岩土勘察的任务及方法

一、岩土勘察的任务

岩土勘察能够直接深入地下岩层获取工程地质条件资料，是探明深部地质情况的可靠方法。主要方式有工程地质钻探、物探和坑探，主要任务为：

1、探明建筑场地的岩性及地质构造以及各地层的厚度、性质及其变化；划分地层并确定其接触关系；划分风化带；研究岩层的产状、裂隙发育程度及其随深度的变化；研究褶皱、断裂、破碎带以及其它地质构造的空间分布和变化。

2、探明地面和物理地质现象，包括河谷阶地、冲洪积扇、坡积层的位置和土层结构；溶岩的规模及发育程度；滑坡及泥石流的分布、范围、特性等。

3、提取岩土样及水样，提供野外试验条件。

4、探明水文地质条件，即含水层、隔水层的分布、厚度、埋深、性质及地下水位。

二、岩土勘察的方法

1、坑探

坑探是在建筑场地挖探井或探槽以取得直观资料和原状土样，是一种不使用专用机具的常用勘探方法。利用坑探可以直接观察地层结构和变化，但可达的深度较浅。坑探的种类有探槽、探坑和探井。

探槽是挖掘成长条形且两壁常为倾斜上宽下窄的槽子，其断面有梯形或阶梯型两种。探槽一般在覆盖土层小于3.0m时使用，适用于了解地质构造线、断裂破碎带宽度、地层分界线、岩脉宽度及其延伸方向和采取原状土试样等。

挖掘深度不大且形状不一的坑，或成矩形的较短的探槽状的坑为探坑，深度一般为1.0～2.0m。

探井的深度一般大于3.0m，其断面形状为方形、矩形和圆形。

坑探中采取原状土样可按下列步骤进行：先在井底或井壁的指定深度处挖一直径大于土筒的土柱，将土柱顶面削平，套上两端开口的金属筒并削去筒外多余的土，一面削土一面将筒压入，直至筒完全套入土柱体后切断土体柱。然后削去两端多余的土体，盖上筒盖，用熔蜡密封后贴上标签并注明土柱的上下方向、编号等。

2、钻探

钻探是在地表用钻头钻入地层的勘探方法，是获取地质资料的重要方式，通过钻探采取原状岩土样和做现场力学试验也是工程地质钻探的任务之一。

钻机一般分为冲击式和回转式两种。冲击式钻机是利用卷扬机借钢丝绳带动有一定重量的钻具上下反复冲击，使钻头击碎孔底地层，形成钻孔后用抽筒提取岩石碎块或扰动土样。回转式钻机是利用钻机的回转器带动钻具旋转，磨消孔底地层而钻进，通常使用管状钻具，能取柱状岩芯样品。

3、钻孔柱状图

钻孔柱状图是为描述钻孔穿过岩层的层性、厚度、岩性、结构构造和接触关系、地下水取样和试验、钻孔结构和钻进等情况而编制的工程地质图。是分析工程地质条件和绘制地质断面图的重要依据。钻孔柱状图作为地下勘探信息可视化的基本工具，在各项工程的分析决策中起着重要的作用。柱状图的比例尺一般为1：100—1：500。

4、土试样的采取

钻探的主要任务之一是在岩土层中采取岩芯或原状土试样。在试样采取过程中应该保持其天然结构，如果试样的天然结构受到破坏，则试样已受到扰动，这种试样会被称为“扰动样”。在工程地质勘察中是不容许的。除非有明确说明另有所用，否则该扰动样作废。

原状试样有岩芯试样和土试样。岩芯试样由于比较坚硬，其天然结构难于破坏，但土试样很容易被扰动。因此，采取原状土试样是工程地质勘察中的一项重要技术。

但在实际工程地质勘察的钻探过程中，要取得完全不扰动试样是不可能的。造成土试样扰动有三个原因：

(1)外界条件引起的土试样的扰动，如钻进工艺、钻具选用、钻压、钻速、取土方法选择等。

(2)采样过程造成土体中应力条件发生了改变，引起土样内质点间的相对位移和组织结构的变化，甚至出现质点间的原有粘聚力的破坏。

(3)采取土样时，无论采用何种取土器。当切取土层时，都会使土样产生一定的压缩变形。壁越厚其变形量越大，造成的土样扰动就越大。

因此，在采取土试样过程中，应力求减小对土样的扰动，尽力排除各种可能增大扰动量的因素。

按照取样方法和试验目的，岩土工程勘察规范对土试样的扰动程度分成如下的质量等级：

一级—不扰动，可进行的试验项目有：土类定义、含水量、密度、强度系数、变形参数、固结压密系数。

二级—轻微扰动，可进行的试验项目有：土类定义、含水量、密度。

三级—显著扰动，可进行的试验项目有：土类定义、含水量。

四级—完全扰动，可进行的试验项目有：土类定义。

在钻孔取样时，采用薄壁取土器所采得的土样定为一～二级；采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土样定为二～三级；采用标准贯入器、螺纹钻头或岩芯钻头所采得的粘性土、粉土、砂土和软岩的试样定义为三～四级。

减少土试样扰动的注意事项

为保证土样少受扰动，采取土试样的过程中应注意以下事项：

1）在结构性敏感土层和较疏松砂土层中采用回转钻进，不得采用冲击钻进。

2）用泥浆护孔减少扰动。在孔中要保持足够的静水压力，防止因孔内水位过低导致孔底软粘性土或砂层产生松动或涌起。

3）取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁之间要有一定的距离，避免下放取土器时切削孔壁，挤进过多的废土。尤其在软土钻孔中，时有缩径现象，则更需加大取土器与孔壁的间隙。钻孔应保持孔壁垂直，以避免取土器切刮孔壁。

4）取土前的一次钻进不宜过深，避免下部拟取土样部位的土层受扰动。并且在正式取土前，把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉，避废土过多，取土器顶部挤压土样。

5）取土深度和进土深度等尺寸，在取土前均应丈量准确。

取土过程中，如提升取土器、拆卸取土器等每个操作工序，均应细致稳妥，以免造成扰动。取出的土应及时用蜡密封，并注明上下，贴上标签，作好记录。

在土样封存、运输和开工做试验时，都应注意避免扰动。严防振动、日晒、雨淋和冻结。