對巖土工程勘察中鉆探工藝的選取分析

文/朱黔　遵義市建筑設計院　貴州遵義　563000

對巖土工程勘察中鉆探工藝的選取分析

文/朱黔遵義市建筑設計院貴州遵義563000

萬丈高樓平地起，建筑的完成首先得打好堅實可靠的基礎。在發展建筑行業的同時，質量要求越來越高，工藝選取越來越嚴格，而直接影響建筑質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情況，不同的地質情況需要用不同的鉆探工藝。

勘察；鉆探工藝；選取

建筑行業由來已久，建筑物的完成先要做好準備工作，也就是地質情況的勘察。在巖土工程勘察中，需要針對不同的土質，選取相應不同的鉆探工藝，從而取得準確的巖土數據，為建筑物的地基基礎設計提供科學合理的巖土參考數據，保障建筑物的穩定性。

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，從而得出該地質的數據成果，為建筑工程的設計施工提供準確的參考數據，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

在選取鉆探工藝前，先得對巖土工程勘探中土的分類有清晰明確的認識

不同的地質條件決定了鉆探工藝的選取

（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。另外需要強調的是，土層的塑性指標、螺旋鉆的相關數據會隨著實際取出的土樣變化，簡言之就是，土質越軟，就會產生越小的長度增加值，通過這種實際操作手段，土質勘察中層位變化、層位狀態的分析更準確。

在軟弱粘性土層中，鉆探速度一般不超過每分鐘90轉至每分鐘100轉。在慢速提升以及慢速鉆進的步驟中，孔內存在的水可以發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，難以實現良好的取樣。在提鉆過程中，假如產生了較大的阻力，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，針對這種地質條件，一般在巖土工程勘察中選擇回轉鉆進的鉆探工藝。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孔底形成真空的情況。在實際作業中，還會出現這樣的意外狀況，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。可以應用在活動分水頭球鉆具中，這樣能夠更好地實現干鉆取芯。

（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。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，調整到似流狀態的泵量，然后開始進行鉆進。在每回次結束之前，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，先將相應的參考數據調到比較低的數據上，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據調大。與此同時，在鉆探的過程中要經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象發生。

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轉的范圍。當鉆探設備能夠持續在穩定的回轉狀態的時候，可以適當地加大鉆進參數，而當出現不平穩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轉至60轉的范圍內。另外要避免隨意對鉆進參數進行變更。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，使孔底出現一個平臺后在轉入正常沖孔。

結語：

建筑工程高速發展，巖土工程的勘察與建筑發展密不可分，每一塊地基基礎都有其獨特性質，在這樣一個地大物博的國家，地質情況更是多種多樣，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量的保障。

朱黔（1967-7）女 本科 巖土工程師 主要從事：巖土勘察。