H.3.10 描述岩脉特征，应着重描述其名称、坚固性、风化程度和穿插、分布形状、宽度、完整性及与围岩的接触、胶结等特征。
??H.3.11 描述岩溶特征，应着重描述岩溶发育程度、岩溶形态、规模、空间分布、溶洞顶板厚度及破碎程度、溶洞充填情况等。
H.3.12 对岩溶发育的覆盖型岩溶地段应采用工业CT、地质雷达、浅层地震等综合工程物探方法确定其地下发育形态。
残积土是岩石风化后还没有被搬运留在原地的土状岩层，而冲洪积地层是流水或河流沉积地层，很明显残积土下部是不可能有冲洪积地层的。在有些地区第四纪岩浆或火山活动较多，有可能是岩浆岩下部有可能存在第四系地层，而这种情况下，上部的岩石一般是不会风化成残积土的。
残坡积土和残积土。实际上残坡积土还是有搬运的，一般顺坡在自重力的作用下向下迁移，只不运距不远。而残积土实际上一般是指岩石的全风化层，岩石特征完全被破坏，呈土状，没经过搬运，在地质上一般还是将其划下岩体中。
土力学（关于干容重、浮容重、饱和容重）
土的三相指标
图 1-2 土的三相图
（ 1 ）土的天然密度 或重度 单位体积土的质量（重量）。 （ kg/m3 ） （ 1-3a ） （ kN/m3 ） （ 1-3b ） 且有关系 （ 1-4 ）
试验测定方法：环刀法等。 （ 2 ）土的含水量（率） w
土中水的质量（重量）与土粒质量（重量）之比，以百分数表示。 （ 1-5 ）
试验测定方法：烘干法
（ 3 ）土粒相对密度（土粒比重） G s
土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积 4oC 纯水的质量之比。 （无量纲） （ 1-6 ）
试验测定方法：比重瓶煮沸法。由此还可得到 （ 1-7 ）
以下指标由基本指标导出。设土颗粒的体积为 1 ，按照各指标的定义，可得到单元土的三相简图如图 1-3 所示。
图 1-3 单元土的三相简图 （ 4 ）孔隙比 e
孔隙比为土中孔隙何种与土粒体积之比，用小数表示。
（ 1-8 ）
（ 5 ）孔隙率 n
土中孔隙体积与土的总体积之比。 （ 1-9 ） 且有
或 （ 1-10 ） （ 6 ）饱和度 Sr
土中所含水分的体积与孔隙体积之比 , 反映了土体中孔隙被水充满的程度。 （ 1-11 ）
（ 7 ） 土的饱和容重 和浮重度（有效重度）
饱和重度为土处于饱和状态时的重度，浮重度为土浸入水中受到浮力时的重度。 （ 1-12 ） （ 1-13 ） （ 8 ）干重度
土中颗粒的重量与土体积之比。 （ 1 － 14 ）
（ 9 ）各重度之间的比较 （ 1 － 15 ）
（ 10 ）最大干容重和最优含水量
同一种土，采用同一种方法压密击实时，所能达到的最大干容重与其含水量有关，达到最大干容重时所对应的含水量称为最优含水量，显然干容重最大时，填土的密实度最高。 7 ．土的物理状态
土的物理状态主要是指：
无粘性土：密实程度，疏松或密实。粘性土：稠度，即土的软硬程度。 土的干湿软硬松密等状态。 （ 1 ）无粘性土密实程度指标 ① 孔隙比
孔隙比愈大，则土愈松散，反之越密实。
孔隙比仅适用于级配相近的土的密实度的比较，且取原状土样测定孔隙比 比较困难。 ② 相对密度 D r （ 1 － 16 ）
其中， e 为原状土的孔隙比， 和 分别为该种土所能达到的最大、最小孔隙比。同样，它也存在着原状土孔隙比 较难测定的问题。
③ 标准贯入系数 N 63.5
通过现场标准贯入试验确定，适用范围较广。 （ 2 ）粘性土的状态及可塑性
即粘性土的软硬程度，或称稠度状态，如图 1-4 所示。其中：
图 1-4 粘性土的物理状态
液 态：含水量较大，颗粒之间有自由水，且粒间联结很弱。宏观上表现为粘土处于粘滞流动状态。
