岩土工程勘察之勘探与取样课件T54

第三章勘探与取样

第一节概述岩土工程勘察第一节概述物探工程钻探工程坑探工程123岩土工程勘探是在工程地质测绘的基础上，利用各种设备、工具直接深入地下岩土层，查明地下岩土性质、结构构造、空间分布、地下水条件等内容的勘察工作，是探明深部地质情况的一种可靠的方法。第一节概述

岩土工程勘探主要任务：探明建筑场地的岩性及地质构造，即各地层的厚度、性质及其变化；划分地层并确定其接触关系；了解基岩的风化程度、划分风化带；了解岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化；了解褶皱、断裂、破碎带及其它地质构造的空间分布和变化。.探明水文地质条件，即含水层、隔水层的分布、埋藏厚度、性质及地下水位。探明地貌及物理地质现象，包括河谷阶地、冲洪积扇、坡积层的位置和土层结构；岩溶的规模及发育程度；滑坡及泥石流的分布、范围、特性等。采取岩土样及水样，提供对岩土特性进行鉴定和各种试验所需的样品。提供野外试验条件。第三章勘探与取样

第二节物探工程岩土工程勘察一、分类物探工程的定义利用专门的仪器来探测各种地质体物理场的分布情况，并对其数据及绘制的曲线进行分析解释，从而划分地层、判定地质构造、水文地质条件及各种不良地质现象的勘探方法。又称为地球物理勘探。

地质体具有不同的物理性质（导电性、弹性、磁性、密度、放射性等）和不同的物理状态（含水率、空隙性、固结状态等），它们为利用物探方法研究各种不同的地质体和地质现象的物理场提供了前提。

一、分类物探工程的特点速度快、设备轻便、效率高、成本低。但具有多解性，属于间接的方法。因此，在工程勘察中应与其他勘探工程（钻探和坑探）等直接方法结合使用。物探工程的主要作用（1）作为钻探的先行手段，了解隐蔽的地质界限、界面或异常点（如基岩面、风化带、断层破碎带、岩溶洞穴等）；（2）作为钻探的辅助手段，在钻孔之间增加地球物理勘探点，为钻探成果的内插、外推提供依据；（3）作为原位测试手段，测定岩土体的波速、动弹性模量、土对金属的腐蚀性等参数。一、分类物探工程主要解决的问题（1）测定覆盖层的厚度，确定基岩的埋深和起伏变化；（2）追溯断层破碎带和裂隙密集带；（3）研究岩石的弹性性质，测定岩石的动弹性模量和泊松比；（4）划分岩体的风化带、测定风化壳厚度和新鲜基岩的起伏变化。一、分类

物探工程的种类很多（见表3-1），在岩土工程勘察中运用最普遍的是电阻率法和地震折射波法。近年来，地质雷达和声波测井的运用效果较好，本节重点介绍几种物探方法及适用范围。二、应用重磁电震放热六种地球物理勘探方式现在工程地质勘探常用的物探方法有：

