分为按基础的埋置深度，可将基础分为 浅基础（埋深浅基础（埋深5m）深基础（埋深深基础（埋深5m）当上部结构荷载很大，而适合作为持当上部结构荷载很大，而适合作为持力层的土层又埋藏较深时，经常用桩基来力层的土层又埋藏较深时，经常用桩基来代替深基础。桩基是由许多根桩组成，桩代替深基础。桩基是由许多根桩组成，桩打入土中后，在桩顶部砌筑承台，然后再打入土中后，在桩顶部砌筑承台，然后再在承台上接筑上部结构。在承台上接筑上部结构。理想的持力层：岩性均一，结构致密，强度高，层厚大而分布均匀，含水量不大，处在硬塑至可塑的稠度状态，变形量小等非新近沉积的土

4、层。尽可能将基础砌置于潜水位以上。对埋藏有承压含水层的地基，应控制埋深。在季节冻土区，基础埋深冻结深度。地基稳定性问题1.地基强度2.地基变形1.地基的强度 以地基承载力表示。影响因素有两方面：地基性质，基础特点。确定方法：理论计算、原位测试、规范表格。一级建筑物用原位测试结合理论计算。二级建筑物用理论计算结合原位测试。三级建筑物用规范查表或根据邻近建筑物经验确定。2、地基的变形地基变形特征量：沉降量 沉降差 倾斜 局部倾斜均应岩土体强度时,发生失稳.任何边坡都具有一定坡度和高度，在重任何边坡都具有一定坡度和高度，在重力作用下，边坡岩土体均处于一定的应力状力作用下，边坡岩土体均处于一定的应力状

5、态，如果应力发生变化就会导致边坡变形失态，如果应力发生变化就会导致边坡变形失稳。一般情况下，影响边坡稳定的主要因素稳。一般情况下，影响边坡稳定的主要因素有岩层产状、岩石性质、岩体结构、水的作有岩层产状、岩石性质、岩体结构、水的作用、地形地貌及人为因素等。用、地形地貌及人为因素等。1)岩层产状。岩层产状。当岩层倾角较大时，在背斜山的两坡，单斜山、当岩层倾角较大时，在背斜山的两坡，单斜山、单斜谷的顺坡开挖路基时，都存在发生顺层崩塌、单斜谷的顺坡开挖路基时，都存在发生顺层崩塌、滑坡等潜在地质灾害的危险，不宜选线修路。滑坡等潜在地质灾害的危险，不宜选线修路。2)岩石性质和岩体结构。岩石性质和岩体结构。

6、由坚硬致密的岩石构成的边坡稳定性较好，由由坚硬致密的岩石构成的边坡稳定性较好，由泥岩、页岩和风化强烈、裂隙发育、破碎硬岩构成泥岩、页岩和风化强烈、裂隙发育、破碎硬岩构成的边坡稳定性较差。层理层面、软弱夹层、不整合的边坡稳定性较差。层理层面、软弱夹层、不整合面、片理面、裂隙面、断层面、断层破碎带等岩体面、片理面、裂隙面、断层面、断层破碎带等岩体结构面都会影响边坡的稳定。结构面都会影响边坡的稳定。岩层产状对公路选线的影响岩层产状对公路选线的影响岩层产状对公路选线的影响岩层产状对公路选线的影响土质边坡稳定性取决于亲水性粘土矿物含量.影响因素:土层结构和成因类型水文地质条件自然条件施工方法岩质边坡稳定

7、性取决于岩体中结构面.须同时具备临空面、滑动面和切割面。影响因素：岩石性质地质构造岩体结构类型水文地质条件施工条件2、路基基底稳定性破坏形式:1.整体滑移2.挤出变形3.路堤塌陷影响因素:1.基底土的力学性质2.基底面的倾斜程度3.软弱结构面4.水文地质条件处理措施:放缓边坡,设反压护道采用换填、预压等地基处理方法 如果路基基底下分布有软弱的泥质夹层且岩层如果路基基底下分布有软弱的泥质夹层且岩层倾向与坡向一致时，若在其下方开挖取土或在上方倾向与坡向一致时，若在其下方开挖取土或在上方填土加重都会引起路堤整体滑移；当高填路堤通过填土加重都会引起路堤整体滑移；当高填路堤通过河漫滩或阶地时，若基底下分

