最新岩土工程勘察课件3勘探与取样PPT课件.ppt
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1、岩土工程勘察课件岩土工程勘察课件3 3勘探与取勘探与取样样一、岩土工程勘探的任务一、岩土工程勘探的任务 岩土工程勘探的任务,主要有以下各项:岩土工程勘探的任务,主要有以下各项:(1 1)详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。)详细研究建筑场地或建筑地段的岩土体和地质构造。研究各地层的岩性特征、厚度及其横向变化,按岩性详细划研究各地层的岩性特征、厚度及其横向变化,按岩性详细划分地层,尤其须注意软弱岩层的岩性及其空间分布情况;分地层,尤其须注意软弱岩层的岩性及其空间分布情况;确定天然状态下各岩土层的结构和性质;确定天然状态下各岩土层的结构和性质;基岩的风化深度和不同风化程度的岩石性质,划分
2、风化带;基岩的风化深度和不同风化程度的岩石性质,划分风化带;研究岩层的产状;研究岩层的产状;断层破碎带的位置、宽度和性质;断层破碎带的位置、宽度和性质;节理、裂隙发育程度及随深度的变化,作裂隙定量指标的统节理、裂隙发育程度及随深度的变化,作裂隙定量指标的统计。计。四、勘探工作量的合理使用四、勘探工作量的合理使用 根据水电工程地质勘察统计资料,已建工程的勘探工作量根据水电工程地质勘察统计资料,已建工程的勘探工作量与下列因素有关:与下列因素有关:1、工程建筑物的规模、尺寸、地质复杂程度;、工程建筑物的规模、尺寸、地质复杂程度;2、工程地质问题的研究深度;、工程地质问题的研究深度;3、规划设计方案的
3、变化;、规划设计方案的变化;4、管理体制和目的性方面的缺陷,盲目追求工作量;、管理体制和目的性方面的缺陷,盲目追求工作量;5、规划设计单位的变更。、规划设计单位的变更。水电工程中勘探工作量的指标:水电工程中勘探工作量的指标:勘探指数勘探指数=勘探工程进尺勘探工程进尺/(坝长(坝长坝高)坝高)统计表明,勘探指数与岩石类型有关,其由高到低顺序:统计表明,勘探指数与岩石类型有关,其由高到低顺序:石灰岩、白云岩、花岗岩、砂泥岩互层、变质岩、片岩、片麻石灰岩、白云岩、花岗岩、砂泥岩互层、变质岩、片岩、片麻岩、砂板岩。岩、砂板岩。国内各水电工程的勘探指数一般高于国外工程的勘探指数国内各水电工程的勘探指数一
4、般高于国外工程的勘探指数33%75%,最高达数倍。除技术原因外,反映了体制和工作,最高达数倍。除技术原因外,反映了体制和工作目的性的问题。目的性的问题。勘察费用勘察费用/工程建设费用工程建设费用=14%,与地质条件及工程重要,与地质条件及工程重要性有关,简单场地性有关,简单场地0.51%,复杂场地,复杂场地2%,地下工程,地下工程3%,重,重大工程复杂条件大工程复杂条件4%。第二节第二节 钻探工程钻探工程一、岩土工程钻探的特点一、岩土工程钻探的特点 在岩土工程勘察中,钻探是最常用的一类勘探手段。在岩土工程勘察中,钻探是最常用的一类勘探手段。与坑探、物探相比较,钻探有其突出的优点,它可以在各与坑
5、探、物探相比较,钻探有其突出的优点,它可以在各种环境下进行,一般不受地形、地质条件的限制;能直接种环境下进行,一般不受地形、地质条件的限制;能直接观察岩心和取样观察岩心和取样 ,勘探精度较高;能提供作原位测试和监,勘探精度较高;能提供作原位测试和监测工作,最大限度地发挥综合效益;勘探深度大,效率较测工作,最大限度地发挥综合效益;勘探深度大,效率较高。因此,不同类型、结构和规模的建筑物,不同的勘察高。因此,不同类型、结构和规模的建筑物,不同的勘察阶段,不同环境和工程地质条件下,凡是布置勘探工作的阶段,不同环境和工程地质条件下,凡是布置勘探工作的地段,一般均需采用此类勘探手段。地段,一般均需采用此
