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(chǔ)環(huán)節(jié)，關(guān)系著整個(gè)工程的施工質(zhì)量、施工工藝和施工進(jìn)度，而在巖土工程勘探中，鉆探又是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，鉆探工藝選取的恰當(dāng)與否對(duì)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(shè)備與鉆進(jìn)方法后，對(duì)不同地質(zhì)地層適宜選取的鉆探工藝進(jìn)行了詳細(xì)探討，旨在提高巖土工程勘探對(duì)鉆探工藝選擇的合理適用。

關(guān)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(guó)建筑工程項(xiàng)目審批數(shù)量逐漸增多，建筑工程規(guī)模逐漸擴(kuò)大。而隨著建筑工程的越來(lái)越多，各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量也受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)心與普遍關(guān)注。鑒于巖土工程勘探是整個(gè)建筑施工的起點(diǎn)與開端，如果其勘探質(zhì)量低，鉆探工藝選取不恰當(dāng)，勢(shì)必會(huì)給后續(xù)施工造成影響，因而必須要保證鉆探工藝選取的科學(xué)合適。

1.巖土工程勘探中鉆探工藝的設(shè)備與方法

1.1鉆探設(shè)備。在巖土工程勘探中的鉆探施工環(huán)節(jié)，會(huì)涉及到許多相關(guān)設(shè)備，人們通常將與之相關(guān)的所有設(shè)備統(tǒng)稱為鉆探設(shè)備。鉆探設(shè)備包括主要設(shè)備和輔助設(shè)備，主要設(shè)備包括鉆機(jī)、傳動(dòng)裝置、動(dòng)力裝置、泵、空氣壓縮機(jī)等，輔助設(shè)備包括鉆頭、鉆塔、擰管等。對(duì)于鉆探設(shè)備的使用不存在某一設(shè)備工具單獨(dú)使用的情況，而都是以整體式或組合式進(jìn)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(jù)具體用途的不同鉆探設(shè)備可以劃分為不同的類型，包括專用鉆探設(shè)備和通用鉆探設(shè)備。通用鉆探設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，適用于多種場(chǎng)合的鉆探作業(yè)，而專用鉆探設(shè)備則僅適用于某一領(lǐng)域，像巖土工程勘探專用巖心鉆探設(shè)備和取樣鉆探設(shè)備等。

1.2鉆進(jìn)方法。鉆探工藝發(fā)展至今目前已形成了多種鉆進(jìn)方法，就巖土工程勘探而言，由于地質(zhì)地層構(gòu)造、土壤性質(zhì)的不同所適合采用的鉆進(jìn)方法也各有差異。要想根據(jù)巖土工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇與之相適應(yīng)的鉆進(jìn)方法，就需要對(duì)各種鉆進(jìn)方法有所了解，尤其是常用鉆進(jìn)方法。鉆進(jìn)方法根據(jù)劃分標(biāo)準(zhǔn)的不同可以劃分為多種類型，如按照回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)破碎巖石所用磨料劃分，按照鉆進(jìn)過(guò)程是否使用巖芯劃分，按照鉆進(jìn)工藝劃分等。在選擇時(shí)可以依據(jù)巖土工程鉆探環(huán)節(jié)的側(cè)重點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，但無(wú)論選擇何種鉆進(jìn)方法對(duì)于破碎孔和破碎井底巖石的破碎都必須在鉆進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行。

2.巖土工程勘探中鉆探工藝的選取

不同地質(zhì)地層對(duì)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(shí)際選取鉆探工藝時(shí)需要予以充分的考慮。

