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待蜡液凝集后扣上或塑料帽; ? 用共同恰当的盒

时间:2019-11-05  阅读:

  第6章 工程地质勘察和取样 工程地质勘察 是正在工程地质测绘根本上,为进一 步查明地表以下工程地质环境,如岩土层的空间 分布及变化环境、地下水的埋深和类型以及对岩 土参数开展原位测试时需要进行的工做。 取样 是为给岩土特征进行判定和各类室内试验供给 所需要的样品而进行的工做。 一、勘察 勘察包罗钻探、井探、槽探、洞探、触探以及地 球物理勘察等多种方式,勘察方式的选择起首应合适 勘测目标的需要,还要考虑其能否适合于勘察区岩土 的特征。好比当勘察区土质较好、强度较高而所需探 查的深度较深时,静力触探的方式就不是很适合。 ① 钻探 钻探是指用必然的设备、东西(即钻机)来破裂 地壳岩石或土层,从而正在地壳中构成一个曲径较小、 深度较大的钻孔(曲径相对较大者又称为钻井)的过 程。 科研钻探 海上钻探 (1)工程地质钻探的目标 工程地质钻探是岩土工程勘测的根基手段, 其是进行工程地质评价和岩土工程设想、施 工的根本材料。其目标是为处理取建建物(建立 物)相关的岩土体不变问题、变形问题、渗漏问 题供给材料。 (2)工程地质钻探的使命 ? 探察地层岩性及分布,薄弱虚弱岩土层分布; ? 领会基岩风化带的深度、厚度和分布环境; ? 探明地层断裂带前提,查明裂隙发育环境; ? 查明地下含水层的层数、深度及其水文地质参数; ? 操纵钻孔进行灌浆、压水试验及其他原位测试; ? 操纵钻孔进行地下水位的持久不雅测或对场地进行降 水(如处置滑坡和基坑降水问题)。 (3)钻探根基过程 破裂岩土钻进 采用人力或机械力,以冲击力、剪切力或研磨 形式使小部门岩土离开母体而成为粉末、小岩土块 或岩土芯的现象就称为破裂岩土。孔底岩土全数破 碎成粉末或小块的钻进方式称为“全面钻进”。只 孔底环状部门岩土,两头岩土芯保留的钻进方 法称为“取芯钻进”。 采纳岩土芯或解除破裂岩土 ① 采用机械的方式,如用取样器、勺钻等取出岩 土芯或碎块粉末; ② 将岩粉或岩土碎块取水夹杂成岩粉浆或泥浆后, 用抽筒抽出地表,如冲击钻; ③ 用流体(泥浆、清水、乳化液或空气)做为循 环介质,将破裂的岩屑、土块输送到地表。 加固孔壁 钻孔后必需对孔壁进行加固,加固的方式有三种: ? 借帮于轮回液的静水压力来均衡地层的侧向压力以 维持其不变,这种方式正在现代的反轮回钻进中获得充 分操纵; ? 用惰性材料或化学材料对孔壁进行处置加固,常用 的惰性材料有水泥、黏土,化学材料有混入轮回液中 的泥浆处置剂,还有如间接注入钻孔中的堵漏剂,如 氰凝、丙凝等; ? 用金属或非金属的套管下人钻孔中以支持孔壁,这 种方式虽然靠得住,但成本较高。 (4)钻探方式及合用范畴 冲击钻进 该法操纵钻具沉力和下落过程中发生的冲击力 使钻头冲击孔底岩土破裂进行钻进。冲击钻探和锤 击钻探都属于冲击钻进。冲击钻进又能够分为钻杆 冲击钻进和钢绳冲击钻进。 对于硬质岩土层(岩石层或碎石土)一般采用 孔底全面冲击钻进;对于其他土层一般采用圆筒形 钻头的刃口借帮于钻具冲击力切削土层钻进。 CZ-22S型钢绳冲击式钻机 cz-22B型钻机 反转展转钻进 此法采用底部焊有硬质合金、钢粒或金刚石的 圆环状钻头进行钻进, 钻进时一般要必然的压 力,使钻头正在扭转中切入岩土层以达到钻进的目标。 它包罗岩芯钻探、无岩芯钻探和螺旋钻探,岩芯钻 进为孔底环状钻进,螺旋钻进为孔底全面钻进。 XY-100型钻机 SGZ-IIIA型立轴式岩芯钻机 振动钻进 采用机械动力发生的振动力,通过毗连杆和钻 具传到钻头,因为振动力的感化使钻头能更快地破 碎岩土层,因此钻进较快。该方式适合于土层中, 出格是颗粒构成相对藐小的土层中采用。 