连勋整理-岩土勘察编录：岩土分类及野外鉴别.doc

岩土勘察编录：岩土分类及野外鉴别整理：连勋2016年11月05日前 言 近年来勘察市场的竞争从初期的价格竞争到目前价格、质量竞争，市场对企业的要求越来越高，这就需要一批高素质的员工做保证，只有高素质的作业层才会有高质量的技术资料。钻探记录员专业素质的高低直接决定了第一手资料的准确性与可靠性。 本教材简要地介绍了岩土的成因类型，各类土的一般特性和肉眼观测特征，野外记录所要描述的内容以及钻探、取土及孔内原位测试的一般要求，要求各记录员掌握一般粘性土、粉土、砂土、碎石类土及软土的野外基本鉴定方法，选择合理钻具，正确进行原状样的采集和钻孔内原位测试，并进行准确记录。了解三类岩石的基本特征掌握岩石采取率、RQD的计算方法、地下水位的观测和水样的采集，基本掌握特殊土的特征和描述内容，了解其钻探、取样方法等。第1章 土的分类建筑工程中遇到的地基土，多数属于第四纪沉积物；它是原岩受到风化作用，经剥蚀、搬运、沉积而未结硬的松散沉积物。土体根据堆积年代分为：老沉积土、新近沉积土、一般沉积土；按其成因类型分为：残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等；根据土的颗粒级配、塑性指标等可分为碎土石、砂土、粉土、粘性土和淤泥质土；根据有机质含量分为无机土、有机质土、泥炭质土和泥炭等；根据工程特性分为一般性土和特殊土两大类，其中特殊土包括湿陷性土、膨胀土、红粘土、软土、填土、混合土、盐渍土、污染土、残积土、多年冻土等。一、根据堆积年代分类1、老沉积土（也称老堆积土）：是指第四纪晚更新世及其以前形成的土体，包括早更新世Q1、中更新世Q2、晚更新世Q3三个地质历史时期的地层。2、新近沉积土（也称新近堆积土）：是指文化期以来（第四纪全新世近期）沉积的土，即代号为Q42的地层。3、一般沉积土（也称一般堆积土）：指第四纪全新世早期沉积的土，即代号为Q41的地层。4、黄土根据堆积时代和堆积环境分为新黄土和老黄土。新黄土可分为一般新黄土和新近沉积黄土，老黄土包括午城黄土和离石黄土。二、根据成因类型分类1、残积土：残积土是岩石经物理风化而残留于原地的碎屑堆积物，其成分与母岩相关，由于未经搬运，碎屑物呈棱角状，不均匀，无层理，具有较大的孔隙。2、坡积土：风化碎屑物由水流沿斜坡搬运，或由本身重力作用在斜坡上或坡脚处堆积而成。坡积土颗粒分选性差，层理不明显，厚度变化较大，在陡坡上较薄，坡脚地段较厚。由于坡积土堆积于倾斜的山坡上，容易沿基岩面发生滑动，为不良地质条件。3、洪积土：由于暴雨或融雪等暂时性洪流，把山区或高地堆积的风化碎屑物携带到山谷冲沟出口处或山前平原堆积而成的为洪积土。这类土的主要特征是颗粒具有一定的分选性；在洪积扇顶部颗粒较粗，而边缘处颗粒较细。由于历次洪水能量不尽相同，因此洪积物常具有不规则的交错状层理、透镜体和夹层。一般离山前较近的洪积土具有较高的强度，常为较好的地基；离山前较远的地段，颗粒较细，成分均匀，厚度较大，地下水埋藏较深，通常也是较好的地基。但在上述两部分之间地区，常因地下水溢出地面而形成沼泽地带，是不良的建筑地基。4、冲积土：河流流水冲刷两岸基岩及其上的覆盖物，经搬运沉积在河流坡降平缓地带而形成的为冲积土。冲积土的主要特征，在河流上游颗粒较粗，向下逐渐变细，分选性和磨圆度较好，具有明显的层理构造。冲积土又可分为山区河流冲积土、平原河流冲积土和三角洲冲积土等类型。山区河谷两岸陡峭、河流流速很大，故沉积物颗粒较粗，大多为砂粒所充填的卵石、圆砾等。河谷宽阔处有河漫滩冲积物，多为含黏土的砾石层，有倾斜层理，厚度不大。土的透水性大，压缩性小，是良好的建筑物地基。平原河床两侧是宽广的河漫滩。河流受地壳运动而变化时，形成平台状河流阶地。河床沉积物特征大多为中密的砂砾，压缩性较低，承载力较高。河漫滩沉积物下层常为砂、卵石层与河床沉积物相连，上层为河流泛滥的沉积物，颗粒较细并夹有局部淤泥、泥炭等软弱土层，地下水埋藏浅，压缩性大承载力低，是不良的建筑地基。河流阶地沉积物是河床沉积物和河漫滩沉积物上升演变而来，由于经过干燥作用，土的强度一般较高。在河流入湖或入海口，携带的大量细小颗粒沉积下来，形成面积广而厚度很大的三角洲沉积土，在三角洲地带，地下水位很高，水系密布，沉积土由含水量较大的软黏性土所组成，呈饱和状态，压缩性高，承载力低，作为建筑物地基时应慎重对待。5、淤积土：在静水或缓慢的流水环境下沉积，并伴有生物化学作用而成的。如海相、湖泊相、沼泽相沉积的土。土的颗粒以粉粒和粘粒为主，且含有一定数量的有机质或盐类；土质松软，含水量高，有时为淤泥质结性土、粉土与粉砂互层，具有清晰的薄层理。沼泽土主要含有半腐烂的植物残余体（泥炭）组成，含水量极高（可超过百分之百），压缩性高且不均匀。因此，永久性建筑物不宜以泥炭层作为地基。6、冰积土：由冰川搬运堆积而成的土称为冰积土。这类土的颗粒以巨大块石、碎石、砂、粉土、粘性土混合组成，分选性极差，无层理。