工程地質勘察鉆探中的取樣問題分析

【摘要】在工程建設中做好地質勘察工作是重要的基礎性工作，其中的一個重要環節就是鉆探取樣，通過對所獲得的一定深度內實物進行分析，從而獲取相應的地質資料與水文信息，為工程建設施工提供參考依據。本文針對工程地質鉆探取樣工作進行分析，為相關從業人士提供參考。

【關鍵詞】地質勘察；鉆探取樣；方法；技術

工程地質勘察的主要工作任務是：工程地質勘察工作人員以工程項目設計施工技術以及勘察工程的相關要求為依據，從鉆孔、探槽、探井或探坑中某一深度內采集一定數量的實物作為樣本，并運輸至室內實驗室進行檢測與分析，以實現對巖土工程地質情況的準確判斷與評價。作為工程地質勘察以及水文地質勘察獲取地表以下地質資料的重要手段之一，工程地質勘察鉆探工作還能夠實現對建筑物基礎等地下工程施工質量的檢驗與評價。取樣環節的質量會直接影響工程地質勘察巖土體性質的分析結果，因此必須引起相關人員的關注與重視。

1、工程地質鉆探取樣分析

1.1鉆探技術和取樣測試目的

在工程地質勘察鉆探實踐中，進行鉆探取樣的主要目的包括以下幾個方面：第一，對工程地質所處區域地層情況進行揭露與劃分，對巖土性質以及具體成分進行鑒定并描述；第二，對地質構造進行準確分析，掌握工程現場不良地質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行分析實驗，以明確相應樣本的物理理性性質；第四，對地下水類型進行探測，同時進行水位測量，采取水樣并對地下水的物理化學性質進行分析。

1.2工程地質勘察鉆探方法及工具應用

在當前技術條件支持下，工程地質勘察鉆探工作中所涉及到的鉆探方法較多，包括沖擊鉆進法、錘擊鉆進法、振動鉆進法、沖洗鉆進法以及回轉鉆進法等多種類型。其中，鉆進方法和鉆進工藝應根據巖土類別、巖土可鉆進分級和鉆探技術要求等確定，采取不同等級土樣應采用相應的鉆進方法和鉆具。沖洗液和護壁堵漏材料應根據地質條件、鉆進方法和環保要求等確定。

2、工程地質勘探鉆探的樣品種類分析

2.1原狀土分析

工程地質勘察實踐中，原狀土土樣的應力狀態雖已改變，但土的結構和相關物理力學性質變化較小，工作人員在完成對原狀土的取樣工作后可直接將樣本運送至室內試驗時進行檢測分析，通過多種檢測技術的綜合應用，掌握原狀土在密度、含水率、抗剪切強度、固結試驗指標等方面的地質資料，以實現對原狀土土樣所代表巖土層物理性能的判斷與評價。布置勘探點時應認真分析研究勘察設計要求，確保取土孔和樣品數量滿足設計和規范強條要求。

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現場區域中巖土樣本結構以及自然成分已經出現不同程度的破壞，在工程地質鉆探取樣基礎之上通過室內檢測試驗的方式獲得巖土樣本顆粒成分中與含水率、液性指數以及塑性指數等相關的指標信息。在工程地質勘探現場中，容易受到擾動影響的巖土層以砂層以及淤泥質層為主。其中，針對淤泥質層的取樣應采用薄壁取土器靜力壓入法取樣，在此基礎之上嚴密包裝并運輸至室內試驗時進行分析。對于砂層而言，取樣所采取的技術方法以右旋上提式活塞封閉取砂器為主。

2.3水樣分析

在工程地質勘察工作中，首先需要結合工程項目所處現場的地質勘察實際情況，明確取水樣數量和取水層位，選擇與實際需求相符合的取水器進行取樣，然后運輸至室內環境中進行實驗分析。在工程地質勘察鉆探環節中，通過不同層位的地下水水質分析掌握地下水陽離子濃度、陰離子濃度、酸堿值等相關指標，以判別水質情況和水對建筑材料的腐蝕性。結合既往工程實踐經驗來看，在取水樣環節中以玻璃瓶-重錘取水器的應用最為廣泛。

3、工程地質勘察取樣技術應用

3.1鉆孔取樣的操作

在進行鉆孔取樣操作的過程中，應注意以下幾個方面的問題：第一，在針對原狀土的鉆進取樣過程中，宜采用快速靜力連續靜壓法，鉆孔孔徑應當根據取土器外徑擴大一個等級，以確保鉆進取樣的整體效果；第二，針對地下水水位以上的鉆進取樣工作，應當以干鉆方式為主，避免使用沖洗液。在地層鑒別過程中，可以使用側噴式沖洗鉆頭成孔施工方法；第三，采用套管護壁時，應先鉆進后跟進套管，套管的下設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當進行清孔處理；第五，貫入式取樣時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行緊密連接，避免活塞移動進而對取樣效果產生不良影響。

3.2回轉式取土器取樣

回轉式取土器取樣是工程地質勘察取樣中常見方法之一。在具體應用中，必須注意以下幾個方面的問題：第一，在采用單動管、雙動二重管或雙動三重管進行原狀土取樣時，現場人員首先需要確保鉆桿順直度，取樣器應當速度平穩且緩慢，工作人員還可通過對回轉式取土器進行重桿設置的方式避免鉆具抖動進而影響取樣結果；第二，在使用泥漿沖洗液的過程中，應當參考工程現場實際情況合理選擇鉆進參數，施工前還應通過試鉆的方式不斷優化鉆進參數設置方案；第三，在回轉式取土器取樣過程中，工作人員應當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量與水平。

3.3取樣環節質量控制

第一，在編制勘察技術要求和實施細則時應重視取樣問題，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在進場和取樣前復核取土器的技術規格和性能情況，并加強取樣環節的中間檢查力度；第三，重視特殊場地的鉆進和取樣問題；第四，經工程地質勘察取樣后所得土樣必須由專人進行包裝，采取的巖土試樣密封后應置于溫度及濕度變化小的環境中，不得暴曬和受凍。土樣應直立放置，嚴禁倒放或平放；第五，在運輸土樣過程中，應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之間的貯存時間應符合相應工程技術要求，且不宜超過兩周。

總結：

在社會經濟不斷發展與進步的背景下，工程地質勘察鉆探取樣工作開始受到工程地質工作人員的關注與重視。取樣作為工程地質勘察分析的重要環節之一，在分析工程項目基礎范圍內地層結構，掌握各地層物理力學性質等方面起到了非常重要的作用。本文主要研究工程地質勘察鉆探取樣的關鍵技術，望能夠進一步提高巖土工程地質勘探取樣質量與水平。

參考文獻：

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