软土取土器在工程勘察中的应用

摘要：在工程地质勘察中，取原状土样进行室内试验，仍是工程勘察中的主要手段，而采取原状土样的质量直接影响室内试验的精确性。当然，所谓原状不扰动土样实际上只是一个相对的概念，任何土样脱离土体之后总有一定程度的扰动，特别是软土试样，更易受到扰动。因此，软土取土器不但要考虑密封性能，而且要结构合理，满足技术参数的要求，便于操作及使用。

关键词：软土；取土器；工程勘察

一、前言

在工程地质勘察中，取原状土样进行室内试验，仍是工程勘察中的主要手段，而采取原状土样的质量直接影响室内试验的精确性。当然，所谓原状不扰动土样实际上只是一个相对的概念，任何土样脱离土体之后总有一定程度的扰动，特别是软土试样，更易受到扰动。因此，软土取土器不但要考虑密封性能，而且要结构合理，满足技术参数的要求，便于操作及使用。

二、软土取土器技术参数

软土取土器必须满足以下几方面的要求，才能保证土样的质量。

1、密封性

这是保证取得土样的关键。当取土器进入土层以后，随着击入长度的增加，取土器内的水、气、泥浆必须能从上部通畅的排除，而击完土后，上提取土器时，取土器顶部要能完全密封。

2、取土器直径

确定取土器的直径是很重要的，若直径设计过小，势必影响到土样的质量，直径过大，又给施工带来不便，易掉土，所以必须确定合理的、最适宜的直径。

3、内间距比

取土器内径与刃口处内径之差与刃出内径之比。

式中Cr――内间距比；

Ds――取土器内径；

De――取土器刃口处内径。

内间距比的大小主要是控制土样与取土器内壁摩擦引起的压密扰动和减少掉样现象。如果内间距比过小，则扰动宽度增大，而内间距过大则难以保证采取率。一般软土取土器的内间距比为0.5~1.0%比较适宜。

4、外间距比

取土器管靴外径与取土筒外径之差与取土筒外径之比。

式中Co――外间距比；

Dw――取土器管外径；

Dt――取土筒外径。

外间距比的主要作用是为减少取土器外壁与孔壁的摩擦，从而减少取土器进入土层中的阻力。外间距比大，则取土器易压入土层，但太大就会增加取土器的面积比。因此对于软土取土器，外间距比

5、面积比：取土器最大断面与原状土样断面之比。

取土器面积比越小，则土样所受的扰动程度就越小，要使面积比小，关键是减少取土器的壁厚，但壁厚受材料及加工的一定限止。软土取土器的面积比一般要

三、软土取土器的结构特征

我院原来长期使用球阀式取土器，这种取土器的优点是简单。但是常因球与球座之间夹泥沙而使球座不能紧密接触，从而产生漏气而掉样，特别在软土层，由于土的摩擦力小，若取土器密封性能差，则容易发生掉样现象，而软土取土器在操作时只需把取土器下到孔底，然后连续击入，达到预定深度后，上提取土器，此时，活阀随变丝接手上提阀上的“O”型圈与上端盖的钢质平面接触，封闭上孔，起到密封作用。此时，若土样下滑，将在土样上部产生负压取土器本身的摩擦力及下部的大气压力控制土样不致下落。

下面就以建于2005年佳木斯大学公寓F楼和建于1989年佳木斯大学教学楼工程地质勘察为例，做一个新老取土器的对比，该场地都位于佳木斯南段，地貌属于山前低台地，粘性土较厚，其地层局部含软土，厚度为2~4米，地下0.8~1.5米左右含上层滞水，地下水位在3.5半左右，土的饱和度高Sr为100，天然湿度大W%为25~38，液性指数在0.80~1.03之间，地质条件较差。我们在对教学楼场地进行工程地质勘察时。布孔6个，孔深10米，用老式取土器取土，取土样11个。土样明显扰动。分析原因：主要是取土器壁较厚，管靴角度大，以及清空不净所致。

而2005年建于教学楼比邻的学生公寓F楼，场地布孔6个，孔深12米，用软土取土器取土样19个，全部取上，因注意清孔，土样原状保持较好，无一扰动，满足设计要求。

经过长期实践，软取土器的主要优点是：

1、取土器采用了“O”型密封圈与钢质平面接触封闭上孔，接触面积小，橡胶与钢质接触紧密。

2、满足软土取土器技术参数要求：Cr=0.5%;Co=0%;Ar=17%;管靴刃角5°43，。

3、取土器上部排泥孔采用了四个对称形长条孔，排泥、气畅通，可避免筒内受压。

4、上部活阀有导向键，导向性能好，取土结束后，必要时可旋转钻杆切断土样，壁免土样受拉甚至掉落。

5、适当加大取土器壁厚，则可通用于一般较硬土层。

四、结束语

软土取土器的结构设计应综合考虑各种因素，不但顶部出泥需要密封，而且其它各部分联结处也很重要，各部分连接螺纹必须保证精度，才能减少漏气。■