7、风积土：风积土是在干旱气候条件下，碎屑物被风吹扬，降落堆积而成。颗粒以粉粒为主，土质均匀、孔隙大，结构松散。表1.1 土的主要成因类型鉴定标准成因类型堆积方式及条件堆积物特征残积岩石经风化作用而残留在原地的碎屑堆积物（未被搬运走的那一部分原岩风化产物）碎屑物从地表向深处由细变粗，其成分与母岩相关，一般不具层理，碎块呈棱角状，土质不均，具有较大孔隙，厚度在山丘顶部较薄，低洼处较厚坡积和崩积风化碎屑物由雨水或融雪水沿斜坡搬运及由本身的重力作用堆积在斜坡上或坡脚处而成碎屑物从坡上往下逐渐变细，分选性差，层理不明显，厚度变化较大，厚度在斜坡较陡处较薄，坡脚地段较厚（随斜坡自上而下呈现由粗变细的现象，矿物成分与下卧基岩没有直接关系）洪积由暂时性洪流将山区或高地的大量风化碎屑物携带至沟口或平缓地带堆积而成颗粒具有一定的分选性，但往往大小混杂，碎屑多呈亚棱角状，洪积扇顶部颗粒较粗，层理紊乱呈交错状，透镜状及夹层较多，边缘处颗粒细，层理清楚（离山较近颗粒较粗，离山较较远颗粒较细，不规则交错层理构造，如具夹层、尖灭或透镜体等）冲积由长期的地表水流搬运，在河流阶地冲积平原，三角洲地带堆积而成颗粒在河流上游较粗，向下游逐渐变细，分选性及磨圆度均好，层理清楚，除牛轭湖及某些河床相沉积外厚度较稳定淤积在静水或缓慢的流水环境中沉积，并伴有生物化学作用而成颗粒以粉粒、粘粒为主，且含有一定数量的有机质或盐类，一般土质松软，有时为淤泥质粘性土、粉土与粉砂互层，具清晰的薄层理三、根据颗粒级配、塑性指标分类1、碎石土：碎石土是典型的粗粒土，如果土中粒径大于 2mm 的含量高于整个土体的重量的 50 ，该土就属于碎石土。按粒粗和颗粒形状，碎石土又可以进一步细分，见下表。表1.2 碎石土分类土名颗粒形状描述 粒 组 含 量漂石磨圆 大于200mm粒径的粒组含量超过整个土体的50块石棱角卵石磨圆 大于20mm粒径的粒组含量超过整个土体的50碎石棱角圆砾磨圆 大于2mm粒径的粒组含量超过整个土体的50角砾棱角2、砂土：砂土即细-中粒土，无塑性，由细小岩石及矿物碎片组成。砂粒直径变化在 0.0752mm 之间，大于0.075mm 的土粒含量超过50。按粒组含量，砂土又可以进一步分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂五类，如下表所示。表1.3 砂土分类土 名粒 组 含 量砾 砂大于2mm粒径的粒组含量占总重量的25一50粗 砂大于05mm粒径的细粒含量超过总重量的50中 砂大于025mm粒径的粒组含量超过总重量的50细 砂大于0075mm粒径的粒组含量超过总重量的85粉 砂大于0075mm粒径的粒组含量超过总重量的503、粉土：粉土是细粒土，粒径变化在0.0020.075mm之间，且土粒大于0.075mm的含量不超过50，塑性指数IP10。总之，粉土性质介于砂土和粘土之间。无机质粉土亦称“岩粉”。4、粘性土：粘性土是典型的细粒土，粒径小于0.002mm，形状不规整。粘性土可以细分成两类：粉质粘土和粘土。其中粘土的塑性指数IP 17。表1.4 粘性土、粉土、砂土按塑性指数的分类及野外鉴别鉴别方法分类粘土粉质粘土粉土砂土Ip1710Ip17Ip10湿润时用刀切切面非常光滑，刀刃有粘腻的阻力，切面非常规则稍有光滑面，切面规则、平整无光滑面，切面比较粗糙无光滑面，切面粗糙用手捻摸时感觉湿土用手捻摸有滑腻感，当水分较大时极易粘手，感觉不到有颗粒有存在仔细捻摸感觉到少量细颗粒，稍有滑腻感，有粘滞感感觉有细颗粒存在或感觉粗糙，有轻微粘滞感或无粘滞感无粘滞感，感觉到全是砂粒，粗焅粘着程度湿土极易粘着物体（包括金属与玻璃），干燥后不易剥致去，用水反复洗才能去掉能粘着物体，干燥后较易剥掉一般不粘着物体，干燥后一碰就掉不能粘着物体湿土搓条情况能搓成小于0.5mm的土条（长度不短于手掌），手持一端不致断裂能搓成0.52mm的土条，手持一端可能会断裂能搓成23mm的土条，但容易断裂，土条很短无塑性，不能搓成土条干土性质强度很大，坚硬，类似陶器碎片，用力锤击方可打碎，不易击成粉未，用手不易折碎，其断口有棱角，尖锐刺手强度较粘，手锤易击碎，成很多小块，可能有粉未出现，稍有棱角，用手难捏碎，土块用力可压碎强度很差，一碰即碎，用手很易捏碎，成粉状，土块用力捏或抛扔时易碎松散注：1、塑性指数Ip=WL-Wp 2、粉土工程性质介于粘性土和砂土之间，若用含水量接近饱和的粉土，团成小球放在手掌上左右反复摇晃，并以另一手震击，则土中水迅速渗出土面5、人工填土：人工填土即人为作用形成的土。常见的人工填土有素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土可含各种土；杂填土是各种垃圾混杂形成的人工土，这些垃圾可能是工业废料，也可能是城市垃圾物；冲填土是水力作用形成的，如河堤和江堤挖沙、挖淤形成的土。