山西中部马兰黄土锤击取样与挖探刻槽取样对比研究

孙小林　高玉红

工程勘察工作中，一般在钻孔中采用重锤少击法采取黄土原状样。此法易对原状黄土产生扰动压实。

通过在钻孔旁的探坑中刻槽取样，做对比实验。可以对锤击取样的扰动程度进行定量评价。为岩土设计提供可靠的参数，准确判定黄土湿陷深度界限和湿陷等级。

一、地质概况

工地位于华北断块区、华北地洼区晋东南地穹，更新世后期黄土堆积，黄土丘陵上部的马兰黄土结构疏松、富孔洞，含钙质结核。下部夹古土壤层，常下伏砂砾石层，厚度变化大，属湿陷性黄土。

二、取样方法

在地下水位之上，共进行了13组钻孔与挖探采集原状黄土样品的对比试验。

无水钻探，采用φ127mm黄土取土器、重锤少击法采集黄土原状样。在钻孔旁2m外挖探坑，在钻孔相同深度处的孔壁上刻槽取样，样品尺寸长40cm×宽20cm×高30cm。

三、差异性分析

两种方法取得的原状黄土样，室内试验成果算术平均值统计结果见表1。

两种方法所取原状黄土样品的试验结果表明，钻探样品的天然孔隙比、压缩系数、湿陷系数、自重湿陷系数均小于挖探样品，钻探样品的天然含水率、天然密度、压缩模量、内摩擦角均大于挖探样品。

使用锤击法采集黄土原状样品，天然含水率提高4.7%、天然密度提高17.7%、压缩模量提高46.7%、内摩擦角提高6.1%；天然孔隙比降低31.8%、压缩系数降低46.7%。

四、对湿陷性评价的影响

根据两种方法取样进行室内试验，计算黄土的湿陷系数和自重湿陷系数，计算结果见表2。

从表2中，钻探样品的湿陷系数、自重湿陷系数均小于挖探样品。钻探样品为非湿陷性黄土，挖探样品湿陷性中等。

与钻探锤击取样比，人工挖探刻槽采集的黄土原状样品，湿陷系数平均提高89.4%、自重湿陷系数平均提高73.9%。

五、差异原因分析

本地区马兰黄土松散、富孔洞、欠压密、结构强度低。在同一位置相同深度，锤击取样与探井刻槽取样两种方法的室内试验成果有明显区别。

由上图可知，锤击取样的孔隙比，比探井刻槽取样低20%以上。

由上图可知，锤击取样的压缩系数，比探井刻槽取样低14%以上。

由上图可知，锤击取样的湿陷系数，比探井刻槽取样低25%以上。

综合分析，鉆探锤击取样的挤密作用，破坏了土的原始结构，使得黄土的天然含水率、天然密度、压缩模量、内摩擦角增大，天然孔隙比、压缩系数降低，从而降低了黄土的湿陷系数、自重湿陷系数。埋藏浅的黄土，扰动程度相对埋藏深的黄土高。

通过对比试验可知，探井取样对黄土的扰动小，所得室内试验成果可靠。

六、结语

在湿陷性黄土中，挖探取样比锤击取样获得的参数更可靠，可使工程项目更安全、更经济。

作者简介：孙小林，江苏省水文地质工程地质勘察院。