工程地质钻探施工技术规范最新版

2.扰动样品－是指天然成分和结构受到破坏的样品。
扰动样品是在钻进过程中采集被排至孔外的土屑作为样 品。可以采用螺旋钻进、振动钻进、反循环钻进以及其他钻 进方法。
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一、取土器的设计要求和技术参数
（一）、取土器的设计要求
1.取土器进入土层要顺利，提取时不掉土，所取天然土样符合天 然状态下的原状态下的原始结构。
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（2）振动冲击理论
这种理论认为，地基土的 性质是多样的，所以其自振频 率也各不相同。因此，振动锤 的强迫振动频率不易与地基土 颗粒的自振频率接近，甚至相 差很远。因此，桩管下沉不单 是靠自重破坏桩前端的土层， 而是由于桩管在振动时有很高 的振动速度，使桩管上产生很 大的冲击力且作用于桩尖上， 致使桩尖破土下沉。振动冲击 锤就是根据此理论设计的。
2.螺旋钻具
螺旋钻头和螺旋钻杆。
（1）螺旋钻头由钻头体、翼片、螺旋带和连接部分组成。 翼片上镶有阶梯状布置得硬质合金切削具，在外径上也镶有 合金片，以保持孔径。钻头体上焊有一段螺旋带，以与钻杆 螺旋带连接。
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便于输送岩粉屑。钻头直 径应比钻杆直径大10～ 20mm，以减小钻杆柱与孔 壁的摩擦力。钻头有二翼 、三翼、四翼状，也可用 牙轮钻头。
取土管内径(Ds)和管靴刃口内径（De)之差与刃口内径之比称内间距比Ci ％) 。
（二）机械振动钻进
1.振动钻进应用范围
砂、亚砂、亚粘土、粘土地层；孔浅时，钻进 效率较高，孔深和岩石较硬时，钻进效率低。
2.机械振动原理
振动器带动钻杆和钻头产生周期振动，使周围 岩层和土层也产生振动。由于振动频率较高，岩土 层抗剪强度降低，在钻具和振动器自重及振动力的 联合作用下，使钻头切入岩土层，从而实现钻进。 （见图4－1）
图4-6 螺旋钻头 1-钻头体；2-螺旋带；3-翼片； 4-硬质合金切削具；5-销子；6-定位器
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（2）螺旋钻杆由芯管、螺 旋带和连接部分组成。芯管 为无缝钢管，外面焊有钢制 螺旋带。钻杆一端有方形套 ，另一端有方形杆，两根钻 杆插接，插销钉固定。钻杆 螺旋带与芯管的交线称为内 螺旋线，螺旋线的外缘称为 外螺旋线。内外螺旋线螺距 相等。
第四章 工程地质钻探施工技术
工程钻探: 工程地质钻探 工程施工钻井（孔）的方法
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工程钻探根据钻探的目的可分为： 1.工程地质钻探（工程地质勘察钻探）
主要位工程地质勘探服务和用于工程基础 勘查的钻探工作。 2.工程施工钻探
作为某种工程施工手段的钻探工作成为工 程施工钻探，这种技术目前应用的范围日益扩 大。
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图4-4 1-碎岩工具；2-钻杆；3-顶帽；4-振动器； 5-吊绳；6-滑车；7-提升钢绳；8-绞车
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3.振动钻进可用两种方式实现
(1)振动器在孔上的上位冲锤（地表冲击筒）；
（2）振动器在孔下的下位冲锤（潜孔冲击筒）
两种方法比较起来，下位冲锤方式可以提高 机械钻速，扩大振动钻的应用范围，使振动钻进 的孔深可达25～30米及钻进4～5级的岩石。
SH30－2型：孔深30m，开孔直径Φ142mm，终孔直径 Φ110mm。汽油机或电动机，回转冲击，取原状土样，适 用于各种第四纪松散地层。
GJD－2型：孔深50m，开孔直径Φ150mm，终孔直径 Φ110mm，柴油机或电动机，回转冲击振动静压，取土样 或岩芯，适用于第四纪地层。
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4.实验孔：是为在孔内进行原位测试水文地质试验 而钻的孔。
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(三)工程地质钻探的特点 1.孔浅，一般50米以内； 2.取未扰动和原状土样； 3.孔内进行多种多样试验，时间较长，完成后必须止 水，以防止地下水的侵入； 4.钻进条件变化大，勘察对象分散。 二、工程地质钻进方法和工具 （一）人力钻探、岩芯钻探、人力冲击钻探、人力回 转钻探、小径机械回转钻进及小径冲击回转钻进。
