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【摘 要】 钻探是最重要地岩土工程勘察和检测的手段，在实际工作中，要总结经验，提高钻探技术，做到岩芯的采取率和质量达到钻探的设计要求，基于此，本文主要研究的是岩土工程勘察钻探技术。
【关键词】 岩土工程；勘察；钻探技术
1、概述
岩土工程是指土木工程中以工程地质学、土力学、岩体力学及地基基础工程学为基本理论基础，涉及岩土体的利用、整治或改造的科学技术，内容有勘察、设计、施工、检测以及管理，包括地基基础工程、边坡工程、洞室工程、支护工程和岩土环境工程等多方面，具有很强的实践性和综合性，其工作范围一般在地壳表层。两千多年前，四川内陆地区就开始凿井求盐，使中国成为世界上最早开展钻探工程的国家，目前正在江苏东海县施工的大陆科学钻探设计孔深为5000m，显示出我国一流的钻探水平。该技术现广泛应用于岩土工程勘察、施工和检测中，已成为衡量岩土工程水平的重要依据之一，特别是进入21世纪以来，基础设施建设不断加强，尤其是地下工程、高层建筑及大跨度桥梁的大规模建设，岩土工程问题日趋复杂，钻探技术必将取得长足的发展。但长期以来，该技术仅在原地矿、核工业和石油等系统的勘探类专业讲授，土木工程专业对此研究欠少，造成岩土工程设计与施工在客观上协调不足，制约了岩土工程的深入发展。
2、岩土钻探的分类
（1）测绘孔：通过工程测绘而钻浅孔，在孔中采取原状样品以弄清建筑基础的工程地质特征。（2）勘探孔：为了决定采取哪种施工方法而在勘察阶段了解建筑物的基础详细地质资料。（3）控制孔为了编制岩石性质和水文性质以及地质性质进行的地质分层勘察。（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。
3、钻探设备的选取
目前在岩土工程勘查中主要的钻探工具为钻杆、钻头、岩芯管。针对不同的土层浅谈一下钻进方法的选择和各种钻探工具的选择。勘察领域主要是应用汽车钻作为主要的勘察设备，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，岩土工程勘察中，钻探设备的选择与钻探工艺的选取无关。其主要原因是因为汽车钻的工作效率较高。无论是选择那种钻探设备对于工程质量没有太大影响，由于场地原因也会采用台式钻机作为主要勘察设备，主要影响的是工程进度问题。
3.1、钻杆的选取
在钻机应该配备两套钻杆，一套为直径50mm的钻杆，主要应用于硬层钻进，可以预防的钻杆折断和脱落。一套为直径42mm的钻杆，主要应用于软层、较硬土层的钻进及原位测试；定期检查钻杆保证钻杆的轴线的直线度误差小于0.1%。
3.2、钻具的选取
常用的螺旋钻主要分为长螺旋钻、短螺旋钻、环状螺旋钻、振动螺旋钻、套管螺旋钻和麻花钻螺旋钻具应用于螺旋钻进，硬质合金取心钻具用于硬质合金钻进。钻具的选取主要由钻进方法所决定。以下针对不同地层浅谈一下钻进方法及钻具的选取。
（1）可塑偏硬、硬塑及坚硬粘土比较。由于该土层强度较低，如在地下水位以下，如孔深较浅建议采用套管螺旋钻，如孔深较深则需采用冲击回转钻进。可采用重锤冲击钻进、螺旋钻进，软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层，最好选择长螺旋钻，从处理地下水位以上。
避免由于水流较大将该土层冲散后混入泥浆，必要时需采用干孔卡取法取得岩芯。由于长螺旋钻不需要循环液而且在软弱粘性土层中钻进效率高，取出的岩芯虽受扰动破坏，但仍可看到地层的天然结构状态，不影响判断土层的厚度和埋深，也不影响对地层结构和状态的描述。即在回次终了时，停止送水，利用未排除的岩粉来挤塞住岩芯，采用双动双管取心钻具。
