2018年注册岩土工程师岩土工程勘察讲义：岩土工程勘察的分级

　　岩土工程勘察的分级

　　岩土工程勘察等级划分的主要目的，是为了勘察工作量的布置。显然，工程规模较大或较重要、场地地质条件以及岩土体分布和性状较复杂者，所投入的勘察工作量就较大。反之则较小。按《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(以下简称《规范》)规定，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。下面先分别论述三项因素等级划分的依据及具体规定，随后综合划分岩土工程勘察的等级。

　　一、工程安全等级

　　工程的安全等级，是根据由于工程岩土体或结构失稳破坏，导致建筑物破坏而造成生命财产损失、社会影响及修复可能性等后果的严重性来划分的。根据国家标准《建筑结构设计统一标准》(GB50068-2001)的规定，将工程结构划分为三个安全等级，《规范》与之相应，也将工程安全等级划分为三级(表1)。

　　工程安全等级 表1

安全等级	破坏后果	工程类型
一级	很严重	重要工程
二级	严重	一般工程
三级	不严重	次要工程

　　对于不同类型的工程来说，应根据工程的规模和重要性具体划分。目前房屋建筑与构筑物的安全等级，已在国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)中明确规定(表2)。此外，各产业部门和地方根据本部门(地方)建筑物的特殊要求和经验，在颁布的有关技术规范中也划分了适用于本部门(地方)的工程安全等级，一般均划分为三级。

　　房屋建筑与构筑物安全等级 表2

安全等级	破坏后果	建筑类型
一级	很严重	重要的工业与民用建筑物；20层以上的高层建筑；体型复杂的14层以上的高层建筑；对地基变形有特殊要求的建筑物；单桩承受的荷载在4000kN以上的建筑物
二级	严重	一般的工业与民用建筑
三级	不严重	次要的建筑物

　　目前，地下洞室、深基坑开挖、大面积岩土处理等尚无工程安全等级的具体规定，可根据实际情况划分。大型沉井和沉箱、超长桩基和墩基、有特殊要求的精密设备和超高压设备、有特殊要求的深基坑开挖和支护工程、大型竖井和平洞、大型基础托换和补强工程，以及其他难度大、破坏后果严重的工程，以列为一级安全等级为宜。

　　二、场地复杂程度等级

　　场地复杂程度是由建筑抗震稳定性、不良地质现象发育情况、地质环境破坏程度和地形地貌条件四个条件衡量的，也划分为三个等级(表3)。

　　场地复杂程度等级 表3

等级	一级	二级	三级
建筑抗震稳定性	危险	不利	有利(或地震设防烈度≤6度)
不良地质现象发育情况	强烈发育	一般发育	不发育
地质环境破坏程度	已经或可能强烈破坏	已经或可能受到一般破坏	基本未受破坏
地形地貌条件	复杂	较复杂	简单

　　注：一、二级场地各条件中只要符合其中任一条件者即可。

　　(一)建筑抗震稳定性

　　按国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)规定，选择建筑场地时，对建筑抗震稳定性地段的划分规定为：

　　(1)危险地段：地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流及发震断裂带上可能发生地表位错的部位。

　　(2)不利地段：软弱土和液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质的陡坡、河岸和斜坡边缘，平面分布上成因、岩性和性状明显不均匀的土层(如故河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。

　　(3)有利地段：岩石和坚硬土或开阔平坦、密实均匀的中硬土等。上述规定中，场地土的类型按表4划分。

　　场地土的类型划分 表4

场地土类型	土层剪切波速(m/s)	岩土名称和性状
坚硬场地土	vs＞500	稳定的岩石，密实的碎石土
中硬场地土	500≥vsm＞250	中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，fk＞200的粘性土和粉土
中软场地土	250≥vsm＞140	稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，fk≤200的粘性土和粉土，fk≥130的填土
软弱场地土	vsm≤140	淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近代沉积的粘性土和粉土，fk＜130的填土

