工程地质勘探与取样

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4、粘性土的稠度-是决定土的工程地质性质的重要指标，
分坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑5种状态。

5、含有物-土中含有非自身成分，如：植物根、碎砖瓦、 炉渣、有机质、贝壳、氧化铁等。记录应注明含有物的大 小和数量。

6、其他-碎石土、砂土应描述级配、砾石含量、最大粒径、
主要矿物成分。粘性土应描述断面形状、孔隙大小、粗糙
试坑展示图-四壁辐射
←浅井展示图 四壁平行展开
河底平硐示意图
平硐展示图
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四、地球物理勘探

原理、主要方法及应用、适用条件 1、原理: 地质体的物理状态 （电场、磁场、重力场），根据场特性和差异判明 导电性、磁性、弹性、密度、放射性、波动性 含水性、空隙性、固结状态。 地下各种地质现象，获得物性参数。
◈
⑴控制回次进尺-每钻进1~2米提钻，
准确分层、岩心鉴定、描述； ⑵岩芯采取率-一般要求达到80%， 破碎带要达到60%； ⑶孔中试验-按试验要求（如水文实 验-测水温、水位、分层止水）； ⑷取土要求-保持结构、含水量原状。
◈
◈
◈
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4、技术工作：


⑴钻孔设计书：

内容-
钻孔附近地形、地质情况； 斜孔交叉法勘探河床 岩层倾角较大时采用斜孔比
岩体结构、破碎带、裂隙、地下水等）；

f,掘进方法及要求；

g,取样位置、数量、规格、要求；
ｈ,实验项目及应注意的问题；


ｉ,应提交的成果。
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3.2 观察描述
a,地层岩性-成因年代、成份、结构、厚度、产状及接触
关系（注意软弱夹层的岩性、厚度、 泥化现象）；

ｂ,地质结构-断层、裂隙（组数、产状、性质、密度及延 展、穿切情况）、软弱结构面；

常用高频（200~300Hz）折射波法。
应用-判断覆盖层厚度、基岩起伏情况、风化壳 厚度及分带、寻找断层、确定岩石强度指标。


适用条件-地形起伏小；界面以上岩性均匀、无 屏蔽；界面两侧波速差异明显。
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五、勘探布置原则

◈ ◈ ◈ ◈
1、一般原则： ⑴目的明确--测绘为基础，明确要解决的问题； ⑵综合效益—重点突出、点面结合，考虑全局，综合布点；

岩芯总长度与回次进尺的百分比； b.岩芯获得率：

较完整岩芯长度与回次进尺百分比； c.岩石质量指标RQD：

大于10cm柱状岩芯与回次进尺的百分比。
岩石质量指标(RQD)的计算和分级
岩石 岩石 质量 质量 描述 指标 (RQD） 0~25 极劣的 25~50 劣的
50~75 不足的 75~90 好的

而这些部位也是钻探的难点，钻进遇到这 些部位常发生事故，进尺困难。 遇特殊岩土取芯、取样困难；

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三、工程地质坑探
1、概念：也叫掘进工程，是由地表向深部挖掘坑 槽或坑洞，以便工程地质人员直接深入地下了 解有关地质现象或进行实验等。
2、类型及适用条件
类型 轻 型 规格 适用条件
试坑 圆或方形小坑，深3~5m 探槽 长型槽，深3~5m
状土样，显 一定磨圆度的外来 著变软；粉 钙质结核体（礓结 土有振动液 石）及贝壳，或人 化现象 类遗物、建筑垃圾
碎石土密实度野外鉴别
密实度 骨架颗粒含量和排列
骨架颗粒含量大于总 质量70%，呈交错排 列，连续接触
可挖性
可钻性
密实
锹镐挖掘困难，撬棍 钻进极困难，冲击 可使松动 钻吊锤剧烈跳动 井壁较稳定 孔壁较稳定
方法 土名 粘土 干土状态 坚硬，锤 击才碎 手压土块 手搓 极细的均 质土 无均质感 湿土状态 湿土手搓情况 小刀切 切面光滑
可塑，滑腻， 易搓成d<0.5mm 粘性大
条，易滚成小球 无砂粒
粉质 粘土
可塑，略滑腻，能搓成d=1mm条，切面平整
可碎散 手压土块
有砂感 土质不均
砂

③钻进过程纪录掉钻、塌孔、涌砂、涌水、卡钻、回水的颜色

变化等。
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岩芯描述：
地层名称、分层深度、岩土性质（颜色成分、
湿度、密度、稠度、风化程度）。