此外，自然界中还分布有许多特殊性质的土，包括淤泥、淤泥质土、膨胀土、湿陷黄土、红粘土等。这些土分布在我国的不同地区。它们的分类都有各自的规范，在实际工程中可选择相应的规范查用。四、根据有机质含量分类表1.5 土按有机质含量分类分类名称有机质含量Wu（%）现场鉴别特征无机土Wu30有机质土5Wu10深灰色，有光泽，味自臭，除腐殖质外的含少量未完全分解的动植物体，浸水后水面出现气泡，干燥后体积收缩泥炭质土10Wu60深灰或黑色，有腥臭味，能看到未完全分解的植物结构，浸水体胀，易崩解，有植物残渣浮于水中，干缩现象明显泥炭Wu60除有泥炭质土牲物征外，结构松散，土质很轻，暗无光泽，干缩现象极为明显第2章 粘性土一、定义：粘性土分为粉质粘土和粘土。1、粉质粘土定义：塑性指数大于10且小于或等于17的土应定名为粉质粘土，肉眼观察，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力，能搓成0.5-2mm的土条，长度较小，用手搓、捻感觉有少量细颗粒，稍有粘滞感觉。2、粘土定义：塑性指数大于17的土定为粘土，肉眼观察较细腻，一般无砂粒，干时很坚硬，用锤可打成碎块，湿时塑性粘性大，土团压成饼时，边部不裂，能搓成=0.5mm的土条，长度不少于手掌，用手搓捻有滑润感觉，当水分较大时，极为粘手，感觉不到有颗粒存在。二、描述内容：颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、结构及层理特征。1、颜色：主色在后，次色在前。2、状态： 坚硬：干而坚硬，很难掰成块； 硬塑：用力捏先裂成块后显柔性，手捏感觉干，不易变形，手按无指印； 可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印； 软塑：手捏很软，易变形，土块掰时似橡皮，用力不大就能按成坑； 流塑：土柱不能直立，自行变形。3、包含物：贝壳、铁锰结核、高岭土姜结石等。4、光泽反应：用取土力切开土块，视其光滑程度分为 切面粗造为无光泽； 切面略粗造（稍光滑）为稍有光泽； 切面光滑为有光泽。5、摇震反应：试验对应将软塑流动的小土块或土球，放在手掌中反复摇晃，并以另一手掌振击此手掌，土中自由水将渗出，球面呈现光泽。用手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失，根据土球渗水和吸水反应快慢可区分为： 立即渗水及吸水者为反应迅速； 渗水及吸水中等者为反应中等； 渗水和吸水慢及不渗，不吸者为反应慢或无反应。4、韧性试验：将含水率略小于塑限的土块在手中揉捏均匀，然后在手掌中搓成直径3mm的土条，再揉成土团，根据再次搓条的可能性，可分为：能揉成土团，再搓成条，捏而不碎者为韧性高；可再揉成团，捏而不碎者为韧性中等；勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差。5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为：很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高；稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等；易于捏碎和捻成粉未者为干强度低。6、结构及层理特征：对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/101/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。7、对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度和层理特征。三、鉴别方法1、粘性土和粉土的稠度鉴别方法。表2.1 粘性土和粉土的稠度鉴别方法稿度状态鉴别特征、方法坚硬人工小钻钻探时很费力，几乎钻不进去，钻头取出的土样用手捏不动，加力不能使土变形，只能碎裂硬塑人工小钻钻探时较费力，钻头取出的土样用手指捏时，要用较大的力才能变形并碎散可塑钻头取出的土样，手指用力不大就能按入土中，土可捏成各种状软塑可以把土捏成各种形状，手指按入土中毫不费力，钻头取出的土样还能成形流塑钻进很容易，钻头不易取出土样，取出的土已不能成形，放在手中也不易成块形2、粘性土潮湿程度鉴别方法。表2.2 粘性土潮湿程度鉴别方法潮湿程度鉴别方法稍湿经过振动的土不易捏成团，易碎成粉沫，放在手中不湿手，但感觉凉，而且感觉是湿土很湿经过振动的土能捏成各种形状，放在手中会湿手，在土面上滴水能慢慢渗入土中饱和滴水不能渗入土中，可以看到孔隙中的水发亮第3章 粉 土一、定义：粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土应定名为粉土。