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[摘要]工程勘察主要是查明浅层地质情况，但是由于土层的性质变化较大，所以适合不同地层条件的钻探技术是保证工程质量的决定因素。以下笔者主要根据不同土层从几个方面来讨论建筑工程不同的钻探方法和工艺。
[关键词]钻探技术 岩土勘测 选取
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-128-1
岩土工程勘察就是通过调查、测绘、勘探与试验等方法， 获得与工程建设有关的岩体、土体和水体的空间分布、变化规律及其物理力学参数等信息， 以此评价、论证、检验场地的稳定性、建筑的适宜性及环境的演化性， 并提出设计施工的基本资料与原则建议。钻探是一种常规且非常重要的勘探方法之一， 又是采取岩土样品和进行孔内原位测试必不可少的辅助手段。钻探技术是勘察资料准确性的必要条件， 特别是对于深厚碎石土、砂土及岩溶等复杂地层， 钻探技术不过关， 便不可能准确揭露地层结构， 也不可能获得岩土的客观物理力学参数， 导致一些虚假的地质信息出现在勘察报告上， 严重影响了工程建设的质量， 造成不必要的浪费， 或者导致结构物的安全隐患。因此，必须要做好钻探设备的选取和钻探方法。
1钻探设备的选取原则
钻探设备主要包括动力装置、钻机、泵、钻塔、拧卸工具等。钻探设备的选取主要的目标就是能够满足各种钻探工艺的要求，目前勘察领域主要是应用汽车钻作为主要的勘察设备，主要是因为汽车钻的工作效率较高。但由于场地原因也会采用台式钻机作为主要勘察设备，但是无论是选择那种钻探设备对于工程质量没有太大影响，主要影响的是工程进度问题。因此，在工民建岩土工程勘察中，钻探设备的选择与钻探工艺的选取无关。然而在岩土工程勘察中对勘察质量有直接影响的是钻进方法的选择及钻探工具的选择。目前在岩土工程勘查中主要应用的钻进方法为重锤冲击钻进、螺旋钻进和冲击回转钻进；主要的钻探工具为钻杆、钻头、岩芯管。
2不同地层的钻探作业方法
2.1软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层：螺旋钻钻具整个叶片长度一般控制在1m左右，直径略小于改换螺旋钻具的钻孔直径；每回次进尺在0.5～ 1.0m范围内，因为螺旋钻本身有厚度，且取出的土样同时也受到扰动，螺旋钻进尺1.0米，实际取出的土样长度大于1.0m，至于长度增加的数值应以螺旋钻的参数及土层的塑性指标有关，土质越软其长度增加值越小，应以实际情况加以区分，以便正确地确定层位的变化及其状态分析；本类土层钻进过程中钻具的钻速应限制在90转/分～100转/分范围内，孔内的水在慢转速钻进慢提升的情况下可以起到润滑作用，减少上钻阻力。如果钻具转速高，提钻上升速度快，那么地下水会起到不良作用，致使叶片上的土样脱落，从而达不到预期目的；如提钻出现困难时，要利用油缸缓慢提升钻具，避免采用边回转边提升的方法。在钻具提出后由于土层较软，容易缩径，因此在下次钻具所取土样中注意区分刮落部分及正确计算好取样长度。
2.2可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层：硬粘性土层优选采用回转钻进，具体操作时，首先应慢速钻进，以便钻头切入土层中（当遇到坚硬土层钻头吃不进土层时可适当加压），切入土层后可采用中速档钻进，中速档钻进不仅快，而且在回次进尺时，钻具提升阻力小。钻具提升时要控制速度，保证孔底不形成真空。为防止卡钻，每钻进0.3～0.5m。如卡钻且不可用转升的方法处理，因为粘性土有一定的抗拉强度，为减少提升阻力，必须先拧断岩芯。采用冲击回转钻进时要注意水泵流量的控制，当钻进可塑偏硬的粘性土时建议水泵流量为低速，当钻进坚硬及硬塑粘性土时建议水流开中速。进行岩芯采取时可采用干孔卡取法取得岩芯。为保证岩芯采取率，防止提钻过程中岩芯脱落，使用活动分水投球钻具，可以使干钻取芯获得更好效果。
2.3砂层：此地层的钻探工艺与地层的颗粒粒經大小有很大关系。