（2）可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层：肋骨钻头对粘性土的切削作用强，且对土层的扰动小，对土层的厚度和埋深的判断几乎没有影响，因此钻具应选择小肋骨钻头，层应采用冲击回转钻进，且肋骨宜大于岩芯管1～1.4cm。能保证土体的分层及原状样的提取的质量。
长螺旋钻在实际钻进该层土的过程中，由于该地层强度较高，为提高效率多数采用螺旋钻，在实际的岩土勘察过程中。在硬质粘性土层中尽量采用冲击回转钻进，在粘性较大时，因注意钻进速度及进尺。
（3）砂层：粘粒含量较大的粉细砂可采用螺旋钻进，砂层在钻探过程中主要考虑在地下水位以上的砂层的粒径及砂土中的粘粒含量及地下水的影响。如果孔深较深，可以在后期更换小直径螺旋钻。
泥浆的稠度视砂粒粒径的大小决定。钻头外径较岩芯管稍大，能很好的约束岩芯管，在地下水位以上的中粗砂、砾砂及在地下水位以下的砂土钻探一般采用品字形硬质合金钻头。使其回转稳定保障岩芯的原始结构。
（4）卵（碎）石层：采用泥浆护壁或根据需要选择套管护壁跟管钻进。钻进中孔壁坍塌程度较小，可直接在裸孔的情况下钻进，该层主要应考虑其中充填物及地下水位。粘性土含量较大的卵（碎）石层，在地下水位以上且以粘性土充填为主的，地下水位以下的卵（碎）石层，因受地下水影响，孔壁极易坍塌，粘土粒自由表面张力大，因其粘结力较强，钻具选用单管岩芯管或加厚螺旋钻。
4、工程施工中的钻探技术及应用
4.1、斜孔施工
在岩土工程中，有很多构造物需要支护、补强与加固，其方法之一就是在岩土体中钻孔后设置土钉或锚杆，以调动和提高岩土的自身强度和自稳能力。目前，岩土锚固孔的钻进方法有长螺旋干钻、冲击回转挤密钻进、冲洗液全面钻进和风动潜孔锤冲击回转钻进等几种。钻进中所用钻头应根据岩石可钻性等级、钻进方式和钻孔倾角决定，一般原则是：可钻性6级以下的岩石宜用合金钻头或牙轮钻头；可钻进6级以上的岩石可用钢粒和金刚石钻头钻进。钢粒钻进宜用于倾角>60°的钻孔。
4.2、岩土工程检测中的钻探技术与应用
（1）深部土压力测试
某市运河截污工程需要在沟槽地面以下4m处量测大直径污水干管地基中垂直土压力分布情况，其安装工艺为：①钻孔：为了减少地基土的扰动范围和程度，终孔直径应比压力盒直径大一级，采用注水回转钻进工艺以压差护孔。②埋盒：先回填同类土，夯平孔底，再用自制工具兜吊装压力盒，要求膜面朝向被测压力方向，倾角<10°。③回填：选用原位土体填孔压密，要求密实度接近原状土，一段时间后补填，方可施加测试荷载。
（2）分层位移测试
①钻孔时采用合金回转、套管护壁工艺。要求套管总长小于孔深1.5～2.0m以上，便于回填料箍住沉降管总成底部；上段套管安装多段0.5m/根的短节，确保拔管时沉降管总成不上升。
②安装前，测试管底部均应采用透水隔泥砂装置。透水是为了减少浮力，隔泥砂是为了确保探测器顺利沉入管底测试点。安装时，需在管内灌水，逐段连接。
③管底到位后，在测试管外壁和孔内壁的环状间隙中用原位土或中、细砂加水回填。当回填料升至套管底部时，逐段起拔套管，借缩径作用箍住测试管下部，及时回填。开始起拔套管时，适量反打，以克服套管所受静摩阻力。
④拔除套管后将底端用砼嵌固的长约0.6m、直径为127mm的钢管套住沉降管总成上端，以提供测深的基准点；周围用沙袋围护，以保护沉降管总成不堵塞和破坏。
总之，工程勘察主要是查明浅层地质情况，虽然不同领域的工程有着不同的工程规范，但随着我国国民经济建设事业的飞速发展，大规模的工业及民用建筑拔地而起。为了能够准确的确定岩土的物理力学指标及岩土特性，提供准确无误的地质勘察资料作为设计依据是非常重要的。其主要原因是对地基的承载力和建筑物的沉降变形同样有着要求，保证钻探质量就成为了关键。
参考文献：
[1]冒生鸿，张维科.岩土工程勘察钻探技术和取样及测试探讨[J].甘肃科技纵横，2013，11：79-81.
[2]周德泉，张可能.岩土工程中的钻探技术应用与新发展[J].西部探矿工程，2004，06：105-107.
