淺議巖土工程鉆探質(zhì)量應(yīng)注意的問題

耿志明

摘要: 從工程實(shí)際出發(fā),對巖土工程中鉆探方法、取樣以及巖土野外地質(zhì)編錄內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),并闡述巖土工程鉆探在工程勘察工作中的重要性。關(guān)鍵詞:工程地質(zhì)鉆探;取樣;地質(zhì)編錄;重要性 鉆探目前仍是巖土工程勘察最重要的手段,野外取樣、野外地質(zhì)編錄是取得第一手地質(zhì)信息資料的最基本、最基礎(chǔ)的工作方法,能否高質(zhì)量的對各種地質(zhì)現(xiàn)象、地質(zhì)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的全面的描述,直接關(guān)系著巖上工程勘察成果的質(zhì)量,所以這是一項(xiàng)非常重要的工作。其成果是進(jìn)行工程地質(zhì)評價(jià)和設(shè)計(jì)、施工的基礎(chǔ)資料,鉆探質(zhì)量的高低對整個(gè)地質(zhì)勘察的質(zhì)量起決定性作用。工程勘察工作中的鉆孔,往往孔深較淺,而且在城市建設(shè)工程勘察中,多遇的是第四系的松散堆積物,下面就第四系的松散堆積物中工程地質(zhì)鉆探的幾個(gè)問題進(jìn)行簡單探討。

1 工程地質(zhì)鉆探1.1 鉆探方法的選擇。選擇鉆探方法應(yīng)考慮地層特點(diǎn)及鉆探方法的有效性;能保證以一定的精度鑒別地層,了解地下水的情況;盡量避免或減輕對取樣段的擾動(dòng)影響。城市建筑物多在地形平坦、第四系松散堆積物發(fā)育的場地,可采用汽車鉆及l(fā)00型以上臺鉆進(jìn)行鉆進(jìn)。

對要求鑒別地層和取樣的鉆孔,均應(yīng)采用回轉(zhuǎn)方式鉆進(jìn),取得巖土樣品。遇到卵石、漂石、碎石、塊石等類地層不適用于回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)時(shí),可改用振動(dòng)回轉(zhuǎn)方式鉆進(jìn)。在地下水位以上的土層中應(yīng)進(jìn)行干鉆,不得使用沖洗液,不得向孔內(nèi)注水。在地下水位以下的飽和軟粘性土層、粉土層和砂層中宜采用泥漿護(hù)壁。1.2 回次進(jìn)尺要求。鉆探過程中應(yīng)控制回次進(jìn)尺,一般不宜超過1～2m。在土層中采用螺旋鉆頭鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)分回次提取擾動(dòng)土樣。回次進(jìn)尺不宜超過1.0m,在主要持力層中或重點(diǎn)研究部位,回次進(jìn)尺不宜超過0.5m,并應(yīng)滿足鑒別厚度小至20cm的薄層的要求。在水下粉土、砂土層中鉆進(jìn),當(dāng)土樣不易帶上地面時(shí),可用對分式取樣器或標(biāo)準(zhǔn)貫入器間斷取樣,其間距不得大于1.0m。取樣段之間則用無巖芯鉆進(jìn)方式通過,亦可采用無泵反循環(huán)方式用單層巖芯管回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)并連續(xù)取芯[1]?；卮芜M(jìn)尺不宜超過2m。

1.3 巖芯采取率要求。粘性土、粉土必須大于或等于90%;砂類土必須大于或等于70%;碎石類土必須大于或等于50%。2 取樣2.1 取樣方法的選擇。采取原狀樣時(shí)應(yīng)采用專用薄壁取土器,宜采取連續(xù)的靜壓方式取土,土樣貫入取土器,貫入速度不小于0.1m/s。2.2 取樣要求。取樣鉆孔必須圓直,孔徑應(yīng)比取土器外徑大1～2級,并不得有縮頸、塌孔現(xiàn)象;取土器入土長度不宜過長,對于粘性土不應(yīng)大于其直徑的3倍,軟土不應(yīng)大于其直徑的4倍;取土器進(jìn)入預(yù)定深度后,應(yīng)將取土器回轉(zhuǎn)幾圈,使樣品底端切斷后再提出取土器;土樣筒取出后必須擦拭干凈,不得進(jìn)水和松開,用刀將土樣兩端削平并蓋上土樣蓋;土樣、巖樣應(yīng)現(xiàn)場密封(膠帶)貼好標(biāo)簽,標(biāo)明土樣野外定名、鉆孔編號、深度及工程名稱。

2.3 原位測試。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn):飽和粉土和砂土,應(yīng)進(jìn)行標(biāo)貫試驗(yàn),測試深度為地面以下20m。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)應(yīng)在貫入器打入土中15cm后,開始記錄每打入10cm的錘擊數(shù)(日志中應(yīng)分別記錄10cm的錘擊數(shù)),累計(jì)打入30cm的錘擊數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)。

重型動(dòng)力觸探:碎石類土采用重型動(dòng)探確定密實(shí)程度,層厚時(shí)每2m取一擾樣樣,層厚小于0.5m應(yīng)詳細(xì)記錄。重型動(dòng)力觸探應(yīng)在清除孔底殘土后進(jìn)行,試驗(yàn)時(shí)分別記錄每打入10cm的錘擊數(shù)(日志中應(yīng)分別記錄10cm的錘擊數(shù)),每次試驗(yàn)至少連續(xù)打入50cm。貫入過程中應(yīng)不間斷地連續(xù)擊入,錘擊頻率應(yīng)控制在15～30擊/min。

