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1、工程地質(zhì)勘探野外編錄培訓(xùn)教材2004年7月北京地區(qū)地質(zhì)地貌基本知識第四紀沉積第四紀沉積是指第四紀期間形成的沉積物。這些沉積物未經(jīng)風(fēng)化成巖作用,因而是松散的。廣泛分布于自然界的碎石、卵石、礫砂、粘土等松散沉積統(tǒng)統(tǒng)稱為“土”和“碎石土”。在基礎(chǔ)深度影響范圍內(nèi),稱為地基土。這些土和土層絕大部分形成在第四紀時期,或經(jīng)風(fēng)化殘留在原地,或經(jīng)搬運沉積而成,因而它們有不同的特征,具有不同的工程性質(zhì)。1、第四紀沉積物的基本特征1.1以陸地沉積為主。由于第四紀沉積物時代較新,出露地表以陸相為主。一般都沒有經(jīng)過石化作用;1.2具有松散性:第四紀沉積層一般都呈松散狀態(tài),未膠結(jié)成巖,常稱為松散沉積;1.3具有多變性:第
2、四紀沉積物沉積環(huán)境復(fù)雜,因而沉積層性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和厚度迅速變化,水平方向和垂直方向變化迅速;1.4具有移動性:沉積時間短,為膠結(jié)成巖,又受各種營力影響,隨時有被搬運、堆積的可能,難以找出原始產(chǎn)狀;1.5第四紀沉積物常構(gòu)成各種堆積地貌形態(tài),并在各種地貌單元中呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化和分布。2、第四紀沉積物成因類型第四紀沉積物的主要成因類型及其特征參見表11。土的主要成因類型及其特征 表11成因類型堆積方式及條件堆積物特征殘 積巖石經(jīng)風(fēng)化作用而殘留在原地的碎屑堆積物。碎屑物從地表向深處由細變粗,其成分與母巖相關(guān),一般不具層理,碎塊呈棱角狀,土質(zhì)不均,具有較大孔隙,厚度在山丘頂部較薄,低洼處較厚。坡 積由雨水
3、或雪水沿斜坡搬運及由本身的重力作用堆積在斜坡上或坡腳處。碎屑物從坡上往下逐漸變細,分選性差,層理不明顯,厚度變化較大,在斜坡較陡處厚度變薄,坡腳地段較厚。洪 積有暫時性洪流將山區(qū)或高地的大量風(fēng)化碎屑物夾帶至溝口或平緩地帶堆積而成。顆粒具有一定的分選性,但往往在大顆粒間充填小顆粒,碎塊多呈亞角狀,洪積扇頂部顆粒較粗,層理紊亂呈交錯狀,透鏡體及夾層較多,邊緣處顆粒細,層理清楚。沖 積由長期的地表水流搬運,在河流的階地、沖積平原,三角洲地帶堆積而成。顆粒在河流上游較粗,向下游逐漸變細,分選性和磨圓度均好,層理清楚,厚度較穩(wěn)定。淤 積在靜水或緩慢的水流中沉積,并拌有生物化學(xué)作用而成。沉積物以粉粒-粘粒
4、為主,且含有多量的有機質(zhì)或鹽類,一般土質(zhì)松軟,有時粉砂和粘性土呈交互層,具清晰的薄層理。風(fēng) 積在干燥氣候條件下,碎屑物被風(fēng)吹揚,降落堆積而成。主要由塵土或砂組成,一般顆粒較均勻,質(zhì)純,孔隙大,結(jié)構(gòu)松散。第四紀沉積的沉積類型、分布、產(chǎn)狀、厚度與地貌緊密相連。如:山地、平坦山頂、平緩山坡多分布殘積物;洪積物多以洪積扇形式分布在山麓、山溝溝口;坡積物分布在山坡和坡麓地段;沖積物分布在河谷段和山前沖積平原;沼澤沉積多分布在沼澤地和泉水溢出帶。北京地區(qū)工程地質(zhì)條件概述評價地基條件主要根據(jù)三個方面:即地(地形條件)、土(地層土質(zhì)條件)和地下水三個條件。不論北京山區(qū),還是平原區(qū),或是山地與平原過度帶,在工程
5、建筑適宜性方面有很大差別,地質(zhì)條件類型很多,但是我們以巖土成因和地貌為綱,抓住地、土、水三個因素仍有一定規(guī)律可循。根據(jù)多年來北京地區(qū)勘察資料整理分析,可以將北京地區(qū)劃分為一些工程地質(zhì)單元(地質(zhì)地貌單元)加以敘述,概括說明北京地區(qū)工程地質(zhì)條件。(一)第四紀以前基巖山地這一單元內(nèi)地基巖性均未幾乎不可壓縮的巖石,其強度遠遠超過一般建筑的要求。這個單元沒有地下水問題,只要地形條件適宜,沒有自然地質(zhì)現(xiàn)象的危害,沒有不利的斷層條件下,作為天然地基是相當(dāng)穩(wěn)定的。但不同成因的巖石,工程地質(zhì)條件也存在一定的差異。在本單元內(nèi),建筑主要考慮有無影響場地穩(wěn)定性的地質(zhì)構(gòu)造,不良的物理地質(zhì)現(xiàn)象,風(fēng)化層厚度,風(fēng)化程度等問題
