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岩土工程鑽探

生活 更新时间:2024-09-08 19:18:49

本文來源于公衆号:悠遊2019

作者:成永剛,博士,教高,注冊岩土工程師,中國岩石力學與工程學會滑坡與工程邊坡分會理事,中國土木工程學會非飽和土與特殊土專業委員會常務委員和交通岩土工程專業委員會委員,國際工程地質協會會員,中國國家公路建設項目評标專家,四川省交通運輸專業人才教育專家。

滑坡的勘探方法主要有物探、挖探和鑽探三類。其中鑽探是滑坡勘探中的主要手段,以确定滑體岩土體性質,滑面位置,地下水的流向、流速、含水層分布等特征、土工試驗取樣等為主要目的。

一、鑽探孔位的确定

1、先布置用以滑坡定性分析的鑽孔,然後布置滑坡處治工程的鑽孔。

在前期對滑坡進行地形地貌、地質構造、氣象水文等進行輪廓勘察的基礎上,繼而對滑坡基本性質的确定進行必要的勘察,如是土質滑坡還是岩質滑坡,是堆積體滑坡還是膨脹土滑坡,是順層滑坡還是傾倒滑坡,是單個滑坡還是滑坡群,是單層滑面還是多層滑面,是一級滑坡還是多級滑坡.......結合鑽探進一步進行核查确認。然後,對初步拟設置工程的滑坡部位進針對性地鑽探,從而為拟設置的抗滑樁、錨索、集水井等工程提供必要的地質資料。

2、主軸斷面、滑坡分級部位鑽孔适當加密,并應兼顧複雜滑坡的各區勘察。

對每一個滑坡單元,均應在滑坡的主軸上布置合理的勘探斷面,從而為滑坡的控制性穩定性分析和下滑力計算提供基礎資料。一般情況下,每個主軸布孔不宜少于4個,即滑坡的前、中、後部各布一孔,且為了對比核查,宜在滑坡後後部的自然坡體上另加一孔。

對于存在多級滑動的滑坡,應适當加密勘探鑽孔的設置,從而核查上、下級滑坡之間的關系。當一個大型滑坡中包含多個分區的滑坡時,應在整個大型滑坡主軸的兩側,設置各分區滑坡副軸的合理勘探斷面,從而查明各分區滑坡局部特征,以及其與整個大型滑坡之間的關系。

滑坡的勘探的鑽孔的深度一定要位于最深層滑面以下的穩定地層中不小于3~5m,或進入基岩的深度不小于滑區及其影響區可見最大孤石直徑的1.5倍。

岩土工程鑽探(滑坡勘探之鑽探)1

圖1 複雜滑坡的區、級勘探孔位布置示意圖

二、滑坡鑽探方法

滑坡的勘探屬于特殊性勘察,其目的是發現軟弱地層,并以最大化的保留岩芯的結構、含水層等為基本原則,因此,滑坡勘探主要采用無泵反循環法或雙管鑽為主,其中無泵反循環法由于能最大化保持岩芯的原狀特征,故是滑坡勘察的首要之選。

岩土工程鑽探(滑坡勘探之鑽探)2

圖2 無泵反循環法基本原理示意圖

滑坡鑽探通常情況下嚴禁采用開水鑽,這是因為開水鑽必然會改變岩芯的基本特征,甚至造成粘粒含量相對較高的滑面結構的嚴重損壞。故除了個别硬岩或孤石需開水鑽進通過時,滑坡勘探嚴禁采用開水鑽進。鑽探的岩芯采取率應達到90%以上,以保證岩芯能準确反映各個地層的厚度和滑面的位置。

為減少鑽探時對岩芯的擾動,一般滑坡的鑽探每回次進尺在土層中不宜大于0.3m,在岩層中不宜大于0.2m。

三、勘探中的滑面識别

鑽探過程中須進行全程記錄,即邊鑽進,邊鑒定,及時掌握地層特征,嚴禁全孔鑽探結束後鑒定岩芯。鑽探時的岩芯鑒定應時刻注意岩芯的完整度保護,從而在岩芯晾曬一段時間處于幹硬狀态後,方便敲擊震裂岩芯時有利于滑面的發現。

滑坡的鑒定時,一定要注意滑面與其它構造面的區别,防止誤判而嚴重影響滑坡病害的防治。如粘土滑面多光滑如鏡,多擠壓成鱗片狀,粘土夾碎石土時滑面較為粗糙,擦痕明顯。構造擦痕相對較深且粗,長短不一或深淺不同,往往存在一定的礦物富集和纖維狀,甚至形成階步。

岩土工程鑽探(滑坡勘探之鑽探)3

圖3 構造擦痕

岩土工程鑽探(滑坡勘探之鑽探)4

圖4 滑面

鑽探的過程中應嚴密注意掉鑽、卡鑽、縮孔、漏水等異常情況,因為其極可能與滑面的位置有密切的關系。

四、鑽探資料的整理

在現場對各個鑽孔岩芯進行初步鑒定後,應對全部岩芯孔進行核對比較,統一描述用語,消除人為誤差。并将不同地層的岩芯、不同顔色、不同含水率、鑽探時的異常、初見和穩定水位等全部在編錄表中完全體現,從而有助于滑面的尋找與确定。

對于一些複雜的滑坡需進行深孔位移監測時,應盡量有效利用勘探鑽孔,從而有效降低勘察造價和加快勘察進度。

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