勘察鉆探技術在巖溶地區(qū)巖土工程的應用

臺沐禮　盛磊

摘 要：對巖溶地區(qū)的巖土工程進行勘察有著極其重要的意義，主要是對巖溶的發(fā)育情況進行了解，預防次生災害的發(fā)生。而在巖溶地區(qū)巖土工程勘察的過程中與之相關的鉆探技術自然而言成了勘察的關鍵所在，因此，本文就對鉆探過程中的施工工藝以及成孔工藝技術進行了分析和探討，以此希望對相關人員提供必要的幫助。

關鍵詞：勘查；鉆探技術；巖溶地區(qū)；巖土工程

在熔巖地區(qū)中，因為其地質條件的復雜性導致鉆探的效率極低，且極其容易發(fā)生事故，給鉆探工作帶來了巨大的壓力和阻力。而在大型建筑物的鉆探過程中，在沿途工程條件認識不足，在鉆探施工不合理的情況下，則可能出現(xiàn)多次更改鉆探技術的情況，不僅為勘探工作的繼續(xù)進行埋下了隱患，而且會造成嚴重的經(jīng)濟損失。

一、背景地質環(huán)境條件

在石灰?guī)r巖溶中，龍巖盆地是一種覆蓋性巖溶區(qū)，通常情況下是第四系地層直接覆蓋于石灰?guī)r上，且?guī)r溶、土洞、構造帶、軟弱土層較為發(fā)達，并且與之相關的地下水活動也較為頻繁和豐富，在工程地質和水文地質等眾多方面都表現(xiàn)出了特殊的復雜性。

而在巖溶地區(qū)進行工程建設時，在進行建筑物的基礎方案的擬建過程中，應該對基礎進行沖孔灌注樁，而持力層則應該選用下部石灰?guī)r。另外，在沖孔灌注樁的樁端持力層的石灰?guī)r也應該具備一定的厚度、完整性，并沒有巖溶分布。此外，還應該對發(fā)育規(guī)律、基本形態(tài)、規(guī)模大小、洞體頂?shù)装迓裆?、充填情況和巖石完整性進行查明，進而對樁基的樁長、樁徑、嵌巖深度等進行確定，而在施工勘查的設計階段中，勘探方法也一般為鉆探，而鉆孔也應該逐樁布置。

在現(xiàn)今的巖溶地區(qū)巖土工程勘查鉆探過程中，還存在諸多有待解決的問題，比如對巖土工程地質條件復雜性認識不足、在鉆探施工前沒有指定合理有效的鉆探技術方案各鉆孔結構、在施工過程中出現(xiàn)多次鉆探技術手段變更等。不僅嚴重影響了勘察質量，而且嚴重影響了鉆探效率，另外，也給施工過程中造成了嚴重的安全隱患和經(jīng)濟損失。

二、工程地質鉆探的目的和方法

在通常情況下，想要獲取巖土工程的基礎資料，那么工程地質勘察鉆探也就成了最基本手段。具體而言，一般通過鉆機通過鉆具從地表向地下鉆進，形成圓柱形鉆孔，并通過鉆孔的不同深度來獲取不同的巖芯，從而獲得巖樣、土樣、水樣。而最終的目的是通過巖樣、土樣、水樣勘查來鑒定巖土的性質，從而確定底層的埋藏厚度和深度，進而取得符合質量要求的試樣和原位測試，并對鉆進深度范圍內的地下水情況進行查明，繼而在工程地質評價和巖土工程設計以及建筑物的基礎設計中提供依據(jù)。就目前的實際情況而言，在工程地質勘查中，回轉鉆探、沖擊鉆探、振動鉆探、沖洗鉆探是現(xiàn)今鉆探的主要方法。而在進行鉆探方法的選擇時，則應該根據(jù)底層的特點和鉆探方法所具有的特性進行，既要保證底層鑒別的精度，同時對地下水也要有一定的了解，最大程度的避免或減輕取樣層的擾動。

