工程地質(zhì)勘察鉆探中的取樣問題分析

【摘要】在工程建設(shè)中做好地質(zhì)勘察工作是重要的基礎(chǔ)性工作，其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是鉆探取樣，通過對所獲得的一定深度內(nèi)實(shí)物進(jìn)行分析，從而獲取相應(yīng)的地質(zhì)資料與水文信息，為工程建設(shè)施工提供參考依據(jù)。本文針對工程地質(zhì)鉆探取樣工作進(jìn)行分析，為相關(guān)從業(yè)人士提供參考。

【關(guān)鍵詞】地質(zhì)勘察；鉆探取樣；方法；技術(shù)

工程地質(zhì)勘察的主要工作任務(wù)是：工程地質(zhì)勘察工作人員以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工技術(shù)以及勘察工程的相關(guān)要求為依據(jù)，從鉆孔、探槽、探井或探坑中某一深度內(nèi)采集一定數(shù)量的實(shí)物作為樣本，并運(yùn)輸至室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測與分析，以實(shí)現(xiàn)對巖土工程地質(zhì)情況的準(zhǔn)確判斷與評價(jià)。作為工程地質(zhì)勘察以及水文地質(zhì)勘察獲取地表以下地質(zhì)資料的重要手段之一，工程地質(zhì)勘察鉆探工作還能夠?qū)崿F(xiàn)對建筑物基礎(chǔ)等地下工程施工質(zhì)量的檢驗(yàn)與評價(jià)。取樣環(huán)節(jié)的質(zhì)量會直接影響工程地質(zhì)勘察巖土體性質(zhì)的分析結(jié)果，因此必須引起相關(guān)人員的關(guān)注與重視。

1、工程地質(zhì)鉆探取樣分析

1.1鉆探技術(shù)和取樣測試目的

在工程地質(zhì)勘察鉆探實(shí)踐中，進(jìn)行鉆探取樣的主要目的包括以下幾個(gè)方面：第一，對工程地質(zhì)所處區(qū)域地層情況進(jìn)行揭露與劃分，對巖土性質(zhì)以及具體成分進(jìn)行鑒定并描述；第二，對地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行準(zhǔn)確分析，掌握工程現(xiàn)場不良地質(zhì)條件的分布界限以及具體類型；第三，針對鉆孔、探槽、探井或探坑中的樣品進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，以明確相應(yīng)樣本的物理理性性質(zhì)；第四，對地下水類型進(jìn)行探測，同時(shí)進(jìn)行水位測量，采取水樣并對地下水的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分析。

1.2工程地質(zhì)勘察鉆探方法及工具應(yīng)用

在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，工程地質(zhì)勘察鉆探工作中所涉及到的鉆探方法較多，包括沖擊鉆進(jìn)法、錘擊鉆進(jìn)法、振動鉆進(jìn)法、沖洗鉆進(jìn)法以及回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法等多種類型。其中，鉆進(jìn)方法和鉆進(jìn)工藝應(yīng)根據(jù)巖土類別、巖土可鉆進(jìn)分級和鉆探技術(shù)要求等確定，采取不同等級土樣應(yīng)采用相應(yīng)的鉆進(jìn)方法和鉆具。沖洗液和護(hù)壁堵漏材料應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、鉆進(jìn)方法和環(huán)保要求等確定。

2、工程地質(zhì)勘探鉆探的樣品種類分析

2.1原狀土分析

工程地質(zhì)勘察實(shí)踐中，原狀土土樣的應(yīng)力狀態(tài)雖已改變，但土的結(jié)構(gòu)和相關(guān)物理力學(xué)性質(zhì)變化較小，工作人員在完成對原狀土的取樣工作后可直接將樣本運(yùn)送至室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行檢測分析，通過多種檢測技術(shù)的綜合應(yīng)用，掌握原狀土在密度、含水率、抗剪切強(qiáng)度、固結(jié)試驗(yàn)指標(biāo)等方面的地質(zhì)資料，以實(shí)現(xiàn)對原狀土土樣所代表巖土層物理性能的判斷與評價(jià)。布置勘探點(diǎn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析研究勘察設(shè)計(jì)要求，確保取土孔和樣品數(shù)量滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范強(qiáng)條要求。

2.2擾動樣分析

相較于原狀土土樣而言，擾動樣是指工程地質(zhì)現(xiàn)場區(qū)域中巖土樣本結(jié)構(gòu)以及自然成分已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的破壞，在工程地質(zhì)鉆探取樣基礎(chǔ)之上通過室內(nèi)檢測試驗(yàn)的方式獲得巖土樣本顆粒成分中與含水率、液性指數(shù)以及塑性指數(shù)等相關(guān)的指標(biāo)信息。在工程地質(zhì)勘探現(xiàn)場中，容易受到擾動影響的巖土層以砂層以及淤泥質(zhì)層為主。其中，針對淤泥質(zhì)層的取樣應(yīng)采用薄壁取土器靜力壓入法取樣，在此基礎(chǔ)之上嚴(yán)密包裝并運(yùn)輸至室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行分析。對于砂層而言，取樣所采取的技術(shù)方法以右旋上提式活塞封閉取砂器為主。

