工程地質(zhì)鉆探的概念

工程地質(zhì)鉆探是獲取地表下準(zhǔn)確的地質(zhì)資料的重要的方法，而且通過鉆探的鉆孔采取原狀巖土樣和做現(xiàn)場力學(xué)試驗也是工程地質(zhì)鉆探的任務(wù)之一。

鉆探是指在地表下用鉆頭鉆入地層的勘探方法。在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當(dāng)深度的圓通形孔眼的孔稱為鉆孔。通常將直徑大于等于800mm以上的鉆孔稱為大直徑鉆井。

鉆孔的要素如圖所示。鉆孔上部口徑較大，下部口徑較小，成階梯狀。鉆孔的上部為孔口，底部為孔底；四周側(cè)壁為孔壁。鉆孔斷面的直徑為孔經(jīng)；由大孔經(jīng)改為小孔經(jīng)稱換經(jīng)。從孔口到孔底的距離為孔深。

1-孔口；2-孔底；3-孔壁；4-孔經(jīng)；5-換經(jīng)；6-孔深

（2）鉆探過程和鉆進(jìn)方法

根據(jù)自然條件的復(fù)雜性以及工程要求選擇鉆探設(shè)備和鉆進(jìn)方法。鉆機一般分為回轉(zhuǎn)式和沖擊式兩種。

回轉(zhuǎn)式鉆機是利用鉆機的回轉(zhuǎn)器帶動鉆具旋轉(zhuǎn)，磨消孔底地層而鉆進(jìn)，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯樣品。

沖擊式鉆機則利用卷揚機借鋼絲繩帶動有一定重量的鉆具上下反復(fù)沖擊，使鉆頭擊碎孔底地層而形成鉆孔后用抽筒提取巖石碎塊或擾動土樣。針對不同的巖石及地層條件，可選取不同的鉆進(jìn)方式、鉆機與鉆具。

鉆探過程中有三個基本程序：

破碎巖土：在工程地質(zhì)鉆探中廣泛采用人力和機械方法，使小部分巖土脫離整體而成為粉末、巖土塊或巖土芯的現(xiàn)象，叫做破碎巖土。巖土的破碎是借助于沖擊力、剪切力、研磨和壓力來實現(xiàn)的。

采取巖土：用沖洗液（或壓縮空氣）將破碎的碎屑沖到孔外，或者用鉆具（抽筒、勺形鉆頭、螺旋鉆頭、取土器、巖芯管等）靠人力或機械將孔底的碎屑或樣芯取出于地面。

保全孔壁：為了順利地進(jìn)行鉆探工作，必須保護(hù)好孔壁，不使其坍塌。一般使用套管和泥漿來護(hù)壁。

獲得工程地質(zhì)設(shè)計和施工參數(shù)，定量評價工程地質(zhì)條件和工程地質(zhì)問題的手段，是工程地質(zhì)勘察的組成部分。室內(nèi)試驗包括：巖、土體樣品的物理性質(zhì)、水理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)參數(shù)的測定?，F(xiàn)場原位測試包括：觸探試驗、承壓板載荷試驗、原位直剪試驗以及地應(yīng)力量測等（見巖土試驗、工程地質(zhì)力學(xué)模擬）。

設(shè)計建筑物規(guī)模較小，或大型建筑物的早期設(shè)計階段，且易于取得巖、土體試樣的情況下，往往采用實驗室試驗。但室內(nèi)試驗試樣小，缺乏代表性，且難以保持天然結(jié)構(gòu)。所以，為重要建筑物的初步設(shè)計至施工圖設(shè)計提供上述各種參數(shù)，必須在現(xiàn)場對有代表性的天然結(jié)構(gòu)的大型試樣或?qū)畬舆M(jìn)行測試。要獲取液態(tài)軟粘土、疏松含水細(xì)砂、強裂隙化巖體之類的、不能得到原狀結(jié)構(gòu)試樣的巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，必須進(jìn)行現(xiàn)場原位測試。

現(xiàn)場檢測與監(jiān)測

用專門的觀測儀器對建筑區(qū)工程地質(zhì)條件各要素或?qū)こ探ㄖ顒佑兄匾绊懙淖匀?物理)地質(zhì)作用和某些重要的工程地質(zhì)作用隨時間的發(fā)展變化，進(jìn)行長時期的重復(fù)測量的工作。觀測的主要內(nèi)容有：巖、土體位移范圍、速度、方向；巖、土體內(nèi)地下水位變化；巖體內(nèi)破壞面上的壓力；爆破引起的質(zhì)點速度；峰值質(zhì)點加速度；人工加固系統(tǒng)的載荷變化等。此項工作主要是在論證建筑物的施工設(shè)計的詳細(xì)勘察階段進(jìn)行，工程地質(zhì)作用的觀測則往往在施工和建筑物使用期間進(jìn)行。長期觀測取得的資料經(jīng)整理分析，可直接用于工程地質(zhì)評價，檢驗工程地質(zhì)預(yù)測的準(zhǔn)確性，對不良地質(zhì)作用及時采取防治措施，確保工程。