岩土工程勘察编录培训讲义Word下载.docx

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程

物

具有“透视性”，可简单快捷地获得有关地层岩性、地质构造、地下埋藏物的信息；

可测得岩土层的某些物理力学性质参数。

多作为辅助手段配合其他勘探方法使用。

效率高，成本低。

不同方法均有各自的应用条件和局限性，常具多解性，无其他方法配合易误判。

1.2钻探技术和要求

1.2.1工程地质钻探的基本方法

（1）回转钻进

利用钻具回转钻头的切削刃或研磨材料削磨岩土使之破碎同时施加一定的压力，进行钻进。

它包括岩芯钻探、无岩芯钻探和螺纹钻探。

岩芯钻探根据所使用的研磨材料不同又可分为硬质合金钻进、钻粒钻进及金刚石钻进。

岩芯钻进为孔底环状钻进，螺旋钻进为孔底全面钻进。

（2）冲击钻进

利用钻具的重力和下冲击力使钻头冲击孔底以破碎岩土进行钻进。

它包括冲击钻进和锤击钻进。

根据使用的工具不同可分为钻杆冲击钻进和钢绳冲击钻进。

对于硬层（基岩、碎石土）一般采用孔底全面冲击钻进；

对于土层一般采用圆筒形钻头的刃口借钻具冲击力切削土层钻进。

（3）振动钻进

振动钻进系将机械动力所产生的振动力，通过连接杆及钻具传到圆筒形钻头周围土中。

由于振动器高速振动的结果，使土的抗剪力急剧降低，这时圆筒钻头依靠钻具和振动器的重量切割土层进行钻进。

对粉土、粘性土及较小粒径的碎石（卵石）层比较适用，钻进速度较快。

（4）冲洗钻进

它是利用水的高压力冲击孔底土层，使之结构破坏，颗粒悬浮并最终随水流出孔外的钻进方法。

由于它要靠水压直接冲洗，因此无法采样进行观察和鉴别。

1.2.2钻探方法的选用

岩土工程勘察钻探可根据岩土类别和要求按表１．２．２选用

表1.2.2钻探方法的适用范围

钻探方法

钻进地层

勘察要求

粘性土

粉土

砂土

碎石土

岩石

直观览别，采取不扰动试样

直观览别，采取扰动试样

回转

螺旋钻探

++

+

-

无岩芯钻探

岩芯钻探

冲击

冲击钻探

锤击钻探

振动钻探

冲洗钻探

注：

++：

适用；

+：

部分适用；

-：

不适用

1.2.3钻孔口径和钻具规格确定

成孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定，应满足取样、测试和钻进工艺的要求。

采取原状土样的钻孔，口径应保证取样的要求，不得小于91mm，仅需鉴别地层的钻孔，口径不宜小于36mm，在湿陷性黄土中，钻孔口径不宜小于150mm。

钻孔口径和钻具规格应按表1.2.3选用。

浅部只作鉴别地层的钻孔可用小口径麻花钻、小口径勺形钻和洛阳铲钻进。

表1.2.3钻孔及钻具口径系列

孔

口

径

（mm）

钻具规格（mm）

相应于DCDMA标准的级别

岩芯外管

岩芯内管

套管

钻杆

绳索钻杆

D

d

36

35

29

26.5

23

45

38

33

E

46

31

58

49

43

43.5

34

A

59

51

47.5

73

63

54

42

55.5

B

75

65.5

62

56.5

89

81

67

55

71

61

N

91

77

70

108

99.5

110

127

118

130

146

137

150

168

156

S

①DCDMA标准为美国金刚石钻机制造者协会标准

②该表引自《建筑工程地质钻探技术标准》（JGJ87-92）

1.2.4钻探点位测设

（1）钻探点位测设于实地应符合下列要求：

初步勘察阶段：

平面位置允许偏差±

0.5m，高程允许偏差±

5cm；

详细勘察阶段：

0.25m，高程允许偏差±

城市规划勘察阶段、选址勘察阶段：

可选用适当比例尺的地形图依地物特征确定钻探点位和孔口高程。

（2）钻探点位应设置有编号的标志桩。

开钻之前应按设计要求核对桩号及其实地位置，两者必须符合。

（3）因障碍改变钻探点位时，应将实际钻探位置及时标明在平面图上，注明与原桩位的偏差距离、方位和地面高差（精度要求按上第

