岩土工程勘察中国地质大学.doc

绪 论
一、岩土工程的含义和研究对象
1、岩土工程是以求解岩体与土体工程问题，包括地基与基础、边坡和地下工程等问题，作为自己的研究对象。它涉及到岩体与土体的利用、整治和改造，包括岩土工程的勘察、设计、施工和监测四个方面。
2、岩土工程以工程地质学、土力学、岩体力学和基础工程学为理论基础，以解决在建设过程中出现的与岩体和土体有关的工程技术问题，是一门地质与工程紧密结合的学科。
二、岩土工程勘察的任务和特点
具体任务归纳如下：
(1)阐述建筑场地的工程地质条件，指出场地内不良地质现象的发育情况及其对工程建设的影响，对场地稳定性作出评价。(2)查明工程范围内岩土体的分布、性状和地下水活动条件，提供设计、施工和整治所需的地质资料和岩土技术参数。 (3)分析、研究有关的岩土工程问题，并作出评价结论。 (4)对场地内建筑总平面布置、各类岩土工程设计、岩土体加固处理、不良地质现象整治等具体方案作出论证和建议。 (5)预测工程施工和运行过程中对地质环境和周围建筑物的影响，并提出保护措施的建议。

第一章 岩土工程勘察基本技术要求

1.1 岩土工程勘察的分级
岩土工程勘察的等级，是由工程安全等级、场地和地基的复杂程度三项因素决定的。首先应分别对三项因素进行分级，在此基础上进行综合分析，以确定岩土工程勘察的等级划分。(P7 表1-5)
四、岩土工程勘察等级
1.2 岩土工程勘察的阶段
《岩土工程勘察规范》明确规定勘察工作划分为规划勘察、初步勘察、详细勘察和施工图勘察四个阶段。
1） 规划勘察：可行性研究勘察也称为选址勘察，其目的是要强调在可行性研究时勘察工作的重要性，特别是对一些重大工程更为重要。
2） 初步勘察：初步勘察的目的，是密切结合工程初步设计的要求，提出岩土工程方案设计和论证。
3）详细勘察：详细勘察的目的，是对岩土工程设计、岩土体处理与加固、不良地质现象的防治工程进行计算与评价，以满足施工图设计的要求。
4）施工勘察：对工程地质条件复杂或有特殊施工要求的重要工程，还需要进行施工勘察。
1.3 岩土工程勘察的方法
岩土工程勘察的方法或技术手段，有以下几种：
(1)工程地质测绘；
(2)勘探与取样；
(3)原位测试与室内试验；
(4)现场检验与监测。
工程地质测绘是岩土工程勘察的基础工作，一般在勘察的初期阶段进行。这一方法的本质是运用地质、工程地质理论，对地面的地质现象进行观察和描述，分析其性质和规律，并藉以推断地下地质情况，为勘探、测试工作等其他勘察方法提供依据。
勘探工作包括物探、钻探和坑探等各种方法。它是被用来调查地下地质情况的；并且可利用勘探工程取样进行原位测试和监测。
原位测试与室内试验的主要目的，是为岩土工程问题分析评价提供所需的技术参数，包括岩土的物性指标、强度参数、固结变形特性参数、渗透性参数和应力、应变时间关系的参数等。
现场检验与监测的主要目的在于保证工程质量和安全，提高工程效益。
随着科学技术的飞速发展，在岩土工程勘察领域中不断引进高新技术。例如， “3S”技术的引进；勘探工作中地质雷达和地球物理层析成像技术(CT)的应用等。

第二章 工程地质测绘
2.1.有关工程地念质测绘的基本概
工程地质测绘是运用地质、工程地质理论，对与工程建设有关的各种地质现象进行观察和描述，初步查明拟建场地或各建筑地段的工程地质条件。
根据研究内容的不同，工程地质测绘可分为综合性测绘和专门性测绘两种。
2.2.工程地质测绘的范围、比例尺和精度
2.2.1工程地质测绘范围的确定 ：影响工程地质测绘范围因素有：
(1)拟建建筑物的类型和规模 (2)设计阶段 (3)工程地质条件的复杂程度和研究程度
一般情况是：工程地质条件愈复杂，研究程度愈差，工程地质测绘范围就愈大。
