设计人员如何阅读地质报告.doc

综合分析地质报告 恰当选择地基基础 岩土工程勘察报告书是勘察工作的文字成果，它的目的性很明确，就是通过各种勘察手段（如现场钻探、原位测试、室内土工试验等）获取建筑场地岩土层的分布规律和物理力学性质指标，通过归纳、整理、分析研究，为地基的设计、整治、利用提供具有一定可靠程度的计算依据。除此之外，勘察报告还是基础施工的参考资料和编制基础工程预决算的依据之一。对于设计师而言，全面掌握勘察报告中所包含的工程地质信息，仔细研究报告中为解决岩土工程问题所提出的合理建议，正确选择地基和基础的形式，是非常必要的，这往往对建筑物的安全、功能和造价有很大影响。对基础施工人员来说，勘察成果对合理选择和使用施工机具，预测并解决施工中可能碰到的问题，也具有极大的参考价值。这在一方面对岩土工程勘察提出了更高的技术要求，因为勘察的目的已不仅仅是提供地质资料，而要更多地涉及场地地基岩土体的整治、改造和利用的分析论证；另一方面也要求设计工程师具备岩土工程学科的广泛的背景知识，以应对变化复杂的地质条件。结构工程师和岩土工程师比以往任何时候都需要更多的沟通和合作。 一、地质报告的主要内容 岩土工程勘察报告的内容，应根据任务要求、勘察阶段、地质条件、工程特点等情况确定。鉴于岩土工程勘察的类型、规模各不相同，目的、要求、工程特点和自然地质条件等差别很大，因此以下只提出一般岩土工程勘察报告的基本内容。 1、工程概况本项内容主要由建设方和设计方提供，包括建筑总平面图、场地高程及座标引测点、建筑物的性质、规模、层数、荷载、结构特征（开间、柱间距等），拟采用的基础型式、埋深等；按岩土规范，本条为强制性条款，是开展勘察工作的前提，但由于开展勘察工作时往往有一些资料是不确定的，特别是需要设计方提供的资料如荷载、柱间距等此时往往不够准确，使得勘察报告中基础方案评价部分针对性不强。 2、勘察的目的、技术要求及依据的技术标准其中技术要求有时由设计方提出，设计人员提技术要求时一定要有针对性，把你需要的特殊的要求提出来，比如抗浮设计水位、土的动力性质参数等。但一般的项目均可按照岩土规范的通常要求进行。 3、勘察方法和勘察工作量勘察工作量的布置和上部结构条件、荷载、基础埋深以及场地地层条件密切相关，是整个勘察工作成功的前提。 4、场地的地形、地貌、地层结构、地层纵横向展布情况、地质构造本条合起来称为场地工程地质条件，属场地及地层的基本资料。地层分层的原则土层按地质时代、成因类型、岩性、状态和物理力学性质划分；岩层按岩性、风化程度、物理力学性质划分。厚度小、分布局限的可作夹层处理,厚度小而反复出现可作互层处理。对每一层岩土,要叙述如下的内容 ①分布通常有“普遍”、“较普遍”、“广泛”、“较广泛”、“局限”、“仅见于”等用语。对于分布较普遍和较广泛的层位,要说明缺失的孔段；对于分布局限的层位,则要说明其分布的孔段。 ②埋藏条件包括层顶埋藏深度、标高、地层厚度。如场地较大,分层埋深和厚度变化较大,则应指出埋深和厚度最大、最小的孔段。 ③岩性和状态土层,要叙述颜色、成分、饱和度、稠度、密实度、分选性等；岩层,要叙述颜色、矿物成分、结构、构造、节理裂隙发育情况、风化程度、岩心完整程度；裂隙的发育情况,要描述裂隙的产状、密度、张闭性质、充填情况；关于岩芯的完整程度,除区分完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎外,还应描述岩芯的形状,即区分出长柱状、短柱状、饼状、碎块状等。 5、各项岩土性质指标，岩土的强度参数、变形参数、地基承载力本条内容是整个地质报告最关键的部分，是设计人员直接使用的基本数据，也是设计人员最关心的部分。每一物理力学指标,应有区间值、一般值、平均值,最好还有最小平均值、最大平均值,以便设计部门选用。 6、场地水文地质条件主要包括地下水类型,含水层分布状况、埋深、岩性、厚度,静止水位、降深、涌水量、地下水流向、水力坡度；含水层间和含水层与附近地表水体的水力联系；地下水的补给和排泄条件,水位季节变化,含水层渗透系数,以及地下水对混凝土的腐蚀性等。