【摘要】萬丈高樓平地起,建筑的完成首先得打好堅實可靠的基礎。在發(fā)展建筑行業(yè)的同時,質(zhì)量要求越來越高,工藝選取越來越嚴格,而直接影響建筑質(zhì)量和工藝的就是地基基礎,地基基礎的決定因素是巖土地質(zhì)情況,不同的地質(zhì)情況需要用不同的鉆探工藝。
【關鍵詞】勘察;鉆探工藝;選取
建筑行業(yè)由來已久,建筑物的完成先要做好準備工作,也就是地質(zhì)情況的勘察。在巖土工程勘察中,需要針對不同的土質(zhì),選取相應不同的鉆探工藝,從而取得準確的巖土數(shù)據(jù),為建筑物的地基基礎設計提供科學合理的巖土參考數(shù)據(jù),保障建筑物的穩(wěn)定性。
一、巖土工程勘察的概念
所謂的巖土工程勘察就是對擬建范圍地質(zhì)情況進行勘探觀察分析,選取一定的巖土式樣,把巖土式樣通過專門的實驗和測試手段,從而得出該地質(zhì)的數(shù)據(jù)成果,為建筑工程的設計施工提供準確的參考數(shù)據(jù),打好設計和施工基礎。
二、巖土工程勘察中有哪些鉆探方法
鉆探方法主要取決于現(xiàn)有的鉆探設備,雖然鉆探的方法選擇多種多樣、靈活廣泛,但目的都是一樣,即實現(xiàn)巖土工程中巖層孔和巖石的破碎取樣。
三、鉆探工藝的選取分析
(一)軟弱粘性土層
在軟弱粘性土層或可塑偏軟粘性土層地質(zhì)情況下,在鉆探過程中,將螺旋鉆鉆具長度嚴格把控在1m左右的長度范圍,其直徑相對改換螺旋鉆具鉆孔的直徑而言要稍小,在0.5m至1.0m的范圍之中實行每回次的進尺操作。因為螺旋鉆本身就有一定的厚度,在土樣的取出過程當中會收到一定的擾動,產(chǎn)生一定的偏差,為減少這樣不可避免的客觀誤差,每鉆探進去1.0m左右的進尺,實際取出的土樣長度要大于1.0m。另外需要強調(diào)的是,土層的塑性指標、螺旋鉆的相關數(shù)據(jù)會隨著實際取出的土樣變化,簡言之就是,土質(zhì)越軟,就會產(chǎn)生越小的長度增加值,通過這種實際操作手段,土質(zhì)勘察中層位變化、層位狀態(tài)的分析更準確。
在軟弱粘性土層中,鉆探速度一般不超過每分鐘90轉(zhuǎn)至每分鐘100轉(zhuǎn)。在慢速提升以及慢速鉆進的步驟中,孔內(nèi)存在的水可以發(fā)揮出一定的潤滑作用,這樣可以降低上鉆的阻力。而如果不這樣做就會導致土樣從葉片上脫落,難以實現(xiàn)良好的取樣。在提鉆過程中,假如產(chǎn)生了較大的阻力,應該通過油缸,把鉆具進行緩慢的提升,不可以采用回轉(zhuǎn)提升的方法進行操作。由于土層較軟,因此提出鉆具之后,土層或許會發(fā)生縮徑的情況。所以,在以后的鉆探取樣當中,應當對刮落部分進行準確的區(qū)分,還要對取樣長度進行精確的計算。
(二)硬粘性土層
硬粘性土層情況一般是堅固粘性土、硬塑粘性土或是可塑偏硬粘性土,針對這種地質(zhì)條件,一般在巖土工程勘察中選擇回轉(zhuǎn)鉆進的鉆探工藝。這種工藝要先以比較慢的速度鉆進,這樣做可以讓鉆頭更好同時更全面地在圖層中切入,如果慢速鉆進碰到非常堅硬的土層,可以進行適當加壓鉆探,當鉆探設備切入到土層后,可以適當加快鉆探速度,一般采取的是中速,這樣做不單是節(jié)約時間,更主要的是能夠有效地減小鉆探設備受到的阻力。當鉆探完成提升鉆探設備的過程中,要嚴格控制提升速度避免出現(xiàn)孔底形成真空的情況。在實際作業(yè)中,還會出現(xiàn)這樣的意外狀況,比如在鉆探的時候突然卡鉆了,這時候切忌慌亂或是直接將鉆探設備提升,而是要把巖芯擰斷,以降低提升阻力。
在沖擊回轉(zhuǎn)鉆進工藝的實際應用過程中,需要嚴格控制水泵的流量。在對可塑偏硬粘性土進行鉆進的過程中,適宜采用低速的水泵流量。如果對硬塑粘性土和堅硬粘性土進行鉆探時,這時候適宜采用中速的水泵流量。在采取巖芯的過程中,獲取方法可以采用干孔法取法。另外,在提鉆過程中,要盡可能避免巖芯脫落,從而使巖芯采取率得到良好保證??梢詰迷诨顒臃炙^球鉆具中,這樣能夠更好地實現(xiàn)干鉆取芯。
