工程地質(zhì)勘查鉆探中的取樣問題探討

高原

摘 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，各行各業(yè)都在飛速發(fā)展，工程建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展也十分迅速，因此，對(duì)影響工程建設(shè)質(zhì)量的地質(zhì)勘查鉆探取樣工作的關(guān)注度自然也有了提升。本文就針對(duì)這一問題進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。

關(guān)鍵詞：工程質(zhì)量;地質(zhì)勘查;鉆探;取樣

前言：萬丈高樓平地起，一個(gè)工程項(xiàng)目的實(shí)施離不開強(qiáng)有力的巖層地基技術(shù)支持，因此，在工程施工前就必須要進(jìn)行地質(zhì)勘查，為了明確巖土的結(jié)構(gòu)與受力情況，就需要有針對(duì)性的對(duì)巖土進(jìn)行鉆探取樣，唯有如此，才能確保是否適合施工。

1.工程地質(zhì)勘查鉆探取樣簡(jiǎn)述

1.1 勘查鉆探取樣的目的

以建設(shè)工程為例，進(jìn)行鉆探取樣主要有以下幾個(gè)目的：首先就是劃分地層的需求，對(duì)巖土的成分與性質(zhì)有初步的認(rèn)識(shí);其次就是對(duì)場(chǎng)地的地質(zhì)構(gòu)造情況有初步的認(rèn)識(shí)，對(duì)一些不利的地質(zhì)現(xiàn)象形態(tài)與分布情況有初步的了解;然后就是進(jìn)行分析與實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)樣品的分析了解巖土的物理學(xué)性質(zhì);再次就是對(duì)地下水位的情況有一定的認(rèn)識(shí);最后是鉆孔內(nèi)的取樣與測(cè)試。

1.2 地質(zhì)勘查鉆探取樣的常見分類

通常情況下可以將其分為四類：

第一，測(cè)繪孔

淺孔，主要是為了滿足工程測(cè)繪的基本需求，要按照實(shí)驗(yàn)要求確定出工程地質(zhì)特征，同時(shí)需要在孔內(nèi)適當(dāng)采取原狀樣品。

第二，勘探孔

為了對(duì)基土的詳細(xì)地質(zhì)情況有全面的了解，就需要通過勘探孔進(jìn)行分析，然后有針對(duì)性的選擇施工方法。

第三，控制孔

為了進(jìn)行工程地質(zhì)分層，需基于控制孔來確定水溫地質(zhì)剖面與巖性地質(zhì)剖面。

第四，實(shí)驗(yàn)孔

為了滿足水文地質(zhì)等實(shí)驗(yàn)的需求，唯有通過實(shí)驗(yàn)孔來進(jìn)行取樣與測(cè)試。

1.3 鉆進(jìn)方式

在當(dāng)前的技術(shù)水平基礎(chǔ)上，最為常見的工程地質(zhì)勘查鉆探取樣中，回轉(zhuǎn)鉆探、沖擊鉆探、巖芯鉆探、機(jī)械振動(dòng)鉆探、螺旋鉆探是最常見的鉆探方式，每種方式是針對(duì)不同的土壤情況。以砂土和粘性土地層威力，機(jī)械振動(dòng)鉆探是最佳選擇。

1.4 選用取土器的標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前取土器的種類較多，回轉(zhuǎn)式、內(nèi)環(huán)刀、固定活塞、雙管單動(dòng)等都是最為常見的工程地質(zhì)勘查取土器。選用取土器的標(biāo)準(zhǔn)同樣是按照土層情況，粘性情況進(jìn)行選擇，選擇合適的取土器不僅可以提高工作效率，也會(huì)達(dá)到更加完美的效果。

2.常見的工程地質(zhì)勘查鉆探取樣技術(shù)

2.1 鉆孔取樣的操作技術(shù)關(guān)鍵

取樣工作看似簡(jiǎn)單，但操作難度較大，也較為復(fù)雜，為了達(dá)到預(yù)期的質(zhì)量要求，取樣工作就必須要按照要求進(jìn)行操作，具體來說，操作要點(diǎn)可以分為以下幾點(diǎn)：

第一，鉆進(jìn)的要求

在進(jìn)行鉆進(jìn)之前，要根據(jù)巖土情況及粘性度選擇最佳的鉆具與鉆進(jìn)方法，為了保證鉆探取樣的質(zhì)量，多采用回轉(zhuǎn)式鉆進(jìn)，相比較之下，這一方法平穩(wěn)性較高，如果選用水沖、振動(dòng)的鉆進(jìn)方法，為了確保樣品的質(zhì)量，在達(dá)到預(yù)計(jì)取樣位置1m以上的位置改用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，避免樣品受到破壞。在砂土、軟土中的鉆探取樣中，多采用泥漿護(hù)壁，如實(shí)際鉆探取樣中采用套管護(hù)壁，土層受到的管靴擾動(dòng)需得到重點(diǎn)關(guān)注，同時(shí)需將預(yù)計(jì)取樣深度以上大于孔徑3倍的距離作為套管底部限制區(qū)域。除此之外，地下水溫對(duì)工程地質(zhì)勘查鉆探取樣也會(huì)產(chǎn)生一定的影響，一般情況下，必須要保證鉆孔內(nèi)水頭不低于地下水位，在細(xì)砂土、飽和粉土的情況下就要重點(diǎn)關(guān)注水頭的控制，達(dá)到避免孔底管涌的問題。

2.2 取樣的要求

最為鉆探取樣最主要的問題之一，原狀土取樣不容忽略，在進(jìn)行原狀土取樣的過程中需關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)：