工程地质条件复杂程度包含两种情况：一种情况是在场地内工程地质条件非常复杂。另一种情况是场地内工程地质条件比较简单，但场地附近有危及建筑物安全的不良地质现象存在。
2.2.2工程地质测绘比例尺的选择： 工程地质测绘的比例尺大小主要取决于设计要求。
根据国际惯例和我国各勘察部门的经验，工程地质测绘比例尺一般规定为：
(1)可行性研究勘察阶段1∶50 000~1∶5 000,属小、中比例尺测绘；
(2)初步勘察阶段1∶10 000~1∶2 000,属中、大比例尺测绘；
(3)详细勘察阶段1∶2 000~1∶200或更大，属大比例尺测绘。
2.3工程地质测绘的研究内容：
①地层岩性
②地质构造
③地貌
④水文地质
⑤不良地质现象
⑥已有建筑物的调查
⑦人类活动对场地稳定性的影响
对节理、裂隙应重点研究以下三个方面：①节理、裂隙的产状、延展性、穿切性和张开性；②节理、裂隙面的形态、起伏差、粗糙度、充填胶结物的成分和性质等；③节理、裂隙的密度或频度。
第三章 勘探与取样
3.1勘探的任务、特点和手段
一、岩土工程勘探的任务
1.详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。
2.研究水文地质条件。
3.研究地貌和不良地质现象。
4.取样及提供野外试验条件。
5.提供检验与监测的条件。
6.其他。如进行孔中摄影及孔中电视，喷锚支护灌浆处理钻孔，基坑施工降水钻孔，灌注桩钻孔，施工廊道和导坑等。

三、岩土工程勘探的手段
岩土工程勘探常用的手段有钻探工程、坑探工程及地球物理勘探三类。
3.2钻探工程
与一般的矿产资源钻探相比，岩土工程钻探有如下特点：
(1)钻探工程的布置，不仅要考虑自然地质条件，还需结合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。
(2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外，孔深一般十余米至数十米，所以经常采用小型、轻便的钻机。
(3)钻孔多具综合目的，除了查明地质条件外，还要取样、作原位测试和监测等；有些原位测试往往与钻进同步进行，所以不能盲目追求进尺。
(4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面，均有特殊的要求。
三、我国岩土工程钻探常用的钻探方法和设备
我国岩土工程勘探采用的钻探方法有冲击钻探、回转钻探和振动钻探等；
按动力来源又将它们分为人力的和机械的两种。机械回转钻探的钻进效率高，孔深大，又能采取岩心，所以在岩土工程钻探中使用最广泛。
1质量指标（RQD）是指在钻取的岩芯中，只选取大于10cm的柱状岩心长度与本回次进尺的百分比。
2 岩心获得率是指比较完整的岩心长度与本回次进尺的百分比。
目前我国岩土工程勘探中采用的钻进方法、主要钻具及其适用条件和优缺点见表P27 图3-1
五、（一)勘探工作布置的一般原则
(1)勘探工作应在工程地质测绘基础上进行。
(2)无论是勘探的总体布置还是单个勘探点的设计，都要考虑综合利用。
(3)勘探布置应与勘察阶段相适应。
(4)勘探布置应随建筑物的类型和规模而异。
(5)勘探布置应考虑地质、地貌、水文地质等条件。
(6)在勘探线、网中的各勘探点，应视具体条件选择不同的勘探手段，以便互相配合，取长补短，有机地联系起来。
(三)勘探坑孔深度的确定
作勘探设计时，有些建筑物可依据其设计标高来确定坑孔深度。
确定勘探坑孔深度的含义包括两个方面：一是确定坑孔深度的依据；二是施工时终止坑孔的标志。
一、土样的质量等级
土样的质量实质上是土样的扰动问题。
有的学者从实用观点出发，提出对“不扰动土样”或“原状土样”的基本质量要求是：