（1）点确定），必要时应重新测定点位。

（4）钻探结束后，尚应提供所有钻探点的座标及高程数据，且宜采用本地区的统一座标和高程系统。

1.2.5深孔和特殊孔钻进要求

深度较大的钻孔以及有特殊要求的钻孔（包括定向钻进钻孔、跨孔法测量波速钻孔、混凝土灌注桩钻芯钻孔等）要防斜、测斜，保持钻孔的垂直度或倾度与倾斜方向。

（1）对要求垂直的钻孔，钻机安装要稳定、水平，回转钻机的天车、立轴应与孔位在同一铅直线上；

冲击钻机天车边缘的钢丝绳下落点应与孔位在同一铅直线下。

钻进时要随时注意和测量垂直度，每深100m允许偏差为±

2°

，当偏差超过要求时，应及时采取纠正措施；

（2）对定向钻进的钻孔应分段进行孔斜和方位测量，倾角和方位的精度应分别为±

0.1°

和±

3.0°

，当超过偏差超过规定时，应及时采取纠斜措施。

1.2.6钻进过程深度丈量

钻进过程中各项深度数据应实测丈量，钻进深度和岩土层深度的精度不应低于±

5cm，地下水量测精度为±

2cm。

1.2.7钻进回次的控制

（1）螺旋钻头钻进时，一般每回次进尺不宜超过1.0m，在主要持力层或重点研究部位，回次进尺不宜超过0.5m，并应满足鉴别厚度小至0.2m的薄层的要求；

（2）在岩层中钻进时，回次进尺不得超过岩芯管长度，在软质岩层中不得超过2.0m。

1.2.8岩芯采取率的相关规定

（1）完整和较完整岩体，岩芯采取率不应低于80%，较破碎和破碎岩体不应低于65%；

（2）对需重点查明的部位（滑动带、破碎带、软弱夹层等）应采用双层岩芯管钻头连续取芯；

（3）钻进宜采用金刚石钻头，需要确定岩石质量指标RQD时，应采用75mm外径（N型）的双层岩芯管金刚石钻头；

（4）在水下粉土、砂土层中钻进，当土样不易带上地面时，可用对分式取样器或标准贯入器间断取样，其间距不得大于1.0m。

1.2.9坍塌地层钻孔护壁措施

在浅部填土及其它松散土层中可采用套管护壁。

在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。

在破碎岩层中可视需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁。

冲洗液漏失严重时，应采取充填、封闭等堵漏措施。

1.2.10钻进时防止管涌措施

钻进中应保持孔内水头压力等于或稍大于孔周地下水压，提钻时应能通过钻头向孔底通气通水，防止孔底土层由于负压、管涌而受到扰动破坏。

1.2.11钻探和取样及原位测试关系

预计采取原状土试样或进行原位测试的钻孔，应按原状土取样和原位测试标准的规定钻进，详见后第2章和第3章具体要求，使原状土取样和原位测试能顺利进行。

1.2.12钻孔记录和编录

记录和编录应按岩土工程勘察规范和本讲义要求进行，详见后第4章。

2勘探取样和钻孔取样技术要求

2.1勘探取样分类

2.1.1勘探取样按取样的对象分：

岩层取样、土层取样、水取样、气取样。

2.1.2勘探取样按取样分析试验目的分：

矿物成分分析取样、结构构造分析取样、化学成分分析取样、物理性质分析取样、力学性质分析取样、特殊分析取样。

2.1.3勘探取样按取样的位置场所分：

地面取样、地下取样；

天然露头取样、人工露头取样；

探井、探槽、竖井、斜井、平洞取样和钻探取样。

2.2钻孔取土样技术要求

2.2.1钻孔取土样质量等级

　　　　钻孔取土样质量等级分为四级，具体划分见表２．２．１

表2.2.1土试样质量等级

质量等级

相对扰动程度

能满足试验内容

Ⅰ

不扰动

土类定名、含水率、密度、强度试验、固结试验、矿物成分、化学成分

Ⅱ

轻微扰动

土类定名、含水率、密度、矿物成分、化学成分

Ⅲ

显著扰动

土类定名、含水率、矿物成分、化学成分

Ⅳ

完全扰动

土类定名、矿物成分、化学成分

1、不扰动是指原位应力状态虽已改变，但土的结构、密度和含水率变化很少，能满足室内试验各项要求；

2、除地基基础设计等级为甲级的工程外，在工程技术要求允许的情况下可用Ⅱ级土试样进行强度和固结试验，但宜先对土试样受扰动程度作抽样鉴定，判定用于试验的适宜性，并结合地区经验使用试验成果。