肉眼观察绝大部分是粉粒，砂粒少，干时土块结合不够坚固，微力即散成粉末，湿时有流动性，土球经振动可成饼状，在手中可捏成团，能搓成3mm的短土条。用手搓捻无粘滞感觉，较粗糙，大部分是粉末。二、描述内容：颜色、包含物、湿度、光泽反应、摇震反应、层理特征。1、颜色：主色在后，次色在前。2、包含物：云母、贝壳、石英、氧化铁浸染条纹（带）、高岭土条纹（团块）等。3、湿度：分稍湿、湿、很湿。 稍湿：土扰动后不易握成团，一摇即散； 湿：土扰动后能握成团，摇动时土表面稍出水，手中有湿印，用手捏水即吸回； 很湿：水位以下，用手摇动时有水流出，土体塌流成扁圆形。4、层理特征：层厚及夹层情况，对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/101/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。三、鉴别方法表3.1 粘性土、粉土、砂土按塑性指数的分类及野外鉴别鉴别方法分类粘土粉质粘土粉土砂土Ip1710Ip17Ip10湿润时用刀切切面非常光滑，刀刃有粘腻的阻力，切面非常规则稍有光滑面，切面规则、平整无光滑面，切面比较粗糙无光滑面，切面粗糙用手捻摸时感觉湿土用手捻摸有滑腻感，当水分较大时极易粘手，感觉不到有颗粒有存在仔细捻摸感觉到少量细颗粒，稍有滑腻感，有粘滞感感觉有细颗粒存在或感觉粗糙，有轻微粘滞感或无粘滞感无粘滞感，感觉到全是砂粒，粗焅粘着程度湿土极易粘着物体（包括金属与玻璃），干燥后不易剥致去，用水反复洗才能去掉能粘着物体，干燥后较易剥掉一般不粘着物体，干燥后一碰就掉不能粘着物体湿土搓条情况能搓成小于0.5mm的土条（长度不短于手掌），手持一端不致断裂能搓成0.52mm的土条，手持一端可能会断裂能搓成23mm的土条，但容易断裂，土条很短无塑性，不能搓成土条干土性质强度很大，坚硬，类似陶器碎片，用力锤击方可打碎，不易击成粉未，用手不易折碎，其断口有棱角，尖锐刺手强度较粘，手锤易击碎，成很多小块，可能有粉未出现，稍有棱角，用手难捏碎，土块用力可压碎强度很差，一碰即碎，用手很易捏碎，成粉状，土块用力捏或抛扔时易碎松散第4章 砂 土一、定义：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土、应定名为砂土。肉眼观察绝大部分是砂粒，干时松散，湿时无塑性，搓不成条，用水搓捻时感觉砂粒，无滑润感觉。表4.1 砂土的野外鉴别鉴别特征砾砂粗砂中砂细砂粉砂颗粒粗细约有1/4以上颗粒比高梁粒（2mm）大约有一半以上颗粒比高小米（0.5mm）大约有一半以上颗粒与砂糖或白菜粒籽（0.25mm）近似大部分颗粒与粗玉米粉（0.1mm）近似（较精制食盐稍粗）大部分颗粒与小米粉（0.1mm）近似（较精制食盐稍细）干燥时状态颗粒完全分散颗粒完全分散，个别胶结（一碰即散）颗粒基本分散，部分胶结，胶结部分一碰即散颗粒大部分分散，少量胶结，胶结部分稍加碰撞即散颗粒少部分分散，大部分胶结（稍加压即能分散）湿润时用手拍后的状态表面无变化表面无变化表面偶有水印表面有水印（翻浆）表面有显著翻浆现象粘着程度无粘着感无粘着感无粘着感偶有轻微粘着感有轻微粘着感二、描述内容：砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等、层理特征。1、颜色：主要颜色在后，次要颜色在前，如黄褐、青灰等。2、矿物组成：砂土主要矿物组成，石英、云母、长石等。3、颗粒级配： 砾砂：粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%50%； 粗砂：粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%； 中砂：粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%； 细砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%； 粉砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%。4、颗粒形状：描述颗粒的磨圆度。5、粘粒含量：所含粘性土占总质量的百分比。6、湿度：稍湿、很湿、饱和。 稍湿：呈松散状，用手握时感到湿、凉，放在纸上不会浸湿，加水时吸收很快。 很湿：可以勉强握成团，放在手上有湿感、水印，放在纸上浸湿很快，加水时吸收很慢。 饱和：钻头上有水，放在手掌上水自由渗出。7、密实度：砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散，并应符合下表的规定。