(1)没有结构扰动。(2)没有含水率和孔隙比的变化。3)没有物理成分和化学成分的改变。
第四章 土体原位测试
4.1 概 述
土体原位测试一般是指在岩土工程勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质及划分土层的一种土工勘测技术。
4.1.1土体原位测试的优缺点
优点： (1) 可在拟建工程场地进行测试，毋需取样，避免了因钻探取样所带来的一系列困难和问题，如原状样扰动问题等。(2) 原位测试所涉及的土尺寸较室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构(如裂隙等)对土的性质的影响。
缺点：(1) 土体原位测试技术的发展历史较短，对测试机理及应用的研究都有待于进一步深入。 (2) 由于现场土体边界条件不易控制及其复杂性，使所测成果和数据与土的工程性质指标等对比时，目前仍主要是建立在大量统计的经验关系之上。
4.1.2 土体原位测试技术的种类
土体原位测试可以归纳为下列两类：
(1)土层剖面测试法。它主要包括静力触探、动力触探、扁铲松胀仪试验及波速法等。
(2)专门测试法。它主要包括载荷试验、旁压试验、标准贯入实验、抽水和注水试验、十字板剪切试验等。
三、静力触探试验成果应用
静力触探成果应用很广，主要可归纳为以下几方面:
(1)划分土层；
(2)求取各土层工程性质指标；
(3)确定桩基参数。确定桩端持力层及单桩承载力，是由于静力触探机理与沉桩相似。
4.4 动力触探试验
4.4.1 动力触探试验的特点和种类
动力触探试验(英文缩写DPT)是利用一定的锤击动能，将一定规格的探头打入土中，根据每打入土中一定深度的锤击数(或以能量表示)来判定土的性质，并对土进行粗略的力学分层的一种原位测试方法。
4.4.3 标准贯入试验
一、标准贯入试验的特点和设备
标准贯入试验简称标贯(英文缩写SPT)，是动力触探测试方法最常用的一种，其设备规格和测试程序在世界上已趋于统一。它和圆锥动力触探测试的区别，主要是探头不同。标贯探头是空心圆柱形的，常称标准贯入器.
在测试方法上也不同，标贯是间断贯入，每次测试只能按要求贯入0.45m，只计贯入0.30m的锤击数N，称标贯击数N，N没有下标，以与圆锥贯入锤击数相区别。
圆锥动力触探是连续贯入，连续分段计锤击数的。
标贯的穿心锤质量为63.5kg，自由落距76m。其动力设备要有钻机配合。
根据动力触探确定地基土承载力是一种快速简便的方法。
4.5 旁压试验
4.5.1 旁压试验原理和特点
旁压试验(英文缩写PMT)也是岩土工程勘察中的一种常用的原位测试技术，实质上是一种利用钻孔作的原位横向载荷试验。
原理是通过旁压器在竖直的孔内加压，使旁压膜膨胀，并由旁压膜(或护套)将压力传给周围土体(或软岩)，使土体(或软岩)产生变形直至破坏，并通过量测装置测出施加的压力和土变形之间的关系，然后绘制应力—应变(或钻孔体积增量、或径向位移)关系曲线。
可分为自钻式旁压仪和预钻式旁压试验
试验成果整理
旁压试验的主要成果是旁压p-S或p-V曲线，可从曲线上求出一些和土的性质有关的参数。
1) 数据校正
(1)压力校正 (2)测管水位下降值
2) 绘制p-S曲线
根据预钻式旁压p-S曲线的特征，可以求取三个特征值：
(1)静止侧压力p0 (2)临塑压力pf (3)极限压力pl
3）划分区域
（1）恢复区 （2）似弹性区 （3）塑性发展区
4.6 十字板剪切试验
4.6.1 十字板剪切试验的原理和特点
十字板剪切试验(英文缩写FVST)是用插入软粘土中的十字板头，以一定的速率旋转，在土层中形成圆柱形破坏面，测出土的抵抗力矩，然后换算成土的抗剪强度。