可塑态：颗粒之间的主要为外层间的结合水，土粒之间有一定的联结力。宏观上表现为土的形状可任意改变而不裂不断，外力解除后，土仍保持改变后的形状，这种性能称为可塑性，是粘性土区别于无粘性土的重要特征。 半固态：颗粒间的水主要是强结合水和扩散层的内层结合水，粒间联结比较牢固，土失去可塑性。 固 态：土间之水为强结合水，粒间联结非常牢固，土体积已不随含水量的减少而减少。 它有以下几个稠度界限（粘性土由一种状态变为另一状态的分界含水量）：
液限：由液性状态转变为塑性状态时的分界含水量。由锥式（碟式）液限仪法或液塑限联合测定法确定。 塑限：由塑性状态转变为半固体状态时的分界含水量。由搓条法或液塑限联合测定法确定。 缩限：由半固态转变为固态的分界含水量。
（ 3 ）塑性指数 （ 1 － 17 ）
反映粘性土的可塑性的大小，综合 反映出该种土的固有特性（指颗粒组成、矿物成分、结构性等），可作为粘性土分类的指标。 （ 4 ）液性指数 （ 1 － 18 ）
由此可判断粘性土所处的物理状态： ，半固态或固态； ，可塑态； ，液 态 5 ．土（岩）的工程分类 以《建筑地基基础设计规范》（ GB5007 － 2002 ）为例，作为建筑地基的土 ( 岩 ), 可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和人工填土等六类。其中，岩石按强度、完整程度等分类，粗粒土按其级配（及颗粒是否圆滑）分类，细粒土按塑性指数分类。 （ 1 ）岩石
按强度：坚硬岩、较硬岩、较软岩、软岩、极软岩。 按完整程度：完整、较完整、较破碎、破碎、极破碎。 （ 2 ）碎石土
碎石土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：漂石（块石）、卵石（碎石）、圆砾（角砾）砾。 （ 3 ）砂土
砂土是指粒径大于 2mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% ，粒径大于 0.075mm 的颗粒含量超过总质量的 50% 的土，由大到小，包括：砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂。 （ 4 ）粉土
粉土是指粒径大于 0.075mm 的颗粒含量不超过总质量的 50% 且塑性指数 IP ≤ 10 的土。 （ 5 ）粘性土
粘性土是指塑性指数 的土。其中： ，粉质粘土； ， 粘土。
钻孔灌注桩穿越碎石粘土层技术方法
1 前言?
钻孔灌注桩技术，因其对各种土层的适当性强、无挤土效应、无震害、无噪音、承载力高等优点，在工程中得到了广泛应用。钻孔灌注桩对于一般粘性土、填土、淤泥质土及砂土等，穿越方便，成孔效果较好，而对于碎石粘土则不宜采用。本文就钻孔灌注桩穿越碎石粘土层的工程实例进行分析，对穿越该类土的设计施工提出一些看法，从而为同类土层中设计钻孔灌注桩时桩端土层的选取提供参考。? 2 工程地质概况及试桩情况?
某公用建筑工程，三层框架结构，建筑物总高度为16.5m，跨度10m，楼面设备荷载最为12kN/m2。设计最单柱荷载为3000kN。该工程地处杭州老城区涌金门附近，系旧城改造老宅基地，山脚坡积型地层。
根据工程地质勘察报告，土层分布及特征如下：①杂填土，厚3.9～4.8m；②粉质粘土，饱和，软塑，厚0.4～0.9m；③淤泥质粘土，饱和，流塑，厚0.3～6.3；④粘土，可塑～硬可塑，厚1.6～5.1m；⑤淤泥质粉质粘土，厚0～4.0m；⑥-1含砾粉质粘土，硬可塑，厚0～7.5m；⑥-2含碎石粘土，可塑～硬可塑，厚2.7～5.4m；⑦全风化泥岩，可塑，厚4.2～7.2m，⑧-1全风化炭质泥岩，饱和，可塑，厚1.6～2.2m；⑧-2强风化炭质泥岩，厚于6.2m，未穿。?
