勘察方法及技術(shù)措施運(yùn)用
時(shí)間:2022-04-26 05:22:00
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1鉆探方法
要求鉆探操作,巖心鑒別與描述,穩(wěn)定水位測量等事項(xiàng)嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn),為了確保鉆探質(zhì)量具體要求如下:
1.1鉆探操作
1.1.1鉆進(jìn)方法
應(yīng)根據(jù)地層類別及工程地質(zhì)勘察類型選擇適宜的鉆進(jìn)方法。①錘擊鉆進(jìn);②回轉(zhuǎn)巖芯鉆進(jìn)。
1.1.2土層鉆探
應(yīng)優(yōu)先采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方式,一種是單層巖芯管正循環(huán)鉆進(jìn),每回次進(jìn)尺控制在1.52.0m以內(nèi),以保證分層準(zhǔn)確,地下水位以上,應(yīng)采用無水干鉆(如錘擊鉆進(jìn));如土層稠(密)度狀態(tài)較低,宜盡量減小使用正循環(huán)鉆進(jìn),改用無水干鉆;對(duì)于某些特殊土類,需根據(jù)土質(zhì)特性選用合適的輔助鉆進(jìn)方法。
(1)軟土層鉆進(jìn)在軟塑或流塑狀粘性土層中鉆進(jìn),應(yīng)使用優(yōu)質(zhì)泥漿,如塌孔嚴(yán)重,應(yīng)下套管護(hù)壁;下一回次鉆進(jìn)時(shí)先沖洗孔底,防止沉渣過多造成埋鉆。需取樣鑒別土質(zhì)時(shí)應(yīng)采用干鉆鉆進(jìn),且隨鉆隨下套管,以防孔徑收縮,套管底部高于取樣位置約1.00m,每回次進(jìn)尺應(yīng)控制在0.50m。
(2)在松散含水砂層中鉆進(jìn)應(yīng)注意防止發(fā)生流砂涌升現(xiàn)象,使用高濃泥漿護(hù)壁止漏,邊鉆進(jìn)邊下套管,對(duì)于需作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的砂層,必須嚴(yán)防涌砂、塌孔現(xiàn)象發(fā)生;如未能達(dá)到孔底殘?jiān)穸刃∮?0cm的要求,應(yīng)跟進(jìn)套管清孔后再鉆適量深度(約0.801.00m)再作標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)。
(3)卵石、碎石、漂石和塊石的鉆進(jìn)相當(dāng)困難,對(duì)這類地層不過分強(qiáng)調(diào)采取不擾動(dòng)土樣,可著重考慮鉆進(jìn)的有效性,具體方法可選用回轉(zhuǎn)或沖擊回轉(zhuǎn)相結(jié)合;若遇松散且漏水層位,可向孔內(nèi)投入粘土球,然后無水干鉆,使粘土與石塊粘合,保護(hù)孔壁穩(wěn)定,條件允許時(shí),應(yīng)下套管護(hù)壁。
(4)地表雜填土結(jié)構(gòu)松散時(shí),開孔后,應(yīng)立即下套管護(hù)壁,以防孔壁坍塌。
(5)開孔口徑不少于130mm,終孔口徑不小于108ram,鉆孔孔徑應(yīng)能滿足地層變化采取巖土樣的需要。
(6)護(hù)壁措施一般有套管護(hù)壁和泥漿(或清水)護(hù)壁兩類,套管護(hù)壁穩(wěn)定、可靠,但下設(shè)、起拔費(fèi)時(shí)費(fèi)事,如強(qiáng)行擊入對(duì)底部土層破壞很大,且下套管后極易造成管內(nèi)外水頭差,促使孔底土層隆起或管涌,因此務(wù)必注意保持管內(nèi)水位等于或稍高于地下水位,土樣采取深度應(yīng)低于套管底約1.00m。泥漿護(hù)壁則簡單易行,可提高鉆進(jìn)效率,降低成本,同時(shí)也有利于保證質(zhì)量和取樣要求;因此,除非在飽和流塑狀軟土層或易塌孔松散砂層中鉆進(jìn),應(yīng)首先考慮使用泥漿護(hù)壁。
(7)所選用的鉆進(jìn)方法,應(yīng)能可靠地鑒別地層、鑒定土層名稱、天然密度和濕度狀態(tài),準(zhǔn)確判定分層深度,觀測地下水位,且盡量避免或減輕對(duì)取樣段擾動(dòng)。
1.1.3巖層鉆探