第五章 岩体原位测试
5.1概 述
岩体原位测试是在现场制备试件模拟工程作用对岩体施加外荷载，进而求取岩体力学参数的试验方法，是岩土工程勘察的重要手段之一。
5.2岩体变形试验
岩体变形参数测试方法有静力法和动力法两种。
承压板法：刚性承压板法、揉性承压板法
狭缝法：又称刻槽法
钻孔变形法：
5.2.1承压板法
承压板法又分为刚性承压板法和揉性承压板法，我国多采用刚性承压板法。
(一)基本原理：刚性承压板法是通过刚性承压板(其弹性模量大于岩体一个数量级以上)对半无限空间岩体表面施加压力并量测各级压力下岩体的变形；按弹性理论公式计算岩体变形参数的方法。该方法视岩体为均质、连续、各向同性的半无限弹性体；
5.2.2狭缝法
狭缝法又称刻槽法。一般是在巷道或试验平硐底板或侧壁岩面上进行。
狭缝法的优点是设备 轻便、安装较简单，对岩体扰动小，能适应于各种方向加压，且适合于各类坚硬完整岩体， 是目前工程上经常采用的方法之一。
它的缺点是假定条件与实际岩体有一定的出入，将导致 计算结果误差较大，且随测量位置不同而异。
5.2.3钻孔变形法
基本原理：钻孔变形法是利用钻孔膨胀计或压力计，对孔壁施加径向水压力(图5-8)，测记各级压力下的钻孔径向变形(U)。
（三） 岩体强度试验
直剪试验
单轴抗压试验
三轴抗压试验
5.3.1直剪试验
(一) 基本原理与方法
岩体原位直剪试验是岩体力学试验中常用的方法，它又可分为岩体本身、岩体沿结构面及岩体与混凝土接触面剪切三种。
每种试验又可细分为抗剪断试验、摩擦试验及抗切试验。
抗剪断试验是试件在一定的法向应力作用下沿某一剪切面剪切破坏的试验，所求得的强度为试体沿该剪切面的抗剪断强度；
摩擦试验是试件剪断后沿剪切面继续剪切的试验，所求得的强度为试件沿该剪切面的残余剪切强度；
抗切试验是法向应力为零时试件沿某一剪切面破坏的试验。
第六章 现场检验与监测
6.1现场检验与监测的意义和内容
现场检验与监测工作一般是在勘察和施工期进行的。
现场检验指的是在施工阶段对勘察成果的验证核查和施工质量的监控。
现场监测指的是在工程勘察、施工以至运营期间，对工程有影响的不良地质现象、岩土体性状和地下水等进行监测，其目的是为了工程的正常施工和运营，确保安全。
6.2地基基础的检验与监测
6.2.1天然地基的基槽检验与监测
当遇到下列情况之一时，应重点进行验槽：
(1)持力层的顶板标高有较大起伏变化。
(2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层。
(3)基础范围内存在局部异常土质或有坑穴、古井、老地基或古迹遗址。
(4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及废(古)河道、湖泊、沟谷等不良地质、地貌条件。
(5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工，基底土质可能受到影响。
(二) 现场监测
当重要建筑物基坑开挖较深或地基土层较软弱时，可根据需要布置监测工作。现场监测的内容有：
1、基坑底部回弹观测
2、建筑物基础沉降及各土层的分层沉降观测
3、地下水控制措施的效果及影响的监测
4、基坑支护系统工作状态的监测等。
后三项监(观)测内容将在以下各节中阐述，这里仅讨论基坑底部回弹观测问题。
6.3岩土体性质与状态的监测
6.3.1岩土体变形监测
1)边坡工程和滑坡的监测：
(1)地面位移监测
(2)岩土体内部变形和滑动面位置监测。
PS：多点位移计、钻孔测斜计、滑动测位计、管式应变计。
6.4 地下水的监测
6.4.1地下水监测的意义和条件
