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1、 建设工程技术与计量 土建知识点 凡事预则立、不预则废 目录 第一章 工程地质.1 第一节 岩体的特征.1 第二节 地下水的特征与类型.9 第三节 常见工程地质问题及其处理方法.10 第四节 工程地质对建设工程的影响.14 第二章 工程构造.16 第一节工业与民用建筑工程的分类、组成及构造.16 一、工业与民用建筑工程的分类及应用.16 二、民用建筑构造.17 三、工业建筑构造.26 第二节 道路、桥梁、涵洞工程的分类、组成及构造.29 一、道路分类及组成.29 二、桥梁工程.32 三、涵洞.36 第三节 地下工程的分类、组成及构造.37 一、地下工程的分类.37 二、主要地下工程组成及构造.
2、37 第三章 工程材料.39 第一节 建筑钢材.39 第二节 木材.41 第三节 气硬性胶凝材料.42 第四节 水泥.43 第五节 混凝土.45 第六节 砌筑材料.49 第七节 装饰材料.51 第八节 防水材料.54 第九节 功能材料.55 第四章 工程施工技术.56 第一节 建筑工程施工技术.56 一、土石方工程施工技术.56 二、地基与基础工程施工.58 三、建筑工程主体结构施工技术.60 四、建筑装饰装修工程施工技术.75 五、建筑工程防水工程施工技术.79 第二节 道路、桥梁与涵洞工程施工技术.81 一、道路工程施工技术.81 二、桥梁工程施工技术.83 三、涵洞工程施工 技术.85
3、第三节 地下工程施工技术.88 一、建筑工程深基坑施工技术.88 二、地下连续墙施工技术.90 三、隧道工程施工技术.92 第五章 工程计量.97 第一节 工程计量概 述.97 第二节 建筑面积计算.100 第三节 建筑工程工程量计算.105 一、土石方工程（0101）.105 二、地基处理与边坡支护工程（0102）.108 三、桩基工程（0103）.109 五、混凝土及钢筋混凝土工程（0105）.116 六、金属结构工程（0106）.123 七、木结构（0107）.124 八、门窗工程（0108）.124 九、屋面及防水工程（0109）.127 十、防腐，隔热，保温工程（0110）.128
4、十一、楼地面装饰工程（0111）.129 十二、墙、柱面工程（0112）.130 十三、天棚工程（0113）.132 十四、油漆，涂料，裱糊工程（0114）.132 十五、其他工程（0115）.133 十六、拆除工程（0116）.134 十七、措施项目（0117）.134 凡事预则立，不预则废 第 1 页，共 136 页 第一章 工程地质（10）第一节 岩体的特征 岩体是由一种岩石或多种岩石甚至可以是不同成因岩石的组合体。工程岩体有地基岩体、边坡岩体和地下洞室围岩三类。在工程施工和使用过程中，工程岩体的稳 定性直接影响部分工程甚至整个工程的安全与稳定，决定工程的成功与失败，应高度重视。一、岩体
5、的结构（一）岩体的构成 1、岩石（1）岩石的主要矿物 1）颜色。颜色是矿物最明显、最直观的物理性质。2）光泽。光泽是矿物表面的反光能力，用类比方法常分为四个等级：金属光泽、半金属光泽、金 刚光泽及玻璃光泽。3）硬度。硬度是矿物抵抗外力刻画、压人或研磨等机械作用的能力。鉴定矿物常用一些矿物互相 刻画来测定其相对硬度，一般分为 10 个标准等级 矿物硬度表 硬度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石（2）、岩石成因类型及其特征 地球固体的表层是由岩石组成的硬壳地壳，组成地壳的岩石按成因可分为岩浆岩（火成岩）、沉积岩（水
6、成岩）和变质岩三大类。.岩浆岩（火成岩）根据形成条件，岩浆岩分为喷出岩和侵入岩。根据形成深度，侵入岩又分为深成岩（形成深度大于 5km）和浅成岩（形成深度小于 5km）。深成岩致密坚硬，孔隙率小，透水性弱，抗水性强，是理想的建筑基础（花岗岩、正长岩、闪长岩、辉长岩）；浅成岩，颗粒细小，岩石强度高，岩性不均一，节理裂隙发育，岩 石破碎，风化蚀变严重，透水性增大（花岗斑岩、闪长玢岩、辉绿岩、脉岩）（13）。喷出岩产状不规则，厚度变化大，岩性很不均一，比侵入岩强度低，透水性强，抗风能力差（流纹岩、粗面岩、安山岩、玄武 岩、火山碎屑岩）。.沉积岩（13）经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的