表4.2 密实度分类标准贯入锤击数N密 实 度标准贯入锤击数N密实度N1010N15松 散稍 密1530中 密密 实第5章 碎石土一、定义：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土，并按下表进一步分类：表5.1 碎石土分类土的名称颗 粒 形 状颗 粒 级 配漂 石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量50%块 石棱角形为主卵 石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量50%碎 石棱角形为主圆 砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm颗粒质量超过总质量50%角 砾棱角形为主二、描述内容：颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物性质和充填程度、密实性、层理特征。1、颗粒级配：不同粒径碎石占总质量的百分比。 漂石、块石，粒径大于200mm超过总质量的50%； 卵石、碎石，粒径大于20mm小于200mm超过总质量的50%； 圆砾、角砾，粒径大于2mm小于20mm超过总质量的50%。2、颗粒形状 块石、碎石、角砾：以棱角形为主； 漂石、卵石、圆砾：以圆形及亚圆形为主。3、颗粒排列：颗粒间排列、接触方式。4、母岩成分： 岩浆岩：代表性岩石 玄武岩 花岗岩、流纹岩、辉绿岩等； 沉积岩：代表岩石 泥岩、砂岩、页岩、灰岩、砾岩等； 变质岩：代表岩石 千枚岩、板岩、片麻岩等。5、风化程度： 未风化：岩质新鲜，偶见风化痕迹； 微风化：结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，用手锤不易击碎； 中等风化：结构部分破坏，沿节里有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，用镐难挖，用手锤易击碎，岩芯钻方可钻进； 强风化：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体破碎，用镐可挖，手可折断，干钻不易钻进； 残积土：组织结构全部破坏，已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性。6、充填物性质和充填程度：当充填物为粘性土、粉土、砂土充填应按充填物性质分别描述颜色、状态、密实度、湿度等。7、密实性 按N63.5分类表5.2 密实性分类重型动力触探锤击数N63.5密实度重型动力触探锤击数N63.5密实度N63.55松散10N63.520中密520密实 按N120分类表5.3 密实性分类超重型动力触探锤击数N120密实度超重型动力触探锤击数N63.5密实度N1203松散11N12014密实314很密6N12011中密 目测法表5.4 密实性分类密实性骨架颗粒含量和排列可 挖 性可 钻 性松 散骨架颗粒质量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触。锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，立即塌落。钻进较易，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌。中 密骨架颗粒质量等于总质量的60%70%，呈交错排列，大部分接触。锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持凹面形状。钻进较困难，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象。密 实骨架颗粒质量大于总质量的70%，呈交错排列，连续接触。锹稿挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁较稳定。钻进困难，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定。第6章 特殊土一、定义：特殊土：湿陷土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀岩土、盐渍岩土、风化岩和残积土、污染土。二、描述内容：1、软土：包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土。对以上土除一般描述外尚需进行嗅味、动植物腐化程度等的描述。 淤泥或淤泥质土，肉眼鉴别特征：深灰色、灰色，有光泽，味臭，除腐植质外尚含少量未完全分解的动植物体，浸水后水面出现气泡，干燥后体积收缩。 泥炭质土：深灰或黑色，有腥臭味，能看到未完全分解的植物结构，浸水体胀，易崩解，有植物残渣浮于水中，干缩现象明显。 泥炭：除有泥炭质土的特征外，结构松散，土质很轻，暗无光泽，干缩现象极为明显。2、填土，除一般描述外尚应描述物质成分，堆积年代、密实度和厚度的均匀程度等。