6、。另一方面由于地面坡度陡,加大了整平土石方量。其次是上下水管道、交通工程量浩大,投資多。(二)平原各地區(qū)的工程地質(zhì)條件1、沿山地帶工程地質(zhì)條件北京地區(qū)西部和北部沿山地帶的地貌單元主要有:洪積錐、河流階地、黃土臺地、殘坡積斜坡、排洪溝道等。(1)洪積錐的工程地質(zhì)條件及評價洪積錐多分布在大小山溝的溝口處,地形坡度一般在1-3%之間,排水條件好。地下水位埋藏較深。其頂部主要為分選不良的洪積潭石,含有粘性土透鏡體的砂礫卵石,和略有磨圓的碎石碎屑物質(zhì)組成。其邊緣以粘性土為主。土質(zhì)均勻性差,但畢竟是水中沉積物,適宜作為一般建筑的地基。(2)河流階地的工程地質(zhì)條件及評價沿山大小河流的兩岸,往往有階地分布。地
7、勢較高,地形比較平坦完整,地下水位一般多大于4.5m供水條件也較好。地基土具有條理,不均勻性中等,主要為粘性土或粘性土砂礫卵石層互層組成。工程建筑條件好,適于作為一般建筑的地基。(3)黃土臺地的工程地質(zhì)條件及評價沿山地帶分布很廣泛,其外觀為山前緩傾臺地,近山及臺地邊緣沖溝發(fā)育,切割較深。地下水位埋藏都很深。低級巖性主要為結(jié)構(gòu)疏松多大孔,土層比較均一。對工程的影響主要是具有濕陷性,易于沖刷,應(yīng)適當(dāng)采取措施。但北京地區(qū)多為次生黃土,濕陷性并不嚴重,稍加處理即可,仍可作為一般建筑的地基。但地下水源貧乏,供水條件較差。(4)山麓斜坡和起伏丘陵地北京西山和北山都存在山區(qū)向平原過度的山麓斜坡地帶或起伏丘陵
8、地。地形坡度大于5%。有殘丘、孤山分布其間,沖夠發(fā)育,地形變化復(fù)雜,高差顯著。地基土主要為殘積風(fēng)化碎石屑或坡積碎石,碎石粘性土互層;地下水位埋藏?zé)o規(guī)律,變化很大。在這些地段進行工程建筑,應(yīng)仔細進行勘察。適于興建小型建筑。由于地形多變,土石方量大。上下水工程及市政設(shè)施比平原區(qū)投資要多一些。(5)山洪溝道雨季時作為排泄洪水通道,除修建水利設(shè)施及橋梁外,不宜作為建筑用地。2、各大河流沖洪積扇地形在山麓以下,就進入到各大河流沖洪積扇形地的范圍。沖積洪積扇形地,地形一般自頂部向邊緣呈輻射狀傾斜低落,頂部平突,地勢較高,地形坡度一般在1-5。頂部以下的地形逐漸低平,坡度減小到1左右。其巖性在頂部以砂礫卵石
9、為主,厚度20m以上。在頂部以下由礫卵石逐漸過度到以砂、粘性土為主,卵石層距地表漸深,粗粒、細粒與粘性土呈互層。在沖洪積扇頂部地下水埋藏較深,在頂部的外圍,由于地形坡度一般大于地下水坡度,地下水位逐漸由深變淺,局部呈沼澤化現(xiàn)象。在洪積扇下部,由于地形坡度緩于地下水位坡度,水位又由淺變得深一些。這種變化的特性也就引起了沖洪積扇形地自上到下各部位工程地質(zhì)條件的差異。在這里必須指出,位于永定河沖積扇地形的市區(qū),隨著建設(shè)事業(yè)的發(fā)展,大量開采地下水,改變了地下水位埋深的規(guī)律。(1)扇形地頂部的工程地質(zhì)條件北京市西部田村、西黃村、吳家村、張儀村一線以細地段;密云縣大新莊、靳各莊一線以北,以田各莊為中心地段
10、;房山半壁點、毛家屯以西地段,分別為永定河、潮白河、拒馬河沖洪積扇形地的頂部地區(qū)(頂部的下限在地形等高線60m左右)。這些地區(qū)地形坡度在3左右,排水條件良好。地基土為厚層砂、礫卵石層。地下水位埋藏很深。扇形地頂部是北京平原地區(qū)工程地質(zhì)條件最好的地區(qū),但要防止對地下水的污染。(2)扇形地中下部工程地質(zhì)條件包括各大河沖積洪積扇形地潛水溢出帶以下,直至沖積平原以上的廣大地區(qū)。其下限在平原中部。這些地區(qū)地勢略低,地形平坦,平均坡度1左右。地基土以粉質(zhì)粘土為主,夾有粘質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土、粉細砂層,地下水位一般在1.5-4.5m。埋藏較深的地方,一般是地面相對較高的部位;埋藏較淺的部位,一般是相對低洼的地方
