工程地質勘探
主要依據《巖土工程勘察規(guī)范》、《建筑工程地質鉆探技術標準》(JGJ87-92)
勘探的方法主要有坑探、槽探、鉆探、地球物理勘探等方法,在選用時應符合勘察目的及巖土的特性。
1、坑探、槽探
坑、槽探就是用人工或機械方式進行挖掘坑、槽,以便直接觀察巖土層的天然狀態(tài)以及各地層之間接觸關系等地質結構,并能取出接近實際的原狀結構土樣,它的缺點是可達的深度較淺,且易受自然地質條件的限制。
在工程地質勘探中,常用的坑、槽探主要有坑、槽、井、洞等幾種類型,見下表。
工程地質勘探類型
類型 特 點 用 途 試坑 深數十厘米的小坑,形狀不定。 局部剝離地表覆土,揭露基巖 淺井 從地表向下垂直,斷面呈圓形或方形,深5~15m。 確定覆蓋層及風化層的巖性及厚度,取原狀樣,載荷試驗,滲水試驗。 探槽 在地表垂直巖層或構造線挖掘成深度不大的(小于3~5m)長條形槽子。 追索構造線、斷層、探查殘積坡積層,風化巖石的厚度和巖性。 豎井 形狀與前井同,但深度可超過20m以上,一般在平緩山坡、漫灘、階地等巖層較平緩的地方,有時需支護。 了解覆蓋層厚度及性質,構造線、巖石破碎情況、巖溶、滑坡等,巖層傾角較緩時效果較好。 平洞 在地面有出口的水平坑道,深度較大,適用較陡的基巖巖坡。 調查斜坡地質構造,對查明地層巖性、軟弱夾層、破碎帶、風化巖層時,效果較好,?扇踊蜃髟辉囼。
2、鉆探
。1)鉆孔的直徑、深度、方向,取決于鉆孔用途和鉆探地點的地質條件。
鉆孔的直徑一般為75~150mm,但在一些大型建筑物的工程地質鉆探時,孔徑往往大于150mm,有時可達到500mm.
鉆孔的深度由數米至上百米,視工程要求和地質條件而定,一般的工民建工程地質鉆探深度在數十米以內。
鉆孔的方向一般為垂直的,也有打成傾斜的鉆孔,這種孔稱之為斜孔。在地下工程中有打成水平的,甚至直立向上的鉆孔。
。2)鉆探過程和鉆進方法
鉆探過程中有三個作用:
1)碎巖土:
2)采取巖土:
3)保全孔壁:一般采用套管或泥漿來護壁。
工程地質鉆探可根據巖土破碎的方式,將鉆進方法分為以下四種:
1)沖擊鉆進。此法采用底部圓環(huán)狀的鉆頭。鉆進時將鉆具提升到一定高度,利用鉆具自重,迅猛放落,鉆具在下落時產生沖擊動能,沖擊孔底巖土層,使巖土達到破碎之目的而加深鉆孔。
2)回轉鉆進。此法采用底部嵌焊有硬質合金的圓環(huán)狀鉆頭進行鉆進。鉆進中施加鉆壓,使鉆頭在回轉中切人巖土層,達到加深鉆孔的目的。在土質地層中鉆進,有時為有效地、完整地揭露標準地層,還可以采用勺形鉆鉆頭或提土鉆鉆頭進行鉆進。
3)綜合式鉆進。此法是一種沖擊回轉綜合式的鉆進方法。它綜合了前兩種鉆進方法在地層鉆進中的優(yōu)點,以達到提高鉆進效率的目的。其工作原理是:在鉆進過程中,鉆頭克取巖石時,施加一定的動力,對巖石產生沖擊作用,使巖石的破碎速度加快,破碎粒度比回轉剪切粒度增大。同時由于沖擊力的作用使硬質合金刻人巖石深度增加,在回轉中將巖石剪切掉。這樣就大大地提高了鉆進的效率。
4)振動鉆進。此法采用機械動力所產生的振動力,通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。由于振動器高速振動的結果,圓筒鉆頭依靠鉆具和振動器的重量使得土層更容易被切削而鉆進,且鉆進速度較快。這種鉆進方法主要適用于粉土、砂土、較小粒徑的碎石層以及粘性不大的粘性土層。
上述各種鉆進方法的適用范圍列于下表中。
鉆進方法的適用范圍
鉆進方式 鉆進地層 勘察要求 粘性土 粉土 砂土 碎石土 巖石 直觀鑒別,采取不擾動試樣 直觀鑒別,采取擾動試樣 不要求直觀鑒別,不取試樣 回鉆 螺旋鉆進 ○ △ △ - - ○ ○ ○ 無巖芯鉆進 ○ ○ ○ △ ○ - - ○ 巖芯鉆進 ○ ○ ○ △ ○ ○ ○ ○ 沖擊 沖擊鉆進 - △ ○ ○ △ - - ○ 錘擊鉆進 △ △ △ △ - △ ○ ○ 振動鉆探 ○ ○ ○ △ - △ ○ ○
注:○代表適用;△代表部分情況適用;-代表不適用。
。3)鉆孔柱狀圖:柱狀圖比例尺一般為1:100-1:500。
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