楊正雄　閔川

（江西有色地質(zhì)勘查五隊　江西　九江　332000）

巖土工程勘察中鉆探工藝的選取分析

楊正雄閔川

（江西有色地質(zhì)勘查五隊江西九江332000）

隨著我國社會經(jīng)濟水平和工程建筑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，城市化建設(shè)進程的不斷加快使得人們的生活水平實現(xiàn)了較大程度的提高，社會各界對于建筑工程的施工建設(shè)質(zhì)量也提出了越來越高的要求。前期的水文地質(zhì)勘察工作是巖土工程施工建設(shè)開始之前的重要工作內(nèi)容，對于工程的建設(shè)質(zhì)量、人們的人命安全和社會的穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義，特別是在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的現(xiàn)階段，鉆探工藝的創(chuàng)新與發(fā)展為巖土工程勘察工作起到了極大的促進作用，為此，本文對巖土工程勘察中鉆探工藝的選取問題進行了分析。

巖土工程；地質(zhì)勘察；鉆探工藝；選取

前言

在我國工程建設(shè)領(lǐng)域不斷發(fā)展的現(xiàn)階段，對于人們生活水平的提高和社會經(jīng)濟的發(fā)展起到了極大的促進作用，而地質(zhì)勘察又是巖土工程建設(shè)中的重要工作內(nèi)容，其勘察結(jié)果的水平直接影響著工程建設(shè)的整體質(zhì)量，與人們的生命健康、財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定發(fā)展是息息相關(guān)的，然而對于鉆探工藝的不合理應(yīng)用又是制約地質(zhì)勘察質(zhì)量的重要影響因素，特別是在我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的當(dāng)下，鉆探工藝的創(chuàng)新發(fā)展為巖土工程勘察質(zhì)量的保證提供了前提條件，只有根據(jù)巖土工程建設(shè)的實際情況來選擇最適合的鉆探工藝，才能保證巖土工程施工建設(shè)的進度和質(zhì)量，推動我國建筑工程領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。

1　巖土工程勘察中鉆探工藝現(xiàn)狀

巖土工程勘察是指通過測繪、勘探和調(diào)查等方法，對工程施工建設(shè)場地的水文地質(zhì)環(huán)境條件的參數(shù)變化和空間分布情況進行及時的獲取和分析，為后期的施工建設(shè)提供科學(xué)的可參考依據(jù)。鉆探工藝是保證巖土工程勘察工作順利進行的前提基礎(chǔ)，但是由于受到多種因素的影響，使得鉆探工作呈現(xiàn)出以下幾方面的問題，嚴(yán)重制約了勘察工作的質(zhì)量和效率：

（1）鉆探效率較低。一些巖土工程的施工建設(shè)場地的巖體較為散碎，存在較大的裂縫和溶洞，再加之不規(guī)范的操作，會使得鉆探的阻力較大，出現(xiàn)因碎石和溶洞泥卡埋鉆具的問題，甚至?xí)沟勉@具折斷。

（2）鉆孔涌水、漏水。由于巖土工程施工建設(shè)場地的地下水較為豐富，其水力聯(lián)通關(guān)系的復(fù)雜化會使得地勢較為低洼的地區(qū)出現(xiàn)涌水的問題，當(dāng)鉆機鉆探觸碰到裸露或半裸露的巖溶高地，常常會發(fā)生鉆孔漏水的現(xiàn)象，且地下承壓水水頭較高，又會增加止水的難度。

（3）鉆探場地地基不穩(wěn)。鉆探設(shè)備通常都會設(shè)置在地基較為不穩(wěn)定的地區(qū)當(dāng)中，由于地形的復(fù)雜性以及溶蝕面的存在，在鉆探設(shè)備機械振動的荷載和沖洗液的沖蝕作用下，會造成地基失穩(wěn)或下陷的結(jié)果，導(dǎo)致鉆探設(shè)備沉入井坑之中。

2　巖土工程勘察中鉆探設(shè)備的選取

巖土工程勘察中所使用到的鉆探工具主要包括了鉆桿、鉆頭和巖心管，針對不同的土層特性要選擇不同的鉆探設(shè)備，一方面要滿足鉆探工藝的實際要求，另一方面要保證勘察工作的質(zhì)量，主要分為以下幾方面：

2.1鉆桿的選取

在巖土工程勘察工作中，在鉆機方面的應(yīng)該配備兩套鉆桿，其中一套是直徑為50mm的鉆桿，主要負責(zé)對硬層巖土實現(xiàn)鉆進，同時還可以有效的預(yù)防鉆桿折斷和脫落現(xiàn)象的發(fā)生；另一套是直徑為42mm的鉆桿，主要負責(zé)對較硬土層和軟土層的鉆進及其原位試驗；為了保證勘察工作的質(zhì)量，要對鉆桿軸線的直線度進行定期的檢查，使其誤差小于0.1%。

2.2鉆具的選取

2.2.1可塑偏硬、硬塑和堅硬粘性土層

由于此類土層的實際強度較低，如果是在地下水位以下，當(dāng)孔深較淺的時候可以選擇套管螺旋鉆，當(dāng)孔深較深的時候則需要選擇沖擊回轉(zhuǎn)鉆進。為了避免因水流較大而將土層沖散后與泥漿相混合，宜采用干孔卡取的方法來獲取巖芯，且長螺旋鉆在軟弱粘性土層中的鉆進效率較高，且不需要使用循環(huán)液，雖然獲取的巖芯受到了擾動破壞，但是仍然可以對地層的天然結(jié)構(gòu)實現(xiàn)清晰的觀察，并不影響對土層結(jié)構(gòu)和狀態(tài)的分析。

