岩土工程勘察描述技术介绍规程
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北方勘察设计研究院企业标准
QB03-2005 岩土工程勘察描述技术规程
中国兵器工业北方勘察设计研究院
目录 (1)
1.1一般规定 (1)
1.2量尺记录 (1)
1.3取样与原位测试 (2)
1.4地下水 (3)
1.5探井验收及编录 (3)
2岩石描述
2.1一般规定 (3)
2.2描述项目 (4)
2.3描述内容与鉴定 (4)
3碎石土描述
3.1一般规定 (5)
3.2碎石土分类 (6)
3.3描述内容 (6)
4砂土描述
4.1一般规定 (8)
4.2砂土分类 (8)
4.3描述内容 (8)
5粉土描述
5.1一般规定 (10)
5.2鉴定与描述 (10)
6粘性土描述
6.1一般规定 (12)
6.2现场鉴定 (12)
6.3描述内容 (12)
7特殊性岩土描述要点
7.1湿陷性土 (12)
7.2红粘土 (14)
7.3软土 (14)
7.4混合土 (15)
7.5填土 (15)
7.6多年冻土 (16)
7.7膨胀岩土 (16)
7.8盐渍岩土 (17)
7.9风化岩和残积土 (17)
7.10污染土 (18)
附录A现场记录表 (20)
附录B标准贯入(动力触探)试验记录表 (21)
附录C取土器规格及适用地层 (22)
附录D第四纪地层成因类型符号 (23)
附录E岩石分类特征表 (24)
附录F黄土地质年代划分和现场特征表 (25)
1总则
1.1一般规定
1.1.1现场描述是岩土工程勘察基础工作内容之一,应客观反映所揭露的地层和层位分布,正确记录描述对象的性状、特征及包含物等,为内业资料分析整理提供准确完整的第一手资料。
1.1.2从事现场描述的人员为描述员,应具备良好的职业道德,由本专业技术员及以上职称的人员担任,其他人员从事此项工作,应通过本院统一组织学习和培训,经过考核合格后,颁发岗位证书,持证上岗。
1.1.3我院所有岩土工程勘察项目的描述工作,必须使用院统一的记录纸和相应的表格样签。
描述记录一律使用铅笔,不得用橡皮擦拭,需要改正时,可将更改内容划一横扛,把正确内容在旁边写出。
土(岩、水)样签或回次卡可使用圆珠笔或钢笔填写。
1.1.4现场描述应内容齐全,所有记录栏目都要有印记,不得漏项,严禁事后追记,注意保持记录的整洁。
每个勘察点描述完成后,描述员首先自查,确认无误后,在相应的责任栏上签字,及时送交项目负责人。
1.1.5现场作业开展前,项目负责人影响包括描述员在内的相关人员进行技术交底,说明技术要点,施工条件和注意事项,预计的勘察点深度和数量,取样和原位测试等,并将搜集了解到的地层、地下水等情况进行必要的介绍。
对于其他系统的勘察项目或有特殊要求的工程,如果有本规定以外的描述项目,项目负责人应特别加以说明。
1.1.6现场施工过程中,描述员应协助机长调查了解电线、电缆及各种管道等地下掩埋无的分布,避免安全事故的发生。
描述时发现异常(如遇溶洞、人防或特殊性岩土等),应在描述中作出记录,并把情况及时反馈给项目负责人。
如果需要改变的勘探点性质、深度或位置,必须按照我院现行的技术管理规定进行汇报,获得批准后方可进行。
1.2量尺记录
1.2.1粘性土、粉土、砂土、碎石土以及风化岩,每回次钻进0.5m左右为宜,最多不得超过1.0m。
中等风化~未风化岩石回次进尺不宜超过2.0m。
每回次记录一次,当出现变层时,应准确记录分层界限。
1.2.2回转钻进进尺控制可采用机上余尺法,任一时刻孔底深度D用以下试计算:D=S-L-H
式中S-钻具总长度(m),包括机上钻杆、钻杆、钻头(或取土器、标贯器)和各种接头的长度总和;
