工程地质勘探与取样

第七章岩土工程勘察

第三节工程地质勘探与取样目前一页\总数六十四页\编于五点一、工程地质勘探1、勘探手段常用的有三类：钻探、坑探和物探。2、勘探任务

1）探明地下有关的地质情况，如地层岩性、断裂构造。地下水位、滑动面位置等。

2）为深部取样及现场试验提供条件。如采取岩土样供室内试验。

3）利用勘探孔进行某些项目的长期观测以及不良地质现象处理等工作。目前二页\总数六十四页\编于五点二、工程地质钻探1、概念：指在地表下用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小、并具有相当深度的圆筒形孔眼。2、优点：⑴不受地形、地质条件的限制；⑵能直接观察岩芯和取样，勘探精度较高；⑶能提供原位测试及监测工作；⑷勘探深度大，效率较高。钻探·勘探·目前三页\总数六十四页\编于五点3、技术要求：⑴控制回次进尺-每钻进1~2米提钻，准确分层、岩心鉴定、描述；⑵岩芯采取率-一般要求达到80%，破碎带要达到60%；⑶孔中试验-按试验要求（如水文实验-测水温、水位、分层止水）；⑷取土要求-保持结构、含水量原状。·勘探·目前四页\总数六十四页\编于五点内容-条件、目的、方法、要求用途-指导钻探工程按预期进行。·勘探·4、技术工作：⑴钻孔设计书：钻孔附近地形、地质情况；钻孔目的、应注意的问题；

钻孔类型、结构、孔深、钻进方法、速度、固壁方式；工程地质要求（取芯、取样、试验、观测、编录）；终孔要求。斜孔交叉法勘探河床岩层倾角较大时采用斜孔比竖直孔更为适合目前五页\总数六十四页\编于五点⑵观测、编录：①岩芯观测、描述、记录；②水文地质观测-水位、水温、水质、冲洗液耗量；③钻进过程纪录-掉钻、塌孔、涌砂、涌水、卡钻、回水的颜色变化等。·勘探·目前六页\总数六十四页\编于五点岩芯描述：地层名称、分层深度、岩土性质（颜色成分、湿度、密度、稠度、风化程度）。⑶钻孔资料整理：钻孔柱状图；钻探操作及水文地质日志；岩芯素描及说明·勘探·目前七页\总数六十四页\编于五点岩芯统计：

a.岩芯采取率：岩芯总长度与回次进尺的百分比；

b.岩芯获得率：较完整岩芯长度与回次进尺百分比；

c.岩石质量指标RQD：大于10cm柱状岩芯与回次进尺的百分比。·勘探·用于表达岩石质量好坏（完整性）。目前八页\总数六十四页\编于五点岩石质量指标(RQD)的计算和分级岩石质量指标(RQD）0~2525~5050~7575~9090~100岩石质量描述极劣的劣的不足的好的很好的目前九页\总数六十四页\编于五点地基土野外鉴别必要性钻进过程中必须随时做好钻孔记录。由开钻到终孔，记录每一钻的深度，鉴别、描述取出的土样，进行定名，作为绘制地质剖面图的原始依据。规范要求：野外记录应由经专业训练的人员承担，记录应真实及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记。鉴别方法野外鉴别要求快速。碎石土和砂土看粒径；粉粘土根据手捻的滑腻感和砂粒感加以区分和鉴别。·勘探·目前十页\总数六十四页\编于五点土的野外描述1、颜色-取决于组成土的矿物成分和其他成分，主色在后，从色在前，如黄褐色；土中含氧化铁呈红、棕色，含有机质呈黑色，含碳酸钙、高岭土呈白色。2、密度-可根据钻进的速度和难易程度判别；或切新鲜面观察，并用拇指加压判定。3、湿度-可分为干土、稍湿、湿、饱和4种状态。地下水深埋为干土；接近地下水位为湿土；水位以下为饱和。·勘探·目前十一页\总数六十四页\编于五点4、粘性土的稠度-是决定土的工程地质性质的重要指标，分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑5种状态。5、含有物-土中含有非自身成分，如：植物根、碎砖瓦、炉渣、有机质、贝壳、氧化铁等。记录应注明含有物的大小和数量。6、其他-碎石土、砂土应描述级配、砾石含量、最大粒径、主要矿物成分。粘性土应描述断面形状、孔隙大小、粗糙程度、是否有层理等。土中有特殊气味应注明。邻近设施对土质的影响，如管道漏水使粘土变软。·勘探·目前十二页\总数六十四页\编于五点5、钻探难点：遇复杂地层钻进困难各种软弱夹层、结构面、断层破碎带通常是勘察的重点，工程最关注的部位，要掌握其分布规律、性质，勘察质量是关键。而这些部位也是钻探的难点，钻进遇到这些部位常发生事故，进尺困难。遇特殊岩土取芯、取样困难；·勘探·对策：更新和改进设备......；提高钻探技术水平......。目前十三页\总数六十四页\编于五点三、工程地质坑探1、概念：也叫掘进工程，是由地表向深部挖掘坑槽或坑洞，以便工程地质人员直接深入地下了解有关地质现象或进行实验等。