ZDJ—3型振动钻机 冲刷钻进 操纵高压水流冲击孔底土,使之布局, 土颗粒悬浮并最终随水流轮回流出孔外的钻进方 法。因为是靠水流间接冲刷,因而无法对土体结 构及其他相关特征进行察看辨别。 钻探方式的合用范畴 注: 1. + +合用;+部门合用;一不合用; 2. 浅部土层可采用下列方式钻探:小口径麻花钻钻进;小口径勺形钻钻进; 洛阳铲钻进。 (5)钻探的手艺要求 ? 钻孔口径和钻具规格 钻孔口径应按照钻探目标和钻进工艺确定, 应 当满脚取样、原位测试的要求 。对要采纳原状土样 的钻孔,口径不得小于 91 mm ;对仅需辨别地层岩 性的钻孔,口径不宜小于 36 mm ;而正在湿陷性黄土 中的钻孔,口径不宜小于150 mm。正在确定了钻孔口 径后,可按照表确定钻具的规格。 钻孔口径及响应的钻具规格 注:DCDMA 尺度为美国金刚石钻机制制者协会尺度。 ? 钻进方式的要求 ① 对要求辨别地层和取样的钻孔,均应采用回钻体例 钻进以取得岩土样品。碰到卵石、漂石、碎石、块 石等不适合反转展转钻进的土层时,可改用振动反转展转方 式钻进。 ② 正在地下水位以上土层中应进行干钻,不得利用冲刷 液,不得向孔内注水,但可采用能隔离冲刷液的二 沉或三沉管钻朝上进步样。 ③ 钻进岩层宜采用金刚石钻头,对软质岩层及风化破 碎带应采用双层岩芯管钻头钻进。需要测定岩石质 量目标时应采用外径 75mm 的双层岩芯管钻头。 ④ 正在湿陷性黄土中必需采用螺旋钻头钻进。 ? 钻孔护壁的手艺要求 对可能坍塌的地层应采纳钻孔护壁办法。正在浅 部填土及其他松散土层中可采用套管护壁。正在地下 水位以下的饱和软黏土土层、粉土层及砂层中宜采 用泥浆护壁,正在破裂岩层中可视需要采用优良泥浆、 水泥浆或化学浆液护壁。冲刷液严沉漏失时,应采 取充填封锁等堵漏办法。 ? 钻进时,应孔内水头压力等于或稍大于四周 的地下水水压,提钻时,应通过钻头向孔底通气通 水以防止孔底土层因为负压而遭到扰动。 ? 钻进深度、岩土分层深怀抱测误差应小于0.05m。 ? 孔斜的要求及丈量。深度跨越100m的钻孔以及有特殊 要求的钻孔,应测斜、防斜,连结钻孔的垂曲度或估计 的倾斜角度取倾斜标的目的。对垂曲孔,每50m丈量一次垂 曲度,每100m答应误差为±2°。对斜孔,每25m丈量 一次倾斜角和方位角。倾角及方位角的量测精度应别离 小于±0.1 °和±3 °。 ? 对需进行取样或原位测试的钻孔,尚应满脚《原状土 取样手艺尺度》及其他测试手艺规范的要求。 ? 岩芯钻探的岩芯采纳率要求。对一般岩石不该低 于80%,对于破裂岩石不该低于65%。对于滑动带、 薄弱虚弱夹层等),应采用双层岩芯管持续取芯。 ? 进尺的要求。正在岩层中钻进时, 回次进尺不该超 过岩芯管长度, 正在软质岩层中不该跨越2.0m;正在土 层中采用螺旋钻头钻进,回次进尺不宜大于1.0m , 正在持力层或需沉点研究、察看部位钻进时, 回次进 尺不宜跨越0.5m 。对于水下粉土、砂土可用分式取 土器或标贯器取样,间距不该大于1.0m。 ? 量测初见水位。对砂土应正在停钻 30min 后丈量, 对粉土应正在 1h 后丈量, 黏性土停钻时间不克不及少于 24h,并于全数钻孔完成后统一天同一量取各孔的 静止水位。水位量测答应误差为 土1cm。深度范畴 内有多个含水层时,应分层丈量。正在钻穿第一个含 水层并量测静止水位后,应采用套管隔水,抽干钻 孔内存水,变径继续钻进,以便对下一个含水层水 位进行不雅测。 ② 井探、槽探、洞探 正在场地采用人工或机械开挖探坑、探井、探洞和探 槽间接不雅测地基岩土体环境,并可取得高质量原状土 进行试验阐发。 次要合用于岩土层埋藏不深(一般小于4m),且地 下水位较低的环境。 工程地质常用的坑探类型 岩土工程勘察中常用的坑、槽、洞类型及特点 需要留意的是,探井、探槽、探敞开挖过程中,应采 取无效办法以保障人身平安和设备平安。 ③ 地球物理勘察 地球物理勘察简称物探,它是基于分歧的地层 岩性、分歧的地质单位具有分歧的物理学性质的特 点,以地球物理的方式来探测地层的分界线、面及 地质构制线面以及非常点的探察方式。 物探的具体方式有良多种,见 Page 70,次要可 分为以下几大类:电法勘察、磁法勘察、沉力勘察、 地动勘察、放射性勘察、井中地球物理丈量(也叫地 球物理测井)以及地球物理遥感丈量等。 二、岩土取样 ① 土样质量品级划分 原状土样:连结原有的天然布局未受的土样。 扰动土样:试样的天然布局已蒙受。 取完全的原状土样不成能: 第一,土样离开母体后,土样的应力形态发生了变 化,影响到土样的布局; 第二,钻探及采样过程中,钻具正在钻压过程中必然 要对四周土体发生必然程度上的扰动; 第三,取土器的扰动,无论何种取土器都有必然的 壁厚、长度和面积,它正在压入过程中,也使土样受 到必然的扰动。 “原状土样”只是相对扰动程度较小罢了。 岩土工程勘测规范GB 50021-2001 扰动程度简直定 ? 现场外不雅查抄,察看土样能否完整,有无缺失, 取样管或衬管能否挤扁、弯曲、卷折等。 ? 计较收受接管率, 回 收 率 = H L—土样毛长;H— 取样器贯入孔底深度 。 收受接管率等于98%摆布是最抱负的,大于1或小于 95%是土样受扰动的标记。 ? X 射线查验,可发觉土样裂纹、孔洞及粗粒包裹体 等。 ?室内试验评价,按照土样的应力应变关系和压缩 曲线特征鉴定两种方式。 L 最常见的方式有两种: 我国几个城市评价土试样扰动程度的参考尺度 ? f ?V -应变值,采用不扰动土样做不排水压缩测得。 -体积应变,先期凝结压力未确定。 ?V ? ?V V ? ?e 1 ? e0 ID -扰动指数,先期凝结压力确定。 ID ? ?e0 ?em ② 不划一级土样的取样方式及取样东西 从取样方式来讲,根基能够分为两种,一是从探井、探 槽中间接刻取土样;二是用钻孔取土器从钻孔中采纳。 取土器按壁厚分为薄壁和厚壁俩类; 按进入土层的体例分为贯入和反转展转俩类。 钻孔取土器分级 薄壁取土器壁厚仅1.25-2.00mm 取 样扰动小, 质量高, 但因壁薄,不 能正在硬和密实的土层中利用。 按其布局形式有以下几种: ?1 敞口式 国外称为谢尔贝管 ?2 固定活塞式 ?3 水压固定活塞式 ?4 活塞式 ? 反转展转型取土器有两种: 1 单动三沉( 二沉) 管取土器 2 双动三沉( 二沉) 管取土器 ? 分歧质量品级土试样的取样方式和东西(GB50021-2001) 束节式取土器:管靴部门做成薄壁,取样管部额外径加粗, 内拆衬管的取土器。 对于质量品级要求较低土样,可操纵钻探的岩芯钻头或螺纹 钻头以及标贯试验的贯入器进行取样,而不必采用公用取土器。 无黏性土对取样器的要求比黏性土要高。 谢尔贝管 Hvorslev型 和 NGI型 奥斯特伯格取土器 取样内管不成旋 转,合用于中等 至坚硬土层。 Denison取土器 Pitcher取土器 取样内管可扭转,切入较坚硬的地层, 合用于坚硬粘性土、密实砂土和软岩。 贯入式取土器的手艺参数 注:1 取样管及衬管内壁必需圆整; 2 正在特殊环境,取土器曲径可增大至150~250mm; 3 表中符号: D e 一取土器刃口内径; D s 一取样管内径,加衬管时为衬管内径; D t 一取样管外径; D w 一取土器管靴外径 ,对薄壁管 D ? D w t 反转展转型取土器的手艺参数 ③ 钻孔取样的一般要求 《原状土取样手艺尺度》(JGJ89-92): ? 采纳原状土样的钻孔,其孔径必必要比取土器外 径大一个品级; ? 地下水位以上应采用干法钻进,不得注水或利用 冲刷液,地下水位以下钻进时应采用通气通水的螺 旋钻头、提土器或岩芯钻头。正在辨别地层方面无严 格要求时,也能够采用侧喷式冲刷钻头成孔, 但不 得采用底喷式冲刷钻头。