第六章工程地质测绘与调查工程地质测绘与调查是岩土工程勘察中一项重要的和基本的勘察方法。它是 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详细的观察和描 述，以查明拟建场地内工程地质条件的空间分布和各要素之间的内在联系，并按 照精度要求将它们如实地反映在一定比例尺的地形底图上，作为岩土工程勘察的 重要成果提供给建筑物规划、设计和施工部门使用。第一节工程地质条件和工程地质问题一、工程地质条件工程地质条件一词在岩土工程勘察中经常地广泛地应有着。在讨论工程地质 测绘与调查的研究内容之前首先论述工程地质条件概念。工程地质条件可以理解为与工程建设有关的地质要素之综合，包括地形地貌、 岩土类型及其工程地质性质、地质结构、水文地质、物理地质现象以及天然建筑 材料等六个要素。工程地质条件是一个综合概念，在我们提到工程地质条件一词 时，实际上是指上述六个要素的总体，而不是指任何单一要素。单独一两个要素 不能称之为工程地质条件，而只能按本身应有的术语称之。构成工程地质条件要素都属于地质范畴，至于水文、气象、植被等自然因素, 虽然对工程地质条件有影响，但是它们本身都并不成为工程地质条件的组成部 分。工程地质条件是客观自然存在的，是自然地质历史塑造而成的，而不是人为 造成的。一个地区的工程地质条件反映了该地区地质发展过程及其后生变化，即 内外动力地质作用的性质和强度的反映。工程地质条件的形成受大地构造、地形 地势、气候、水文、植被等自然因素的控制。例如某地的地形地貌条件是由该地 的大地构造演化历史和现状构成骨架，又由近代外动力地质作用雕塑而成。岩石 的风化、成壤作用、冻土形成等都是在这些自然因素控制下演变进行的。由于各 种要素组合的不同，不同地点的工程地质条件随之不同，表现在工程地质条件各 要素性质的差异、主次关系配合的不同。工程地质条件所包含的几个要素之间又 是相互联系、相互制约的，可以组合成不同的模式。不同的模式对建筑的适宜性 差异甚大，存在的工程地质问题也不一致。人类的工程一经济活动会引起工程地质条件变化，但这毕竟是次要的、局 部的，而且与原有工程地质条件融合为一个整体，对后来的建筑成为新的因素。 例如水库蓄水，会引起周围地下水位升高，新的建筑就应按变化后的水位予以考 虑设计。下面对工程地质条件的六个要素逐一加以阐述，以期了解它包含的具体内容 和实际意义。(-)岩土类型及其工程地质性质这是工程地质条件最基本的要素，任何建筑物都是脱离不开土体或岩体的。 岩土类型不同，其性质差异很大，工程意义大不一样。岩土类型的划分是一项重 要工作。土的分类比较统一，在土工试验规程中都有明确的指标体系和命名规则。 岩石的工程地质分类尚不完善，仅用岩石学的命名规则，不能满足工程建筑的实 际需要，特别是厚层岩体中的薄夹层存在会对建筑物构成重大威胁。因此，岩石 的工程地质分类在理论与实践上都需进一步研究。岩土体分类的粗细与勘察阶段 还需相适应，如在可行性研究或初勘阶段一般可按成因类型划分即可，而在详勘 阶段则须按物理力学性质划分。一般对软土、软岩、破碎岩、软弱夹层等不利于 地基稳定性、边坡易失稳、洞室易塌落等应特别加重研究；对黄土的湿陷性、膨 胀土的胀缩性等特殊土的研究也应视为重点。在岩土工程勘察中必须进行仔细地 测绘、勘探、试验，以查清分布情况、厚度变化，取得较准确的物理力学性质指 标。() 地形地貌地形地貌条件对建筑场地的选择，特别是对线性建筑如铁路、公路、运河渠 道等的线路方案选择意义重大。如能合理利用地形地貌条件，不但能够大量节约 投资，而且对建筑群中各种建筑物的布局和建筑物型式、规模、风格以及施工条 件等都有直接影响。地形地貌条件也能反映出地区的地质结构和水文地质结构特 征。具体研究的内容是：地形形态等级；地貌单元的划分；地形起伏变化；地面 割切情况。