工程地质钻探工程地质钻探2010年07月02日工程地质钻探一、工程地质钻探的概念工程地质钻探是获取地表水下准确的地质资料的方式，而且通过钻探额钻孔采取原状岩土样和做现场力学实验也是工程地质钻探的任务之一。钻探是指在地表下用钻头钻进地层的勘探方式。在地层内钻成直径较小并具有相当深度的圆筒形孔眼的孔称为钻孔。通常将直径达500mm以上的钻孔称为钻井。钻孔的要素如图4-4所示。钻孔上面口径较大，越往下越小，呈阶梯状。钻孔的上口称孔口；底部称孔底；周围侧部称孔壁。钻孔断面的直径称孔径；由大孔径改成小孔径称换径。从孔口到孔底的距离称为孔深。钻孔的直径、深度、方向取决于钻孔用途和钻探地址的地质条件钻孔的直径一般为75〜150mm，但在一些大型建筑物的工程地质钻探时，孔径往往大于150mm，有时可达到500mm。钻孔的深度由数米至上百米，视工程要求和地质条件而定，一般的工民建工程地质钻探深度在数十米之内。钻孔的方向一般为垂直的，也有打成倾斜的钻孔，这种孔称之为斜孔在地下工程中有打成水平的，乃至直立向上的钻孔。二、钻深进程和钻进方式钻探进程中有三个大体程序1.破碎岩土：在工程地质钻探中1乙泛采用人力和机械方式，使小部份岩土离开整体而成为粉未、岩土块或岩土芯的现象，这叫做破碎岩土。岩土之所以被破碎是借助冲击力、剪切力、研磨和压力来实现的;2.采取岩土：用冲洗液（或紧缩空气）将孔底破碎的碎屑冲到孔外或用钻具（抽筒、勺形钻头、螺旋钻头、取土器、岩心管等）靠人力或机械将孔底的碎屑或样心掏出于地面;3.保全孔壁：为了顺利地进行钻探工作，必需保护好孔壁，不使其坍塌。一般采用套管或泥浆来护壁。工程地质钻探可按照岩土破碎的方式，钻进方式有以下四种1.冲击钻进：此法采用底部圆环状的钻头。钻进时将钻具提升到必然高度，利用钻具自重，迅猛放落，钻具在下落时产生冲击动能，冲击孔底岩土层，使岩土达到破碎之目的而加深钻孔;2.回转钻进：此法采用底部嵌焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进钻进中施加钻压，使钻头在回转中切入岩土层，达到加深钻孔的目的。在土质地层中钻进，有时为有效地、完整地揭露标准地层，还能够采用勺形钻钻头或提土钻钻头进行钻进;3.综合式钻进：此法是一种冲击回转综合式的钻进方式。它综合了前两种钻进方式在地层钻进中的长处，以达到提高钻进效率的目的。其工作原理是：在钻进进程中，钻头克取岩石时，施加一必然的动力，对岩石产生冲击作用，使岩石的破碎速度加速，破碎粒度比回转剪切粒度增大。同时由于冲击力的作用使硬质合金刻入岩石深度增加，在回转中将岩石剪切掉，如此就大大地提高了钻进的效率;3.振动钻进：此法采用机械动力所产生的振动力，通过连接杆和钻具传到圆筒形钻头周围土中。由于振动器高速振动的结果，圆筒钻头依托钻具和振动器的重量使得土层更易被切削而钻进，且钻进速度较快。这种钻进方式主要适用于粉土、砂土、较小粒径的碎石层和粘性不大的粘性土层。上述各类钻进方式的适用范围列于表4-1中。钻进方式的适用范围表4-1钻进方式钻进地层勘察要求粘性土粉土砂土碎石土岩土直观辨别，采取不扰动试样直观辨别，采取不扰动试样直观辨别，采取不扰动试样回转螺纹钻探o△△——ooO无岩芯钻探ooo△oo岩芯钻探ooo△oooo冲击冲击钻探—△oo△——o锤击钻探△△△△—△oo振动钻探ooo△—△oo注：O代表适用；△代表部份情形适合；一代表不适用。三、浅孔钻探工程地质钻探一般属浅孔钻探，孔深一般在40〜50m之内。最近几年高层建筑的进展，也有需求查明地基深度达百米以上的地质情形，因此钻孔深度也有深型的。浅孔钻探与深孔钻探的方式大同小异。深孔钻探需机械动力大，而浅孔钻探则需机械动力较低些，乃至常常采用人力钻探这是深孔钻探所不能的。（一）土钻和联合取土器土钻或称小螺钻，它是属于人力钻探的一种，适用于钻进松软的粘性土或具有塑性的土层，其结构如图4-5所示。钻进时，双手握住手把两头，顺时针旋转并向下加压，使麻花钻头逐渐钻入地层，钻进20〜40cm提钻一次，将粘在钻头上的土取掉后，再继续钻进。若需钻孔较深时，可将手把和钻杆从连接部份卸开，接长钻杆即可继续钻进，...
