建设工程技术与计量(土建)教材精讲班第3讲讲义
第一章 工程地质(三)

2015年全国造价工程师执业资格考试
《建设工程技术与计量》(土建)

第二节 地下水的类型与特征
一、地下水的类型
根据埋藏条件,将地下水分为包气带水、潜水、承压水三大类。根据含水层的空隙性质,地下水又分为孔隙水、裂隙水和岩溶水三个亚类。


第三节 常见工程地质问题及其处理方法
一、特殊地基
原则:浅的挖除换土,深的打桩或水泥浆灌浆和连续墙,裂隙和碎软的水泥浆灌浆。护坡支护。
(一)松散、软弱土层。
1)对不满足承载力要求的松散土层,如砂和砂砾石地层等,可挖除,也可采用固结灌浆、预制桩或灌注桩、地下连续墙或沉井等加固;
2)对不满足抗渗要求的,可灌水泥浆或水泥黏土浆,或地下连续墙防渗;
3)对于影响边坡稳定的,可喷射混凝土或用土钉支护。
4)对不满足承载力的软弱土层,如淤泥及淤泥质土,浅层的挖除,深层的可以采用振冲等方法用砂、砂砾、碎石或块石等置换。
(二)风化、破碎岩层。
1)风化一般在地基表层或破碎岩层有的较浅,可以挖除
2)有的埋藏较深,如断层破碎带,可以用水泥浆灌浆加固或防渗
3)影响边坡稳定的,可喷混凝土或挂网喷混凝土罩面,必要时配合注浆和锚杆加固。
4)裂隙发育岩层对于影响边坡稳定的,采用锚杆加固。
5)对结构面不利交汇切割和岩体软弱破碎的地下工程围岩,地下工程开挖后,要及时采用支撑、支护和衬砌。支撑多采用柱体、钢管排架、钢筋或型钢拱架,拱架的间距根据围岩破碎的程度决定。支护多采用土钉、锚杆、锚索和喷射混凝土等联合支护方式。衬砌多用混凝土和钢筋混凝土,也可采用钢板衬砌。
(三)断层、泥化软弱夹层。
1)浅埋的尽可能清除回填,深埋的注水泥浆处理;
2)浅埋的泥化夹层,尽可能清除回填,深埋的一般不影响承载能力。
3)断层、泥化软弱夹层可能是基础或边坡的滑动控制面的,又不便清除回填的,根据埋深和厚度,可采用锚杆、预应力锚索、抗滑桩等进行抗滑处理。
4)滑坡发生往往与水有很大关系,渗水降低滑坡体尤其是滑动控制面的摩擦系数和粘聚力,要注重在滑坡体上方修筑截水设施,在滑坡体下方筑好排水设施
5)防止滑坡,经过论证可以在滑坡体的上部刷方减重,未经论证不要扰动滑坡体。
6)在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施。
7)采用固结灌浆等措施改善滑动面和滑坡体的抗滑性能。
8)当地下水发育影响到边坡或围岩稳定时,要及时采用洞、井、沟等措施导水、排水,降低地下水位。
(四)岩溶与土洞。
1)可挖除洞内软弱充填物后回填石料或混凝土。
2)不方便挖填的,可采用长梁式、桁架式基础或大平板等方案跨越洞顶,也可对岩溶进行裂隙钻孔注浆,对土洞进行顶板打孔充砂、砂砾,或做桩基处理。
二、地下水
1.地下水的影响
①地下水位的下降可引起软土地基沉降;
②动水压力产生流砂和潜蚀;
③地下水的托浮力作用;
④承压水对基坑作用;
⑤地下水对钢筋混凝土的腐蚀。
2.地下水对边坡的影响
主要有以下五个方面(绝大多数滑坡都与地下水有关)
①地下水会使岩石软化或溶蚀,导致上覆岩体塌陷,
进而发生崩塌或滑坡。
②地下水产生静水压力或动水压力,促使岩体下滑或崩倒。
③地下水增加了岩体重量,可使下滑力增大。
④在寒冷地区,渗入裂隙中的水结冰,产生膨胀压力,
促使岩体破坏倾倒。
⑤地下水产生浮托力,使岩体有效重量减轻,稳定性下降。
应用分析
【2012】关于地下水对边坡稳定性影响的说法,正确的是( )。
A.地下水产生动水压力,增强了岩体的稳定性
B.地下水增加了岩体质量,减小了边坡下滑力
C.地下水产生浮托力,减轻岩体自重,增加边坡稳定
D.地下水产生的静水压力,容易导致岩体崩塌
答案:D
【2011】关于地下水作用的说法,正确的有()。
A.地下水能够软化或溶蚀边坡岩体,导致崩塌或滑坡
B.地下水增加了岩体重量,提高了下滑力
C.地下水产生静水浮托力,提高了基础的抗滑稳定性
D.地下水产生静水压力或动水压力,提高岩体稳定性
E.地下水对岩体产生浮托力,使岩体重量相对减轻,稳定性下降
答案:ABE
三、边坡稳定
边坡岩体稳定性
(一)影响边坡稳定因素
影响边坡稳定性的因素有内在因素与外在因素两个方面。
1.在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等,它们常常起着主要的控制作用;
2.外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷载等。
主要会在对各岩层是如何影响边坡稳定性的这方面进行考察。

(1)侵入岩、沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡,一般稳定程度是较高的。只有在节理发育、有软
弱结构面穿插且边坡高陡时,才易发生崩塌或滑坡现象。
(2)喷出岩边坡,如玄武岩、凝灰岩、火山角砾岩、安山岩等,其原生的节理,尤其是柱状节理发育时,
易形成直立边坡并易发生崩塌。
(3)含有黏土质页岩、泥岩、煤层、泥灰岩、石膏等夹层的沉积岩边坡,最易发生顺层滑动,或因下部蠕滑而造成上部岩体的崩塌。


