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绪论
1.1 岩土工程勘察综述
1.1.1岩土工程勘察的历史
岩土工程勘察对于工程建设意义重大，岩土工程勘察是各类工程建设必须进行的一个重要施工环节。所谓岩土工程，一般是指利用工程地质学、土力学、岩体力学等相关学科的理论与方法，为研究各类土建工程中涉及岩土体的利用、整治或改造问题而进行的系统性工作。主要任务是在查明工程地质条件基础上，合理设计整治和施工方案，达到构筑物安全与经济的最优化。在岩土工程勘察实施过程中，目前还存在着勘察质量不高、勘察纲要编制不全、环境论证缺乏等问题。因此，要采取有效的岩土工程勘察的方法和措施。还要注意理论与经验相结合、工程勘察与设计相沟通、经济性和规范规程学习等问题。
纵观历史，我国岩土工程勘测发展分为三个阶段(1)工程地质条件研究和工程地质质量评价阶段这一阶段工作内容是选择好的建场地、提供设计必需的岩土物理力学参数。工作方法是通过勘探、试验工作获得第一性资料通过类比法进行工程地质条件评价，避劣择优.为工程服务信誉。（2）第二阶段是以岩土体系定性分析为主要特征的工程地质问题的预测，预报60年代以后，工程建设规模不断扩大，仅凭工程地质条件的定性评价已不能满足工程建设的要求，提出了岩土体稳定性分析的要求，于是开展了建筑物地基稳定性，边坡稳定性，地下洞室稳定性和区域稳定性的研究，主要工作方法是确定稳定性评价所需要参数，采用定的分析技术以预测岩土体的稳定性。
（3）防止岩土工程问题，合理利用和保护岩土工程环境为主的阶段。80年代中期后，随着改革开放的深入和经济建设的高速发展，勘察，设计和施工分离的状况愈来愈不适应工程建设的需要，勘测需要建设场地工程地质条件出发，提供岩土工程评价，岩土工程设计方案以及设计，施工中应注意的问题等方面的建议，进而结合岩土工程治理等方面。
1.1.2 岩土工程勘察的现状
岩土工程勘探有许多方法，如钻探，静力触探，标准贯入，圆锥动力初探，物探等等。
1.1.2.1 钻探
钻探是用钻机设备从地表向地下钻进成孔，从而达到所要任务的工程施工工程。
钻探所需的仪器设备 从广义上说，包括用于钻井的成套地面设备、专用的钻井工具和钻井仪表。钻井设备按功用分旋转、提升、循环、动力与传动、控制等系统。
旋转系统
主要设备是装在钻台井口上的转盘，转动时，通过方钻杆带动钻柱和钻头旋转钻进。当采用井下动力钻具带动钻头旋转时，转盘用来承受反扭矩。
提升系统
由绞车、井架、天车、游动滑车、大钩、钢丝绳等组成的一套起重设备。绞车主要用于起下钻具、下套管和钻进时控制钻压。井架用于安放天车和悬挂游动滑车、大钩等提升设备与工具，以及起下、存放管柱。天车与游动滑车是一套复滑轮装置，用以减少绞车钢丝绳上的张力,大、中型钻机复滑轮的钢丝绳数一般为8～12股。
泥浆循环系统
由泥浆泵、高压泥浆管线、水龙带、水龙头、钻柱以及泥浆固控设备等组成。功用是：维持泥浆循环，对井底进行冲洗，将注入的高压泥浆能量传递给井底。
泥浆泵从泥浆池吸入泥浆，通过地面泥浆管线、水龙带、水龙头，把泥浆注入钻柱，经钻头水眼冲向井底，携带井底岩屑从钻柱与井壁的环隙返回井口。
泥浆泵
主要有双缸，双作用活塞式和三缸单作用活塞式两种，后者的优点是排量均匀、压力高、压力波动小、体积小、重量轻、更换易损件方便、维护保养简单。
水龙头用以连接可旋转的钻柱和不转动的水龙带，并能维持泥浆循环。
固控设备
用以清除井中返出的泥浆中的无用固相颗粒。常用的设备有振动筛、除砂器、除泥器、除气器和离心分离机等。70年代末期，开始使用自动配制泥浆系统,与井控装置联用，可对井筒随时进行可靠控制,自动保持泥浆比重恒定。在出现井喷预兆时，能自动调节泥浆比重及其他性能。
动力与传动系统
包括动力机及传动机组。动力机主要用柴油机、电动机或燃气轮机。传动机组有链条、皮带、齿轮等机械传动、液压传动和电传动几种，把动力传递给绞车、转盘、泥浆泵等工作机。
柴油机驱动的钻机有机械传动和液压传动两种，后者具有随工作机负荷变化而自动无级变速和变矩的良好动力性能，在钻机上广泛应用。