根据《规范》规定，大致有以下几种情况：①当地下水位的升降影响岩土体稳定，以致产生不良地质现象时；②当地下水位上升对构筑物产生浮托力或对地下室和地下构筑物的防潮、防水产生较大影响时；⑧当施工排水对工程有较大影响时；④当施工或环境条件改变造成的孔隙水压力、地下水压力的变化对岩土工程有较大影响时。
第七章 勘察成果整理
7.3反分析
7.3.1反分析的含义
通过工程实体试验或施工监测岩土体实际表现性状所取得的数据，反求某些岩土工程技术参数，并以此为依据验证设计计算、查验工程效果以及分析事故的技术原因。
反分析可分为非破坏性(无损的)反分析和破坏性(已损的)反分析两种情况。

第八章 斜坡场地
8.1 概 述
斜坡系指地壳表部一切具有侧向临空面的地质体，是地壳表层广泛分布的一种地貌形式。 一般可分为天然斜坡和人工边坡。斜坡具有不同的发展演化阶段，表现为多种变形破坏形式。 斜坡具有坡体、坡高、坡角、坡肩、坡面、坡脚、坡顶面和坡底面等各项要素。
8.2 斜坡中的应力分布特征和斜坡变形破坏类型
8.2.2斜坡变形破坏类型
(一)斜坡变形： 1)拉裂 2)蠕滑 3)弯折倾倒
拉裂：在斜坡岩土体内拉应力集中部位或者张力带内，形成的张裂隙变形型式。
蠕滑：斜坡岩土体沿局部滑移面向临空方向的缓慢剪切变形。
弯折倾倒：由陡倾板状岩石组成的斜坡，当走向与坡面平行时，在重力作用下所发生的向临空方向同步弯曲的现象。
(二)斜坡破坏：斜坡破坏的形式主要为崩塌和滑坡 1)崩塌 2)滑坡
8.3 崩 塌：斜坡岩土体被陡倾的拉裂面破坏分割，突然脱离母体而快速位移、翻滚、跳跃和坠落下来，堆于崖下，即为崩塌。
8.3.1崩塌的形成条件
1）岩性：A 在厚层坚硬脆性岩体中 B 近于水平状产出的软硬相间岩层组成的陡坡
2）构造节理和成岩节理 3）地形 4）风化作用 5）冰劈作用
在上述诸条件制约下，崩塌的发生还与短时的裂隙水压力、采矿以及地震或爆破震动等触发
8.4 滑 坡：斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移现象，极为滑坡。
8.4.1滑坡的形态要素：滑坡体、滑坡床和滑动面（带）是最主要的，还有滑坡周界、滑坡壁、滑坡裂隙、滑坡台阶、滑坡舌。
8.4.2滑坡分类
(一)按滑面与岩层层面关系分类
可分为无层(均质)滑坡、顺层滑坡和切层滑坡三类
(二)按滑坡始滑部位分类
可分为推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡和平移式滑坡
(三)按岩土类型
可分为基岩滑坡和土体滑坡两大类
我国铁道部门分为堆积层滑坡、黄土滑坡、粘土滑坡和基岩滑坡等四类。
8.5斜坡场地稳定性的影响因素
影响作用如下：
一是影响斜坡岩土体的强度，如岩性、岩体结构、风化和水对岩土体的软化作用等。
二是影响斜坡的形状，如地形、河流冲刷、人工开挖等。
三是影响斜坡体的应力分布 ，如地震、地下水压力、堆载等。它们的作用表现为增大下滑力而降低抗滑力，促使斜坡场地向不稳定方向转化。
两大类：（一）主导因素，长期作用：岩土体类型与性质、地质构造和颜体结构、风化作用、地下水作用。（二）触发因素，临时作用：地震、洪水、暴雨、人工爆破、堆载。
①岩土类型与性质
主要影响因素有： ②岩体结构与地质构造
③地形地貌条件
④水的作用
⑤地 震

一、岩土类型与性质：
易滑地层是根本因素。
二、岩体结构与地质构造：
按软弱面与斜坡临空面的关系可分不以下情况：
(1)平迭坡 （2）逆向坡 (3)横交坡 (4)斜交坡 (5)顺向坡
三、地形地貌条件
四、水的作用
主要有软化作用、冲刷作用、静水压力和动水压力作用等。
五、 地 震
8.6斜坡场地稳定性评价方法