当土质较硬时, 可采用二 (三)沉管反转展转取土器,取土钻进归并进行; ? 正在饱和黏性土、粉土、砂土中钻进时,宜采用泥 浆护壁。采用套管时,应先钻进再跟进套管,套管 下设深度取取样之间应保留三倍管径以上的距 离,不得向未钻过孔的土层中击人套管; ? 钻进宜采用反转展转体例,正在采纳原状土样钻孔中, 不宜采用振动或冲击体例钻进; ? 取土器下放之前应清孔。采用敞口式取样器时, 残留浮土厚度不得跨越5cm。 贯入式取土器取样时,应满脚: 1. 取土器应平稳下放,不得冲击孔底。取土器下放 后,应查对孔深和钻具长度,发觉残留浮土厚度 跨越要求时,应提起取土器从头清孔。 2. 采纳Ⅰ级原状土试样,应采用快速、持续的静压 体例贯入取土器,贯入速度不小于 0.1m/s。当利 用钻机的给进系统施压时,应具有持续贯入 的脚够行程。采纳Ⅱ级原状土试样可利用间断静 压体例或沉锤少击体例。 3. 正在压入固定活塞取土器时,应将活塞杆安稳地取 钻架毗连起来,避免活塞向下挪动。正在贯入过程 中活塞杆的位移变化时,可正在活塞杆上设定 相对于地面固定点的标记,测记其高差。活塞杆 位移量不得跨越总贯入深度的 1%; 4. 贯入取样管的深度宜节制正在总长的 90%摆布。贯 入深度应正在贯入竣事后细心量测并记实; 5. 提拔取土器之前,为堵截土样取孔底土的联系, 能够反转展转 2~3 圈或者稍加静置之后再提拔; 6. 提拔取土器应做到平均平稳,避免磕碰。 反转展转式取土器取样时,应满脚: 1. 采用单动、双动二(三) 沉管采纳原状土试样, 必需平稳反转展转钻进,利用的钻杆应事先校曲。 为避免钻具发抖,形成土层的扰动,可正在取土器 上加节沉杆; 2. 冲刷液宜采用泥浆。钻进参数宜按照各场地地层 特点通过试钻确定或按照已有经验确定; 3. 取样起头时应将泵压、泵量减至能维持钻进的最 低限度,然后跟着进尺的添加,逐步添加至一般 值。 4. 反转展转取土器应具有可改变内管超前长度的替代 管靴。内管管口至多应取外管齐平, 跟着土 量变软, 可使内管超前添加至50~150mm。对 软硬交替的土层,宜采器具有从动调理功能的 改良型单动二(三)沉管取土器; 5. 正在硬塑以上的硬质黏性土、密实砾砂、碎石土 和软岩中,可利用双动三沉管取样器采纳原状 土试样。对于非胶结的砂、卵石层,取样时可 正在底靴加置逆爪。 6. 正在有充实经验的地域和靠得住操做的下,采 用无泵反轮回钻进工艺,用通俗单层岩芯管采 取的砂样可做为Ⅱ级原状土试样。 ④ 钻孔原状土样的采纳方式 持续压入法 持续压入法也称组合滑轮压入法,即采用一组 组合滑轮安拆将取土器一次快速的压入土中。一般 使用正在人力钻或灵活钻正在浅层软土中的采样环境下。 因为取土器进入土层过程是快速、平均的,历时较 短,因而可以或许使得土样较好的连结其原状布局,土 样的边缘扰动很小以至几乎看不到扰动的踪迹。由 于持续压入法具有上述优越性,正在软土层中应尽量 用此法取样。 断续压入法 即取土器进入土层的过程不是持续的,而是 要通过两次或多次间歇性压人才能完成的,其效 果不如持续压入法,因而仅正在持续压入法无法压 入的地层中采用。断续压入时,要防止将钻杆上 提而形成土样被拔断或冲刷液侵入对土样形成破 坏。 击入法 此法正在较硬或坚硬土层中采样时采用。它采用 吊锤冲击钻杆或取土器进行土样的采纳。正在钻孔上 面用吊锤冲击钻杆而使取土器切入土层的方式称为 上击式;正在孔下用吊锤或加沉杆间接冲击取土器而 进行取土的方式称为下击式。 上击式取土 锤击能量是由钻杆来传送的,如钻杆过长则正在 锤击力感化下会发生弯曲,弯曲到必然程度即会对 土样发生附加的扰动,JBO电竞,因而存正在某一临界长度。 L ? CEJ P ( cm ) 留意,钻杆本身也是一个弹性体,当沉锤下击时, 极易发生回弹振动,容易形成土样扰动。因而,上 击法只用于浅层硬土中。 