(4)千枚岩、板岩及片岩,岩性较软弱且易风化,在产状陡立的地段,临近斜坡表部容易出现蠕动变形现象。当受节理切割遭风化后,常出现顺层(或片理)滑坡。
(5)具有垂直节理且疏松透水性强的黄土,浸水后易崩解湿陷。当受水浸泡或作为水库岸边时,极易发生崩塌或塌滑现象。
(6)崩塌堆积、坡积及残积层地区,其下伏基岩面常常是一个倾向河谷的斜坡面。当有地下水在此受阻,并有黏土质成分沿其分布时,极易形成滑动面,从而使上部松散堆积物形成滑坡。
应用分析
【2009】边坡最易发生顺层滑动的岩体是( )。
A.原生柱状节理发育的安山岩
B.含黏土质页岩夹层的沉积岩
C.垂直节理且疏松透水性强的黄土
D.原生柱状节理发育的玄武岩
答案:B
【2010】地层岩性对边坡稳定影响较大,使边坡最易发生顺坡滑动和上部崩塌的岩层是( )。
A.玄武岩
B.火山角砾岩
C.黏土质页岩
D.片麻岩
答案:C
【2011】地层岩性对边坡稳定性影响较大,能构成稳定性相对较好边坡的岩体是()。
A.沉积岩
B.页岩
C.泥灰岩
D.板岩
答案:A
(二)不稳定边坡的防治措施
1. 防渗和排水
防渗和排水措施:
①在滑坡体外围布置截水沟槽,以截断流至滑坡体上的水流;
②在大的滑坡体上布置排水沟,同时整平坡面,防止有积水的坑洼,以利于降水迅速排走;
③针对已渗入滑坡体的水,采用地下排水廊道;
④采用垂直钻孔打穿滑坡体不透水层进行排水。
2.削坡
3.支挡建筑
4.锚固措施
锚固措施:有锚杆(或锚索)和混凝土锚固桩两种类型。
对于岩体边坡和不稳定岩块可采用预应力锚索或锚杆;
对于浅层或中厚层滑动坡体可采用锚固桩(或称抗滑桩)。
它是在滑坡体的中、下部开挖竖井或大口径钻孔,然
后浇灌钢筋混凝土。垂直于滑动方向布置一排或两排,
桩径通常为1-3m,深度一般要求滑动面以下桩长占全
桩长的1/4-1/3。
其它,如喷混凝土护面;注浆;改善滑动带土石的力学性质。
(三)地下工程围岩的稳定性
地下洞室围岩要特别重视其稳定性,要防止围岩掉块、片帮乃至塌方事件。
围岩的稳定性受以下多方面影响:
①区域稳定性; ②山体稳定性;
③地形; ④岩性;
⑤地质构造; ⑥地下水;
⑦地应力。
第四节 工程地质对工程建设的影响
一、工程地质对工程选址的影响:
主要体现:
①工程缺陷对工程安全的影响;
②工程缺陷对工程技术经济的影响。
⑴中小型工程选址:要关注工程建设一定范围内的地质构造和地层岩性。
⑵大型工程的选址:除工程所在地外还要考虑区域地质构造和地质岩性形成的整体滑坡,地下水的性质、状态和活动对地基的危害。
⑶特殊重要工程选址:要高度重视地区的地震烈度,尽量避开。
⑷地下工程选址:要关注区域稳定性。重点指
①深大断裂交汇地段;
②活动断层地段;
③构造运动强烈地段;
④工程走向与岩层走向交角太小甚至平行的构造。
⑸道路选线:要重点避开
①断层裂谷边坡,尤其不稳定边坡;
②顺向坡-指岩层倾向与坡面倾向一致的顺向坡,尤其岩层倾角小于坡面倾角的顺向坡;
③路线与裂隙发育方向平行,尤其裂隙倾向与边坡倾向一致;
④大型滑坡体、不稳定岩堆和泥石流地段及其下方。
应用分析
【2010】道路选线难以避开地质缺陷,但尽可能使路线( )。
A.处于顺向坡上方
B.处于顺向坡下方
C.与岩层面走向接近正交
D.与岩层面走向接近平行
答案:C
二、工程地质对建筑结构的影响
工程地质对建筑结构的影响,主要是指地质缺陷和地下水造成地基稳定性、承载力、抗渗性、沉降等问题,具体包括以下四个方面:
①对建筑结构选型和建筑材料选择的影响;
②对基础选型和结构尺寸的影响;
③对结构尺寸和钢筋配置的影响;为了应对地质缺陷造成的受力和变形问题,有时要加大承载和传力结构的尺寸,提高钢筋混凝土的配筋率。
④地震裂度对建筑结构和构造的影响。工程所在区域的地震烈度越高,构造柱和圈梁等抗震结构的布置密度、断面尺寸和配筋率要相应增大。
应用分析
【2009】在地基为松散软弱土层,建筑物基础不宜采用( )。
A.条形基础
B.箱形基础
C.柱下十字交叉基础
D.片筏基础
答案:A
三、工程地质对工程造价的影响
①选择工程地质条件有利的路线,对工程造价起着决定作用;
②勘察资料的准确性直接影响工程造价;
③施工中对特殊不良工程地质问题认识不足可导致的工程造价增加。
【2009】应避免因工程地质勘察不详而引起工程造价增加的情况是( )。
A.地质对结构选型的影响
B.地质对基础选型的影响
C.设计阶段发现特殊不良地质条件
D.施工阶段发现特殊不良地质条件
答案:D