粘性土(可塑偏軟/硬粘性土)
針對(duì)軟弱粘性土強(qiáng)度低、壓縮性很大且滲透系數(shù)很小、觸變性及流變性大等特點(diǎn),可采取重錘沖擊鉆進(jìn)和長(zhǎng)/短螺旋鉆進(jìn),如果鉆探環(huán)境位于地下水位以下,可采取套管螺旋鉆進(jìn)或沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)。重錘沖擊鉆進(jìn)效率比較低,且對(duì)孔底附近一定范圍內(nèi)地層有擾動(dòng)。螺旋鉆進(jìn)通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋鉆桿在鉆壓作用下使鉆頭回轉(zhuǎn)吃入地層,將地層按螺旋線(xiàn)逐步切削,切刮下的土質(zhì)碎屑沿螺旋葉片上返到孔口,該方法鉆進(jìn)效率高且不用清洗設(shè)備。長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)直徑應(yīng)小于1m,深度不超過(guò)15~20m之間。短螺旋鉆進(jìn)屬于非連續(xù)型鉆機(jī),較之長(zhǎng)螺旋鉆效率稍低,其孔徑多在2~3m內(nèi),鉆進(jìn)深度一般小于30m,較深不超過(guò)50m。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)對(duì)泥漿比例要求較高,避免水流將鉆進(jìn)土層沖散混入泥漿。必要時(shí)可在回次終了時(shí),停止送水,增加干鉆進(jìn)尺距離已獲得土層樣品,或采用雙動(dòng)雙管取心鉆具。
對(duì)于硬塑狀粘性土,一般的螺旋鉆進(jìn)在土的粘性較大時(shí)易發(fā)生埋鉆或鉆桿折斷的現(xiàn)象,且對(duì)土層擾動(dòng)較大,應(yīng)盡量選用小肋骨鉆頭,沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)方法。沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)技術(shù)分)液動(dòng)、氣動(dòng)和氣液混合動(dòng)力三種,具有效率高、鉆具轉(zhuǎn)速低、鉆頭壽命長(zhǎng)和孔內(nèi)事故少等特點(diǎn)。液動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)以清水或泥漿形成高壓作為動(dòng)力,鉆孔直徑一般為56-130mm,較大不超過(guò)400mm,鉆孔深可達(dá)800-1000m;氣動(dòng)沖擊回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)以高壓空氣為動(dòng)力,鉆孔直徑介于65-228mm之間,較大可達(dá)到762mm。施工中,應(yīng)先慢速鉆進(jìn),使鉆頭切入土層后改用中速轉(zhuǎn)進(jìn),可加快鉆進(jìn)速度且鉆具提升阻力小。
砂層
該地層的鉆探工藝與砂粒粒徑有很大關(guān)系,且受地下水影響較大。螺旋鉆進(jìn)適合砂土中粘粒含量較高且砂粒主要為粉細(xì)砂的地質(zhì)環(huán)境,如果需深孔鉆進(jìn),可在施工后期換用小直徑螺旋鉆。粉細(xì)砂雜粘性土情況下,應(yīng)降低鉆速,減小鉆進(jìn)壓力,泵量調(diào)整至適中。回次終了前,應(yīng)以泥漿清洗鉆孔,將孔內(nèi)懸浮的粉細(xì)砂帶入泥漿池后方可停泵,減小沉砂卡鉆事故發(fā)生的幾率,停泵后干鉆0.3-0.5m,確保巖心不脫落。對(duì)于中粗砂、礫沙以及地下水位以下的沙土,一般采用品字形硬質(zhì)合金鉆頭,低轉(zhuǎn)速,灌漿泵吸反循環(huán)鉆進(jìn),過(guò)程中需不斷浮動(dòng)鉆具,慢提快放,形成空底反循環(huán)(其推薦參數(shù)可見(jiàn)表1)。因鉆頭外徑略大于巖芯管,所以能很好地約束巖芯管,確保巖芯的原始結(jié)構(gòu)。沒(méi)回次終了前,以泥漿清洗鉆孔,去除空中懸浮粗、礫沙,防止沉砂卡鉆。較后停泵干鉆0.2-0.3m,停止浮動(dòng)鉆具精細(xì)干燒,防止鉆孔周壁坍塌造成廢孔,并帶出巖芯樣品。
卵石層
該層鉆探工藝受地層厚度、密實(shí)度、含水率和粘性土填充情況影響,不同地層情況應(yīng)選用不同鉆探工藝。地層厚度不大時(shí),可采用泥漿護(hù)壁回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),地層厚度大,粘性土含量低時(shí)可采用跟管鉆進(jìn)。跟管長(zhǎng)度3-6m,鉆速30-60r/min,盡量保證進(jìn)尺的連續(xù)性和順利性。地層密實(shí)度較高時(shí),可采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn),為防止孔壁坍塌,可采用投入粘土球的方法,對(duì)孔壁進(jìn)行暫時(shí)保護(hù)。出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象時(shí),應(yīng)加大泥漿濃度或鉆進(jìn)一定深度后,拔出鉆具,放入跟管繼續(xù)鉆進(jìn),鉆速以20-40r/min為宜,對(duì)于套管中可能留有卵石,導(dǎo)致絲扣脫滑現(xiàn)象,可采用反絲套管。砂層和卵石層鉆進(jìn)過(guò)程中,高質(zhì)量的泥漿可有效防止孔壁的坍塌
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