工程地质勘探与取样.ppt

第七章岩土工程勘察第三节工程地质勘探与取样,一、工程地质勘探,1、勘探手段常用的有三类：钻探、坑探和物探。2、勘探任务1）探明地下有关的地质情况，如地层岩性、断裂构造。地下水位、滑动面位置等。2）为深部取样及现场试验提供条件。如采取岩土样供室内试验。3）利用勘探孔进行某些项目的长期观测以及不良地质现象处理等工作。,二、工程地质钻探1、概念：指在地表下用钻头钻进地层，在地层内钻成直径较小、并具有相当深度的圆筒形孔眼。2、优点：不受地形、地质条件的限制；能直接观察岩芯和取样，勘探精度较高；能提供原位测试及监测工作；勘探深度大，效率较高。,钻探,勘探,3、技术要求：控制回次进尺-每钻进12米提钻，准确分层、岩心鉴定、描述；岩芯采取率-一般要求达到80%，破碎带要达到60%；孔中试验-按试验要求（如水文实验-测水温、水位、分层止水）；取土要求-保持结构、含水量原状。,勘探,内容-条件、目的、方法、要求用途-指导钻探工程按预期进行。,勘探,4、技术工作：钻孔设计书：,钻孔附近地形、地质情况；钻孔目的、应注意的问题；钻孔类型、结构、孔深、钻进方法、速度、固壁方式；工程地质要求（取芯、取样、试验、观测、编录）；终孔要求。,斜孔交叉法勘探河床,岩层倾角较大时采用斜孔比竖直孔更为适合,观测、编录：岩芯观测、描述、记录；水文地质观测-水位、水温、水质、冲洗液耗量；钻进过程纪录-掉钻、塌孔、涌砂、涌水、卡钻、回水的颜色变化等。,勘探,岩芯描述：地层名称、分层深度、岩土性质（颜色成分、湿度、密度、稠度、风化程度）。钻孔资料整理：钻孔柱状图；钻探操作及水文地质日志；岩芯素描及说明,勘探,岩芯统计：a.岩芯采取率：岩芯总长度与回次进尺的百分比；b.岩芯获得率：较完整岩芯长度与回次进尺百分比；c.岩石质量指标RQD：大于10cm柱状岩芯与回次进尺的百分比。,勘探,用于表达岩石质量好坏（完整性）。,岩石质量指标(RQD)的计算和分级,岩石质量指标(RQD）02525505075759090100,岩石质量描述极劣的劣的不足的好的很好的,地基土野外鉴别必要性钻进过程中必须随时做好钻孔记录。由开钻到终孔，记录每一钻的深度，鉴别、描述取出的土样，进行定名，作为绘制地质剖面图的原始依据。规范要求：野外记录应由经专业训练的人员承担，记录应真实及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记。鉴别方法野外鉴别要求快速。碎石土和砂土看粒径；粉粘土根据手捻的滑腻感和砂粒感加以区分和鉴别。,勘探,土的野外描述1、颜色-取决于组成土的矿物成分和其他成分，主色在后，从色在前，如黄褐色；土中含氧化铁呈红、棕色，含有机质呈黑色，含碳酸钙、高岭土呈白色。2、密度-可根据钻进的速度和难易程度判别；或切新鲜面观察，并用拇指加压判定。3、湿度-可分为干土、稍湿、湿、饱和4种状态。地下水深埋为干土；接近地下水位为湿土；水位以下为饱和。,勘探,4、粘性土的稠度-是决定土的工程地质性质的重要指标，分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑5种状态。5、含有物-土中含有非自身成分，如：植物根、碎砖瓦、炉渣、有机质、贝壳、氧化铁等。记录应注明含有物的大小和数量。6、其他-碎石土、砂土应描述级配、砾石含量、最大粒径、主要矿物成分。粘性土应描述断面形状、孔隙大小、粗糙程度、是否有层理等。土中有特殊气味应注明。邻近设施对土质的影响，如管道漏水使粘土变软。,勘探,5、钻探难点：遇复杂地层钻进困难各种软弱夹层、结构面、断层破碎带通常是勘察的重点，工程最关注的部位，要掌握其分布规律、性质，勘察质量是关键。而这些部位也是钻探的难点，钻进遇到这些部位常发生事故，进尺困难。遇特殊岩土取芯、取样困难；,勘探,对策：更新和改进设备.；提高钻探技术水平.。,三、工程地质坑探1、概念：也叫掘进工程，是由地表向深部挖掘坑槽或坑洞，以便工程地质人员直接深入地下了解有关地质现象或进行实验等。,勘探,2、类型及适用条件,3、技术工作-坑探工程设计书、观察描述、地质编录3.1设计书编制a,工程目的、类型、编号；b,掘进深度及论证；c,工程点附近地形地质概况；d,施工条件（难易、掘进方法、地下水涌水及措施、支护结构及材料）；,勘探,3.1设计书编制-续e,工程地质要求（应描述的现象及应注意的问题-岩体结构、破碎带、裂隙、地下水等）；f,掘进方法及要求；g,取样位置、数量、规格、要求；,实验项目及应注意的问题；,应提交的成果。