斜坡稳定性评价方法有自然历史分析法、力学计算法、图解法和工程地质类比法。
8.6.1自然历史分析法
自然历史分析法是一种定性评价的方法。主要通过研究斜坡形成的地质历史和所处的自然地理及地质环境、斜坡的地貌和地质结构、发展演化阶段及变形破坏形迹，来分析主要的和次要的影响因素，从而对斜坡稳定性作出初步评价。
8.6.2力学计算法
力学计算法是一种定量评价的方法，数值模拟和刚体极限平衡法是常用的方法。
1)滑坡推力计算法
此法适用于滑动面不规则的滑坡稳定性验算。不考虑条块两侧力的作用。
2)Sarma法
该法的基本思路是：除非边坡岩土体是沿一个理想的平面或圆弧面滑动，才可以作为一个完整的刚体运动。否则，岩土体必须先破裂成多块可相对滑动的块体，才可能滑动。亦即在滑体内部要发生剪切破坏。
8.6.3图解法
图解法是一种定性的或半定量的评价方法。一般采用图表计算法和图解分析法。
基本原理一般都是根据斜坡所处的条件，先确定某一无因次量，并绘制不同坡角情况下无因次量与稳定系数关系曲线图，或不同稳定系数情况下的无因次量与坡角关系曲线图。直接从关系曲线上查得稳定系数。
图解分析法以赤平极射投影为基础，通过对斜坡岩体结构面的大量调查统计，掌握优势软弱结构面的产状特征，据以分析它们对斜坡稳定性的影响。
8.6.4工程地质类比法
类比法就是将所要研究的斜坡或拟设计的人工边坡与已研究过的斜坡或人工边坡进行类比，以评价其稳定性或确定其坡脚或坡高。
8.7 斜坡变形破坏的防治
斜坡变形破坏的防治应贯彻“以防为主，及时治理”的原则。
防治斜坡变形破坏的措施有以下几类：
①支挡工程
②排 水
③减荷和反压
④其他措施
一、支挡工程
常用的措施有锚固、挡墙、抗滑桩、锚杆挡墙和支撑等
锚固：进行锚固设计时，要做锚固力和单根锚杆（索）抗拔力的验算，在同时满足抵抗变形体对锚杆（索）系统产生总剪切力和总拉力的前提下，布置锚杆（索）。
锚杆间距一般不小于1.5—2.0m，间距过小会导致“群锚效应”。
抗滑桩的优点：1、设桩位置灵活2、每根桩工程量不大3、不影响行车和正常生产
4、桩孔一孔多用
二、排 水
排水包括排除地表水和地下水
三、减荷和反压
1上部减荷 2下部反压 3减荷与反压相结合
四、其他措施
其他措施包括护坡、改善岩土性质（离子土固化剂）、防御绕避等
第十章 岩溶场地
10.1概述
岩溶场地可能发生的岩土工程问题：
1、 地基主要受压层范围内，若有溶洞、暗河等存在，在附加荷载或振动作用下，溶洞顶板坍塌引起地基突然陷落。
2、 地基主要受压层范围内，下部基岩面起伏较大，上部又有软弱土体分布时，引起地基不均匀下沉。
3、 覆盖性岩溶区由于地下水活动产生的土洞，逐渐发展导致地表塌陷，造成对场地和地基稳定的影响。
4、 在岩溶岩体中开挖地下洞室时，突然发生大量涌水及洞穴泥石流灾害。
10.4土洞和地面塌陷
成因机制：1、潜蚀机制2、真空吸蚀机制3、气爆机制（P182）
10.5岩溶岩土工程评价
10.5.1岩溶地基类型
根据碳酸盐岩出露条件及其对地基稳定性的影响，可将岩溶地基划分为裸露型、覆盖型、掩埋型三种，而最为重要的是前两种。
1)裸露型：缺少植被和土层覆盖，碳酸盐岩裸露于地表或其上仅有很薄覆土。它又可分为石芽地基和溶洞地基两种
2)覆盖型：碳酸盐岩之上覆盖层厚数米至数十米(一般小于30m)。这类土体可以是各种成因类型的松软土，如风成黄土、冲洪积砂卵石类土以及我国南方岩溶地区普遍发育的残坡积红粘土。覆盖型岩溶地基存在的主要岩土工程问题是地面塌陷，对这类地基稳定性的评价需要同时考虑上部建筑荷载与土洞的共同作用。
10.5.3岩溶地基稳定性半定量评价
1)裸露型溶洞地基：
(1)荷载传递交汇法：在剖面上从基础边缘按30°～45°扩散角向下作应力传递，若溶洞位于该传递所确定的应力扩散范围以外时，即认为洞体不会危及建筑物的安全