7、层状岩石。如碎屑岩（如砾岩、砂岩、粉 砂岩）、黏土岩（如泥岩、页岩）、化学岩及生物化学岩类（如石灰岩、白云岩、泥灰岩）等。.变质岩 变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩，由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变，使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化所形成的新的岩石。如大理岩、石英岩等。（10）变质 岩的构造主要有板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构造、块状构造，大理石属于块状构造。岩浆岩、沉积岩和变质岩的地质特征表 岩浆岩 沉积岩 变质岩 主要矿 物成分 全部为从岩浆岩中析出的原生矿物，成分复杂，但较稳定。浅色的矿物有石 英、长石、白云母等；深色的矿物有黑 云母、角闪石、辉石、橄
8、榄石等 次 生 矿 物 占 主 要 地位成分 单一，一般多不固定。常见的 有石英、长石、白云母、方解 石、白云石、高岭石 等 除具有变质前原来岩石的矿物，如石英、长石、云母、角闪石、辉 石、方解石、白云石、高岭石等外，尚有经变质作用产生的矿物，如石 榴子石、滑石、绿泥石、蛇纹石等 凡事预则立，不预则废 第 2 页，共 136 页 结构 以结晶粒状、斑状结构为特征 以碎屑、泥质及生物碎屑结 构为赞征、部分为成分单一的 结晶结构，但肉眼不易分辨 以变晶结构等为特征 构造 具块状、流纹状、气孔状；杏仁状构造 具层理构造 多具片理构造 成因 直接由高温熔融的岩浆形成 主 要 由 先 成 岩 石 的 风
9、 化 产 物，经压密、胶结、重结晶等 成岩作用而形成 由先成的岩浆岩、沉积岩和变质 岩，经变质作用而形成 2.土 土是连续、坚固的岩石在风化作用下形成的大小悬殊的颗粒，在原地残留或经过不同的搬运方式，在各种自然环境中形成的堆积物。（1）土的组成。土是由颗粒（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系。（2）土的结构和构造。土的结构是指上颗粒本身的特点和颗粒间相互关联的综合特征，一般可分 为两大基本类型：单粒结构（散粒结构），是碎石（卵石）、砾石类土和砂土等无黏性土的基本结构形式，其对土 的工程性质影响主要在于其松密程度。集合体结构（团聚结构或絮凝结构），这类结构为黏性土所特有。土的构造
10、，是决定勘探、取样或原位测试布置方案和数量的重要因素之一。整个土体构成上的不 均匀性包括：层理、夹层、透镜体、结核、组成颗粒大小悬殊及裂隙特征与发育程度等。（3）土的分类、根据有机含量分类。根据土中有机质含量，分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭。、根据颗粒级配和塑性指数分类 根据颗粒级配和塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和黏性土。碎石土是粒径大于 2mm 的颗粒含量 超过全重 50%的土；砂土是粒径大于 2mm 的颗粒含量不超过全重 50%，且粒径大于 0.075mm 的颗粒 含量超过全重 50%的土；黏性土是塑性指数10 的土。黏性土分为粉质黏土和黏土；粉土是粒径大于 0.075 的颗粒不超
11、过全重 50%，且塑性指数10 的土。、根据地质成因分类。土可分为残积土、坡积土、洪积土、冲击土、淤积土、冰积土和风积土等。、根据颗粒大小及含量分类。土可分为巨粒土、粗粒土、细粒土等。3.结构面 结构面的特征是影响结构面强度及其他性能的重要因素。结构面发育程度等级分类表 等级 特征 不发育 12 组规则节理，一般延伸长度3m，多闭合、无填充 较发育 23 组规则节理，延伸长度10m，多闭合、无充填或有方解石等细脉，少量有岩粉或碎屑充填 发育 一般规则节理多于 3 组，或有较多不规则裂隙，延伸长度不均匀，多数超过 10m，风化者多张开、夹泥 很发育 规则节理多于 3 组，并有很多不规则裂隙，杂乱
12、无章，裂隙多张开，夹泥，并有延伸较长的大裂隙 层面、节理、裂隙、裂缝、断层等结构面的空间位置定义为结构面的产状。结构面的产状由走向、倾向和倾角三个要素表示，如图 1.1.2 所示。并且，层面的产状还代表所在岩层的产状，即表示所在岩 层的空间位置。4.地质构造（1）水平构造和单斜构造 水平构造，是未经构造变动的沉积岩层，形成时的原始产状是水平的，先沉积的老岩层在下，后 凡事预则立，不预则废 第 3 页，共 136 页 沉积的新岩层在上。单斜构造，是原来水平的岩层，在受到地壳运动的影响后，产状发生变动形成岩层向同一个方向 倾斜，这种产状变动往往是褶曲的一翼、断层的一盘或者是局部地层不均匀的上升或下
