勘察方法及技術措施運用
時間: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,穩定水位測量等事項嚴格執行國家標準,為了確保鉆探質量具體要求如下:
1.1鉆探操作
1.1.1鉆進方法
應根據地層類別及工程地質勘察類型選擇適宜的鉆進方法。①錘擊鉆進;②回轉巖芯鉆進。
1.1.2土層鉆探
應優先采用回轉鉆進方式,一種是單層巖芯管正循環鉆進,每回次進尺控制在1.52.0m以內,以保證分層準確,地下水位以上,應采用無水干鉆(如錘擊鉆進);如土層稠(密)度狀態較低,宜盡量減小使用正循環鉆進,改用無水干鉆;對于某些特殊土類,需根據土質特性選用合適的輔助鉆進方法。
(1)軟土層鉆進在軟塑或流塑狀粘性土層中鉆進,應使用優質泥漿,如塌孔嚴重,應下套管護壁;下一回次鉆進時先沖洗孔底,防止沉渣過多造成埋鉆。需取樣鑒別土質時應采用干鉆鉆進,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,每回次進尺應控制在0.50m。
(2)在松散含水砂層中鉆進應注意防止發生流砂涌升現象,使用高濃泥漿護壁止漏,邊鉆進邊下套管,對于需作標準貫入試驗的砂層,必須嚴防涌砂、塌孔現象發生;如未能達到孔底殘渣厚度小于10cm的要求,應跟進套管清孔后再鉆適量深度(約0.801.00m)再作標準貫入試驗。
(3)卵石、碎石、漂石和塊石的鉆進相當困難,對這類地層不過分強調采取不擾動土樣,可著重考慮鉆進的有效性,具體方法可選用回轉或沖擊回轉相結合;若遇松散且漏水層位,可向孔內投入粘土球,然后無水干鉆,使粘土與石塊粘合,保護孔壁穩定,條件允許時,應下套管護壁。
(4)地表雜填土結構松散時,開孔后,應立即下套管護壁,以防孔壁坍塌。
(5)開孔口徑不少于130mm,終孔口徑不小于108ram,鉆孔孔徑應能滿足地層變化采取巖土樣的需要。
(6)護壁措施一般有套管護壁和泥漿(或清水)護壁兩類,套管護壁穩定、可靠,但下設、起拔費時費事,如強行擊入對底部土層破壞很大,且下套管后極易造成管內外水頭差,促使孔底土層隆起或管涌,因此務必注意保持管內水位等于或稍高于地下水位,土樣采取深度應低于套管底約1.00m。泥漿護壁則簡單易行,可提高鉆進效率,降低成本,同時也有利于保證質量和取樣要求;因此,除非在飽和流塑狀軟土層或易塌孔松散砂層中鉆進,應首先考慮使用泥漿護壁。
(7)所選用的鉆進方法,應能可靠地鑒別地層、鑒定土層名稱、天然密度和濕度狀態,準確判定分層深度,觀測地下水位,且盡量避免或減輕對取樣段擾動。
1.1.3巖層鉆探
(1)軟質巖石如泥巖、砂巖和頁巖等,全風化及強風化硬質巖石,可采用硬質合金鉆頭鉆進,用砂粒或沉定法卡取巖芯,嚴禁采用鐵線卡芯,硬質巖石如花崗巖和片麻巖等應采用金剛石鉆進。金剛石鉆頭鉆進速度高,對巖芯產生扭力小,取芯率和取芯質量都很高,是值得推薦的理想鉆進方式。對于破碎地層而又要準確劃分其結構時,應改用雙重巖芯管(或三重巖芯管)鉆進。
(2)巖層鉆進以泥漿護壁為主,巖體完整,可改用清水護壁。泥漿濃度應能滿足攜帶殘渣、冷卻鉆頭和護壁的要求;對于破碎漏水地層,鉆進困難時可向孔內投入適量粘土球,然后再無水干鉆或小泵量慢速鉆進,使粘土與石塊結合,如不能防止孔壁坍塌,應下套管護壁。
(3)應注意鉆進速度的變化,記錄每回次鉆進時間,遇鉆進速度快時,立即停鉆取芯,判時情況后再進行下一回次鉆進。
(4)取芯率及回次進尺應滿足下述要求:①強風化巖取芯率≥65%,回次進尺≤1.20rn。②中等風化巖取芯率,對完整和較完整巖體不應低于80%,較破碎和破碎巖體不應低于65%,回次進尺≤1.50m。③微風化巖取芯率≥80%,回次進尺≤1.80m。