(2)溶洞顶板坍塌堵塞法：当碳酸盐岩体浅部有隐伏溶洞发育时，溶洞顶板安全厚度可用此法确定。方法的基本原理是：溶洞顶板岩体塌落后体积发生松胀，当塌落向上发展到一定高度后，洞体可被松胀的坍塌体自行堵塞，此时可以认为溶洞顶板已稳定。此法的前提条件是溶洞内无地下水搬运。
(3) 结构力学近似计算法：根据溶洞顶板岩体的实际状况，按假定的梁或板的受力条件，验算所需的安全厚度。可有弯矩和剪力两种概念计算。
(4) 塌落拱理论分析法：假定岩体为一均匀介质，溶洞顶板岩体自然塌落最后呈一平衡拱，拱上部的岩体自重及外荷载由该平衡拱承担(图10－7)。

2)覆盖型岩溶地基：对这类地基稳定性的评价，需要同时考虑上部建筑物和土洞的共同作用。对于特定的建筑物荷载，处于极限状态的上覆土层厚度Hk为(图10-8)： Ｈk＝h+z+D式中：h——土洞的高度；D——基础砌置深度；z——基础底板以下建筑荷载的有效影响深度。
10.7岩溶场地勘察要点
10.7.1勘察的目的和要求
在岩溶场地勘察过程中，应查明与场地选择和地基稳定评价有关的基本问题是：
(1)各类岩溶的位置、高程、尺寸、形状、延伸方向、顶板与底部状况、围岩(土)及洞内堆填物性状、塌落的形成时间与因素等。
(2)岩溶发育与地层的岩性、结构、厚度及不同岩性组合的关系，结合各层位上岩溶形态与分布数量的调查统计，划分出不同的岩溶岩组。
(3)岩溶形态分布、发育强度与所处的地质构造部位、褶皱形式、地层产状、断裂等结构面及其属性的关系。
(4)岩溶发育与当地地貌发展史、所处的地貌部位、水文网及相对高程的关系。划分出岩溶微地貌类型及水平与垂向分带。阐明不同地貌单位上岩溶发育特征及强度差异性。
(5)岩溶水出水点的类型、位置、标高、所在的岩溶岩组、季节动态、连通条件及其与地面水体的关系。阐明岩溶水环境、动力条件、消水与涌水状况、水质与污染。
(6)土洞及各类地面变形的成因、形态规律、分布密度与土层厚度、下伏基岩岩溶特征、地表水和地下水动态及人为因素的关系。结合已有资料，划分出土洞与地面变形的类型及发育程度区段。
(7)在场地及其附近有已(拟)建人工降水工程，应着重了解降水的各项水文地质参数及空间与时间的动态。据此预测地表塌陷的位置与水位降深、地下水流向以及塌陷区在降落漏斗中的位置及其间的关系。
(8)土洞史的调查访问、已有建筑使用情况、设计施工经验、地基处理的技术经济指标与效果等。

第十二章 房屋建筑与构筑物
12.1概 述
在房屋建筑与构筑物中，常遇到的几种岩土工程问题
1)区域稳定性问题
2)斜坡稳定性问题
3)地基稳定性问题
4)建筑物的配置问题
5)地下水的侵蚀性问题
6)地基的施工条件问题
12.2地基承载力确定
地基承载力是指同时满足地基土的强度条件和变形条件地基的承载能力。
地基承载力分基本值、标准值和设计值三个值。
12.4桩基岩土工程问题分析：
1、桩基类型及持力层的选择
2、单桩承载力的确定
3、群桩承载力与群桩沉降验算
4、桩的负摩擦力

一、桩基类型及持力层的选择
桩基持力层宜选择层位稳定的硬塑～坚硬状态的低压缩性粘性土和粉土层，中密以上的砂土与碎石层，微、中风化的基岩；第四系土层作为桩端持力层其厚度宜超过6～10倍桩身直径或桩身宽度；扩底墩的持力层厚度宜超过2倍墩底直径；如果持力层下卧软弱地层时，应从持力层的整体强度及变形要求考虑，保证持力层有足够厚度。此外，对于预制打入桩来说，还应考虑桩能顺利穿过持力层以上各地层的可能性。
二、单桩承载力的确定
据土对桩的支承力确定单桩承载力的方法，主要有静荷载(桩载)试验与静力分析(半经验公式计算)两种方法。
三、群桩承载力与群桩沉降验算