11、,即便有些地區(qū),地下水位較高,但處理也不復(fù)雜??偟那闆r看,扇形地中下部工程地質(zhì)條件較好,適于作為一般工業(yè)與民用建筑的地基。(3)沖積平原工程地質(zhì)條件在上述各大河流沖洪積扇形地以外的廣大沖積平原,是北京地區(qū)地勢最低的水流匯集之所,地形更平坦,坡度小于1,地基土主要是粘性土及粉、細砂層。在廣大河流故道及泛濫區(qū)內(nèi)有新近沉積粘性土和疏松粉細砂層。地下水位一般埋藏較淺。因此北京平原東部、南部的工程地質(zhì)條件就差一些。需要考慮的是本地區(qū)廣泛分布的飽和疏松粉細砂層,在地震作用下有發(fā)生液化的危險。在排水、防水問題方面也需采取適當(dāng)處理措施。4、幾個盆地和半盆地的工程地質(zhì)條件(1)延慶永寧盆地的工程地質(zhì)條件延慶永寧
12、盆地的地勢自四周山地向平原過度地帶,分布有洪積錐、黃土臺地和殘坡積覆蓋的丘陵,其工程地質(zhì)條件如前述。盆地中部平原地區(qū),媯河貫穿其間。媯水河兩岸發(fā)育兩級階地。階地上地形平坦完整。級階地上部主要是粘性土組成,下部有靜水沉積的灰黑色粘性土分布,中高壓縮性。級階地主要為砂、礫、卵石層,上部有不厚的新近沉積的粘性土。地下水位一般埋深1.5-4.5m。工程地質(zhì)條件較好。(2)昌平、平谷山麓半盆地這兩個地區(qū)是三面環(huán)山,一面開口的半盆地。地形坡度要比一般平原陡一些,排水條件良好。地基土主要為厚層中高-中等壓縮性的粘性土,上布為褐黃色,下部為褐灰色。粉細砂僅局限在河流附近。工程地質(zhì)條件要比各大河流扇形地中下部差
13、一些。在山麓與平原交界低洼處,常有新近沉積的高壓縮性有機土、及草炭夾層,工程地質(zhì)條件差些。5、河流沿岸及河漫灘地帶工程地質(zhì)條件在各大河流沿岸存在自然堤后洼地。例如永定河西岸蘆溝橋以下的稻田村閆仙垡一帶,東岸的北天堂、蘆城、鵝房村一帶,地勢低洼,地下水位高及透堤水的影響,經(jīng)常處于沼澤狀態(tài),工程地質(zhì)條件差。此外在河流兩岸附近階地的邊緣、沖溝發(fā)育、地形破碎,需要處理。在各大河流沿岸地區(qū),常常有沖積砂礫被風(fēng)吹揚成砂丘地。地形上成波狀起伏,與洼地做有規(guī)律的交替。地基土多為疏松粉細砂層,地下水位,因地形起伏而變化較大,工程地質(zhì)條件較差。幾條大河兩側(cè)的河漫灘,隨河流擺動而變化。歷史上曾都是被淹沒部分,一般工
14、程建設(shè)都不能利用。永定河、潮白河流域大,物質(zhì)成分比較復(fù)雜,出山后沖積洪積扇部位的河漫灘的組成物質(zhì)多為粗砂、礫砂、卵石,可做為開采建筑砂石基地。在下游的河漫灘的物質(zhì),主要為新近沉積的細顆粒粘性土及砂土。6、北京舊城人工堆積區(qū)工程地質(zhì)條件北京舊城及其關(guān)廂為古老的城市活動范圍,建筑物興廢變遷甚多,地層受人工破壞比較嚴重。同時也有被淹沒的歷史河、湖、溝、坑分布。因此,堆積有很厚的、不同性質(zhì)的人工填土,其中有素填土,也有垃圾、爐灰、房渣等雜填土。分布極不規(guī)律,壓縮性不一,不均勻性嚴重,有的還有濕陷性。被淹埋的歷代河、湖、溝坑分布地帶,在底部往往有淤泥夾雜其間。作為工程建筑地基時,必須進行慎密的勘測設(shè)計。
15、一般來說地基處理較復(fù)雜,投資費用大,如興建帶有地下室的高層建筑反而比較經(jīng)濟。巖土的工程地質(zhì)分類及土的野外描述目的是正確判斷與評價巖土的物理力學(xué)性質(zhì),為評價建(構(gòu))筑物的工程地質(zhì)條件取得可靠的原始資料。作為建筑地基的巖石,可分為巖石、天然土和人工填土等。一、巖石巖石應(yīng)為顆粒間牢固聯(lián)結(jié)呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。在工程地質(zhì)勘察工作中,一般根據(jù)巖石的風(fēng)化程度劃分為微風(fēng)化、中等風(fēng)化和強風(fēng)化三等,描述風(fēng)化程度的特征,包括結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、礦物變異、堅硬程度以及可挖性或可鉆性等。巖石按風(fēng)化程度分類 表1風(fēng)化分類堅 固 性 分 類硬質(zhì)巖石(如:花崗巖、花崗片麻巖、閃長巖、石灰?guī)r、石英砂巖等)軟質(zhì)巖石(如:頁巖、千
