工程地质勘探与取样1分解教学内容

测试的要求。
➢ 对要采取原状土样的钻孔，口径不得小于91mm; ➢ 对仅需鉴别地层岩性的钻孔，口径不宜小于36mm; ➢ 在湿陷性黄土中的钻孔，钻孔口径不宜小于150mm . ➢ 在确定了钻孔口径后，可根据教材P67表6-2确定钻具的规格。
6.1 勘探 （13/22）
钻进方法的要求
①对要求鉴别地层和取样的钻孔，均应采用回转 钻进（钻头以旋转方式全面或环状切削岩土体的 钻进方法 ）以取得岩土样品。遇到卵石、漂石、 碎石、块石等不适合回转钻进的土层时，可改用 振动回转方式钻进。
➢ 意义：岩土工程勘察的基本手段，
其成果是进行工程地质评价和岩 土工程设计、施工的基础资料。
➢ 目的：解决与建筑物（构筑物）
有关的岩土体稳定问题、变形问 题、渗漏问题提供资料。
6.1 勘探 （4/22）
钻探的任务
随着勘察阶段的不同而不同：
➢ 探察建筑场区的地层岩性、岩层厚度变化情况，查明软弱岩土层
③振动钻进：采用机械动力产生的振动力，通过连接杆和钻具传到钻头， 由于振动力的作用使钻头能更快地破碎岩土层，因而钻进较快。适合 于在土层中，特别是颗粒组成相对细小的土层中采用。
④冲洗钻进：利用高压水流冲击孔底土层，使之结构破坏，土颗粒悬浮 并最终随水流循环流出孔外的钻进方法。由于是靠水流直接冲洗，因 此无法对土体结构及其他相关特性进行观察鉴别。
加固的方法有三种： 一是借助于循环液的静水压力来平衡地层的侧向压力以维持其稳 定，这种方法在现代的反循环钻进中得到充分利用； 二是用惰性材料或化学材料对孔壁进行处理加固，常用的惰性材 料有水泥、黏土，化学材料有混入循环液中的泥浆处理剂，还有 如直接注入钻孔中的堵漏剂，如氰凝、丙凝等； 三是用金属或非金属的套管下人钻孔中以支撑孔壁，这种方法虽 然可靠，但成本较高。
钻探的其它一些技术要求：
1.钻孔垂直度控制 2.进尺控制 3.孔深与分层控制 4.岩芯采取率要求 5.水位观测等
6.1 勘洞类型及特点
名称
特点
用途
试坑
深数十厘米的小坑，形 状不定
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钻探钻进方法
①冲击钻进：利用钻具重力和下落过程中产生的冲击力使钻头冲击孔 底岩土并使其产生破坏，从而达到在岩土层中钻进之目的。它又包括 冲击钻探和锤击钻探。
②回转钻进：此法采用底部焊有硬质合金的圆环状钻头进行钻进，钻进 时一般要施加一定的压力，使钻头在旋转中切入岩土层以达到钻进的 目的。它包括岩芯钻探、无岩芯钻探和螺旋钻探，岩芯钻进为孔底环 状钻进，螺旋钻进为孔底全面钻进。
②采取岩土芯或排除破碎岩土
分为三种方法： 一是采用机械的方法，如用取样器、勺钻等取出岩土芯或碎块粉末； 二是将岩粉或岩土碎块与水混合成岩粉浆或泥浆后，用抽筒抽出地表， 如冲击钻； 三是用流体（泥浆、清水、乳化液或空气）作为循环介质，将破碎的岩 屑、土块输送到地表。
6.1 勘探 （6/22）
③加固孔壁：防止孔壁坍塌。
地岩（土）的相关结构的稳定性（如基坑开挖时降水或处理滑坡 等地质问题）。
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钻探的基本程序（三个基本程序）
①破碎岩土
钻进过程中采用人力或机械力（绝大多数情况下采用机械钻进），以 冲击力、剪切力或研磨形式使小部分岩土脱离母体而成为粉末、小岩 土块或岩土芯的现象就称为破碎岩土。 在孔底将岩土全部破碎成粉末或小块的钻进方法称为“全面钻进”。 钻进过程中只破坏孔底环状部分岩土，中间岩土芯保留的钻进方法称 为“取芯钻进”。
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6.1 勘探 （9/22）
SH-30-2A型钻机
6.1 勘探 （10/22）
钻探方法的适用范围
浅部土层可采用下列方法钻探：小口径麻花钻钻进；小 口径勺形钻钻进；洛阳铲钻进。
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洛阳铲
6.1 勘探 （12/22）
钻孔口径及规格要求
➢ 钻孔口径应根据钻探目的和钻进工艺确定，应当满足取样、原位
•工程地质勘探与取样1分解
6.1 勘探 （2/22）
岩土工程勘探的手段
岩土工程勘探常用的手段有钻探、井探、槽探、洞探、触探、坑 探以及地球物理勘探等多种方法。
钻探和坑探工程是直接勘探手段，能较可靠地了解地下地质情况。 钻探工程是使用最广泛的一类勘探手段，普遍应用于各类工程的勘探； 由于它对一些重要的地质体或地质现象有时可能会误判、遗漏，所以 也称它为“半直接”勘探手段。坑探工程勘探人员可以在其中观察编 录，以掌握地质结构的细节；但是重型坑探工程耗资高，勘探周期长， 使用时应具经济观点。
的性质、厚度、层数、产状和空间分布；
➢ 了解基岩风化带的深度、厚度和分布情况； ➢ 探明地层断裂带的位置、宽度和性质，查明裂隙发育程度及随深
度变化的情况；
➢ 查明地下含水层的层数、深度及其水文地质参数； ➢ 利用钻孔进行灌浆、压水试验及土力学参数的原位测试； ➢ 利用钻孔进行地下水位的长期观测、或对场地进行降水以保证场
②在地下水位以上土层中应进行干钻，不得使用 冲洗液，不得向孔内注水，但可采用能隔离冲洗 液的二重或三重管钻进取样
③钻进岩层宜采用金刚石钻头，对软质岩层及风 化破碎带应采用双层岩芯管钻头钻进。需要测定 岩石质量指标RQD时应采用外径75mm的双层 岩芯管钻头
④在湿陷性黄土中必须采用螺旋钻头钻进
取 芯 钻 头
地球物理勘探简称物探，是一种间接的勘探手段，它可以简便而迅 速地探测地下地质情况，且具有立体透视性的优点。但其勘探成果具 多解性，使用时往往受到一些条件的局限。
6.1 勘探 （3/22）
钻探
➢ 概念：钻探是指用一定的设备、
工具（即钻机）来破碎地壳岩石 或土层，从而在地壳中形成一个 直径较小、深度较大的钻孔（直 径相对较大者又称为钻井）的过 程。
螺旋钻头
6.1 勘探 （14/22）
钻孔护壁
对可能坍塌的地层应采取钻孔护壁措施： 在浅部填土及其他松散土层中可采用套管护壁； 在地下水位以下的饱和软粘土土层、粉土层及砂层中宜采用泥浆护 壁； 在破碎岩层中可视需要采用优质泥浆、水泥浆或化学浆液护壁。 冲洗液严重漏失时，应采取充填封闭等堵漏措施
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