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4.螺旋钻进的特点
优点：
（1）在软岩层中钻进，钻进效率高。
（2）不用循环冲洗液，减少钻进辅助工作，适于缺水，无 水地区和漏失层中钻进。
（3）螺旋钻杆回转时，向孔壁挤压岩粉，可在孔壁上形成 一层较致密的泥皮，有加固孔壁的作用。
（4）钻进中连续排粉，因而节省了升降工序的时间。
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(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
钢 筋
(7)
(8)
(9)
钢 筋
(10)
图4-1 洛阳铲 （1）-弧形铲 （2）、（3）-圆形铲 （4）-掌形铲
（5）-软湿黏土铲 （6）-稀泥铲（7）-稀泥铲 （280）22/3-/水23 位以下的稀泥铲（水9）文地-砂质及土工和程地淤质泥钻探稀泥铲（10）-风化的岩石铲6
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4.用于地质勘探工作的振动器应满足下列要求：
（1）有足够的振动力以产生大的振幅，但不应超过设备和钻 具的允许值；
（2）振动器自重应尽可能小些，自重大将使无益功增加和使 钻杆上部变形；
（3）振动器所有零件在工作时要牢固可靠，
（4）振动器振动频率不低于100次/min，一般为1200～1500次 /min；振动频率小，则效率低；
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第二节 采取砂土样品
样品采取的目的：
获得准确的工程地质资料，样品根据在采集过程中受扰 动的程度可以分为原状样品和扰动样品。
1.原状土样－是指天然成分和结构未被破坏的样品用原 状土样,可以测定土层在自然状态下的各种物理力学指标， 对岩土层作出正确的评价，从而为各类工程建筑提供可靠的 设计依据。采取原状样品所用的工具是取土器。
（5）定时取样，基本上能满足地质要求。
缺点：
（1）只能钻进软地层。
（2）在粘结性粘土层中钻进阻力大，因而钻进有困难。
（3）钻进所需功率大，孔深因而受到限制。
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三、工程地质钻探设备
由于工程地质勘察规模日益增大，地下建筑工程日 益增多，以往用岩芯钻机代替已满足不了实际工作的需 要，现已发展的不同类型的专用钻机。下面介绍几种：
螺旋钻杆
1-心管；2-螺旋带；3-六角形套；4-六角形杆
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螺旋叶片坯料及加工图
螺旋线展开图
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3.长螺旋钻进
螺旋线参数
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螺旋钻排粉原理图
2.结构简单，便于加工和操作。
3.要考虑土样顶端所所受的压力，包括钻孔中的水拄压力、大气 压及土样与取土筒内的阻力所产生的压密。
4.要考虑土样下端所受的吸力，包括真空吸力、土样本身的内聚 力和土样自重。
5.要考虑取土器进入土层的方法、进入土层的深度和取土器的技 术参数等。
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（二）取土器的技术参数
Dl Ds De Dw
图4-8 取土器直径
1.直径
取土器直径的大小，关系到土样质量。按 《工业与民用建筑工程地质勘察规范》规定：取 土器的内径不宜小于89毫米。设计取土器直径应 考虑下列因素：
①取土方法：取土时土样与取土筒内壁产生摩 擦而造成土样边缘扰动，此扰动带的宽度与取土 方法、土层性质等有关。根据已有资队当取土器 技术参数选择适当，采用压入或重锤少击法取土 比扰动带的宽度一般在10毫米左右。
小丑的孤独。 天边逐渐泛起来的光亮明媚了有你微笑 的暖色 晴天， 我不言 你不语 ，像是 被 遗弃在无声世界的沉默里，失去了所 有温暖 的力量 。一旦 把记忆 放进时 光搁浅 ， 就一定会被偷窃掉一些细枝末节。时 钟滴答 地走， 每一秒 都在遗 忘。有 些东西 在 回忆里面才看得清，被放大的细节以 及我的 忽略， 被缩小 的困窘 以及你 的冷漠 。 都没说重复的曾经，都是没提内心的 感触。 我不知 道你有 没有将 青春的 记忆备 份
5.在钻孔内进行原位测试。