L-机台高,孔口表面至钻机转盘顶面的垂直距离(m);
H-机台余尺,钻机转盘顶面至钻杆顶端的距离(m)。
1.2.3冲击钻进进尺深度控制可采用刻度标记法,从钻头开始,在吊锤及钢丝绳上,自下而上每隔0.5m用粉笔或其他标记物做出明显连续的标记,起钻前,量测孔口至地面以上第一个标记线的距离,当次孔低深度等于累计标记线尺寸减去
该距离。
1.2.4每回次起钻之前,必须量测机上余尺或刻度距离,一边随时掌握当次的孔底深度;如果某一回次深度内发生变层,则变层界限为当次孔底深度减去至变层部位的高度。
记录分层界线精度误差不超过±5cm。
1.2.5同一土层中相间成韵律沉积,当薄层与厚层的厚度比为1/10~1/3时,宜定名为夹层,较厚的土层写在前边,如粘土夹粉砂层;当厚度比大于1/3时,宜定名为互层,如粘土与粉砂互层;当厚度比小于1/10的土层,且有规律的多次出现时,宜定名为夹层,如粘土夹薄层粉砂。
1.2.6厚度大于0.5m的层位,应单独分层。
1.3取样与测试
1.3.1为取得高质量的的土试样,应根据钻进地层选用适宜的钻进方法和取土器。
在取样之前,认真检查刃口的完整性,铁皮(塑料筒)安装牢靠到位。
国内目前常用的取土器规格及性能见附录C。
1.3.2对黄土类土,土样直径不应小于120mm,其他类别的土样不小于108mm。
采用冲击钻进时,取样前宜使用120mm取土器进行清孔,并保持孔底干净,残留的虚土厚度不得大于5cm。
从钻孔(探井)内取出的原状土样,应即刻封存,能够及时(当日或次日)送达实验室的土试样可用胶带封存,否则应使用蜡封。
封土时将填写完整的土试样标签粘贴在取土筒的侧面(避开取土筒的闭合缝),字迹上端为土样的上方。
同时在现场记录表右栏中填写土样编号和取土深度,如有其它情况,可以备注栏中标出。
在土样的存放和运输过程中,应注意防晒、防冻、防摔、防震、防上下颠倒。
砂土和碎石土中的扰动样可用土样筒或塑料袋保存,选择样品时要注意试样的代表性,可采用四分法采样,碎石土每件不宜少于5.0kg,砂土不宜少于2.0kg (标贯样品除外)。
岩石试样可在钻探岩芯中选取,要注意样品在所属地层中的代表性,一般应取自层位的中上部;以抗压试验为主要目的样品,每件不得少于3块(段),直径不宜小于89mm,高度不宜小于直径的2倍。
对软质岩和极软岩试样,应及时进行蜡封,以防止软化崩解。
1.3.3钻探中的测试项目主要包括标准贯入试验和重型(超重型)圆锥动力触探试验,试验结果应单独填写在标准贯入(动力触探)试验记录表中(记录格式见附表B)。
试验时地面以上余尺不宜超过1.50m,每次试验前,应认真检查标准贯入仪刃口或圆锥探头锥尖,如发现卷刃、崩口或变形,应及时更换。
标准贯入试验时,孔内虚土厚度不得超过10cm,从孔底深度算起,先预打15cm,然后分三次记录10cm的锤击数,累计打入30cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N,同时记录下该次试验的钻杆长度(包括标贯器)。
当已达到50击,而贯入深度尚不足30cm时,科技路50击的实际贯入深度,按下式②换算成相当于30cm标准贯入试验锤击数N,并终止试验。
N=30×50/△s
式中△s—50击时的贯入深度(cm)。
试验完成后,描述员应将标贯器打开,认真观察标贯器内样品的特征,在记录表的地层描述一栏中作出相应的记录。
当技术要求需要判定液化时,应对标贯器中有效的样品进行编录保存,与其他样品一并送达实验室进行颗分试验。
重型(超重型)圆锥动力触探试验应连续贯入,并用手扶正以保持探杆的垂
直度,锤击速率宜保持在15~30击/分钟。
每贯入1m,宜将探杆转动一圈半;当贯入深度超过10m时,每贯入20cm宜将探杆转动一次;对重型动力触探,当连续三次N63.5>50时,可停止试验或改为超重型动力触探。