当桩中心距小于或等于6倍桩径且桩数超过9根(含9根)时，可将桩和土作为假想的实体基础，此时桩台、桩和桩间土形成一个整体，在上部荷载作用下一起下沉，这便是群桩作用。
(一)群桩承载力验算
群桩承载力验算是指验算实体基础底面(桩端平面处)的地基承载力是否满足。
(二)群桩沉降验算
群桩沉降验算时，同样将群桩作为实体基础，所计算的桩基变形值应满足建筑物桩基变形允许值的规定，建筑物桩基变形允许值如无当地经验时可按表12-19中的规定采用。
四、桩的负摩擦力
桩的负摩擦(阻)力是因为桩周围土层的下沉(地面沉降)对桩产生方向向下的摩阻力。
产生负摩擦力的原因主要有：
①欠固结软粘土或新填土的自重固结；
②大面积堆载使桩周土层下沉；
③正常固结软粘土地区地下水位全面下降，有效应力增加引起土层下沉；
④湿陷性黄土湿陷引起沉降。
PS：当桩穿过15cm以上较厚软土层，且地面下沉速率超过每年2cm时，或桩端支承在岩层、砂砾岩等硬层上时，所产生的负摩擦力可能较大。
12.5 深基坑开挖的岩土工程问题：
1、基坑支护及其土压力基坑支护及其土压力
2、基坑稳定性分析
3、地下水控制
(一)基坑支护
基坑支护工程的作用主要有：①节约施工空间(不放坡开挖)；②保护相邻部位已有构筑物与地下设施的安全；③减小基底隆起；④利用支护结构进行地下水控制；⑤利用支护结构作为永久性结构的一部分等
支护系统一般由挡土结构与支撑系统组成。
挡土结构系指支护系统中，直接与被支护的岩土体接触并承受土、水压力的结构。
常见的挡土结构类型有：
骨架式结构　连续式结构　半连续式结构
支撑系统按支撑的位置，可分为两类
内支撑系统　外支撑系统
在挡土结构与支撑构件之间，常有腰梁连接，其作用是传递支撑力，并将挡土结构与支撑系统连成整体。

第十四章 道路和桥梁
14.1 路(路基)岩土工程勘察
(二)路基主要工程地质问题
道路路基包括路堤、路堑和半路堤、半路堑式等。
路基的主要工程地质问题是：
1)路基边坡稳定性问题 ； 2)路基基底稳定性问题 ；
3)道路冻害问题 ； 4)天然建筑材料问题。
1）路基边坡稳定性:
路基边坡包括：1.天然边坡2.旁山路线的半填半挖路基边坡3.深路堑人工边坡
岩质边坡的变形主要决定于岩体中各种软弱结构面的性状极其组合关系，它对边坡的变形起着控制作用。不稳定边坡的治理原则“以防为主，及时治理”，其措施：1.修筑锚杆挡墙、成排设置抗滑桩、抗滑明硐等支挡性建筑2.小的全部消除，大的就上部削方、下部填方3.修筑天沟、侧沟、盲沟、支撑渗沟，排水4.抹灰浆，种植，减少风化、冲刷作用5.掺砂翻夯、硅化法、焙烧法，改良土。
三、道路岩土工程勘察
(一)道路岩土工程勘察的工作内容
1)路线岩土工程勘察
2)特殊地质、不良地质地区(地段)的岩土工程勘察
3)路基路面岩土工程勘察
4)桥渡岩土工程勘察
5)隧道岩土工程勘察
6)筑路材料勘察
(二)道路岩土工程勘察的主要方法
1、研究既有资料
2、调查与测绘
3、勘探
4、试验与监测等几方面。
（1)研究既有资料
收集的资料一般应包括以下几个方面的内容：
(1)区域地质资料；
(2)地形、地貌资料；
(3)区域水文地质资料；
(4)物理地质作用和现象；
(5)地震资料；
(6)气象资料；
(7)其他有关资料(如气候、水文、植被、土壤等)
(8)工程经验
主要参考书
1、中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001），2002年1月10日发布，2002年3月1日实施。中国建筑工业出版社，2002 北京。
3、《岩土工程勘察》（李智毅、唐辉明）。中国地质大学出版社。
4、《岩土工程勘察设计手册》（林宗元主编）。辽宁科学技术出版社，1996。