巖土工程勘察中鉆探工藝的選取分析

張茂松

摘要：巖土工程作為建筑工程施工中的基礎環節，關系著整個工程的施工質量、施工工藝和施工進度，而在巖土工程勘探中，鉆探又是關鍵環節之一，鉆探工藝選取的恰當與否對巖土工程施工具有重大影響。本文在闡述了巖土工程勘探中鉆探工藝涉及的設備與鉆進方法后，對不同地質地層適宜選取的鉆探工藝進行了詳細探討，旨在提高巖土工程勘探對鉆探工藝選擇的合理適用。

關鍵詞：鉆探工藝；巖土工程；勘察；選取

前言：最近幾年，為緩解住房供需緊張矛盾，我國建筑工程項目審批數量逐漸增多，建筑工程規模逐漸擴大。而隨著建筑工程的越來越多，各環節施工質量也受到了社會各界的廣泛關心與普遍關注。鑒于巖土工程勘探是整個建筑施工的起點與開端，如果其勘探質量低，鉆探工藝選取不恰當，勢必會給后續施工造成影響，因而必須要保證鉆探工藝選取的科學合適。

1.巖土工程勘探中鉆探工藝的設備與方法

1.1鉆探設備。在巖土工程勘探中的鉆探施工環節，會涉及到許多相關設備，人們通常將與之相關的所有設備統稱為鉆探設備。鉆探設備包括主要設備和輔助設備，主要設備包括鉆機、傳動裝置、動力裝置、泵、空氣壓縮機等，輔助設備包括鉆頭、鉆塔、擰管等。對于鉆探設備的使用不存在某一設備工具單獨使用的情況，而都是以整體式或組合式進行裝載鉆探施工的，整體式裝載有自行式、固定式和托引式三種方式。根據具體用途的不同鉆探設備可以劃分為不同的類型，包括專用鉆探設備和通用鉆探設備。通用鉆探設備的應用領域非常廣泛，適用于多種場合的鉆探作業，而專用鉆探設備則僅適用于某一領域，像巖土工程勘探專用巖心鉆探設備和取樣鉆探設備等。

1.2鉆進方法。鉆探工藝發展至今目前已形成了多種鉆進方法，就巖土工程勘探而言，由于地質地層構造、土壤性質的不同所適合采用的鉆進方法也各有差異。要想根據巖土工程現場實際情況選擇與之相適應的鉆進方法，就需要對各種鉆進方法有所了解，尤其是常用鉆進方法。鉆進方法根據劃分標準的不同可以劃分為多種類型，如按照回轉鉆進破碎巖石所用磨料劃分，按照鉆進過程是否使用巖芯劃分，按照鉆進工藝劃分等。在選擇時可以依據巖土工程鉆探環節的側重點來進行，但無論選擇何種鉆進方法對于破碎孔和破碎井底巖石的破碎都必須在鉆進過程中進行。

2.巖土工程勘探中鉆探工藝的選取

不同地質地層對鉆探工藝有著不同的要求，而不同鉆探工藝適用于不同的地址地層勘探，在實際選取鉆探工藝時需要予以充分的考慮。

2.1砂質土層鉆探工藝的選取。對于砂質土層鉆探工藝的選取，還需要根據砂石粒徑大小的不同來細分。若砂礫為細粉砂帶粘性土，則適宜選用低鉆速灌漿鉆探工藝，通過低鉆速將泵流量調整到似流狀態，并對鉆進壓力進行嚴格控制，以避免鉆機上下移動，影響鉆進效果和鉆速，做好這些工作后即可開始鉆進施工。在整個鉆探施工中，每一鉆進回合結束前都應使用清水泥漿對破碎孔進行灌漿清洗，以便將懸浮在空中的細粉砂帶入泥漿池，清洗完成后停止泵送，并進行30cm至50cm的停泵干鉆，以免巖芯脫落。對于粗粒徑砂礫，適合選用灌漿無泵反循環鉆探工藝，同樣以低鉆速狀態鉆進。鉆進過程中不斷的浮動，并以快速下放、緩慢上提方式對鉆機進行操作，這樣在孔底便會形成反循環，實現灌漿無泵反循環鉆探。與細粉砂鉆探工藝相同，在每回次提鉆之前，也需要對孔進行清泥漿灌漿清晰，以提高取芯率和卡芯效果，將懸浮的砂礫帶進泥漿池后停泵。而粗砂礫停泵干鉆的進行距離應在20cm至30cm。

2.2粘性土鉆探工藝的選取。粘性土有軟粘土和硬粘土之分，軟、硬粘土適合采用不同的鉆探工藝。本文以軟粘土為例，對軟粘土適合采用的鉆探工藝進行簡要說明。對于軟粘土鉆進施工，適合使用螺旋鉆鉆探工藝，鉆具葉片長度一般以1m為宜，直徑一般控制在0.5至1m之間，不能超過葉片長度，同時鉆進時的鉆速最大不能超過100轉每分鐘。根據軟粘土的性質，鉆速應以慢速下放慢速提升為宜，這樣可以實現利用地下水的潤滑作用來減小提鉆阻力，從而達到較高的鉆速。若鉆具鉆速與提鉆速度較大，為降低地下水對鉆進的影響，防止土樣脫落，就需要利用油缸來減緩提鉆速度，減小鉆具上升的阻力。由于軟粘土土層軟弱，在鉆具提出后土層可能會出現縮徑現象，基于這一情況，在后續鉆探作業中就需要對土層進行刮落處理，但刮落的適當位置與土層取樣的長度必須要經過精確的計算來予以確定。

2.3碎石層鉆探工藝的選取。碎石層也稱為卵石層，對于這種地質特性鉆探工藝的選取需要重點考慮三種因素，即密實度、含水率和是否含有充填粘性土。對于含水率較小、含有充填粘性土的密實碎石層勘探，適合采用合金干鉆鉆探工藝。鉆進時適當的對鉆具進行上下浮動，避免堵塞情況發生，同時在鉆進之初將相應參數數值設置在較小狀態，隨著進尺的逐漸增大，相應參數數值也隨之調大。對于含水率較小、含有充填粘性土的稍密實碎石層勘探，適合選用回轉跟管鉆探工藝，鉆機鉆速應保持在20轉至40轉每分。實際鉆進時，若鉆機回轉狀態平穩，則可以適當增大鉆進相應參數；若鉆進壓力出現大幅波動，則立即將鉆具提出，以免鉆頭等設備發生損壞。對于含水率較小、含有少量充填粘性土的松散碎石層勘探，可以使用投黏土球鉆探工藝或跟管鉆進鉆探工藝，跟管鉆進工藝鉆機鉆速應控制在30轉至60轉每分鐘，跟管回次長度控制在3m至6m。與其他鉆探工藝不同的時，跟管鉆進工藝在鉆進過程中不能隨意對事先設置好的鉆進參數進行變更，以避免因參數改變而給鉆進造成影響。

總結：由上分析可知，對于巖土工程勘探中鉆探工藝的選取需要考慮的內容眾多，除了鉆探設備性能與鉆進方法外，還包括不同地質土層與土壤性質，且同一土壤性質依據具體細節的不同所適合的鉆探工藝也不同。因此，在巖土工程實際勘探中，應結合歷史經驗總結，全面考慮各相關因素，選出最為適合的鉆探工藝，以為工程后續施工奠定良好基礎，為施工質量提供有力保障。