芻議如何提高巖土工程鉆探質量

摘 要：巖土工程勘察中最為重要的一項工作就是鉆探，因此，鉆探質量將對整個地質勘察質量有著直接的影響。文章將結合筆者的工作經驗，對巖土工程鉆探的現狀、方法進行分析，并提出改善巖土工程鉆探質量的建議。

關鍵詞：巖土工程；鉆探質量；勘察

在現階段，巖土工程勘察中仍然以鉆探為主，而野外取樣、野外地質編錄則是獲取第一手地質信息的基本工作方法。為了能夠保證對各種地質現象、地質信息進行更加準確的描述，從而為鉆探工作提供可靠保障，同時這項工作也將直接影響著巖土工程的整體質量，由此可以看出鉆探工作的重要意義。鉆探成果將作為工程地質評價和設計，施工的基礎資料，因此，整個巖土工程的質量在一定程度上取決于鉆探的質量水平。

1 巖土工程鉆探應用現狀

我國地質勘察工作，起步較晚，因此鉆探技術還屬于初級發展階段，與發達國家相比，具有很大的距離。我國目前巖土工程中鉆探施工主要采用的是20世紀80年代設計的立軸式巖心鉆機，而全液壓動力頭鉆機則以從國外引進為主，受各方面因素的影響，由我國自主研發的鉆機并未能得到廣泛的應用。工藝方面，先進的鉆探工藝難以得到有效推廣，例如，金剛石繩索取心鉆探因為使用價值的原因而未能普及；液壓沖擊回轉則因為泥漿對鉆具的損傷較大，而應用較少；繩索取心液動錘鉆探和不提鉆頭方法在地質勘查中的應用也不常見；雖然空氣反循環取樣鉆探方法的效率較高，但卻不能被巖土工程人員所接受以致影響了推廣。當前，我國主要采用的是巖土鉆探技術行業大部分為上世紀80年代所研發的測斜技術和鉆孔護臂堵漏技術。由于新技術沒能得到廣泛的應用，使得我國的巖土工程鉆探技術水平較低，地質看鉆探效率偏低，具體表現為：“臺月”效率低，復雜地表鉆探問題繁雜，深孔鉆探能力不夠，鉆探成本較高等問題，這些問題的存在在很大程度上影響了巖土工程的開發利用效率。

2 巖土工程鉆探

2.1 巖土工程地質鉆探

2.1.1 鉆探方法。巖土工程的鉆探過程必須根據當地的地質特點出發，從而實現鉆探工藝與地質特點的完美結合。對地質地層進行精度的鑒別，以了解地下水的情況，降低各種因素對取樣段的影響。不同特點的地層，應選擇恰當的鉆探方式：對于第四系松散堆積物場地或者城市建筑物，可采用100型以上或汽車鉆的方式進行鉆探。對于要求缺氧或者鑒別的地層，則應當選擇回轉的方式鉆進，以獲得巖土樣品。如遇到碎石、塊石或漂石時，可采用振動回轉式鉆探；對于脫離水層之上的土層應當選擇甘鉆，確保孔內干燥；而砂層、粘土層等則需要根據相關要求使用泥漿護臂。

2.1.2 回次進尺。在巖土鉆探過程中，回次進尺的控制非常重要。在土層中采用螺旋鉆頭鉆進，并按照要求分回次的提取土樣，要求回次進尺保證在1.0米以內。對于重點研究位置或者持力層，回次進尺則應當保持在0.5米以內，以保證鑒別厚度和薄度能夠滿足要求。對于砂土層、粉土鉆探，可采用標準貫入器間斷取樣或者分式取樣的方法，以保證間距不超過1.0米。取樣的過程中運用無巖心鉆探，或者單層芯管回轉鉆機的方式不間斷取芯。另外，為了保證 巖芯率高，在巖芯采取時，需要粉土、粘性土保持在90%以上，沙土不低于70%，而碎石則保持在50%以上。