三、鉴别方法表6.1 人工填土、淤泥质土、腐植土的鉴别方法鉴别方法人工填土淤泥质土腐植土（泥炭）颜色灰黑色灰黑色深灰或黑色夹杂物质砖瓦碎片，垃圾炉灰等池沼中半腐朽的细小的动植物遗体，如草根、小螺壳等半腐朽的动植物遗体或其它的污染物质（粪便）形状（构造）夹杂物质显露于外，构造无规律夹杂物质经仔细观察可以发觉，构造常呈层状，但有时不明显夹杂物质有时可见，构造无规律浸入水中情况浸水后大部分物质变为稀软的污泥，其余部分则为砖瓦、炉灰渣在水中单独出现浸水后外观无显著，在水面出现气泡浸水后大部分物质变为稀软的污泥，其余部分为植物、动物残体渣滓悬浮于水中湿土搓条情况一般情况下能搓成3mm的土条，但容易断裂，遇有灰砖杂质甚多时，即不能搓条一淤泥质土接近中轻砂质粘土，故能搓成3mm的土条（长度至少3cm）容易断裂一般情况下能搓成13mm的土条，但当动植物残渣甚多时，仅能搓成3mm以上的土条干燥后的强度干燥后部分杂质脱落，故无定形，稍微施加压力即行破碎一般淤泥质土干燥后体积显著收缩，强度不大，锤击时呈粉未，用手指能捻散干燥大量收缩，部分杂质脱落故有时无定形第7章 基岩鉴定与描述岩石，岩石应描述颜色，主要矿物、结构、构造和风化程度，对沉积岩尚应描述矿物结晶大小形状、胶结物和胶结程度，对岩浆岩和变质岩尚应描述矿物结晶大小和结晶程度，对岩体的描述尚应包括结构面、结构体特征和岩层厚度。表7.1 岩石按风化程度分类岩石类别风化程度野外特征硬质岩石未风化岩质新鲜，未见风化痕迹微风化组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙中等风化组织结构部分破坏，矿物成分基本未变化，仅节理面出现次生矿物，风化裂隙发育（裂隙中有少量充填物），岩体被切割成2050cm的岩块（碎块），锤击声脆，且手锤不易击碎，不能用镐挖掘，岩芯钻方可钻进（岩体层理清晰，岩芯分裂，但可拼成圆柱状）强风化组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，长石、云母已风化成次生矿物，裂隙很发育，岩体破碎，岩体被切割成220cm的岩块，可用手折断，一般难以用手捏碎，遇水也不会软化或崩解，用镐可挖掘，干钻不易钻进（锤击空壳声，岩芯破碎，不能拼成圆柱状）全风化组织结构已基本破坏，但尚可辨认，并且有微弱的残余结构强度，岩块可用手捏碎，碎后呈散土夹砂砾状或粘性土，浸水易崩解，可用镐挖，干钻可钻进残积土组织结构已全部破坏，矿物成分除石英外，大部分已风化成土，碎锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性软质岩石未风化岩质新鲜，未见风化痕迹微风化组织结构基本未变，仅节理面有铁锰质渲染或矿物略有变色，有少量风化裂隙（裂隙中有风化物质填充）锤击沿片理或页理裂开，岩芯分裂，但可拼成圆柱状中等风化组织结构部分破坏，矿物成分发生变化，节理面附近的矿物已风化成土状，风化裂隙发育，岩体被切割成2050cm的岩块，锤击易碎，用镐难挖掘，岩芯钻方可钻进（碎块用手可折断，岩芯破碎，不能拼成圆柱状）强风化组织结构已大部分破坏，矿物成分已显著变化，含大量粘土质粘土矿物，风化裂隙很发育，岩体破碎，岩体被切割成碎块，干时可用手折断或捏碎，浸水或干湿交替时可较迅速地软化或崩解，用镐或锹可挖掘，干钻可钻进（岩芯呈碎屑状）全风化组织结构已基本破坏，但尚可辨认并且有微弱的残余结构强度，岩体呈泥状，用手可捏碎，可用镐挖，干钻可钻进残积土组织结构已全部破坏，矿物成分已全部改变并已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性注：1、花岩岩强风化：N50；全风化：50N3；残积土：N302、泥岩和半成岩，可不进行风化程度划分3、风化岩和残积土的性质：软化性、不均匀性、固结物性、膨胀性、湿陷性4、硬质岩石耐风化能力强，暴露后一、二年尚不易风化5、软质岩石耐风化能力弱，暴露数日至数月即出现风化壳表7.2 岩石坚硬程度等级的定性分类坚硬程度等级定性鉴定代表性岩石硬质岩坚硬岩锤击声清脆，有回弹，震手，难击碎，基本无吸水反应未风化微风化的花岩、闪才岩、辉绿岩、玄武岩、安山岩、片麻岩、石英岩、石英砂岩、硅质砾岩、硅质石灰岩等较硬岩锤击声较清脆，有轻微回弹，稍震手，较难击碎，有轻微吸水反应微风化的坚硬岩；未风化微风化的大理岩、板岩、石灰岩、白云岩、钙质砂岩等软质岩较软岩锤击声不清脆，无回弹，较易击碎，浸水后指甲可刻出印痕中等风化强风化的硬质岩；未风化微风化的凝灰岩、千板岩、泥灰岩、砂质泥岩等极软岩锤击声哑，无回弹，有凹痕，易击碎，浸水后手可掰开强风化的硬质岩；中等风化强风化的较软岩；未风化微风化的页岩、泥岩、泥质砂岩等极软岩锤击声哑，无回弹，有较深凹痕，手可捏碎，浸水后手可捏成团全风化的各种岩石；各种半成岩第8章 钻探要求一、钻孔规格：1、钻孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定。