8、布有饱水厚层淤泥，河漫滩或阶地时，若基底下分布有饱水厚层淤泥，在高填路堤的压力下，往往会使基底产生挤出变形；在高填路堤的压力下，往往会使基底产生挤出变形；由于基底下岩溶洞穴的塌陷也会引起路堤严重变形。由于基底下岩溶洞穴的塌陷也会引起路堤严重变形。路基基底若为软土、湿陷性黄土、冻土、膨胀土、路基基底若为软土、湿陷性黄土、冻土、膨胀土、岩溶空洞和采空区等，常使路基出现沉陷变形和不岩溶空洞和采空区等，常使路基出现沉陷变形和不均匀膨胀变形。均匀膨胀变形。3、道路冻害破坏形式:路面冻胀路基翻浆影响因素:1.气温2.路基土的性质3.水文地质条件4.地形特征和植被情况防治措施:1.铺设毛细割断层;2.换土;

9、3.设排水沟;4.提高路基标高;5.修筑隔热层.4、建筑材料 路基工程需要的天然建筑材料种类多路基工程需要的天然建筑材料种类多,数数量大，而且要求各种材料产地沿线两侧零散量大，而且要求各种材料产地沿线两侧零散分布。分布。建筑材料直接影响工程的设计方案和布建筑材料直接影响工程的设计方案和布局以及质量和造价局以及质量和造价.三、道路工程地质勘察的工作内容三、道路工程地质勘察的工作内容:1.路线工程地质勘察2.不良地段工程地质勘察3.路基路面工程地质勘察4.桥渡工程地质勘察5.隧道工程地质勘察6.筑路材料勘察 桥梁是公路工程建筑的重要组成部分。桥梁是公路工程建筑的重要组成部分。路线跨越河流、沟谷或道

10、路，需要架设桥梁，路线跨越河流、沟谷或道路，需要架设桥梁，桥梁也是路线通过地质灾害频繁发生地区的桥梁也是路线通过地质灾害频繁发生地区的主要工程。主要工程。桥梁工程中的主要工程地质问题包括两桥梁工程中的主要工程地质问题包括两方面：方面：1）桥墩台地基稳定性问题；）桥墩台地基稳定性问题；2）桥墩台冲刷问题。）桥墩台冲刷问题。桥梁工程地质问题桥梁工程地质问题1)桥墩台地基稳定性。桥墩台地基稳定性。主要取决于墩台地基中岩土体承载力的大小，主要取决于墩台地基中岩土体承载力的大小，它对选择桥梁的基础和确定桥梁的结构形式起决定它对选择桥梁的基础和确定桥梁的结构形式起决定作用。当桥梁为静定结构时，由于各孔是独

11、立的且作用。当桥梁为静定结构时，由于各孔是独立的且相互之间没有联系，对工程地质的适应范围较广。相互之间没有联系，对工程地质的适应范围较广。但超静定结构的桥梁，对各桥墩台之间的不均匀沉但超静定结构的桥梁，对各桥墩台之间的不均匀沉降特别敏感，故在取用其地基容许承载力时应予慎降特别敏感，故在取用其地基容许承载力时应予慎重考虑。重考虑。桥墩台地基稳定性与冲刷问题分析桥墩台地基稳定性与冲刷问题分析 2)桥墩台的冲刷问题。桥墩台的冲刷问题。桥墩和桥台的修建，使原来的河槽过水断面桥墩和桥台的修建，使原来的河槽过水断面面积减小，从而局部增大了河水流速并改变了流面积减小，从而局部增大了河水流速并改变了流态，会对

12、桥基产生强烈冲刷，有时可把河床中的态，会对桥基产生强烈冲刷，有时可把河床中的松散沉积物局部或全部冲走，使桥墩台基础直接松散沉积物局部或全部冲走，使桥墩台基础直接受到流水冲刷，威胁桥墩台的安全。因此，桥墩受到流水冲刷，威胁桥墩台的安全。因此，桥墩台基础的埋深，除决定于持力层部位的条件外，台基础的埋深，除决定于持力层部位的条件外，还应满足下列四点要求：还应满足下列四点要求：桥位应尽可能选在河道顺直、水流集中、桥位应尽可能选在河道顺直、水流集中、河床稳定的地段，以确保桥梁在使用期间不河床稳定的地段，以确保桥梁在使用期间不因河流改道而失去作用或受到河流的强烈冲因河流改道而失去作用或受到河流的强烈冲刷而