13、降所引起。（2）褶皱构造 褶皱构造是组成地壳的岩层受构造力的强烈作用，使岩层形成一系列波状弯曲而未丧失其连续性 的构造（13），它是岩层产生的塑性变形。绝大多数褶皱是在水平挤压力作用下形成的，但也有少数 是在垂直力或力偶作用下形成的。褶皱在层状岩层中最明显，在块状岩体中则很难见到。在褶皱比较强烈的地区，一般都是线形的背斜与向斜相向排列，以大体一致的走向平行延伸，有 规律的组成不同形式的褶皱构造。工程在褶曲的翼部遇到的基本上是单斜构造，倾斜岩层对建筑物的 地基，一般没有特殊不良的影响，要注意的是，倾斜岩层的产状与路线或隧道轴线走向的关系问题，对于以下两种情况，则需要根据具体情况进行分析：、对于深
14、路堑和高边坡来说，仅就岩层产状与路线走向的关系而言，路线垂直岩层走向或路线 与岩层走向平行但岩层倾向与边坡倾向相反时，对路基边坡的稳定性是有利的。不利的情况是路线走向 与岩层的走向平行，边坡与岩层的倾向一致，最不利的情况是路线与岩层走向平行，岩层倾向于路基边 坡一致，而边坡的倾角大于岩层的倾角。、对于隧道工程来说，在褶曲构造的轴部是岩层倾向发生显著变化，是岩层受力应力作用最集中 的地方，所以在褶皱构造的轴部容易遇到工程地质问题。一般选线从褶曲的翼部通过是比较有利的（11）。（3）断裂构造 根据岩体断裂后两侧岩块相对位移的情况，将其分为裂隙和断层两类。1）、裂隙 裂隙（节理），是存在于岩体中的裂
15、缝，是岩体受力断裂后两侧岩块没有显著位移的小型断裂构 造。一般用裂隙率（岩石中裂隙的面积与岩石总面积的百分比）表示，裂隙率越大，表示岩石中的裂 隙越发育。凡事预则立，不预则废 第 4 页，共 136 页 裂隙发育程度分级表 发育程 度等级 基本特征 附注 裂隙 不发育 裂隙 12 组，规则，构造型，间距在 1m 以上，多为密闭裂隙。岩体被切割成巨块状 对基础工程无影响，在不含水且无其 他不良因素时，对岩体稳定性影响不大 裂隙 较发育 裂隙 23 组，呈 X 型，较规则，以构造型为主，多数间距0.4m，多为密闭裂隙，少有填充物。岩体被切割成大块状 对基础工程影响不大，对其他工程可 能产生相当影响
16、 裂隙 发育 裂隙 3 组以上，不规则，以构造型或风化型为主，多数间距 4m，大部分为张开裂隙，部分有填充物.岩体被切割成小块状 对工程建筑物可能产生很大影响 裂隙 很发育 裂隙 3 组以上，杂乱，以风化型和构造型为主，多数间距0.2m，以张开裂隙为主，一般均有填充物。岩体被切割成碎石状 对工程建筑物产生严重影响 注：裂隙宽度：密闭裂隙5mm。根据裂隙的成因。将其分为构造裂隙和非构造裂隙两类。、构造裂隙。在构造分布上有一定的规律性。、非构造裂隙。裂隙分布零乱,没有规律性。岩体中的裂隙，在工程上除有利于开挖外，对岩体 的强度和稳定性均有不利的影响。其破坏了岩体的整体性，促进了岩体的风化速度，增强
17、了岩体的透 水性，进而使岩体的强度和稳定性降低。当裂隙主要发育方向与路线走向平行，倾向与边坡一致时，不论岩体的产状如何，路堑边坡都容易发生崩塌等不稳定现象。在路基施工中，如果岩体存在裂隙，还会影响爆破作业的效果。因而，当裂隙有可能成为影响工程设计的重要因素时，应当对裂隙进行深 入的调查研究，详细论证裂隙对工程建设的影响。2）、断层 断层是岩体受力作用断裂后，两侧岩块沿断裂面发生显著相对位移的断裂构造。A、断层要素。断层一般由四个部分组成。a.断层面和破碎带；b.断层线；c.断盘；d.断距。B、断层基本类型。根据断层两盘相对位移的情况，可分为正断层、逆断层、平推断层。正断层是上盘沿断层面相对下降
18、，下盘相对上升的断层（受拉）。逆断层是上盘沿断层面相对上 升，下盘相对下降的断层（受压）（10）。平推断层是两盘沿断层面发生相对水平位移的断层。断层线的方向常和岩层走向或褶皱的方向近一致，和压应力作用方向垂直。（二）岩体结构特征 1.结构体特征 平缓产状的层状岩体中，常将岩体切割成方块体、三角形柱体等。在陡立的岩层地区，往往形成 块体、锥形体和各种柱体。2.岩体结构类型 岩体结构的基本类型可分为整体块状结构、层状结构、碎裂结构和散体结构。（1）整体块状结构。这类岩体具有良好的工程地质性质，往往是较理想的各类工程建筑地基、边 坡岩体及地下工程围岩。（2）层状结构。作为工程建筑地基时，其变形模量和