2.2.2取土试样使用的工具和方法

获取不同质量等级土试样使用的工具和方法可按表2．2．2选择

表2.2.2不同质量等级土试样的取样工具和方法

土试样质量等级

取样工具和方法

适用土类

粘性土

砂土

砾砂、

碎石土、软岩

流塑

软塑

可塑

硬塑

坚硬

粉砂

细砂

中砂

粗砂

薄壁取土器

固定活塞

水压固定活塞

自由活塞

敞口

回转取土器

单动三重管

双动三重管

厚壁取土器

厚壁敞口取土器

标准贯入器

螺纹钻头

岩芯钻头

1、++：

不适用；

2、采取砂土试样应有防止试样失落的补充措施；

3、有经验时，可用束节式取土器代替薄壁取土器。

2.2.3钻孔取土器分类和技术标准　

　　　　钻孔取土样器分类和技术标准见表２．２．３和２．２．４

表2.2.3钻孔取土器类型

取土器划分原则

取土器类型

按贯入方式

锤击式、回转式、静压式

按取试样管壁厚度

厚壁、薄壁、束节式

按结构特性（底端是否封闭）

敞口式、活塞式（包括固定活塞式、自由活塞式、水压固定活塞式）

回转式按内管活动情况

双层单动取土器（如丹尼森取土器、皮切尔取土器）

双层双动取土器（二重管、三重管）

按封闭形式

球阀式、活阀式、气压式

表2.2.4取土器技术标准参数

取土器参数

薄壁取土器

敞口自由活塞

面积比

13～20

≤10

10～13

内间隙比

0.5～1.5

0.5～1.0

0～2.0

刃口角度α（°

）

<

10

5～10

长度L（mm）

400，550

对砂土：

（5～10）De

（10～15）De

外径Dt（mm）

75～89，108

75，100

衬管

整圆或半合管，塑料、酚醛层压纸或镀锌铁皮制成

无衬管，束节式取土器衬管同在

1、取样管及衬管内壁必须光滑圆整；

2、在特殊情况下取土器直径可增大至150～250mm；

3、表中符号：

De----取土器刃口内径；

Ds----取土器内径，加衬管时为补管内径；

Dt----取土器外径；

Dw----取土器管靴外径，对薄壁管Dw=Dt。

取土前应检查取土器损坏程度，刀刃等损坏应在允许限度内，取土器样管及衬管内壁必须光滑圆整。

2.2.4取Ⅰ、Ⅱ级土样的要求

　　　取Ⅰ、Ⅱ级土试样时，应满足下列要求：

（1）在地下水位以上，钻进遇水易于浸湿而影响土试样质量的土层，应进行干钻，不得使用冲洗液，不得向孔内注水；

（2）在软土、砂土中宜采用泥浆护壁；

如使用套管，应保持管内水位等于或稍高于地下水位，取样位置应低于套管三倍孔径的距离；