下击式取土 因为沉锤或加沉杆正在孔下间接冲击取土器,避 免了上击式取土所存正在的一些问题。因而,它具有 效率高、对土样扰动小、布局简单、操做便利等 长处。下击式取土法采用正在孔下取土器钻杆上套一 穿心沉杆的方式,用人力或机械提动沉杆使之来去 冲击取土器而进行取土。 留意:正在提动沉杆或沉锤时,应使提动高度不 跨越答应的滑动距离,免得将取土器从土中拔出而 拔断土样。 反转展转压入法 机械反转展转钻进时可用反转展转压入式取土器(双层取 土器)采纳深层坚硬土样或砂样。取土时,外管扭转 刻取土层,内管承受轴心压力而压入取土。因为外管 取内管为滚动式接触,因而内管只承受轴向压力而不 反转展转,外管刻取的土屑随冲刷液轮回而携出孔外。如 果泵量过小,则土屑不克不及全数排出孔口而可能妨碍外 管钻进,以至进入表里管之间形成堵卡,使内管随外 管动弹而扰动土样。反转展转压入取土过程中应尽量不要 提动钻具,免得提动内管而拔断土样,即便正在不进尺 的环境下提动钻具,也应节制提动距离,使之不跨越 内管取外管的可滑动范畴。 ⑤ 探井、探槽原状土取样的一般要求 ? 试样宜用盒拆。容器规格有:φ120mm×200mm, 120mm×120mm×200mm, 150mm×150mm×200mm 。 含有粗颗粒的非均质土,可按尝试设想要求确定尺寸。 容器应有脚够净空,宜做成拆卸式并具有脚够刚度。 ? 原状土试样采纳步调: ① 整平取样处的概况; ② 按土样容器净空轮廓,除去四周土体,构成土柱, 其大小比容器内腔尺寸小 20mm; ③ 套上容器边框,边框上缘超出跨越土样柱约10mm, 然后浇入热蜡液,蜡液应填满土样取容器之间的 空地至框顶,并取之齐平,待蜡液凝固后,将盖 板用螺钉拧上; ④ 挖开土样根部,使之取母体分手,再过来削 去根部多余土料,使之低于边框约 10mm,再浇 满热蜡液,待凝固后拧上底盖板。 ⑥ 土样的现场查验、封存、储存及运输 现场查验 ? 各类活塞取土器,卸下取样管之前应打开活塞气 孔,消弭实空。 ? 以螺钉毗连薄壁管,卸下螺钉即可取下取样管; ? 丝扣毗连的取样管、反转展转型取土器,应采用链钳、 钳或公用扳手卸开,不得利用管钳之类易于使 土样受挤压或使取样管受损的东西; ? 采用外管非半合管的带衬管取土器时,应利用推 土器将衬管取土样从外管推出,并应事先将推土端 土样削至略低于衬管边缘,防止推土时土样受压; ? 对钻孔中采纳的Ⅰ级原状土试样,应正在现场测定取 样收受接管率。按照环境决定土样烧毁或降初级别利用。 土样密封 ? 将上、下两头各去掉约20mm,加上一块取土样截 面面积相当的不透水圆片,再浇灌蜡液至取容器端 齐平,待蜡液凝固后扣上或塑料帽; ? 用共同恰当的盒盖将两头盖严后,将所有接缝用 纱布条蜡封或用胶带封口。 ? 每个土样封蜡后均应填贴标签,标签上下应取土样 上下分歧,并安稳的粘贴于容器外壁。土样标签应记 载下列内容: 工程名称或编号; 孔号、土样编号、取样深度; 土类名称; 取样日期; 取样人姓名。 土样标签记录应取现场钻探记实相符。取样的取土器 型号、贯入方式,锤击时击数、收受接管率等应正在现场纪 录中细致记录。 储存及运输 ? 土样密封后应置于温度及湿度变化小的中,避 免暴晒或冰冻。 ? 运输土样,应采用公用土样箱包拆,土样之间用柔 软缓冲材料填实。一箱土样总沉不宜跨越40kg。 ? 对易于振动液化、水分手析的土样,不宜长途运输, 应正在现场就近进行室内尝试。 ? 土样采纳之后至起头土工尝试之间的储存时间,不 宜跨越两周。 ⑦ 土取样质量的次要办法 1. 连结钻孔的垂曲度; 2. 合理选择响应的取土器和取土方式; 3. 钻进方式选择; 4. 连结孔内洁净; 5. 取土器切入土层的速度; 6. 土样的封拆、运输、保留。

 

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