造價(jià)工程師《建設(shè)工程技術(shù)與計(jì)量(土建)》講義—常見工程地質(zhì)問題及其處理方法工程地質(zhì)對工程建設(shè)的影響

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1、第三節(jié)常見工程地質(zhì)問題及其處理方法 【考點(diǎn)14】一、特殊地基 原則：淺的挖除換土，深的打樁或水泥漿灌漿和連續(xù)墻，裂隙和碎軟的水泥漿灌漿。護(hù)坡支護(hù)。 1、松散、軟弱土 層。 1、 對不滿足承載力要求的松散土層，如砂和砂礫石地層等，可挖除，也可米 用固結(jié)灌 漿、預(yù)制樁或灌注樁、地下連續(xù)墻或沉井等加固； 2、對不滿足抗?jié)B要求的，可灌水泥漿或水泥黏土漿，或地下連續(xù)墻防滲； 3、對于影響邊坡穩(wěn)定的，可噴射混凝土或用土釘支護(hù)。 4、 對不滿足承載力的軟弱土層，如淤泥及淤泥質(zhì)土，淺層的挖除，深層的可 以米用振沖 等方法用砂、砂礫、碎石或塊石等置換。 2、風(fēng)化、破碎 lJlj i=r

2、 巖層。 1、風(fēng)化一般在地基表層或破碎巖層有的較淺，可以挖除。 2、有的埋藏較深，如斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲； 3、 影響邊坡穩(wěn)定的，可噴混凝土或掛網(wǎng)噴混凝土罩面，必要時(shí)配合注漿和錨 桿加固。 4、裂隙發(fā)育巖層對于影響邊坡穩(wěn)定的，采用錨桿加固。 5、 對結(jié)構(gòu)面不利交匯切割和巖體軟弱破碎的地下工程圍巖，地下工程開挖后， 要及時(shí)采 用支撐、支護(hù)和襯砌。支撐多采用柱體、鋼管排架、鋼筋或型鋼拱架， 拱架的間距根 據(jù)圍 巖破碎的程度決定。支護(hù)多采用土釘、錨桿、錨索和噴射 混凝土等聯(lián)合支護(hù)方式。襯砌多用混凝土和鋼筋混凝土，也可采用鋼板襯砌。 3、斷層、泥化 軟弱夾層。

3、1、淺埋的盡可能清除回填，深埋的注水泥漿處理； 2、淺埋的泥化夾層，盡可能清除回填，深埋的一般不影響承載能力。 3、 斷層、泥化軟弱夾層可能是基礎(chǔ)或邊坡的滑動(dòng)控制面的，又不便清除回填 的，根據(jù)埋 深和厚度，可采用錨桿、預(yù)應(yīng)力錨索、抗滑樁等進(jìn)行抗滑處理。 4、 滑坡發(fā)生往往與水有很大關(guān)系，滲水降低滑坡體尤其是滑動(dòng)控制面的摩擦 系數(shù)和粘聚 力，要注重在滑坡體上方修筑截水設(shè)施，在滑坡體下方筑好排水設(shè) 施。 5、 防止滑坡，經(jīng)過論證可以在滑坡體的上部刷方減重，未經(jīng)論證不要擾動(dòng)滑 坡體。 6、在滑坡體坡腳采用擋土墻、抗滑樁等支擋措施。 7、采用固結(jié)灌漿等措施改善滑動(dòng)面和滑坡體的抗滑性能。

4、 8、當(dāng)?shù)叵滤l(fā)育影響到邊坡或圍巖穩(wěn)定時(shí)，要及時(shí)米用洞、井、溝等措施導(dǎo) 水、排水，降 低地下水位。 4、巖溶與土 洞。 1、可挖除洞內(nèi)軟弱充填物后回填石料或混凝土。 2、不方便挖填的，可采用長梁式、桁架式基礎(chǔ)或大平板等方案跨越洞頂，也 可對巖溶進(jìn)行裂隙鉆孔注漿， 對土洞進(jìn)行頂板打孔充砂、 砂礫，或做樁基處理。 【例題】以下說法正確的有（ ）。 A.松散、軟弱土層對不滿足承載力要求的松散土層可挖除，也可采用錨桿加固 B.裂隙發(fā)育巖層對于影響基礎(chǔ)承載力的，采用錨桿加固 C?斷層、泥化軟弱夾層采用固結(jié)灌漿等措施改善滑動(dòng)面和滑坡體的抗滑性能 D.巖溶與土洞可挖除洞內(nèi)軟弱充

5、填物后回填石料或混凝土 E.深埋的泥化夾層一般不影響承載能力 【答案】CDE 【解析】A錯(cuò)誤，不能采用錨桿加固。 B錯(cuò)誤，裂隙發(fā)育巖層對于影響邊坡穩(wěn)定的，采用錨桿加固 【2016真題】加固斷層破碎地基最常用的方法（ ） A.灌漿 B.錨桿 C.抗滑樁 D.灌注樁 【答案】A 【解析】斷層破碎帶，可以用水泥漿灌漿加固或防滲。 【考點(diǎn)15］二、地下水的影響 1、地下水對土體和巖體的軟化 2、地下水位下降引起軟土地基沉降 ：由于土層的不均勻性和邊界條件的復(fù)雜性，降水漏斗往往 是不對稱的。 3、動(dòng)水壓力產(chǎn) 生流砂和潛 蝕。 （1）按其嚴(yán)重程度可分下型J二種：輕微流砂；