(三)砂層
在砂層的鉆探工藝選取中,先要看砂層顆粒的直徑,不同直徑大小的砂層顆粒選擇的鉆探工藝也不盡相同。
先講粒徑大的,即礫砂、中粗砂,這種砂一般采用灌漿無泵反循環(huán)的鉆探工藝,通過低速鉆進。在鉆進過程中,將鉆進不斷浮動,及時采取快速下放同時提升的時候要緩慢的措施,這樣就可以在巖孔底部形成反循環(huán)。鉆探設備提出來的時候要注意,先要及時地通過清泥漿進行洗孔,這道程序必不可少,這樣做可以保證趨于完美的卡芯效果和取芯率。只有待懸浮在孔里面的礫砂、中粗砂悉數(shù)被泥漿帶入到泥漿池以后才可以終止泵的工作,這樣整個工序才完成,同時還有效避免了一些麻煩,如卡鉆現(xiàn)象。另外,還需要進行0.2m至0.3m的停泵干鉆,與此同時停止浮動鉆具進行干鉆取芯。
再看粒徑小的,即粉細砂夾粘性土。這種地質(zhì)情況在鉆進的過程當中,最關鍵的是控制鉆進過程中的鉆進壓力,與此同時還要盡可能地控制上下浮動。用低鉆速,調(diào)整到似流狀態(tài)的泵量,然后開始進行鉆進。在每回次結(jié)束之前,還是要用清泥漿對孔進行清洗,將其中懸浮的粉細砂帶入泥漿池,再停泵,防止沉砂卡鉆的發(fā)生。然后0.3m到0.5m的停泵干鉆一樣進行,防止巖芯脫落。
(四)碎石層
碎石層也分成幾種不同的種類,不同種類的碎石層采用相應不同的鉆探工藝。分類依據(jù)主要是參照其密實程度,即密實的碎石層、稍密到中密的碎石層、松散的碎石層。一般情況下,鉆孔壓力需要控制在200kg至300kg的范圍。
密實的碎石層假如有粘性土填充,而且含水率較小,就運用合金干鉆的鉆探工藝。在其鉆探過程中,先將相應的參考數(shù)據(jù)調(diào)到比較低的數(shù)據(jù)上,隨著鉆探設備的不斷深入,受力逐漸變大,這時候就要把相應的數(shù)據(jù)調(diào)大。與此同時,在鉆探的過程中要經(jīng)常性地對鉆探設備進行上下活動,這樣才可以鉆探更均勻,還可以防止鉆頭被堵或是被卡助灼燒的現(xiàn)象發(fā)生。
稍密到中密的碎石層要是有粘性土填充,而且含水率較小,那就采用回轉(zhuǎn)跟管的鉆探工藝。在鉆探過程中,速度一般控制在每分鐘20至40轉(zhuǎn)的范圍。當鉆探設備能夠持續(xù)在穩(wěn)定的回轉(zhuǎn)狀態(tài)的時候,可以適當?shù)丶哟筱@進參數(shù),而當出現(xiàn)不平穩(wěn)的急劇變化時則要迅速提鉆,防止設備的損壞。
松散的碎石層假如只含有少量粘性土,其植物膠護壁效果必然非常有限,采用跟管鉆探工藝。跟管的長度一般在3m至6m,速度控制在每分鐘30轉(zhuǎn)至60轉(zhuǎn)的范圍內(nèi)。另外要避免隨意對鉆進參數(shù)進行變更。與此同時,還可以采用投粘土球的鉆探工藝,但需要注意避免過分地追求進尺而造成孔內(nèi)坍塌的事故。
(五)基巖層
基巖層中最關鍵的鉆探部分是巖溶發(fā)育地段。一般而言,巖芯采取率不低于80%,對于軟巖和破砕巖石而言其采取率要不低于65%。在巖溶發(fā)育地段其沖擊成孔需要在注漿凝固以后才進行操作,當巖面的傾斜度比較大的時候,鉆頭擺動撞擊護筒或是孔壁時,需要及時地回填比巖層還要堅硬的片石,使孔底出現(xiàn)一個平臺后在轉(zhuǎn)入正常沖孔。
結(jié)語:
建筑工程高速發(fā)展,巖土工程的勘察與建筑發(fā)展密不可分,每一塊地基基礎都有其獨特性質(zhì),在這樣一個地大物博的國家,地質(zhì)情況更是多種多樣,鉆探工藝的選取又影響著勘察工作,因此鉆探工作就更顯得重要。做好鉆探工作、選取合適的鉆探工藝使建筑安全和質(zhì)量的保障。
作者簡介:
朱黔(1967-7)女 本科 巖土工程師 主要從事:巖土勘察。