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

（江西有色地質勘查五隊江西九江332000）

隨著我國社會經濟水平和工程建筑領域的不斷發展，城市化建設進程的不斷加快使得人們的生活水平實現了較大程度的提高，社會各界對于建筑工程的施工建設質量也提出了越來越高的要求。前期的水文地質勘察工作是巖土工程施工建設開始之前的重要工作內容，對于工程的建設質量、人們的人命安全和社會的穩定發展具有十分重要的現實意義，特別是在科學技術水平不斷提高的現階段，鉆探工藝的創新與發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；地質勘察；鉆探工藝；選取

前言

在我國工程建設領域不斷發展的現階段，對于人們生活水平的提高和社會經濟的發展起到了極大的促進作用，而地質勘察又是巖土工程建設中的重要工作內容，其勘察結果的水平直接影響著工程建設的整體質量，與人們的生命健康、財產安全和社會穩定發展是息息相關的，然而對于鉆探工藝的不合理應用又是制約地質勘察質量的重要影響因素，特別是在我國科學技術水平不斷提高的當下，鉆探工藝的創新發展為巖土工程勘察質量的保證提供了前提條件，只有根據巖土工程建設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的進度和質量，推動我國建筑工程領域的可持續發展。

1　巖土工程勘察中鉆探工藝現狀

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

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

（2）鉆孔涌水、漏水。由于巖土工程施工建設場地的地下水較為豐富，其水力聯通關系的復雜化會使得地勢較為低洼的地區出現涌水的問題，當鉆機鉆探觸碰到裸露或半裸露的巖溶高地，常常會發生鉆孔漏水的現象，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。鉆探設備通常都會設置在地基較為不穩定的地區當中，由于地形的復雜性以及溶蝕面的存在，在鉆探設備機械振動的荷載和沖洗液的沖蝕作用下，會造成地基失穩或下陷的結果，導致鉆探設備沉入井坑之中。

2　巖土工程勘察中鉆探設備的選取

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，在鉆機方面的應該配備兩套鉆桿，其中一套是直徑為50mm的鉆桿，主要負責對硬層巖土實現鉆進，同時還可以有效的預防鉆桿折斷和脫落現象的發生；另一套是直徑為42mm的鉆桿，主要負責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，當孔深較淺的時候可以選擇套管螺旋鉆，當孔深較深的時候則需要選擇沖擊回轉鉆進。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構實現清晰的觀察，并不影響對土層結構和狀態的分析。

2.2.2砂層

泥漿的稠度是由砂礫粒徑的大小所決定的，當鉆頭的外徑比巖芯管稍大的時候，能夠對巖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合金鉆頭，其穩定的回轉性能夠保證巖芯的原始結構不會受到破壞；另外，為了避免出現孔壁塌陷而導致埋鉆的現象發生，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，使得孔壁及其出現坍塌的問題，考慮到粘土粒自由表面的張力較大和粘結力較強，應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，然后繼續鉆進。

3　巖土工程勘察中鉆探技術的選取

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分析的準確性，每次進尺的范圍要控制在0.5～1m的范圍當中；為了減少鉆阻力，應該將鉆具的鉆速控制在90～100r/min的范圍之內，因為如果鉆具的鉆速過高，就會對地下水產生不良的作用，使得葉片上的土樣脫落，無法實現地質勘察的目的。

3.2可塑偏硬、硬塑和堅硬粘性土層

在切入土層之后，應進行中速檔鉆進，且在硬粘性土層中優先選擇回轉鉆進的方式，為了保證孔底不會形成真空的狀態，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系，為了避免出現沉砂卡鉆的現象，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，防止出現上下活動；另外，在對砂層進行鉆進的時候，在每回次結束之前，應使用清泥漿進行洗孔，在孔內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構當中，可以采用灌漿無泵反循環的鉆進方式，并在每回次結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，為了避免出現沉砂卡鉆的現象，應停泵干鉆0.2～0.3m。

4　結束語

綜上所述，工程建筑行業的不斷發展為我國國民經濟水平的提高提供了強而有力的支持，而巖土工程地質勘察又是保證建設場地合理選擇、設計方案準確、工程建設質量可靠的關鍵之所在，特別是對巖土性質、水源分布、地形地貌等方面的勘察，對于是施工方案的設計和成本預算控制具有十分重要的現實意義。因此，為了提高巖土工程勘察工作的水平，必須要根據地質條件的實際情況來選擇最為適合的鉆探設備和鉆探技術，以保證建筑結構的穩定性、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