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工程管理前沿【2020年第20期】

  • ID:273376
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  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-10-15 16:48:05
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

岩土工程勘察中钻探工艺的选择分析

2020-10-16 09:53:14 工程地质学 刘红伟
资料简介

摘要:在工程建设活动中,岩土工程勘察是非常重要的基础性工作,能为工程结构设计、建设提供良好的依据,对于工程建设质量也具有极大的影响。在岩土工程勘察实践中,应结合实际情况,合理选择钻探工艺,从而提高岩土勘察水平与质量。以供参考。

岩土工程勘察中钻探工艺的选择分析

刘红伟

摘要:在工程建设活动中,岩土工程勘察是非常重要的基础性工作,能为工程结构设计、建设提供良好的依据,对于工程建设质量也具有极大的影响。在岩土工程勘察实践中,应结合实际情况,合理选择钻探工艺,从而提高岩土勘察水平与质量。以供参考。

关键词:岩土工程;工程勘察;钻探工艺

引言

岩土工程地质钻探是利用人力、机械等手段,揭示地层层序。岩土工程特征、认识地表以下地层或某一特定位置的情况或特点的一种勘探手段。其目的是通过钻探取样,样品分析,现场工程地质测试等,以获取建筑基础的地质资料和岩土层的各项参数,为选择修建地点,地基处理方式,基础形式,确定建筑物类型,及制定合理的施工方法提供设计和施工依据。

1岩土工程勘察中钻进方法的选择

1.1优选硬粘性土层的钻进方法

在实际勘察中,为了提高钻进效率通常选择螺旋钻,由于该土层具有较高强度,事实上螺旋钻已经不具备其高效率的优势。因为长螺旋钻在钻进过程中,要时刻考虑螺旋距,在粘性较小土层中,要选择稍小螺旋距。反之则要选择稍大螺旋距。但因为钻具和土体接触面比较大,在粘性较大土层钻进中,要注意钻进速度和进尺,要避免出现埋钻或断杆现象。这个钻拥有非常大的扰动特点,因此这个历程中应该提高注意力。作者提议硬质的粘土中要选择冲击的钻进,应用小肋骨的钻头施行岩芯的取样。

1.2优选软弱粘性土层的钻进方法

这类土层自身的强度不够高,通常会采用螺旋钻进的方式,如果处于地下水位之下,并且孔深较浅那么就用套管螺旋钻。此种情况下,必须充分调配泥浆,在保证护壁标准的前提下尽量压低水泵的流量,防止由于水速过大而冲散泥土以及混入泥浆的现象发生,特殊情况下也可以采取孔卡的方法获得岩芯。为可保障岩芯使用率,防止岩芯的脱落,能够运用这个工具施行,来提高干钻的取芯实际的效果。

1.3优选砂层的钻进方法

钻探工艺的确定需要根据当地地下水量的丰富情况与水位高低来判断,地表与水之间的砂层如果含有较多粘性沙粒则选择裸钻。如果打出来的孔比较深,可以在接下来的工作中使用小直径螺旋钻,但对那些沙土地质实施打孔的时候往往会借助合金钻头。在实际的施工中为了杜绝塌陷,我们可以选择泥浆对沿壁施加保护,要结合砂粒的直径考虑其密度,如果这一方法不能适合现场操作,可以使用套管跟进钻探,进而杜绝发生坍塌浪费孔。

1.4优选卵石层的钻进方法

在卵石层中进行钻探时要注意地下水是否会对钻进工作产生影响,还有内部如果存在其他的填充物,对于钻进工作也会有影响。在没有地下水影响的卵石层由于本身的结构属性和地质特性,就不太可能出现缩孔的事故,所以钻探工作可以进行。单管岩芯管和加厚的螺旋钻是比较常用的钻具。卵石层在地下水的浸泡下,极易受到侵蚀,进而发生缩孔、塌陷等灾害,所以,需要采用套管跟进的形式进行泥浆护壁。若是遇到较大卵石,可先用角锥或一字钻头将其击碎,然后采取跟管钻进。若是遇到很大的孤石,可先行钻孔,而后钻进。

