原狀土試樣的采取方法.doc

原狀土試樣的采取方法 一、鉆進方法的選擇合理的鉆進方法是保證取得原狀土試樣的第一個前題，也就是說，鉆進方法的選用首先應著眼于確?？椎讛M取土試樣不被擾動。這一點幾乎對任何種土類都適用，對結構敏感或不穩(wěn)定的土層尤為重要。從國內(nèi)外的經(jīng)驗看，鉆進方法的選擇主要有以下幾點要求： 在結構性敏感土層和較疏松耗支中采用回轉鉆進，而不得采用沖擊鉆進。 以泥漿護孔，可以減少擾動，并注意在孔中保持足夠的靜水壓力，防止因孔內(nèi)水位過低而導致孔底軟粘性土或砂層產(chǎn)生松動或涌起。 取土鉆孔的孔徑要適當，取土器與孔壁之間要有一定的間距，鉆孔孔壁應垂直，避免下放取土器時切削孔壁、擠進過多的廢土；尤其在軟土鉆孔中，時有縮頸現(xiàn)象發(fā)生，更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應保持孔壁垂直，以避免取土器切削孔壁。 取土前的一次鉆進不宜過深，以免下部擬取土樣部位的土層受擾動。正式取土前，應把已受一定程度擾動的孔底土柱清理掉，避免廢土過多，導致取土器頂部擠壓土樣。 取土深度和進土深度等尺寸，在取土前應丈量正確。取土過程中，提升取土器、拆卸取土器等每個操作工序，均應細致穩(wěn)妥，以免造成擾動。在預定深度取樣失敗后，應鉆進不超過50cm進行補取。二、取樣方法在鉆進方法、取土器的結構和規(guī)格合乎要求的前提下，采取何種方法把土樣自孔底取上來而不擾動（或盡少擾動）其天然結構和狀態(tài)的問題，也是工程地質勘探中必需特別注意的事項，應根據(jù)不同地層、不同設備條件來選擇，常見的有：1、擊入法按錘擊次數(shù)可分為輕錘多擊和重錘少擊兩種方法。 輕錘多擊法。這種方法是用人力或機械操縱落錘，錘擊次數(shù)多，其速度及下?lián)袅ν痪鶆?，鉆桿的擺動也大，故對土試樣的擾動較大，一般不采用。 重錘少擊法。這種方法是用重錘以少擊快速將取土器擊入土中。根據(jù)取樣試驗比較，重錘少擊比輕錘多擊取土質量好，而又以重錘一次擊入更好 。按錘的位置可分為上擊法和下?lián)舴▋煞N。 上擊法。在鉆孔以上（孔口外）用落錘打擊鉆桿而擊入取土器的稱上擊法。采用上擊法取樣時，在落錘和鉆桿自重作用下，鉆桿易產(chǎn)生縱向彎曲。由于鉆桿彎曲能使鉆桿振動而吸收部分沖擊能量，使鉆桿與孔壁產(chǎn)生摩擦而增大阻力，引起錘擊數(shù)增加，故上擊法取樣不如下?lián)舴ㄈ觾?yōu)越。 下?lián)舴?。下?lián)舴ㄊ峭ㄟ^鉆桿或鋼絲繩將重錘或加重桿在鉆孔內(nèi)部直接錘擊取土器取樣。采用下?lián)舴苁箾_擊能量集中在取土器上，避免了鉆桿引起的能量消耗，有利于提高取樣質量。2、壓入法 慢速壓入法慢速壓入法是用杠桿、千斤頂、鉆機手把等加壓，取土器進入土層的過程不是連續(xù)的。慢速壓入法取樣對土試樣有一定程度的擾動，但擾動程度較輕錘多擊法要輕。采用靜力壓入取樣的力可用下列關系式表示：P（FR+fDih）a-q式中 P壓入取土器所需的力，單位為kN； F取土器的環(huán)狀面積，單位為m2； R土層抗壓強度，單位為kPa； f取土器與土層的側壁摩擦阻力，單位為kPa,其值見下 表； Di取土器外徑，單位為m； h取土器與孔壁的接觸長度，單位為m；a 尖端阻力系數(shù)（各種均質土層為1.0，砂礫石為1.32.5 以上）； q鉆具重量，單位為KN。 快速壓入法快速壓入法是將取土器快速、均勻地壓入土中。采用這種方法對土試樣的擾動程度最小。目前較普遍使用的方法有兩種：活塞油壓筒法：此法采用比取土器稍長的活塞油壓筒通過以高壓，強迫取土器以等速壓入土中。取土器與土層的側壁摩擦阻力f值土的類別f(kpa)土的類別f(kpa)流動性淤泥軟土15飽和粉砂3040流塑的粉質粘土7.5飽和細砂及中砂4050軟塑粘土及粉質粘土1020密實中砂5060可塑粘土及粉質粘土3040粗砂及細礫75硬塑粘土及粉質粘土45堅硬粘土6075松散土10混雜的礫土及粘土8090粉土1030含砂的礫石90100鋼繩、滑車組法：此法是借機械力量,通過鋼繩、滑車裝置將取土器以等速壓入土中。 回轉法這種方法是使用回轉式取土器取樣。取土時內(nèi)管壓入取樣，外管回轉削切的廢土一般用機械鉆機靠沖洗液帶出孔口。使用這種方法取樣可減少土試樣的擾動程度，從而提高取樣質量。