13、破坏。刷而破坏。桥位要避开顺河向及平行桥梁轴线方向桥位要避开顺河向及平行桥梁轴线方向上的大的断层破碎带和活动断裂带。上的大的断层破碎带和活动断裂带。桥位要选在岸坡稳定、基底岩石坚硬完桥位要选在岸坡稳定、基底岩石坚硬完整、无严重地质灾害的地段。整、无严重地质灾害的地段。在有冲刷作用处，基础应埋置在墩台附在有冲刷作用处，基础应埋置在墩台附近最大冲刷线以下。近最大冲刷线以下。隧道是道路工程中与地质条件关系最密切的工隧道是道路工程中与地质条件关系最密切的工程建筑物。隧道的优点是线路短、裁弯取直、减少程建筑物。隧道的优点是线路短、裁弯取直、减少开挖和填方工程量、抗震性高等。开挖和填方工程量、抗震性高等。

14、隧道位于地下，四周被各种围岩包围，处于各隧道位于地下，四周被各种围岩包围，处于各种不同的地质构造部位，可能遇到各种地质问题。种不同的地质构造部位，可能遇到各种地质问题。主要包括围岩稳定性、地下水、地温和有害气体几主要包括围岩稳定性、地下水、地温和有害气体几个方面。个方面。在进行道路规划设计时，隧道位置的确定是先在进行道路规划设计时，隧道位置的确定是先决问题之一。隧道位置的选择，除取决于工程目的决问题之一。隧道位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需考虑地形、岩性、地质构造、地下水要求外，还需考虑地形、岩性、地质构造、地下水等地质条件。等地质条件。隧道工程地质条件分析隧道工程地质条件分析 1)地

15、形条件。地形条件。隧道进、出口地段最好是基岩出露比较完整或隧道进、出口地段最好是基岩出露比较完整或坡积层较薄，地形边坡应下陡上缓，洞口岩层最好坡积层较薄，地形边坡应下陡上缓，洞口岩层最好倾向山里，在地形陡的高边坡开挖洞口时，应不削倾向山里，在地形陡的高边坡开挖洞口时，应不削坡或少削坡即进洞，以保证边坡的稳定性。洞口要坡或少削坡即进洞，以保证边坡的稳定性。洞口要避开滑坡、崩塌、冲沟、泥石流等地质灾害易发地避开滑坡、崩塌、冲沟、泥石流等地质灾害易发地段，还要避开山麓残积、坡积、洪积物等第四纪松段，还要避开山麓残积、坡积、洪积物等第四纪松散沉积物。隧道进出、口不宜选在排水困难的低洼散沉积物。隧道进出

16、、口不宜选在排水困难的低洼处，也不应选在傍河山嘴及谷口等易受流水冲刷的处，也不应选在傍河山嘴及谷口等易受流水冲刷的地段。地段。2)岩性条件。岩性条件。均质厚层坚硬完整的硬质岩（岩石饱和抗压均质厚层坚硬完整的硬质岩（岩石饱和抗压强度强度Rg30MPa），围岩的稳定性较好，能适应各），围岩的稳定性较好，能适应各种断面形状的地下洞室；而软质岩（种断面形状的地下洞室；而软质岩（Rg30MPa）围岩不稳定。洞室位置应尽量选在坚硬完整的岩浆围岩不稳定。洞室位置应尽量选在坚硬完整的岩浆岩、厚层坚硬的沉积层及变质岩中，而应避开软弱岩、厚层坚硬的沉积层及变质岩中，而应避开软弱岩石（如凝灰岩、粘土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩石（如凝灰岩、粘土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩等）和软、硬互层或含软弱岩、千枚岩及某些片岩等）和软、硬互层或含软弱夹层的岩体。夹层的岩体。3)地质构造条件。地质构造条件。地质构造是控制岩体完整性、稳定性的重要地质构造是控制岩体完整性、稳定性的重要因素，裂隙和断层亦是地下水渗透的直接通道，因素，裂隙和断层亦是地下水渗透的直接通道，隧道选址时应尽量避开地质构造复杂的地区。隧道