1.2巖芯鑒別與描述
(1)巖芯鑒別應嚴格執行《巖土工程勘察規范》(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的顆粒質量超過總質量50%的土,應定為碎石土;③粒徑大于2ram的顆粒質量不超過總質量50%,粒徑大于0.075ram的顆粒質量超過總質量50%的土,應定名為砂土;④粒徑大于0.075mm的顆粒質量不超過總質量的50%,其塑性指數等于或小于10%的土,應定名為粉土;⑤塑性指數大于l0的土應定名為粘性土;⑥巖石的鑒定:應鑒定巖石的地質名稱和風化程度,并進行巖石堅硬程度,巖體完整程度和巖體基本質量等級的劃分。
(2)巖芯的描述①碎石土應描述顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風化程度、充填物的性質和充填程度、密實度等,殘積土、全風化、強風化、按標貫擊數分層;②砂土應描述顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含量、濕度、密實度等;③粉土應描述顏色、包含物、濕度、密實度、搖震反應、光澤反應、干強度、韌性等;④粘性土應描述顏色、狀態、包含物、光澤反應、搖震反應、干強度、韌性、土層結構等;⑤特殊性土除應描述上述相應土類規定的內容外,尚應描述其特殊成分和特殊性質;如對淤泥尚需描述嗅味,對填土尚需描述物質成分、堆積年代、密實度和厚度的均勻程度等;⑥巖石的描述應包括地質年代、地質名稱、風化程度、顏色、主要礦物、結構、構造和巖石質量指標RQD,對沉積巖應著重描述沉積物的顆粒大小、膠結物成分和膠結程度;對巖漿巖和變質巖應著重描述礦物結晶大小和結晶程度。
2初見水位、穩定水位的測量及水文觀測孔
(1)初見水位的測量:自上而下鉆進時,測量揭露到第一個含水層的水位,若水位埋藏較淺時,可用卷尺測量。
(2)穩定水位的測量:鉆孔完畢,待地下水位穩定后(一般間隔24h)所測的水位埋深,若水位埋藏較淺時,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主或顧問公司于現場確定。在進行鉆孔勘探及標準貫入試驗時,每天應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)根據不同巖性,宜選擇合適的鉆進方法。
(2)避免和減弱機械破壞作用:配置適合的鉆頭與巖芯管。
(3)減少機械破壞作業的時問:每一回次進尺不宜太大。
(4)防止沖洗液沖刷巖芯。
(5)對于斷層破碎帶,當采取率達不到規范要求時,宜采用雙管鉆進。
3.1鉆探野外現場描述應按如下要求進行
(1)野外編錄是最基本的勘察成果資料,應由專業技術人員承擔;記錄必須真實、及時、清楚、準確;按鉆進回次現場逐次記錄,不得將若干回次合并記錄,不允許事后追記。
(2)記錄員應與生產班機長密切配合,準確丈量每回次進尺,按規定擺好巖芯,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:采用現場原位測試資料,必要時,應采用現有的一些標準化、定量化的方法,如:采用標準色比法,用袖珍貫入指標表示粘性土的狀態,用巖石質量指標(RQD)表示巖芯的完整性。
(4)巖土水試樣標簽填寫清楚、完整,與試樣送驗單一一對應;原位測試深度、觸探擊數準確,如發現場地巖土結構復雜,在征求工程負責人意見的基礎上,有選擇地增多試樣組數或原位測試次數,取樣的原位測試應具有代表性、典型性。