6、中等流砂；嚴(yán)重流砂。如果在沉井 施工中產(chǎn)生嚴(yán)重流砂，那么沉井就突然下沉，無法用人力控制，以致沉 井發(fā)生 傾斜，甚至發(fā)生重大事故。  （2）如果地下水滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小 于臨界水力坡 度。那么，雖然不會(huì)發(fā)生流沙現(xiàn)象，但是土中細(xì)小顆粒仍有可能壽 過粗顆粒之間的孔隙被滲流 攜帶而走。時(shí)間長了，在土層中將形成管狀空洞，使 土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，壓縮性增加， 這種現(xiàn)象稱之為機(jī)械潛蝕。 4、地下水的 浮托作用。 1、如果基礎(chǔ)位于粉土、 砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上，則按地下水 位100旭算浮托力； 2、如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)

7、育的巖石地基上，則按地下水位 50%+算浮托力； 3、如果基礎(chǔ)位于黏性土地基上，具浮托力較難確切地確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實(shí)際經(jīng) 驗(yàn)考慮。 5.承壓水對 基坑的作 用。 承壓水頭是否會(huì)沖毀基坑底部的黏性土層，通常用壓力平衡概念進(jìn)行驗(yàn)算： 黏性土的重度*基坑開挖后黏性土層的厚度 =相對于含水層頂板的承壓水頭值 *地下水的重度 基坑底部黏性土層的厚度必須滿足下式： 基坑開挖后黏性土層的厚度 > ［地下水的重度*相對于含水層頂板的承壓水頭值 /卻性土的重度］*K 式中K —安全系數(shù)，一般取1.5? 2. 0,主要視基坑底部黏性土層的裂隙發(fā)育程 度及坑底面積大 小而定。 才。# 于

8、 戶人/干中。定H土由CR 巾 rrArkz曰rh 6A_UkFrLz /古甘加 攻 / |、［也 JTUX//J/V IJ VN/ | 口 /J3ZA | w凹 I /J、， | 乂 八 1 1什。 6.地下水對鋼筋混凝土的腐蝕。 【2009真題】下列關(guān)于地下水影響邊坡穩(wěn)定性，敘述錯(cuò)誤的是 （） A.地下水改變巖體的構(gòu)造 B.地下水對巖體會(huì)產(chǎn)生浮力 C.地下水使巖石軟化或溶蝕 D ?在寒冷地區(qū)，地下水滲入裂隙結(jié)冰膨脹 【答案】A 【解析】地下水不能改變巖體構(gòu)造，地下水對土體和巖體有著軟化作用 【2011真題】關(guān)于地下水以下正確的說法有（ ） A.地下水能夠軟化和溶

9、蝕邊坡巖體，導(dǎo)致崩塌或和滑坡 第5頁/共16頁 B. 地下水增加了巖體重量，提高了下滑力 C. 地下水產(chǎn)生靜水浮托力，提高了基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性 D. 地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，提高巖體穩(wěn)定性 E. 地下水對巖體產(chǎn)生浮托力，使巖體重量相對減輕，穩(wěn)定性下降 ABE 【解析】地下水產(chǎn)生靜水浮托力，降低了基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性；地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，降低巖 體穩(wěn)定性。 【例題】地下水的浮托作用。以下說法正確的有 A?如果基礎(chǔ)位于碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 100%+算浮托力 B?如果基礎(chǔ)位于粉土、砂土、的巖石地基上，則按地下水位 50%+算浮托力 C

10、. 如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 100%+算浮托力 D. 如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 50%+算浮托力 E. 如果基礎(chǔ)位于黏性土地基上，其浮托力較難確切地確定 ADE 【解析】地下水的浮托作用。如果基礎(chǔ)位于粉土、砂土、碎石土和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石地基上，則按 地下水位 100%十算浮托力；如果基礎(chǔ)位于節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖石地基上，則按地下水位 50%十算浮托 力；如果基礎(chǔ)位于黏性土地基上，其浮托力較難確切地確定，應(yīng)結(jié)合地區(qū)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)考慮。 2014 真題】在滲流水力坡度小于臨界水力坡度的土層中施工建筑物深基礎(chǔ)時(shí)，可能出現(xiàn)（

11、A. 輕微流砂 B. 中等流砂 C. 嚴(yán)重流砂 D. 機(jī)械潛蝕 【解析】如果地下水滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力小于土顆粒的有效重度，即滲流水力坡度小于臨界水力坡度, 可能出現(xiàn)機(jī)械 潛蝕。 2016 真題】下列導(dǎo)致滑坡的因素中最普通最活躍的因素是（ A. 地層巖性 第 4頁 /共 16 頁