(1)軟質(zhì)巖石如泥巖、砂巖和頁巖等,全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖石,可采用硬質(zhì)合金鉆頭鉆進(jìn),用砂粒或沉定法卡取巖芯,嚴(yán)禁采用鐵線卡芯,硬質(zhì)巖石如花崗巖和片麻巖等應(yīng)采用金剛石鉆進(jìn)。金剛石鉆頭鉆進(jìn)速度高,對(duì)巖芯產(chǎn)生扭力小,取芯率和取芯質(zhì)量都很高,是值得推薦的理想鉆進(jìn)方式。對(duì)于破碎地層而又要準(zhǔn)確劃分其結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)改用雙重巖芯管(或三重巖芯管)鉆進(jìn)。
(2)巖層鉆進(jìn)以泥漿護(hù)壁為主,巖體完整,可改用清水護(hù)壁。泥漿濃度應(yīng)能滿足攜帶殘?jiān)⒗鋮s鉆頭和護(hù)壁的要求;對(duì)于破碎漏水地層,鉆進(jìn)困難時(shí)可向孔內(nèi)投入適量粘土球,然后再無水干鉆或小泵量慢速鉆進(jìn),使粘土與石塊結(jié)合,如不能防止孔壁坍塌,應(yīng)下套管護(hù)壁。
(3)應(yīng)注意鉆進(jìn)速度的變化,記錄每回次鉆進(jìn)時(shí)間,遇鉆進(jìn)速度快時(shí),立即停鉆取芯,判時(shí)情況后再進(jìn)行下一回次鉆進(jìn)。
(4)取芯率及回次進(jìn)尺應(yīng)滿足下述要求:①強(qiáng)風(fēng)化巖取芯率≥65%,回次進(jìn)尺≤1.20rn。②中等風(fēng)化巖取芯率,對(duì)完整和較完整巖體不應(yīng)低于80%,較破碎和破碎巖體不應(yīng)低于65%,回次進(jìn)尺≤1.50m。③微風(fēng)化巖取芯率≥80%,回次進(jìn)尺≤1.80m。
1.2巖芯鑒別與描述
(1)巖芯鑒別應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)。①人工填土層:新近堆填而成,可分為素填土與雜填土;②粒徑大于2ram的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的土,應(yīng)定為碎石土;③粒徑大于2ram的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量50%,粒徑大于0.075ram的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量50%的土,應(yīng)定名為砂土;④粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%,其塑性指數(shù)等于或小于10%的土,應(yīng)定名為粉土;⑤塑性指數(shù)大于l0的土應(yīng)定名為粘性土;⑥巖石的鑒定:應(yīng)鑒定巖石的地質(zhì)名稱和風(fēng)化程度,并進(jìn)行巖石堅(jiān)硬程度,巖體完整程度和巖體基本質(zhì)量等級(jí)的劃分。
(2)巖芯的描述①碎石土應(yīng)描述顆粒級(jí)配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風(fēng)化程度、充填物的性質(zhì)和充填程度、密實(shí)度等,殘積土、全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、按標(biāo)貫擊數(shù)分層;②砂土應(yīng)描述顏色、礦物組成、顆粒級(jí)配、顆粒形狀、粘粒含量、濕度、密實(shí)度等;③粉土應(yīng)描述顏色、包含物、濕度、密實(shí)度、搖震反應(yīng)、光澤反應(yīng)、干強(qiáng)度、韌性等;④粘性土應(yīng)描述顏色、狀態(tài)、包含物、光澤反應(yīng)、搖震反應(yīng)、干強(qiáng)度、韌性、土層結(jié)構(gòu)等;⑤特殊性土除應(yīng)描述上述相應(yīng)土類規(guī)定的內(nèi)容外,尚應(yīng)描述其特殊成分和特殊性質(zhì);如對(duì)淤泥尚需描述嗅味,對(duì)填土尚需描述物質(zhì)成分、堆積年代、密實(shí)度和厚度的均勻程度等;⑥巖石的描述應(yīng)包括地質(zhì)年代、地質(zhì)名稱、風(fēng)化程度、顏色、主要礦物、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD,對(duì)沉積巖應(yīng)著重描述沉積物的顆粒大小、膠結(jié)物成分和膠結(jié)程度;對(duì)巖漿巖和變質(zhì)巖應(yīng)著重描述礦物結(jié)晶大小和結(jié)晶程度。
