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§ 1.2 勘探与取样

勘探是采取某种方法去揭示地下岩土体(包括与其密切相关的地下水)的空间分布和变化,取样则是为了提供对岩土特性进行鉴定和各种试验所需样品。

1.2.1 勘探

勘探包括钻探、井探、槽探、洞探、物探和触探。

钻探是岩土工程勘察的基本手段,其成果是进行工程地质评价和岩土工程设计、施工的基础资料。工程地质钻探应符合下列要求:

(1)能为钻进的地层鉴别岩土性质,确定其埋藏深度和厚度;

(2)能采取符合质量要求的试样或进行原位测试;

(3)能查明钻进深度范围内地下水的赋存情况。

一、钻探方法及其适用范围

钻探方法可根据地层类别和勘察要求按表1-2选用。钻进方法应符合下列要求:

1.对要求鉴别地层和取样的钻孔,均应采用回转方式钻进,遇到碎石土可以用振动回转方式钻进。

表1-2 钻探方法的适用范围

2.在地下水位以上的土层中应进行干钻,不得使用冲洗液,不得向孔内注水,但可使用能隔离冲洗液的二重或三重管钻进取样。

3.钻进岩层宜采用金刚石钻头,对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩芯管钻头钻进;需要测定岩石质量指标RQD 时,应采用外径75mm双层岩芯管钻头。

4.在湿陷性黄土中,应采用螺旋钻头钻进,亦可采用薄壁钻头锤击钻进,操作时应符合“分段钻进、逐次缩减、坚持清孔”的原则。

二、钻孔规格

1.钻孔口径,应根据钻探目的和钻进工艺确定。采取原状土样的钻孔,口径不应小于91mm,鉴别地层的钻孔,口径不应小于36mm;在湿陷性黄土中,钻孔口径不宜小于150 mm。

2.钻孔的垂直度。深度超过100m 的钻孔和有特殊要求的钻孔(如定向钻孔、跨孔法测波速的钻孔)应测斜。对垂直孔每50m 测量一次垂直度,每深100m 允许偏差为±2°;对斜孔,每25m 测量一次倾斜角和方位角,允许偏差根据设计要求确定。

三、回次进尺和岩芯采取率

1.在土层中采用螺旋钻头钻进,回次进尺不宜大于1.0m,在持力层或重点研究部位回次进尺不宜超过0.5m。对水下粉土、砂土可用分式取土器或标贯器取样,间距不应大于1.0m。

2.在岩层中钻进时,回次进尺不应超过岩芯管长度,在软质岩层中不应超过2.0m。岩芯采取率,对完整岩层不宜小于80%,对破碎岩层不宜小于65%。

3.钻探量测允许误差为±5cm。

四、地下水位量测

1 .钻进中遇地下水时,应停钻量测初见水位,为测得准确的静止水位,对砂土停钻时间不少于30min,对粉土不少于1h,对粘性土不少于24h,并于全部钻孔完成后同一天统一量取各孔的静止水位。水位量测允许误差为±1cm。

2.钻探深度范围内有多个含水层时,应分层量测地下水位。在钻穿第一个含水层并量测静止水位后,应采用套管隔水,抽干钻孔内存水后,变径继续钻进,对下一个含水层水位进行观测。

1.2.2 取样

一、土试样的质量分级

土试样质量级别按表1-3划分。

表1-3 土试样质量等级划分

二、钻孔取土器

钻孔取土器应根据土样质量级别和土层性质按表1-4选用:

表1-4 钻孔取土器的分类与应用

钻孔取土器的技术规格和结构请参见《注册岩土工程师必备规范规程汇编》(以下简称《汇编》)第11-5页~第11-7页附录A、附录B。

三、钻孔取样技术要求

(一)对钻孔的技术要求

1.在地下水位以上,应采用干法钻进。土质软弱时,可采用二(三)重管回转取土器,钻进、取土合并进行。

2.在饱和软粘土、粉土、砂土中钻进,宜采用泥浆护壁。使用套管护壁时,套管的下设深度与取样位置之间应保持三倍管径以上的距离。为避免孔底土隆起受扰动,应始终保持套管内的水头等于或稍高于地下水位。

3.钻进宜采用回转方式。在采取原状土试样的钻孔中,不宜采用振动或冲击方式钻进。

4.取土器下放之前应清孔,采用敞口式取土器取样时,孔底残留虚土的厚度不应超过5cm。

(二)取土器取样的技术要求

1.取土器应平稳下放,采取Ⅰ级原状土试样,应采用快速、连续的静压方式贯入取土器,贯入速度不小于0.1m/s。采取Ⅱ级原状土试样可使用间断静压方式或重锤少击方式。

2.对软硬交替的土层,宜采用具有自动调节功能的改进型单动二(三)重管取土器。

3.对硬塑以上的粘土、密实的砾砂、碎石土和软质岩石,可使用双动三重管取样器采取原状试样。

四、水试样的质量要求

1.取水试样应代表天然条件下水质情况,水试样的采取及试验项目应符合有关规程的要求。

2.水试样应及时化验,不宜放置过久。如不能立即分析,一般允许存放时间:清洁的水72h;稍受污染的水48h;受污染的水12h。

1.2.3 地球物理勘探

对岩土工程师,只要求了解主要物探方法的基本原理、适用范围和成果应用,以便能结合工程特点,合适地选用物探方法,便于在实际工程中,与物探工程师密切配合,共同制定物探方案,分析、解译物探成果。

物探方法很多,但每种方法都有各自的特点、一定的适用条件和应用范围,因此应根据场地的地质条件、工程的技术要求,选用相应的物探方法,或采用综合物探,以取得更好的效果。

物探技术在岩土工程勘察中的作用是显著的,无论是作为钻探的先行手段,还是作为钻探的辅助手段和作为一种测试手段,都是如此,尤其是近一二十年发展起来的地震CT、电磁波CT 和地质雷达等测试技术。前者对确定基岩埋深、划分岩石风化带、圈定地下隐伏体,后者对探查岩溶洞穴、地下采空区都有十分明显的效果。

其他物探方法适用范围、应用条件请参见《岩土工程勘察规范》(GB 50021—94)和其他有关手册。 wTtUbUBRl4lE5dA8Yknc8v+uHv2+Q3LEfBP0XG/dTXWCdW7joprEg2xDw4Q6uQxK

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