12、 B. C.巖體構(gòu)造 D.地下水 【答案】D 【解析】導(dǎo)致滑坡的因素中最普通最活躍的因素是地下水。 三、邊坡穩(wěn)定 【考點(diǎn)16](一)影響邊坡穩(wěn)定因素 影響邊坡穩(wěn)定性的因素有內(nèi)在因素與外在因素兩個(gè)方面。 ①內(nèi)在因素有組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力等，它們常常起著主要 的控制作用； ②外在因素有地表水和地下水的作用、地震、風(fēng)化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。 1.地貌條 件 深溝峽谷地區(qū)，陡峭的岸坡是容易發(fā)生邊坡變形和破壞的地形條件。 2

13、 ?地層巖 性 地層巖性對邊坡穩(wěn)定性的影響很大，軟硬相間，弁有軟化、泥化或易風(fēng)化的夾層 時(shí)，最易造成 口坡失穩(wěn)。 ⑴侵入巖、沉積巖以及片麻巖、石 英巖等構(gòu)成的邊坡， 一般穩(wěn)定程度是較高。只有在節(jié)理發(fā)育、有軟弱 結(jié)構(gòu)面 穿插且邊坡圖陡時(shí)，才易發(fā)生崩塌或滑坡 現(xiàn)象。 (2)噴出巖邊坡，如玄武巖、 疑灰石、火山角礫七r、女山石 等， 其原生的節(jié)理，尤其是柱狀節(jié)理發(fā)育時(shí)，易形成 直立邊 坡弁易發(fā)生朋塌。 (3)含有黏土質(zhì)頁巖、泥巖、 煤層、泥灰?guī)r、石膏等夾層的 沉積巖邊坡， 最易發(fā)生順層滑動(dòng)，或因卜部蠕滑而造成上部巖 體的崩 塌。 (4)千枚巖、板巖及片巖。 巖性

14、較軟弱且易風(fēng)化，在產(chǎn)狀陡立的地段，臨近 斜坡表 部容易出現(xiàn)蠕動(dòng)變形現(xiàn)象。當(dāng)受節(jié)埋切割 遭風(fēng)化后，常 出現(xiàn)順層(或片理)滑坡。 (5)具有垂直節(jié)埋且疏松透水 浸水后易崩解濕陷。當(dāng)受水浸泡或作為水庫岸邊 性強(qiáng)的黃土， 時(shí)，極易發(fā)生崩塌或塌滑現(xiàn)象。 (6)崩塌堆積、坡積及殘積層 地區(qū)， 具卜伏基巖面常常是一個(gè)傾向河谷的斜坡面。當(dāng) 有地下 水在此受阻，弁有黏土質(zhì)成分沿其分布時(shí)， 極易形成滑 動(dòng)面，從而使上部松散堆積物形成滑 坡。 3.地質(zhì)構(gòu) 造與巖體 結(jié)構(gòu) 地質(zhì)構(gòu)造因素包括褶皺、斷裂、區(qū)域新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地應(yīng)力等，這些對巖質(zhì)邊坡的 穩(wěn)定也是主要 因素。褶皺、斷裂發(fā)育

15、地區(qū)，常是巖層傾角大，甚至陡立，斷層、 節(jié)埋縱橫切割，構(gòu)成巖體中 的切割面和滑動(dòng)面，形成有利于崩塌、滑動(dòng)的條件， 弁直接控制著邊坡破壞的形成和規(guī)模。 4.地下水 作用 (1)地下水會(huì)使巖石軟化或溶蝕，導(dǎo)致上覆巖體塌陷，進(jìn)而發(fā)生崩塌或滑坡。 (2)地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，促使巖體下滑或崩倒。 (3)地下水增加了巖體重量，可使T滑力增大。 (4)在寒冷地區(qū)，滲入裂隙中的水結(jié)冰，產(chǎn)生膨脹壓力，促使巖體破壞傾倒。 (5)地下水產(chǎn)生浮托力，使巖體有效重量減輕，穩(wěn);E性下降。 【2011真題】關(guān)于地下水以下正確的說法有 ( )。 A.地下水能夠軟化和溶蝕邊坡巖體，導(dǎo)致崩塌或和

16、滑坡 B.地下水增加了巖體重量，提高了下滑力 C.地下水產(chǎn)生靜水浮托力，提高了基礎(chǔ)抗滑穩(wěn)定性 D.地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，提高巖體穩(wěn)定性 E.地下水對巖體產(chǎn)生浮托力，使巖體重量相對減輕，穩(wěn)定性下降 【答案】ABE 【解析】C、D錯(cuò)誤，地下水產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力，促使巖體下滑或崩倒。地下水增加了巖體重量 ,可使下滑力增 大。 【2011真題】地層巖性對邊坡穩(wěn)定性影響較大，能構(gòu)成穩(wěn)定性相對較好邊坡的巖體是 ( )。 A.沉積巖 B?頁巖 C.泥灰?guī)r D版巖 【答案】A 【解析】侵入巖、沉積巖以及片麻巖、石英巖等構(gòu)成的邊坡一般穩(wěn)定程度是較高。只有在節(jié)理發(fā)育、