现场记录内容包括:钻杆长度,锤击数,地下水位(水下试验时)。
锤击数记录可选用下列二种记录方式的一种:对于较难贯入的碎石土和密实的砂土,可采用10cm为一记录单位;中密~松散的砂土,宜采用一阵击的记录方式,一般情况下,取5击为一阵击,用一阵击的贯入量,按③式换算成10cm贯入量的锤击数N63.5。
N63.5=10×n/△s ③
式中
n—一阵击的锤击数
△s—50击时的贯入深度(cm)。
1.4地下水
钻探过程中揭露出地下水,应及时记录初见水位,终孔后要对钻孔加以保护,然后量测精致水位,终孔至量测静止水位的时间间隔,视地层的渗透性而定,对砂土和碎石土不得少于0.5h,对粉土和黏性土不得少于8h。
如存在多地层地下水时,要采取隔水措施,分层测量地下水位。
当技术要求中有采取水样项目时,一般场地取水样数量不少于2件,建筑群不宜少于3件。
取水容器应使用相同水质的水清洗干净,一件水样按两瓶分装,每瓶不少于500ml,在其中一瓶中投入1~2g大理石粉。
贴上标签密封后,48h 内送实验室。
1.5探井验收及编录
本规程中的探井包括探井、探坑、探槽等由人工挖掘而完成的勘探点。
探井
的描述由项目负责人或描述员在井内完成,遵循先描述后取样的工作顺序,用皮尺自上而下量测各层的界限,直接观察并记录下土层性状的原位特征,描述完成后,有选择的在井壁上采取具有代表性的I级土样,土样可采取大块状,尺寸以20cm的立方体为宜,用胶带缠封后即刻送实验室,如果不能保证送验时间,应使用土样筒封存;每件土样数量依实验项目而定,一般不少于2筒。
探井描述和取样完成,并经项目负责人验收合格后,应及时进行回填,当探井处于基础影响范围内时,需分层回填夯实。
人工挖掘探井过程中必须注意安全,井下人员要佩戴安全帽,在砂土、碎石土等松散地层挖掘时,最大厚度不宜超过10m,否则,应采取护壁措施。
2岩石描述
2.1一般规定
2.1.1岩石是由一种或多种物质组成,按照其成因,可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩、变质岩三大类,各类岩石现场鉴定特征可参考附录E。
2.1.2岩石钻进时应选用适宜的钻头和钻进工艺,以提高岩芯的采取率。
除 2.2节记录内容外,尚应描述以下现场钻探反应;钻进难易程度和进尺的快慢,是否漏水及循环水的返水情况,钻进的平稳性,使用的钻头规格,套管口径及下置深度等。
2.1.3岩石中钻进每回次描述一次,对软岩和极软~~及强风化、全风化的各类岩,回次进尺不得超过1.0m,并进行标准贯入试验;在可溶岩地层中,当在预计的深度内发现岩溶时,应及时记录钻进情况以及填充性质。
2.2描述项目
钻探中对岩石的描述信息,主要从取出的岩芯获取,结合区域资料的收集和
钻探场地周边的踏勘调查结果。
对于不同的岩石,描述记录的内容应有侧重,一般情况下,岩石描述的内容有:地质年代、地质名称(岩性),颜色、风化程度、坚硬程度,主要矿物成分,结构,构造,完整性、岩芯采取率及岩石质量指标RQD等;沉积岩要描述沉积物的颗粒大小、形状、胶结物成分和胶结程度,岩浆岩和变质岩应描述矿物结晶大小和结晶程度。
对岩体的描述应包括岩层的产状、结构面、岩层厚度等。
2.3描述内容与鉴定
2.3.1地质年代:指岩石形成时所属的地质时期,划分的详细程度可根据了解的区域资料酌情掌握。
如古生界(代)、二叠纪(记)、燕山期、寒武系徐庄组等。
该项内容在现场记录表左侧地质年代及成因栏中,不属于必须记录的项目,如缺失区域资料时,也可以空缺。
2.3.2地质名称:指岩石的现场定名,根据岩芯的矿物成分、结构、构造的特征确定。
例如石英砂岩、安山岩、斜长角闪片麻岩、花岗岩等,记录在土的名称一栏,各类岩石的鉴定特征可参考附录E。