16、枚巖、綠泥石片巖、云母片巖等)風(fēng) 化 特 征微風(fēng)化巖質(zhì)新鮮,僅節(jié)理有鐵錳質(zhì)浸染,裂隙少,鎬不能挖掘,巖心柱呈圓柱狀。巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造清楚,巖體層理清晰,裂隙發(fā)育,用鎬難挖掘,巖心柱分裂,但可拼成圓柱狀。中等風(fēng)化巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造清楚,巖體層理清晰,裂隙發(fā)育,用鎬難挖掘,巖心柱分裂,但可拼成圓柱狀。巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及巖體層理尚能辨認,裂隙很發(fā)育,巖塊為2-20cm,碎塊用手可折斷,用鎬可挖掘,巖心柱破碎不能拼成圓柱狀。強風(fēng)化巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造都不甚清晰,易風(fēng)化的礦物成分大部分變質(zhì),顆粒間聯(lián)結(jié)力明顯減弱,巖塊為2-20cm,用手可捏碎,用鎬可挖掘,標(biāo)準貫入試驗錘擊數(shù)大于50擊。 巖質(zhì)以呈土狀,用鎬可挖掘,手鉆
17、不易鉆進。二、碎石土碎石土應(yīng)為粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的土。(1)按粒徑組成及形狀進行分類定名: 碎 石 土 分 類 表2土的名稱顆粒形狀粒組含量漂 石圓形、亞圓形為主粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%。塊 石棱角型為主卵 石圓形、亞圓形為主粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%。碎 石棱角型為主圓 礫圓形、亞圓形為主粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%。角 礫棱角型為主注:分類時應(yīng)按粒組含量由大到小以先符合者確定。(2)碎石土的描述,主要內(nèi)容:密度,一般粒徑,最大粒徑,磨圓度,風(fēng)化程度,膠結(jié)性,充填物的成分和密度、狀態(tài)、含量,以及其他特性。(3)碎石土的密度
18、分為:密、中密、稍密。其鑒別方法見下表。碎石土密度的鑒別 表3密度骨架和充填物挖掘情況鉆進情況密實骨架顆粒呈交錯排列連續(xù)接觸,孔隙填滿密實砂,摳取大顆粒后充填物能形成窩形,不易塌落。級配好。用鎬挖掘費力,用力摳取大顆粒困難鉆進困難,沖擊鉆進鋼絲繩跳動劇烈。中密骨架顆粒呈交錯排列大部分接觸,疏密不勻,孔隙未填滿砂或充填有可塑-硬塑的粘性土,級配較好。摳取大顆粒后充填砂散落較多但能形成窩形。用鎬可挖掘,用力摳取大顆粒鉆進較困難,沖擊鉆進鋼絲繩跳動不劇烈。稍密骨架顆粒排列混亂,級配差,摳取大顆粒后易坍塌,充填有軟-可塑的粘性土。大顆粒已強風(fēng)化,易捏碎。鍬鎬易挖,井壁易坍塌。鉆進較易,套管易超過鉆進深
19、度。三、砂土砂土應(yīng)為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過總質(zhì)量50%,粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過總質(zhì)量50%。(1)按粒徑組成進行分類定名:砂土的分類 表4土的名稱粒組含量鑒別特征礫砂粒徑大于2mm的顆粒占總質(zhì)量25-50%類似高粱米的砂粒占總質(zhì)量25-50%。粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒占總質(zhì)量50%類似小米的砂粒占一半以上。中砂粒徑大于0.25mm的顆粒占總質(zhì)量50%類似碎小米的砂粒占一半以上。細砂粒徑大于0.075mm的顆粒占總質(zhì)量85%類似粗玉米面的砂粒占一半以上。粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒占總質(zhì)量50%類似面粉,濕時基本無粘性。注:分類時應(yīng)按含量由大到小以最先符合者確定。(