·勘探·目前十四页\总数六十四页\编于五点2、类型及适用条件类型规格适用条件轻型试坑圆或方形小坑，深3~5m早期阶段，揭示浅部地质现象，如风化壳、第四系、接触界面等，用于取样及野外现场试验探槽长型槽，深3~5m浅井圆（方）形，竖直，深5~15m重型竖井圆（方）形，铅直，深大于15m后期阶段，重要工程、洞室工程；探明重要地质现象，用于深部取样、试验平硐有出口的水平坑道石门与竖井相连的水平巷道目前十五页\总数六十四页\编于五点3、技术工作--坑探工程设计书、观察描述、地质编录3.1设计书编制—a,工程目的、类型、编号；b,掘进深度及论证；c,工程点附近地形地质概况；d,施工条件（难易、掘进方法、地下水涌水及措施、支护结构及材料）；·勘探·目前十六页\总数六十四页\编于五点3.1设计书编制--续e,工程地质要求（应描述的现象及应注意的问题-岩体结构、破碎带、裂隙、地下水等）；f,掘进方法及要求；g,取样位置、数量、规格、要求；ｈ,实验项目及应注意的问题；ｉ,应提交的成果。·勘探·目前十七页\总数六十四页\编于五点3.2观察描述-a,地层岩性-成因年代、成份、结构、厚度、产状及接触关系（注意软弱夹层的岩性、厚度、