2.1砂質(zhì)土層鉆探工藝的選取。對(duì)于砂質(zhì)土層鉆探工藝的選取，還需要根據(jù)砂石粒徑大小的不同來(lái)細(xì)分。若砂礫為細(xì)粉砂帶粘性土，則適宜選用低鉆速灌漿鉆探工藝，通過(guò)低鉆速將泵流量調(diào)整到似流狀態(tài)，并對(duì)鉆進(jìn)壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，以避免鉆機(jī)上下移動(dòng)，影響鉆進(jìn)效果和鉆速，做好這些工作后即可開始鉆進(jìn)施工。在整個(gè)鉆探施工中，每一鉆進(jìn)回合結(jié)束前都應(yīng)使用清水泥漿對(duì)破碎孔進(jìn)行灌漿清洗，以便將懸浮在空中的細(xì)粉砂帶入泥漿池，清洗完成后停止泵送，并進(jìn)行30cm至50cm的停泵干鉆，以免巖芯脫落。對(duì)于粗粒徑砂礫，適合選用灌漿無(wú)泵反循環(huán)鉆探工藝，同樣以低鉆速狀態(tài)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過(guò)程中不斷的浮動(dòng)，并以快速下放、緩慢上提方式對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行操作，這樣在孔底便會(huì)形成反循環(huán)，實(shí)現(xiàn)灌漿無(wú)泵反循環(huán)鉆探。與細(xì)粉砂鉆探工藝相同，在每回次提鉆之前，也需要對(duì)孔進(jìn)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(jìn)泥漿池后停泵。而粗砂礫停泵干鉆的進(jìn)行距離應(yīng)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(duì)軟粘土適合采用的鉆探工藝進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。對(duì)于軟粘土鉆進(jìn)施工，適合使用螺旋鉆鉆探工藝，鉆具葉片長(zhǎng)度一般以1m為宜，直徑一般控制在0.5至1m之間，不能超過(guò)葉片長(zhǎng)度，同時(shí)鉆進(jìn)時(shí)的鉆速最大不能超過(guò)100轉(zhuǎn)每分鐘。根據(jù)軟粘土的性質(zhì)，鉆速應(yīng)以慢速下放慢速提升為宜，這樣可以實(shí)現(xiàn)利用地下水的潤(rùn)滑作用來(lái)減小提鉆阻力，從而達(dá)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(duì)鉆進(jìn)的影響，防止土樣脫落，就需要利用油缸來(lái)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(huì)出現(xiàn)縮徑現(xiàn)象，基于這一情況，在后續(xù)鉆探作業(yè)中就需要對(duì)土層進(jìn)行刮落處理，但刮落的適當(dāng)位置與土層取樣的長(zhǎng)度必須要經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算來(lái)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(duì)于這種地質(zhì)特性鉆探工藝的選取需要重點(diǎn)考慮三種因素，即密實(shí)度、含水率和是否含有充填粘性土。對(duì)于含水率較小、含有充填粘性土的密實(shí)碎石層勘探，適合采用合金干鉆鉆探工藝。鉆進(jìn)時(shí)適當(dāng)?shù)膶?duì)鉆具進(jìn)行上下浮動(dòng)，避免堵塞情況發(fā)生，同時(shí)在鉆進(jìn)之初將相應(yīng)參數(shù)數(shù)值設(shè)置在較小狀態(tài)，隨著進(jìn)尺的逐漸增大，相應(yīng)參數(shù)數(shù)值也隨之調(diào)大。對(duì)于含水率較小、含有充填粘性土的稍密實(shí)碎石層勘探，適合選用回轉(zhuǎn)跟管鉆探工藝，鉆機(jī)鉆速應(yīng)保持在20轉(zhuǎn)至40轉(zhuǎn)每分。實(shí)際鉆進(jìn)時(shí)，若鉆機(jī)回轉(zhuǎn)狀態(tài)平穩(wěn)，則可以適當(dāng)增大鉆進(jìn)相應(yīng)參數(shù)；若鉆進(jìn)壓力出現(xiàn)大幅波動(dòng)，則立即將鉆具提出，以免鉆頭等設(shè)備發(fā)生損壞。對(duì)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(jìn)鉆探工藝，跟管鉆進(jìn)工藝鉆機(jī)鉆速應(yīng)控制在30轉(zhuǎn)至60轉(zhuǎn)每分鐘，跟管回次長(zhǎng)度控制在3m至6m。與其他鉆探工藝不同的時(shí)，跟管鉆進(jìn)工藝在鉆進(jìn)過(guò)程中不能隨意對(duì)事先設(shè)置好的鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行變更，以避免因參數(shù)改變而給鉆進(jìn)造成影響。

總結(jié)：由上分析可知，對(duì)于巖土工程勘探中鉆探工藝的選取需要考慮的內(nèi)容眾多，除了鉆探設(shè)備性能與鉆進(jìn)方法外，還包括不同地質(zhì)土層與土壤性質(zhì)，且同一土壤性質(zhì)依據(jù)具體細(xì)節(jié)的不同所適合的鉆探工藝也不同。因此，在巖土工程實(shí)際勘探中，應(yīng)結(jié)合歷史經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，全面考慮各相關(guān)因素，選出最為適合的鉆探工藝，以為工程后續(xù)施工奠定良好基礎(chǔ)，為施工質(zhì)量提供有力保障。