对岩土工程勘察中钻探工艺的选取分析

对岩土工程勘察中钻探工艺的选取分析
万丈高楼平地起，建筑的完成首先得打好坚实可靠的基础。

在发展建筑行业的同时，质量要求越来越高，工艺选取越来越严格，而直接影响建筑质量和工艺的就是地基基础，地基基础的决定因素是岩土地质情况，不同的地质情况需要用不同的钻探工艺。

标签：勘察；钻探工艺；选取
建筑行业由来已久，建筑物的完成先要做好准备工作，也就是地质情况的勘察。

在岩土工程勘察中，需要针对不同的土质，选取相应不同的钻探工艺，从而取得准确的岩土数据，为建筑物的地基基础设计提供科学合理的岩土参考数据，保障建筑物的稳定性。

一、岩土工程勘察的概念
所谓的岩土工程勘察就是对拟建范围地质情况进行勘探观察分析，选取一定的岩土式样，把岩土式样通过专门的实验和测试手段，从而得出该地质的数据成果，为建筑工程的设计施工提供准确的参考数据，打好设计和施工基础。

二、岩土工程勘察中有哪些钻探方法
钻探方法主要取决于现有的钻探设备，虽然钻探的方法选择多种多样、灵活广泛，但目的都是一样，即实现岩土工程中岩层孔和岩石的破碎取样。

三、钻探工艺的选取分析
（一）软弱粘性土层
在软弱粘性土层或可塑偏软粘性土层地质情况下，在钻探过程中，将螺旋钻钻具长度严格把控在1m左右的长度范围，其直径相对改换螺旋钻具钻孔的直径而言要稍小，在0.5m至1.0m的范围之中实行每回次的进尺操作。

因为螺旋钻本身就有一定的厚度，在土样的取出过程当中会收到一定的扰动，产生一定的偏差，为减少这样不可避免的客观误差，每钻探进去1.0m左右的进尺，实际取出的土样长度要大于 1.0m。

另外需要强调的是，土层的塑性指标、螺旋钻的相关数据会随着实际取出的土样变化，简言之就是，土质越软，就会产生越小的长度增加值，通过这种实际操作手段，土质勘察中层位变化、层位状态的分析更准确。

在软弱粘性土层中，钻探速度一般不超过每分钟90转至每分钟100转。

在慢速提升以及慢速钻进的步骤中，孔内存在的水可以发挥出一定的润滑作用，这样可以降低上钻的阻力。

而如果不这样做就会导致土样从叶片上脱落，难以实现良好的取样。

在提钻过程中，假如产生了较大的阻力，应该通过油缸，把钻具进行缓慢的提升，不可以采用回转提升的方法进行操作。

由于土层较软，因此提出
钻具之后，土层或许会发生缩径的情况。

所以，在以后的钻探取样当中，应当对刮落部分进行准确的区分，还要对取样长度进行精确的计算。

（二）硬粘性土层
硬粘性土层情况一般是坚固粘性土、硬塑粘性土或是可塑偏硬粘性土，针对这种地质条件，一般在岩土工程勘察中选择回转钻进的钻探工艺。

这种工艺要先以比较慢的速度钻进，这样做可以让钻头更好同时更全面地在图层中切入，如果慢速钻进碰到非常坚硬的土层，可以进行适当加压钻探，当钻探设备切入到土层后，可以适当加快钻探速度，一般采取的是中速，这样做不单是节约时间，更主要的是能够有效地减小钻探设备受到的阻力。