[3]刘占，戴洪佳.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].科技创新导报，2012，01：88-89.
【关键词】 岩土工程；勘察；钻探技术
1、概述
岩土工程是指土木工程中以工程地质学、土力学、岩体力学及地基基础工程学为基本理论基础，涉及岩土体的利用、整治或改造的科学技术，内容有勘察、设计、施工、检测以及管理，包括地基基础工程、边坡工程、洞室工程、支护工程和岩土环境工程等多方面，具有很强的实践性和综合性，其工作范围一般在地壳表层。两千多年前，四川内陆地区就开始凿井求盐，使中国成为世界上最早开展钻探工程的国家，目前正在江苏东海县施工的大陆科学钻探设计孔深为5000m，显示出我国一流的钻探水平。该技术现广泛应用于岩土工程勘察、施工和检测中，已成为衡量岩土工程水平的重要依据之一，特别是进入21世纪以来，基础设施建设不断加强，尤其是地下工程、高层建筑及大跨度桥梁的大规模建设，岩土工程问题日趋复杂，钻探技术必将取得长足的发展。但长期以来，该技术仅在原地矿、核工业和石油等系统的勘探类专业讲授，土木工程专业对此研究欠少，造成岩土工程设计与施工在客观上协调不足，制约了岩土工程的深入发展。
2、岩土钻探的分类
（1）测绘孔：通过工程测绘而钻浅孔，在孔中采取原状样品以弄清建筑基础的工程地质特征。（2）勘探孔：为了决定采取哪种施工方法而在勘察阶段了解建筑物的基础详细地质资料。（3）控制孔为了编制岩石性质和水文性质以及地质性质进行的地质分层勘察。（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。
3、钻探设备的选取
目前在岩土工程勘查中主要的钻探工具为钻杆、钻头、岩芯管。针对不同的土层浅谈一下钻进方法的选择和各种钻探工具的选择。勘察领域主要是应用汽车钻作为主要的勘察设备，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，岩土工程勘察中，钻探设备的选择与钻探工艺的选取无关。其主要原因是因为汽车钻的工作效率较高。无论是选择那种钻探设备对于工程质量没有太大影响，由于场地原因也会采用台式钻机作为主要勘察设备，主要影响的是工程进度问题。
3.1、钻杆的选取
在钻机应该配备两套钻杆，一套为直径50mm的钻杆，主要应用于硬层钻进，可以预防的钻杆折断和脱落。一套为直径42mm的钻杆，主要应用于软层、较硬土层的钻进及原位测试；定期检查钻杆保证钻杆的轴线的直线度误差小于0.1%。
3.2、钻具的选取
常用的螺旋钻主要分为长螺旋钻、短螺旋钻、环状螺旋钻、振动螺旋钻、套管螺旋钻和麻花钻螺旋钻具应用于螺旋钻进，硬质合金取心钻具用于硬质合金钻进。钻具的选取主要由钻进方法所决定。以下针对不同地层浅谈一下钻进方法及钻具的选取。
（1）可塑偏硬、硬塑及坚硬粘土比较。由于该土层强度较低，如在地下水位以下，如孔深较浅建议采用套管螺旋钻，如孔深较深则需采用冲击回转钻进。可采用重锤冲击钻进、螺旋钻进，软弱粘性土层及可塑偏软粘性土层，最好选择长螺旋钻，从处理地下水位以上。
避免由于水流较大将该土层冲散后混入泥浆，必要时需采用干孔卡取法取得岩芯。由于长螺旋钻不需要循环液而且在软弱粘性土层中钻进效率高，取出的岩芯虽受扰动破坏，但仍可看到地层的天然结构状态，不影响判断土层的厚度和埋深，也不影响对地层结构和状态的描述。即在回次终了时，停止送水，利用未排除的岩粉来挤塞住岩芯，采用双动双管取心钻具。
（2）可塑偏硬、硬塑及坚硬粘性土层：肋骨钻头对粘性土的切削作用强，且对土层的扰动小，对土层的厚度和埋深的判断几乎没有影响，因此钻具应选择小肋骨钻头，层应采用冲击回转钻进，且肋骨宜大于岩芯管1～1.4cm。能保证土体的分层及原状样的提取的质量。