2岩土工程勘察中钻探工艺的选取

2.1软弱粘性土层的钻探工艺

在不同类型的土质之下进行施工作业总会出现的情况是使钻探器件粘连起来,也就会降低工作钻探的效率和速度,解决这一问题的手段就是使用螺旋形状的钻头进行地下工作,使用技术判断出应该钻探的具体方位,然后在土质浅层使用螺旋钻探,下部分使用力量较强的回转钻头。前者的优势是润滑度特别好,在地质较软的土层中不容易被粘土粘住,钻进的效率比较大,对探取的岩芯结构和状态可以一目了然,直接判断:土层厚度和深度。后者相对前者在软弱粘土层中的使用效率要小很多,它在钻孔前首先要调好泥浆的配合比例,防止粘土堵住钻头影响使用。必要时还需要在每次回转使用时停止送水,利用岩石的粉末塞住孔道,再将其扭断提出。

2.2硬塑及坚硬粘土层的钻探工艺

由于硬塑土层土质的特殊性,比较坚硬难钻,所以尽量使用冲击回转钻并选用小肋骨钻头,这是在岩土勘察工程中,对于硬性土层的钻探采取的最理想的选择。因为肋骨钻头的切割性特别强,对土层的周围保护壁搅动幅度小,可以更容易判断土层厚度和深度。在施工操作时,要控制好钻头的速度,避免孔底出现真空状态形成坍塌隐患。最好保持由慢到快的速度,循序渐进的使用。这样不仅可以加快钻探的效率,还可以降低钻头受阻的程度,更好的在良好的土层中切入。虽然说在岩土施工中,采取长螺旋钻可以促进施工效率,但是像这种可塑性和坚硬性都比较强的土层,它就完全失去了这种优势,因而不同的土层对于工具的选择也不一样,必须按照实际情况,择优入取,这样可以有效地保障岩芯结构的完整描述,保证岩土勘察工程的顺利进行。

2.3砂层的钻探工艺

砂层土的原材料主要以砂砾为主,在钻探该地层时应先观察砂砾砾径,由于受地下水的影响较大,砂土中粘粒含量较高,砂粒粒径较小,几乎成粉细砂状态,这样的土层特别适合螺旋钻进方法。由于砂砾粘性较小,钻孔深入时容易导致钻头卡壳扭断,为了避免这种现象发生,在孔道深入时换成小直径螺旋钻,每次钻人回返时,最好采用泥浆冲洗孔道,当孔内悬浮的粉细砂进入孔道后,立即停止灌浆泵,减少卡钻几率。如果是勘察砂砾砾径大,水位以下的砂土时,则选用品字形螺旋钻,钻头的质量最好是那种硬质合金的材质。在钻孔过程中,降低钻探转速,然后用灌浆泵冲洗孔道。记住一定要在首次进入时灌浆。回次终了前还要不断浮动钻具,渐渐放快速度,形成反循环钻进。这样的钻进方法有效的保证了岩芯的完整,防止钻孔周围孔壁坍塌,带出符合标准的岩芯样晶。

2.4卵石层的钻探工艺

(1)松散卵石层。这种土层要选用跟管钻进的方法,每次跟管长度要控制在3-6m,钻速控制在30r/min-60r/min。也可选用投粘土球的方法,每钻进一段,便用黏土球夯实,然后再行钻进,切不可一味强调进尺,以免坍塌导致孔内事故。

(2)稍密-中密卵石层。当含水率不大夹粘土时,可选用回转跟管钻进,钻速控制在20r/min-40r/min之内,一旦压力表跳幅较大时,就要立刻提钻,以免造成钻头损坏。

(3)密实卵石层。当含水率不高夹粘土时,可选用合金干钻,起初时要选择低值参数,并逐步增加。此外,要适当进行。上下窜动,以免出现钻头烧死问题。

3结语

综上,我国地质条件复杂多样,在有形与无形中增大了岩土工程勘察难度。就岩土工程勘探中的钻探工作来说,要根据不同的地质条件,选择最为合适的钻进方法与钻探工艺,提高岩土工程勘探工作实效。

参考文献

[1]李雄.岩土工程勘察中钻探工艺选取[J].中国金属通报,2019(04):282-283.

[2]王强,刘学富.岩土工程勘察中钻探工艺的选取研究[J].建材与装饰,2017(49):177-178.

[3]张亮,陈军弟.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2017(07):133-134.

[4]刘梓松,周昌慧.岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].中华建设,2016(03):102-103.