17、有軟弱結(jié)構(gòu)面穿插且邊坡高陡時(shí)，才易發(fā)生崩塌或滑坡現(xiàn)象。 【考點(diǎn)17］（二）不穩(wěn)定邊坡的防治措施 I.防滲 和排水 一般是在滑坡體外圍布置截水溝槽 。大的滑坡體尚應(yīng)在其上部部位布置一些排水溝， 同時(shí)要整平坡面 。 針對已滲入滑坡體的水，通常是米用地下排水廊道，利用它可截住滲透的水流或?qū)⒒?坡體中的積水 排出滑坡體以外。 另外也有米用鉆孔排水的方法， 即利用若干個(gè)垂直鉆 孑L,打穿滑坡體下部的不透水層， 將滑坡體中的水流到真下伏的另一個(gè)透水性較強(qiáng)的 巖層中去。 2 ?削坡 削坡是將陡傾的邊坡上部的巖體挖除， 一部分使邊坡變緩，同時(shí)也可使滑體重量減輕， 以達(dá)到穩(wěn)定的目的。削減下

18、來的土石，可填在坡腳，起反壓作用，更有利于穩(wěn)定。采 用這種方法 時(shí)，要注意滑動(dòng)面的位置，否則不僅效果不顯著，甚至更會(huì)促使巖體不穩(wěn)。 3 ?支擋 建筑 支擋建筑主要是在不穩(wěn)/E巖體的下部修建擋墻或支撐墻 （或墩）。材料用混凝土、鋼肋 混凝土或砌石。支擋建筑物的基礎(chǔ)要砌置在滑動(dòng)面以下。若在擋墻后增加排水措施， 效果更好。 4 .錨固 措施 錨固措施，有錨桿（或錨索）和混凝土錨固樁兩種類型，其原理都是提高巖體抗滑 （或 抗傾倒）能力。 預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿：適用于加固巖體邊坡和不穩(wěn)定巖塊。 錨固樁（或稱抗滑樁） 適用于淺層或中厚層的滑坡體滑動(dòng)。 它是在滑坡體的中、下部開挖豎井或

19、大口徑鉆 孑L,然后澆 灌鋼筋混凝土。垂直于滑動(dòng)方向布置一排或兩排，樁徑通常為 1? 3m, 深度一般要求滑動(dòng)面以下樁長占全樁長的 1 / 4-1 / 3。 除上述幾項(xiàng)較多米用的防治措施外，還可米用噴混凝土護(hù)面、注漿及改善滑動(dòng)帶土石的力學(xué)性 質(zhì)等措施。在進(jìn) 行邊坡防治處理時(shí)，如數(shù)種措施同時(shí)采用，效果更為顯著。 【例題】錨固樁（或稱抗滑樁）說法正確的有 （） A.適用于淺層滑坡體滑動(dòng) B.適用于中厚層的滑坡體滑動(dòng) C.垂直于滑動(dòng)方向布置一排或兩排 D.平行于滑動(dòng)方向布置一排或兩排 E.滑動(dòng)面以下樁長占全樁長的 1/ 2 【答案】ABC 【解析】適用于淺層或中厚層的滑

20、坡體滑動(dòng)。它是在滑坡體的中、下部開挖豎井或大口徑鉆孔，然后 澆灌鋼筋混凝土。垂直于滑動(dòng)方向布置一排或兩排， 樁徑通常為I? 3m深度一般要求滑動(dòng)面以下樁長 占全樁長的1/4— 1/3。 (三)地下工程圍巖的穩(wěn)定性 【考點(diǎn)18]1 ?地下工程位置選擇的影響因素 地下工程位置的選擇，除取決于工程目的要求外，還需要考慮區(qū)域穩(wěn)定、山體穩(wěn)定及地形、巖性、 地質(zhì)構(gòu)造、地下水、地應(yīng)力等因素的影響。 (1)地形條 件 在地形上要求山體完整，地下工程周圍包括洞頂及傍山側(cè)應(yīng)有足夠的山體厚度 (2)巖性條 件 ①一般在堅(jiān)硬完整巖層中開挖，圍巖穩(wěn)定、進(jìn)度快、造價(jià)低。 ②在軟弱、破碎、松散巖層中

21、開挖，頂板易坍塌，邊墻及底板易產(chǎn)生鼓脹擠出變形等 事故，且需 邊開挖邊支護(hù)或超前支護(hù)，進(jìn)而影響工程造價(jià)和工期。 ③一般而言，巖漿巖、厚層堅(jiān)硬的沉積巖及變質(zhì)巖，圍巖的穩(wěn)/E性好，適于修建大型 的地下工 程。 ④凝灰?guī)r、黏土巖、頁巖、膠結(jié)不好的砂礫巖、千枚巖及某些片巖，穩(wěn);E性差，不且 建大型地下 工程。 ⑤ 松散及破碎的巖石穩(wěn)定性極差，選址時(shí)應(yīng)盡量避開。 (3)地質(zhì)構(gòu) 造條件。 ①褶皺的影響。原則上應(yīng)避開褶皺核部，若必須在褶皺巖層地段修建地下工程， 可以 將地下工程放在褶皺的兩側(cè)。 ②斷裂的影響。應(yīng)避免地下工程軸線沿?cái)鄬訋Р贾谩?而地下工程軸線垂直或近于垂直 斷裂帶，所需