20、2)砂土的描述,主要內(nèi)容:顏色、密度、濕度、含有物的成分、狀態(tài)和含量,膠結(jié)性以及其他特性。 砂土密度的鑒別 表5密度松稍密中密中上密密實測試指標(biāo)N63.5(標(biāo)準貫入試驗錘擊數(shù))1010-1515-2525-3030Ps(比貫入阻力)6060-120120-200200-250250鉆探難易程度挖掘及鉆進快,井、孔壁很不穩(wěn)定,極易坍塌。挖掘及鉆進較快,井、孔壁穩(wěn)定性差,易坍塌。挖掘及鉆進正常,井、孔壁在水位以上能保持短時間穩(wěn)定。挖掘及鉆進困難,井、孔壁在水位以上較穩(wěn)定。 砂土濕度的鑒別 表6濕度飽和度Sr鑒別特征稍濕Sr0.5稍有潮濕感,加水時砂樣吸水很快。濕0.5Sr0.8濕手,搖動時可成餅狀
21、,加水時砂樣吸水慢。飽和Sr0.8水能自由滲出或輕微搖動即產(chǎn)生水析現(xiàn)象,家水時砂樣基本不吸水。四、粉土和粘性土粉土應(yīng)為塑性指數(shù)小于或等于10的土。粘性土應(yīng)為塑性指數(shù)大于10的土。(1)粉土和粘性土按塑性指數(shù)Ip的分類定名及野外鑒別特征如下表: 粉土、粘性土的分類及鑒別特征 表7土的名稱塑性指數(shù)鑒別特征粉土砂質(zhì)粉土3Ip7輕微粘質(zhì)感,捻土能聽到顆粒間摩擦聲,搓條不易或搓成短土條也容易斷裂。粘質(zhì)粉土7Ip10有粘質(zhì)感,切面粗糙,濕土能搓成3mm土條且易斷裂。粘性土粉質(zhì)粘土10Ip17稍有滑膩感或強的粘質(zhì)感,切面稍顯光滑又可見不多的粉細砂粒,濕土能搓成1-3mm細土條,長約5cm左右,不易斷裂。粘土
22、Ip7有滑膩感,濕度大時及粘手,切面光滑,濕土能搓成小于1mm細土條,長度達全掌。(2)粉土、粘性土的描述主要內(nèi)容:顏色、濕度、天然狀態(tài)、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造、含有物、密度和野外強度以及其他特征。粉土、粘性土的天然狀態(tài)鑒別 表8狀態(tài)液性指數(shù)土類堅硬硬塑可塑軟塑流塑IL00IL0.250.25IL0.750.75IL1.0IL1.0粘 土粉質(zhì)粘土干而堅實掰不成塊不易變形,用力可掰成塊能捏成任意形狀柔軟,極易捏成任意形狀,手按鉆頭內(nèi)土易入一指。土柱自行坍塌,不能自立。粘質(zhì)粉土不易變形,用力捏即成碎塊同上手捏極易變形,土塊輕搖即為餅狀水能自由滲出,土呈流動狀態(tài)砂質(zhì)粉土塑性極低,接近粉砂的土,一般情況下可不描述
23、狀態(tài)。斷面狀態(tài)指粉土和粘性土斷面上肉眼觀察到的形態(tài),包括:斷面粗糙程度可分為致密、粗糙;孔隙可分為大孔、小孔、蟲孔、多孔或少孔,均以土樣斷面上的孔狀和孔數(shù)經(jīng)驗判定;層理指土的垂直截面上呈現(xiàn)的紋理或水平層次,描述為顯層理;結(jié)構(gòu)和構(gòu)造性是指土粒集合體的形狀和相互連接的特征,結(jié)構(gòu)特征如描述塊狀、團粒狀、片狀,結(jié)構(gòu)性特征為天然土具有一定的原始結(jié)構(gòu)強度,輕捏即可破壞天然結(jié)構(gòu),形成碎塊或團粒狀的描述為結(jié)構(gòu)性差或較差,輕捏很容易變軟的描述為結(jié)構(gòu)敏感。含有物是土中不屬于基本組成部分的物質(zhì)和物體。含有物的種類、形狀和含量是反映土的成因年代、當(dāng)時的沉積環(huán)境以及某種土性的一個重要特征,描述含有物有如姜石(碳酸鈣結(jié)核
24、體),多角狀、亞圓狀的,還有菌絲狀鈣質(zhì);氧化鐵的多量或少量或呈柱狀、斑狀、結(jié)核狀、條紋狀、網(wǎng)狀氧化鐵;云母碎片(云母)和多量或少量云母集中;蚌殼、螺殼、貝殼、蝸牛殼或呈碎片狀的為蚌殼片等;有機質(zhì)、腐殖質(zhì)、腐植物;磚、瓦、灰塊(或渣)及其他人為產(chǎn)物。野外強度即由鉆進情況和測試數(shù)據(jù)綜合判定,其區(qū)分等級與鑒別方法如下表:粉土、粘性土的野外強度鑒別 表9野外強度硬較 硬中較 軟軟N10輕便觸探試驗(釬探擊數(shù))9090-5050-2525-1010北京鏟每次鉆進深度很難鉆進2cm2-6cm6-10cm10cm劈土鉆鉆進情況每次鉆進20cm且很困難每次鉆進20-30cm且困難正常的每次鉆進30-50cm每