2.3.3颜色:指新鲜岩石断口处的颜色,如紫红色、深灰色等;如为中性非均一颜色,按次要色在前,主要色在后的排列顺序,如灰白色、黄褐色等。
2.3.4风化程度:掩饰的风化程度一般划分为六个等级:未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化、残积土(国内有的系统分级略有不同)。
划分岩石风化程度的测试试验指标指标是波速比和风化系数。
现场鉴定特征参考表1
表1 岩石风化程度现场鉴定
注:1波速比为风化岩石与新鲜岩石压缩波速度之比
2风化系数为风化岩石与新鲜岩石饱和单轴抗压强度之比
2.3.5坚硬程度:反应岩石的岩性、结构、矿物及胶结成分、风化程度的综合性特征,共分为5个等级,现场定性鉴定标准见表2。
2.3.6完整性:是对岩体完整程度的定性描述,主要取决于岩体中各类结构面的发育程度。
可描述为5个等级:完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。
在钻探
时,主要视岩芯的完整程度,参照岩石质量指标RQD和岩芯采取率而定。
岩石质量指标RQD是用75mm口径金刚石钻头,每回次钻进所取岩芯中,长度大于10cm的岩芯段之和与该回次进尺的比值,用百分数表示。
该项指标在现场取芯后用尺实际量测计算得出,记录在其他性质一栏中。
量测时必须严格区别岩石自然断裂和由钻进及取芯操作引起的断裂,新鲜的不规格的断裂面应忽略不计,断块纳入完整岩芯的长度中计数。
岩芯采取率为一回次所采取的岩芯总长度与钻进进尺的比值,用百分数表示。
表2 岩石坚硬程度等级现场鉴定
2.3.7在勘探场地及周边存在岩层露头,应使用罗盘量测岩层产状,将量测结果记录在备注栏;岩体结构面的描述包括类型、性质、产状、组合形式、发育程度、延展情况、闭合程度、粗糙程度、充填情况和充填性质以及充水性质等;岩层厚度的划分见附录E。
2.3.8结构、构造:掩饰的结构和构造受成因类型所控制,现场描述时可观察岩芯断口处的特征而定。
常见岩石的结构、构造见附录E。
3碎石土描述
3.1一般规定
粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土为碎石土。
现场描述的内容有:名称,成因类型、颜色、密实度、颗粒形状、颗粒级配及百分含量,母岩成分,充填物的性质及充填程度,颗粒的风化程度等,如果是在探井内,尚应描述碎石土的结构等。
3.2碎石土分类
碎石土的定名按粒径大小及颗粒级配,同时考虑颗粒形状综合确定,现场定名为六个类别,勘探时对所取出的样品进行目测或尺量,必要时可用简易工具称重,视其颗粒级配和颗粒形状,按由大到小的累积含量,以最先符合者确定其名
称。
其分类标准见表3
表3 碎石土分类
注:使用泥浆钻进工艺时,估计样品中的颗粒级配,要考虑水循环过程中细颗粒的损失。
3.3描述内容
3.3.1成因类型:碎石土的成因主要有:冲积、洪积、冰(水)积、崩积、坡积、残积等。
在不容易单独划分时,亦可描述为复合类型成因,如冲洪积、残坡积等,现场鉴定主要根据钻探样品的磨圆度和母岩成分,并参考勘探点所处的地貌单元部位综合确定。
一般情况下,冲洪积成因的碎石土,经过水流的冲刷和搬运,都有一定的磨圆、以圆形、亚圆形为主,坡积碎石磨圆度较差,多呈次棱角或棱角形;残积碎石则全部为棱角形。
另外,从碎石土的岩石成分上判断,冲洪积碎石经过长距离的搬运,成分较复杂,包含多种不同的岩性,坡积碎石岩性与附近山体岩性相同,而残积碎石与下伏母岩成分完全一致。
3.3.2颜色:碎石土由于岩性不一,充填物成分复杂,有时往往不容易确定出特征颜色。
在此情况下,应描述其最具有代表性的颜色。
如果颜色杂乱难以分辨,