浅层地震、面波勘探、地质雷达、电测深、电剖面法、高密度电阻率、波速测试。

课程重点介绍：电阻率法地震波折射法二、应用1.应用地球物理勘探方法时，应具备下列条件：（1）被探测对象与周围介质之间有明显的物理性质差异；（2）被探测对象具有一定的埋藏深度和规模，且地球物理异常有足够的强度；（3）能抑制干扰，区分有用信号和干扰信号；（4）在有代表性地段进行方法的有效性试验。2.地球物理勘探，应根据探测对象的埋深、规模及其与周围介质的物性差异，选择有效的方法。3.地球物理勘探成果判释时，应考虑其多解性，区分有用信息与干扰信号。需要时应采用多种方法探测，进行综合判释，并应有已知物探参数或一定数量的钻孔验证。第三章章勘勘探与与取样样第三节节钻钻探工工程岩土工工程勘勘察一、岩岩土工工程钻钻探的的特点点在岩土土工程程勘察察中，，钻探探是最最常用用的一一类勘勘探手手段。。与坑坑探、、物探探相比比较，，钻探探有其其突出出的优优点，，它可可以在在各种种环境境下进进行，，一般般不受受地形形、地地质条条件的的限制制；能能直接接观察察岩心心和取取样，，勘勘探精精度较较高；；能提提供作作原位位测试试和监监测工工作，，最大大限度度地发发挥综综合效效益；；勘探探深度度大，，效率率较高高。因因此，，不同同类型型、结结构和和规模模的建建筑物物，不不同的的勘察察阶段段，不不同环环境和和工程程地质质条件件下，，凡是是布置置勘探探工作作的地地段，，一般般均需需采用用此类类勘探探手段段。与一般般的矿矿产资资源钻钻探相相比，，岩土土工程程钻探探有如如下特特点：：第二节钻钻探工工程（1）钻探探工程的布布置，不仅仅要考虑自自然地质条条件，还需需结合工程程类型及其其结构特点点。如房屋屋建筑与构构筑物一般般应按建筑筑物的轮廓廓线布孔。。（2））除了深埋埋隧道以及及为了解专专门地质问问题而进行行的钻探外外，孔深一一般十余米米至数十米米，所以经经常采用小小型、轻便便的钻机。。（3）钻孔孔多具综合合目的，除除了查明地地质条件外外，还要取取样、作原原位测试和和监测等；；有些原位位测试往往往与钻进同同步进行，，所以不能能盲目追求求进尺。（4））在钻进方方法、钻孔孔结构、钻钻进过程中中的观测编编录等方面面，均有特特殊的要求求。如岩心心采取率、、分层止水水、水文地地质观测、、采取原状状土样和软软弱夹层、、断层破碎碎带样品等等要求。第二节钻钻探工工程二、岩土工工程钻探的的特殊要求求为了完成勘勘探工作的的任务，岩岩土工程钻钻探有以下下几项特殊殊的要求：：(1)土层是是岩土工程程钻探的主主要对象，，应可靠地地鉴定土层层名称，准准确判定分分层深度，，正确鉴别别土层天然然的结构、、密度和湿湿度状态。。为此，要要求钻进深深度和分层层深度的量量测误差范范围应为±±0.05m，非连续取心心钻进的回回次进尺应应控制在1m以内，连续续取心的回回次进尺应应控制在2m以内；某些些特殊土类类，需根据据土体特性性选用特殊殊的钻进方方法；在地地下水位以以上的土层层中钻进时时应进行干干钻，当必必须使用冲冲洗液时应应采取双层层岩心管钻钻进。(2)岩心心采取率要要求较高。。对岩层作作岩心钻探探时，一般般岩石不应应低于80%，破碎碎岩石不应应低于65%。对工工程建筑物物至关重要要需重点查查明的软弱弱夹层、断断层破碎带带、滑坡的的滑动带等等地质体和和地质现象象，为保证证获得较高高的岩心采采取率，应应采用相应应的钻进方方法。例如如，尽量减减少冲洗液液或用干钻钻，采取双双层岩心管管连续取心心，降低钻钻速，缩短短钻程。当当需确定岩岩石质量指指标RQD时，应采用用N型双层岩心心管钻进，，其孔径为为75mm，采取的岩心心直径为54mm，且宜采用金金刚石钻头头。(3)钻孔水水文地质观观测和水文文地质试验验是岩土工工程钻探的的重要内容容，借以了了解岩土的的含水性，，发现含水水层并确定定其水位(水头)和和涌水量大大小，掌握握各含水层层之间的水水力联系，，测定岩土土的渗透系系数等。按按水文地质质要求观测测。分层止止水、水位位观测。(4)在钻钻进过程中中，为了研研究岩土的的工程性质质，经常需需要采取岩岩土样。坚坚硬岩石的的取样可利利用岩心，，但其中的的软弱夹层层和断层破破碎带取样样时，必须须采取特殊殊措施。为为了取得质质量可靠的的原状土样样，需配备备取土器，，并应注意意取样方法法和操作工工序，尽量量使土样不不受或少受受扰动。采采取饱和软软粘土和砂砂类土的原原状土样，，还需使用用特制的取取土器。三、钻孔设计计为充分论证钻钻探工作的布布置并逐孔编编制钻孔设计计书内容。（1）钻孔目目的及地形地地质概况。目的层工工程地质质目的及意图图。（2）钻孔类类型、深度及及钻孔结构设设计。例：有冰水水沉积物的坝坝址河谷区钻钻孔设计。深度地质年代岩性钻进方式孔径套管工程地质要求0-3malQ4