25、次容易鉆進50cm每次鉆進50cm提鉆后土有下墜現(xiàn)象劈土鉆頭內(nèi)土的手感手指按不動感覺密硬可按出手指印,用力捅入土中0.5cm手指能捅入土中0.5-2cm手指能捅入土中2-4cm手指能捅入土中4cm表注:表中示意濕-飽和的粉質(zhì)粘土(中、重亞粘土)及粘質(zhì)粉土鑒別野外強度基本規(guī)律,對其余土類尚須酌情考慮粘性和濕度的大小參考使用。(3)有機土和泥炭有機土和泥炭為沼澤、靜水環(huán)境沉積而成,按土中的有機質(zhì)含量分為含有機質(zhì)土、有機土和泥炭(草炭)。有機質(zhì)含量由550C時的灼失量試驗確定,因此也稱為灼失量。土中有機質(zhì)含量為5-10%時稱為含有機質(zhì)土;土中有機質(zhì)含量為10-30%時稱為有機土,其特征為灰褐、灰黑、
26、黑褐色土;土中有機質(zhì)含量大于30%時,稱為泥炭(或草炭),泥炭的特征為褐黑、黑色,含有大量腐植物,常顯臭味,草炭呈褐、棕褐色,一沒有完全分解的腐植物為主要成分,植物結(jié)構(gòu)呈纖維狀。五、人工填土人工填土是由人類活動堆填而成。其有不均勻性較嚴重或嚴重,強度底、壓縮性高、水穩(wěn)性差等不利的工程性質(zhì)。根據(jù)其組成成分和成因,可分為素填土、雜填土、沖填土。素填土由一種或數(shù)種土類組成,常會有少量磚瓦塊(渣)及其他人為產(chǎn)物。雜填土為含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。以建筑垃圾為主要成分時稱為房渣土;以煤或煤土混合物經(jīng)過燃燒而成的無凝聚性物質(zhì)為主要成分時稱為爐灰;由堆積年代較久的爐灰經(jīng)風(fēng)化變質(zhì)而成稍
27、具粘性、手捻呈碎末狀物質(zhì)為主要成分時成為變質(zhì)爐灰。沖填土應(yīng)為由水力沖填泥砂形成的填土。六、特殊土特殊土按其特殊性質(zhì)分為軟土(包括淤泥和淤泥質(zhì)土)、濕陷性土膨脹土和混合土等等。(1)軟土為靜水或緩慢的流水環(huán)境中沉積,其天然含水量高(WWL),孔隙比大(e1)h和具有靈敏結(jié)構(gòu)性的粉土和粘性土。當(dāng)WWL,e1.5時稱為淤泥,1e1.5時稱為淤泥質(zhì)土。(2)濕陷性土的濕陷系數(shù)s0.015的土,濕陷系數(shù)s是室內(nèi)壓縮試驗在200kPa壓力下的附加濕陷量與土樣原高度之比值。濕陷性土的主要特點是多孔性和濕陷性。在工程上,地基濕陷是必須防止的事故,勘探人員對這類特殊土須詳細描述多孔性、結(jié)構(gòu)性等內(nèi)容,對于原狀土樣
28、必須是緩慢壓入取土或探坑取大塊原狀土,不允許錘擊取土。(3)膨脹土是指土中含有大量的強親水性粘土礦物成分,在環(huán)境濕度變化條件下產(chǎn)生強烈變形的土。膨脹土一般是塑性指數(shù)高(Ip15),強度較高,壓縮性較底,具有吸水膨脹和失水收縮的特征,在野外須詳細描述濕度(必要時多取擾動樣由室內(nèi)測定),斷面狀態(tài)、結(jié)構(gòu)性等項內(nèi)容。(4)混合土是指顆粒級配極不連續(xù),由粘性土與砂土或碎石土相互混合組成的天然土,其定名的前者為含量超過60%以上的土類,后者為混合土類的含量應(yīng)有25-40%。北京地區(qū)三大類土野外鑒別我們把地殼表層由巖石風(fēng)化變成粗細不同的顆粒,經(jīng)過一定地質(zhì)營力(風(fēng)、水、冰、重力等)的搬運,在特定環(huán)境下沉積而形
29、成的土(或稱天然土),從形成的地質(zhì)時代分為第四紀全新世沉積層,進一步按沉積年代的早晚又分為:一般沉積土即第四紀全新世早期及以前形成的(俗稱老土);新近沉積土即第四紀全新世中、晚期形成的土,一般呈欠壓密狀態(tài),強度較底,常含有人類文化活動產(chǎn)物和較多的有機質(zhì)與螺殼、蚌殼等。北京地區(qū)的土層按成因類型和沉積年代劃分為三大類土:人工填土、新近沉積土、一般沉積土。三大類的野外鑒別參見下表:三大類土鑒別特征 三大類土的野外鑒別 表10人工填土新近沉積土一般沉積土顏色色暗且混亂,多為黃褐、褐色比同地點或附近的老土色較深,多為褐黃(暗)、黃褐、栗、灰、褐色等多為褐黃、棕黃、黃棕色,部分區(qū)域為灰色。層理無有層理,不
