岩土野外鉴别及工作手段

岩土野外鉴别及工作手段前言近年来勘察市场的竞争从初期的价格竞争到目前价格、质量竞争，市场对企业的要求越来越高，这就需要企业有一批高素质的员工做保证，只有高素质的作业层才会有高质量的技术资料。钻探记录员专业素质的高低直接决定了第一手资料的准确性与可靠性，在为公司的发展培养一批专业技术过硬的技术工人的思想指导下，我们特意编写了本教材，旨在用最简洁的方式，使我公司记录员的专业技术水平在短期内有一定程度的提高，使公司记录员上岗资格化，野外记录格式规范化，减少技术人员在后续的资料整理过程中的盲目性。本教材共分九章，简要地介绍了岩土的成因类型，各类土的一般特性和肉眼观测特征，野外记录所要描述的内容以及钻探、取土及孔内原位测试的一般要求。学习结束，要求各记录员掌握一般粘性土、粉土、砂土、碎石类土及软土的野外基本鉴定方法，选择合理钻具，正确进行原状样的采集和钻孔内原位测试，并进行准确记录。了解三类岩石的基本特征掌握岩石采取率、RQD的计算方法、地下水位的观测和水样的采集，基本掌握特殊土的特征和描述内容，了解其钻探、取样方法等。1第一章粘性土粘性土分为粉质粘土和粘土一、粉质粘土定义：塑性指数大于10且小于或等于17的土应定名为粉质粘土，肉眼观察，细土中有砂粒，干时不坚硬，用锤可打成细土粒，湿时有塑性有粘结力，能搓成φ0.5-2mm的土条，长度较小，用手搓、捻感觉有少量细颗粒，稍有粘滞感觉。二、粘土定义：塑性指数大于17的土定为粘土，肉眼观察较细腻，一般无砂粒，干时很坚硬，用锤可打成碎块，湿时塑性粘性大，土团压成饼时，边部不裂，能搓成φ=0.5mm的土条，长度不少于手掌，用手搓捻有滑润感觉，当水分较大时，极为粘手，感觉不到有颗粒存在。三、描述内容：颜色、状态、包含物、光泽反应、摇震反应、结构及层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。2、状态：①坚硬：干而坚硬，很难掰成块。②硬塑：用力捏先裂成块后显柔性，手捏感觉干，不易变形，手按无指印。③可塑：手捏似橡皮有柔性，手按有指印。④软塑：手捏很软，易变形，土块掰时似橡皮，用力不大就能按成坑。⑤流塑：土柱不能直立，自行变形。3、包含物：贝壳、铁锰结核、高岭土姜结石等。4、光泽反应：用取土力切开土块，视其光滑程度分为①切面粗造为无光泽。②切面略粗造（稍光滑）为稍有光泽。③切面光滑为有光泽。5、摇震反应：试验对应将软塑~流动的小土块或土球，放在手掌中反复摇晃，并以另一手掌振击此手掌，土中自由水将渗出，球面呈现光泽。用手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失，根据土球渗水和吸水反应快慢可区分为：①立即渗水及吸水者为反应迅速。②渗水及吸水中等者为反应中等。③渗水和吸水慢及不渗，不吸者为反应慢或无反应。24、韧性试验：将含水率略在于塑性的土块在手中揉捏均匀，然后在手掌中搓成直径3mm的土条，再揉成土团，根据再次搓条的可能性，可分为：①能揉成土团，再搓成条，捏而不碎者为韧性高②可再揉成团，捏而不碎者为韧性中等③勉强或不能再揉成团，稍捏或不捏即碎者为韧性差5、干强度：试验时将一小块土捏成小土团，风干后用手指捏碎，根据用力大小区分为①很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高②稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等③易于捏碎和捻成粉未者为干强度低6、结构及层理特征：对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/10~1/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。7、对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度和层理特征。3第二章粉土一、定义：粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50%，且塑性指数等于或小于10的土应定名为粉土。肉眼观察绝大部分是粉粒，砂粒少，干时土块结合不够坚固，微力即散成粉末，湿时有流动性，土球经振动可成饼状，在手中可捏成团，能搓成φ3mm的短土条。用手搓捻无粘滞感觉，较粗糙，大部分是粉末。二、描述内容：颜色、包含物、湿度、光泽反应、摇震反应、层理特征1、颜色：主色在后，次色在前。