工程地質(zhì)勘探的任務(wù)

工程地質(zhì)勘探一般在工程地質(zhì)測(cè)繪的基礎(chǔ)上進(jìn)行。它可以直接深入地下巖層取得所需的工程地質(zhì)條件資料，是探明深部地質(zhì)情況的可靠的方法。工程地質(zhì)勘探的主要方式有工程地質(zhì)鉆探、坑探和物探，其主要任務(wù)為：

1、探明建筑場(chǎng)地的巖性及地質(zhì)構(gòu)造，即以及各地層的厚度、性質(zhì)及其變化；劃分地層并確定其接觸關(guān)系；以及基巖的風(fēng)化程度、劃分風(fēng)化帶；研究巖層的產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度及其隨深度的變化；研究褶皺、斷裂、破碎帶以及其他地質(zhì)構(gòu)造的空間分布和變化。

2、探明水文地質(zhì)條件，即含水層、隔水層的分布、埋深、厚度、性質(zhì)及地下水位。

3、探明地面及物理地質(zhì)現(xiàn)象，包括河谷階地、沖洪積扇、坡積層的位置和土層結(jié)構(gòu)；溶巖的規(guī)模及發(fā)育程度；滑坡及泥石流的分布、范圍、特性等。

4、提取巖土樣及水樣，提供野外試驗(yàn)條件。從鉆孔或勘探點(diǎn)去巖土樣或水樣，提供室內(nèi)試驗(yàn)、分析、鑒定之用?？碧剿纬傻目涌卓蔀楝F(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)提供場(chǎng)所和條件。

工程地質(zhì)勘探的方法

1、工程地質(zhì)坑、槽探

坑、槽探是在建筑場(chǎng)地挖探井或探槽以取得直觀資料和原狀土樣，這是一種不使用專用機(jī)具的常用勘探方法。當(dāng)場(chǎng)地地質(zhì)條件比較復(fù)雜時(shí)，利用坑探可以直接觀測(cè)地層的結(jié)構(gòu)和變化，但坑探可達(dá)的深度較淺。坑探的種類有探槽、探坑和探井。

在工程地質(zhì)勘察中，常用的坑、槽探主要有坑、槽、井、洞等幾種類型，見表1-1。探槽是在挖掘成長條形且兩壁常為傾斜上寬下窄的槽子，其斷面有梯形或階梯型兩種。較深的探槽兩壁要進(jìn)行必要的支護(hù)以策。探槽一般在覆蓋土層小于3.0m時(shí)使用。它適用于了解地質(zhì)構(gòu)造線、斷裂破碎帶寬度、地層分界線、巖脈寬度及其延伸方向和采取原狀土試樣等。

凡挖掘深度不大且形狀不一的坑，或成矩形的較短的探槽狀的坑為探坑。探坑的深度一般為1.0～2.0m，與土層的目的相同。

探井一般深度都大于3.0m，其斷面形狀為方形、矩形和圓形。

圓形探井在水平方向能承受較大的側(cè)壓力，比其他形狀的探井。

坑探中采取原狀土樣可按照以下步驟進(jìn)行：首先在井底或井壁的指定深度處挖一土柱，土柱的直徑必須大于土筒的直徑，將土柱頂面削平，套上兩端開口的金屬筒并削去筒外多余的土，一面削土一面將筒壓入，直到筒完全套入土柱體后切斷土體柱。然后削去兩端多余的土體，該上筒蓋，用熔蠟密封后貼上標(biāo)簽并注明土柱的上下方向、編號(hào)等即完成取樣工作。

鉆探過程和鉆進(jìn)方法

根據(jù)自然條件的復(fù)雜性以及工程要求選擇鉆探設(shè)備和鉆進(jìn)方法。鉆機(jī)一般分為回轉(zhuǎn)式和沖擊式兩種。

回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是利用鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)器帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，磨消孔底地層而鉆進(jìn)，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯樣品。

沖擊式鉆機(jī)則利用卷揚(yáng)機(jī)借鋼絲繩帶動(dòng)有一定重量的鉆具上下反復(fù)沖擊，使鉆頭擊碎孔底地層而形成鉆孔后用抽筒提取巖石碎塊或擾動(dòng)土樣。針對(duì)不同的巖石及地層條件，可選取不同的鉆進(jìn)方式、鉆機(jī)與鉆具。

造成土試樣擾動(dòng)有三個(gè)原因：

一是外界條件引起的土試樣的擾動(dòng)，如鉆進(jìn)工藝、鉆具選用、鉆壓、鉆速、取土方法選擇等。若在選用上不夠合理時(shí)，都能造成其土質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)被破壞。

二是采樣過程造成的土體中應(yīng)力條件發(fā)生了改變，引起圖樣內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)間的相對(duì)位置位移和組織結(jié)構(gòu)的變化，甚至出現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)間的原由粘聚力的破壞。

三是采取土樣時(shí)，需用取土器采取。但不論采用何種取土器，它都有一定的壁厚、長度和面積。當(dāng)切如土層時(shí)，會(huì)使土樣產(chǎn)生一定的壓縮變形。壁愈厚所排開土體愈多，其變形量愈大，這就造成土樣更大的擾動(dòng)。

從上述可見，所謂原狀土試樣實(shí)際上都不可避免地遭到了不同程度的擾動(dòng)。為此，在采取土試樣過程中，應(yīng)力求減小對(duì)試樣的擾動(dòng)，要盡力排除各種可能增大擾動(dòng)量的因素。

按照取樣方法和試驗(yàn)?zāi)康?，巖土工程勘察規(guī)范對(duì)土試樣的擾動(dòng)程度分成如下的質(zhì)量等級(jí)：

一級(jí)—不擾動(dòng)，可進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量、密度、強(qiáng)度系數(shù)、變形參數(shù)、固結(jié)壓密系數(shù)。

二級(jí)—輕微擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量、密度。

三級(jí)—顯著擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量。

四級(jí)—完全擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義。

在鉆孔取樣時(shí)，采用薄壁取土器所采得的土樣定為一～二級(jí)；

對(duì)于采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土樣定為二～三級(jí)；

對(duì)于采用標(biāo)準(zhǔn)貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭所采得的粘性土、粉土、砂土和軟巖的試樣皆定義為三～四級(jí)。

從上可見，為取得一級(jí)質(zhì)量的土試樣，普遍采用薄壁取土器來采取，以滿足土工試驗(yàn)全部的物理力學(xué)參數(shù)的正確獲得。