（3）采用冲洗、冲击、振动等方式钻进时，应在预计取样位置1m以上改用回转钻进；

（4）下放取土器前应仔细清孔，清除扰动土，孔底残留浮土厚度不应大于取土器废土段长度（活塞取土器除外）；

（5）采取土试验最好用快速静力连续压入法，亦可采用锤击法，但应有良好的导向装置，避免锤击时摇晃；

（6）下放取土器时应平稳轻放至孔底，切忌脱手丢下；

（7）对粘性较强的土层，上提取土器之前应回转三周，使土试样从取土器底端断开；

（8）卸出土样时必须细心操作，禁止敲打取土器，土试样从取土器推出后，应检查土试样是否受压、受损、破裂。

有者必须在记录和标签中注明；

（9）如取不上样，或取样的数量和质量未满足规定要求，应采取补救措施，如在该孔重取，或在相邻钻孔在相同的土层内在相同的深度处补取。

不论在本孔或邻孔补取，取土都应按第

（1）～第（8）要求进行。

2.2.5取Ⅲ、Ⅳ级土样的要求

　　　取Ⅲ、Ⅳ级土样时，应满足下列要求：

（1）明确取样的目的，如是测定含水量，样品必须及时密封保温；

（2）必须保证样品的纯洁，既要防止外来物质的混杂，也要防止该孔不同深度不同土层土样混杂；

（3）明确试验内容，保证试样足量。

2.2.6土试样封装、保存和运输

（1）Ⅰ～Ⅲ级土试样应用大小长短合适的铁皮盒和石腊及时妥善密封，防止水分变化，并避免曝晒或冰冻和雨淋；

（2）Ⅰ～Ⅱ级土试样应用专用的土样箱包装，装运箱子要牢固、不变形，且在箱内要填塞缓冲材料，运输途中避免颠簸。

包装Ⅲ～Ⅳ级土试样要结实牢固，避免破烂以至散落，外面物质杂入，Ⅲ级试样还要防止漏风漏气。

（3）尽量缩短土试样采取至试验时间，Ⅰ～Ⅲ级土试样不宜超过3周。

2.2.7土试样标识记录

（1）每个试样都要作明确的标识，牢固地粘贴标签，标签文字应清晰易辨，标签的格式可参考图2.2.7。

图2.2.7标签格式

岩样标签

工程名称：

工程地点：

取样孔号：

试样名称：

取样深度：

米～米

扰动程度：

□不扰动□轻微扰动

□显著扰动□完全扰动

取样人：

取样日期：

200年月日

试样扰动程度判断属哪一级，就在相应的级别前方格“√”

（2）对土样地段的土层特征进行描述，描述内容包括：

名称、颜色、状态、密度、湿度和成分。

2.3钻孔取岩样技术要求

2.3.1岩石室内试验试样（料）标准规格及数量

钻孔取岩样是在钻孔岩芯中选取，选取岩芯的长度和数量根据所做的岩石试验项目而定，室内试验所需的试样尺寸大小和数量乘以1.5系数作为钻探现场选择岩芯长度和数量的估算值。

