巖土勘察設計——巖土勘察方法。
1.工程地質(zhì)坑探、井探、槽探、鉆探坑。槽探是一種常用的勘探方法，用于在施工現場(chǎng)挖掘井或槽，以獲得直觀(guān)數據和原始土樣，不使用專(zhuān)用機具。當地質(zhì)條件復雜時(shí)，坑探可以直接觀(guān)察地層的結構和變化，但坑探的深度較淺?？犹降念?lèi)型有探槽、探坑和探井。在工程地質(zhì)勘察中，常用的坑、槽主要有坑、槽、井、洞等類(lèi)型。
探槽是在挖掘生長(cháng)條形，兩壁傾斜，上寬下窄，截面有梯形或梯形。為了安 全起見(jiàn)，必 須對深槽兩壁進(jìn)行必要的支護。一般在覆蓋土層小于3.0m時(shí)使用探槽。適用于了解地質(zhì)結構線(xiàn)、斷裂破碎帶寬度、地層分界線(xiàn)、巖脈寬度及其延伸方向、采用原土試樣等。挖掘深度小、形狀不同的坑或矩形較短的探槽坑為探坑。探坑深度一般為1.0~2.0m，與土層目的相同。探井深度一般大于3.0m，截面形狀為方形、矩形和圓形。圓形探井在水平方向上能承受較大的側壓，比其他形狀的探井更安 全。
坑探原土樣可按以下步驟進(jìn)行：首先，在井底或井壁指定深度挖掘土柱。土柱的直徑必 須大于土柱的直徑。將土柱頂面平整，套上兩端開(kāi)口的金屬筒，切除筒外多余的土，一邊切割土壤，一邊壓入筒，直到筒完全套入土柱，切斷土柱。然后切掉兩端多余的土壤，上蓋，用熔蠟密封，貼上標簽，注明土柱的上下方向和編號。
2.鉆探
(1)工程地質(zhì)鉆探的概念。
工程地質(zhì)鉆探是獲取地表下準確地質(zhì)數據的重要方法，通過(guò)鉆孔采用原巖土樣品和現場(chǎng)力學(xué)試驗也是工程地質(zhì)鉆探的任務(wù)之一。
鉆探是指用鉆頭在地表下鉆入地層的勘探方法。在地層徑較小、深度較深的圓通孔稱(chēng)為鉆孔。直徑大于等于800mm的鉆孔通常稱(chēng)為大直徑鉆井。
鉆孔上直徑大，下直徑小，呈階梯狀。鉆孔的上部是孔，底部是孔底；周?chē)膫缺谑强妆?。鉆孔截面的直徑為孔經(jīng)；從大孔到小孔，稱(chēng)為換經(jīng)?？卓谂c孔底的距離為孔深。
(2)鉆探過(guò)程及鉆孔方法。
根據自然條件的復雜性和工程要求，選擇鉆井設備和鉆井方法。鉆機一般分為旋轉式和沖擊式。旋轉鉆機是利用鉆機的旋轉器驅動(dòng)鉆具旋轉，磨掉底層鉆孔，通常使用管狀鉆具，可取柱狀巖芯樣品。沖擊鉆機利用卷?yè)P機用鋼絲繩驅動(dòng)具有一定重量的鉆具上下反復沖擊，使鉆頭打破孔底層，形成鉆孔后用泵提取巖 石碎片或擾動(dòng)土樣。根據不同的巖 石和地層條件，可以選擇不同的鉆機和鉆具。
鉆探過(guò)程中有三個(gè)基本程序：
破碎巖土:人力和機械方法廣泛應用于工程地質(zhì)鉆探，使少量巖土脫離整體，成為粉末。巖土塊或巖土芯的現象稱(chēng)為破碎巖土。巖土破碎是通過(guò)沖擊、剪切、研磨和壓力來(lái)實(shí)現的。
采用巖土:用沖洗液(或壓縮空氣)將破碎的碎屑沖出孔外，或用鉆具(泵筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等。)用人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出地面。
孔壁孔壁：為順利進(jìn)行鉆探工作，必 須保護孔壁不倒塌。護壁一般采用套管和泥漿。
根據巖土破碎的方法，鉆井方法可分為以下四種：
沖擊鉆進(jìn)
底部圓形鉆頭采用沖擊鉆進(jìn)法。鉆孔時(shí)，將鉆具提升到一定高度，利用鉆具的自重快速放落。鉆具下落時(shí)產(chǎn)生沖擊動(dòng)能，沖擊孔底巖土層，使巖土層達到破碎的目的，加深鉆孔。
回轉鉆進(jìn)
回轉鉆法采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓形鉆頭鉆進(jìn)。鉆孔時(shí)施加鉆壓，使鉆頭在旋轉過(guò)程中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。鉆入土質(zhì)地層，有時(shí)為了有效、完整地暴露標準地層，還可以用勺形鉆頭鉆入。
沖擊-旋轉鉆入