当钻探完成提升钻探设备的过程中，要严格控制提升速度避免出现孔底形成真空的情况。

在实际作业中，还会出现这样的意外状况，比如在钻探的时候突然卡钻了，这时候切忌慌乱或是直接将钻探设备提升，而是要把岩芯拧断，以降低提升阻力。

在冲击回转钻进工艺的实际应用过程中，需要严格控制水泵的流量。

在对可塑偏硬粘性土进行鉆进的过程中，适宜采用低速的水泵流量。

如果对硬塑粘性土和坚硬粘性土进行钻探时，这时候适宜采用中速的水泵流量。

在采取岩芯的过程中，获取方法可以采用干孔法取法。

另外，在提钻过程中，要尽可能避免岩芯脱落，从而使岩芯采取率得到良好保证。

可以应用在活动分水头球钻具中，这样能够更好地实现干钻取芯。

（三）砂层
在砂层的钻探工艺选取中，先要看砂层颗粒的直径，不同直径大小的砂层颗粒选择的钻探工艺也不尽相同。

先讲粒径大的，即砾砂、中粗砂，这种砂一般采用灌浆无泵反循环的钻探工艺，通过低速钻进。

在钻进过程中，将钻进不断浮动，及时采取快速下放同时提升的时候要缓慢的措施，这样就可以在岩孔底部形成反循环。

钻探设备提出来的时候要注意，先要及时地通过清泥浆进行洗孔，这道程序必不可少，这样做可以保证趋于完美的卡芯效果和取芯率。

只有待悬浮在孔里面的砾砂、中粗砂悉数被泥浆带入到泥浆池以后才可以终止泵的工作，这样整个工序才完成，同时还有效避免了一些麻烦，如卡钻现象。

另外，还需要进行0.2m至0.3m的停泵干钻，与此同时停止浮动钻具进行干钻取芯。

再看粒径小的，即粉细砂夹粘性土。

这种地质情况在钻进的过程当中，最关键的是控制钻进过程中的钻进压力，与此同时还要尽可能地控制上下浮动。

用低钻速，调整到似流状态的泵量，然后开始进行钻进。

在每回次结束之前，还是要用清泥浆对孔进行清洗，将其中悬浮的粉细砂带入泥浆池，再停泵，防止沉砂卡钻的发生。

然后0.3m到0.5m的停泵干钻一样进行，防止岩芯脱落。

（四）碎石层
碎石层也分成几种不同的种类，不同种类的碎石层采用相应不同的钻探工艺。

分类依据主要是参照其密实程度，即密实的碎石层、稍密到中密的碎石层、松散的碎石层。

一般情况下，钻孔压力需要控制在200kg至300kg的范围。

密实的碎石层假如有粘性土填充，而且含水率较小，就运用合金干钻的钻探工艺。

在其钻探过程中，先将相应的参考数据调到比较低的数据上，随着钻探设备的不断深入，受力逐渐变大，这时候就要把相应的数据调大。

与此同时，在钻探的过程中要经常性地对钻探设备进行上下活动，这样才可以钻探更均匀，还可以防止钻头被堵或是被卡助灼烧的现象发生。

稍密到中密的碎石层要是有粘性土填充，而且含水率较小，那就采用回转跟管的钻探工艺。

在钻探过程中，速度一般控制在每分钟20至40转的范围。

当钻探设备能够持续在稳定的回转状态的时候，可以适当地加大钻进参数，而当出现不平稳的急剧变化时则要迅速提钻，防止设备的损坏。

松散的碎石层假如只含有少量粘性土，其植物胶护壁效果必然非常有限，采用跟管钻探工艺。

跟管的长度一般在3m至6m，速度控制在每分钟30转至60转的范围内。

另外要避免随意对钻进参数进行变更。

与此同时，还可以采用投粘土球的钻探工艺，但需要注意避免过分地追求进尺而造成孔内坍塌的事故。

（五）基岩层
基岩层中最关键的钻探部分是岩溶发育地段。

一般而言，岩芯采取率不低于80%，对于软岩和破砕岩石而言其采取率要不低于65%。

在岩溶发育地段其冲击成孔需要在注浆凝固以后才进行操作，当岩面的倾斜度比较大的时候，钻头摆动撞击护筒或是孔壁时，需要及时地回填比岩层还要坚硬的片石，使孔底出现一个平台后在转入正常冲孔。

结语：
建筑工程高速发展，岩土工程的勘察与建筑发展密不可分，每一块地基基础都有其独特性质，在这样一个地大物博的国家，地质情况更是多种多样，钻探工艺的选取又影响着勘察工作，因此钻探工作就更显得重要。

做好钻探工作、选取合适的钻探工艺使建筑安全和质量的保障。

朱黔（1967-7）女本科岩土工程师主要从事：岩土勘察。