19、承载能力一般均满足要求。但当结构面结合 力不强，有时又有层间错动面或软弱夹层存在，则其强度和变形特性均具有各向异性特点，一般沿层 面方向的抗剪强度明显比垂直层面方向的更低（11），特别是当有软弱结构面存在时，更为明显。这类岩体作为边坡岩体时，一般来说，当结构面倾向坡外时要比倾向坡里时的工程地质性质差得多。凡事预则立，不预则废 第 5 页，共 136 页 （3）碎裂结构。层状碎裂结构和碎裂结构岩体变形模量、承载能力均不高，工程地质性质较差。（4）散体结构。岩体节理、裂隙很发育，岩体十分破碎，岩石手捏即碎，属于碎石土类，可按碎 石土类考虑。二、岩体的力学特性 岩体的变形通常包括结构面变形和结构体变
20、形。设计人员所关心的主要是岩体的变形特性，岩体变形参数是由变形模量或弹性模量来反映的。岩体的强度既不等于岩块岩石的强度，也不等于结构面的强度，而是二者共同影响表现出来的强度。但在某些情况下，可以用岩石或结构面的强度来代替。如当岩体中结构面不发育，呈完整结构时，可以岩 石的强度代替岩体强度；如果岩体沿某一结构面产生整体滑动时，则岩体强度完全受结构面强度控制（11）。三、岩体的工程地质性质（一）岩石的工程地质性质 1.岩石的物理力学性质（1）岩石的主要物理性质 1）重量 岩石的重量是岩石最基本的物理性质之一，一般用比重和重度两个指标表示。、岩石的比重是岩石固体（不包括孔隙）部分单位体积的重量。岩石
21、的比重决定于组成岩石的 矿物的比重及其在岩石中的相对含量。、岩石的重度（容重），是岩石单位体积的重量，在数值上等于岩石试件的总重量（包括孔隙中 的水重）与其总体积（包括孔隙体积）之比。岩石孔隙中完全没有水存在时的重度，称为干重度；孔 隙全部被水充满时的重度，称为饱和重度。一般来讲，组成岩石的矿物比重大，或岩石的孔隙性小，则岩石的重度就大。在相同条件下的同 一种岩石，重度大就说明岩石的结构致密、孔隙性小，岩石的强度和稳定性也较高。2）孔隙性 岩石的孔隙性用孔隙度表示，反映岩石中各种孔隙的发育程度。未受风化或构造作用的侵入岩和某些变 质岩，其孔隙度一般是很小的，而砾岩、砂岩等一些沉积岩类的岩石，则
22、经常具有较大的孔隙度。3）吸水性 岩石的吸水性一般用吸水率表示。岩石的吸水率与岩石孔隙度的大小、孔隙张开程度等因素有关。岩石的吸水率大，则水对岩石颗粒间结合物的浸润、软化作用就强，岩石强度和稳定性受水作用的影 响也就显著。4）软化性 黏土矿物含量高、孔隙度大、吸水率高的岩石，与水作用容易软化而丧失其强度和稳定性。用软化系数作为岩石软化性的指标，在数值上等于岩石饱和状态下的极限抗压强度与风干状态下 极限抗压强度的比。其值越小，表示岩石的强度和稳定性受水作用的影响越大。未受风化作用的岩浆 岩和某些变质岩，软化系数大都接近于 1，是弱软化的岩石，其抗水、抗风化和抗冻性强。软化系数小 于 0.75 的
23、岩石（11），是软化性较强的岩石，工程性质比较差。凡事预则立，不预则废 第 6 页，共 136 页 5）抗冻性 岩石的抗冻性，有不同的表示方法，一般用岩石在抗冻试验前后抗压强度的降低率表示。抗压强 度降低率小于 25%的岩石，认为是抗冻的；大于 25%的岩石，认为是非抗冻的。（2）岩石主要力学性质 1）岩石的变形 岩石受力作用会产生变形，在弹性变形范围内用弹性模量和泊桑比两个指标表示。相同受力条件 下，岩石的弹性模量越大，变形越小。即弹性模量越大，岩石抵抗变形的能力越强。泊桑比是横向应 变与纵向应变的比。泊桑比越大，表示岩石受力作用后的横向变形越大。2）岩石的强度 抗压强度。胶结不良的砾岩和软
24、弱页岩20MPa，坚硬岩浆岩250MPa。抗拉强度。岩石的抗拉强度远小于抗压强度，故当岩层受到挤压形成褶皱时，常在弯曲变形较 大的部位受拉破坏，产生张性裂隙。抗剪强度。抗剪强度是沿岩石裂隙或软弱面等发生剪切滑动时的指标，其强度远远低于抗剪断强度。三项强度中，岩石的抗压强度最高，抗剪强度居中，抗拉强度最小。抗剪强度约为抗压强度的 10%40%，抗拉强度仅是抗压强度的 2%16%（09）。岩石越坚硬，其值相差越大，软弱岩石的差别较小。岩石的抗压强度和抗剪强度，是评价岩石（岩体）稳定性的主要指标，是对岩石（岩体）的稳定性进 行定量分析的依据之一。2.岩石的分级 由松软至坚实共分为 16 级。前四级是
25、土。（二）土体的工程地质性质 1.土的物理力学性质（1）.土的主要性能参数 土的含水量。土的饱和度。土的饱和度是土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比，饱和度 Sr 越大，表明 土孔隙中充水愈多。Sr80%是饱水状态。土的孔隙比。是土中孔隙体积与土粒体积之比，反映天然土层的密实程度，一般孔隙比小于 0.6 的是密实的低压缩性土，大于 1.0 的土是疏松的高压缩性土。土的孔隙率。土的塑性指数和液性指数 碎石土和砂土为无黏性土，紧密状态是判定其工程性质的重要指标。粉土属于砂土和黏性土的过 渡类型。颗粒小于粉砂的是黏性土，黏性土的工程性质受含水量的影响特别大。黏性土的界限含水量，有缩限、塑限和液限。