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（二）工程地质钻探的分类
1.测绘孔：为工程测绘而钻的浅孔，在孔中采取原 状样品公室内实验适用，以查清建筑物基础的工程 地质特征；
2.勘探孔：在勘察阶段中，了解建筑物基础的详细 地质资料，决定施工方法：
3.控制孔：是为编制岩性和水文地质剖面进行工程 地质分层；
突然间我发现心情时可以写出来的。 今天突然想写点什么，但是又不知道写 点什么 最后还 是跟以 前几次 一样， 写 一些琐碎的小心情。很多事情只进行 到一半 的状态 下便嘎 然而止 ，再也 发不出 一 丝声响。那么偶尔的、突如其来的难 过，会 不会也 在只进 行到一 半的时 候就颓 然 溜走？一个人努力坚持着，重新拾起 的信仰 ，固执 的走在 看不到 尽头的 街道。 不 回头，不停留，白色月光，黑色人心 。当白 逐渐衍 变成一 片漆黑 ，当我 不再是 我 ，当你已不是你，当这个世界已不是 我能接 受的世 界。我 选择沉 默。独 自享受 ，
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180° S1
Q1 P1
-p最大
90°
1
2 3
0° S2
P2 Q2 270°
+P最大
图4-2 双轮双轴振动器作用原理示意图 1—齿轮 2—轴 3—偏心轮
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（1）共振理论
振动沉管是将振动打桩锤和沉管刚性连接，形成 一个振动体系。当启动振动锤，锤内两组对称的偏心 块通过齿轮控制做相反方向但同步的旋转运动，转动 时产生的惯性离心力水平分力相互抵消，垂直分力大 小相等方向相同，相互叠加，从而产生忽上忽下周期 性的激振力，使沉管上下振动。当沉管的振动频率与 地基土的自振频率一致时，土体发生共振，土中的结 合水释放出来成为自由水，颗粒间粘结力急剧下降， 呈现液化状态，土体对沉管表面的摩阻力，对沉管的 端阻力均大为降低，沉管在自重和附加荷载作用下沉 入到预定深度。
，可我有。 每个人的小小心情 可以陪自己走过一段时间 ‘记忆' 纪录下这些小心情，不是怀念曾经的你 ，而是 怀念你 的付出 。柔软 青涩， 是
谁切断了轨道
图4-3 振动冲击结构示意图 1.振动器外壳；2.偏心块；3. 锤头；4.连接弹簧；5.振击板 ；6.沉管
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图4-5 振动沉管示意图
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振动钻头
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有二个或三个纵切口的振动钻头
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（三）螺旋钻进方法
1.概念：螺旋钻进方法是干式钻进，利用螺旋钻头，不 断地回转将岩粉输送到地面或用螺旋钻杆本身将岩屑提到地 表地一种钻进方法。孔径多为120～200mm；孔深为25～50m最 深不超过100m。它适用于1～4级软岩层。
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第一节 工程地质钻探
一、工程地质钻探的目的、分类和特点：
（一）工程地质钻探的目的
1.揭露并划分地层，鉴定和描述岩土的性质和成分；
2.查明地质构造，不利地质现象的分布界限及形态等；
3.对孔内采取的岩石样品，进行分析实验，搞清岩石的 物理、力学性质；
4.查明地下水的类型，水位测量，采取水样，分析地下 水的物理化学性质。
②土层性质；对于易扰动的软土，取土器直径不应小于100毫米；湿 陷性黄土不应小于120毫米，砂土可采用直径较小的取土器，以免提取时 脱落土样。
③环刀直径目前土工试验所用的环刀直径， 其规格有多种，土样直 径除去扰动带宽度后，尚应稍大于环刀直径。
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2.内间距比
（5）振动器工作时，要求最大振动力应比钻具或其它下沉的 重量大20～30％，振动器振动可调，最大振动力正比于偏心轮 的重量、偏心距、转数的平方。改变这三个参数的大小就能调 节振动力大小。
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5.振动钻钻头
带有切口的空心钻（Φ73～168mm）切口有一、 二、三个，切口多，强度和刚度低，钻头钻进时容 易扭曲或劈开，管体内带有半含式容纳管。