电驱动钻机在深井和海上钻井中广泛应用。分两类：①柴油机或燃气轮机直流发电机组发电，带动直流电动机,简称直-直流电驱动；②交流电经可控硅整流带动直流电动机,简称交-直流电驱动。两者都具有良好的动力性能。后者优点是：动力分配灵活、装机功率利用率高，由电网供电，不需另配辅助的交流发电系统，经济效益高等，已成为主要发展方向。
控制系统
使各机组按照钻井工艺需要，协调地进行工作。包括对动力机、绞车、转盘、泥浆泵等的启动、停车、调速、并车、换向等进行控制，方式有机械、气压、液压、电控制等，并向电子计算机控制方向发展。
井控设备
是用于油气钻井中保证安全钻进的重要设备,包括防喷器、阻流管汇、压井管汇、泥浆-气体分离器等。防喷器用以防止井内泥浆和油、气、水的喷出，防喷器有闸板防喷器、旋转防喷器和万能防喷器等类型，安装在钻台下的井口处，分别用于封闭钻柱与套管之间的环隙或全部井口。此外，还有钻柱内防喷器，用于封闭钻柱内部空间。近代钻井设备都配备数套不同类型的防喷器，组成井口防喷器组，用以控制不同的钻井情况。
向地下钻孔破碎孔底岩石的方法及钻进工艺的总称。为了满足不同的钻探目的，要求采用不同的技术装备和工艺,从而形成各种不同的钻探方法。在钻探工程中,主要应用机械方法破碎岩石，根据外力作用的性质和方式，可分为冲击钻探、回转钻探、冲击回转钻探、振动钻探和喷钻探等。若按钻探时所用切削工具不同可分为硬质合金钻探、金刚石钻探和钢粒钻探；按钻探时所用冲洗液和循环方式可分为清水钻探、泥浆钻探、空气钻探、正循环钻探、反循环钻探等；按钻探区域不同可分为陆地钻探、水域钻探、极地钻探、月面钻探等；按钻探目的和作用不同可分为固体矿产钻探、水文地质钻探、工程地质钻探、砂矿床钻探、地热钻探、石油天然气钻探、科学（超深孔）钻探和地表取样钻探等。此外，一些效率高的钻探方法如热力法（如火焰喷射钻、高频电流钻、微波钻）、熔融法（如电热钻、等离子钻、激光钻等）、化学方法（利用化学反应破碎岩石）等，由于技术难度大、成本高还未推广应用。
冲击钻探
用一字型或十字型钻头，与钢丝绳或钻杆相连上下运动冲击岩石，捞出岩屑、岩粉，造成钻孔。这是创始于中国的一种古老的钻井方法，于11世纪传入西方。目前在中国和国外都还在应用。
回转钻探
用转盘、回转器或动力头驱动钻杆带动钻头回转的钻进方法，钻头分全面和环状取心两种，在轴向钻头压力作用下，回转克取岩石，取出岩心或排出岩粉，造成钻孔。这是当前最普遍用的钻探方法。回转速度视钻机而异,如石油钻机一般情况下最高160转／分，金刚石钻机最高达2400转／分。
冲击回转钻探
以钻杆带动钻头缓慢（50转／分左右）回转，在轴向钻头压力作用下，再利用通过钻杆中心的液体或气体产生的冲击力，以冲击和回转两种方式破碎岩石，充分发挥冲击和回转切削两种作用造成钻孔。
振动钻探
对松散、非胶结岩层，在管柱（下部为钻头）上施加振动力和压力（或自重），提上管柱，取出岩心，造成钻孔。振动力由两个偏心相反方向旋转产生。近年加拿大研制了一种共振钻探法，钻速很高。
钻探的应用和成果：
（1）地质钻探：从钻孔中不同深度处取得岩心、矿样进行分析研究鉴别查明矿体或划分地层，判定地层地质情况的作业。通常地质找矿中钻探的费用至少都要占到40%以上。钻孔直径小(46～91毫米)，按矿种的不同，深度从几十米到几千米。
（2）水文水井钻探：钻探至含水层（位）时固井成孔，从而满足人畜饮水问题及农田灌溉或为地质部门提供水文观测。文地质钻探，普查孔直径小于150毫米，勘探孔直径150～350毫米，水井直径 150～550 毫米，孔深300 米以上。
（3）地热钻探：钻探成，对地热资源通过热载体进行开采利用。目前的技术钻井深度一般可以达到3000到5000米，地热资源利用比较好的有羊八井高温地热田，西安地热田，北方集中在北京和天津两地。
（4）工程勘察钻探：从钻孔中取得岩心、土样进行物理性质分析从而判断其地基基础是否满足工程建设的承载重力和稳定性。工程地质钻探 为勘察坝基、水库、渠道、港口工程、高层建筑以及铁路、公路沿线的工程地质情况。