对于小场地或水文地质条件简单的勘察场地,论述的内容可以简化。有的内容,如水位季节变化,并非在较短的工程勘察期间能够查明,可通过调查访问和搜集区域水文资料获得。地下水对混凝土的腐蚀性,要结合场地的地质环境,根据水质分析资料判定。应列出据以判定的主要水质指标,即ｐＨ、ＨＣＯ-3、ＳＯ2-4、侵蚀ＣＯ2的分析结果。 7、不良地质作用以及对工程不利的不良地质现象主要有岩溶、滑坡、崩塌、泥石流、地面沉陷、采空区、以及对工程不利的地下掩埋物等，这些在勘察现场必须查清，并在勘察报告中详加论述。场地稳定性评价主要是选址和初勘阶段的任务，但详勘报告中也有论述。主要包括以下几个方面内容 1场地所处的地质构造部位,有无活动断层通过,附近有无发震断层； 2地震基本烈度,地震动峰值加速度； 3场地所在地貌部位,地形平缓程度,是否临江河湖海,或临近陡崖深谷； 4场地及其附近有无不良地质作用,其发展趋势如何。 5地层产状,节理裂隙产状,地基土中有无软弱层或可液化砂土； 6地下水对基础有无不良影响。报告对场地稳定性作出评价的同时,应对不良地质作用的防治,增强建筑物稳定性方面的措施提供建议，同时给出场地建筑的适宜性结论。 8、结论及建议 该部分是勘察报告的精华,它不是前文已论述的重复归纳,而是简明扼要的评价和建议。一般包括以下几点 1对场地条件和地基岩土条件的评价。 2结合建筑物的类型及荷载要求,论述各层地基岩土作为基础持力层的可能性和适宜性。 3选择持力层,建议基础形式和埋深。若采用桩基础,建议桩型、桩径、桩长、桩周土摩擦力和桩端土承载力标准值。 4地下水对基础施工的影响和防护措施。 5基础施工中应注意的有关问题。 6建筑场地的地震地质情况。 7其它需要专门说明的问题。 以上8条是一份合格的岩土工程勘察报告必须包括的内容，在岩土工程勘察规范中属强制性条文，也是设计人员应该关注的内容。 当然地质报告的内容不仅仅是以上各条，它还包括分析评价的部分，比如对岩土的利用、整治和改造的方案建议、对基础方案的分析评价、对基坑开挖、降水、支护的分析评价、对工程施工的方案建议等等，该部分的内容可以衡量出一份地质报告的水平，高水平的地质报告他给出的各种方案建议是经济合理的，具有施工可行性，设计人员可以拿来直接使用，但水平不高的地质报告他给出的各种方案建议就不一定合适，如果设计人员按照这样的基础方案进行设计就可能出现这样那样的问题。因此地质报告中各种分析评价的内容不应成为设计人员关注的重点。 二、结构设计人员如何阅读地质报告 1、如何阅读工程概况部分 当我们拿到一份地质报告的时候，首先要看的就是报告中对工程概况的介绍，前面已经说过，勘察人员在进行勘察的时候，有些资料是不够准确或者是缺乏的，而在进行设计的时候，所有的条件基本已经确定，这时候我们就可以看地质报告中关于工程概况的叙述和实际情况是否相符，特别是一些重要条件如建筑物层数、结构型式、基础埋深、荷载等，如有不相符的地方，则有可能导致整份地质报告满足不了设计的要求，或者基础方案的分析评价没有参考价值。 2、如何阅读勘察工作量部分 勘察工作量一般包括两部分内容勘察方案和针对此方案选择的勘察方法。勘察方案主要包括勘探点的位置、间距、孔深以及类型等。对于一个设计人员来说，要判断出一份勘察报告的方案布置是否合理是一件很难的事，怎么办呢这里给大家说一个简单的判断方法我们的民用项目绝大部分在河南，大多数在郑州，这时候只要看勘察报告中地基复杂程度等级的判定是否正确，基本可以断定勘察方案是否合理。在河南省内，绝大部分地区的地基复杂程度等级为乙级，只有在河南西部自重湿陷性场地、三级非自重湿陷性场地以及驻马店地区的膨胀土场地地基复杂程度等级为甲级，整个河南地区几乎不存在丙级复杂地基，而郑州地区的地基复杂程度等级几乎全部是乙级。甲级的勘探点间距不大于15.0m，乙级的勘探点间距不大于30.0m。