3 地質(zhì)編錄3.1 基本要求。鉆孔地質(zhì)編錄應(yīng)按規(guī)定格式由經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的記錄員在現(xiàn)場及時(shí)填寫。記錄內(nèi)容應(yīng)準(zhǔn)確、齊全。字跡清晰。鉆孔記錄為原始記錄,用鉛筆填寫,不得涂改。鉆探記錄應(yīng)在鉆探進(jìn)行過程中同時(shí)完成,記錄內(nèi)容應(yīng)包括鉆進(jìn)過程及巖土描述兩部分野外鉆探記錄。鉆探現(xiàn)場記錄表的各欄均應(yīng)按鉆進(jìn)回次逐項(xiàng)填寫。在每個(gè)回次中發(fā)現(xiàn)變層時(shí),應(yīng)填寫分層標(biāo)簽。

3.2 鉆進(jìn)過程記錄內(nèi)容。使用的鉆進(jìn)方法、鉆具名稱、規(guī)格、護(hù)壁方式等;鉆進(jìn)的難易程度、進(jìn)尺速度、操作手感、鉆進(jìn)參數(shù)的變化情況;孔內(nèi)情況,應(yīng)注意縮徑、回淤、地下水位或沖洗液位及其變化等;取樣及原位測試的編號、深度位置、取樣工具名稱規(guī)格、原位測試類型及其結(jié)果;巖芯采取率、RQD值等;其余異常情況[1]。

3.3 巖土描述內(nèi)容。《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)規(guī)定土的鑒定應(yīng)在現(xiàn)場描述的基礎(chǔ)上,結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)的開土記錄和試驗(yàn)結(jié)果綜合確定。因此地層巖性描述不僅有外業(yè)編錄(原始)如碎石土的顆粒形狀、母巖成分、分化程度、充填物的性質(zhì)和充填程度、密實(shí)度等;砂土的顏色、礦物組成、形狀、密實(shí)度等;粉土的顏色、包含物;特性土的顏色、包含物、土層結(jié)構(gòu)等。而且還有室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,如碎石土的顆粒級配(顆分試驗(yàn));砂土的顆粒級態(tài)(粘性土)、搖震反應(yīng)、光澤反直、干強(qiáng)度、韌性等的描述。碎石土密實(shí)度的野外、室內(nèi)綜合鑒定,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002附錄B對碎石土野外鑒別有明確的規(guī)定,另外還有根據(jù)動(dòng)力觸探來確定密度的方法等等,最后綜合確定[2]。

從以上規(guī)定可以看出,碎石土、砂土地質(zhì)編錄側(cè)重點(diǎn)在野外,而粉土、粘性土地質(zhì)編錄應(yīng)結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果綜合描述的較多,所以一個(gè)好的工程技術(shù)編錄人員應(yīng)根據(jù)地層巖性的特點(diǎn)從室外到室內(nèi)綜合編錄。

3.4 地質(zhì)編錄應(yīng)重視的問題。工程勘察工作中的鉆孔編錄重點(diǎn)是鑒定和描述巖土的物理力學(xué)性質(zhì)。工程勘察鉆進(jìn)中,尤其是碎石土,很難取得完整的巖芯,因而進(jìn)度描述是區(qū)分地層巖性和同一巖性密實(shí)度的最直接的方法,這就要求編錄應(yīng)隨施工進(jìn)行,是動(dòng)態(tài)的,不象探井那樣可以下去仔細(xì)觀察,有些鉆孔(尤其是高層建筑)原位測試很多,能不能準(zhǔn)確、到位的作各種測試直接關(guān)系著成果報(bào)告的質(zhì)量好壞,因而編錄人員應(yīng)隨鉆探人員一起,認(rèn)真、細(xì)心的觀察和記錄其鉆探進(jìn)度并詳細(xì)的描述所取的巖芯。

在碎石土中鉆進(jìn),由于多使用泥漿沖洗液,巖芯采取率往往較低,尤其是其中的充填物砂很容易被沖洗液帶走,鉆探編錄往往很困難,因而鉆進(jìn)速度、鉆桿跳動(dòng)情況都是描述和確定各層界線的間接判斷的一種標(biāo)志,此時(shí)編錄人員的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)顯得相當(dāng)重要。如稍有疏忽,便很容易將持力范圍內(nèi)的一些夾層漏掉,而這些夾層的頂面埋探、厚度、力學(xué)性質(zhì)往往對工程性質(zhì)影響很大。因而應(yīng)在取心率低的地段多作原位測試,以了解其粒徑的變化和力學(xué)性質(zhì)的變化。

4 結(jié)論工程地質(zhì)鉆探是巖土勘察工作的重要環(huán)節(jié),其質(zhì)量直接影響巖土勘察工作的成果,對合理進(jìn)行工程設(shè)計(jì)起決定作用。工程地質(zhì)鉆探質(zhì)量必須重視。以上只是筆者簡單認(rèn)識,請同仁指正。