长螺旋钻在实际钻进该层土的过程中，由于该地层强度较高，为提高效率多数采用螺旋钻，在实际的岩土勘察过程中。在硬质粘性土层中尽量采用冲击回转钻进，在粘性较大时，因注意钻进速度及进尺。
（3）砂层：粘粒含量较大的粉细砂可采用螺旋钻进，砂层在钻探过程中主要考虑在地下水位以上的砂层的粒径及砂土中的粘粒含量及地下水的影响。如果孔深较深，可以在后期更换小直径螺旋钻。
泥浆的稠度视砂粒粒径的大小决定。钻头外径较岩芯管稍大，能很好的约束岩芯管，在地下水位以上的中粗砂、砾砂及在地下水位以下的砂土钻探一般采用品字形硬质合金钻头。使其回转稳定保障岩芯的原始结构。
（4）卵（碎）石层：采用泥浆护壁或根据需要选择套管护壁跟管钻进。钻进中孔壁坍塌程度较小，可直接在裸孔的情况下钻进，该层主要应考虑其中充填物及地下水位。粘性土含量较大的卵（碎）石层，在地下水位以上且以粘性土充填为主的，地下水位以下的卵（碎）石层，因受地下水影响，孔壁极易坍塌，粘土粒自由表面张力大，因其粘结力较强，钻具选用单管岩芯管或加厚螺旋钻。
4、工程施工中的钻探技术及应用
4.1、斜孔施工
在岩土工程中，有很多构造物需要支护、补强与加固，其方法之一就是在岩土体中钻孔后设置土钉或锚杆，以调动和提高岩土的自身强度和自稳能力。目前，岩土锚固孔的钻进方法有长螺旋干钻、冲击回转挤密钻进、冲洗液全面钻进和风动潜孔锤冲击回转钻进等几种。钻进中所用钻头应根据岩石可钻性等级、钻进方式和钻孔倾角决定，一般原则是：可钻性6级以下的岩石宜用合金钻头或牙轮钻头；可钻进6级以上的岩石可用钢粒和金刚石钻头钻进。钢粒钻进宜用于倾角>60°的钻孔。
4.2、岩土工程检测中的钻探技术与应用
（1）深部土压力测试
某市运河截污工程需要在沟槽地面以下4m处量测大直径污水干管地基中垂直土压力分布情况，其安装工艺为：①钻孔：为了减少地基土的扰动范围和程度，终孔直径应比压力盒直径大一级，采用注水回转钻进工艺以压差护孔。②埋盒：先回填同类土，夯平孔底，再用自制工具兜吊装压力盒，要求膜面朝向被测压力方向，倾角<10°。③回填：选用原位土体填孔压密，要求密实度接近原状土，一段时间后补填，方可施加测试荷载。
（2）分层位移测试
①钻孔时采用合金回转、套管护壁工艺。要求套管总长小于孔深1.5～2.0m以上，便于回填料箍住沉降管总成底部；上段套管安装多段0.5m/根的短节，确保拔管时沉降管总成不上升。
②安装前，测试管底部均应采用透水隔泥砂装置。透水是为了减少浮力，隔泥砂是为了确保探测器顺利沉入管底测试点。安装时，需在管内灌水，逐段连接。
③管底到位后，在测试管外壁和孔内壁的环状间隙中用原位土或中、细砂加水回填。当回填料升至套管底部时，逐段起拔套管，借缩径作用箍住测试管下部，及时回填。开始起拔套管时，适量反打，以克服套管所受静摩阻力。
④拔除套管后将底端用砼嵌固的长约0.6m、直径为127mm的钢管套住沉降管总成上端，以提供测深的基准点；周围用沙袋围护，以保护沉降管总成不堵塞和破坏。
总之，工程勘察主要是查明浅层地质情况，虽然不同领域的工程有着不同的工程规范，但随着我国国民经济建设事业的飞速发展，大规模的工业及民用建筑拔地而起。为了能够准确的确定岩土的物理力学指标及岩土特性，提供准确无误的地质勘察资料作为设计依据是非常重要的。其主要原因是对地基的承载力和建筑物的沉降变形同样有着要求，保证钻探质量就成为了关键。
参考文献：
[1]冒生鸿，张维科.岩土工程勘察钻探技术和取样及测试探讨[J].甘肃科技纵横，2013，11：79-81.
[2]周德泉，张可能.岩土工程中的钻探技术应用与新发展[J].西部探矿工程，2004，06：105-107.
[3]刘占，戴洪佳.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].科技创新导报，2012，01：88-89.