采取原状土样的钻孔，口径不得小于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。2、深度超过100mm的钻孔以及有特殊要求的钻孔包括定向钻进、跨孔法测量波速，应测斜、防斜，保持钻孔的垂直度或预计的倾斜度与倾斜方向。对垂直孔，每50m测量一次垂直度，每深100m允许偏差为2；对斜孔，每25m测量一次倾斜角和方位角，允许偏差应根据勘探设计要求确定。钻孔斜度及方位偏差超过规定时，应及时采取纠斜措施。二、钻进与护壁1、钻进方法应符合下列要求： 对要求鉴别地层和取样的钻孔，均应用回转方式钻进，取得岩土样品。遇到卵石、漂石、碎石、块石等类地层不适用于回转钻进时，可改用振动回转方式钻进。 在地下水位以上的土层中应进行干钻，不得使用冲洗液，不得向孔内注水，但可采用能隔离冲洗液的二重或三重管钻进取样。 钻进岩层宜采用金刚石钻头。对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩芯管钻头钻进；需要测定岩石质量指标RQD时应采用外径75mm的双层岩芯管钻头。 在湿陷性黄土中应采用螺旋钻头钻进，亦可采用薄壁钻头锤击钻进。操作应符合“分段钻进、逐次缩减、坚持清孔”的原则。2、对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施。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，应采取充值、封闭等堵漏措施。3、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。4、在踏勘调查、基坑检验等工作中可采用小口径螺旋钻、小口径勺钻、洛阳铲等简易钻探工具进行浅层土的勘探。三、采取鉴别土样及岩芯1、在土层中采用螺旋钻头进时，应分回次提取扰动土样。回次进尺不宜超过1.0m，在主要持力层中或重点研究部位，回次进尺不宜超过0.5m，并应满足鉴别厚度小至20cm的薄层的要求。2、在水下粉土、砂土层中钻进，当土样不易带上地面时，可用对分式取样或标准贯入器间断取样，其间距不得大于1.0m。取样段之间则用无岩芯钻进方式通过，亦可采用无泵反循环方式用单层岩芯管回转钻进并连续取芯。3、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。岩芯采取率应逐次计算，完整岩层岩芯采取率不宜小于80%；破碎岩层的岩芯采取率不宜小于65%；对需要重点研究的破碎带、滑动带，尚应根据工程要求提高取芯率，必要时尚应进行定向连续取芯。4、钻进过程中各项深度数据均应丈量获取，累计量测允许误差为5cm。四、地下水观测1、钻进中遇到地下水时，应停钻量测初见水位。为测得单个含水层的静止水位，对砂类土停钻时间不少于30min；对粉土不少于1h；对粘性土层不少于24h。并应在全部钻孔结束后，同一天内量测各孔的静止水位，水位量测可使用测水钟或电测水位计，水位允许误差为1.0cm。2、钻孔深度范围内有两个以上含水量，且钻探任务书要求分层量测水位时，在钻穿第一含水层并进行静止水位观测之后，应采用套管隔水，抽干孔内存水，变径钻进，再对下一含水层进行水位观测。3、因采用泥浆护壁影响地下水位观测时，可在场地范围内另外布置若干专用的地下水位观测孔，这些钻孔可改用套管护壁。第9章 原状土试样的采取方法一、钻进方法的选择合理的钻进方法是保证取得原状土试样的第一个前提，也就是说，钻进方法的选用首先应着眼于确保孔底拟取土试样不被扰动。这一点几乎对任何种土类都适用，对结构敏感或不稳定的土层尤为重要。从国内外的经验看，钻进方法的选择主要有以下几点要求： 在结构性敏感土层和较疏松耗支中采用回转钻进，而不得采用冲击钻进。 以泥浆护孔，可以减少扰动，并注意在孔中保持足够的静水压力，防止因孔内水位过低而导致孔底软粘性土或砂层产生松动或涌起。 取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间要有一定的间距，钻孔孔壁应垂直，避免下放取土器时切削孔壁、挤进过多的废土；尤其在软土钻孔中，时有缩颈现象发生，更需加大取土器与孔壁的间隙。钻孔应保持孔壁垂直，以避免取土器切削孔壁。 取土前的一次钻进不宜过深，以免下部拟取土样部位的土层受扰动。正式取土前，应把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉，避免废土过多，导致取土器顶部挤压土样。 取土深度和进土深度等尺寸，在取土前应丈量正确。取土过程中，提升取土器、拆卸取土器等每个操作工序，均应细致稳妥，以免造成扰动。在预定深度取样失败后，应钻进不超过50cm进行补取。