巖土工程野外描述

1、巖土工程野外描述培訓教材近年來勘察市場的競爭從初期的價格競爭到目前價格、質量競爭，市場對企業(yè)的要求 越來越高， 這就需要企業(yè)有一批高素質的員工做保證， 只有高素質的作業(yè)層才會有高質量的 技術資料。 鉆探記錄員專業(yè)素質的高低直接決定了第一手資料的準確性與可靠性， 在為公司 的發(fā)展培養(yǎng)一批專業(yè)技術過硬的技術工人的思想指導下， 我們特意編寫了本教材， 旨在用最 簡潔的方式， 使我公司記錄員的專業(yè)技術水平在短期內有一定程度的提高， 使公司記錄員上 崗資格化，野外記錄格式規(guī)范化，減少技術人員在后續(xù)的資料整理過程中的盲目性。本教材共分九章，簡要地介紹了巖土的成因類型，各類土的一般特性和肉眼觀測特征， 野外

2、記錄所要描述的內容以及鉆探、取土及孔內原位測試的一般要求。學習結束，要求各記錄員掌握一般粘性土、粉土、砂土、碎石類土及軟土的野外基本 鑒定方法， 選擇合理鉆具，正確進行原狀樣的采集和鉆孔內原位測試， 并進行準確記錄。了 解三類巖石的基本特征掌握巖石采取率、 RQD 的計算方法、地下水位的觀測和水樣的采集， 基本掌握特殊土的特征和描述內容，了解其鉆探、取樣方法等。第一章 粘性土粘性土分為粉質粘土和粘土一、粉質粘土定義：塑性指數大于 10 且小于或等于 17 的土應定名為粉質粘土，肉眼 觀察，細土中有砂粒，干時不堅硬，用錘可打成細土粒，濕時有塑性有粘結力，能搓成0 -2mm 的土條，長度較小，用手

3、搓、捻感覺有少量細顆粒，稍有粘滯感覺。二、粘土定義：塑性指數大于17 的土定為粘土，肉眼觀察較細膩，一般無砂粒，干時很堅硬， 用錘可打成碎塊， 濕時塑性粘性大， 土團壓成餅時， 邊部不裂， 能搓成0 =0.5mm 的土條，長度不少于手掌，用手搓捻有滑潤感覺，當水分較大時，極為粘手，感覺不到有顆 粒存在。三、描述內容：顏色、狀態(tài)、包含物、光澤反應、搖震反應、結構及層理特征1、顏色：主色在后，次色在前。2、狀態(tài)： 堅硬：干而堅硬，很難掰成塊。 硬塑：用力捏先裂成塊后顯柔性，手捏感覺干，不易變形，手按無指印。 可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印。 軟塑：手捏很軟，易變形，土塊掰時似橡皮，用力不大就能

4、按成坑。 流塑：土柱不能直立，自行變形。3、包含物：貝殼、鐵錳結核、高嶺土姜結石等。4、光澤反應：用取土力切開土塊，視其光滑程度分為 切面粗造為無光澤。 切面略粗造（稍光滑）為稍有光澤。 切面光滑為有光澤。5、 搖震反應： 試驗對應將軟塑 流動的小土塊或土球，放在手掌中反復搖晃，并以另一手掌 振擊此手掌，土中自由水將滲出，球面呈現光澤。用手指捏土球，放松后水又被吸入，光澤 消失，根據土球滲水和吸水反應快慢可區(qū)分為： 立即滲水及吸水者為反應迅速。 滲水及吸水中等者為反應中等。 滲水和吸水慢及不滲，不吸者為反應慢或無反應。3mm4、韌性試驗：將含水率略在于塑性的土塊在手中揉捏均勻，然后在手掌中搓成

5、直徑 的土條，再揉成土團，根據再次搓條的可能性，可分為： 能揉成土團，再搓成條，捏而不碎者為韌性高 可再揉成團，捏而不碎者為韌性中等 勉強或不能再揉成團，稍捏或不捏即碎者為韌性差5、干強度：試驗時將一小塊土捏成小土團，風干后用手指捏碎，根據用力大小區(qū)分為 很難或用力才能捏碎或掰斷者為干強度高 稍用力即可捏碎或掰斷者為干強度中等 易于捏碎和捻成粉未者為干強度低6、 結構及層理特征：對同一土層中相間呈韻律沉積，當薄層與厚層的厚度比大于1/3 時， 宜定為“互層”；厚度比為 1/101/3時，宜定為“夾層”；厚度比小于 1/10 的土層，且多次出 現時，宜定為“夾薄層” 。7、對具有互層、夾層、夾薄