根据建筑物荷载及土层分布情况，地质勘察报告建议，采用钻孔灌注桩设计，以⑧-2层为桩端持力层，桩端进
入持力层深度不小于0.5m，平均桩长28m，单桩承载力标准值以φ1000钻孔灌注柱为例取2570kN。?
工程施工采用10型正循环钻孔灌注桩，在钻进至17.5m深处，遇到⑥-2层土，钻机上台，无法钻入。⑥-2层土为含碎石粘土，碎石含量占5%～20%，粒径一般2～5cm，少量于10cm。根据有关钻孔灌注桩施工经验，正循环施工工艺对于粒径不于15cm的碎石，一般均可在泥浆中上漂排出，钻头也不至被卡死。但从冲抓清孔取出土样分析，⑥-2层土样中，碎石为坚硬的硅质岩，最粒径40cm，冲抓4斗土中能取出10cm以上的碎石12块，小于10cm的碎石也较多，碎石强度极高，钻机无法将其磨碎上漂，钻头被卡住无法钻入。地质报告描述土层正确，但对砾碎石含量及粒径的分析偏差较。为取得详细资料，采用＃2钻机继续试桩，在钻至17.8m处(即⑥-2层面)时，钻杆卡死，无法钻入，经建设单位同意，停机处理。 3 处理方案及结果?
根据以上情况，地质勘察、设计及施工各方进行了认真的分析探讨，归纳起来，主要有以下几点：
方案一：在钻至⑥-2层顶面时，改用人工挖孔进入一定深度，以该层为桩端持力层。桩下部扩底，以增加单桩承载力。该方案工期增加不多，但人工挖孔深度较，且部分桩的直径将由φ600改为φ800。该深度单桩承载力下降较。经计算，以φ1000桩为例，单桩承载力仅为原设计值的48%，需修改设计，将单柱单桩改为多桩承台。且其下为软弱下卧层，厚度较，而本层局部厚度较小，小于4倍桩径，作持力层不够理想。?
方案二：机械钻孔与人工挖孔相结合， 钻孔至⑥-2层土后，改用人工挖孔穿透此层，清孔后再打钻孔灌注桩。该方案施工组织上难度较，工期将增加一个月，费用增加30万元。
方案三：以⑥-2层土作为桩端持力层，改用沉管灌注桩。该方案经设计验算，⑥-2层土单桩承载力较低，改用φ426沉管灌注桩后，单桩承载力仅为300～470kN，需将原单柱单桩改为承台群桩，桩的总数将增加7倍左右，平面布桩系数较，更改设计需要一定的时间，打桩工期因桩的数量增加不可缩短，投资额将增加37万元左右。同时，该工程地处老城区，四周均为民居，沉管灌注桩的噪音对周围居民影响很，势必会影响工程的顺利进行，而且对沉管灌注桩来说，局部场地上的⑥-1层含砾粉质粘土沉桩较困难。
方案四：保持原设计不变，改进施工工艺。如采用进口的S500反循环钻机，其钻杆孔径，吸出块石方便，钻透该层有把握，工期较快。但费用增加很，需增加投资30万元，且目前难以组织到该机型进场。因此采用SPJ300型正循环钻机，加钻进力度，穿透此层，但工期及费用将有所增加。
对所面临的难题，进行分析后认为，采用SPJ300型正循环钻孔工艺，钻透该层把握较。上述几种方案中，综合各种因素考虑，方案四比较可行。原设计桩型不变，采用SPJ300型正循环钻机替代原10型钻机，加钻杆力度，并改进钻头，采用筒体钻，增加钻头摩阻力，钻松土体，套取较石块。根据桩径，结合采用小直径钻头，用钻、磨、挤等方法钻进土层，将直径较无法漂出的石块挤入桩侧土中。钻机数量由2台改为4台同时开工。经试桩，成功钻透了该土层。钻孔进尺较慢，⑥-2层土中钻进速度为50～80cm/h，一般单桩成孔时间为2～３天左右，但施工比较顺利。
最后实际工期比原计划增加了20天左右，增加施工机械及人工费用约18万元。顺利完成了整个桩基工程施工。桩基施工完毕后，对其中部分桩进行了高应变动测，其余所有桩进行了低应变动测。结果表明，单桩承载力与设计要求值符合较好，桩身质量完好，达到了设计要求 。? 4 几点建设?