　　注：①vs、vsm分别为土层的剪切波速和平均剪切波速，后者取地面以下15m且不深于场地覆盖层厚度范围内各土层的剪切波速，按土层厚度加权的平均值计;

　　②fk为地基土静承载力标准值(kPa)。

　　(二)不良地质现象发育情况

　　不良地质现象泛指由地球外动力作用引起的，对工程建设不利的各种地质现象。它们分布于场地内及其附近地段，主要影响场地稳定性，也对地基基础、边坡和地下洞室等具体的岩土工程有不利影响。“强烈发育”是指由于不良地质现象发育招致建筑场地极不稳定，直接威胁工程设施的安全。例如，山区崩塌、滑坡和泥石流的发生，会酿成地质灾害，破坏甚至整个摧毁工程建筑物。岩溶地区溶洞和土洞的存在，所造成的地面变形甚至塌陷，对工程设施的安全也会构成直接威胁。“一般发育”是指虽有不良地质现象分布，但并不十分强烈，对工程设施安全的影响不严重;或者说对工程安全可能有潜在的威胁。

　　(三)地质环境破坏程度

　　由于人类工程——经济活动导致地质环境的干扰破坏，是多种多样的。例如，采掘固体矿产资源引起的地下采空;抽汲地下液体(地下水、石油)引起的地面沉降、地面塌陷和地裂缝;修建水库引起的边岸再造、浸没、土壤沼泽化;排除废液引起岩土的化学污染;等等。地质环境破坏对岩土工程实践的负影响是不容忽视的，往往对场地稳定性构成威胁。地质环境的“强烈破坏”，是指由于地质环境的破坏，已对工程安全构成直接威胁;如矿山浅层采空导致明显的地面变形、横跨地裂缝等。“一般破坏”是指已有或将有地质环境的干扰破坏，但并不强烈，对工程安全的影响不严重。

　　(四)地形地貌条件

　　主要指的是地形起伏和地貌单元(尤其是微地貌单元)的变化情况。一般地说，山区和丘陵区场地地形起伏大，工程布局较困难，挖填土石方量较大，土层分布较薄且下伏基岩面高低不平。地貌单元分布较复杂，一个建筑场地可能跨越多个地貌单元，因此地形地貌条件复杂或较复杂。平原场地地形平坦，地貌单元均一，土层厚度大且结构简单，因此地形地貌条件简单。

　　三、地基复杂程度等级

　　地基复杂程度也划分为三级：

　　1、一级地基

　　符合下列条件之一者即为一级地基：

　　(1)岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大，且需特殊处理;

　　(2)多年冻土及湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，对工程影响大，需作专门处理的;变化复杂，同一场地上存在多种的或强烈程度不同的特殊性岩土也属之。

　　2、二级地基

　　符合下列条件之一者即为二级地基：

　　(1)岩土种类较多，性质变化较大，地下水对工程有不利影响;

　　(2)除上述规定之外的特殊性岩土。

　　3、三级地基

　　(1)岩土种类单一，性质变化不大，地下水对工程无影响;

　　(2)无特殊性岩土。

　　四、岩土工程勘察等级

　　根据工程重要性等级、场地复杂程度等级和地基复杂程度等级、可按下列条件划分岩土工程勘察等级。

　　甲级　在工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级中，有一项或多项为一级;

　　乙级　除勘察等级为甲级和丙级以外的勘察项目;

　　丙级　工程重要性、场地复杂程度和地基复杂程度等级均为三级。

　　注:建筑在岩质地基上的一级工程，当场地复杂程度等级和地基复杂程度等级均为三级时，岩土工程勘察等级可定为乙级。

　　五、岩石的分类和鉴定

　　1、 在进行岩土工程勘察时，应鉴定岩石的地质名称和风化程度，并进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分。