例如沟谷的发育阶段、形态、延展方向、割切密度、深度及宽度等； 山坡形状、高度、坡度；山脊山顶的形态、宽度、平整程度等；河谷的宽度、深 度、坡度；阶地的发育状态、阶地级数、高程、阶面宽度、成因类型、平整和完 整程度等。不同地貌单元的特征及其相互关系等。地貌是岩性、地质构造和新构造运动的综合反映，也是近期内外动力地质作 用的结果。所以研究地貌就有可能判明岩性、地质构造、新构造运动的性质和规 模、表层沉积物的成因和结构，据此还可以了解各种外动力地质作用（如滑坡、 岩溶等）的发育历史，河流发育史等。相同的地貌单元不仅地形特征相似，其表 层地质结构也往往相同，所以非基岩出露地区进行工程地质测绘时要着重研究地 貌，并以地貌作为工程地质分区的依据。在中小比例尺工程地质测绘中研究地貌时，应以大地构造、岩性和地质结构 等方面的研究为基础，并与水文地质条件和物理地质现象的研究联系起来，着重 查明地貌单元的成因类型和形态特征，各成因类型的分布、物质组成和覆盖层厚 度等情况。在大比例尺工程地质测绘中，则应侧重与工程建筑物的布置、基础类型、上 部结构型式等有直接关系的微地貌形态研究。以使建筑物布局与自然地形起伏有 机配合，浑然一体，错落有趣。（三）地质结构地质结构除了包含地质构造之意外，它还包括岩土单元的组合关系及各类结 构面的性质和空间分布。土体和岩体的地质结构有所不同。土体结构主要是指土层的组合关系，即由层面所分隔的各层土的类型、厚度 及其空间变化，特别要注意到地基中强度高、低，透水性大、小的土层上、下关 系及其相对厚度。这对确定地基承载力和建筑物的沉降变形起着决定性作用。岩体结构主要指岩层的构造变化及其组合关系，同时还包括各种结构面的组 合。层面、不整合面和假整合面等，其特征是连续性强、延伸远，这类结构面所 分隔开来的不同部分，在物质成分和结构构造上一般是互不相同的，差异十分明 显，属于物质分异面。构造结构面有的延续性也很强，如断层带、层间挤压破碎 带等，有的连续性差，如节理面、劈理面等，但是数量多、有时密集，对岩体的 连续性影响很大。次生结构面的存在对建筑物的安全稳定也有重要影响。对结构 面的研究是勘察工作中的重要内容O岩体天然应力状态与地质构造关系密切，也应作为地质结构的内容之一加以 考虑与研究。在岩土工程勘察中除对土体结构、岩体结构加强研究外，对传统的地质构造 现象研究也是不可忽视的内容之一。还应强调指出的是现代构造活动与活断层是 决定区域稳定性的重要因素。对大型重要建筑物勘察时，必须在很大范围内研究 活断层和地震危险性。要预测大型水库蓄水后能否诱发地震、也需要在库区广大 范围内研究地质构造，活断层是否存在等。各种地质构造现象的研究及其表示方法等在构造地质学中已做详细讨论，在 此不再赘述。（四）水文地质条件对工程建设有影响的因素是：地下水类型，地下水位及其变动幅度，含水层 和隔水层的分布及组合关系，土层或岩层渗透性的强弱及其渗透系数，承压含水 层的特征及水头。岩石裂隙水的特征、水动力条件、裂隙水渗透压力。地下水的 补给、径流和排泄条件。地下水的水质及侵蚀性等。在不同地区、为不同工程建 筑物进行岩土工程勘察时，应有不同侧重点的对上述内容加以研究。应该强调指出的是：地下水位的高低对各种建筑物都很重要。在分析工程地 质问题时，地下水位以上和以下要分别对待。地基中各层土的物理力学性质与天 然含水量和稠度状态关系密切，这又决定于地下水水位。黄土具有湿陷性，在黄 土地区勘察中应充分重视地下水位升降幅度的测定。在分析道路翻浆、水库渗漏、 渠道渗漏、基坑涌水、流砂等工程地质问题时，地下水位及其变幅是必须考虑的 重要因素。含水层与隔水层的分布和组合对坝基防渗处理极为重要；地下建筑、矿山井 巷、山体隧道开挖对基岩裂隙水的研究至关重要；在评价坝基渗透变形、坝基浮 托力计算、坝肩侧向水压力计算时，非常关注地下水渗透压力的研究。地下水对建筑材料的腐蚀性是工程建筑中必须充分注意的问题。地下水水质, 特别是地下水的侵蚀性研究是岩土工程勘察中的一项重要内容。