根据上述工程实践，在钻孔灌注桩的设计及施工中，除了一般的认识经验外，下面几个方面问题应引起重视。? (1)加强地质勘察报告的深度与准确度。对于含碎石粘性土的土层，由于勘探工艺的特点，要判明碎石含量及其粒径不可能十分准确。这会直接影响钻孔灌注桩的设计及施工工艺的采用，因此还要加强对同地区土质情况的调研，结合实际勘探情况，提交准确的报告，供设计与施工决策。
(2)设计时应充分考虑到碎石含量对承载力的影响。由于桩底沉渣问题制约着单桩承载力和桩 身质量的稳定性，对碎石含量较多、粒径较的土层，正循环钻孔工艺排渣能力较差，沉渣小于5cm的设计要求较难满足，特别当孔底沉渣的粒径较，一般正循环泥浆清孔难于将其携带上来。在设计钻孔灌注桩时，必须适当考虑“施工因素”的影响。因此针对该类土层，单桩承载力设计值应适当减小。
(3)在施工上，应对相应土层的钻入难度有充分的估计，采用钻杆力度较的机型，避免机型选择不合适造成窝工、影响工期，酿成经济损失。在机械安排及整个施工组织设计中应有足够的考虑和准备，如一般正循环清孔效果达不到要求时，或长时间清孔，孔底沉渣仍超过规定要求时，应改换清孔方式(如用风压机清孔等)，以确保设计要求的承载力。
经验交流：沉井基础和钻孔灌注桩基础的区别
沉井基础
施工时在地面整体预制沉井达到强度后挖土下沉。
铺垫：对沉井位置进行测量定位，平整场地并在沉井制作范围内铺30cm厚砂卵石垫层，分层洒水夯实，振压密实。采用铺承垫木方法，避免沉井砼在灌注后，而尚未达到一定强度前产生不均匀沉降使沉井结构开裂。承垫木采用250cm×20cm×l6cm的枕木，枕木对称摆放，对称枕木中心连线必须通过沉井中心，对称的枕木应编上相同的号码，枕木间隔20cm摆放。铺设垫木时应使顶面保持在同一水平面上，并用水准仪找平使高差在10mm以内，垫木摆放时要先在纵、横轴中心线上摆放两组定位枕木，然后对称摆放其他枕木，枕木缝之间用砂填平。
预制沉井：按设计施作沉井钢刃脚，待钢筋绑扎好后，在垫木上立沉井内外模和支撑，井壁外侧设双排钢脚手架作施工平台。模板制做完后，严格检查其尺寸，然后浇注砼，采用起重机配合吊斗运送混凝土，砼倾倒高度超出2m时设溜槽以防离析。浇注砼时一定要分区、依次、同步、对称进行，避免砼面高低相差悬殊，压力不均匀而产生基底不均匀沉陷，砼按规范要求振捣密实，不允许发生漏强和过振。
抽垫：砼达到设计强度后，方可进行抽垫。抽垫时分区、依次、对称、同步地进行，设专人统一指挥。当抽出几组空档后，即可回填，以后每抽出一组即回填一组。回填材料选用砂夹石并应分层洒水充分夯实，其回填高度的决定，应使最后分配在定位垫木上的重量不压断垫木及垫木下的承压应力不超出原地面极限承压应力。抽垫过程中应在沉井上下左右各设测点一个，观察其下沉情况。如果在抽垫过程中发生倾斜、回填的砂夹石挤出、垫木压断、下沉量急速增加等异常现象应及时处理。