可描述为杂色。
3.3.3密实度:密实度是碎石土最重要的性质之一。
一般按松散、中密、密实三档划分,现场鉴别从可钻进(可挖性)和样品骨架颗粒总质量两方面判断。
如果钻探过程中同时进行重型(超重型)圆锥动力触探,可结合锤击数,按松散、稍密、中密、密实四档进行划分,见表4
3.3.4颗粒级配:碎石土的颗粒级配是指其构成的粒径大小及各种粒径土的搭配关系。
现场描述可划分为:级配良好、级配一般,级配不良三个档次。
在钻探中对取得的样品颗粒构成进行目测,(在探井中可直接观察井壁上土中各不同粒组的分布情况),当粒径大小极不均匀,颗粒尺寸的范围很大且存在大量中间尺寸的颗粒时,鉴定为级配良好;当观察对象中某一尺寸的颗粒占绝对优势(级配均匀),或颗粒尺寸在一个范围内,但缺少某些尺寸的颗粒(不连续级配),可定为级配不良;介于二者之间时,描述为级配一般。
与颗粒级配相对应,描述中尚应记录出碎石土的一般粒径和最大粒径。
表4 碎石土密实度现场鉴别
注:N 63.5和N 120均为修正后的击数
当5<N 63.5≤10或3<N120
≤6,可定为稍密。
3.3.5颗粒形状:按四种类型划分,见表5。
3.3.6母岩成分及风化程度:母岩成分是指与其定名相对的颗粒岩性,当母岩成分混杂时,应描述其主要成分和次要成分;风化程度专指构成碎石土骨架颗粒的风化状态,这两项鉴定方法详见第二章的有关规定。
表5 碎石土颗粒形状现场鉴定
3.3.7充填物的性质及充填程度:碎石土中充填情况记录在现场记录表的其他性质一栏,当充填物为砂土时,应描述其充填程度(完全充填,不完全充填);如果充填物为粘性土或粉土,描述其状态或湿度以及其他特殊性质。
当充填物小于5%时,可用少量表示,否则要按各类填充物所占质量估计其百分含量。
3.3.8碎石土的结构、构造:该项内容在钻探时无法鉴定,如果是探井(槽、坑)中,或是对现场的天然露头进行描述,可参照表6进行鉴定。
表6 碎石土结构构造现场鉴定
4砂土描述
4.1一般规定
粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量50%、大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土为砂土。
现象特征呈散粒状,无塑性;现场描述的主要项目有:名称、颜色、湿度、密实度、矿物成分、颗粒形状和颗粒级配以及包含物等。
4.2砂土分类
砂土定名按粒径大小结合级配关系确定,现场定名时,可根据目测和手捻感觉进行鉴别,按其颗粒级配可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂五个类别,以累计含量从大到小最先符合者确定,见表7
表7 砂土分类
4.3描述内容
4.3.1颜色:单一颜色的砂土不常见,复合颜色按主色在后次要颜色在前的顺序描述,如灰白色、褐黄色等。
4.3.2湿度:砂土湿度分为干、稍湿、很湿、饱和四档,现场鉴定可参照表8所
列特征描述。
表8 砂土湿度现场鉴定
4.3.3密实度:砂土密实度分为四档,现场描述可参照钻探(挖掘)的难易程度,结合标准贯入试验击数判定,见表9
表9 砂土密实度现场判定
注:N为实测击数
4.3.4矿物成分:构成砂土颗粒的矿物成分比较复杂,一般都具有较强的抗风化能力,多以石英、长石或角闪石为主,描述时应记录其主要及次要矿物成分,如主要由石英组成,暗色矿物次之;或成分以石英长石为主,云母次之。
4.3.5颗粒形状:砂土颗粒的表形特征,现场描述时可目测颗粒的形态,如棱角状、次棱角状,片状或不规则状等,进行简要的记述。
4.3.6颗粒级配:可参照3.3.4节(碎石土的颗粒级配是指其构成的粒径大小及各种粒径土的搭配关系。