30、同巖性的土層層次常有交迭有層理結(jié)構(gòu)無天然結(jié)構(gòu)具有天然結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性,一般結(jié)構(gòu)性差,具有軟土的特性。局部地區(qū)表層為風(fēng)積的顆粒極配均勻的松砂層。具有天然結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性,結(jié)構(gòu)一般為不敏感含有物含混人為的產(chǎn)物含有人為的產(chǎn)物,云母片常在粉細砂、砂質(zhì)粉土中分布集中或含多量在近代河湖溝坑或低洼地區(qū)土中含較多量的蚌殼、螺殼等,在砂、卵石土中常包裹黃褐色粘性土團或薄夾層。無人為的產(chǎn)物,天燃粘性土地層在老土層頂部含有多量姜石。野外強度一般為軟-中等,(土中磚瓦塊等顯得較硬或硬的情況不能計入)一般為較軟-軟,強度隨深度加深不顯提高。一般為中等以上,與土的粘性土大小具有明顯的規(guī)律性,強度隨深度加深而顯示提高。思 考 題1
31、、土由哪幾種部分組成并詳細說明2、土中三相比例的變化對土的性質(zhì)有什么影響?3、土的物理性指標(biāo)有哪幾項?說明各項的物理概念。4、說明土的透水性、壓縮性、抗剪強度的力學(xué)指標(biāo)與物理概念。5、土的性質(zhì)取決于哪些主要因素?6、地基土分類的目的?土的工程分類按哪些原則進行?7、巖石根據(jù)風(fēng)化程度分哪三類?其野外主要的特征各有哪些?8、碎石土、砂土進行分類的依據(jù)及分類定名的標(biāo)志是什么?9、碎石土的描述有哪些主要內(nèi)容?10、粉土、粘性土進行分類的依據(jù)及分類定名的標(biāo)準是什么?11、粘性土的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)性是什么?如何描述其特征?12、描述土中含有物能夠反映土的哪些重要特征?并舉三例以上的說明。13、什么是砂土液化?它
32、的危害是什么?14、濕陷性土的主要特點是什么?描述和原狀土取樣技術(shù)中應(yīng)注意哪些?15、說明北京地區(qū)三大類土的劃分及其野外鑒別。工程地質(zhì)鉆探編錄技術(shù)要求第一節(jié) 鉆孔的確定第一條 孔位要以勘察綱要為依據(jù),打鉆前由測量人員測放孔位,定樁為志。根據(jù)需要編錄人員允許在2米范圍內(nèi)移動,若超過2米,應(yīng)證得工程負責(zé)人同意。第二節(jié) 孔深確定第三條 孔深要以勘察綱要為依據(jù)。當(dāng)達到設(shè)計深度后,如遇基巖,應(yīng)繼續(xù)鉆入強風(fēng)化層0.5-1.0m;如遇泥炭或其他軟弱層,應(yīng)穿透該層;如遇卵礫石,應(yīng)深入1-2m。對樁基尚應(yīng)適當(dāng)加深。第四條 孔深未達到設(shè)計深度,但以穿透基巖強風(fēng)化層或殘積土,可提前終孔。若孔深未達到設(shè)計的70%,無
33、法繼續(xù)鉆進,且未達到設(shè)計目的,則可在原孔周圍1m以內(nèi)補孔,原孔上段資料仍可利用,不重復(fù)記錄和計算尺寸。第五條 套管或貫入器超過孔底,若超過部分能鑒定巖性,應(yīng)算做孔深。第六條 沖擊鉆探進尺,每回次不得超過0.5m對大鉆的要求另行規(guī)定。第七條 必須嚴格執(zhí)行孔深驗證,凡遇大的換層,見基巖和終孔,均需驗證孔深。要求換層深度的正負誤差不大于20cm。第八條 依據(jù)實際情況,編錄人員應(yīng)積極提出孔深增減的建議,報請工程負責(zé)人決定。除上述情況外,允許編錄人員在勘察綱要允許范圍內(nèi)變動。第三節(jié) 地層巖性界限的劃分第九條 為準確的決定界限,每回次都應(yīng)知道孔深,同時連續(xù)觀察巖心,隨時分層,不應(yīng)積壓。第十條 巖性界限深度
34、應(yīng)實際量測,一般記到小數(shù)點后2位。第十一條 若巖性界限一帶未取上巖心,對巖性界限應(yīng)認真判斷,合理計算。第十二條 如連續(xù)2m取不上巖心,必須改進鉆進方法;如連續(xù)2m以上未見巖心,必須補孔,但已見巖心部分資料仍可利用。第十三條 兩層巖性定名相同,但成因不同或物理力學(xué)性質(zhì)相差懸殊,亦應(yīng)劃分巖性界限。第十四條 凡層厚大于20cm,一般應(yīng)單獨分層。對于層厚小于20cm,不單獨分層,但要說明深度和巖性。第十五條 經(jīng)室內(nèi)試驗,巖性名稱有更改,可在記錄表上注明,但不得亂涂亂改。第十六條 基巖部分的回轉(zhuǎn)鉆進,其巖心采取率,在較完整的巖層小于80%;在破碎的巖層,不低于65%。第十七條 在地下水位以上,一般不用泥