二、取样方法在钻进方法、取土器的结构和规格合乎要求的前提下，采取何种方法把土样自孔底取上来而不扰动（或尽少扰动）其天然结构和状态的问题，也是工程地质勘探中必需特别注意的事项，应根据不同地层、不同设备条件来选择，常见的有：1、击入法按锤击次数可分为轻锤多击和重锤少击两种方法。 轻锤多击法。这种方法是用人力或机械操纵落锤，锤击次数多，其速度及下击力往往不均匀，钻杆的摆动也大，故对土试样的扰动较大，一般不采用。 重锤少击法。这种方法是用重锤以少击快速将取土器击入土中。根据取样试验比较，重锤少击比轻锤多击取土质量好，而又以重锤一次击入更好 。按锤的位置可分为上击法和下击法两种。 上击法。在钻孔以上（孔口外）用落锤打击钻杆而击入取土器的称上击法。采用上击法取样时，在落锤和钻杆自重作用下，钻杆易产生纵向弯曲。由于钻杆弯曲能使钻杆振动而吸收部分冲击能量，使钻杆与孔壁产生摩擦而增大阻力，引起锤击数增加，故上击法取样不如下击法取样优越。 下击法。下击法是通过钻杆或钢丝绳将重锤或加重杆在钻孔内部直接锤击取土器取样。采用下击法能使冲击能量集中在取土器上，避免了钻杆引起的能量消耗，有利于提高取样质量。2、压入法 慢速压入法慢速压入法是用杠杆、千斤顶、钻机手把等加压，取土器进入土层的过程不是连续的。慢速压入法取样对土试样有一定程度的扰动，但扰动程度较轻锤多击法要轻。采用静力压入取样的力可用下列关系式表示：P（FR+fDih）a-q式中P压入取土器所需的力，单位为kN；F取土器的环状面积，单位为m2；R土层抗压强度，单位为kPa；f取土器与土层的侧壁摩擦阻力，单位为kPa，其值见下表；Di取土器外径，单位为m；h取土器与孔壁的接触长度，单位为m；a尖端阻力系数（各种均质土层为1.0，砂砾石为1.32.5以上）；q钻具重量，单位为KN。表9.1 取土器与土层的侧壁摩擦阻力f值土的类别f (kPa)土的类别f (kPa)流动性淤泥软土15饱和粉砂3040流塑的粉质粘土7.5饱和细砂及中砂4050软塑粘土及粉质粘土1020密实中砂5060可塑粘土及粉质粘土3040粗砂及细砾75硬塑粘土及粉质粘土45坚硬粘土6075松散土10混杂的砾土及粘土8090粉土1030含砂的砾石90100 快速压入法快速压入法是将取土器快速、均匀地压入土中。采用这种方法对土试样的扰动程度最小。目前较普遍使用的方法有两种：活塞油压筒法：此法采用比取土器稍长的活塞油压筒通过以高压，强迫取土器以等速压入土中；钢绳、滑车组法：此法是借机械力量，通过钢绳、滑车装置将取土器以等速压入土中。 回转法这种方法是使用回转式取土器取样，取土时内管压入取样，外管回转削切的废土一般用机械钻机靠冲洗液带出孔口。使用这种方法取样可减少土试样的扰动程度，从而提高取样质量。三、取样质量要求1、土试样质量等级按照取样方法及试验目的，岩土工程勘察规范对土试样的质量等级作出了规定，见下表，下表是不同取样的方法与工具适用的土类及所取土样质量等级。表9.2 土试样质量等级等 级扰 动 程 度试 验 项 目不扰动土类定名、含水量、密度、强度参数、变形参数、固结压密参数轻微扰动土类定名、含水量、密度显著扰动土类定名、含水量完全扰动土类定名注：不扰动土试样系指虽原位应力状态改变，但土的结构、密度、含水量变化很小，能满足各项室内试验要求的土试样。因无法取得级土试样而必须使用级土试样进行强度、变形、固结压密参数试验时，应结合地区经验慎重使用试验成果。2、取样技术要求在钻孔中采取级土试样，操作方法应符合以下要求： 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，不允许向孔内注水或使用冲洗液； 在地下水位以下的软土、粉土及砂土中钻进宜采用泥浆护壁，如使用套管应始终保持孔内水位等于或稍高于地下水位，且取样位置至少应低于套管底部1米； 如采用冲击、振动等方法钻进，至少应在预计取样位置以上1米开始改用回转方式钻至取样位置； 下放取土器之前应仔细清孔，孔底残留浮土厚度不得大于取土器段废土段长度，下放取土器时禁止冲击孔底； 采取土试样宜用快速静力连续压入法，避免锤击时摇晃； 对粘性较强的土层，上提取土器之前可回转3圈，使土试样从底端断开。四、标准贯入试验：1、钻进方法：为保证标准贯入试验用的钻孔的质量，要求采用回转钻进，当钻进至试验标高以上15cm处，应停止钻进。为保持孔壁稳定，必要时可用泥浆或套管护壁。如使用水冲钻进，应使用侧向水冲钻头，不能用底端向下水冲钻头，以使孔底土尽可能性少扰动。钻孔直径在63.5150mm间，钻进时应注意以下几点： 仔细清除孔底残土到试验标高。 在地下水位以下钻进时遇承压含水砂层，孔内水位或泥浆面始终应高于地下水位足够的高度，以减少土的扰动，否则会产生孔底涌土，大大降低N值。 当下套管时，要防止套管下过头，套管内的土未清除，贯入套管内的土，使N值急增，不反映实际情况。 下钻具时要缓慢下放，避免松动孔底土。表9.3 不同取样方法与工具适用的土类及所取土试样质量等级取样方法与工具工具主要型号