6、層特征的土，尚應描述各層的厚度和層理特征。第二章 粉 土一、定義：粒徑大于 0.075mm 的顆粒質量不超過總質量的 50%，且塑性指數等于或小 于 10 的土應定名為粉土。肉眼觀察絕大部分是粉粒，砂粒少，干時土塊結合不夠堅固，微 力即散成粉末，濕時有流動性，土球經振動可成餅狀，在手中可捏成團，能搓成03mm的短土條。用手搓捻無粘滯感覺，較粗糙，大部分是粉末。二、描述內容：顏色、包含物、濕度、光澤反應、搖震反應、層理特征1、顏色：主色在后，次色在前。2、 包含物：云母、貝殼、石英、氧化鐵浸染條紋（帶）、高嶺土條紋（團塊）等。3、濕度：分稍濕、濕、很濕。 稍濕：土擾動后不易握成團，一搖即散。 濕

7、：土擾動后能握成團，搖動時土表面稍出水，手中有濕印，用手捏水即吸回。 很濕：水位以下，用手搖動時有水流出，土體塌流成扁圓形。4、層理特征：層厚及夾層情況 ,對同一土層中相間呈韻律沉積，當薄層與厚層的厚度 比大于 1/3 時，宜定為“互層” ；厚度比為 1/101/3 時，宜定為“夾層” ；厚度比小于 1/10 的 土層，且多次出現時，宜定為“夾薄層” 。第三章 砂 土、定義：粒徑大于 2mm的顆粒質量不超過總質量的50%，粒徑大于0.075mm的顆粒質量超過總質量 50%的土、應定名為砂土，肉眼觀察絕大部分是砂粒，干時松散，濕時無 塑性，搓不成條，用水搓捻時感覺砂粒，無滑潤感覺。、描述內容：砂

8、土應描述顏色、礦物組成、顆粒級配、顆粒形狀、粘粒含量、濕度、密實度等、層理特征。1、顏色：主要顏色在后，次要顏色在前，如黃褐、青灰等。2、礦物組成：砂土主要礦物組成：石英、云母、長石等。3、顆粒級配： 礫砂：粒徑大于 2mm的顆粒質量占總質量 25%-50%； 粗砂：粒徑大于 0.5mm的顆粒質量超過總質量的50%； 中砂：粒徑大于 0.25mm的顆粒質量超過總質量的 50%； 細砂：粒徑大于 0.075mm的顆粒質量超過總質量的 85%; 粉砂：粒徑大于 0.075mm的顆粒質量超過總質量的 50%。4、顆粒形狀：描述顆粒的磨圓度。5、粘粒含量：所含粘性土占總質量的百分比。6、濕度：稍濕、很

9、濕、飽和 稍濕：呈松散狀，用手握時感到濕、涼，放在紙上不會浸濕，加水時吸收很快。 很濕：可以勉強握成團，放在手上有濕感、水印，放在紙上浸濕很快，加水時吸 收很慢。 飽和：鉆頭上有水，放在手掌上水自由滲出。7、密實度：砂土的密實度應根據標準貫入試驗錘擊數實測值N劃分為密實、中密、稍密和松散，并應符合下表的規(guī)定。標準貫入錘擊數 N密實度NW 10松散10NW 15稍密標準貫入錘擊數N密實度1530密實第四章碎石土一、定義：粒徑大于2mm的顆粒質量超過總質量 50%的土，應定名為碎石土，并按下表進一步分類；碎石土分類土的名稱顆粒形狀顆粒級配漂石圓形及亞圓形為主粒徑大于200mm的顆粒質量超過總質量

10、50%塊石棱角形為主卵石圓形及亞圓形為主粒徑大于20mm的顆粒質量超過總質量 50%碎石棱角形為主圓礫圓形及亞圓形為主粒徑大于2mm顆粒質量超過總質量 50%角礫棱角形為主二、描述內容：顆粒級配、顆粒形狀、顆粒排列、母巖成分、風化程度、充填物性質 和充填程度、密實性、層理特征。1、顆粒級配：不同粒徑碎石占總質量的百分比 漂石、塊石、粒徑大于 200mm超過總質量的50%； 卵石、碎石、粒徑大于 20mm小于200mm超過總質量的50%； 圓礫、角礫、粒徑大于 2mm小于20mm超過總質量的50%。2、顆粒形狀 塊石、碎石、角礫：以棱角形為主。 漂石、卵石、圓礫：以圓形及亞圓形為主。3、顆粒排列