26、液限和塑限的差值称为塑性指数，它表示黏性土处 在可塑状态的含水量变化范围。塑性指数愈大，可塑性就愈强。黏性土的天然含水量和塑限的差值与 塑性指数之比，称为液限指数。液限指数愈大，土质愈软。凡事预则立，不预则废 第 7 页，共 136 页 （2）土的力学性质 土的力学性质主要是压缩性和抗剪强度。土的压缩性是土在压力作用下体积缩小的特性。在土的 自重或外荷载作用下，土体中某一个曲面上产生的剪应力值达到了土对剪切破坏的极限抗力时，土体 就会沿着该曲面发生相对滑移而失稳。土对剪切破坏的极限抗力称为土的抗剪强度。2.特殊土的工程性质（1）软土（淤泥及淤泥质土）。具有高含水量、高孔隙性、低渗透性、高压缩性
27、、低抗剪强度、较显著的触变性和蠕变性等特性。（2）湿陷性黄土。在天然含水量时一般呈坚硬或硬塑状态，具有较高的强度和低的或中等偏低的 压缩性，但遇水浸湿后，强度迅速降低，有的即使在其自重作用下也会发生剧烈的沉陷（09）。湿陷性 黄土受水浸湿后，在其自重压力下发生湿陷的，称为自重湿陷性黄土。而在其自重压力与附加压力共 同作用下才发生湿陷的，称为非自重湿陷性黄土。（3）红黏土。一般呈褐色、棕红等颜色，液限大于 50%。天然含水量高（一般为 40%60%，最 高达 90%）、密度小（天然孔隙比一般为 1.41.7，最高为 2.0）、塑性高（塑限一般为 40%60%，最 高达 90%，塑性指数一般为 2
28、050），通常呈现较高的强度和较低的压缩性，不具有湿陷性。由于塑 性很高，所以尽管天然含水量高，一般仍处于坚硬或硬可塑状态，甚至饱水的红黏土也是坚硬状态的。（4）膨胀土。含有大量的强亲水性黏土矿物成分，具有显著的吸水膨胀和失水收缩，且胀缩变形 往复可逆。在天然条件下一般处于硬塑或坚硬状态，强度较高，压缩性较低，易被误认为是工程性能 较好的土。在膨胀土地区进行工程建筑，如果不采取必要的设计和施工措施，会导致大批建筑物的开 裂和损坏，甚至造成坡地建筑场地崩塌、滑坡、地裂。当膨胀土的含水量剧烈增大或土的原状结构被 扰动时，土体强度会骤然降低，压缩性增高。（5）填土。根据填土的组成物质和堆填方式形成的
29、工程性质的差异，划分为以下三类：素填土。素填土是由碎石、砂土、粉土或黏性土等一种或几种材料组成的填土。一般密实度较 差，但若堆积时间较长，由于土的自重压密作用，也能达到一定密实度。如堆填时间超过 10 年的黏性 土、超过 5 年的粉土、超过 2 年的砂土，均具有一定的密实度和强度，可以作为一般建筑物的天然地 基。素填土地基具有不均匀性，防止建筑物不均匀沉降是填土地基的关键。杂填土。杂填土是含有大量杂物的填土。试验证明，以生活垃圾和腐蚀性及易变性工业废料为 主要成分的杂填土，一般不宜作为建筑物地基（12）。主要以建筑垃圾或一般工业废料组成的杂填土，采用适当的措施进行处理后可作为一般建筑物地基。冲
30、填土。冲填土是由水力冲填泥砂形成的沉积土，如在整理和疏浚江河航道时，送至江河两岸 形成的填土。冲填土的含水量大，透水性较弱，排水固结差，一般呈软塑或流塑状态，比同类自然沉 积饱和土的强度低、压缩性高。（三）结构面的工程地质性质 结构面的规模是结构面影响工程建设的重要性质。结构面分为级。级控制工程建设地区的稳定性，直接影响工程岩体稳定性。结构面主要控制着岩体的结构、完整性和物理力学性质。级控制岩块的力学性质。、级结构面往往是对工程岩体力学和对岩体破坏方式有控制意义的边界条件。（四）地震的震级和烈度 1.地震震源 震源是深部岩石破裂产生地壳震动的发源地。震源在地面上的垂直投影称为震中。地震所引起的
31、 震动以弹性波的形式向各个方向传播，其强度随距离的增加而减小。震中区受破坏最大，距震中越远 凡事预则立，不预则废 第 8 页，共 136 页 破坏程度越小。地震波通过地球内部介质传播的称体波，体波分纵波和横波。纵波的质点振动方向与 震波传播方向一致，周期短、振幅小、传播速度快；横波的质点振动方向与震波传播方向垂直，周期 长、振幅大、传播速度较慢。面波的传播速度最慢。2.地震震级 地震是依据所释放出来的能量多少来划分震级的。释放出来的能量越多，震级就越大。中国科学 院将地震震级分为五级：微震、轻震、强震、烈震和大灾震。目前国际通用为 4 级地震。3.地震烈度 地震烈度，是指某一地区的地面和建筑物