挖土下沉：待沉井砼强度达到设计强度的70%时，拆除模板对井壁进行详细验收，发现缺陷要认真处理，然后四面弹十字中线，从刃脚到顶画出标尺，在沉井顶部弹线路中线与法线。下沉前认真查看地质钻孔资料，了解地质分层状况，采取相应措施。在下沉前在沉井外壁涂机油，以减少下沉时与土的侧向摩阻力。下沉时严格按设计采取排水或不排水下沉，采用卷扬机配合抓泥斗出土。下沉施工时先在中部下挖40～50cm，并逐渐向四周对称、分层、同步地扩挖。沉井在下沉过程中随时进行测量，并进行下沉系数计算，保证下沉速度和垂直度，挖土时对称进行，刃脚处不得挖土，发生倾斜达到5cm时立即停止取土下沉，进行纠偏。当第一节沉井顶距地面0.5～1.0m时，再在其上按照设计预制第二节沉井，达到设计强度后继续下沉，其他节沉井以此类推。
沉井封底：沉井下沉至设计标高并清除沉淀淤泥后，应进行沉降观察，8小时内沉降量不大于10mm时方可封底。封底采用垂直导管法灌注水下砼封底，在井孔内垂直放入多根内径为200～300mm的钢制导管，导管数量及在平面上的布置，应使各导管有效灌注半径互相搭接，并盖满全部基底。管底距基底面30～40cm，在导管顶部接一漏斗，在漏斗颈部安放球塞，并用绳索系牢。漏斗内盛满陷度较大的砼，用砍球法灌注砼。在灌注砼过程中，对于导管断裂、接头漏水、球塞卡堵等常见故障采取相应预防措施。
井孔填充和封顶：填充前，先将井内积水抽干，并清理封底砼表面的浮浆，按设计填充片石砼或砂夹石。片石间净距不小于15cm，最上层顶面覆盖25cm以上的砼层。施工采用起重机配合吊斗运送混凝土，插入式振捣捧捣固 钻孔桩基础
钻机就位：根据地质情况，钻孔采用冲击钻机或旋转钻机。钻机机身要用方木或旧枕木垫平塞牢，钻架四脚拉好缆风绳，确保钻机稳定。钻机安放平稳后，检查钻头或钻杆中心与护筒中心的偏差不大于5cm，方可开钻。
开钻：钻孔作业应分班连续进行，并及时填写钻孔施工记录，实行交接班制。冲击钻机开孔要用小冲程，升降钻锥必须平稳，防止碰撞护筒及孔壁。
钻进：冲击钻机钻进时，起落钻头速度要均匀，不得过猛或骤然变速，以免碰撞孔壁或套管。冲击过程中，要勤松绳、少松绳，借助冲击声音，判别孔底情况。要勤抽碴，勤检查钢丝绳和钻头磨损情况及转动装置是否灵活，预防发生安全质量事故。旋转钻机钻进时，应经常注意土层变化，对不同的土层采用不同的钻速、钻压、泥浆比重和泥浆量，在砂土、软土等容易坍孔的土层宜采用抵挡慢速钻进，同时提高孔内水头，加大泥浆比重。 抽碴：冲击钻机随着钻进深度的增加，孔内泥浆含碴量增大，钻进速度也随之下降，一般在坚硬地层钻速降至5cm/h，松散层钻速降至15cm/h，应进行抽碴。每钻进0.5～1m即可抽碴，每次抽碴不宜过多，同时不断注入泥浆或清水以保证孔内水位，预防塌孔。按要求对抽出钻碴进行取样分析，校核设计地质资料。 清孔：钻孔达到设计深度后，经终孔检查，即进行清孔。
冲击成孔采用抽碴法清孔，掏到手摸泥浆无2—3mm大的颗粒且其比重在规定指标之内时为止。旋转钻机清孔采用换浆法，将钢筋笼及导管安放到位后，从导管中以中速压入符合规定指标的泥浆，把孔内比重大的泥浆换出，使含砂率逐步减小，直至稳定状态为止。清孔时应及时向孔内注入纯泥浆，保持孔内足够的水头压力，避免坍孔。不得