11、：顆粒間排列、接觸方式。4、母巖成分： 巖漿巖：代表性巖石玄武巖花崗巖、流紋巖、輝綠巖等； 沉積巖：代表巖石泥巖、砂巖、頁巖、灰?guī)r、礫巖等； 變質巖：代表巖石千枚巖、板巖、片麻巖等。5、風化程度： 未風化：巖質新鮮，偶見風化痕跡； 微風化：結構基本未變，僅節(jié)理面有渲染或略有變色，有少量風化裂隙，用手錘 不易擊碎； 中等風化：結構部分破壞，沿節(jié)里有次生礦物，風化裂隙發(fā)育，巖體被切割成巖 塊，用鎬難挖，用手錘易擊碎，巖芯鉆方可鉆進； 強風化：結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，風化裂隙很發(fā)育，巖體破碎，用 鎬可挖，手可折斷，干鉆不易鉆進； 殘積土：組織結構全部破壞，已風化成土狀，鍬鎬易挖掘，干鉆易鉆

12、進，具可塑 性。6、充填物性質和充填程度：當充填物為粘性土、粉土、砂土充填應按充填物性質分別描述顏色、狀態(tài)、密實度、濕度等。7、密實性 按分類；重型動力觸探錘擊數密實度重型動力觸探錘擊數密實度20密實按N120分類超重型動力觸探錘擊數N120密實度超重型動力觸探錘擊數密實度N120W 3松散11N12oW 14密實314很密6( FR+fn Dih) a-q式中 P壓入取土器所需的力，單位為kN;F取土器的環(huán)狀面積，單位為m2；R土層抗壓強度，單位為 kPa；f取土器與土層的側壁摩擦阻力，單位為kPa其值見下表；Di取土器外徑，單位為 m;h取土器與孔壁的接觸長度，單位為m；a 尖端阻力系數(

13、各種均質土層為，砂礫石為 以上)；q 鉆具重量，單位為 KN。 快速壓入法 快速壓入法是將取土器快速、均勻地壓入土中。采用這種方法對土試樣的擾動程度最 小。目前較普遍使用的方法有兩種：活塞油壓筒法：此法采用比取土器稍長的活塞油壓筒通過以高壓，強迫取土器以等速 壓入土中。取土器與土層的側壁摩擦阻力f值土的類別f(kpa)土的類別f(kpa)流動性淤泥軟土15飽和粉砂3040流塑的粉質粘土飽和細砂及中砂4050軟塑粘土及粉質粘土1020密實中砂5060可塑粘土及粉質粘土3040粗砂及細礫75硬塑粘土及粉質粘土45堅硬粘土6075松散土10混雜的礫土及粘土8090粉土1030含砂的礫石90100鋼繩

14、、滑車組法：此法是借機械力量，通過鋼繩、滑車裝置將取土器以等速壓入土中。 回轉法這種方法是使用回轉式取土器取樣。取土時內管壓入取樣，外管回轉削切的廢土一般用機械鉆機靠沖洗液帶出孔口。使用這種方法取樣可減少土試樣的擾動程度，從而提高取樣三、取樣質量要求1、土試樣質量等級按照取樣方法及試驗目的，巖土工程勘察規(guī)范對土試樣的質量等級作出了規(guī)定,見下表，下表是不同取樣的方法與工具適用的土類及所取土樣質量等級。土試樣質量等級等級擾動程度試驗項目I不擾動土類定名、含水量、密度、強度參數、變形參數、固結 壓密參數n輕微擾動土類定名、含水量、密度出顯著擾動土類定名、含水量IV完全擾動土類定名注： 不擾動土試樣系

15、指雖原位應力狀態(tài)改變，但土的結構、密度、含水量變化很小，能滿足各項室內試驗要求的土試樣。 因無法取得I級土試樣而必須使用n級土試樣進行強度、變形、固結壓密參數試 驗時，應結合地區(qū)經驗慎重使用試驗成果。2、取樣技術要求在鉆孔中采取I 川級土試樣，操作方法應符合以下要求： 在地下水位以上鉆進遇水易于浸濕而影響土試樣質量的土層，不允許向孔內注水 或使用沖洗液。 在地下水位以下的軟土、粉土及砂土中鉆進宜采用泥漿護壁。如使用套管，應始終保持孔內水位等于或稍高于地下水位，且取樣位置至少應低于套管底部1 米。 如采用沖擊、振動等方法鉆進，至少應在預計取樣位置以上1 米開始改用回轉方式鉆至取樣位置。 下放取土