22、穿越的不穩(wěn)定地段較短，但也可能產(chǎn)生塌方。因此，在選址時(shí)應(yīng)盡量避 開大斷層。 ③巖層產(chǎn)狀的影響。在水平巖層中布置地下工程時(shí)， 應(yīng)盡量使地下工程位于均質(zhì)厚層 的堅(jiān)硬巖層中。 ④若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時(shí)， 應(yīng)將堅(jiān)硬巖層作為頂板， 避免將軟弱 巖層或軟弱夾層置于頂部，后者易于造成頂板懸垂或坍塌。 ⑤軟弱巖層位于地下工程兩側(cè)或底部也不利，容易引起邊墻或底板鼓脹變形或被擠 出。 （4）地下水 在選址時(shí)最好選在地下水位以上的干燥巖體內(nèi)， 或地下水量不大、無局壓含水層的巖 體內(nèi)。 （5）地應(yīng)力 必須了解工程所在部位初始應(yīng)力場的分布和變化規(guī)律， 獲得地下工程開挖后圍巖應(yīng)

23、力 重分布的特征。初始應(yīng)力狀態(tài)是決定圍巖應(yīng)力重分布的主要因素。 【例題】以下說法正確的有（ ）。 A?一般在堅(jiān)硬完整巖層中開挖，圍巖穩(wěn)定、進(jìn)度快、造價(jià)低。 B.凝灰?guī)r、頁巖，穩(wěn)定性差，不宜建大型地下工程。 C.若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時(shí)，應(yīng)將堅(jiān)硬巖層作為地板 D.避免將堅(jiān)硬巖層置于頂部，易于造成頂板懸垂或坍塌。 E.軟弱巖層位于地下工程兩側(cè)較為有利，不容易引起邊墻或底板鼓脹變形 【答案】AB 【解析】若地下工程必須切穿軟硬不同的巖層組合時(shí)，應(yīng)將堅(jiān)硬巖層作為頂板，避免將軟弱巖層或軟 弱夾層置于頂部，后者易于造成頂板懸垂或坍塌。軟弱巖層位于地下工程兩側(cè)或底部也不

24、利，容易引 起邊墻或底板鼓 脹變形或被擠出。 【2014真題】對地下工程圍巖出現(xiàn)的拉應(yīng)力區(qū)多采用的加固措施是（ ）。 A.混凝土支撐 B.錨桿支護(hù) C.噴混凝土 D.掛網(wǎng)噴混凝土 【答案】B 【解析】當(dāng)?shù)叵鹿こ虈鷰r中出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)時(shí)，應(yīng)采用錨桿穩(wěn)定圍巖。 【2013真題】當(dāng)隧道頂部圍巖中有緩傾夾泥結(jié)構(gòu)面存在時(shí)，要特別警惕（ ）。 A?碎塊崩落 B.碎塊坍塌 C?墻體滑塌 第16頁/共16頁 D.巖體塌方 【答案】D 為滑塌或碎塊的 【解析】碎裂結(jié)構(gòu)巖體在張力和振動(dòng)力作用下容易松動(dòng)、解脫，在洞頂則產(chǎn)生崩落，在邊墻上則表現(xiàn) 坍塌。當(dāng)結(jié)構(gòu)面間夾泥時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生大

25、規(guī)模的塌方，如不及時(shí)支護(hù)，將愈演愈烈， 直至冒頂 2?圍巖的工程地質(zhì)分析 (1)圍巖穩(wěn)定性分析 圍巖在壓應(yīng)力、拉應(yīng)力作用下能否破壞，一般可采用如下判據(jù)：一是圍巖的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度是否 適應(yīng)圍巖應(yīng)力；二是圍巖的抗剪強(qiáng)度是否適應(yīng)圍巖的剪應(yīng)力。 由于巖體 變形與破壞的形式多種多樣 主要有五種： 0脆性破裂 經(jīng)常產(chǎn)生于高地應(yīng)力地區(qū)。 它是儲(chǔ)存有很大彈性應(yīng)變能的巖體， 在開挖卸 荷后，能 量突然釋放形成的，它與巖石性質(zhì)、地應(yīng)力積聚水平及地下工程 斷面形狀等因素有 X。 ②塊體滑移 是塊狀結(jié)構(gòu)圍巖常見的破壞形式，常以結(jié)構(gòu)面交匯切割組合成不同形狀的 塊體滑移、 小落等形式出現(xiàn)。

