工程地質(zhì)勘探與取樣課件

第七章巖土工程勘察

第三節(jié)工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣一、工程地質(zhì)勘探1、勘探手段常用的有三類：鉆探、坑探和物探。2、勘探任務(wù)

1）探明地下有關(guān)的地質(zhì)情況，如地層巖性、斷裂構(gòu)造。地下水位、滑動面位置等。

2）為深部取樣及現(xiàn)場試驗提供條件。如采取巖土樣供室內(nèi)試驗。

3）利用勘探孔進(jìn)行某些項目的長期觀測以及不良地質(zhì)現(xiàn)象處理等工作。工程地質(zhì)勘探與取樣二、工程地質(zhì)鉆探1、概念：指在地表下用鉆頭鉆進(jìn)地層，在地層內(nèi)鉆成直徑較小、并具有相當(dāng)深度的圓筒形孔眼。2、優(yōu)點：⑴不受地形、地質(zhì)條件的限制；⑵能直接觀察巖芯和取樣，勘探精度較高；⑶能提供原位測試及監(jiān)測工作；⑷勘探深度大，效率較高。鉆探·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣3、技術(shù)要求：⑴控制回次進(jìn)尺-每鉆進(jìn)1~2米提鉆，準(zhǔn)確分層、巖心鑒定、描述；⑵巖芯采取率-一般要求達(dá)到80%，破碎帶要達(dá)到60%；⑶孔中試驗-按試驗要求（如水文實驗-測水溫、水位、分層止水）；⑷取土要求-保持結(jié)構(gòu)、含水量原狀?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣內(nèi)容-條件、目的、方法、要求用途-指導(dǎo)鉆探工程按預(yù)期進(jìn)行?！た碧健?、技術(shù)工作：⑴鉆孔設(shè)計書：鉆孔附近地形、地質(zhì)情況；鉆孔目的、應(yīng)注意的問題；

鉆孔類型、結(jié)構(gòu)、孔深、鉆進(jìn)方法、速度、固壁方式；工程地質(zhì)要求（取芯、取樣、試驗、觀測、編錄）；終孔要求。斜孔交叉法勘探河床巖層傾角較大時采用斜孔比豎直孔更為適合工程地質(zhì)勘探與取樣⑵觀測、編錄：①巖芯觀測、描述、記錄；②水文地質(zhì)觀測-水位、水溫、水質(zhì)、沖洗液耗量；③鉆進(jìn)過程紀(jì)錄-掉鉆、塌孔、涌砂、涌水、卡鉆、回水的顏色變化等?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣巖芯描述：地層名稱、分層深度、巖土性質(zhì)（顏色成分、濕度、密度、稠度、風(fēng)化程度）。⑶鉆孔資料整理：鉆孔柱狀圖；鉆探操作及水文地質(zhì)日志；巖芯素描及說明·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣巖芯統(tǒng)計：