（5）石油钻探：钻探成孔直接进行资源开发利用，国内有名的三家：中石油，中石化，海石油。钻孔一般开孔915毫米，终孔216毫米，孔深1000～7000米 及以上，通常井口要安装防喷器具。
（6）文物勘察钻探（钻探）：直观准确地取得一定地点的文化堆积资料，它比发掘省工，破坏性小，能在短时间内了解较大面积的地下情况。适用于具体了解遗址堆积分布范围、厚度、大型建筑基址、大型墓葬和古城的形状和布局等。1.1.2.2 静力触探
静力触探是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传 感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来。通过贯入阻力的变化情况，达到了解图层工程性质的目的。
静力触探的勘察原理就是用准静力（相对动力触探而言，没有或很少冲击荷载）将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中，由于地层中各种土的软硬不同，探头所受的阻力自然也不一样，传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来，再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系，来实现取得土层剖面、提供浅基承载力、选择桩端持力层和预估单桩承载力等工程地质勘察目的静力触探主要适用于粘性土、粉性土、砂性土。就黄河下游各类水利工程、工业与民用建筑工程、公路桥梁工程而言，静力触探适用于地面以下50m内的各种土层，特别是对于地层情况变化较大的复杂场地及不易取得原状土的饱和砂土和高灵敏度的软粘土地层的勘察，更适合采用静力触探进行勘察
静力触探成果应用很广，主要可归纳为以下几方面：划分土层；求取各土层工程性质指标；确定桩基参数。
1．划分土层及土类判别
根据静力触探资料划分土层应按以下步骤进行[1]：
（1）将静力触探探头阻力与深度曲线分段。分段的依据是根据各种阻力大小和曲线形状进行综合分段。如阻力较小、摩阻比较大、超孔隙水压力大、曲线变化小的曲线段所代表的土层多为粘土层；而阻力大、摩阻比较小、超孔隙水压力很小、曲线呈急剧变化的锯齿状则为砂土。
（2）按临界深度等概念准确判定各土层界面深度。静力触探自地表匀速贯入过程中，锥头阻力逐渐增大(硬壳层影响除外)，到一定深度(临界深度)后才达到一较为恒定值，临界深度及曲线第一较为恒定值段为第一层；探头继续贯入到第二层附近时，探头阻力会受到上下土层的共同影响而发生变化，变大或变小，一般规律是位于曲线变化段的中间深度即为层面深度，第二层也有较为恒定值段，以下类推。
（3）经过上述两步骤后，再将每一层土的探头阻力等参数分别进行算术平均，其平均值可用来定土层名称，定土层(类)名称办法可依据各种经验图形进行。还可用多孔静力触探曲线求场地土层剖面。
2．求土层的工程性质指标
用静力触探法推求土的工程性质指标比室内试验方法可靠、经济，周期短，因此很受欢迎，应用很广。可以判断土的潮湿程度及重力密度、计算饱和土重力密度Rsat、计算土的抗剪强度参数、求取地基土基本承载力f0、用孔压触探求饱和土层固结系数及渗透系数等。
3．在桩基勘察中的应用
用静力触探可以确定桩端持力层及单桩承载力，这是由于静力触探机理与沉桩相似。双桥静力触探远比单桥静力触探精度高，在桩基勘察中应优先采用。
1.1.2.3 标准贯入
标准贯入是重锤按照规定的落距自由下落，讲标准规格的贯入器打入地层，从而来判定图层的性质。这种测试方法适用于砂土，粉土和一般粘性土
标准贯入主要由标准贯入器、触探杆和穿心锤三部分组成。标准贯入试验的原理 1与钻探配合进行
2以每分钟15-30击的贯入速率，先打15CM不计击数，继续贯入土中30CM，记录锤击数
3拔出后，取出贯入器中的土样进行鉴别描述 标准贯入的应用
1按不同土质应用，如砂土的密度，粘性土状态和无侧限抗压强度 2确定地基土承载力标准值 1.1.3 岩土工程勘察的发展趋势