32、遭受一次地震破坏的程度。地震烈度不仅与震级有关，还和震源 深度、距震中距离以及地震波通过介质条件（岩石性质、地质构造、地下水埋深）等多种因素有关。地震烈度 又可分为基本烈度、建筑场地烈度和设计烈度。（1）基本烈度代表一个地区的最大地震烈度（09、12）。（2）建筑场地烈度（小区域烈度），是建筑场地内因地质条件、地貌地形条件和水文地质条件的 不同而引起的相对基本烈度有所降低或提高的烈度。一般降低或提高半度至一度。（3）设计烈度是抗震设计所采用的烈度，是根据建筑物的重要性、永久性、抗震性以及工程的经 济性等条件对基本烈度的调整。设计烈度一般可采用国家批准的基本烈度（11），但遇不良地质条件或 特殊
33、重要的建筑物，经主管部门批准，可对基本烈度加以调整作为设计烈度。4.震级与烈度的关系 震级越高、震源越浅、距震中越近，地震烈度就越高。一次地震只有一个震级（09），但震中周围 地区的破坏程度，随距震中距离的加大而逐渐减小，形成多个不同的地震烈度区（11），它们由大到小 依次分布。但因地质条件的差异，也可能出现偏大或偏小的烈度异常区。凡事预则立，不预则废 第 9 页，共 136 页 第二节 地下水的特征与类型 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。（一）包气带水 包气带水处于地表面以下潜水位以
34、上的包气带岩土层中，包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及岩 层风化壳（黏土裂隙）中季节性存在的水。（二）潜水 潜水是埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由水面的重力水，其自由表面承受大气 压力，受气候条件影响、季节性变化明显。潜水主要分部在地表各种岩土里，多数存在于第四纪松散 岩层中，坚硬的沉积岩、岩浆岩和变质岩的裂隙及洞穴中也有潜水分布。（三）承压水 承压水也称为自流水，是地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水（13）。（四）裂隙水 裂隙水是指埋藏在基岩裂隙中的地下水。根据基岩裂隙成因，将裂隙水分为风化裂隙水、成岩裂 隙水、构造裂隙水。风化裂隙水分布在风化裂隙中，多数为层状裂隙水；成岩裂
35、隙水分布在成岩裂隙中，成岩裂隙的 岩层出露地表时，常赋存成岩裂隙潜水；构造裂隙水分布在构造裂隙中。（五）岩溶水 根据埋藏条件，将岩溶水分为岩溶上层滞水、岩溶潜水及岩溶承压水。二、地下水的特征（一）包气带水的特征（二）潜水的特征 潜水有两个特征。潜水面以上无稳定的隔水层存在，大气降水和地表水可直接渗人，成为潜水 的主要补给来源。潜水自水位较高处向水位较低处渗流。一般地面坡度越大，潜水面的坡度也越大，但潜水面坡度经常小于当地的地面坡度。（三）承压水的特征 承压水是因为限制在两个隔水层之间而具有一定压力，特别是含水层透水性越好，压力越大，人 工开凿后能自流到地表。（四）裂隙水的特征 风化裂隙水主要受
36、大气降水的补给，有明显季节性循环交替，常以泉水的形式排泄于河流中；成 岩裂隙水多呈层状，在一定范围内相互连通协构造裂隙水、层状构造裂隙水可以是潜水，也可以是承 压水；脉状构造裂隙水多赋存于张开裂隙中，由于裂隙分布不连续，所以形成的裂隙各有自己独立的 系统、补给源及排泄条件，水位不一致，有一定压力，压力分布不均，水量少，水位、水量变化大。但是，不论是层状构造裂隙水还是脉状构造裂隙水，其渗透性常显示各向异性。（五）岩溶水的特征 岩溶潜水广泛分布在大面积出露的厚层灰岩地区，动态变化很大，水位变化幅度可达数十米。在 岩溶地区进行工程建设，特别是地下工程，必须弄清岩溶的发育与分布规律，因为岩溶的发育可能
37、使 工程地质条件恶化。凡事预则立，不预则废 第 10 页，共 136 页 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；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（10）；对于影响边坡稳定的，可喷射混凝土或用土钉支护。2、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（13）。风化、破碎岩层 1、风化一般在地基表层，可以挖除。2、破碎岩层有的较浅，可以挖除；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、风化、