a.巖芯采取率：巖芯總長度與回次進(jìn)尺的百分比；

b.巖芯獲得率：較完整巖芯長度與回次進(jìn)尺百分比；

c.巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD：大于10cm柱狀巖芯與回次進(jìn)尺的百分比?！た碧健び糜诒磉_(dá)巖石質(zhì)量好壞（完整性）。工程地質(zhì)勘探與取樣巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)的計算和分級巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD）0~2525~5050~7575~9090~100巖石質(zhì)量描述極劣的劣的不足的好的很好的工程地質(zhì)勘探與取樣地基土野外鑒別必要性鉆進(jìn)過程中必須隨時做好鉆孔記錄。由開鉆到終孔，記錄每一鉆的深度，鑒別、描述取出的土樣，進(jìn)行定名，作為繪制地質(zhì)剖面圖的原始依據(jù)。規(guī)范要求：野外記錄應(yīng)由經(jīng)專業(yè)訓(xùn)練的人員承擔(dān)，記錄應(yīng)真實及時，按鉆進(jìn)回次逐段填寫，嚴(yán)禁事后追記。鑒別方法野外鑒別要求快速。碎石土和砂土看粒徑；粉粘土根據(jù)手捻的滑膩感和砂粒感加以區(qū)分和鑒別。·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣土的野外描述1、顏色-取決于組成土的礦物成分和其他成分，主色在后，從色在前，如黃褐色；土中含氧化鐵呈紅、棕色，含有機質(zhì)呈黑色，含碳酸鈣、高嶺土呈白色。2、密度-可根據(jù)鉆進(jìn)的速度和難易程度判別；或切新鮮面觀察，并用拇指加壓判定。3、濕度-可分為干土、稍濕、濕、飽和4種狀態(tài)。地下水深埋為干土；接近地下水位為濕土；水位以下為飽和。·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣4、粘性土的稠度-是決定土的工程地質(zhì)性質(zhì)的重要指標(biāo)，分堅硬、硬塑、可塑、軟塑、流塑5種狀態(tài)。5、含有物-土中含有非自身成分，如：植物根、碎磚瓦、爐渣、有機質(zhì)、貝殼、氧化鐵等。記錄應(yīng)注明含有物的大小和數(shù)量。6、其他-碎石土、砂土應(yīng)描述級配、礫石含量、最大粒徑、主要礦物成分。粘性土應(yīng)描述斷面形狀、孔隙大小、粗糙程度、是否有層理等。土中有特殊氣味應(yīng)注明。鄰近設(shè)施對土質(zhì)的影響，如管道漏水使粘土變軟?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣5、鉆探難點：遇復(fù)雜地層鉆進(jìn)困難各種軟弱夾層、結(jié)構(gòu)面、斷層破碎帶通常是勘察的重點，工程最關(guān)注的部位，要掌握其分布規(guī)律、性質(zhì)，勘察質(zhì)量是關(guān)鍵。而這些部位也是鉆探的難點，鉆進(jìn)遇到這些部位常發(fā)生事故，進(jìn)尺困難。遇特殊巖土取芯、取樣困難；·勘探·對策：更新和改進(jìn)設(shè)備......；提高鉆探技術(shù)水平......。工程地質(zhì)勘探與取樣三、工程地質(zhì)坑探1、概念：也叫掘進(jìn)工程，是由地表向深部挖掘坑槽或坑洞，以便工程地質(zhì)人員直接深入地下了解有關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象或進(jìn)行實驗等。

·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣2、類型及適用條件類型規(guī)格適用條件輕型試坑圓或方形小坑，深3~5m早期階段，揭示淺部地質(zhì)現(xiàn)象，如風(fēng)化殼、第四系、接觸界面等，用于取樣及野外現(xiàn)場試驗探槽長型槽，深3~5m淺井圓（方）形，豎直，深5~15m重型豎井圓（方）形，鉛直，深大于15m后期階段，重要工程、洞室工程；探明重要地質(zhì)現(xiàn)象，用于深部取樣、試驗平硐有出口的水平坑道石門與豎井相連的水平巷道工程地質(zhì)勘探與取樣3、技術(shù)工作--坑探工程設(shè)計書、觀察描述、地質(zhì)編錄3.1設(shè)計書編制—a,工程目的、類型、編號；b,掘進(jìn)深度及論證；c,工程點附近地形地質(zhì)概況；d,施工條件（難易、掘進(jìn)方法、地下水涌水及措施、支護(hù)結(jié)構(gòu)及材料）；·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣3.1設(shè)計書編制--續(xù)e,工程地質(zhì)要求（應(yīng)描述的現(xiàn)象及應(yīng)注意的問題-巖體結(jié)構(gòu)、破碎帶、裂隙、地下水等）；f,掘進(jìn)方法及要求；g,取樣位置、數(shù)量、規(guī)格、要求；ｈ,實驗項目及應(yīng)注意的問題；ｉ,應(yīng)提交的成果?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣3.2觀察描述-a,地層巖性-成因年代、成份、結(jié)構(gòu)、厚度、產(chǎn)狀及接觸關(guān)系（注意軟弱夾層的巖性、厚度、