2.2 取樣的注意事項

2.2.1 取樣方法和要求。在取樣時，必須使用專用的薄壁取土器進行在靜壓狀態下連續取樣，土樣的貫入速度應當保持在0.1m/s。如果取樣鉆孔為圓直型，需要確保孔徑正常，取土長度也應保證一定的長度，粘性土與軟土均比直徑數值小；當取土器進入相應的溫度后，回轉取土器，從而將樣品底端切斷。

2.2.2 原位測試。在巖土工程鉆探中，不同方式的鉆探的測試也有所不同。標準貫入試驗的步驟為，先使得粉土、砂石飽和，在進行后續試驗，并保證測試深度位于底下20米上下。當標準管貫入試驗在貫入0.15米上下后，記錄錘擊數，累計打入30厘米的錘擊數為標準貫入數。對于重型動力鉆探，碎石類土一般采用重型動探來對相應的密實程度進行確定，每間隔20米取土樣，并在厚度不足0.5米的地方做好記錄，在清除孔底殘土之后打入錘擊數，并做記錄。

3 巖土工程鉆探

3.1 加強技術創新

為了提高鉆探效率，并減少各種問題的發生，應當不斷加強鉆探技術的創新，從而提高巖土工程的經濟效益，并促進社會經濟的發展，提高整體生產水平與質量。例如，在5000米的結晶巖層連續取芯鉆孔，在這一難度較高的工程當中，施工人員采用了金剛石取芯鉆探方法，克服了種種困難，并帶來了優質、高效的施工結果，鉆探速度提高了一半以上，并大大節約了成本。

3.2 加大新技術與新工藝的推廣力度

解決巖土工程中鉆探遇到的各種困難，單純依靠先進的新技術、新工藝是不夠的，還應當加大推廣與使用的力度，從現場演示、技術指導等各個環節全面提高新技術的使用率。另外，在巖土層的鉆探過程中，應當結合已有專業技術力量，并全方位的調動各方面工作，確保每個部門都能各司其職，在全局的高度上規范并支持巖土工程鉆探質量的進一步提升。

3.3 做好地質編錄工作

3.3.1 基本要求。鉆孔地質編錄要求按照規定格式，并由具備專業知識與實踐經驗的記錄員在現場將所獲得的數據結果等及時填寫，確保記錄內容的完整與準確。鉆孔記錄為原始記錄，用鉛筆填寫，未經允許不得進行任何涂改。鉆探記錄與鉆探過程應保持同步，記錄的內容包括了鉆進過程和巖土描述這兩部分野外鉆探記錄。鉆探現場記錄表的各個欄目的填寫必須嚴格按照鉆進回次逐項進行。如果回次中出現變層，記錄時應填寫分層標簽。

3.3.2 鉆進過程記錄內容。鉆進過程記錄所包含的內容是多方面的，主要有使用的鉆機方法、鉆具名稱、規格、鉆進的難易程度、進尺速度、鉆進參數的變化情況等。同時，還應當及時將孔內情況、地下水位或沖洗液位及其變化等，做出詳細記錄。最后，應當詳細記錄取樣及原位測試的編號、深度位置、取樣工具名稱規格、RQD值等，以及其他在鉆進過程中出現的異常情況。

3.3.3 巖土描述內容。《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）中要求對于巖土的鑒定必須建立在現場描述的基礎上，并結合室內試驗的開土記錄與試驗結果進行綜合確定。由此可以看出，地層巖性描述除了具備外業編錄，如碎石土的顆粒形狀、母巖成分、分化程度、填充物的性質和填充程度等；砂石的顏色、礦物組成、形狀、密實度等；粉土的顏色、包含物等。還包含了室內試驗結果，如碎石土的顆粒級配、砂石顆粒級態、搖震反應等的描述。對于碎石土密實度的野外、室內綜合鑒定，在《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2002）附錄B中均有明確規定。另外，還包含了根據動力觸探從而對密度進行確定的方法等，進而將各項結果進行綜合確定。通過以上規定可以得知，碎石土、砂土地質編錄的重點更加偏向于野外，而粉土、粘性土的地質編錄則要求必須與室內的試驗結果進行綜合描述。綜上可以看出，作為一名優秀的工程技術編錄人員，應具備綜合整合能力，能夠做到根據地層巖性的特點從室內到室外的綜合編錄。

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