孔深的要求是天然地基满足沉降计算的要求即可，对于复合地基及桩基，一般孔深达到桩端下3.0m5.0m，控制孔深满足沉降计算的要求。 3、如何阅读场地工程地质条件部分 该部分包括地形地貌和地层描述两部分内容，该部分内容很容易读懂，阅读时重点关注地层描述中有无异常情况，如新近堆积土的厚度、墓穴、人工填土、污染土等对工程不利的影响因素。另外还应关注场地地貌单元，因为地貌和地层结构、沉积年代、力学性质、不良地质作用等密切相关。比如郑州市的地貌单元有两种黄河阶地（包括一级及二级）和黄河冲积平原。阶地地貌大致位于京广铁路线以西，地层条件较好，地下水位较深，大部分地区地表覆盖有黄土状粉土，场地属一级非自重湿陷性场地；冲积平原地貌位于郑州东部和北部，地表覆盖有黄河新近沉积的粉土，地层条件较差。下面给大家附了一幅地层剖面图。另外，在郑州老城区地表覆盖有3.0-5.0m的老填土，在经济开发区地表覆盖有5.0m左右的风积砂。 4、如何阅读各种岩土参数的统计计算部分 该部分内容主要由统计表格组成，视试验内容的不同主要的统计表有物理力学性质指标统计表、三轴试验c、φ值统计表、高压固结试验统计表、渗透实验结果统计表、粘粒含量统计表、标贯试验结果统计表、静力触探结果统计表等。这些表格大部分都是供设计师使用的，其数值的精度直接影响设计结果。事实上，地质体中的某些性质的确是测不准的，它只能是一个区间值，因为地质体中每一点的性质都可能是变化的。地质参数精确到某一个具体数值的时候，千万不要把它当成是绝对准确的。但是离散性太大或者样本数太小的统计数值其精确度较低，甚至出现错误。怎样阅读并正确使用这些表格呢 1正常情况下，如果样本数满足每一工程地质单元6个以上的要求，且变异性较小，则正常使用极限状态设计所采用的参数一般是平均值，承载能力极限状态所用的参数如c、φ值则采用标准值； 2当参数的变异性较大（如变异系数大于0.25）或统计样本数较小时，平均值的代表性较差，为安全起见，可以采用最小平均值或最大平均值； 3夹层、透镜体、岩性不一致的样本（互层除外）不应参加主层的统计。如果统计表中这种样本未剔除，则应通知勘探单位重新统计； 下面给大家附一张统计表。 各土层物理力学性质指标统计表 土 层 编 号 土 名 统 计 值 含 水 量 天然 容重 比 重 孔 隙 比 饱 和 度 液 限 塑 限 液性 指数 塑性 指数 内 聚 力 内摩 擦角 w r Gs e Sr wL wp IL Ip c f g/cm3 KPa 度 ƒ 粉土 统计频数n 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 最大值max 25.7 24.4 2.71 0.697 100.0 29.5 19.7 0.94 11.8 26.0 23.0 最小值min 19.7 19.0 2.70 0.641 97.3 24.4 17.1 0.51 7.3 14.0 22.0 平均值m 23.4 21.2 2.71 0.663 99.1 26.4 18.2 0.76 8.2 15.0 22.4 变异系数d 0.10 0.20 0.00 0.037 0.01 0.08 0.06 0.15 0.13 0.05 0.02 „ 粉土 统计频数n 6 6 6 6 6 5 5 6 6 6 6 最大值max 25.6 23.2 2.70 0.641 100.0 24.3 17.1 0.85 9.2 15.0 24.5 最小值min 20.2 19.1 2.69 0.531 94.6 24.2 17.1 0.78 7.1 3.0 23.0 平均值m 23.3 20.5 2.70 0.613 98.4 24.25 17.1 0.81 8.4 11.7 23.7 变异系数d 0.07 0.25 0.00 0.08 0.02 0.15 0.09 0.39 0.03 2、 如何阅读水文地质条件部分 从目前的勘察报告来看,地下水这部分内容与现行岩土工程勘察规范要求相比,存在相当大的差距。