泥化現(xiàn)象）；ｂ,地質(zhì)結(jié)構(gòu)-斷層、裂隙（組數(shù)、產(chǎn)狀、性質(zhì)、密度及延展、穿切情況）、軟弱結(jié)構(gòu)面；地表巖溶調(diào)查-測產(chǎn)狀·勘探·ｃ,巖石風(fēng)化分帶及特點；ｄ,地下水滲出點位置、特點、涌水量；ｅ,不良地質(zhì)現(xiàn)象調(diào)查描述。工程地質(zhì)勘探與取樣3.3坑探工程編錄（展示圖）試坑、淺井、豎井多采用四壁輻射或四壁平行展開法；探槽展示圖一般畫底和一壁，坡度變化時可分段畫。平硐展示圖一般把五個面全部畫出。探槽展示圖試坑展示圖-四壁輻射·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣←淺井展示圖四壁平行展開河底平硐示意圖平硐展示圖工程地質(zhì)勘探與取樣原理、主要方法及應(yīng)用、適用條件1、原理:應(yīng)用專門的儀器探測地殼表層各種地質(zhì)體的物理場（電場、磁場、重力場），根據(jù)場特性和差異判明地下各種地質(zhì)現(xiàn)象，獲得物性參數(shù)。地質(zhì)體的性質(zhì)差異越明顯，物探成果越理想?！た碧健さ刭|(zhì)體的物理性質(zhì)導(dǎo)電性、磁性、彈性、密度、放射性、波動性地質(zhì)體的物理狀態(tài)含水性、空隙性、固結(jié)狀態(tài)。四、地球物理勘探工程地質(zhì)勘探與取樣2、方法-電法、震法、磁法、聲波、放射、測井等2.1電法-常用電阻率法人工建立直流電場，測垂向或水平向電阻率變化，推斷（地下）地質(zhì)體性狀。ａ電測深法-測點不變，增大極距，測量該點介質(zhì)隨深度電阻率的變化。ｂ電剖面法-極距不變，沿某方向平移，可測得某層位剖面方向上電阻率變化。·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣電阻率法:實際應(yīng)用-劃分地層、確定風(fēng)化殼厚度、尋找斷層、巖溶洞穴、古河道、確定地下水含水層分布。適用條件-地形平坦，坡度??；蓋層較薄；被測地層傾角較?。粚游环€(wěn)定，電性差異較大；無屏蔽，無電磁干擾?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣2.2震法—人工激發(fā)地震波，根據(jù)不同介質(zhì)中彈性波傳播速率的差異判斷地質(zhì)現(xiàn)象。常用高頻（200~300Hz）折射波法。應(yīng)用-判斷覆蓋層厚度、基巖起伏情況、風(fēng)化殼厚度及分帶、尋找斷層、確定巖石強度指標(biāo)。適用條件-地形起伏??；界面以上巖性均勻、無屏蔽；界面兩側(cè)波速差異明顯。·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣五、勘探布置原則1、一般原則：⑴目的明確--測繪為基礎(chǔ)，明確要解決的問題；⑵綜合效益—重點突出、點面結(jié)合，考慮全局，綜合布點；⑶配合勘察階段--不同階段勘察范圍、深度不同，方法有別；⑷圍繞建筑物—建筑類型、規(guī)模、結(jié)構(gòu)不同，對應(yīng)的問題各異，應(yīng)區(qū)別對待，合理布置勘探；⑸考慮地質(zhì)條件—沿變化最大方向布線，點距非均布，主要考慮場地復(fù)雜程度；

⑹取長補短—方法的合理選擇與配合。·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣2、孔距、孔深確定：⑴確定孔距：依據(jù)--勘察等級、階段。不同階段評價內(nèi)容不同，等級不同、場地復(fù)雜程度不同，孔距也隨之不同。⑵確定孔深：依據(jù)—建筑類型、勘察等級、階段?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣3、施工順序：

按輕、重、主、次，并考慮設(shè)備與季節(jié)因素。控制性孔先施工?？刂菩钥住刂茍龅貤l件、建筑物關(guān)鍵部位、并為后期勘察提供資料、施工周期長、或位于主要勘探線上?！た碧健すこ痰刭|(zhì)勘探與取樣小結(jié)：鉆探技術(shù)要求分層、鑒定、描述；取芯、取樣；孔中試驗坑探展示圖試坑、淺井、豎井-四壁輻射或平行；探槽展示一底一壁；平硐展示五個面物探原理、應(yīng)用條件、適用范圍勘探布置原則配合勘察階段；圍繞建筑物；考慮地質(zhì)條件·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣思考題：勘探技術(shù)方法有哪些？各自的特點及適用條件？鉆探的技術(shù)要求？如何保證質(zhì)量？勘探布置的原則？施工順序？·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣鉆探工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣鉆探工程地質(zhì)勘探與取樣SH-30-2A型鉆機北京鏟工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣工程地質(zhì)勘探與取樣勘探孔編號移位高差地下水位初見靜止時間開孔日期年月日天氣結(jié)孔日期年月日天氣取水樣深度量尺司鉆紀(jì)錄互校檢查至由取土鉆進(jìn)強度錘擊次數(shù)或采取比深度編號套管長鉆頭顏色斷面狀態(tài)及含有物稠度濕度密度巖性名稱