26、③巖層的彎曲折 斷 (層狀圍巖變形失穩(wěn)的主要形式。 當(dāng)巖層很薄或軟硬相間時(shí)，頂板容易下沉彎曲折斷。 “傾斜層狀圍巖中，當(dāng)層間結(jié)合不良時(shí)，順傾向一側(cè)拱腳以上部分巖層易 “曲折斷，逆傾向一側(cè)邊墻或頂拱易滑落掉塊。 在陡傾或直立巖層中，因洞周的切向應(yīng)力與邊墻巖層近于平行， 所以邊墻 ,易凸邦彎曲。 ④碎裂結(jié)構(gòu)巖體 在張力和振動(dòng)力作用下容易松動(dòng)、解脫，在洞頂則產(chǎn)生崩落，在邊墻上則 表現(xiàn)為滑塌 塊的坍塌。 當(dāng)結(jié)構(gòu)面間夾泥時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生大規(guī)模的塌方， 如不及時(shí)支護(hù)，將愈演愈 烈，直至冒 頂。 ⑤一般強(qiáng)烈風(fēng)化、 強(qiáng)烈構(gòu)造破碎或 不重力、圍巖應(yīng)力和地下水作用下常產(chǎn)生冒落及塑性變形

27、。 "見的塑性變形和破壞形式有邊墻擠入、底鼓及洞徑收縮等。  新近堆積的土體 (2)圍巖的分類。 (略) (1)支撐與襯砌 (2)噴錨支護(hù) 【考點(diǎn)19]3?提高圍巖穩(wěn)定性的措施 支撐是在地下工程開挖過程中用以穩(wěn)定圍巖用的臨時(shí)性措施。按照選用材 料的不同，有 木支撐、鋼支撐及混凝土支撐等。在不太穩(wěn);E的巖體中開挖， 需及時(shí)支撐以防止圍巖早 期松動(dòng)。 襯砌是加固圍巖的永久性結(jié)構(gòu)，其作用主要是承受圍巖壓力及內(nèi)水壓力， 有混凝土及鋼 筋混凝土襯砌，也可以用漿砌條石襯砌。 噴錨支護(hù)能使混凝土噴層與圍巖緊密結(jié)合，弁且噴層本身具有一定的柔性 和變形特性， 因而能及時(shí)有效

28、地控制和調(diào)整圍巖應(yīng)力的重分布，最大限度 地保護(hù)巖體的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性 質(zhì)，防止圍巖的松動(dòng)和坍塌。如果噴混凝土再 配合錨桿加固圍巖，則善更有效地提高圍 巖自身的承載力和穩(wěn);E性。 噴混凝土具備以下幾方面的作用： ① 能緊跟工作面，速度快，因而縮短了開挖與支護(hù)的間隔時(shí)間，及時(shí)地填 補(bǔ)了圍巖 表面的裂縫和缺損，阻止裂隙切割的碎塊脫落松動(dòng)，使圍巖的應(yīng) 力狀態(tài)得到改善； ② 由于有較圖的噴射速度和壓力，漿液能充填張開的裂隙，起著加固巖體 的作用， 提高了巖體的強(qiáng)度和整體性。 ③ 噴層與圍巖緊密結(jié)合，有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能在結(jié)合面上傳遞 各種應(yīng) 力，可以起到承載拱的作用。 錨桿有楔縫

29、式金屬錨桿、鋼絲繩砂漿錨桿、普通砂漿金屬錨桿、預(yù)應(yīng)力錨 桿及木錨桿 等，目前在大中型工程中，常用的是楔縫式金屬錨桿和砂漿金 屬錨桿兩種。為了防止錨 桿之間的碎塊塌落，可采用噴層和鋼絲網(wǎng)來配合。 【例題】用以提高圍巖穩(wěn)定性的工程措施主要有傳統(tǒng)的支護(hù)或襯砌和噴錨支護(hù)兩大類。噴混凝土具備 以下幾方面的作用( )。 A.不能緊跟工作面，速度快。 B.不能使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)得到改善 C.不能提高巖體的強(qiáng)度和整體性 D.可以起到承載拱的作用 【答案】D 【解析】噴混凝土具備以下幾方面的作用： ① 能緊跟工作面，速度快，因而縮短了開挖與支護(hù)的間隔時(shí)間，及時(shí)地填補(bǔ)了圍巖表面的裂縫和缺損

30、的碎塊脫落松動(dòng)，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)得到改善； ② 由于有較高的噴射速度和壓力，漿液能充填張開的裂隙，起著加固巖體的作用，提高了巖體的強(qiáng)度 ③ 噴層與圍巖緊密結(jié)合，有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力，可以起到承載拱 【2014真題】對于軟弱，破碎圍巖中的隧洞開挖后噴混凝土的主要作用在于（ ） A.及時(shí)填補(bǔ)裂縫阻止碎塊松動(dòng) B.防止地下水滲入隧洞 C.改善開挖面的平整度 D.與圍巖緊密結(jié)合形成承載拱 E.防止開挖面風(fēng)化 【答案】AD 【解析】噴混凝土具備以下幾方面的作用： ① 能緊跟工作面，速度快，因而縮短了開挖與支護(hù)的間隔時(shí)間，及時(shí)地填補(bǔ)了圍巖表面的裂縫和缺損