38、破碎处于边坡影响稳定的，可根据情况采用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，甚至采用砌体、混凝土和钢筋混凝土等格构方式的结构护坡。4、对于裂隙发育影响地基承载力和抗渗要求的，可以用水泥浆灌浆加固或防渗。断层、泥化软弱夹 层 1、对于充填胶结差，影响承载力或抗渗要求的断层，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。对于不便清除回填的，可采用锚 杆、预应力锚索、抗滑桩等进行抗滑处理。3、滑坡的发生与水有很大的关系，在滑坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施。在滑 坡体上方修筑截水设施，在滑坡体下方筑好排水设施；经
39、论证上部刷方减重，未经论证不要轻易扰动滑 坡体。可考虑在滑坡体坡脚采用挡土墙、抗滑桩等支挡措施（13），也可采用固结灌浆等措施改善滑动 面和滑坡体的抗滑性能。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。第三节 常见工程地质问题及其处理方法 一、特殊地基 二、地下水 地下水最常见的问题全要是对岩体的软化、侵蚀和静水压力、动水压力作用及其渗透破坏等。（一）地下水对土体和岩体的软化 地下水使土体尤其是非黏性土软化，降低强度、刚度和承载能力。有侵蚀性
40、的地下水。使结构面 的抗剪强度降低，造成岩体的承载力和稳定性下降。（二）地下水位下降引起软土地基沉降（三）动水压力产生流砂和潜蚀 按其严重程度可分下列三种：轻微流砂；中等流砂；严重流砂。如果地下水渗流产生的动水压力小于土颗粒的有效重度，即渗流水力坡度小于临界水力坡度，虽 然不会发生流砂现象，但是土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带而走。在土层中 形成管状空洞.使土体结构破坏。强度降低，压缩性增加，这种现象称之为机械潜蚀。（四）地下水的浮托作用 当建筑物基础底面位于地下水位以下时，地下水对基础底面产生静水压力，即产生浮托力。（五）承压水对基坑的作用 当深基坑下部有承压含水层时，必须
41、分析承压水头是否会冲毁基坑底部的黏性土层（六）地下水对钢筋混凝土的腐蚀。三、边坡稳定（一）影响边坡稳定因素 影响边坡稳定性的因素有内在因素（组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等）凡事预则立，不预则废 第 11 页，共 136 页 与外在因素（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）两个方面。主要包括：地貌条件、地层岩性、地质构造与岩体结构和地下水（13）四个因素。1.地貌条件 深沟峡谷地区，陡峭的岸坡是容易发生边坡变形和破坏的地形条件。崩塌现象均发生在坡度大于 60的斜坡上。2.地层岩性（1）深成侵入岩、厚层坚硬的沉积岩以及片麻岩、石英岩等构成的边坡（
42、11），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（09、10）。（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
43、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。3.地质构造与岩体结构 地质构造因素包括褶皱、断裂、区域新构造运动及地应力等，这些对岩质边坡的稳定也是主要因素。4.地下水 地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素。地下水的作用是很复杂的，主要表现在以下几个方面：（09、11、12）（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）
44、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。（二）不稳定边坡防治措施 1.防渗和排水 在滑坡体外围布置截水沟槽，以截断流至滑坡体上的水流。大的滑坡体尚应在其上布置一些排水 沟，同时要整平坡面，防止有积水的坑洼，以利于降水迅速排走。针对已渗入滑坡体的水，通常是采 用地下排水廊道，截住渗透的水流或将滑坡休中的积水排出滑坡体以外。2.削坡 削坡是将陡倾的边坡上部的岩体挖除，一部分使边坡变缓，同时也可使滑体重量减轻，以达到稳 定的目的。削减下来的土石，可填在坡脚，起反压作用，更有利于稳定。3.支挡建筑 支挡建筑主要是在不稳定岩