⑶钻孔资料整理：
钻孔柱状图；
钻探操作及水文地质日志；


岩芯素描及说明
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◈
岩芯统计： 用于表达岩石质量好坏（完整性）。 a.岩芯采取率：
勘探孔编号 开孔日期 取水样深度
移位 年 月
高差 地下水位初见 静止 时间 日 天气 结孔日期 年 月 日 天气 量尺 司钻 纪录 互校 检查
碎石土与砂土野外鉴别
方法 土类 土名
观察颗粒粗细 半数颗粒接近或超过干枣 半数以上接近或超过绿豆 1/4强接近或超过绿豆 半数以上接近或超过小米
干土状态 分散 同上 同上 同上
第七章
第三节
岩土工程勘察
工程地质勘探与取样
一、工程地质勘探
1、勘探手段
常用的有三类：钻探、坑探和物探。
2、勘探任务
1）探明地下有关的地质情况，如地层岩性、断 裂构造。地下水位、滑动面位置等。 2）为深部取样及现场试验提供条件。如采取岩 土样供室内试验。 3）利用勘探孔进行某些项目的长期观测以及不 良地质现象处理等工作。
依据--勘察等级、阶段。

不同阶段评价内容不同，等级不同、场地复杂程
度不同，孔距也随之不同。


⑵确定孔深：
依据—建筑类型、勘察等级、阶段。
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3、施工顺序：
按轻、重、主、次，并考虑设备与季节因素。
控制性孔先施工。

控制性孔
—控制场地条件、建筑物关键部位、并为后期
勘察提供资料、施工周期长、或位于主要勘探
中密
骨架颗粒含量等于总 锹镐可挖掘， 钻进较困难，冲击 质量60~70%，呈交错 井壁掉块，能保持凹 钻吊锤不剧烈跳动 排列，大部分接触 面形状 孔壁有坍塌现象
骨架颗粒含量小于总 锹可挖掘， 钻进较容易，冲击 质量60%，排列混乱， 井壁易坍塌，取走大 钻时钻杆稍跳动 大部分不接触 颗粒，砂土立即坍落 孔壁易坍塌
90~100 很好的
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地基土野外鉴别
必要性
钻进过程中必须随时做好钻孔记录。由开钻到终孔，记录每 一钻的深度，鉴别、描述取出的土样，进行定名，作为绘制 地质剖面图的原始依据。

规范要求：野外记录应由经专业训练的人员承担，记录应真
实及时，按钻进回次逐段填写，严禁事后追记。


鉴别方法 野外鉴别要求快速。碎石土和砂土看粒径；粉粘土根据手捻 的滑腻感和砂粒感加以区分和鉴别。

应用专门的仪器探测地壳表层各种地质体的物理场 地质体的物理性质

地质体的性质差异越明显，物探成果越理想。
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2、方法-电法、震法、磁法、声波、放射、测井等
2.1电法-常用电阻率法
人工建立直流电场，测垂向或水平向电阻率变化，
推断（地下）地质体性状。

ａ电测深法-测点不变，增大极距，测量该点介质 随深度电阻率的变化。 ｂ电剖面法-极距不变，沿某方向平移，可测得某 层位剖面方向上电阻率变化。

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电阻率法: 实际应用 -划分地层、确定风化壳厚度、寻找断层、岩溶 洞穴、古河道、确定地下水含水层分布。


适用条件
-地形平坦，坡度小；盖层较薄；被测地层倾角
较小；层位稳定，电性差异较大；无屏蔽，无
电磁干扰。
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2.2 震法—人工激发地震波，根据不同介质中 弹性波传播速率的差异判断地质现象。
线上。
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小结：

钻探技术要求 分层、鉴定、描述；取芯、取样；孔中试验 坑探展示图


试坑、浅井、竖井-四壁辐射或平行；探槽展示 一底一壁；平硐展示五个面


物探原理、应用条件、适用范围 勘探布置原则

配合勘察阶段；围绕建筑物；考虑地质条件
思考题：

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勘探技术方法有哪些？各自的特点及适用条 件？ 钻探的技术要求？如何保证质量？ 勘探布置的原则？施工顺序？

条件、 目的、 方法、要求 用途指导钻探工程按 预期进行。


钻孔目的、应注意的问题；
钻孔类型、结构、孔深、钻
竖直孔更为适合

进方法、速度、固壁方式；

工程地质要求（取芯、取样、
试验、观测、编录）；

终孔要求。
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⑵观测、编录：
①岩芯观测、描述、记录；

②水文地质观测水位、水温、水质、冲洗液耗量；
浅井 圆（方）形，竖直，深5~15 m 竖井 圆（方）形，铅直，深大于15 m 平硐 有出口的水平坑道 石门 与竖井相连的水平巷道
早期阶段，揭示浅部地 质现象，如风化壳、第 四系、接触界面等，用 于取样及野外现场试验
后期阶段，重要工程、 洞室工程；探明重要地 质现象，用于深部取样、 试验
重 型
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ｃ,岩石风化分带及特点；
ｄ,地下水渗出点位置、特点、 涌水量；
ｅ,不良地质现象调查描述。 地表岩溶调查-测产状