(5)觀測地下水位埋深、變化與地表河水、大氣降水之間關系,及時記錄。
(6)各類巖土的野外描述內容應包括: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、結構和包含物。③巖石:名稱、顏色、礦物成份、結構、風化程度、節理裂隙、采芯率、RQD和硬度等。
(7)根據標準貫入試驗擊數(N)劃分巖石風化程度應綜合分析鉆進難易程度及所鉆得巖芯狀況;巖石風化程度,一般N實測大于30擊、小于5O擊,可定為全風化,N實測大于50擊可定為強風化巖。花崗巖類,N實測擊數3O50擊可定為全風化,N>50擊可定為強風化,但對于礫巖,應注意殘存礫石的大小、含量,判斷標貫試驗擊數是否具有代表性。
(8)對強風化巖類的描述,應將其按塊狀、短柱狀或碎屑狀或堅硬土狀劃分,記錄其可鉆性、殘存原巖結構的清晰度及其它特征,不應簡單地采用“風化呈堅硬土狀”等術語。
(9)巖石節理裂隙描述應詳細說明裂隙的組數、分布、成因、裂隙面的平整度、是否有地下水活動痕跡和泥化軟弱夾層。
(10)在軟土或砂土中鉆探時,如有縮孔,坍孔等異?,F象,應注明其位置,嚴重程度,應采取的加固措施。
(11)應逐孔、逐箱拍攝巖芯彩色照片,每箱巖芯拍攝1張照片,照片上的標記(勘察名稱、孔號、箱號、終孔深度等)應清晰。采用數碼照相機拍攝,以便于計算機保存、編輯。
(12)鉆探巖芯經有關方面觀察后,保留代表性的巖芯。
(13)鉆孔直徑應依據鉆探目的和用途確定。巖芯采取率應達到有關要求。
3.2鉆探取樣
根據報價文件的工程規范要求,對67個控制性鉆孔及其中13個一般性鉆孔進行取樣,豎向取樣間距不大于2m,取樣孔徑不小于108mm。所有土試樣級別為I級不攏動土試樣,每個場地每一主要土層的原狀土試樣或原位測試數據不應少于6件(組)。對原狀大于0.5m的夾層或軟弱夾層,應采用取土試樣及進行標準貫入測試。要求取樣工具的取樣操作、樣品運輸、試驗過程等各個環節嚴格執行及《巖土工程勘察規范》(GB50021—2001)有關規定,以保證取樣和樣品測試結果的可靠性,準確性,具體說明如下:
3.3土試樣采取
(1)取樣技術(控制)孔鉆進,盡量采用泥漿護壁,如無法避免而改用套管護壁,取樣位置應低于套管底部約1m,且應保持孔內水位等于或稍高于地下水位。
(2)下放取土器之前應仔細清孔,孔底殘渣厚度不得大于10cm,下放取土器時嚴禁沖擊孔底。
(3)在地下水位以上、遇水易于浸濕而影響土試樣的質量的土層鉆進,應采用無水干鉆,嚴禁向孔內注水或使用沖洗液。
(4)流塑至可塑狀粘性土類,應采用薄壁式取土器,借助鉆機自重,用快速靜力連續壓入法提取未擾動土樣(I類土樣),或用重錘少擊方式取樣;硬塑至堅硬類粘性土,可采用厚壁式取土器,快速靜力連續壓入或重錘少擊方式取樣(1類土樣),如強調采取未擾動試樣,應改用回轉式取土器。砂類、砂礫石類取樣,并不強求其結構的完整性,可采用厚壁式取土器、重錘少擊方式取樣。
(5)所采取土度樣應具有代表、典型性,滿足勘察技術要求,如土層結構復雜,可適當增加取樣組數,記錄員應詳細填寫“土(水)試樣標簽’,及“試樣送驗單第幾號”。
(6)采用重錘少擊方式取樣,鉆桿應直立,必要時應設導向固定裝置,避免錘擊時搖晃。
4結束語
在多年勘察工作中實際遇到的一些常見問題;并進行了詳細的分析;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生,給工程設計、施工提供詳實、科學、準確的地址依據。
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