31、 的碎塊脫落松動(dòng)，使圍巖的應(yīng)力狀態(tài)得到改善。 ② 由于有較高的噴射速度和壓力，漿液能充填張開的裂隙，起著加固巖體的作用，提高了巖體的強(qiáng)度 ③ 噴層與圍巖緊密結(jié)合，有較高的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度，能在結(jié)合面上傳遞各種應(yīng)力，可以起到承載拱 阻止裂隙切割 和整體性。 的作用。 阻止裂隙切割 和整體性。 的作用。 1 ）對于堅(jiān)硬 對于堅(jiān)硬的整體圍巖，巖塊強(qiáng)度高，整體性好，在地下工程開挖后自身穩(wěn)定性 好，基本上不 【考點(diǎn)20］（3）各類圍巖的具體處理方法 第25頁/共16 頁 的整體圍巖 存在支護(hù)問題。這種情況下噴混凝土的作用主要是防止圍巖表面 風(fēng)化，消除

32、開挖后表面的凹凸不平及防止個(gè)別巖塊掉落， 其噴層厚度一般為3? 5cm當(dāng)?shù)叵鹿こ虈鷰r中出現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)時(shí)，應(yīng)采用錨桿穩(wěn)定圍巖。 2）對于塊狀 圍巖 這類圍巖的坍塌總是從個(gè)別石塊 “危石”掉落開始，再逐漸發(fā)展擴(kuò)大，只 要及時(shí)有效地 防止個(gè)別“危石”掉落，就能保證圍巖整體的穩(wěn)定性。一般而言， 對于此類圍巖，噴混凝土 支護(hù)即可，但對于邊墻部分巖塊可能沿某 結(jié)構(gòu)面出 現(xiàn)滑動(dòng)時(shí)，應(yīng)該用錨桿加固。 3 ）對于層狀 圍巖 在開挖地下工程時(shí)，往往不易打成拱形（或圓形） ，爆破后頂面經(jīng)常成平板狀， 如不加支護(hù)，圍巖常常先發(fā)生彎曲張開，然后逐漸坍塌。因此，對于此類圍巖， 應(yīng)以錨桿為 主要的支護(hù)手

33、段。通過錨桿將各層聯(lián)結(jié)在一起，提高巖層的抗彎剛 度，有效阻止各層之間的 層間錯(cuò)動(dòng)。 4）對于軟弱 圍巖 相當(dāng)于圍巖分類中的 W類和V類圍巖，一般強(qiáng)度低、成巖不牛固的軟巖，破碎 及強(qiáng)烈風(fēng)化 的巖石。該類圍巖在地下工程開挖后 般都不能自穩(wěn)，所以必須立 即噴射混凝土，有時(shí)還要 加錨桿和鋼筋網(wǎng)才能穩(wěn)定圍巖。 第四節(jié) 工程地質(zhì)對工程建設(shè)的影響 【考點(diǎn)21】一、工程地質(zhì)對建設(shè)工程選址的影響 工程地質(zhì)對建設(shè)工程選址的影響，主要是各種地質(zhì)缺陷對工程安全和工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)的影響。 1、一般中小型建設(shè)工程的選 址 一定范圍內(nèi)考慮地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性形成的地質(zhì)問題對工程的影 響。 2、大型建設(shè)

34、工程的選址 還要考慮區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地質(zhì)巖性形成的整體滑坡， 地下水的性質(zhì)、 狀態(tài)和活動(dòng)對地基的危害。 3、特殊重要的工業(yè)、能源、 國防、科技和教育等方面新建 項(xiàng)目的工程選址 要高度重視地區(qū)的地震烈度，盡量避免在高烈度地區(qū)建設(shè)。 4、地下工程的選址 注意避免工程走向與巖層走向交角太小甚至近乎平行的地質(zhì)構(gòu)造。 5、道路選線 道路選線盡量避開斷層裂谷邊坡，尤其是不穩(wěn)定邊坡；避開巖層傾 向與坡面傾 向T的順向坡，尤其是巖層傾角小于坡面傾角的順向 坡； 避免路線與主要裂隙發(fā)育方向平行，尤其是裂隙傾向與邊坡傾向 的；避 免經(jīng)過大型滑坡體、不穩(wěn)定巖堆和泥石流地段及真下方 5、

35、裂隙（裂縫）對工程選址 的影響 裂隙（裂縫）的主要發(fā)育方向與建筑邊坡走向平行的，邊坡易發(fā)生 坍塌。裂隙 （裂縫）的間距越小，密度越大，對巖體質(zhì)量的影響越 大. 7、斷層對工程選址的影響 1） 當(dāng)路與斷層走向平行，路基靠近斷層破碎帶時(shí)，由于開挖路基容 易引起邊 坡發(fā)生大規(guī)模坍塌，直接影響施工和公路的正常使用。 2） 當(dāng)隧道軸線與斷層走向平行時(shí)；應(yīng)盡量避免與斷層破碎帶接觸。 隧道橫穿 斷層時(shí)，雖然只是個(gè)別段落受斷層影響，但因地質(zhì)及水文 地質(zhì)條件不良，必須預(yù) 先考慮措施，保證施工安全。 【2010真題】道路選線難以避開地質(zhì)缺陷，但盡可能使路線（ ） A.處于順向坡上方 B.處于

