1、1探究岩土工程勘察中岩溶地区钻探技术【摘要】文中笔者结合自身多年的工作经验，对岩土工程勘察中岩溶地区的钻探技术进行深入的探究，以便大家对此有更深一步的了解。 【关键词】岩溶地区 工程勘察 钻探技术 中图分类号：P634 文献标识码：A 文章编号： 1 岩土工程地质条件分析 工程地质勘察钻探是直接获取岩土工程第一手资料的基本手段。在岩溶发育区进行工程建设，拟建建筑物选用下部的石灰岩作为桩端持力层。桩端持力层的石灰岩必须具有一定厚度、完整性较好、无岩溶分布，应采用以钻探为主的勘察方法，按照设计桩位逐桩布置钻孔。方法主要有回转钻探、冲击钻探，振动钻探、冲洗钻探等。主要岩土体有：杂填土、粉质粘土、淤泥
2、质土、卵石、砾石、粉质粘土和风化石灰岩等。岩溶上部为第四系孔隙潜水，主要含水层为卵石，富水性强，下部为石灰岩岩溶地下水，具有承压性，富水性强。 2 不同地层的钻探施工技术 2.1 粘性土层钻进技术 开孔后的前若干次，一般采用锤击钻进，取土试样或原位测试的钻孔则采用回转钻进或泥浆护壁回转钻进，必要时采用套管护壁。 2.2 卵石层钻进技术 厚度不大时，一般采用回转钻进或泥浆护壁回转钻进。钻穿卵石层2后，打人套管，起保护孔壁的作用。厚度较大、密实度较高时，主要采用回转钻进，由于卵石层中一般含有地下水，卵石间孔隙较大，钻进时孔内一般会出现孔内漏水现象，孔壁易坍塌，往往在钻孔中加入粘土。回转钻进中若未出
3、现塌孔现象，则继续钻进，若出现塌孔现象，加大泥浆浓度或采用套管跟管钻进方法，即钻入卵石层一定深度后，起拔钻具，击入相应口径套管，如此反复。 2.3 软土层钻进技术 无论采用何种钻进方法，进尺都比较快，遇土洞或土洞充填物，一般会出现掉钻现象，即钻具在不加压、不转动时在自重状态下往孔内自动下落。由于淤泥质士塑性低，土质松软，提钻后一般会出现孔内缩径现象，第二次下钻时达不到原来孔深；土洞若元充填或充填物少具有一定空间，第二次下钻时可能会偏移原孔位，若土洞呈充填状态，土洞一般与下部灰岩联系密切，钻进该层时孔内会出现大量漏水或全泵量漏水，地下水位急剧变化，孔壁易坍塌。因此，钻进至软土层时宜采用肋骨钻头，
4、加大孔径，并在钻探至软土后，及时下入套管保护孔壁。 2.4 岩溶石灰岩钻进技术 在岩土工程勘察过程中，尤其是采用冲灌注桩基础的建筑物，由于桩端持力层应置于完整性较好、有一定厚度、无岩溶发育的石灰岩中。因此查明设计深度范围内石灰岩岩溶发育规律、基本形态、规模大小，洞体顶底板埋深、充填物情况和岩石完整性等情况就是岩土工程勘察重点任务。 3 工程实例 33.1 工程概况 拟建工程为十八层高层住宅楼建筑群，设计采用框架一剪力墙结构，预估单柱最大轴力约为 5000kN，场地内满铺一层地下室，基础型式拟采用桩基础。 本工程区域为灰岩分布区，在以往的工程建设中多次发现灰岩中分布有溶洞和土洞。勘察揭露的地层分
5、布如下：第四纪地层：1 素填土(Q44)、2 塘泥(Q44)、 淤泥质粘土(Q42)、 粉质粘土(Q32 )、1 粉质粘土(Q31 )、一 3 含砾粉质粘土(Q31)。 基岩岩性特征：本区下伏基岩主要分布层志留纪泥质粉砂岩和层寒武纪泥晶灰岩。基岩层理面倾角平缓，与上覆第四系呈角度不整合接触，现根据其岩石类型和风化程度的不同将该基岩划分为两类岩石各三个风化带，各风化带特征如下： 1 全风化泥质粉砂岩：灰黄色、红褐色，手易掰碎，原岩结构已完全破坏，已风化成土状，可塑硬塑状态，含少量未彻底风化的粉砂岩碎块。局部铁质浸染； 2 强风化泥质粉砂岩：灰黄色、红褐色，母岩成份已强烈风化，局部铁质浸染，裂隙发