岩土工程勘察规 范中对场地水、土腐蚀性调查、测试和评价做出明确规定，这是过去有关规范中 所没有的。（五）物理地质现象在此专指对工程建设有影响的自然地质作用和现象。地壳表层经常处于内外 动力地质作用的强烈影响之下，对建筑物造成威胁与破坏，对人类的生命财产也 是一个严重危害。例如，一次地震使无数的建筑物遭受破坏，酿成巨大灾难；一 个大滑坡能使房屋、道路、甚至整个村庄被摧毁；泥石流、岩溶坍陷、崩塌、海 岸冲刷等现象，都会给建筑物带来危害。许多建筑物破坏往往不是建筑物本身不 坚固或地基不稳定，而是由于对与之有关的物理地质现象认识不够，缺乏调查研 究和预测而造成的，所以在岩土工程勘察中必须把不良物理地质现象作为重要对 象加以研究。物理地质现象研究内容包括现象发生发展规律、产生原因、影响其发生发展 的因素、形成的条件和机制、发展的过程和阶段等等。在研究方法上除了一般的 测绘、勘探、试验方法之外，还要进行长期观测，以了解其动态和动力学特征。 以便对它作出正确评价、制定合理的防治措施。对于特别严重又难以治理的可以 设法避开；对于难于避开又必须治理的，则应在深入调查研究的基础上，制定切 实可行的方案予以治理。（六）天然建筑材料许多建筑物的建筑材料就是取之于土和岩石，可称之为天然建筑材料。天然建筑材料的数量和质量以及开采运输条件是对建筑物结构型式的选择起 决定性作用。例如在峡谷地区，一般是土料较少而石料丰富，水坝坝型就应当选 择堆石坝或砌石坝；如在河谷盆地地区，土料丰富，则可选择土坝。对需用天然建筑材料数量较大的建筑物来说，为减少造价、提高经济效益， 则应当尽可能地做到“就地取材”。天然建材勘察的要点，一是寻找满足各种用途且符合质量要求的材料，二是 建材的数量应满足建筑物施工的需要。二、工程地质问题工程地质问题一词在岩土工程勘察中也是经常广泛应用着。在论述工程地质 条件概念之后，对工程地质问题亦作简要讨论，在下面有关章节中对工程地质问 题还要详尽研究与论证。工程地质问题是指工程建筑与地质环境相互作用、相互 矛盾而引起的、对建筑本身的顺利施工和正常运行或对周围环境可能产生影响的 地质问题。一项工程建筑是由许多建筑物组合而成的，建筑与地质环境的作用是由各建 筑物及其构成部分共同完成的。例如一个水利水电工程是由水坝、水库和枢纽建 筑物共同组成的，而整个枢纽建筑物之间是互相依赖才能发挥各自的作用。在施 工过程中或建成运行之后，水库、水坝和其它建筑物各自与地质环境发生相互作 用、产生不同的工程地质问题。水坝的主要问题有：坝基渗漏问题、绕坝渗漏问 题、坝基稳定问题、坝肩稳定问题等；水库区的工程地质问题有：水库渗漏问题、 水库坍岸问题、库岸浸没问题、水库淤积问题，以及水库诱发地震问题等。其它 建筑物还各有自己的问题。只要兴修水利水电枢纽工程，相应地就要产生一系列 工程地质问题。在工程地质勘察中都要一一加以论证、评价。根据论证的结果， 考虑工程处理措施。对工程地质问题特别严重，而处理措施难以实施，且工程造 价昂贵时，则有可能舍弃此建筑场地。工程地质问题的分析研究，主要是分析研究建筑物与工程地质条件相互作用 的影响因素，作用的机制和过程、边界条件等，作出定性评价，进一步利用各种 参数和计算公式进行计算，作出定量评价，明确作用的强度或工程地质问题的严 重程度及其今后演化进展程度。在论证工程地质问题对工程建筑物施工及今后运 营使用过程中可能产生影响的基础上，还需论证工程地质问题对周围环境的影 响，即可能造成的环境工程地质问题。如大型高坝、水库的兴建可能产生的生态 环境问题、自然与人文景观改变问题、诱发地震能否产生问题、已有建筑物的安 全问题以及地下矿产资源的开采利用问题等等。对工程地质问题分析，既要充分了解和研究工程地质条件，又要密切结合工 程建筑的自身特点予以论证。例如：房屋建筑的工程地质问题之一是地基沉降问题。房屋修建后就要对地 基土体产生