（1）粉细砂夹粘性土，此地层钻进时，钻进压力不易太大，不允许上下活动，钻速应采取低钻速，泵量调至似流之势方可钻进，每回次终了前，应先以清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻，停泵后干钻0.3～ 0.5m，以保证不脱落岩芯。
（2）中粗砂、砾砂，本地层可采用灌浆无泵反循环钻进，以低转速为宜，钻进过程中不断浮动钻具，上提要慢，下放要快，形成孔底反循环，提钻前为保证取心率和卡芯效果，每回次终了前，应先以清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮中粗砂、砾砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻，应停泵干钻0.2～ 0.3m，不再浮动钻具进行干钻（干烧）卡芯。
2.4卵（碎）石层：此地层的钻探工艺与地层的密实度、含水率、有无粘性土充填等有很大关系，不同的组合理论应采用不同的钻探工艺。常用的钻孔压力应掌握在200kg～300kg。
（1）松散卵（碎）石层，粘性土含量低，此类地层采用植物胶护壁效果较差，采用跟管钻进是目前最有效的方法，每次跟管长度以3～ 6m为宜，钻速为30转/分～ 60转/分，如进尺连续顺利，最好不要变更钻进参数。也可采用投粘土球的方法，此方法要点是钻一段，用粘土球捣实，再钻进，不要盲目追求进尺，以防坍、垮造成孔内事故。
（2）稍密～中密卵（碎）石层，当含水率小且有粘性土充填，可采用回转跟管钻进，钻速为20转/分～40转/分，钻进过程中钻具回转较平稳可适当提高钻进参数，如压力表跳动幅度大，应立即提钻，以防损坏钻头合金和钻机设备。
（3）密实卵（碎）石层，当含水率小且有粘性土充填，该地层适用合金干钻，钻进开始其参数应选低值，随进尺增加而逐渐增加。在钻进过程中要适当上下窜动钻具，以防钻头被烧死或堵死。
3结语
由于地质环境和成因条件的千差万别，所以它们对钻探技术所表现的适宜性也总是有所不同，因而在钻探工艺上很难采用某一数据作为标准。本文是笔者在近几年勘察过程中的实际经验总结的一些钻探技术，希望这些经验对类似的岩土工程钻探具有一定的借鉴意义。但由于区域地质构造不同，地层也各具特点，因此在钻探过程中，应分析所遇地层的特点，从而制定出最经济最合理的钻探方案。
参考文献
[1]汪明振. 对岩土
[关键词]钻探技术 岩土勘测 选取
[中图分类号] P624 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-10-128-1
岩土工程勘察就是通过调查、测绘、勘探与试验等方法， 获得与工程建设有关的岩体、土体和水体的空间分布、变化规律及其物理力学参数等信息， 以此评价、论证、检验场地的稳定性、建筑的适宜性及环境的演化性， 并提出设计施工的基本资料与原则建议。钻探是一种常规且非常重要的勘探方法之一， 又是采取岩土样品和进行孔内原位测试必不可少的辅助手段。钻探技术是勘察资料准确性的必要条件， 特别是对于深厚碎石土、砂土及岩溶等复杂地层， 钻探技术不过关， 便不可能准确揭露地层结构， 也不可能获得岩土的客观物理力学参数， 导致一些虚假的地质信息出现在勘察报告上， 严重影响了工程建设的质量， 造成不必要的浪费， 或者导致结构物的安全隐患。因此，必须要做好钻探设备的选取和钻探方法。
1钻探设备的选取原则
钻探设备主要包括动力装置、钻机、泵、钻塔、拧卸工具等。钻探设备的选取主要的目标就是能够满足各种钻探工艺的要求，目前勘察领域主要是应用汽车钻作为主要的勘察设备，主要是因为汽车钻的工作效率较高。但由于场地原因也会采用台式钻机作为主要勘察设备，但是无论是选择那种钻探设备对于工程质量没有太大影响，主要影响的是工程进度问题。因此，在工民建岩土工程勘察中，钻探设备的选择与钻探工艺的选取无关。然而在岩土工程勘察中对勘察质量有直接影响的是钻进方法的选择及钻探工具的选择。目前在岩土工程勘查中主要应用的钻进方法为重锤冲击钻进、螺旋钻进和冲击回转钻进；主要的钻探工具为钻杆、钻头、岩芯管。
2不同地层的钻探作业方法