为使我国加入WTO后适应国际高标准建设项目系统服务的挑战,本行业在未来5年~10年中的发展目标主要体现在四方面:（1）由单纯的“工程地质勘察”向“岩土工程”发展日趋完善。
（2）向一切以人类生存的地球表面环境中的大地岩土和与其密不可分、相互影响的地表水、地下水和大气等环境物质为系统工作目标的工程领域开拓。
（3）专业分工形成了分枝趋势: a.工程咨询和工程顾问,主要负责工程计划、项目负责、工程试验分析计算和工程监测工作;b.野外钻探,可进行探查孔、钻井、灌浆钻孔、锚杆钻孔、海洋钻探以及水平钻孔、定向钻孔等等;c.岩土工程施工,可进行各类桩基及地基改良工法的施工。
（4）城市岩土工程发展迅速,为研究和评价旧城市重建和新城市的开发提供规划和建设。
近年来,经典的岩土力学面临着严重的挑战。这种挑战主要来自以下方面:（1）大规模城市建设面临的地基、基础与深开挖支护问题;城市改造工程问题;（2）填海工程及海洋工程带来的软土工程问题;各类特殊土带来的工程问题;（3）大规模的交通工程建设即跨江、跨海、桥梁、隧道工程带来的问题;水利工程问题;（4）能源工业问题,包括污染、废料尾矿坝及有害废料处理问题;（5）超重型结构所带来的地基处理和桩基础设计、施工与评价问题;（6）原子能电站等重大工程的抗震分析与地基抗震问题;（7）各类地质灾害的评价与防治问题,等等。
作为勘察单位,面对上述的发展,我们应该在如下诸方面作些工作:（1）使广大技术人员,至少是技术领导和技术骨干在掌握传统方法的基础上。了解这个发展动向和基本思想;（2）密切注意任何可以利用的新成果和具有规律性的结论,以便进行工程类比和使用;（3）探索本单位向这个方向发展的时机和可能性。原有的压剪模型和地基、基础与上层结构的协同作用程序体现了新的发展方向。这方面的工作应该继续提高。
1.2 盐城火车站地下商场岩土工程勘察设计的主要内容
1.2.1 资料的学习和收集
1.2.1.1 资料的学习
（1）通过上网下载《岩土工程勘察规范》。（2）通过学习《岩土工程勘察规范》，从中了解
1.2.1.2 资料的收集
（1）进一步了解委托方和相关单位的具体要求；
（2）.收集工程的岩土工程勘察及气象资料、地下结构和基坑工程的设计资料，了解施工组织设计（或项目管理规划）和相关施工情况；
（3）.收集周围建筑物、道路及地下设施、地下管线的原始和使用现状等资料。必要时应采用拍照或录像等方法保存有关资料；
（4）通过现场踏勘，了解相关资料与现场状况的对应关系，确定拟监测项目现场实施的可行性。1,.2.2 现场勘查和室内试验
1.2.2.1现场勘查
根据建筑物的性质和规模，并结合现场具体情况，布置钻孔、静力触探孔及小钻孔的数量及位置，检查建筑场地范围内有无暗沟暗塘等异常情况，记录好静探资料，并按相关要求取回土样。
1.2.2.2 室内试验
圆锥动力触探，利用一定质量的落锤，以一定的高度的自由落距将标准规格的圆锥形探头打入土层中，根据探头灌入的难易程度判断土层的性质。通过圆锥动力触探可以得出以下结论和数据：（1）通过触探曲线进行力学分层。利用每个触探点的触探指标随深度的关系曲线，结合场地内的钻探资料和地区经验，划分出不同的底层。（2）评价地基土的密实度（3）评价地基承载力
（4）确定地基土的变形模量（5）确定单桩承载力
标准贯入是重锤按照规定的落距自由下落，讲标准规格的贯入器打入地层，从而来判定图层的性质。这种测试方法适用于砂土，粉土和一般粘性土。通过标准贯入可以得出以下的结论和数据：
（1）确定砂土的密实度
（2）确定粘性土的状态和无侧限抗压强度（3）确定地基承载力（4）确定土的抗剪强度（5）确定土的变性参数
静力触探是用静力将探头以一定的速率压入土中，利用探头内的力传 感器，通过电子量测器将探头受到的贯入阻力记录下来。通过贯入阻力的变化情况，达到了解图层工程性质的目的。1.2.3 成果的整理
（1）各种触探参数的计算（2）划分土层及绘制剖面图
（3）土层的触探参数计算与取值（4）归一化超孔压曲线绘制