2初見水位、穩(wěn)定水位的測量及水文觀測孔
(1)初見水位的測量:自上而下鉆進(jìn)時(shí),測量揭露到第一個(gè)含水層的水位,若水位埋藏較淺時(shí),可用卷尺測量。
(2)穩(wěn)定水位的測量:鉆孔完畢,待地下水位穩(wěn)定后(一般間隔24h)所測的水位埋深,若水位埋藏較淺時(shí),可用卷尺測量,若水位埋藏較深,則需用電表測量。
(3)水文觀測孔。在9個(gè)水文觀測鉆孔中安裝透孔直立管于不同深度,以測定土層的水壓與地下水位,觀測孔具體位置以及具體要求由業(yè)主或顧問公司于現(xiàn)場確定。在進(jìn)行鉆孔勘探及標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)時(shí),每天應(yīng)記錄地下水位的變化情況。
3鉆探過程中保證巖芯采取率的基本措施
(1)根據(jù)不同巖性,宜選擇合適的鉆進(jìn)方法。
(2)避免和減弱機(jī)械破壞作用:配置適合的鉆頭與巖芯管。
(3)減少機(jī)械破壞作業(yè)的時(shí)問:每一回次進(jìn)尺不宜太大。
(4)防止沖洗液沖刷巖芯。
(5)對(duì)于斷層破碎帶,當(dāng)采取率達(dá)不到規(guī)范要求時(shí),宜采用雙管鉆進(jìn)。
3.1鉆探野外現(xiàn)場描述應(yīng)按如下要求進(jìn)行
(1)野外編錄是最基本的勘察成果資料,應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員承擔(dān);記錄必須真實(shí)、及時(shí)、清楚、準(zhǔn)確;按鉆進(jìn)回次現(xiàn)場逐次記錄,不得將若干回次合并記錄,不允許事后追記。
(2)記錄員應(yīng)與生產(chǎn)班機(jī)長密切配合,準(zhǔn)確丈量每回次進(jìn)尺,按規(guī)定擺好巖芯,逐次編錄,劃分不同巖土層頂、底板埋深及厚度,誤差不得超過5cm。
(3)野外描述以觀察、手觸方法為主,如:采用現(xiàn)場原位測試資料,必要時(shí),應(yīng)采用現(xiàn)有的一些標(biāo)準(zhǔn)化、定量化的方法,如:采用標(biāo)準(zhǔn)色比法,用袖珍貫入指標(biāo)表示粘性土的狀態(tài),用巖石質(zhì)量指標(biāo)(RQD)表示巖芯的完整性。
(4)巖土水試樣標(biāo)簽填寫清楚、完整,與試樣送驗(yàn)單一一對(duì)應(yīng);原位測試深度、觸探擊數(shù)準(zhǔn)確,如發(fā)現(xiàn)場地巖土結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在征求工程負(fù)責(zé)人意見的基礎(chǔ)上,有選擇地增多試樣組數(shù)或原位測試次數(shù),取樣的原位測試應(yīng)具有代表性、典型性。
(5)觀測地下水位埋深、變化與地表河水、大氣降水之間關(guān)系,及時(shí)記錄。
(6)各類巖土的野外描述內(nèi)容應(yīng)包括:①砂土:名稱、顏色、密度、濕度、磨圓度、母巖成份、分選性包含物。②粘性土、粉土:名稱、顏色、濕度、稠(密)度、結(jié)構(gòu)和包含物。③巖石:名稱、顏色、礦物成份、結(jié)構(gòu)、風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙、采芯率、RQD和硬度等。
(7)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)(N)劃分巖石風(fēng)化程度應(yīng)綜合分析鉆進(jìn)難易程度及所鉆得巖芯狀況;巖石風(fēng)化程度,一般N實(shí)測大于30擊、小于5O擊,可定為全風(fēng)化,N實(shí)測大于50擊可定為強(qiáng)風(fēng)化巖。花崗巖類,N實(shí)測擊數(shù)3O50擊可定為全風(fēng)化,N>50擊可定為強(qiáng)風(fēng)化,但對(duì)于礫巖,應(yīng)注意殘存礫石的大小、含量,判斷標(biāo)貫試驗(yàn)擊數(shù)是否具有代表性。