,勘探,3.2观察描述-a,地层岩性-成因年代、成份、结构、厚度、产状及接触关系（注意软弱夹层的岩性、厚度、泥化现象）；,地质结构-断层、裂隙（组数、产状、性质、密度及延展、穿切情况）、软弱结构面；,地表岩溶调查-测产状,勘探,岩石风化分带及特点；,地下水渗出点位置、特点、涌水量；,不良地质现象调查描述。,3.3坑探工程编录（展示图）试坑、浅井、竖井多采用四壁辐射或四壁平行展开法；探槽展示图一般画底和一壁，坡度变化时可分段画。平硐展示图一般把五个面全部画出。,探槽展示图,试坑展示图-四壁辐射,勘探,浅井展示图四壁平行展开,河底平硐示意图,平硐展示图,原理、主要方法及应用、适用条件1、原理:应用专门的仪器探测地壳表层各种地质体的物理场（电场、磁场、重力场），根据场特性和差异判明地下各种地质现象，获得物性参数。地质体的性质差异越明显，物探成果越理想。,勘探,地质体的物理性质导电性、磁性、弹性、密度、放射性、波动性,地质体的物理状态含水性、空隙性、固结状态。,四、地球物理勘探,2、方法-电法、震法、磁法、声波、放射、测井等2.1电法-常用电阻率法人工建立直流电场，测垂向或水平向电阻率变化，推断（地下）地质体性状。电测深法-测点不变，增大极距，测量该点介质随深度电阻率的变化。电剖面法-极距不变，沿某方向平移，可测得某层位剖面方向上电阻率变化。,勘探,电阻率法:实际应用-划分地层、确定风化壳厚度、寻找断层、岩溶洞穴、古河道、确定地下水含水层分布。适用条件-地形平坦，坡度小；盖层较薄；被测地层倾角较小；层位稳定，电性差异较大；无屏蔽，无电磁干扰。,勘探,2.2震法人工激发地震波，根据不同介质中弹性波传播速率的差异判断地质现象。常用高频（200300Hz）折射波法。应用-判断覆盖层厚度、基岩起伏情况、风化壳厚度及分带、寻找断层、确定岩石强度指标。适用条件-地形起伏小；界面以上岩性均匀、无屏蔽；界面两侧波速差异明显。,勘探,五、勘探布置原则1、一般原则：目的明确-测绘为基础，明确要解决的问题；综合效益重点突出、点面结合，考虑全局，综合布点；配合勘察阶段-不同阶段勘察范围、深度不同，方法有别；围绕建筑物建筑类型、规模、结构不同，对应的问题各异，应区别对待，合理布置勘探；考虑地质条件沿变化最大方向布线，点距非均布，主要考虑场地复杂程度；取长补短方法的合理选择与配合。,勘探,2、孔距、孔深确定：确定孔距：依据-勘察等级、阶段。不同阶段评价内容不同，等级不同、场地复杂程度不同，孔距也随之不同。确定孔深：依据建筑类型、勘察等级、阶段。,勘探,3、施工顺序：按轻、重、主、次，并考虑设备与季节因素。控制性孔先施工。控制性孔控制场地条件、建筑物关键部位、并为后期勘察提供资料、施工周期长、或位于主要勘探线上。,勘探,小结：钻探技术要求分层、鉴定、描述；取芯、取样；孔中试验坑探展示图试坑、浅井、竖井-四壁辐射或平行；探槽展示一底一壁；平硐展示五个面物探原理、应用条件、适用范围勘探布置原则配合勘察阶段；围绕建筑物；考虑地质条件,勘探,思考题：,勘探技术方法有哪些？各自的特点及适用条件？钻探的技术要求？如何保证质量？勘探布置的原则？施工顺序？,勘探,钻探,钻探,SH-30-2A型钻机,北京铲,勘探,碎石土与砂土野外鉴别,粘性土与粉土野外鉴别,新近沉积粘性土野外鉴别,碎石土密实度野外鉴别,土的湿度野外鉴别,粘性土稠度野外鉴别,物探方法确定地基稳定性深圳机场软土地基,面波测试仪,-潘家口水库用浅层折射波法探测断层,震法勘探应用浅层折射波法,时距曲线图,坝区平面图,探测基岩起伏情况,勘查灰岩中的溶洞,电法勘探应用实例对称剖面,电法勘探应用实例电测深法,均质砂砾石层中地下水位,c.电测深曲线,b.基岩风化壳中地下水位,岩层产状及斜坡坡度对勘探手段选择的影响,为确定地层岩性和地质构造勘探布置示意图,六、取样,采取土样的技术问题：1、土样的质量要求2、取样工具3、取样操作,1、土样的质量要求,土样质量等级划分,2、取样工具,对取土器的基本要求：1）尽可能使土样不受或少受扰动；2）能顺利切入土层中，并