　　2、 岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分，应分别按表1～表3 执行。

　　表1 　　　　　　　　　　　　　　　岩石坚硬程度分类

坚硬程度	坚硬岩	较硬岩	较软岩	软岩	极软岩
饱和单轴抗压强度(Mpa)	fr>60	60≥fr>30	30≥fr>15	15≥fr>5	fr≤r<5

　　标准工程岩体分级标准(GB50218)执行。

　　表2 　　　　　　　　　　岩体完整程度分类

完整程度	完整	较完整	较破碎	破碎	极破碎
完整性指数	>0.75	0.75～0.55	0.55～0.35	0.35～0.15	<0 15

　　注：完整性指数为岩体压缩波速度与岩块压缩波速度之比的平方，选定岩体和岩块测定波速时，应注意其代表性。

　　表3 　　　　 岩体基本质量等级分类

	完整	较完整	较破碎	破碎	极破碎
坚硬岩	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅴ
较硬岩	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	Ⅳ	Ⅴ
较软岩	Ⅲ	-Ⅳ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅴ
软岩	Ⅳ	Ⅳ	Ⅴ	Ⅴ	Ⅴ
极软岩	Ⅴ	Ⅴ	Ⅴ	Ⅴ	Ⅴ

　　3 、当缺乏有关试验数据时，可按附录A 执行。

　　4、 当软化系数等于或小于0.75 时，应定为软化岩石：当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石，如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐渍化岩石等。

　　5、 岩石的描述应包括地质年代、地质名称、风化程度、颜色、主要矿物、结构、构造和岩石质量指标RQD.对沉积岩应着重描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度;对岩浆岩和变质岩应着重描述矿物结晶大小和结晶程度。

　　根据岩石质量指标RQD，可分为好的(RQD>90)、较好的(RQD=75 90)、较差的(RQD=50 75)、差的(RQD=25 50)和极差的(RQD<25)。

　　6、岩体的描述应包括结构面、结构体、岩层厚度和结构类型，并宜符合下列规定：

　　1) 结构面的描述包括类型、性质、产状、组合形式、发育程度、延展情况、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填物性质以及充水性质等;

　　2) 结构体的描述包括类型、形状、大小和结构体在围岩中的受力情况等;

　　3) 岩层厚度分类应按表4 执行。

　　表4 　　　　　　　　　岩层厚度分类

层厚分类	单层厚度h (m)	层厚分类	单层厚度h (m)
巨厚层 厚层	h>1.0 1.0≥h>0.5	中厚层 薄层	0.5≥h>0.1 h≤0.1

　　7、对地下洞室和边坡工程，尚应确定岩体的结构类型。岩体结构类型的划分应按本规范附录A 表执行。

　　8、对岩体基本质量等级为Ⅳ级和V级的岩体，鉴定和描述应符合下列规定：

　　1) 对软岩和极软岩，应注意是否具有可软化性、膨胀性、崩解性等特殊性质;

　　2) 对极破碎岩体，应说明破碎的原因，如断层、全风化等;

　　3) 开挖后是否有进一步风化的特性;

　　六、土的分类和鉴定

　　1、 晚更新世Q3及其以前沉积的土，应定为老沉积土;第四纪全新世中近期沉积的土，应定为新近沉积土。根据地质成因，可划分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。土根据有机质含量分类，应按本规范附录A 表A.0.5 执行。

　　2、 粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土，并按表3.3.2 进一步分类。

　　表5　　　　　　 碎石土分类

土的名称	颗粒形状	颗粒级配
漂石	圆形及亚圆形为主	粒径大于200mm 的颗粒质量超过总质量50%
块石	棱角形为主
卵石	圆形及亚圆形为主	粒径大于20mm 的颗粒质量超过总质量50%
碎石	棱角形为主
圆砾	圆形及亚圆形为主	粒径大于2mm 的颗粒质量超过总质量50%
角砾	棱角形为主

　　3、 粒径大于2mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为砂土，并按表6 进一步分类。

　　表6　　　　　　　　　　　　　 砂土分类

土的名称	颗粒级配
砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂	粒径大于2mm 的颗粒质量占总质量25% 50% 粒径大于0.5mm 的颗粒质量超过总质量50% 粒径大于0.25mm 的颗粒质量超过总质量50% 粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量85% 粒径大于0.075mm 的颗粒质量超过总质量50%