泥化现象）；ｂ,地质结构-断层、裂隙（组数、产状、性质、密度及延展、穿切情况）、软弱结构面；地表岩溶调查-测产状·勘探·ｃ,岩石风化分带及特点；ｄ,地下水渗出点位置、特点、涌水量；ｅ,不良地质现象调查描述。目前十八页\总数六十四页\编于五点3.3坑探工程编录（展示图）试坑、浅井、竖井多采用四壁辐射或四壁平行展开法；探槽展示图一般画底和一壁，坡度变化时可分段画。平硐展示图一般把五个面全部画出。探槽展示图试坑展示图-四壁辐射·勘探·目前十九页\总数六十四页\编于五点←浅井展示图四壁平行展开河底平硐示意图平硐展示图目前二十页\总数六十四页\编于五点原理、主要方法及应用、适用条件1、原理:应用专门的仪器探测地壳表层各种地质体的物理场（电场、磁场、重力场），根据场特性和差异判明地下各种地质现象，获得物性参数。地质体的性质差异越明显，物探成果越理想。·勘探·地质体的物理性质导电性、磁性、弹性、密度、放射性、波动性地质体的物理状态含水性、空隙性、固结状态。四、地球物理勘探目前二十一页\总数六十四页\编于五点2、方法-电法、震法、磁法、声波、放射、测井等2.1电法-常用电阻率法人工建立直流电场，测垂向或水平向电阻率变化，推断（地下）地质体性状。ａ电测深法-测点不变，增大极距，测量该点介质随深度电阻率的变化。ｂ电剖面法-极距不变，沿某方向平移，可测得某层位剖面方向上电阻率变化。·勘探·目前二十二页\总数六十四页\编于五点电阻率法:实际应用-划分地层、确定风化壳厚度、寻找断层、岩溶洞穴、古河道、确定地下水含水层分布。适用条件-地形平坦，坡度小；盖层较薄；被测地层倾角较小；层位稳定，电性差异较大；无屏蔽，无电磁干扰。·勘探·目前二十三页\总数六十四页\编于五点2.2震法—人工激发地震波，根据不同介质中弹性波传播速率的差异判断地质现象。常用高频（200~300Hz）折射波法。应用-判断覆盖层厚度、基岩起伏情况、风化壳厚度及分带、寻找断层、确定岩石强度指标。适用条件-地形起伏小；界面以上岩性均匀、无屏蔽；界面两侧波速差异明显。·勘探·目前二十四页\总数六十四页\编于五点五、勘探布置原则1、一般原则：⑴目的明确--测绘为基础，明确要解决的问题；⑵综合效益—重点突出、点面结合，考虑全局，综合布点；⑶配合勘察阶段--不同阶段勘察范围、深度不同，方法有别；⑷围绕建筑物—建筑类型、规模、结构不同，对应的问题各异，应区别对待，合理布置勘探；⑸考虑地质条件—沿变化最大方向布线，点距非均布，主要考虑场地复杂程度；

⑹取长补短—方法的合理选择与配合。·勘探·目前二十五页\总数六十四页\编于五点2、孔距、孔深确定：⑴确定孔距：依据--勘察等级、阶段。不同阶段评价内容不同，等级不同、场地复杂程度不同，孔距也随之不同。⑵确定孔深：依据—建筑类型、勘察等级、阶段。·勘探·目前二十六页\总数六十四页\编于五点3、施工顺序：

按轻、重、主、次，并考虑设备与季节因素。控制性孔先施工。控制性孔—控制场地条件、建筑物关键部位、并为后期勘察提供资料、施工周期长、或位于主要勘探线上。·勘探·目前二十七页\总数六十四页\编于五点小结：钻探技术要求分层、鉴定、描述；取芯、取样；孔中试验坑探展示图试坑、浅井、竖井-四壁辐射或平行；探槽展示一底一壁；平硐展示五个面物探原理、应用条件、适用范围勘探布置原则配合勘察阶段；围绕建筑物；考虑地质条件·勘探·目前二十八页\总数六十四页\编于五点思考题：勘探技术方法有哪些？各自的特点及适用条件？钻探的技术要求？如何保证质量？勘探布置的原则？施工顺序？·勘探·目前二十九页\总数六十四页\编于五点钻探目前三十页\总数六十四页\编于五点目前三十一页\总数六十四页\编于五点钻探目前三十二页\总数六十四页\编于五点SH-30-2A型钻机北京铲目前三十三页\总数六十四页\编于五点目前三十四页\总数六十四页\编于五点目前三十五页\总数六十四页\编于五点目前三十六页\总数六十四页\编于五点目前三十七页\总数六十四页\编于五点目前三十八页\总数六十四页\编于五点目前三十九页\总数六十四页\编于五点目前四十页\总数六十四页\编于五点目前四十一页\总数六十四页\编于五点目前四十二页\总数六十四页\编于五点目前四十三页\总数六十四页\编于五点目前四十四页\总数六十四页\编于五点目前四十五页\总数六十四页\编于五点勘探孔编号移位高差地下水位初见静止时间开孔日期年月日天气结孔日期年月日天气取水样深度量尺司钻纪录互校检查至由取土钻进强度锤击次数或采取比深度编号套管长钻头颜色断面状态及含有物稠度湿度密度岩性名称