野外描述變層深度鉆進(jìn)深度層底標(biāo)高勘探孔記錄單工程編號:工程名稱:·勘探·工程地質(zhì)勘探與取樣碎石土與砂土野外鑒別觀察顆粒粗細(xì)砂土碎石土近飽和時表面翻漿同上部分輕微膠結(jié)顆粒類似細(xì)白糖粉砂近飽和時表面有水印輕微粘著感同上顆粒類似粗玉米面細(xì)砂表面偶有水印同上基本分散半數(shù)以上接近或超過砂糖中砂同上同上同上半數(shù)以上接近或超過小米粗砂同上同上同上1/4強接近或超過綠豆礫砂同上同上同上半數(shù)以上接近或超過綠豆圓礫表面無變化無粘感分散半數(shù)顆粒接近或超過干棗卵石濕潤時用手拍擊濕土狀態(tài)干土狀態(tài)方法土類土名工程地質(zhì)勘探與取樣粘性土與粉土野外鑒別切面粗糙難搓成d<2mm條，滾成球易裂稍可塑，不滑膩，弱粘土質(zhì)不均砂粒手壓土塊成粉末粉土切面平整有砂粒能搓成d=1mm條，能滾成小球可塑，略滑膩，有粘性無均質(zhì)感有砂感手壓土塊可碎散粉質(zhì)粘土切面光滑無砂粒易搓成d<0.5mm條，易滾成小球可塑，滑膩，粘性大極細(xì)的均質(zhì)土堅硬，錘擊才碎粘土小刀切濕土手搓情況濕土狀態(tài)手搓干土狀態(tài)方法土名工程地質(zhì)勘探與取樣新近沉積粘性土野外鑒別沉積環(huán)境顏色結(jié)構(gòu)性含有物河灘及部分山前洪沖積扇的表層，古河道及填塞的湖塘溝谷及河道泛濫區(qū)深暗，呈褐栗、暗黃或灰色，含有機質(zhì)較多時呈黑色結(jié)構(gòu)性差，用手?jǐn)噭釉瓲钔翗?，顯著變軟；粉土有振動液化現(xiàn)象無自身形成的粒狀結(jié)核體，但可含有一定磨圓度的外來鈣質(zhì)結(jié)核體（礓結(jié)石）及貝殼，或人類遺物、建筑垃圾工程地質(zhì)勘探與取樣碎石土密實度野外鑒別密實度骨架顆粒含量和排列可挖性可鉆性密實骨架顆粒含量大于總質(zhì)量70%，呈交錯排列，連續(xù)接觸鍬鎬挖掘困難，撬棍可使松動井壁較穩(wěn)定鉆進(jìn)極困難，沖擊鉆吊錘劇烈跳動孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒含量等于總質(zhì)量60~70%，呈交錯排列，大部分接觸鍬鎬可挖掘，井壁掉塊，能保持凹面形狀鉆進(jìn)較困難，沖擊鉆吊錘不劇烈跳動孔壁有坍塌現(xiàn)象稍密骨架顆粒含量小于總質(zhì)量60%，排列混亂，大部分不接觸鍬可挖掘，井壁易坍塌，取走大顆粒，砂土立即坍落鉆進(jìn)較容易，沖擊鉆時鉆桿稍跳動孔壁易坍塌工程地質(zhì)勘探與取樣土的濕度野外鑒別土的濕度鑒別方法稍濕的經(jīng)過擾動的土，不易捏成團(tuán)，易碎成粉末。放在手中不濕手，但感覺濕冷。濕的經(jīng)過擾動的土，能捏成各種形狀。放在手中會濕手，在土表面滴水能慢慢滲入土中。飽和的滴水不能滲入土中，可看到孔隙中的水發(fā)亮。10255090N10軟較軟較硬硬輕型動力觸探與稠度關(guān)系工程地質(zhì)勘探與取樣粘性土稠度野外鑒別土的稠度鑒別方法堅硬手鉆很費力，難以鉆進(jìn)，鉆頭取出土樣用手捏不動，加力土不變形，只能碎裂。硬塑手鉆較費力，鉆頭取出土樣用手捏要用較大的力土略有變形，立即碎散。可塑鉆頭取出土樣，手指用力不大能按入土中，可捏成各種形狀。軟塑鉆頭取出土樣還能成形，手指按入土中不費力，可捏成各種形狀。流塑鉆進(jìn)容易，土樣難取，取出的土樣不能成形，放在手中不易成塊。工程地質(zhì)勘探與取樣物探方法確定地基穩(wěn)定性—深圳機場軟土地基工程地質(zhì)勘探與取樣面波測試儀工程地質(zhì)勘探與取樣地震法確定基巖埋深①-基巖；②-覆蓋層；③-炸藥；④-直達(dá)波；⑤-折射波工程地質(zhì)勘探與取樣--潘家口水庫用淺層折射波法探測斷層震法勘探應(yīng)用—淺層折射波法時距曲線圖壩區(qū)平面圖工程地質(zhì)勘探與取樣探測基巖起伏情況勘查灰?guī)r中的溶洞