6、类勘探手段。与一般的矿产资源钻探相比,岩土工程钻探有如下特与一般的矿产资源钻探相比,岩土工程钻探有如下特点:点:(1 1)钻探工程的布置,不仅要考虑自然地质条件,还需结)钻探工程的布置,不仅要考虑自然地质条件,还需结合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑合工程类型及其结构特点。如房屋建筑与构筑物一般应按建筑物的轮廓线布孔。物的轮廓线布孔。(2 2)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探)除了深埋隧道以及为了解专门地质问题而进行的钻探外,孔深一般十余米至数十米,所以经常采用小型、轻便的钻外,孔深一般十余米至数十米,所以经常采用小型、轻便的钻机。机。(3 3)钻孔多具综合目
7、的,除了查明地质条件外,还要取样、)钻孔多具综合目的,除了查明地质条件外,还要取样、作原位测试和监测等;有些原位测试往往与钻进同步进行,所作原位测试和监测等;有些原位测试往往与钻进同步进行,所以不能盲目追求进尺。以不能盲目追求进尺。(4 4)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方)在钻进方法、钻孔结构、钻进过程中的观测编录等方面,均有特殊的要求。如岩心采取率、分层止水、水文地质观面,均有特殊的要求。如岩心采取率、分层止水、水文地质观测、采取原状土样和软弱夹层、断层破碎带样品等要求。测、采取原状土样和软弱夹层、断层破碎带样品等要求。二、岩土工程钻探的特殊要求二、岩土工程钻探的特殊要求 为
8、了完成勘探工作的任务,岩土工程钻探有以下几项特殊为了完成勘探工作的任务,岩土工程钻探有以下几项特殊的要求:的要求:(1)(1)土层是岩土工程钻探的主要对象,应可靠地鉴定土层土层是岩土工程钻探的主要对象,应可靠地鉴定土层名称,准确判定分层深度,正确鉴别土层天然的结构、密度名称,准确判定分层深度,正确鉴别土层天然的结构、密度和湿度状态。为此,要求钻进深度和分层深度的量测误差范和湿度状态。为此,要求钻进深度和分层深度的量测误差范围应为围应为0.050.05m m,非连续取心钻进的回次进尺应控制在非连续取心钻进的回次进尺应控制在1 1m m以内,以内,连续取心的回次进尺应控制在连续取心的回次进尺应控制
9、在2 2m m以内;某些特殊土类,需根以内;某些特殊土类,需根据土体特性选用特殊的钻进方法;在地下水位以上的土层中据土体特性选用特殊的钻进方法;在地下水位以上的土层中钻进时应进行干钻,当必须使用冲洗液时应采取双层岩心管钻进时应进行干钻,当必须使用冲洗液时应采取双层岩心管钻进。钻进。(2)(2)岩心采取率要求较高。对岩层作岩心钻探时,一般岩心采取率要求较高。对岩层作岩心钻探时,一般岩石不应低于岩石不应低于80%80%,破碎岩石不应低于,破碎岩石不应低于65%65%。对工程建筑物至。对工程建筑物至关重要需重点查明的软弱夹层、断层破碎带、滑坡的滑动带关重要需重点查明的软弱夹层、断层破碎带、滑坡的滑动
10、带等地质体和地质现象,为保证获得较高的岩心采取率,应采等地质体和地质现象,为保证获得较高的岩心采取率,应采用相应的钻进方法。例如,尽量减少冲洗液或用干钻,采取用相应的钻进方法。例如,尽量减少冲洗液或用干钻,采取双层岩心管连续取心,降低钻速,缩短钻程。当需确定岩石双层岩心管连续取心,降低钻速,缩短钻程。当需确定岩石质量指标质量指标RQDRQD时,应采用时,应采用N N型双层岩心管钻进,其孔径为型双层岩心管钻进,其孔径为7575mmmm,采取的岩心直径为采取的岩心直径为5454mmmm,且宜采用金刚石钻头。且宜采用金刚石钻头。(3)(3)钻孔水文地质观测和水文地质试验是岩土工程钻探的钻孔水文地质观