野外描述变层深度钻进深度层底标高勘探孔记录单工程编号:工程名称:·勘探·目前四十六页\总数六十四页\编于五点碎石土与砂土野外鉴别观察颗粒粗细砂土碎石土近饱和时表面翻浆同上部分轻微胶结颗粒类似细白糖粉砂近饱和时表面有水印轻微粘着感同上颗粒类似粗玉米面细砂表面偶有水印同上基本分散半数以上接近或超过砂糖中砂同上同上同上半数以上接近或超过小米粗砂同上同上同上1/4强接近或超过绿豆砾砂同上同上同上半数以上接近或超过绿豆圆砾表面无变化无粘感分散半数颗粒接近或超过干枣卵石湿润时用手拍击湿土状态干土状态方法土类土名目前四十七页\总数六十四页\编于五点粘性土与粉土野外鉴别切面粗糙难搓成d<2mm条，滚成球易裂稍可塑，不滑腻，弱粘土质不均砂粒手压土块成粉末粉土切面平整有砂粒能搓成d=1mm条，能滚成小球可塑，略滑腻，有粘性无均质感有砂感手压土块可碎散粉质粘土切面光滑无砂粒易搓成d<0.5mm条，易滚成小球可塑，滑腻，粘性大极细的均质土坚硬，锤击才碎粘土小刀切湿土手搓情况湿土状态手搓干土状态方法土名目前四十八页\总数六十四页\编于五点新近沉积粘性土野外鉴别沉积环境颜色结构性含有物河滩及部分山前洪冲积扇的表层，古河道及填塞的湖塘沟谷及河道泛滥区深暗，呈褐栗、暗黄或灰色，含有机质较多时呈黑色结构性差，用手搅动原状土样，显著变软；粉土有振动液化现象无自身形成的粒状结核体，但可含有一定磨圆度的外来钙质结核体（礓结石）及贝壳，或人类遗物、建筑垃圾目前四十九页\总数六十四页\编于五点碎石土密实度野外鉴别密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总质量70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，撬棍可使松动井壁较稳定钻进极困难，冲击钻吊锤剧烈跳动孔壁较稳定中密骨架颗粒含量等于总质量60~70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁掉块，能保持凹面形状钻进较困难，冲击钻吊锤不剧烈跳动孔壁有坍塌现象稍密骨架颗粒含量小于总质量60%，排列混乱，大部分不接触锹可挖掘，井壁易坍塌，取走大颗粒，砂土立即坍落钻进较容易，冲击钻时钻杆稍跳动孔壁易坍塌目前五十页\总数六十四页\编于五点土的湿度野外鉴别土的湿度鉴别方法稍湿的经过扰动的土，不易捏成团，易碎成粉末。放在手中不湿手，但感觉湿冷。湿的经过扰动的土，能捏成各种形状。放在手中会湿手，在土表面滴水能慢慢渗入土中。饱和的滴水不能渗入土中，可看到孔隙中的水发亮。10255090N10软较软较硬硬轻型动力触探与稠度关系目前五十一页\总数六十四页\编于五点粘性土稠度野外鉴别土的稠度鉴别方法坚硬手钻很费力，难以钻进，钻头取出土样用手捏不动，加力土不变形，只能碎裂。硬塑手钻较费力，钻头取出土样用手捏要用较大的力土略有变形，立即碎散。可塑钻头取出土样，手指用力不大能按入土中，可捏成各种形状。软塑钻头取出土样还能成形，手指按入土中不费力，可捏成各种形状。流塑钻进容易，土样难取，取出的土样不能成形，放在手中不易成块。目前五十二页\总数六十四页\编于五点物探方法确定地基稳定性—深圳机场软土地基目前五十三页\总数六十四页\编于五点面波测试仪目前五十四页\总数六十四页\编于五点地震法确定基岩埋深①-基岩；②-覆盖层；③-炸药；④-直达波；⑤-折射波目前五十五页\总数六十四页\编于五点--潘家口水库用浅层折射波法探测断层震法勘探应用—浅层折射波法时距曲线图坝区平面图目前五十六页\总数六十四页\编于五点探测基岩起伏情况勘查灰岩中的溶洞电法