沖擊-旋轉鉆孔結合了前兩種鉆孔方法在地層鉆孔中的優(yōu)點(diǎn)，以提高鉆孔效率。其工作原理是：鉆頭在鉆孔過(guò)程中克取巖 石時(shí)，施加一定的動(dòng)力，對巖 石產(chǎn)生沖擊，加快巖 石破碎速度，破壞粒度大于旋轉剪切粒度。同時(shí)，由于沖擊力的作用，硬質(zhì)合金刻入巖 石的深度增加，巖 石在旋轉過(guò)程中被切斷。這大大提高了鉆井效率。
沖擊-旋轉-振動(dòng)鉆進(jìn)
沖擊-旋轉-振動(dòng)鉆孔結合了地層鉆孔前三種鉆孔方法的優(yōu)點(diǎn)，以提高鉆孔效率。機械動(dòng)力產(chǎn)生的振動(dòng)力通過(guò)連接桿和鉆具傳遞到圓柱形鉆頭周?chē)耐寥乐?。由于振?dòng)器的高速振動(dòng)，圓筒鉆頭依靠鉆具和振動(dòng)器的重量，使土層更容易切割鉆孔，切割鉆孔速度更快。
(3)鉆孔地質(zhì)柱狀圖。
鉆孔地質(zhì)柱狀圖是指鉆孔穿過(guò)的地層，綜合圖表。圖為地質(zhì)時(shí)代、土層埋深、土層厚度、土層底部絕 對標高、巖土描述、柱狀圖、地面絕 對標高、地下水水位和測量日期、如何選擇巖土位置等。柱狀圖的比例尺一般為1:100-1:500。
4)采用土樣。
原狀土樣的概念。
工程地質(zhì)鉆探的主要任務(wù)之一是探的主要任務(wù)之一。在采用樣品的過(guò)程中，應保持樣品的自然結構。如果樣品的自然結構，樣品就會(huì )受到干擾。這種樣品被稱(chēng)為干擾樣品，在工程地質(zhì)勘察中是不允許的。二次擾動(dòng)樣品無(wú)效，除非另有明確說(shuō)明。
由于土工試驗獲得的土壤指標應可靠，因此在工程地質(zhì)勘察中獲得的樣品必 須是保留自然結構的原始樣品。原狀樣品包括巖芯樣品和土壤樣品。巖芯樣品由于其堅硬，其自然結構難以破壞，而土壤樣品則不同，不易受到干擾。因此，采用原土樣品是工程地質(zhì)勘察的重要技術(shù)。但在實(shí)際工程地質(zhì)勘察的鉆探過(guò)程中，不可能完全不擾動(dòng)樣品。
土樣擾動(dòng)有三個(gè)原因：
一、外部條件引起的土樣擾動(dòng)，如鉆進(jìn)工藝、鉆具選擇、鉆壓、鉆速、取土方法選擇等。如果選擇不合理，土壤的自然結構就會(huì )被破壞。
二、采樣過(guò)程中土壤中的應力條件發(fā)生變化，導致圖紙中質(zhì)點(diǎn)之間的相對位置和組織結構發(fā)生變化，甚至質(zhì)點(diǎn)之間粘聚力的原因。
三、采用土樣時(shí)，采用取土器。但無(wú)論采用何種取土器，都有一定的壁厚、長(cháng)度和面積。切割如土層時(shí)，土樣會(huì )產(chǎn)生一定的壓縮變形。壁越厚，排出的土壤越多，變形越大，對土壤樣本的干擾越大。
從上面可以看出，所謂的原土樣品實(shí)際上不可避免地會(huì )受到不同程度的干擾。因此，在采用土壤樣品的過(guò)程中，應盡量減少對樣品的干擾，盡量消除各種可能增加干擾的因素。
根據取樣方法和試驗目的，巖土工程勘察規范對土壤樣品的擾動(dòng)程度分為以下質(zhì)量等級：
試驗項目包括：土壤定義、含水量、密度、強度系數、變形參數、固結壓密系數。
二級-輕微擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗項目有：土壤定義、含水量、密度。
三 級-顯著(zhù)擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗項目有：土壤定義。含水量。
四級-完全擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗項目有：土類(lèi)定義。
鉆孔取樣時(shí)，薄壁取土器采用的土樣定為一 級~二級；
中厚壁或厚壁取土器采用的土樣定為二級~三 級；
用標準貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭制成的粘土、粉土、砂土和軟巖樣品均定義為3~4級。
從上面可以看出，為了獲得一 級質(zhì)量的土壤樣品，一般采用薄壁取土器，以滿(mǎn)足正確獲得土工試驗的所有物理力學(xué)參數。減少土樣擾動(dòng)的注意事項。
為保證土樣不受干擾，采用土樣前后及過(guò)程中應注意以下事項：合理的鉆孔方法是確保土樣不受干擾。