现场描述可划分为:级配良好、级配一般,级配不良三个档次。
在钻探中对取得的样品颗粒构成进行目测,(在探井中可直接观察井壁上土中各不同粒组的分布情况),当粒径大小极不均匀,颗粒尺寸的范围很大且存在大量中间尺寸的颗粒时,鉴定为级配良好;当观察对象中某一尺寸的颗粒占绝对优势(级配均匀),或颗粒尺寸在一个范围内,但缺少某些尺寸的颗粒(不连续级配),可定为级配不良;介于二者之间时,描述为级配一般。
与颗粒级配相对应,描述中尚应记录出碎石土的一般粒径和最大粒径。
)
4.3.7包含物:当砂土成分比较单一时,可描述为砂质较纯;若其中包含有粘性土、粉土或碎石土等其他成分,应对包含物成分及特征进行描述,并估计其质量百分比;对其中的碎石土,尚应描述粒径的大小。
5粉土的描述
5.1一般规定
粉土是指塑性指数Ip等于或小于10且粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%的土,其现场特征介于粉砂和粘性土之间。
正常沉积的粉土构成以粉粒(0.075~0.005mm)为主,亲水性较差。
有时也会遇到颗粒构成中含有较多砂粒(>0.075mm)同时混有一定数量的粘粒的土,其室内定名也符合粉土的标准;这两类土工程性质有差别,描述中在其他性质一栏中应进行相应的记录。
粉土的现场描述内容包括:名称、颜色、包含物性质及质量百分比,摇振反应,光泽反应、干强度、韧性、湿度、密实度等。
5.2鉴定与描述
5.2.1名称:粉土现场定名可参考表10所列方法进行
表10 粉土分类
5.2.2颜色:目测鉴定,如果为非单一颜色,按主色在后次要颜色在前的顺序描述,如黄褐色、褐黄色等。
5.2.3包含物:当粉土的颗粒构成以粉粒为主,且成分单一,不含核、砂粒、碎石土颗粒、有机质成分等含量少于5%时,宜定为土质较均匀;超过5%时可定为土质不均匀,并按目测结果估计质量百分比,将包含物名称及含量等记录在其他性质一栏。
5.2.4土的现场简易鉴定:包括摇振反应、光泽反应、干强度和韧性四项,每项分别有三个描述等级。
这种鉴别方法对粉土和粘性土都适用,现场主要靠目测或手触,其鉴别结果即反应出土的固有特性,同时也与所确定土的定名相互印证。
简易鉴别的基本方法见表11
表11 粉土、粘性土现场简易鉴定
经过现场简易鉴定,所确定土的名称与鉴别特征应吻合一致,否则,应考虑土定名的准确性。
5.2.5湿度:粉土的湿度现场描述划分为三档:稍湿、湿、很湿。
室内试验按含水量确定,现场描述用手感结合目测鉴定。
鉴定方法见表12 表12 粉土适度现场鉴定
5.2.6密实度:反应粉土性质的重要指标之一,可划分为三档:稍密、中密、密实。
定量评价按孔隙比确定,现场鉴定按照钻进难易程度及孔(井)壁的稳定性估计。
见表13
表13 粉土密实度现场鉴定
6粘性土描述
6.1一般规定
粘性土为塑性指数塑性指数Ip大于10的土,可分为二个亚类:粘土和粉质粘土。
粘性土的描述项目主要有:颜色、状态、包含物、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性等。
6.2现场鉴定
粘性土分类按塑性指数划分,现场定性描述根据捻摸感觉和粘着程度估计,见表14
表14 粘性土的分类
6.3描述内容
6.3.1颜色:目测鉴定,如果非单一颜色,按主色在后次要颜色在前的顺序描述,
如黄褐色、褐黄色等。
6.3.2状态:粘性土的状态反应土的软硬程度,与土的颗粒成分、颗粒构成以及含水量有关。
描述时划分为五档,自硬至软分别是:坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。
室内土工试验指标以液性指数划分,现场鉴定可用手捏触感定性描述。
见表15
表15 粘性土状态现场鉴定。