表2.3.1为岩石室内试验试样（料）标准规格及数量。

表2.3.1岩石室内试验试样（料）标准规格及数量

试验项目

试样（料）尺寸（mm）

数量

备注

岩相鉴定

10×

1

包括手标本

含水量

边长约2的块体

用密度试验试样

密度

Φ5×

5，Φ5×

10，5×

5×

5

3

除粘土岩外可用办学试验试样

吸水率和饱和吸水率

单轴压缩

可用单轴变形共试样

单轴变形

三轴压缩

6

直接拉伸

劈裂

弯曲梁

20，5×

20

软弱结构面直剪

边长20～30立方体

一般钻孔取样不能满足要求，常需专门方法取样

硬结构面直剪

混凝土与岩石胶结面直剪

20×

10，30×

30×

15

纵向渗透

5，5×

径向渗透

Φ6×

4

膨胀率

膨胀压力

耐崩解

边长3～4块体

超声脉冲波速

可与力学试验共试样

共振波速

2.3.2岩芯采取率不高的处理

同一组试样（料）必须同一岩层和同一岩性。

有时由于岩层较薄，或由于岩芯采取率不高等原因，往往同一孔的岩芯样不足一个岩组，这时可用相邻钻孔同一岩层同一岩性的岩芯拼成一组岩石试样（料）。

2.3.3干缩湿胀易于风化和损坏的岩样处理

对于干缩湿胀易于风化和损坏的岩石，应设法避免岩样温度和湿度的变化，应避免岩样遭到破损。

岩芯取上后应马上登记编录、及时用铁皮盒和石腊密封包装，既要防止岩样漏风漏气，也要防止岩样变形、开裂和损坏。

2.3.4软弱夹层或裂隙面的试样处理

用于直剪试验的包含软弱夹层、裂隙面的试样，应特别注意防止其剪切面被扰动破坏，应保证结构面上下岩石有一定的厚度，一般要求它们的厚度能达其断裂面尺寸的1/2左右。

当岩样裂隙发育易于开裂时，应用铁皮盒和石腊密封包装，防止开裂破坏。

2.3.5岩样的标识和记录

（1）每个岩样都要作明确的标识，牢固地粘贴标签，或用红油漆写在岩样上，标签文字应清晰易辨，标签的格式可参考图2.3.5。

图2.3.5岩样标签格式

（2）对取样地段的地质环境和岩性特征进行描述，其中包括：

地层的时代与产状、岩石名称，裂隙发育程度、风化程度和岩石均一性，以及用肉眼能鉴定的岩石特征。

2.3.6岩样封装、保存和运输

（１）对于易干缩湿胀风化和损坏的岩样、对用于？

地试验含软弱夹层或裂隙面的岩样封装、保存、运输，应和Ⅰ、Ⅱ级土样的封装、保存、运输一样，即及时从岩芯中选取，及时用大小、长短合适的铁皮盒和石腊密封、保存、运输要防温、湿的变化，防震动、碰撞破坏。

（2）对坚硬、不易破损、含水量变化对其物理办学性变影响不大的岩石，封装、保存、运输可不需采用保湿、保变形的措施，但仍注意在封装、保存、运输的整个过程中，不致产生人为的新的裂隙。

2.4钻孔取水样的要求

2.4.1所取水样是天然水质

（1）在多层地下水的地区应分层取水，取水时应隔绝它们之间的联系；

（2）若在钻进中采用了循环液，应先抽水洗井。

无循环液时，亦应先抽水或提水后方可进行试样，确保所取水样为要求的含水层的水，是新鲜的水，不是“死水”。

（3）取水容器宜采用带磨口玻璃塞的玻璃瓶或化学稳定性好的塑料瓶。

容器应事先洗涤清洁。

将取样瓶下放至预定取水深度处，汲满水后提起，并用此水反复冲洗水样瓶瓶盖（塞）。

反复用取样瓶取水，逐次将水缓缓注入清洗后的水样瓶中，瓶顶部应留出1～2cm空间，加盖密封。

（4）采样时严防杂物混入。

2.4.2采取水样的数量

采取水样的数量应根据试验的目的和分析的项目而定，简分析时应取1000ml，全分析时应取3000ml，需分析侵蚀性CO2时，另单独加取500ml，并在其中加入大理石粉2～3g。

2.4.3水样存放时间

水样取后应立即封好瓶口，贴上标签，放置于不受阳光照射的阴凉处。

水试样存放时间不能过长，对清洁的水不得超过72小时，稍受污染的水不得超过48小时，对受污染的水不得超过12小时。

2.4.4水样标识记录：

（1）每个试样都要作明确的标识，牢固地粘贴标签，标签文字应清晰易辨，标签的格式可参考2.4.4

图2.4.4水样标签格式

水样标签

取样层位：

（2）对每个水样都要进行记录描述。