36、順向坡下方 C.與巖層走向接近正交 D.與巖層走向接近平行 【答案】C 【解析】A\B顯然是不對的。只剩下 CD二選一，正交影響范圍小，平行影響范圍大。 【例題】某地準(zhǔn)備新建一所國家級特殊能源研究所，新建項(xiàng)目的工程選址要高度重視地區(qū)的 （） A.地層巖性 B.地質(zhì)構(gòu)造 C.地震烈度 D.地震震級 【答案】C 【解析】特殊重要的工業(yè)、能源、國防、科技和教育等方面新建項(xiàng)目的工程選址 ，要高度重視地區(qū)的 地震烈度，盡量避免在高烈度地區(qū)建設(shè)。 【2013真題】對地下隧道的選線應(yīng)特別注意避免（ ）。 A.穿過巖層裂縫 B.穿過軟弱夾層 C.平行靠近斷層破碎帶 D.交叉靠

37、近斷層破碎帶 【答案】C 【解析】地下隧道的選線應(yīng)特別注意避免平行靠近斷層破碎帶 【2014真題】對路基穩(wěn)定最不利的是( )。 A.巖層傾角小于坡面傾角的逆向坡 B.巖層傾角大于坡面傾角的逆向坡 C.巖層傾角小于坡面傾角的順向坡 D.巖層傾角大于坡面傾角的順向坡 【答案】C 【解析】道路選線盡量避開斷層裂谷邊坡，尤其是不穩(wěn)定邊坡；避開巖層傾向與坡面傾向一致的順向 坡，尤其是巖層 傾角小于坡面傾角的順向坡。 【考點(diǎn)22］二、工程地質(zhì)對建筑結(jié)構(gòu)的影響 ⑴對建筑結(jié)構(gòu)選型和建筑 材料選擇的影響。 例如，可以選用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的，而要米用鋼結(jié)構(gòu)；可以選用砌 體的，而要采 用

38、混凝土或鋼筋混凝土。 (2)對基礎(chǔ)選型和結(jié)構(gòu)尺寸 的影響。 采用片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、加大基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)尺寸。對較深松散地層 有的要采用樁 基礎(chǔ)加固。 (3)對結(jié)構(gòu)尺寸和鋼筋配置 的影響。 要加大承載和傳力結(jié)構(gòu)的尺寸，提高鋼筋混凝土的配筋率。 ⑷地震烈度對建筑結(jié)構(gòu)和 構(gòu)造的影響。 工程所在區(qū)域的地震烈度越高，構(gòu)造柱和圈梁等抗震結(jié)構(gòu)的布置密 度、斷面尺寸 和配筋率要相應(yīng)增大。 【考點(diǎn)23］三、工程地質(zhì)對工程造價(jià)的影響 工程地質(zhì)勘察作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，對工程造價(jià)的影響可歸結(jié)為三個(gè)方面 ： 一是選擇工程地質(zhì)條件有利的路線，對工程造價(jià)起著決定作用； 二是勘察資料的準(zhǔn)確性直接

39、影響工程造價(jià)； 三是由于對特殊不良工程地質(zhì)問題認(rèn)識(shí)不足導(dǎo)致的工程造價(jià)增加。 通常, 存在著因施工過程才發(fā)現(xiàn)特殊不良地質(zhì)的現(xiàn)象。 2013 真題】工程地質(zhì)對工程建設(shè)的直接影響主要體現(xiàn)在 ( A. 對工程項(xiàng)目全壽命的影響 B. 對建筑物地址選擇的影響 C. 對建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響 D. 對工程項(xiàng)目生產(chǎn)或服務(wù)功能的影響 E. 對建設(shè)工程造價(jià)的影響 【答案】 BCE 【解析】工程地質(zhì)對工程建設(shè)的直接影響主要體現(xiàn)在： (1) 對建筑結(jié)構(gòu)選型和建筑材料選擇的影響。 (2) 對基礎(chǔ)選型和結(jié)構(gòu)尺寸的影響 (3) 對結(jié)構(gòu)尺寸和鋼筋 配置的影響。 (4) 地震烈度對建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的影響。 【 2015 真題】地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造主要影響房屋建筑的 ( ) 。 A. 結(jié)構(gòu)選型 B. 建筑造型 C. 結(jié)構(gòu)尺寸 D.構(gòu)造柱的布置 E.圈梁的布置 【答案】 AC 【解析】工程地質(zhì)對工程建設(shè)的直接影響主要體現(xiàn)在： (3) 對結(jié)構(gòu)尺寸和鋼筋 (1) 對建筑結(jié)構(gòu)選型和建筑材料選擇的影響。 (2) 對基礎(chǔ)選型和結(jié)構(gòu)尺寸的影響 配置的影響。 (4) 地震烈度對建筑結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的影響。 第 26 頁 /共 16 頁