工程地质测绘是采用收集资料、调查访问、地质测量及遥感解译等方法,查明场地的工程地质要素,并绘制相应的工程地质图件的一项基础性工作。
《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2013)第4.2.3条指出,边坡工程勘察应先进行工程地质测绘和调查。工程地质测绘和调查工作应查明边坡的形态、坡角、结构面产状和性质、岩土体特征等,工程地质测绘和调查范围应包括可能对边坡稳定有影响及受边坡影响的所有地段。
《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB 50021—2001)指出,岩石出露或地貌、地质条件较复杂的场地应进行工程地质测绘。对地质条件简单的场地,可用调查代替工程地质测绘。工程地质测绘和调查宜在可行性研究或初步勘察阶段进行。在可行性研究阶段收集资料时,宜包括航空相片、卫星相片的解译结果。在详细勘察阶段,可对某些专门地质问题作补充调查。
1)工程地质测绘的研究内容
通过工程地质测绘,可查明边坡的基本情况。测绘研究的内容包括以下7个方面:
①查明地形、地貌特征及其与地层、构造和不良地质作用的关系,划分地貌单元。
②查明边坡场地岩土体的岩性、年代、成因、性质、厚度及分布情况。
③查明岩体结构类型、各种结构面产状和性质,岩、土接触面和软弱夹层的特性等,以及新构造活动形迹及其与地震活动的关系。
④查明地下水的类型、补给来源、排泄条件、井泉位置、埋藏深度、水位变化、污染情况与地表水间的关系。
⑤查明岩溶、土洞、滑坡、崩塌、泥石流、冲沟、地面沉降、地震震害、地裂缝、岸边冲刷等不良地质作用的形成、分布、形态、规模、发育程度及其对工程的影响。
⑥调查人类活动对场地稳定性影响,包括人工洞穴、地下采空、大挖大填、抽水排水及水库诱发地震等。
2)工程地质测绘的范围、比例尺和精度
工程地质测绘范围取决于边坡的类型和规模、设计阶段以及工程地质条件的复杂程度。一般房屋建筑范围小。道路测绘主要采取沿线调查的方法。
工程地质测绘的比例尺主要取决于不同的勘察设计阶段。在同一设计阶段,测绘比例尺的选择主要取决于边坡勘察等级和工程建(构)筑物的重要等级。工程地质测绘的比例尺可分为小比例尺(1∶50 000~1∶100 000),中比例尺(1∶10 000~1∶25 000)和大比例尺(1∶1 000~1∶5 000或更大)。
边坡工程地质测绘比例尺大小的选择,可参考岩土工程勘察规范的相应内容,并结合实际工程经验特点综合确定:
规划阶段:踏勘及路线测绘采用1∶20万~1∶50万。
可行性研究阶段:1∶5 000~1∶50 000。
初步勘察阶段:1∶2 000~1∶10 000。
详细勘察阶段:1∶500~1∶2 000。(www.xing528.com)
为了保障各种地质现象在地形图上表示的准确程度,岩土工程勘察规范指出测绘的地质界线和地质观测点的测绘精度,在图上不低于3 mm,在其他非重要地段的地质观测点的测绘精度可适当降低,但也不得超过5 mm。也有的教材认为,地质界线误差,一般不超过相应比例尺图上的2 mm。实际准许的最大误差为上述相应的精度数值乘以相应比例尺的分母。例如,若比例尺精度为3 mm,当以1∶5 000的地形底图测绘时,实际准许的最大误差就为15 m。
测绘填图时,所划分单元的最小尺寸一般为图上2 mm,即地形图上大于2 mm者均应标在图上,对工程有重要影响的地质单元体(如滑坡、断层、软弱夹层及洞穴等),当在图上的范围不足2 mm时,可采用扩大比例尺表示,并可注明其实际数据;在任何比例尺上,一般认为图形界线的误差不得超过0.5 mm,在与测绘比例尺相同的地形底图上每1 cm2方格内,应平均有一个观测点。
工程地质测绘时,在地质观测点的布置、密度和定位方面尚应满足下列要求:
①在地质构造钱、断层接触线、岩性分界线、标准层位以及每个地质单元体应有地质观测点。
②地质观测点的密度应根据场地的地貌、地质条件、成图比例尺和工程要求等确定,并应具代表性。
③地震观测点应充分利用天然和已有的人工露头,当露头少时,应根据具体情况布置一定数量的探坑或探槽。
④地质观测点的定位应根据精度要求选用适当方法;地质构造线、地层接触线、岩性分界线、软弱夹层、地下水露头等不良地质作用等特殊地质观测点,宜用仪器定位。
3)工程地质测绘的方法
工程地质测绘和调查主要沿一定路线沿途观察和在关键地点(露头点)上进行详细观察描述。中比例尺下,一般穿越岩层走向或横穿地貌、自然地质现象单元来布置观测线;大比例尺下,路线以穿越岩层走向布置为主,但需配合部分追索界线的线路,以圈定重要单元的边界。目前,主要有以下4种测绘方法:
(1)相片成图法
利用地面摄影、航空(卫星)摄影等相片,在室内进行判释,并在相片上选择若干地点和线路进行实地校核和修正。
(2)路线穿越法
沿一定路线(与岩层走向、构造线地貌单元垂直),穿越场地,将路线填在地形图上,沿途详细记录地层界线、构造线、岩层产状、地下水露头以及各种不良地质作用,填图。适用于中小比例尺测绘。
(3)路线布点法
测绘的基本方法。一般预先在地形图布置一定数量的线路与观测点。适用于中大比例尺测绘。
(4)路线追索法
沿地层走向、地质构造线的延伸方向、不良地质作用的边界线布点追索,查明某一局部的岩土工程问题。该法为前面两种方法的补充。
在实际测绘时,需根据实际地质和项目情况选用具体的方法,往往将以上路线穿越法、布点法和追索法结合起来,如图3.1所示。
图3.1 路线法测绘示例
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