　　注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。

　　4、 粒径大于0.075mm 的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10 的土，应定名为粉土。

　　5、 塑性指数大于10 的土应定名为粘性土。

　　粘性土应根据塑性指数分为粉质粘土和粘土，塑性指数大于10，且小于或等于17 的土，应定名为粉质粘土;塑性指数大于17 的土应定名为粘土。

　　注：塑性指数应由相应于76g 圆锥仪沉入土中深度为10mm 时测定的液限计算而定。

　　6、 除按颗粒级配或塑性指数定名外，土的综合定名应符合下列规定：

　　1) 对特殊成因和年代的土类应结合其成因和年代特征定名;

　　2) 对特殊性土，应结合颗粒级配或塑性指数定名;

　　3) 对混合土，应冠以主要含有的土类定名;

　　4) 对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3 时，宜定为“互层”;厚度比为1/10～1/3 时，宜定为“夹层”;夹层厚度比小于1/10 的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。

　　5) 当土层厚度大于0.5m 时，宜单独分层。

　　7、 土的鉴定应在现场描述的基础上，结合室内试验的开土记录和试验结果综合确定。土的描述应符合下列规定：

　　1) 碎石土应描述颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、密实度等;

　　2) 砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等。

　　3) 粉土应描述颜色、包含物、湿度、密实度、摇震反应、光泽反应、干强度韧性等;

　　4) 粘性土应描述颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、干强度、韧性、土层结构等;

　　5) 特殊性土除应描述上述相应土类规定的内容外，尚应描述其特殊成分和特殊性质;如对淤泥尚需描述嗅味，对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和厚度的均匀程度等;

　　6) 对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度和层理特征。

　　8、 碎石土的密实度

　　可根据圆锥动力触探锤击数按表7 或表8确定,表中的N63.5 和N120 应按附录B 修正。定性描述可按本规范附录A的规定执行。

　　表7　　　　　　　　　　碎石土密实度按N63.5分类

重型动力触探锤击数N63.5	密实度	重型动力触探锤击数N63.5	密实度
N63.5≤5	松散	10<N63.5≤20	中密
5<N63.5≤10	稍密	N63.5>20	密实

　　注：本表适用于平均粒径等于或小于50mm，且最大粒径小于100mm 的碎石土。对于平均粒径大于50mm，或最大粒径大于100mm 的碎石土，可用超重型动力触探或用野外观察鉴别。

　　表8　　　　　　　　　　碎石土密实度按N120 分类

超重型动力触探锤击数N120	密实度	超重型动力触探锤击数N120	密实度
N120≤3	松散	11<N120≤14	密实
3<N120≤6	稍密	N120>14	很密
6<N12011	中密

　　9、 砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散,并应符合表9 的规定。当用静力触探探头阻力划分砂土密实度时，可根据当地经验确定。

　　表9 　　　　　　　　　　　 砂土密实度分类

标准贯入锤击数N	密实度	标准贯入锤击数N	密实度
N≤10 10<N≤15	松散 稍密	15<N≤30 N>30	中密 密实

　　10、 粉土的密实度

　　应根据孔隙比e 划分为密实、中密和稍密;其湿度应根据含水量ω(%)划分为稍湿、湿、很湿。密实度和湿度的划分应分别符合表10和表11 的规定。

　　表10　　　　　　　　　　　粉土密实度分类

孔隙比e	密实度
e<0.75 0.75≤e≤0.90 e>0.9	密实 中密 稍密

　　表11　　　　　　　　　　　　 粉土湿度分类

含水量ω	湿度
ω<20 20≤ω≤30 ω>30	稍湿 湿 很湿

　　11、 粘性土的状态应根据液性指数IL划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑，并应符合表12的规定。

　　表12　　　　　　　　　　　 粘性土状态分类

液性指数	状态	液性指数	状态
IL≤0 0<IL≤0.25 0.25< IL≤0.75	坚硬 硬塑 可塑	0.75< IL≤1 IL ＞1	软塑 流塑

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