2.2.2砂層

泥漿的稠度是由砂礫粒徑的大小所決定的，當(dāng)鉆頭的外徑比巖芯管稍大的時候，能夠?qū)r芯管起到較好的約束作用，因此，在地下水位以上的中粗砂和礫砂層，或是地下水位以下的砂土層中進行鉆探，適宜選取品字形的硬質(zhì)合金鉆頭，其穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)性能夠保證巖芯的原始結(jié)構(gòu)不會受到破壞；另外，為了避免出現(xiàn)孔壁塌陷而導(dǎo)致埋鉆的現(xiàn)象發(fā)生，需要使用泥漿進行護壁，或是用套管進行跟進鉆探。

2.2.3卵（碎）石層

在該層中，鉆具的選取應(yīng)對其中的充填物和地下水位的情況進行考量。卵（碎）石層中含有大量的粘性土，在地下水位以上的部分是以粘性土填充為主的，然而，在地下水位以下的層次中，由于受到地下水的影響，使得孔壁及其出現(xiàn)坍塌的問題，考慮到粘土粒自由表面的張力較大和粘結(jié)力較強，應(yīng)選取單管巖芯管或是加厚螺旋鉆，同時還可以在其表面使用角錐或一字鉆頭進行直接鉆孔，然后繼續(xù)鉆進。

3　巖土工程勘察中鉆探技術(shù)的選取

3.1軟弱粘性土層和可塑偏軟粘性土層

由于螺旋鉆自身就具有一定的厚度，取出的土樣會受到一定程度的擾動，其螺旋鉆進尺1m，實際取出的土樣長度要大于1m，因此螺旋鉆鉆具整個葉片的長度要控制在1m左右，且為了保證層位變化及其狀態(tài)分析的準(zhǔn)確性，每次進尺的范圍要控制在0.5～1m的范圍當(dāng)中；為了減少鉆阻力，應(yīng)該將鉆具的鉆速控制在90～100r/min的范圍之內(nèi)，因為如果鉆具的鉆速過高，就會對地下水產(chǎn)生不良的作用，使得葉片上的土樣脫落，無法實現(xiàn)地質(zhì)勘察的目的。

3.2可塑偏硬、硬塑和堅硬粘性土層

在切入土層之后，應(yīng)進行中速檔鉆進，且在硬粘性土層中優(yōu)先選擇回轉(zhuǎn)鉆進的方式，為了保證孔底不會形成真空的狀態(tài)，還要對鉆具提升的速度進行合理的控制；由于粘性土具有一定的抗拉強度，為了減少鉆進的阻力，應(yīng)該事先擰斷巖芯；同時，為了保證巖芯的提取率，在對可塑偏硬的粘性土進行鉆進作業(yè)的時候，防止巖芯脫落，要將水泵的流量控制成低速，對堅硬和硬速粘性土的時候要將水層的流量控制為中速，并采取干孔卡取的方法來采取巖芯。

3.3砂層

地層鉆探工藝的選擇與地層顆粒粒徑大小具有密切的關(guān)系，為了避免出現(xiàn)沉砂卡鉆的現(xiàn)象，保證巖芯不會脫落，在對砂層進行鉆進的時候，要在停泵之后干鉆0.3～0.5m，并且要采取低鉆速，使得鉆進的壓力不會太大，防止出現(xiàn)上下活動；另外，在對砂層進行鉆進的時候，在每回次結(jié)束之前，應(yīng)使用清泥漿進行洗孔，在孔內(nèi)的懸浮細砂均被帶入泥漿池之后再停泵。

3.4卵（碎）石層

在對卵（碎）石層進行鉆探工藝的選擇的時候，要充分的考慮到該地層的含水率、密實度以及是否有粘性土充填等方面，且通常情況要將鉆孔壓力控制在200～300kg之間。在中粗砂或礫砂的土層結(jié)構(gòu)當(dāng)中，可以采用灌漿無泵反循環(huán)的鉆進方式，并在每回次結(jié)束之前使用清泥漿洗孔，同時使用不再浮動的鉆具進行干鉆卡芯；除此之外，為了避免出現(xiàn)沉砂卡鉆的現(xiàn)象，應(yīng)停泵干鉆0.2～0.3m。

4　結(jié)束語

綜上所述，工程建筑行業(yè)的不斷發(fā)展為我國國民經(jīng)濟水平的提高提供了強而有力的支持，而巖土工程地質(zhì)勘察又是保證建設(shè)場地合理選擇、設(shè)計方案準(zhǔn)確、工程建設(shè)質(zhì)量可靠的關(guān)鍵之所在，特別是對巖土性質(zhì)、水源分布、地形地貌等方面的勘察，對于是施工方案的設(shè)計和成本預(yù)算控制具有十分重要的現(xiàn)實意義。因此，為了提高巖土工程勘察工作的水平，必須要根據(jù)地質(zhì)條件的實際情況來選擇最為適合的鉆探設(shè)備和鉆探技術(shù)，以保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和長期使用性。

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TU195

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1673-0038（2015）43-0168-02

2015-10-1