原状土

保持天然含水量及天然结构的土样

原状土，通常又叫做原状土样，是保持天然含水量及天然结构的土样。用来测定土的容重、天然孔隙比、压缩系数及抗剪强度等指标。取土的方法通常采用压入法、击入法与回旋击入法。

原状土样的概念

原状土，别名不扰动土样，是保持天然含水量及天然结构的土样。

工程地质钻探的主要任务之一是在岩土层采取岩心或原状土试样。在采取试样过程中应该保持试样的天然结构，如果试样的天然结构受到破坏，便称为“扰动样”。扰动样在工程地质勘查中是小容许的，除非叫确说明另有所用，否则此扰动样作废。天然结构的原状试样有岩心试样和土试样，岩心试样的天然结构一般不易破坏，而土试样却很容易被扰动。

按照取样方法和试验目的，岩土工程勘查规范对土样的扰动程度分为如下的质量等级：

Ⅰ级——不扰动，可进行土类定名、含水量、密度、强度参数、变形参数、固结压密参数试验。

Ⅱ级——轻微扰动，可进行土类定名、含水量、密度试验。

Ⅲ级——显著扰动，可进行土类定名、含水量试验。

Ⅳ级——完全扰动，可用于土类定名。

在钻孔取样时，用薄壁取土器采取的土样定为Ⅰ~Ⅱ级；用中厚壁或厚壁取土器采得土样定为Ⅱ~Ⅲ级；用标准贯入器、螺旋钻头或岩心钻头所采得的黏性土、粉土、砂土和软岩试样皆定为Ⅲ~Ⅳ级。

取土的方法

压入法

压入法分为连续压入法和断续压入法两种。前者是用滑轮组合装置将取土器一次快速地压入地层中，适用于较软土层中的取样；后者是将取土器分二次或多次压入地层中。

击入法

击入法一般适用于较硬与坚硬的土层取样，分为孔外击入法和孔内击入法两种。孔外击入法是在地表用吊锤打击钻杆上的打箍，将取土器击入地层中。孔内击入法是在孔内用重锤打击圆柱形定向器，将取土器击入地层中。孔内击入法结构简单，操作方便，取土效率高，土样扰动小，故一般常采用该法。

回转击入法

采取坚硬土层中的土样或岩样时，若上述取土方法无法采取，可采用机械回转钻进用的回转压入式取土器（双层取样器）。若须在岩层中采取原状样品时，可在岩心钻探的岩心中直接挑选原状土样品。如图所示。

取土器的类型及结构

取土器的类型

取土器的种类很多，可按下述原则分类：

(1)按取土器下部封闭形式分：敝口式和封闭式；

(2)按取土器上部封闭形式分：球阀封闭式，活阀封闭式和活塞封闭式；

(3)按取土器壁厚分：薄壁取土器，中壁取土器和厚壁取土器；

(4)按地层分：土层、砂砾石层、砂层和淤泥层取样器。

取土器的结构

不同类型取土器其结构也不同，常用的原状取土器（如图2所示）由接头、球阀、残余管、半合管、取样筒及管靴等部件构成。

各部件的功能要求是：管靴应淬火处理，以保证有较大的强度、硬度和刚度；管靴刃口角度因切入土层性质不同而有差别，一般切入软土层时刃口角度较小，切入硬土层时较大，对一般土层，刃口角度约为10°；半开合管内装有取样筒，取样筒要求平整、圆度好、光滑；在半开管上部的残余管长度一般为300mm左右，供储存土样上部剩余土之用；阀门及其他密封装置的主要作用是排开孔内水柱对土样的压力，保护土样的采取效果。取样时，取土器内的水可随土样进入取样筒内，而随土样的压入冲开阀门，经上部排水孔排出流入孔壁间隙，提升取土器时，阀门关闭，孔内水不能进入取土器，起到密封作用。

减少土样扰动的注意事项

合理的钻进方法是保证采取不扰动土样的前提，特别对结构敏感或不稳定的土层尤为重要。从经验来看，主要注意如下几点：

(1)在结构性敏感土层和较疏松的砂层中需采用回转钻进，而不得采用冲击钻进；

(2)用泥浆护孔，可以减少扰动，并注意在孔中保持足够的静水压力，防止因孔内水位过低而导致孔底软粘性土或砂层产生松动或涌起；

(3)取土钻孔的孔径要适当，取土器与孔壁间要有一定间隙，避免下放取土器时切削孔壁，挤进过多的废土，尤其在软土钻孔中，时有缩径现象，则更需加大取土器与孔壁的间隙；应保持钻孔孔壁垂直，以避免取土器切刮孔壁；

(4)取土的前一次钻进不宜过深，以免下部拟取部位的土层受扰动。并应在正式取土前，把已受一定程度扰动的孔底土柱清理掉，避免废土过多，以及取土器顶部挤压土样；取土前还应准确丈量取土器深度和进尺深度等尺寸；

(5)取土过程中每个操作工序，均应细致稳妥，以免造成扰动；取出的土应及时用蜡密封，并注明上下，贴上标签，做好记录；在土样封存、运输和开土做试验时，都应注意避免扰动，严防振动、日晒、雨淋和冻结。

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