粘土回转250取原状土样3-7al-plQ3

砂土冲击250219动探、扰动样7-15al-plQ3含砾粘土回转190168原状样、静探15-40

fglQ2

含漂砾卵砾石冲击130127动探、抽水试验40-50Mz-J强风化花岗岩回转（钢砂）110压水试验50-70Mz-J弱风化花岗岩金刚石91取岩样（3）岩土工工程要求。包括岩心采取取率、取样、、试验、观测测、止水及编编录等各方面面的要求。编编录的项目及及应取得的成成果资料有：：钻孔柱状剖剖面图、岩心心素描(或照照相)、钻进进观测、试验验记录图及水水文地质日志志等。（4）说明钻钻探结束后对对钻孔的处理理意见。四、钻孔观测测与编录钻孔观测与编编录是钻进过过程的详细文文字记载，也也是岩土工程程钻探最基本本的原始资料料。因此在钻钻进过程中必必须认真、细细致地做好观观测与编录工工作，以全面面、准确地反反映钻探工程程的第一手地地质资料。钻孔观测与与编录的内容容包括：1、岩心观察、描描述和编录对对岩心的描描述包括地层层岩性名称、、分层深度、、岩土性质等等方面。不同类型的岩岩土其岩性描描述的内容为为：(1)碎石土土：颗粒级配配；粗颗粒形形状、母岩成成分、风化程程度，是否起起骨架作用；；充填物的成成分、性质、、充填程度；；密实度；层层理特征。(2)砂类土土：颜色；颗颗粒级配；颗颗粒形状和矿矿物成分；湿湿度；密实度度；层理特征征。(3)粉土和和粘性土：颜颜色；稠度状状态；包含物物；致密程度度；层理特征征。(4)岩石：：颜色；矿物物成分；结构构和构造；风风化程度及风风化表现形式式，划分风化化带；坚硬程程度；节理、、裂隙发育情情况，裂隙面面特征及充填填胶结情况，，裂隙倾角、、间距，进行行裂隙统计。。必要时作作岩心素描。。作为文字记录录的辅助资料料是岩土心样样。岩土心样样不仅对原始始记录的检查查核对是必要要的，而且对对施工开挖过过程的资料核核对，发生纠纠纷时的取证证、仲裁，也也有重要的价价值。因此应应在一段时间间内妥善保保存。目前已已有一些工程程勘察单位用用岩心的彩色色照片代替实实物。全断面面取心的土层层钻孔还可制制作土心纵断断面的揭片，，便于长期保保存。通过对岩岩心的各种统统计，可获得得岩心采取率率、岩心获得得率和岩石质质量指标(RQD)等定量指标。。岩心采取率是是指所取岩心心的总长度与与本回次进尺尺的百分比。。总长度包括括比较完整的的岩心和破碎碎的碎块、碎碎屑和碎粉物物质。岩心获得率是是指比较完整整的岩心长度度与本回次进进尺的百分比比。它不计入入不成形的破破碎物质。2、钻孔水文文地质观测钻进过程中应应注意和记录录冲洗液消耗耗量的变化。。发现地下水水后，应停钻钻进测定其初初见水位及稳稳定水位。如如系多层含水水层，需分层层测定水位时时，应检查分分层止水情况况，并分层采采取水样和测测定水温。准准确记录各含含水层顶、底底板标高及其其厚度。3、钻进动态态观察和记录录钻进动态能提提供许多地质质信息，所以以钻孔观测、、编录人员必必须做好此项项工作。在钻钻进过程中注注意换层的深深度、回水颜颜色变化、钻钻具陷落、孔孔壁坍塌、卡卡钻、埋钻和和涌沙现象等等，结合岩心心以判断孔内内情况。如果果钻进不平稳稳，孔壁坍塌塌及卡钻，岩岩心破碎且采采取率又低，，就表明岩层层裂隙发育或或处于构造破破碎带中。岩心钻探时冲冲洗液消耗量量变化一般与与岩体完整性性有密切关系系，当回水很很少甚至不回回水时，则说说明岩体破碎碎或岩溶发育育，也可能揭揭露了富水性性较强的含水水层。国内水利水电电勘察单位使使用的钻孔摄摄影和钻孔电电视，可以对对孔内岩层裂裂隙发育程度度及方向、风风化程度、断断层破碎带、、岩溶洞穴和和软弱泥化夹夹层等，获取取较为清晰的的照片和图像像。这无疑提提高了钻探工工作的质量和和钻孔利用率率。五、钻探资料料整理钻探工作结束束后，应进行行钻孔资料整整理。主要成成果资料有：：(1)钻钻孔柱状图钻孔柱状图是是钻孔观测与与编录的图形形化，它是钻钻探工作最主主要的成果资资料。土层钻钻孔和岩层钻钻孔的钻孔柱柱状图图形不不同。该图是是将每一钻孔孔内岩土层情情况按一定的的比例尺编制制成柱状图，，并作简明的的描述。在图图上还应在相相应的位置上上标明岩心采采取率、冲洗洗液消耗量、、地下水位、、岩心风化分分带、孔中特特殊情况、代代表性的岩土土物理力学性性质指标以及及取样深度等等。如果孔孔内作作过测测井和和试验验的话话，也也应将将其成成果在在相应应的位位置上上标出出。所所以，，钻孔孔柱状状图实实际上上是反反映钻钻探工工作的的综合合成果果。(2)钻孔孔操作作及水水文地地质日日志图图。(3)岩心心素描描图及及其说说明。。主要解解决的的问题题TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleTextinhereTextinhereContentsContentsThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.DescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthebusinessDescriptionofthebusinessDescriptionofthebusinessThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.DescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsClicktoedittitlestyleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.AddyourtextAddyourtextAddyourtextAddyourtextAddyourtextAddyourtextYourTextYourTextYourTextYourTextClicktoedittitlestyleYourTextYourTextYourTextYourText2005200620072008ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleDescriptionofthecontentsTextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleContents01Contents02Contents03Contents04Contents05Contents060%20%40%60%80%100%18.