现今大部分的勘察报告中,只表示勘察时的地下水标高、埋深。在工程设计中,对地下水的评价将对工程安全与造价产生极大影响,例如在地下室的设计中,地下水位是最重要的参数之一。建筑物合理使用年限一般为50年,因此勘察报告应提供历史最高水位及变化幅度、勘察期间地下水位及其变化幅度,并提出防水设计水位和抗浮设计水位等建议、地下水和地表水的联系等。 关于地下水的腐蚀性在郑州地区的西部及南部，潜水埋深介于10m40m之间，以棉纺厂为中心形成地下水的降落漏斗；在郑州东北部，上部潜水水位1m10m，下部承压水水位15m22m左右，水化学类型低矿化度重碳酸型水。一般来说，地下水对混凝土结构没有腐蚀性，上层潜水对钢筋混凝土结构中的钢筋具弱腐蚀性，两层地下水均对钢结构有弱腐蚀性。 6、 如何阅读地震地质条件部分 该部分内容较为简单，主要包括抗震设防烈度、建筑场地类别、设计基本地震加速度、建筑抗震地段划分等。在郑州地区，西部、南部、经济开发区等区域一般为II类场地，抗震地段划分属有利地段；东部、北部一般为III类场地，抗震地段一般属可进行建筑的一般地段，局部为建筑抗震不利地段。 7、 如何阅读不良地质作用部分 这涉及到区域稳定性和场地稳定性两个方面的问题。前者是指一个地区或区域的整体稳定，如有无新的、活动的构造断裂带通过。后者是指一个具体的工程建筑场地有无不良地质作用及其对场地稳定性的直接与潜在的危害，原则上采取区域稳定性和地基稳定性相结合的观点。对勘察中指明宜避开的危险场地，则不宜布置建筑物。对建筑场地可能发生的不良地质现象，如泥石流、滑坡、崩塌、岩溶、塌陷等，应查明其成因、类型、分布范围、发展趋势及危害程度，采取适当的整治措施。因此，勘察报告的综合分析首先是评价场地的稳定性和适宜性，然后才是地基土的承载力和变形问题。 在郑州市区，主要的不良地质作用是地面塌陷，分布在旧城区，如火车站德化街、二七纪念塔、人民路一带，多发生在雨季，在八十年代曾发生过几次事故，但近年来再未发生过。主要的不利掩埋物是古墓穴及人防工事，古墓穴主要分布在西区及老城区。 8、 如何阅读基础方案建议部分 1）持力层的选择 地基基础的设计必须满足地基承载力和基础沉降要求；基础的型式有深、浅之分，基础型式不同、持力层选择时侧重点不一样。 对浅基础（天然地基）而言，在满足地基稳定和变形要求的前提下，基础应尽量浅埋。如果上层土的地基承载力大于下层土时，尽量利用上层土作基础持力层。冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料，当均匀性和密实度较好、承载力能满足要求时，亦可利用作为持力层而不应一概予以挖除。如果荷载影响范围内的地层不均匀，有可能产生不均匀沉降时，应采取适当的防治措施，或加固处理，或调整上部荷载的大小。如果持力层承载力不能满足设计要求，则可采取适当的地基处理措施。这里给大家总结郑州地区两种特殊土层的的处理方法 （1） 湿陷性土层处理的核心问题是消除土体的湿陷性，处理的出发点是两个字换、挤。处理方法有换填、强夯、灰土或素土挤密桩等。 （2） 液化土层处理的核心问题是消除土体的液化，在郑州市的东部及北部，存在有轻微和中等液化的土层，处理的出发点是加密，处理方法有振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等。 对深基础而言，主要的问题是合理选择桩端持力层。一般地，桩端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层和粉土层，中密以上的砂土和碎石土层，中微风化的基岩。当以第四系松散沉积层作桩端持力层时，持力层的厚度宜超过6～l0倍桩身直径。此外，还应结合地层的分布情况和岩土层特征，考虑成桩时穿过持力层以上各地层的可能性。 