45、体的下部修建挡墙或支撑墙（或墩），也是一种应用广泛而有效的方 法。材料用混凝土、钢筋混凝土或砌石。支挡建筑物的基础要砌置在滑动面以下。若在挡墙后增加排 水措施，效果更好。凡事预则立，不预则废 第 12 页，共 136 页 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，其原理都是提高岩体抗滑（或抗倾倒）能力。预应力锚索或锚杆锚固不稳定岩体的方法，适用于加固岩体边坡和不稳定岩块。锚固桩（或称抗滑桩）适 用于浅层或中厚层的滑坡体滑动。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 l3m，深度一般要求滑动面以下桩长占全桩长的
46、1/41/3。（三）地下工程围岩的稳定性 1.地下工程位置选择的影响因素 地下工程位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需要考虑区域稳定、山体稳定及地形、岩性、地质构造、地下水、地应力等因素的影响。（1）地形条件 在地形上要求山体完整，地下工程周围包括洞顶及傍山侧应有足够的山体厚度。如选择隧洞位置 时，隧洞进出口地段的边坡应下陡上缓，无滑坡、崩塌等现象存在。洞口岩石应直接出露或坡积层薄，岩层最好倾向山里以保证洞口坡的安全。（2）岩性条件 地下工程位置应尽量选在坚硬完整岩石中。一般而言，岩浆岩、厚层坚硬的沉积岩及 变质岩，围 岩的稳定性好，适于修建大型的地下工程。凝灰岩、黏土岩、页岩、胶结不好的
47、砂砾岩、千枚岩及某 些片岩，稳定性差，不宜建大型地下工程。松散及破碎的岩石稳定性极差，选址时应尽量避开。（3）地质构造条件 褶皱的影响。在布置地下工程时，原则上应避开褶皱核部，若必须在褶皱岩层.地段修建地下工 凡事预则立，不预则废 第 13 页，共 136 页 程，可以将地下工程放在褶皱的两侧。断裂的影响。应避免地下工程轴线沿断层带布置。而地下工程轴线垂直或近于垂直断裂带，所 需穿越的不稳定地段较短，但也可能产生塌方。因此，在选址时应尽量避开大断层。岩层产状的影响。在水平岩层中布置地下工程时，应尽量使地下工程位于均质厚层的坚硬岩层 中。若地下工程必须切穿软硬不同的岩层组合时，应将坚硬岩层作为顶
48、板，避免将软弱岩层或软弱夹 层置于顶部，后者易于造成顶板悬垂或坍塌。软弱岩层位于地下工程两侧或底部也不利，容易引起边 墙或底板鼓胀变形或被挤出。在倾斜岩层中，一般也是不利的。当洞身穿过软硬相间或破碎的倾斜岩 层时，顺倾向一侧的围岩易于变形或滑动，造成很大的偏压，逆倾向一侧围岩测压小，有利于稳定。（4）地下水 在选址时最好选在地下水位以上的干燥岩体内，或地下水量不大、无高压含水层的岩体内。（5）地应力 初始应力状态是决定围岩应力重分布的主要因素。2.围岩的工程地质分析（1）围岩稳定性分析 变形与破坏的五种形式：脆性破裂（地应力）、块体滑移（块状结构）、岩层的弯曲折断（层状 围岩）、破碎结构的松动
49、坍塌、冒落或塑性变形。碎裂结构岩体在张力和振动力作用下容易松动、解脱，在洞顶则产生崩落，在边墙上则表现为滑 塌或碎块的坍塌。当结构面间夹泥时，往往会产生大规模的塌方（13）。（2）围岩的分类。3.提高围岩稳定性的措施 提高围岩稳定性的工程措施主要有传统的支护或衬砌和喷锚支护两大类。（1）支护与衬砌 支护是在地下工程开挖过程中用以稳定围岩用的临时性措施。衬砌是加固围岩的永久性结构，其 作用主要是承受围岩压力及内水压力。（2）喷锚支护 喷锚支护是在地下工程开挖后，及时地向围岩表面喷一薄层混凝土（一般厚度为 520cm），有 时再增加一些锚杆，从而部分地阻止围岩向洞内变形，以达到支护的目的。喷混凝土
50、再配合锚杆加固 围岩，则会更有效地提高围岩自身的承载力和稳定性。喷混凝土具备以下几方面的作用：首先，能紧跟工作面，速度快，因而缩短了开挖支护的间隔时 间，及时地填补了围岩表面的裂缝和缺损，阻止裂隙切割的碎块脱落松动使围岩的应力状态得到改善；其次，起着加固岩体的作用，提高了岩体的强度和整体性。此外，喷层与围岩紧密结合，有较高的粘 结力和抗剪强度，能在结合面上传递各种应力，可以起到承载拱的作用。锚杆有楔缝式金属锚杆、钢丝绳砂浆锚杆、普通砂浆金属锚杆、预应力锚杆及木锚等，目前在大中型工程中，常用的是楔缝式金属锚杆和砂浆金属锚杆两种。为了防止锚杆之间的碎块塌落，可采用喷层和钢丝网来配合。（3）各类围岩