5%17.5%8.7%23.6%63.6%84.3%ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleTextinhereTextinhereTextinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoaddTextClicktoedittitlestyleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.Titleinhere2.Descriptionofthecompany’’ssubcontentsThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.1.Descriptionofthecompany’’ssubcontentsClicktoedittitlestyleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TitleinhereTitleinhereTitleinhereTitleinhereABCDClicktoedittitlestyleDescriptionofthecontentsThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TitleinhereTitleinhereTitleinhereClicktoedittitlestyleTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereContentsContentsContentsContentsContentsThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.DescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsContentTitleContentTitleContentTitleClicktoedittitlestyleDescribeavisionofcompanyorstrategiccontents.Describeavisionofcompanyorstrategiccontents.Describeavisionofcompanyorstrategiccontents.Describeavisionofcompanyorstrategiccontents.DescriptionoftheproductsPleasewritedownofasloganforavisionofacompanyinshortly.Pleasewritedownofasloganforavisionofacompanyinshortly.Pleasewritedownofasloganforavisionofacompanyinshortly.Pleasewritedownofasloganforavisionofacompanyinshortly.Vision01Vision03Vision02Vision04CompanyLOGOClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleTitleinhereThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.DescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsTitleinhereTitleinhereTitleinhereService01Service02Service03LOGOThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.ClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleTitleinhereAddTitleAddTitleAddTitleAddTitleDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsClicktoedittitlestyleThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.TitleTextinhereTextinhereTextinhereTextinhereClicktoedittitlestyleGrowthStartJump200820072006200520042003200220012000DescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecompany’sproductsDescriptionofthecompany’sbusinessDescriptionofthecompany’stechnologyDescriptionofthecompany’sproductsDescriptionofthecompany’sbusinessDescriptionofthecompany’stechnologyDescriptionofthecompany’sproductsDescriptionofthecompany’sbusinessDescriptionofthecompany’stechnologyDescriptionofthecompany’sproductsDescriptionofthecompany’sbusinessDescriptionofthecompany’stechnologyDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsDescriptionofthecontentsClicktoedittitlestyleClicktoedittitlestyleAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextAddYourTextTextTextTextTextTextThemeGalleryisaDesignDigitalContent&ContentsmalldevelopedbyGuildDesignInc.Clicktoeditt