16、器之前應仔細清孔，孔底殘留浮土厚度不得大于取土器段廢土段長度 下放取土器時禁止沖擊孔底。 采取土試樣宜用快速靜力連續(xù)壓入法，避免錘擊時搖晃。 對粘性較強的土層，上提取土器之前可回轉3 圈，使土試樣從底端斷開。不同取樣方法與工具適用的土類及所取土試樣質量等級取樣方法與工具工具主要型號適用土類土試樣質量等級鉆孔 取 樣標準貫入器SPT粘性土、粉土、砂土川W厚壁敞口取土器粘性土、粉土、砂土n n中厚壁敞口取土器粘性土、粉土、砂土n n薄 壁 取 土 器敞口Shelby管，國產CB型粘性土、粉土I固定活塞Hvorslev 型，NGI型軟土、粉土、粉砂I水壓活塞Osterberg 型I n自由活塞Den

17、ison 型、pitcher 型I n回轉式取土器單動二重（一重）管I n雙動二重（一重）管Delft型、瑞典型粘性土、粉土、粉細砂I n薄膜（片）連續(xù)取土器硬粘土、中粗砂、礫石、軟巖I n螺紋鉆頭軟土、粉土I m巖芯鉆頭粘性土、粉土、砂土、軟巖川w探井（槽）取樣人工刻取塊狀土樣各種土類I注：1、取土器的設計與制造需符合表3-5技術標準2、取土器使用前，在其內壁涂上潤滑料。禁止使用刃口卷折、殘缺、取樣管壓 扁、內壁銹蝕、襯管卷折或搭接不平的取土器。3、土試樣封裝、保存及運輸I 川級土試樣的封裝、保存及運輸應符合下列要求： 取出土試樣應及時妥善裝箱，并填塞緩沖材料，避免運輸途中顛簸。對易于振動液

18、化、水份離析的土試樣宜就近進行試驗。 土試樣采取后至試驗前的存放時間不宜超過 3 周。四、標準貫入試驗：1、鉆進方法： 為保證標準貫入試驗用的鉆孔的質量， 要求采用回轉鉆進， 當鉆進至試驗標高以上 15cm 處，應停止鉆進。為保持孔壁穩(wěn)定，必要時可用泥漿或套管護壁。如使用水沖鉆進，應使用 側向水沖鉆頭， 不能用底端向下水沖鉆頭， 以使孔底土盡可能性少擾動。 鉆孔直徑在 150mm 間，鉆進時應注意以下幾點： 仔細清除孔底殘土到試驗標高； 在地下水位以下鉆進時遇承壓含水砂層，孔內水位或泥漿面始終應高于地下水位足 夠的高度，以減少土的擾動。否則會產生孔底涌土，大大降低 N 值。 當下套管時，要防止

19、套管下過頭，套管內的土未清除，貫入套管內的土，使 N 值急 增，不反映實際情況。 下鉆具時要緩慢下放，避免松動孔底土。 2、標準貫入試驗所用的鉆桿應定期檢查，鉆桿相對彎曲應小于1/1000 ，接頭應牢固，否則受錘擊后鉆桿會側后晃動。3、標準貫入試驗應采用自動脫鉤的自由落錘法，并減小導向桿與錘間的摩阻力，以保 持錘擊能量恒定，它對 N 值影響極大。4、標準貫入試驗時， 先將整個桿件系統連同靜置于鉆桿頂端的錘擊系統一起下到孔底， 在靜重下貫入器的初始貫入度，在國外也作記錄，加初始貫入度已超過 450mm ，不作錘擊 貫入試驗， N 值記為零。標貫試驗分兩段進行： 預打階段：先將貫入器打入土中150

20、mm ，錘擊已達 50 擊，貫入度未達 150mm ，記錄實際貫入度。 試驗階段：將貫入器再打入土中 300mm ，記錄每打入 10cm 的錘擊數，累計打入 300mm 的錘擊數即為標貫擊數 N 。累計擊數已達 50 擊（國外也有定為 100 擊的），而貫入 度未達300mm，應終止試驗，記錄實際貫入度厶s及累計錘擊數n。按下式計算貫入 300mm 的錘擊數 N。300nN= s式中 s對應錘擊數 n的貫入度（mm ）。5、在粗顆粒土中，也可用錐角為60的實心鋼錐頭代替貫入器，以免礫石或卵石損壞管靴刃口。6、標貫試驗可在鉆孔全深度范圍內等間距進行。間距為1.0m或2.0m;也可僅在砂土、粉土等欲試驗的土層范圍內等間距進行。第八章 記錄要求一、鉆探記錄應在鉆探進行過程中同時完成，記錄內容應包括巖土描述及鉆進過程兩 個部分。二、鉆探現場記錄表的各欄均應按鉆進回次逐項填寫。在每個回次中發(fā)現變層時，應 分行填寫，