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3.3 坑探工程编录（展示图）

试坑、浅井、竖井多采用四壁辐射或四壁平行展开法；
探槽展示图一般画底和一壁，坡度变化时可分段画。 平硐展示图一般把五个面全部画出。
探 槽 展 示 图
3、技术工作 --坑探工程设计书、观察描述、地质编录
3.1 设计书编制—

a,工程目的、类型、编号；

b,掘进深度及论证；
c,工程点附近地形地质概况；


d,施工条件（难易、掘进方法、地下水涌水及 措施、支护结构及材料）；
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3.1 设计书编制--续

e,工程地质要求（应描述的现象及应注意的问题-
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二、工程地质钻探
1、概念：指在地表下用钻头钻进地层，在地层内钻 成直径较小、并具有相当深度的圆筒形孔眼。 2、优点：

⑴ 不受地形、地质条件的限制；
⑵ 能直接观察岩芯和取样，勘探精度较高；
⑶ 能提供原位测试及监测工作； ⑷ 勘探深度大，效率较高。
钻 探
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3、技术要求：


钻探
钻探
北 京 铲
SH-30-2A型钻机
· 勘探· 勘
工程编号:
层 底 标 高 钻 进 深 度 变 层 深 度
探
野 外
孔
描 述
记
录
钻 进 强 度
单
套 取土 管 长 编 深度 钻 号 由 至 头 锤击 次数 或采 取比
工程名称:
岩性名称
颜 密 湿 稠 断面状态 色 度 度 度 及含有物
⑶配合勘察阶段--不同阶段勘察范围、深度不同，方法有别；
⑷围绕建筑物—建筑类型、规模、结构不同，对应的问题各 异，应区别对待，合理布置勘探；
◈
⑸考虑地质条件—沿变化最大方向布线，点距非均布，主要 考虑场地复杂程度；
⑹取长补短—方法的合理选择与配合。
◈
· 勘探·



2、孔距、孔深确定：
⑴确定孔距：
程度、是否有层理等。土中有特殊气味应注明。邻近设施 对土质的影响，如管道漏水使粘土变软。
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5、钻探难点：


遇复杂地层钻进困难
各种软弱夹层、结构面、断层破碎带通常 • 对策： 是勘察的重点，工程最关注的部位，要掌 更新和改进设备...... ； 握其分布规律、性质，勘察质量是关键。

提高钻探技术水平...... 。
粘性土稠度野外鉴别
土的稠度 鉴 别 方 法
坚硬
硬塑 可塑
手钻很费力，难以钻进，钻头取出土样用手捏不动，加 力土不变形，只能碎裂。
手钻较费力，钻头取出土样用手捏要用较大的力土略有 变形，立即碎散。 钻头取出土样，手指用力不大能按入土中，可捏成各种 形状。 钻头取出土样还能成形，手指按入土中不费力，可捏成 各种形状。 钻进容易，土样难取，取出的土样不能成形，放在手中 不易成块。
稍密
土的湿度野外鉴别
土的湿度 鉴 别 方 法
稍湿的 湿的 饱和的
经过扰动的土，不易捏成团，易碎成粉末。放在手中不 湿手，但感觉湿冷。 经过扰动的土，能捏成各种形状。放在手中会湿手，在 土表面滴水能慢慢渗入土中。 滴水不能渗入土中，可看到孔隙中的水发亮。
10
25
50
90
N10
软
较软
较硬
硬
轻型动力触探与稠度关系
稍可塑，不滑 难搓成d<2mm条，切面粗糙
腻，弱粘 滚成球易裂
粉土
成粉末
新近沉积粘性土野外鉴别
沉积环境 河滩及部分山 颜色 深暗，呈褐 结构性 含有物
结构性差， 无自身形成的粒状
前洪冲积扇的
表层，古河道 及填塞的湖塘 沟谷及河道泛 滥区
栗、暗黄或
灰色，含有 机质较多时 呈黑色
用手搅动原 结核体，但可含有
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土的野外描述

1、颜色-取决于组成土的矿物成分和其他成分，主色在
后，从色在前，如黄褐色；土中含氧化铁呈红、棕色，含
有机质呈黑色，含碳酸钙、高岭土呈白色。

2、密度-可根据钻进的速度和难易程度判别；或切新鲜 面观察，并用拇指加压判定。

3、湿度-可分为干土、稍湿、湿、饱和4种状态。地下 水深埋为干土；接近地下水位为湿土；水位以下为饱和。
湿土状态 无粘感 同上 同上 同上
湿润时用手 拍击 表面无变化 同上 同上 同上
碎 石 土
卵石 圆砾 砾砂 粗砂
砂 土
中砂
细砂 粉砂
半数以上接近或超过砂糖
颗粒类似粗玉米面 颗粒类似细白糖
基本分散
同上 部分轻微 胶结
同上
表面偶有水 印
轻微粘着 近饱和时表 感 面有水印 同上 近饱和时表 面翻浆
粘性土与粉土野外鉴别