2.1软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层：螺旋钻钻具整个叶片长度一般控制在1m左右，直径略小于改换螺旋钻具的钻孔直径；每回次进尺在0.5～ 1.0m范围内，因为螺旋钻本身有厚度，且取出的土样同时也受到扰动，螺旋钻进尺1.0米，实际取出的土样长度大于1.0m，至于长度增加的数值应以螺旋钻的参数及土层的塑性指标有关，土质越软其长度增加值越小，应以实际情况加以区分，以便正确地确定层位的变化及其状态分析；本类土层钻进过程中钻具的钻速应限制在90转/分～100转/分范围内，孔内的水在慢转速钻进慢提升的情况下可以起到润滑作用，减少上钻阻力。如果钻具转速高，提钻上升速度快，那么地下水会起到不良作用，致使叶片上的土样脱落，从而达不到预期目的；如提钻出现困难时，要利用油缸缓慢提升钻具，避免采用边回转边提升的方法。在钻具提出后由于土层较软，容易缩径，因此在下次钻具所取土样中注意区分刮落部分及正确计算好取样长度。
2.2可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层：硬粘性土层优选采用回转钻进，具体操作时，首先应慢速钻进，以便钻头切入土层中（当遇到坚硬土层钻头吃不进土层时可适当加压），切入土层后可采用中速档钻进，中速档钻进不仅快，而且在回次进尺时，钻具提升阻力小。钻具提升时要控制速度，保证孔底不形成真空。为防止卡钻，每钻进0.3～0.5m。如卡钻且不可用转升的方法处理，因为粘性土有一定的抗拉强度，为减少提升阻力，必须先拧断岩芯。采用冲击回转钻进时要注意水泵流量的控制，当钻进可塑偏硬的粘性土时建议水泵流量为低速，当钻进坚硬及硬塑粘性土时建议水流开中速。进行岩芯采取时可采用干孔卡取法取得岩芯。为保证岩芯采取率，防止提钻过程中岩芯脱落，使用活动分水投球钻具，可以使干钻取芯获得更好效果。
2.3砂层：此地层的钻探工艺与地层的颗粒粒經大小有很大关系。
（1）粉细砂夹粘性土，此地层钻进时，钻进压力不易太大，不允许上下活动，钻速应采取低钻速，泵量调至似流之势方可钻进，每回次终了前，应先以清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮粉细砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻，停泵后干钻0.3～ 0.5m，以保证不脱落岩芯。
（2）中粗砂、砾砂，本地层可采用灌浆无泵反循环钻进，以低转速为宜，钻进过程中不断浮动钻具，上提要慢，下放要快，形成孔底反循环，提钻前为保证取心率和卡芯效果，每回次终了前，应先以清泥浆洗孔，待清泥浆将孔内悬浮中粗砂、砾砂带入泥浆池后方可停泵，以确保不会发生沉砂卡钻，应停泵干钻0.2～ 0.3m，不再浮动钻具进行干钻（干烧）卡芯。
2.4卵（碎）石层：此地层的钻探工艺与地层的密实度、含水率、有无粘性土充填等有很大关系，不同的组合理论应采用不同的钻探工艺。常用的钻孔压力应掌握在200kg～300kg。
（1）松散卵（碎）石层，粘性土含量低，此类地层采用植物胶护壁效果较差，采用跟管钻进是目前最有效的方法，每次跟管长度以3～ 6m为宜，钻速为30转/分～ 60转/分，如进尺连续顺利，最好不要变更钻进参数。也可采用投粘土球的方法，此方法要点是钻一段，用粘土球捣实，再钻进，不要盲目追求进尺，以防坍、垮造成孔内事故。
（2）稍密～中密卵（碎）石层，当含水率小且有粘性土充填，可采用回转跟管钻进，钻速为20转/分～40转/分，钻进过程中钻具回转较平稳可适当提高钻进参数，如压力表跳动幅度大，应立即提钻，以防损坏钻头合金和钻机设备。
（3）密实卵（碎）石层，当含水率小且有粘性土充填，该地层适用合金干钻，钻进开始其参数应选低值，随进尺增加而逐渐增加。在钻进过程中要适当上下窜动钻具，以防钻头被烧死或堵死。
3结语
由于地质环境和成因条件的千差万别，所以它们对钻探技术所表现的适宜性也总是有所不同，因而在钻探工艺上很难采用某一数据作为标准。本文是笔者在近几年勘察过程中的实际经验总结的一些钻探技术，希望这些经验对类似的岩土工程钻探具有一定的借鉴意义。但由于区域地质构造不同，地层也各具特点，因此在钻探过程中，应分析所遇地层的特点，从而制定出最经济最合理的钻探方案。
参考文献
[1]汪明振. 对岩土