三、龍巖盆地的主要巖土工程地質條件

1、地形地貌的條件

就龍巖盆地的地形地貌而言，一般屬于河流堆積地，可分為一級、二級堆積接地，其地形的起伏在一般情況下也不大。

2、巖土體特征

在龍巖盆地中，巖土一般可分為以下七種，而相應的巖土體特征也可分為七種，即：

（1）雜填土。該土體的狀態(tài)一般比較松散，組成物一般是人工堆積物和粘性土。

（2）粉質黏土。一般為灰黃色且呈可塑狀態(tài)。

（3）淤泥質土。該土體狀態(tài)一般呈現(xiàn)出流塑和軟塑，其中含有機質和腐爛木塊。

（4）卵石。該土體狀態(tài)處于稍密到中密之間，大小在30毫米到150毫米之間。

（5）含角礫碎石粉質黏土。該土質屬于可塑狀態(tài)，并在局部呈現(xiàn)出軟塑狀態(tài)，另外在部分地段還夾有石塊。

（6）含角礫沙粉質黏土。該土體的狀態(tài)一般呈現(xiàn)為流塑狀態(tài)且土質極其松軟。

（7）中風化石灰?guī)r。該土體表現(xiàn)出的狀態(tài)一般為中風化到微風化狀態(tài)之間，巖石較為堅硬，相關的完整性也較好。

3、地下水

在上部分，主要為第四系空隙潛水，其中主要含水層位卵石，具有極強的富水性。而下部分，則為石灰?guī)r巖溶地下水，其特點主要表現(xiàn)在承壓、富水性較強。

四、鉆探施工前的準備

在正式施工開始前，應該對施工現(xiàn)場的環(huán)境條件和勘查任務進行鉆探施工設備和技術的準備，就具體而言，如下：

1、設備和材料的準備

在工程勘察鉆孔中，根據(jù)需要，所以鉆孔的深度一般較淺，其中采用的鉆探設備也一般為XY-100、GXY-150型液壓鉆機。在此過程中需要注意是，在開始鉆探前應根據(jù)不同口徑、規(guī)格對鉆具、套管、普通巖芯管、雙層巖芯管、合金鉆頭等一系列配套設備進行準備[1]。

2、鉆探技術的準備

在通常情況下，在進行鉆探施工技術準備是，不僅要對巖土工程勘察的基本要求進行滿足，而且還要對快速有效的穿越第四系覆蓋層等難點層中可能出現(xiàn)的問題進行預測，并相應做好鉆進方法、鉆進結構、套管程序、堵漏等一些應對措施，并相應做好鉆探工人技術培訓和技術交底工作。

五、不同底層的鉆探施工技術

1、粘性土鉆進技術

在該種土質鉆進技術中，在剛開孔后的前幾次中，一般采用錘擊的方式進行鉆進，而要進行其他試樣或原位測試，其鉆孔的方式則采用回轉鉆或泥漿護壁回轉來進行鉆進，并在必要的情況下采用套管護壁。具體而言，回次進尺在小于兩米的情況下可滿足分層精度。

2、卵石層鉆進技術

在對卵石層進行鉆進時，所采用的技術可從五個方面進行分析，即：

（1）在卵石厚度不大的情況下，則采用回轉鉆進或泥漿護壁回轉鉆進，并在卵石鉆穿的情況下，將套管打入鉆孔內，以起到保護孔壁的作用。

（2）在卵石厚度較大且密實度較高的情況下，所采用的鉆進方式為回轉鉆進。在通常情況下，因為在卵石層中都可能存在地下水，所以卵石之間的空隙也可能較大，進而也就導致漏水、空壁坍塌的情況時有發(fā)生，而面對這種情況，通常是在孔壁中加入黏土，進而對空壁起到暫時性保護的作用。另外，因為卵石層的狀態(tài)一般處于中密度到密實狀態(tài)，所以也就導致粒徑較大，局部含有漂實的情況較為常見，所以在套管擊入的過程中所產(chǎn)生的阻力比較大，一般采用壁厚的套管，并用重錘擊入方式更加有效。

（3）在卵石層的粒徑較大或含有漂石的情況下，在卵石之間會出現(xiàn)空隙，膠結程度也較差，所以一般都采用回轉鉆進的方式進行鉆進，而當遇到較大卵石粒徑的情況下，則可能出現(xiàn)卵石與鉆具同時旋轉的可能，所以此時較好的方法則采用加大泥漿濃度、加大鉆機壓力等方法可以起到較好的效果。

（4）在鉆孔中擊入套管后，在套管中可能殘留卵石，而才采用回轉鉆進的方法進行鉆進時，就可能導致個別卵石卡在巖芯管和套管之間的情況，進而導致套管跟隨巖芯管旋轉的可能，而在采用正絲的情況下，也可能導致絲扣滑脫的現(xiàn)場產(chǎn)生。而面對絲扣滑脫的情況，則可采用在接頭處電焊套管的方式進行加固。

（5）厚壁巖芯管擊入鉆探方法。在采用該種方法的情況下，無論卵石的厚度如何，但進尺到達卵石層后，都可直接采用后壁巖芯管，并用重型吊錘反復擊入的方式達到鉆進的效果。

結束語：

綜上所述，因為熔巖地區(qū)地質條件的限制，其不僅施工條件復雜，而且地質條件也較為復雜，若想要在熔巖地區(qū)做好巖土勘察工作，那么就應該結合實際情況，進行針對性的選擇鉆探技術。

參考文獻：

[1]焦德全.巖溶地區(qū)巖土工程勘察鉆探的質量控制研究[J].科技與企業(yè)，2012，11：245.

[2]徐云鵬，郭充，朱挺，林圣明.巖溶地區(qū)巖土工程勘查鉆探技術的研究[J].城市建設理論研究（電子版），2015（10）.

[3]楊偉超，張文超.巖土工程中基礎地質勘察技術的探討[J].城市建設理論研究（電子版），2016（11）.