首先就是對(duì)孔徑的選擇，如果采用鉆孔取原狀土，則就要確保鉆孔的孔徑大于取土器外徑的一個(gè)等級(jí)。

其次就是應(yīng)對(duì)地下水位的影響，針對(duì)這一問題首先就是要應(yīng)用干法鉆進(jìn)，開展地下水位以上鉆進(jìn)取樣，嚴(yán)禁采用沖洗液或注水;地下水位的鉆進(jìn)則可以采用具備漏氣漏水特征的螺旋鉆頭與提土器，當(dāng)然也可以使用具備同樣特點(diǎn)的巖芯鉆頭。同時(shí)，底噴式?jīng)_洗鉆頭比較適合地層方面要求不嚴(yán)格的情況。

第三就是飽和粘性土、砂土、粉土的鉆進(jìn)。針對(duì)這類土層多選用泥漿護(hù)壁，如果需要應(yīng)用套管，則要避免出現(xiàn)強(qiáng)行擊入套管的情況，否則會(huì)損壞取土器。

第四，選擇合適的鉆進(jìn)方式，相比較之下，回轉(zhuǎn)方式的鉆進(jìn)較為適用于工程地質(zhì)勘查鉆探取樣，沖擊或振動(dòng)方式則不合適。

第五，處理清孔，在取土器使用之前要做好清理工作，以最常見的敞口式取樣器為例，這類的取土器浮土殘留厚度必須要控制5㎝之內(nèi)。

第六，下放取土器，在下放的過程中要遵循平穩(wěn)的原則，避免出現(xiàn)對(duì)孔底造成沖擊，下放過程中要核對(duì)好鉆具長(zhǎng)度與鉆孔深度，一旦發(fā)現(xiàn)殘留浮土即將超標(biāo)或已超標(biāo)，就必須要提起取土器進(jìn)行清理工作，然后重新下放。

第七，I級(jí)原狀土試樣取樣要點(diǎn)。針對(duì)這一等級(jí)的原狀土，取土器的貫入可以采用連續(xù)、快速的靜壓方式，將貫入的速度控制在0.1m/s或以上，連續(xù)貫入的足夠行程保障為鉆機(jī)給進(jìn)系統(tǒng)試壓的依據(jù)。

第八，固定活塞取土器的使用。在應(yīng)用這一設(shè)備時(shí)，需要連接鉆架與活塞桿，避免活塞出現(xiàn)向下移動(dòng)的問題，活塞桿的位移變化需要在貫入過程中要全程監(jiān)控，控制好活塞桿的位移量。

第九，控制貫入取樣的深度。在進(jìn)行貫入取樣的過程中要嚴(yán)格控制取樣管的貫入深度，一般深度需控制為總長(zhǎng)的90%左右。

第十，取土器提升前的處理，為了完成取樣的工作，需要在最后的時(shí)候切斷孔底土與所取土樣的聯(lián)系，一般只需靜置一會(huì)即可完成，如果無法完成，則可以采取回轉(zhuǎn)3圈左右的方式進(jìn)行處理，然后再回升的時(shí)候仍要遵循平穩(wěn)原則，唯有如此，才能保證取樣的質(zhì)量。

最后，保存土樣。在順利獲得土樣后，需要專人進(jìn)行包裝與處理，確保土樣不會(huì)被破壞，根據(jù)土樣的不同選擇不同的處理方式，然后送到專門的單位進(jìn)行檢驗(yàn)，完成地質(zhì)勘查工作。

2.2 回轉(zhuǎn)式取土器取樣的應(yīng)用重點(diǎn)

這一方法在我國(guó)鉆探取樣中應(yīng)用十分普遍，其關(guān)鍵是要注意一下幾點(diǎn)。

首先就是基本要點(diǎn)，在回轉(zhuǎn)式取土器應(yīng)用的過程中必須要保證在使用鉆桿前的校直工作，同時(shí)還需要保證其平穩(wěn)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)進(jìn)，必要時(shí)可通過加節(jié)重桿降低土層受到的擾動(dòng)。

其次就是參數(shù)的選擇。為了確保回轉(zhuǎn)式取土器的應(yīng)用質(zhì)量，地質(zhì)勘查鉆探取樣前要結(jié)合場(chǎng)地地層的特點(diǎn)，然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置鉆進(jìn)的參數(shù)，必要的時(shí)候要進(jìn)行試鉆，該取土器比較適合采用泥漿最為沖洗液。

再次是控制取樣過程。在應(yīng)用回轉(zhuǎn)式取土器的鉆進(jìn)取樣過程中，在最初要嚴(yán)格控制泵壓、泵量，將其維持在能夠最低限度鉆進(jìn)區(qū)間，并隨著進(jìn)尺逐漸恢復(fù)正常。

最后是硬質(zhì)粘性土的取樣。針對(duì)這一土樣，可采用雙動(dòng)三重管取樣器，試驗(yàn)需選擇原狀土試樣。在底靴加置逆爪可較好滿足非膠結(jié)的砂、卵石層取樣需要。

結(jié)束語：

總之，工程地質(zhì)勘探取樣工作中有諸多要點(diǎn)需要關(guān)注，為了達(dá)到預(yù)期的取樣效果，就需要多部門協(xié)作，需要工作人員的不斷努力，為了進(jìn)一步提高鉆探取樣的水平，工作人員必須要對(duì)取樣工作給予足夠的重視，不斷提高工作質(zhì)量，為工程建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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