1、探明建筑場(chǎng)地的巖性及地質(zhì)構造，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)現象，包括河谷階地、沖洪積扇、坡積層的位置和土層結構；溶巖的規模及發(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，提供野外試驗條件。從鉆孔或勘探點(diǎn)去巖土樣或水樣，提供室內試驗、分析、鑒定之用?？碧剿纬傻目涌卓蔀楝F場(chǎng)原位試驗提供場(chǎng)所和條件。

（二）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(guān)資料和原狀土樣，這是一種不使用專(zhuān)用機具的常用勘探方法。當場(chǎng)地地質(zhì)條件比較復雜時(shí)，利用坑探可以直接觀(guān)測地層的結構和變化，但坑探可達的深度較淺?？犹降姆N類(lèi)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(lèi)型，見(jiàn)表1-1。

工程地質(zhì)勘探中坑、槽、洞的類(lèi)型 表1-1

探槽是在挖掘成長(cháng)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)行必要的支護以策安全。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)構造線(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壓力，比其他形狀的探井安全。

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(kāi)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簽并注明土柱的上下方向、編號等即完成取樣工作。

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的地質(zhì)資料的重要的方法，而且通過(guò)鉆探的鉆孔采取原狀巖土樣和做現場(chǎng)力學(xué)試驗也是工程地質(zhì)鉆探的任務(wù)之一。

鉆探是指在地表下用鉆頭鉆入地層的勘探方法。在地層內鉆成直徑較小并具有相當深度的圓通形孔眼的孔稱(chēng)為鉆孔。通常將直徑大于等于800mm以上的鉆孔稱(chēng)為大直徑鉆井。

鉆孔的要素如圖所示。鉆孔上部口徑較大，下部口徑較小，成階梯狀。鉆孔的上部為孔口，底部為孔底；四周側壁為孔壁。鉆孔斷面的直徑為孔經(jīng)；由大孔經(jīng)改為小孔經(jīng)稱(chēng)換經(jīng)。從孔口到孔底的距離為孔深。

1-孔口；2-孔底；3-孔壁；4-孔經(jīng)；5-換經(jīng)；6-孔深

（2）鉆探過(guò)程和鉆進(jìn)方法

根據自然條件的復雜性以及工程要求選擇鉆探設備和鉆進(jìn)方法。鉆機一般分為回轉式和沖擊式兩種。

回轉式鉆機是利用鉆機的回轉器帶動(dòng)鉆具旋轉，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。

沖擊式鉆機則利用卷?yè)P機借鋼絲繩帶動(dòng)有一定重量的鉆具上下反復沖擊，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。針對不同的巖石及地層條件，可選取不同的鉆進(jìn)方式、鉆機與鉆具。

鉆探過(guò)程中有三個(gè)基本程序：

破碎巖土：在工程地質(zhì)鉆探中廣泛采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現象，叫做破碎巖土。巖土的破碎是借助于沖擊力、剪切力、研磨和壓力來(lái)實(shí)現的。

采取巖土：用沖洗液（或壓縮空氣）將破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。

保全孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護好孔壁，不使其坍塌。一般使用套管和泥漿來(lái)護壁。

工程地質(zhì)鉆探可根據巖土破碎的方式，將鉆進(jìn)的方法分為以下四種：

沖擊鉆進(jìn)

沖擊鉆進(jìn)法采用底部圓環(huán)狀鉆頭。鉆進(jìn)時(shí)將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時(shí)產(chǎn)生沖擊動(dòng)能，沖擊孔底巖土層，使巖土層達到破碎之目的而加深鉆孔。

回轉鉆進(jìn)

回轉鉆進(jìn)法采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓環(huán)狀鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中施加鉆壓，使鉆頭在回轉中切入巖土層，達到加深鉆孔的目的。在土質(zhì)地層中鉆進(jìn)，有時(shí)為有效地完整地揭露標準地層，還可以采用勺形鉆鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)。

沖擊-回轉鉆進(jìn)

沖擊-回轉鉆進(jìn)綜合了前兩種鉆進(jìn)方法在地層鉆進(jìn)中的優(yōu)點(diǎn)，以達到提高鉆進(jìn)效率的目的。其工作原理是：在鉆進(jìn)過(guò)程中，鉆頭克取巖石時(shí)，施加一定的動(dòng)力，對巖石產(chǎn)生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，破壞粒度比回轉剪切粒度增大。同時(shí)由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻入巖石深度增加，在回轉中將巖石剪切掉。這樣就大大提高了鉆進(jìn)的效率。

沖擊-回轉-振動(dòng)鉆進(jìn)

沖擊-回轉-振動(dòng)鉆進(jìn)綜合了前三種鉆進(jìn)方法在地層鉆進(jìn)中的優(yōu)點(diǎn)，以達到提高鉆進(jìn)效率的目的。采用機械動(dòng)力所產(chǎn)生的振動(dòng)力，通過(guò)連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周?chē)林?。由于震?dòng)器高速振動(dòng)的結果，圓筒鉆頭依靠鉆具和振動(dòng)器的重量使得土層更容易被切削鉆進(jìn)，切鉆進(jìn)速度較快。