(8)對(duì)強(qiáng)風(fēng)化巖類的描述,應(yīng)將其按塊狀、短柱狀或碎屑狀或堅(jiān)硬土狀劃分,記錄其可鉆性、殘存原巖結(jié)構(gòu)的清晰度及其它特征,不應(yīng)簡單地采用“風(fēng)化呈堅(jiān)硬土狀”等術(shù)語。
(9)巖石節(jié)理裂隙描述應(yīng)詳細(xì)說明裂隙的組數(shù)、分布、成因、裂隙面的平整度、是否有地下水活動(dòng)痕跡和泥化軟弱夾層。
(10)在軟土或砂土中鉆探時(shí),如有縮孔,坍孔等異常現(xiàn)象,應(yīng)注明其位置,嚴(yán)重程度,應(yīng)采取的加固措施。
(11)應(yīng)逐孔、逐箱拍攝巖芯彩色照片,每箱巖芯拍攝1張照片,照片上的標(biāo)記(勘察名稱、孔號(hào)、箱號(hào)、終孔深度等)應(yīng)清晰。采用數(shù)碼照相機(jī)拍攝,以便于計(jì)算機(jī)保存、編輯。
(12)鉆探巖芯經(jīng)有關(guān)方面觀察后,保留代表性的巖芯。
(13)鉆孔直徑應(yīng)依據(jù)鉆探目的和用途確定。巖芯采取率應(yīng)達(dá)到有關(guān)要求。
3.2鉆探取樣
根據(jù)報(bào)價(jià)文件的工程規(guī)范要求,對(duì)67個(gè)控制性鉆孔及其中13個(gè)一般性鉆孔進(jìn)行取樣,豎向取樣間距不大于2m,取樣孔徑不小于108mm。所有土試樣級(jí)別為I級(jí)不攏動(dòng)土試樣,每個(gè)場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數(shù)據(jù)不應(yīng)少于6件(組)。對(duì)原狀大于0.5m的夾層或軟弱夾層,應(yīng)采用取土試樣及進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入測試。要求取樣工具的取樣操作、樣品運(yùn)輸、試驗(yàn)過程等各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格執(zhí)行及《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)有關(guān)規(guī)定,以保證取樣和樣品測試結(jié)果的可靠性,準(zhǔn)確性,具體說明如下:
3.3土試樣采取
(1)取樣技術(shù)(控制)孔鉆進(jìn),盡量采用泥漿護(hù)壁,如無法避免而改用套管護(hù)壁,取樣位置應(yīng)低于套管底部約1m,且應(yīng)保持孔內(nèi)水位等于或稍高于地下水位。
(2)下放取土器之前應(yīng)仔細(xì)清孔,孔底殘?jiān)穸炔坏么笥?0cm,下放取土器時(shí)嚴(yán)禁沖擊孔底。
(3)在地下水位以上、遇水易于浸濕而影響土試樣的質(zhì)量的土層鉆進(jìn),應(yīng)采用無水干鉆,嚴(yán)禁向孔內(nèi)注水或使用沖洗液。
(4)流塑至可塑狀粘性土類,應(yīng)采用薄壁式取土器,借助鉆機(jī)自重,用快速靜力連續(xù)壓入法提取未擾動(dòng)土樣(I類土樣),或用重錘少擊方式取樣;硬塑至堅(jiān)硬類粘性土,可采用厚壁式取土器,快速靜力連續(xù)壓入或重錘少擊方式取樣(1類土樣),如強(qiáng)調(diào)采取未擾動(dòng)試樣,應(yīng)改用回轉(zhuǎn)式取土器。砂類、砂礫石類取樣,并不強(qiáng)求其結(jié)構(gòu)的完整性,可采用厚壁式取土器、重錘少擊方式取樣。
(5)所采取土度樣應(yīng)具有代表、典型性,滿足勘察技術(shù)要求,如土層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可適當(dāng)增加取樣組數(shù),記錄員應(yīng)詳細(xì)填寫“土(水)試樣標(biāo)簽’,及“試樣送驗(yàn)單第幾號(hào)”。
(6)采用重錘少擊方式取樣,鉆桿應(yīng)直立,必要時(shí)應(yīng)設(shè)導(dǎo)向固定裝置,避免錘擊時(shí)搖晃。
4結(jié)束語
在多年勘察工作中實(shí)際遇到的一些常見問題;并進(jìn)行了詳細(xì)的分析;提出了自己的一些看法;避免以后類似問題在日常工作中發(fā)生,給工程設(shè)計(jì)、施工提供詳實(shí)、科學(xué)、準(zhǔn)確的地址依據(jù)。