2.3水樣分析

在工程地質(zhì)勘察工作中，首先需要結(jié)合工程項(xiàng)目所處現(xiàn)場的地質(zhì)勘察實(shí)際情況，明確取水樣數(shù)量和取水層位，選擇與實(shí)際需求相符合的取水器進(jìn)行取樣，然后運(yùn)輸至室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。在工程地質(zhì)勘察鉆探環(huán)節(jié)中，通過不同層位的地下水水質(zhì)分析掌握地下水陽離子濃度、陰離子濃度、酸堿值等相關(guān)指標(biāo)，以判別水質(zhì)情況和水對建筑材料的腐蝕性。結(jié)合既往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，在取水樣環(huán)節(jié)中以玻璃瓶-重錘取水器的應(yīng)用最為廣泛。

3、工程地質(zhì)勘察取樣技術(shù)應(yīng)用

3.1鉆孔取樣的操作

在進(jìn)行鉆孔取樣操作的過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：第一，在針對原狀土的鉆進(jìn)取樣過程中，宜采用快速靜力連續(xù)靜壓法，鉆孔孔徑應(yīng)當(dāng)根據(jù)取土器外徑擴(kuò)大一個(gè)等級，以確保鉆進(jìn)取樣的整體效果；第二，針對地下水水位以上的鉆進(jìn)取樣工作，應(yīng)當(dāng)以干鉆方式為主，避免使用沖洗液。在地層鑒別過程中，可以使用側(cè)噴式?jīng)_洗鉆頭成孔施工方法；第三，采用套管護(hù)壁時(shí)，應(yīng)先鉆進(jìn)后跟進(jìn)套管，套管的下設(shè)深度與取樣器位置之間的距離必須保證在3倍管徑以上；第四，取土器下放前首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清孔處理；第五，貫入式取樣時(shí)取土器貫入深度宜控制在取樣管總長的90%；第六，在固定活塞取土器的壓入過程中，必須確保將活塞桿和鉆架進(jìn)行緊密連接，避免活塞移動進(jìn)而對取樣效果產(chǎn)生不良影響。

3.2回轉(zhuǎn)式取土器取樣

回轉(zhuǎn)式取土器取樣是工程地質(zhì)勘察取樣中常見方法之一。在具體應(yīng)用中，必須注意以下幾個(gè)方面的問題：第一，在采用單動管、雙動二重管或雙動三重管進(jìn)行原狀土取樣時(shí)，現(xiàn)場人員首先需要確保鉆桿順直度，取樣器應(yīng)當(dāng)速度平穩(wěn)且緩慢，工作人員還可通過對回轉(zhuǎn)式取土器進(jìn)行重桿設(shè)置的方式避免鉆具抖動進(jìn)而影響取樣結(jié)果；第二，在使用泥漿沖洗液的過程中，應(yīng)當(dāng)參考工程現(xiàn)場實(shí)際情況合理選擇鉆進(jìn)參數(shù)，施工前還應(yīng)通過試鉆的方式不斷優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)設(shè)置方案；第三，在回轉(zhuǎn)式取土器取樣過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)盡可能將泵量以及泵壓控制在最低限度，以提高勘察取樣的整體質(zhì)量與水平。

3.3取樣環(huán)節(jié)質(zhì)量控制

第一，在編制勘察技術(shù)要求和實(shí)施細(xì)則時(shí)應(yīng)重視取樣問題，明確勘察中各地層所適用的取土器具；第二，管理人員和取樣人員應(yīng)在進(jìn)場和取樣前復(fù)核取土器的技術(shù)規(guī)格和性能情況，并加強(qiáng)取樣環(huán)節(jié)的中間檢查力度；第三，重視特殊場地的鉆進(jìn)和取樣問題；第四，經(jīng)工程地質(zhì)勘察取樣后所得土樣必須由專人進(jìn)行包裝，采取的巖土試樣密封后應(yīng)置于溫度及濕度變化小的環(huán)境中，不得暴曬和受凍。土樣應(yīng)直立放置，嚴(yán)禁倒放或平放；第五，在運(yùn)輸土樣過程中，應(yīng)采用專用土樣箱包裝，并做好防震措施，巖土試樣采取后至開樣試驗(yàn)之間的貯存時(shí)間應(yīng)符合相應(yīng)工程技術(shù)要求，且不宜超過兩周。

總結(jié)：

在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展與進(jìn)步的背景下，工程地質(zhì)勘察鉆探取樣工作開始受到工程地質(zhì)工作人員的關(guān)注與重視。取樣作為工程地質(zhì)勘察分析的重要環(huán)節(jié)之一，在分析工程項(xiàng)目基礎(chǔ)范圍內(nèi)地層結(jié)構(gòu)，掌握各地層物理力學(xué)性質(zhì)等方面起到了非常重要的作用。本文主要研究工程地質(zhì)勘察鉆探取樣的關(guān)鍵技術(shù)，望能夠進(jìn)一步提高巖土工程地質(zhì)勘探取樣質(zhì)量與水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]程耀榮.物探與鉆探在工程地質(zhì)勘察中的具體應(yīng)用[J].河南科技，2013（4）：70.