（3）鉆孔地質(zhì)柱狀圖

鉆孔地質(zhì)柱狀圖是表示該鉆孔所穿過(guò)的地層而綜合成圖表表示。圖中表示有地質(zhì)年代、土層埋藏深度、土層厚度、土層底部的絕對標高、巖土的描述、柱狀圖、地面絕對標高、地下水水位和測量日期、巖土怎樣選取位置等。柱狀圖的比例尺一般為1：100—1：500。

鉆孔柱狀圖表

（4）土試樣的采取

原狀土樣的概念

工程地質(zhì)鉆探的主要任務(wù)之一是在巖土層中采取巖芯或原狀土試樣。在采取試樣過(guò)程中應該保持試樣的天然結構，如果試樣的天然結構已受到破壞，則此試樣已受到擾動(dòng)，這種試樣稱(chēng)為“擾動(dòng)樣”，在工程地質(zhì)勘察中是不容許的。除非有明確說(shuō)明另有所用，否則次擾動(dòng)試樣作廢。

由于土工試驗所得出的土性指標要保證可靠，因此工程地質(zhì)勘察中所取得的試樣必須是保留天然結構的原狀試樣。原狀試樣有巖芯試樣和土試樣。巖芯試樣由于其堅硬性，其天然結構難于破壞，而土試樣則不同，它很不容易被擾動(dòng)。因此，采取原狀土試樣是工程地質(zhì)勘察中的一項重要技術(shù)。

但是在實(shí)際工程地質(zhì)勘察的鉆探過(guò)程中，要取得完全不擾動(dòng)試樣是不可能的。

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)的天然結構被破壞。

二是采樣過(guò)程造成的土體中應力條件發(fā)生了改變，引起圖樣內的質(zhì)點(diǎn)間的相對位置位移和組織結構的變化，甚至出現質(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(cháng)度和面積。當切如土層時(shí)，會(huì )使土樣產(chǎn)生一定的壓縮變形。壁愈厚所排開(kāi)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(jiàn)，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(guò)程中，應力求減小對試樣的擾動(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目的，巖土工程勘察規范對土試樣的擾動(dòng)程度分成如下的質(zhì)量等級：

一級—不擾動(dòng)，可進(jìn)行試驗項目有：土類(lèi)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：土類(lèi)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：土類(lèi)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。

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；

對于采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土樣定為二～三級；

對于采用標準貫入器、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。

從上可見(jiàn)，為取得一級質(zhì)量的土試樣，普遍采用薄壁取土器來(lái)采取，以滿(mǎn)足土工試驗全部的物理力學(xué)參數的正確獲得。

減少土試樣擾動(dòng)的注意事項

為保證土樣少受擾動(dòng)，采取土試樣的前后及過(guò)程中應注意如下事項：

合理的鉆進(jìn)方法是保證取得不擾動(dòng)土樣的第一前提。

也就是說(shuō)，鉆進(jìn)方法的選用首先應著(zhù)眼于確?？椎讛M取土樣不被擾動(dòng)。這一點(diǎn)幾乎對任何種土樣都適用，而對結構敏感或不穩定的土層尤為重要。從國內外的經(jīng)驗看，主要有以下幾點(diǎn)要求：

1）在結構性敏感土層和較疏松砂土層中需采用回轉鉆進(jìn)，而不得采用沖擊鉆進(jìn)；

2）以泥漿護孔，可以減少擾動(dòng)。并注意在孔中保持足夠的靜水壓力，防止因孔內水位過(guò)低而導致孔底軟粘性土或砂層產(chǎn)生松動(dòng)或涌起；

3）取土鉆孔的孔徑要適當，取土器與孔壁之間要有一定的距離，避免下放取土器時(shí)切削孔壁，擠進(jìn)過(guò)多的廢土。尤其在軟土鉆孔中，時(shí)有縮徑現象，則更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應保持孔壁垂直，以避免取土器切刮孔壁；

4）取土前的一次鉆進(jìn)不宜過(guò)深，以免下部擬取土樣部位的土層受擾動(dòng)。并且在正式取土前，把已受一定程度擾動(dòng)的孔底土柱清理掉，避廢土過(guò)多，取土器頂部擠壓土樣；

5）取土深度和進(jìn)土深度等尺寸，在取土前都應丈量準確。

取土過(guò)程中，如提升取土器、拆卸取土器等每個(gè)操作工序，均應細致穩妥，以免造成擾動(dòng)。

取出的土應及時(shí)用蠟密封，并注明上下，貼上標簽，作好記錄；

另外（即除了鉆探過(guò)程的問(wèn)題外），在土樣封存、運輸和開(kāi)工做試驗時(shí)，都應注意避免擾動(dòng)。嚴防振動(dòng)、日曬、雨淋和凍結。