值得注意的是地质报告在论述桩基方案时往往选择一种桩基方案进行单桩承载力的估算，以论证能否满足上部荷载的要求，有些设计人员就把估算结果作为最终的试桩及静载试验依据，这种做法可能存在风险。因为勘察人员在编写地质报告时对上部荷载情况、结构条件不甚明了，其估算结果只能作为参考。设计人员应该根据实际的上部条件进行持力层选择、单桩承载力计算、桩基方案布置。 2）考虑环境效应 任何一个基础设计方案的实施不可能仅局限于拟建场地范围内，它或多或少、或直接或间接要对场地周围的环境甚至工程本身产生影响。如降排水时地下水位要下降，基坑开挖时要引起坑外土体的位移变形和坑底土的回弹，打桩时产生挤土效应，灌注桩施工时泥浆排放对环境产生污染等等。因此选定基础方案时就要预测到施工过程中可能出现的岩土工程问题，并提出相应的防治措施和合理的施工方法。设计人员在阅读和使用勘察报告时，应不仅仅局限于掌握有关的工程地质资料，而要从工程建设的全过程出发来分析和考虑问题。 3）承载力及变形参数的使用 关于承载力的使用主要就是一个深宽修正问题，大家都比较清楚，我只说一点对于主裙楼连成一体的结构，对于主体结构地基承载力的深度修正，可以将基础底面以上范围内的荷载，按基础两侧的超载考虑，当超载宽度大于基础宽度的两倍时可将超载折算成土层厚度作为基础埋深。 关于压缩模量的使用承载力表中的Es1-2只是用来评价土层的压缩性。在计算地基沉降时所使用的压缩模量应该是某层土实际压力段的压缩模量，即土的自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段。一般地质报告中应该提供该数值，但由于基底压力可能存在误差，所以在使用时应该注意核对报告中的基底压力和实际情况有多大出入，出入较大时可要求勘察单位按实际的基底压力重新统计计算，设计人员也可以自己在压缩曲线上量取。 9、 如何看工程地质图件 成果报告应附必要的图件，主要有①勘探点平面布置图；②工程地质柱状图；③工程地质剖面图；④原位测试成果图表；⑤室内试验成果图表；⑥岩土利用、整治、改造方案的有关图表；⑦岩土工程计算简图及计算成果图表；⑧必要时，尚可附综合工程地质图、综合地质柱状图、地下水位线图、素描及照片等。 1勘探点钻孔平面位置图。 表示的主要内容①建筑平面轮廓;②钻孔类别、编号、深度和孔口标高;用不同的图例区分出取土孔、标贯孔、静探孔、鉴别孔、抽水试验孔、地下水动态观测孔、专门试验孔；③剖面线和编号剖面线沿建筑周边,中轴线、柱列线、建筑群布设；较大的工地,布设纵横剖面线；④地质界线和地貌界线；⑤不良地质现象、特征性地貌点；⑥测量用的坐标点、水准点或特征地物；⑦地理方位。对于较小的场地,一般仅表示①、②、③、⑥、⑦五项内容。标注地理方位的最大优点在于文中叙述有关位置时方便。此图一般在甲方提供的建筑平面图上补充内容而成。 2钻孔工程地质综合柱状图。 钻孔柱状图的内容主要有地层代号、岩土分层序号、层顶深度、层顶标高、层厚、地质柱状图、钻孔结构、岩心采取率、岩土取样深度和样号、原位测试深度和相关数据。在柱状图的上方,标明钻孔编号、坐标、孔口标高、地下水静止水位埋深、施工日期等。 3工程地质剖面图。 此图是作为地基基础设计的主要图件，其质量好坏的关键在于剖面线的布设是否恰当；地基岩土分层是否正确；分层界线,尤其是透镜体层、岩性渐变线的勾连是否合理；剖面线纵横比例尺的选择是否恰当。倘若分层正确,一般来说分层线的连接就会自然平顺,而不致将产状平缓的第四系尤其是全新统的土层画成陡斜状,或出现新老层位之间的互相穿插等不合理现象。同一层位间的相变,要用岩性渐变线表示清楚。透镜状分层和同一层位中的透镜状夹层,在不同的剖面线上要互相照应,显示其分布范围。剖面各孔柱,标明分层深度、钻孔孔深和岩性花纹,以及岩土取样位置及原位测试位置和相关数据如标贯锤击数、分层承载力建议值。在剖面图旁侧,应用垂直线比例尺标注标高,孔口高程须与标注的标高一致。剖面上邻孔间的距离用数字写明,并附上岩性图例。 2007年10月15日 11