2、包含物：云母、贝壳、石英、氧化铁浸染条纹（带）、高岭土条纹（团块）等。3、湿度：分稍湿、湿、很湿。①稍湿：土扰动后不易握成团，一摇即散。②湿：土扰动后能握成团，摇动时土表面稍出水，手中有湿印，用手捏水即吸回。③很湿：水位以下，用手摇动时有水流出，土体塌流成扁圆形。4、层理特征：层厚及夹层情况,对同一土层中相间呈韵律沉积，当薄层与厚层的厚度比大于1/3时，宜定为“互层”；厚度比为1/10~1/3时，宜定为“夹层”；厚度比小于1/10的土层，且多次出现时，宜定为“夹薄层”。。4第三章砂土一、定义：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50%，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50%的土、应定名为砂土，肉眼观察绝大部分是砂粒，干时松散，湿时无塑性，搓不成条，用水搓捻时感觉砂粒，无滑润感觉。二、描述内容：砂土应描述颜色、矿物组成、颗粒级配、颗粒形状、粘粒含量、湿度、密实度等、层理特征。1、颜色：主要颜色在后，次要颜色在前，如黄褐、青灰等。2、矿物组成：砂土主要矿物组成：石英、云母、长石等。3、颗粒级配：①砾砂：粒径大于2mm的颗粒质量占总质量25%-50%；②粗砂：粒径大于0.5mm的颗粒质量超过总质量的50%；③中砂：粒径大于0.25mm的颗粒质量超过总质量的50%；④细砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的85%；⑤粉砂：粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量的50%。4、颗粒形状：描述颗粒的磨圆度。5、粘粒含量：所含粘性土占总质量的百分比。6、湿度：稍湿、很湿、饱和①稍湿：呈松散状，用手握时感到湿、凉，放在纸上不会浸湿，加水时吸收很快。②很湿：可以勉强握成团，放在手上有湿感、水印，放在纸上浸湿很快，加水时吸收很慢。③饱和：钻头上有水，放在手掌上水自由渗出。7、密实度：砂土的密实度应根据标准贯入试验锤击数实测值N划分为密实、中密、稍密和松散，并应符合下表的规定。标准贯入锤击数N密实度标准贯入锤击数N密实度N≤1010N≤15松散稍密15N≤30N30中密密实5第四章碎石土一、定义：粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土，应定名为碎石土，并按下表进一步分类；碎石土分类土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm颗粒质量超过总质量50%角砾棱角形为主二、描述内容：颗粒级配、颗粒形状、颗粒排列、母岩成分、风化程度、充填物性质和充填程度、密实性、层理特征。1、颗粒级配：不同粒径碎石占总质量的百分比①漂石、块石、粒径大于200mm超过总质量的50%；②卵石、碎石、粒径大于20mm小于200mm超过总质量的50%；③圆砾、角砾、粒径大于2mm小于20mm超过总质量的50%。2、颗粒形状①块石、碎石、角砾：以棱角形为主。②漂石、卵石、圆砾：以圆形及亚圆形为主。3、颗粒排列：颗粒间排列、接触方式。4、母岩成分：①岩浆岩：代表性岩石玄武岩花岗岩、流纹岩、辉绿岩等；②沉积岩：代表岩石泥岩、砂岩、页岩、灰岩、砾岩等；③变质岩：代表岩石千枚岩、板岩、片麻岩等。65、风化程度：①未风化：岩质新鲜，偶见风化痕迹；②微风化：结构基本未变，仅节理面有渲染或略有变色，有少量风化裂隙，用手锤不易击碎；③中等风化：结构部分破坏，沿节里有次生矿物，风化裂隙发育，岩体被切割成岩块，用镐难挖，用手锤易击碎，岩芯钻方可钻进；④强风化：结构大部分破坏，矿物成分显著变化，风化裂隙很发育，岩体破碎，用镐可挖，手可折断，干钻不易钻进；⑤残积土：组织结构全部破坏，已风化成土状，锹镐易挖掘，干钻易钻进，具可塑性。6、充填物性质和充填程度：当充填物为粘性土、粉土、砂土充填应按充填物性质分别描述颜色、状态、密实度、湿度等。7、密实性①按N63.5分类；重型动力触探锤击数N63.5密实度重型动力触探锤击数N63.5密实度N63.5≤5松散10N63.5≤20中密5N63.5≤10稍密N63.520密实②按N120分类超重型动力触探锤击数N120密实度超重型动力触探锤击数N63.5密实度N120≤3松散11N120≤14密实3N120≤6稍密N12014很密6N120≤11中密7③目测法：密实性骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性松散骨架颗粒质量小于总质量的60%，排列混乱，大部分不接触。锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后，立即塌落。钻进较易，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌。中密骨架颗粒质量等于总质量的60%~70%，呈交错排列，大部分接触。锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持凹面形状。钻进较困难，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象。密实骨架颗粒质量大于总质量的70%，呈交错排列，连续接触。锹稿挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁较稳定。钻进困难，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定。8第五章特殊土特殊土：湿陷土、红粘土、软土、混合土、填土、多年冻土、膨胀岩土、盐渍岩土、风化岩和残积土、污染土一、软土：包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土对以上土除一般描述外尚需进行嗅味、动植物腐化程度等的描述1、淤泥或淤泥质土，肉眼鉴别特征：深灰色、灰色，有光泽，味臭，除腐植质外尚含少量未完全分解的动植物体，浸水后水面出现气泡，干燥后体积收缩。2、泥炭质土：深灰或黑色，有腥臭味，能看到未完全分解的植物结构，浸水体胀，易崩解，有植物残渣浮于水中，干缩现象明显。3、泥炭：除有泥炭质土的特征外，结构松散，土质很轻，暗无光泽，干缩现象极为明显。二、填土，除一般描述外尚应描述物质成分，堆积年代、密实度和厚度的均匀程度等。三、岩石，岩石应描述颜色，主要矿物、结构、构造和风化程度，对沉积岩尚应描述矿物结晶大小形状、胶结物和胶结程度，对岩浆岩和变质岩尚应描述矿物结晶大小和结晶程度，对岩体的描述尚应包括结构面、结构体特征和岩层厚度。残积土是原位经风化后留下来的土体，坡积土是雨水或重力作用搬运至山脚山坡形成的的土体，冲积土是由于洪水或其他流土搬运至较远区域的土体，堆积土是人工堆填而成的土体。9第六章钻探要求一、钻孔规格：1、钻孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定。采取原状土样的钻孔，口径不得小于91mm，仅需鉴别地层的钻孔，口径不宜小于36mm；在湿陷性黄土中，钻孔口径不宜小于150mm。2、深度超过100mm的钻孔以及有特殊要求的钻孔包括定向钻进、跨孔法测量波速，应测斜、防斜，保持钻孔的垂直度或预计的倾斜度与倾斜方向。对垂直孔，每50m测量一次垂直度，每深100m允许偏差为±2°。对斜孔，每25m测量一次倾斜角和方位角，允许偏差应根据勘探设计要求确定。钻孔斜度及方位偏差超过规定时，应及时采取纠斜措施。二、钻进与护壁1、钻进方法应符合下列要求：①对要求鉴别地层和取样的钻孔，均应用回转方式钻进，取得岩土样品。遇到卵石、漂石、碎石、块石等类地层不适用于回转钻进时，可改用振动回转方式钻进。②在地下水位以上的土层中应进行干钻，不得使用冲洗液，不得向孔内注水，但可采用能隔离冲洗液的二重或三重管钻进取样。③钻进岩层宜采用金刚石钻头。对软质岩石及风化破碎岩石应采用双层岩芯管钻头钻进。需要测定岩石质量指标RQD时应采用外径75mm的双层岩芯管钻头。④在湿陷性黄土中应采用螺旋钻头钻进，亦可采用薄壁钻头锤击钻进。操作应符合“分段钻进、逐次缩减、坚持清孔”的原则。2、对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施。在浅部填土及其它松散土层中可采用套管护壁。在地下水位以下的饱和软粘性土层、粉土层和砂层中宜采用泥浆护壁。在破碎岩层中可视需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁。冲洗液漏失严重时，应采取充值、封闭等堵漏措施。3、钻进中应保持孔内水头压力等于或稍大于孔周地下水压，提钻时应能通过钻头向孔底通气通水，防止孔底土层由于负压、管涌而受到扰动破坏。4、在踏勘调查、基坑检验等工作中可采用小口径螺旋钻、小口径勺钻、洛阳铲等简易钻探工具进行浅层土的勘探。三