6、育，场地北部泥质成分含量较高，厚度较大。夹有少量中等风化岩块，岩芯呈碎块状，锤击易碎； 2 强风化泥晶灰岩：灰色、青灰色，厚层状构造；母岩成份已强烈风化，局部铁质浸染，裂隙发育，并有方解石填充；夹有少量中等风化岩块，岩芯呈碎块状，锤击易碎； 3 中等风化泥晶灰岩：灰色、青灰色，厚层状构造，岩石具泥品结4构，以方解石为主，泥质物少量，粉砂微量。方解石为隐晶微粒状集合体(0.0lmm)，粉砂(0.010.1mm)为石英，次圆状，泥灰质(O01ram)中泥质物为水云母。母岩成份已部分风化，岩芯呈短柱或块状，短柱长度 l03O 厘米，局部裂隙发育，裂隙处见铁锰质浸染，并有方解石填充；岩石成分较均一，敲
7、击声脆，极限抗压强度 7.816.8Mpa，岩石坚硬程度为软岩。 在钻探过程中，钻孔 ZK82 处于 22.623.2 米发现溶洞，溶洞深度约 0.6 米。层顶高程为-9.64 19.29m，揭穿部位层厚 0.514.8m。 如图 1 所示： 3.2 岩溶发育基岩钻探方案 钻探采用 XYl 型钻机，施工时根据以往钻探施工的经验，故在准备了一批不同直径的套管、普通岩芯管、双层岩芯管、合金钻头、金刚石钻头及膨润土的同时也准备了一些打捞工具，进入场地后又准备了些粘性较大的粘土。钻探施工难点主要是如何在岩溶裂隙发育区堵住泥浆渗漏、如何在具有多层溶洞的岩溶区成孔。 为了判断岩体的完整性，保证岩溶鉴别的可
8、靠性，准确计算岩芯采取率，我们采用双层岩芯管金刚石钻头、泥浆护壁的钻进方法。 在钻进的过程中，当遇到岩溶裂隙发育区时，泥浆会迅速流失，即发生漏浆现象，泥浆无法返回孔口，有可能发生埋钻和烧坏钻头现象，使工程无法进行。针对上述情况，我们采取了相应的解决方法：采用优5质膨润土泥浆护壁、水泥浆护壁成孔工艺，将泥浆、水泥浆的浓度调高，用来堵漏，但此法效果并不理想。 后经过多次尝试，采用的方法是向孔内回填粘土块，然后放下钻具挤压粘土，并上下震动，使投入孔内的粘土大部分挤进岩溶裂隙之间，部分成为泥浆，再开机扫孔，目的是让剩余的粘泥挤在孔壁上，达到护壁的目的，同时也为了造浆。用于堵漏的粘土，采用附近场地的老粘
9、土层，其塑性大，粘结性强，堵漏后不容易被冲洗液冲刷掉造成第二次渗漏。这样施工的结果是堵住了岩溶裂隙，阻止了漏浆，对于小溶洞，操作方法同上。 3.3 钻探施工其他注意事项 3.3.1 在开工前编写好勘察纲要，勘察纲要内容要完整，对勘察目的和要求要具体，设计要详细，施工方案要合理。勘察工期安排要合理，不能太仓促，不能由于业主不太清楚勘察是由众多工序组成就一味的迁就。勘察纲要要经过审核审定后才能施工，在施工中要严格按照勘察纲要的指导施工，不能开工后就将勘察纲要置之不理。 3.3.2 在野外施工中，严格把好质量关。为了保证野外第一手资料的正确性，在施工前，应专门对各施工机长进行了岗前质量、技能及安全培
10、训，并在现场安排管理工作人员进行监督工作。在开工前，检查每台钻机的材料是否齐全，不齐全的决不允许开工。 3.3.3 准确揭露岩溶形态的分布、形状和规模。项目负责人有针对性地参与一台钻机的工作。严格按有关规定指导钻机施工，对取样编录、原位测试过程严格要求，现场技术人员手要勤、眼要快，对地层变化观6察要仔细，尤其是有软土和溶洞情况的钻孔。 3.3.4 严格把好室内资料整理关，勘察报告除了要符合国家规定的深度要求，还要严格贯彻执行国家强制性条文的规定。所提参数要准确，保证工程勘察质量，正确反映工程地质条件。并由总工审核勘察成果。 4 结论 总上所述岩溶地区地质复杂，施工有很大的难度，要因地制宜地设计和选择钻探技术及方法，