11、测和水文地质试验是岩土工程钻探的重要内容,借以了解岩土的含水性,发现含水层并确定其水重要内容,借以了解岩土的含水性,发现含水层并确定其水位位(水头水头)和涌水量大小,掌握各含水层之间的水力联系,测和涌水量大小,掌握各含水层之间的水力联系,测定岩土的渗透系数等。按水文地质要求观测。分层止水、水定岩土的渗透系数等。按水文地质要求观测。分层止水、水位观测。位观测。(4)(4)在钻进过程中,为了研究岩土的工程性质,经常需在钻进过程中,为了研究岩土的工程性质,经常需要采取岩土样。坚硬岩石的取样可利用岩心,但其中的软弱要采取岩土样。坚硬岩石的取样可利用岩心,但其中的软弱夹层和断层破碎带取样时,必须采取特殊
12、措施。为了取得质夹层和断层破碎带取样时,必须采取特殊措施。为了取得质量可靠的原状土样,需配备取土器,并应注意取样方法和操量可靠的原状土样,需配备取土器,并应注意取样方法和操作工序,尽量使土样不受或少受扰动。采取饱和软粘土和砂作工序,尽量使土样不受或少受扰动。采取饱和软粘土和砂类土的原状土样,还需使用特制的取土器。类土的原状土样,还需使用特制的取土器。三、钻孔设计三、钻孔设计为充分论证钻探工作的布置并逐孔编制钻孔设计书内容。为充分论证钻探工作的布置并逐孔编制钻孔设计书内容。(1 1)钻孔目的及地形地质概况。)钻孔目的及地形地质概况。目的层目的层 工程地质目的及意图。工程地质目的及意图。(2 2)
13、钻孔类型、深度及钻孔结构设计。)钻孔类型、深度及钻孔结构设计。例例 :有冰水沉积物的坝址河谷区钻孔设计:有冰水沉积物的坝址河谷区钻孔设计。深度深度地质年代地质年代岩性岩性钻进方钻进方式式孔径孔径套管套管工程地质工程地质 要求要求0-3m alQ4 粘土 回转 250 取原状土样3-7al-plQ3 砂土 冲击 250 219 动探、扰动样7-15al-plQ3含砾粘土 回转 190 168 原状样、静探15-40 fglQ2 含漂砾卵砾石冲击130127动探、抽水试验40-50Mz-J强风化花岗岩回转(钢砂)110压水试验50-70Mz-J弱风化花岗岩金刚石91取岩样(3 3)岩土工程要求。)
14、岩土工程要求。包括岩心采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求。编包括岩心采取率、取样、试验、观测、止水及编录等各方面的要求。编录的项目及应取得的成果资料有:钻孔柱状剖面图、岩心素描录的项目及应取得的成果资料有:钻孔柱状剖面图、岩心素描(或照相或照相)、钻、钻进观测、试验记录图及水文地质日志等。进观测、试验记录图及水文地质日志等。(4 4)说明钻探结束后对钻孔的处理意见。)说明钻探结束后对钻孔的处理意见。四、钻孔观测与编录四、钻孔观测与编录 钻孔观测与编录是钻进过程的详细文字记载,也钻孔观测与编录是钻进过程的详细文字记载,也是岩土工程钻探最基本的原始资料。因此在钻进过程是岩土工程钻探
15、最基本的原始资料。因此在钻进过程中必须认真、细致地做好观测与编录工作,以全面、中必须认真、细致地做好观测与编录工作,以全面、准确地反映钻探工程的第一手地质资料。准确地反映钻探工程的第一手地质资料。钻孔观测与编录的内容包括:钻孔观测与编录的内容包括:1 1、岩心观察、描述和编录岩心观察、描述和编录 对岩心的描述包括地对岩心的描述包括地层岩性名称、分层深度、岩土性质等方面。层岩性名称、分层深度、岩土性质等方面。不同类型的岩土其岩性描述的内容为:不同类型的岩土其岩性描述的内容为:(1)(1)碎石土:颗粒级配;粗颗粒形状、母岩成分、风化程度,碎石土:颗粒级配;粗颗粒形状、母岩成分、风化程度,是否起骨架
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