三、取樣質量要求1、土試樣質量等級按照取樣方法及試驗目的，巖土工程勘察規(guī)范對土試樣的質量等級作出了規(guī)定，見下表，下表是不同取樣的方法與工具適用的土類及所取土樣質量等級。土試樣質量等級等 級擾 動 程 度試 驗 項 目不擾動土類定名、含水量、密度、強度參數(shù)、變形參數(shù)、固結壓密參數(shù)輕微擾動土類定名、含水量、密度顯著擾動土類定名、含水量完全擾動土類定名注： 不擾動土試樣系指雖原位應力狀態(tài)改變，但土的結構、密度、含水量變化很小，能滿足各項室內(nèi)試驗要求的土試樣。 因無法取得級土試樣而必須使用級土試樣進行強度、變形、固結壓密參數(shù)試驗時，應結合地區(qū)經(jīng)驗慎重使用試驗成果。2、取樣技術要求在鉆孔中采取級土試樣，操作方法應符合以下要求： 在地下水位以上鉆進遇水易于浸濕而影響土試樣質量的土層，不允許向孔內(nèi)注水或使用沖洗液。 在地下水位以下的軟土、粉土及砂土中鉆進宜采用泥漿護壁。如使用套管，應始終保持孔內(nèi)水位等于或稍高于地下水位，且取樣位置至少應低于套管底部1米。 如采用沖擊、振動等方法鉆進，至少應在預計取樣位置以上1米開始改用回轉方式鉆至取樣位置。 下放取土器之前應仔細清孔，孔底殘留浮土厚度不得大于取土器段廢土段長度 ，下放取土器時禁止沖擊孔底。 采取土試樣宜用快速靜力連續(xù)壓入法，避免錘擊時搖晃。 對粘性較強的土層，上提取土器之前可回轉3圈，使土試樣從底端斷開。不同取樣方法與工具適用的土類及所取土試樣質量等級取樣方法與工具工具主要型號適用土類土試樣質量等級鉆孔取樣標準貫入器SPT粘性土、粉土、砂土厚壁敞口取土器粘性土、粉土、砂土中厚壁敞口取土器粘性土、粉土、砂土薄壁取土器敞口Shelby 管，國產(chǎn)CB型粘性土、粉土固定活塞Hvorslev 型，NGI型軟土、粉土、粉砂水壓活塞Osterberg型自由活塞Denison型、pitcher型回轉式取土器單動三重（二重）管雙動三重（二重）管Delft型、瑞典型粘性土、粉土、粉細砂薄膜（片）連續(xù)取土器硬粘土、中粗砂、礫石、軟巖螺紋鉆頭軟土、粉土巖芯鉆頭粘性土、粉土、砂土、軟巖探井（槽）取樣人工刻取塊狀土樣各種土類注：1、取土器的設計與制造需符合表3-5技術標準 2、取土器使用前，在其內(nèi)壁涂上潤滑料。禁止使用刃口卷折、殘缺、取樣管壓 扁、內(nèi)壁銹蝕、襯管卷折或搭接不平的取土器。3、土試樣封裝、保存及運輸級土試樣的封裝、保存及運輸應符合下列要求： 取出土試樣應及時妥善裝箱，并填塞緩沖材料，避免運輸途中顛簸。對易于振動液化、水份離析的土試樣宜就近進行試驗。 土試樣采取后至試驗前的存放時間不宜超過3周。四、標準貫入試驗： 1、鉆進方法： 為保證標準貫入試驗用的鉆孔的質量，要求采用回轉鉆進，當鉆進至試驗標高以上15cm處，應停止鉆進。為保持孔壁穩(wěn)定，必要時可用泥漿或套管護壁。如使用水沖鉆進，應使用側向水沖鉆頭，不能用底端向下水沖鉆頭，以使孔底土盡可能性少擾動。鉆孔直徑在63.5150mm間，鉆進時應注意以下幾點： 仔細清除孔底殘土到試驗標高； 在地下水位以下鉆進時遇承壓含水砂層，孔內(nèi)水位或泥漿面始終應高于地下水位足夠的高度，以減少土的擾動。否則會產(chǎn)生孔底涌土，大大降低N值。 當下套管時，要防止套管下過頭，套管內(nèi)的土未清除，貫入套管內(nèi)的土，使N值急增，不反映實際情況。 下鉆具時要緩慢下放，避免松動孔底土。 2、標準貫入試驗所用的鉆桿應定期檢查，鉆桿相對彎曲應小于1/1000，接頭應牢固，否則受錘擊后鉆桿會側后晃動。 3、標準貫入試驗應采用自動脫鉤的自由落錘法，并減小導向桿與錘間的摩阻力，以保持錘擊能量恒定，它對N值影響極大。 4、標準貫入試驗時，先將整個桿件系統(tǒng)連同靜置于鉆桿頂端的錘擊系統(tǒng)一起下到孔底，在靜重下貫入器的初始貫入度，在國外也作記錄，加初始貫入度已超過450mm，不作錘擊貫入試驗，N值記為零。標貫試驗分兩段進行： 預打階段：先將貫入器打入土中150mm，錘擊已達50擊，貫入度未達150mm，記錄實際貫入度。 試驗階段：將貫入器再打入土中300mm，記錄每打入10cm的錘擊數(shù)，累計打入300mm的錘擊數(shù)即為標貫擊數(shù)N。累計擊數(shù)已達50擊（國外也有定為100擊的），而貫入度未