35、漿鉆進,以免影響巖性的鑒定及地下水位的觀測。在地下水位以下,孔深大于20m時,一般應(yīng)用泥漿回轉(zhuǎn)鉆進。否則,難以分層、取樣及貫入。第四節(jié) 巖性描述第十八條 巖性定名要以國家和北京地區(qū)現(xiàn)行規(guī)范作標(biāo)準。第十九條 凡基巖,要定出巖石名稱,區(qū)分風(fēng)化程度。對專門基巖孔要記錄回次進尺、采取巖心長度等項內(nèi)容,以便評價巖石質(zhì)量。第二十條 凡粘性土,必須描述顏色、稠度和含有物。含有物一般包括碎石、卵石、角礫、圓礫、姜石、貝殼、螺殼、植物根莖等。若含有物超過5%,要估計粒徑和百分數(shù)。如未見含有物要寫上“均質(zhì)”。第二十一條 凡粉土和砂土,必須描述顏色、濕度、密實程度和含有物。含有物除上述外,還包括粘性土團塊。如未見含
36、有物要寫上“均粒”。第二十二條 凡碎石土,必須描述濕度、密實程度、顆粒組成和填充物。對粗礫組分要描述主要成分和風(fēng)化程度;若有軟弱巖塊,要單獨描述名稱和含量。注意粘性土和砂層透鏡體的描述和取樣。卵石層若以土充填,應(yīng)單獨分層,對土的含量、厚度等應(yīng)做具體描述。第二十三條 人工填土,必須分出素填土或雜填土。對素填土的描述與一般土層相同,對雜填土要描述主要成分,均勻性和密實程度。第二十四條 天然表土,一般指耕植土(植物層),應(yīng)單獨劃分,其描述可與一般土層相同,或只描述主要成分。第二十五條 新近沉積物 描述內(nèi)容與一般土層相同,另增加新近沉積的標(biāo)志與特征,并須詳加描述,增加測試工作量。第二十六條 特殊性土
37、一般指濕陷性土、軟土、膨脹土、混合土等。描述內(nèi)容除與一般土層相同外,還要增加主要特征,并根據(jù)需要酌情增加取樣和測試。第五節(jié) 測定地下水第二十七條 潛水與工程密切,一般應(yīng)每孔觀測靜止水位。上層滯水觀測不易,要在發(fā)現(xiàn)后及時觀測。承壓水觀測費事,可選擇代表性鉆孔觀測。所測水位均要記錄時間。如屬干孔要寫上“未見”。第二十八條 一般淺孔只遇潛水,可在鉆進中觀測初見水位,待穩(wěn)定后,終孔后觀測靜止水位,并保護好孔口,以后復(fù)測。第二十九條 發(fā)現(xiàn)潛水后,又估計深部有承壓水時,應(yīng)提前觀測潛水位。第三十條 對承壓水,要用套管把上部含水層隔絕之后觀測。第六節(jié) 動力觸探試驗第三十一條 編錄人員應(yīng)按照勘察綱要的要求和技術(shù)
38、規(guī)程,進行動力觸探試驗。第三十二條 觸探器的抓錘必須靈活。測試工具符合標(biāo)準。第三十三條 監(jiān)督測具輕放孔底,并核實測試孔深。第三十四條 當(dāng)殘留巖心超過5cm,不能作重型動力觸探試驗,殘留巖心超過10cm,不能做標(biāo)準貫入試驗。若已超過,要清除后再測試。殘留巖心長度=孔深-測試孔深第三十五條 測具放置孔底,把預(yù)打深度和正式打入深度準確地畫在觸探桿上。重型動力觸探試驗,無預(yù)打深度,正式打入深度為10cm;標(biāo)準貫入試驗預(yù)打深度15cm,正式打入深度30cm。第三十六條 若土層很硬,達不到試驗標(biāo)準時,可減少打入深度,一般達到50錘,即可終止試驗。第三十七條 若正式打入深度在套管內(nèi),要把套管內(nèi)土層清除后,再做試驗。第三十八條 標(biāo)貫試驗的貫入器取出后,要檢查巖心,并作為記錄依據(jù)。第三十九條 砂土、粉土、粘性土、殘積土,須用標(biāo)準貫入試驗;碎石和風(fēng)化巖,用重型動力觸探試驗。軟土用靜力觸探或輕型動探(N10)。第四十條 觸探測試深度的計算測試上限=測試孔深+預(yù)打深度測試下限=測試孔深+預(yù)打深度+正式打入深度第四十一條 注意錘擊數(shù)根據(jù)規(guī)范按鉆桿長度或有效覆蓋壓力進行修正。第七節(jié) 取原狀土樣第四十二條 編錄人員對鉆孔、探井記錄時,按照勘察綱要要求和技術(shù)規(guī)程,指導(dǎo)
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