摘要：建筑工程施工需要岩土工程作为基础，岩土工程施工质量决定了建筑工程的安全性和稳定性，也对建筑施工进度和效率有着很大的影响。岩土勘探过程中，钻探技术影响着工程勘探的效率，所以钻探工艺的选取应该被有关部门所重视。本文结合我国岩土工程勘探的实际情况，分析了勘探过程中钻探工艺选取需要主要的事项，并且探究了钻探工艺的详细情况和使用方向，希望能够为岩土勘探工程做出贡献。
关键词：钻探工艺；岩土工程；勘察；选取
引言：近年来随着社会经济的不断发展，人们的生活质量被提高，对建筑工程的要求也越来越多，建筑工程项目逐渐增多，使建筑业呈现出了飞速发展的状态。建筑工程质量和安全性是人们关注的主要方面，工程施工效率也决定建筑工程是否可以获取更高的经济效益。岩土勘探对建筑工程各个施工环节来说十分关键，钻探工艺选取必须按照科学合理的原则进行。
1钻探工艺发展现状
岩土工程对建筑工程质量起到了关键作用，因此工程勘探需要合理的计划。工程勘探的主要内容是，测绘技术和调差方法，对建筑工程周边的生态环境和地理条件变化数据进行获取，分析建筑场地周边的水文情况和空间分布情况，使工程设计环境能够获取到有效的数据参考，从而实现工程的合理规划。钻探工艺是岩土工程勘察工作的基础保障，但是钻探工艺的选取会受到诸多因素的影响，使得工作开展受到了很大限制，如果有效的解决勘探工艺选取中存在的问题，那么将会影响着整个建筑工程的质量和施工效率的提升。勘探工作存在的问题主要从以下方面进行分析[1]。
（1）钻探效率较低。一些岩土工程的施工建设场地的岩体较为散碎，存在较大的裂缝和溶洞，再加之不规范的操作，会使得钻探的阻力较大，出现因碎石和溶洞泥卡埋钻具的问题，甚至会使得钻具折断。
（2）钻孔涌水、漏水。由于岩土工程施工建设场地的地下水较为丰富，其水力联通关系的复杂化会使得地势较为低洼的地区出现涌水的问题，当钻机钻探触碰到裸露或半裸露的岩溶高地，常常会发生钻孔漏水的现象，且地下承压水水头较高，又会增加止水的难度。
（3）钻探场地地基不稳。钻探设备通常都会设置在地基较为不稳定的地区当中，由于地形的复杂性以及溶蚀面的存在，在钻探设备机械振动的荷载和冲洗液的冲蚀作用下，会造成地基失稳或下陷的结果，导致钻探设备沉入井坑之中。
2.钻探设备调试工艺研究
岩土勘察工作具体就是应用钻机深入地表空间，并形成某类圆柱形孔径，将不同深度下的水体、土样搜集完全，为系统化实验探究提供第一手资料线索。这类工作本身具有较强的综合性，内部工艺调试职务相对复杂，需要针对地层、测定指标实施细致划分，同时必须结合原状土特性开展同步验证流程。所以，钻探技术能否达到标准，将对整个工程布置前景起到决定性作用。所谓的钻探设备，其实就是针对钻孔特征进行细致规划的工具，具体围绕钻机、泵体结构以及动力媒介进行有机搭配。依照特定装载流程观察，延展出整体和组装两类工艺模式，根据移动效应分划整体机组并呈现出水文水井以及取样钻探工具等。工程地质勘察工具在民用建筑项目以及桥梁工程中最为常见，而水文水井工具则偏向于水文地质勘察孔的提取，因为钻探工具本就种类繁多，适应特征各有差异，因此取样钻探媒介能够联合混凝土、岩石结构实施科学取样流程[2]。
3.岩土工程勘察中的钻探设备及工艺
岩土勘探利用钻机控制钻具从地表向地下钻进，在地下形成圆柱形钻孔，并通过钻孔获取处于不同深度下的岩芯、土、水样品，送往实验室分析取得第一手基础资料的手段。岩土勘测综合性强、工艺复杂，不仅对地层、测定界限要准确划分，还要进行原位测试，原状土采集。因此，钻探技术的高低和钻探方法的选择对整个勘察的质量起决定性作用。
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3.1钻探设备
钻探设备是能够完成钻孔所必需的一切技术装备的总和，一般包括钻机、钻探用泵、空气压缩机、动力机和传动装置以及与之配套的钻塔、拧管装置等。按其装载方式，可分为整体式和组装式，前者依据可移动性而分为固定式、拖引式和自行式三种。工程地质钻探设备常用于工业和民用建筑、桥梁、道路和码头等基础设施的工程地质勘察钻进。岩芯钻探设备和取样钻探设备能够在岩石、土层或混凝土结构中钻进取样勘察[3]。
3.2钻进方法
钻进方法是指在钻探或钻井工程中，向地下钻进时，破碎孔/井底岩石所采取的一切方法和技术总称。依据钻进工艺可分为：正循环回转钻进、反循环钻进、振动钻进、螺旋钻进、潜水钻进、冲击钻进。按钻进时是否采取岩芯，又可分为取芯钻进与不取岩芯钻进。按回转钻进时破碎岩石所使用的磨料，又分为硬质合金钻进、钻粒钻进和金刚石钻进等。
4不同土层的钻探工艺选取
4.1.粘性土
针对软弱粘性土强度低、压缩性很大且渗透系数很小、触变性及流变性大等特点，可采取重锤冲击钻进和长/短螺旋钻进，如果钻探环境位于地下水位以下，可采取套管螺旋钻进或冲击回转钻进。重锤冲击钻进效率比较低，且对孔底附近一定范围内地层有扰动。螺旋钻进通过电动机带动螺旋钻杆在钻压作用下使钻头回转吃入地层，将地层按螺旋线逐步切削，切刮下的土质碎屑沿螺旋叶片上返到孔口，该方法钻进效率高且不用清洗设备。对于硬塑状粘性土，一般的螺旋钻进在土的粘性较大时易发生埋钻或钻杆折断的现象，且对土层扰动较大，应尽量选用小肋骨钻头，冲击回转钻进方法。
4.2砂层
该地层的钻探工艺与砂粒粒径有很大关系，且受地下水影响较大。螺旋钻进适合砂土中粘粒含量较高且砂粒主要为粉细砂的地质环境，如果需深孔钻进，可在施工后期换用小直径螺旋钻。粉细砂杂粘性土情况下，应降低钻速，减小钻进压力，泵量调整至适中。回次终了前，应以泥浆清洗钻孔，将孔内悬浮的粉细砂带入泥浆池后方可停泵，减小沉砂卡钻事故发生的几率，停泵后干钻0.3～0.5m，确保岩心不脱落。对于中粗砂、砾沙以及地下水位以下的沙土，一般采用品字形硬质合金钻头，低转速，灌浆泵吸反循环钻进，过程中需不断浮动钻具，慢提快放，形成空底反循环。因钻头外径略大于岩芯管，所以能很好地约束岩芯管，确保岩芯的原始结构。没回次终了前，以泥浆清洗钻孔，去除空中悬浮粗、砾沙，防止沉砂卡钻。
4.3卵石层
在卵石层进行钻探时，其工艺受到的影响较多，所以在不同的地层条件下需要采用不同的钻探工艺来进行勘探工作。对于较薄地层情况下，可以利用泥浆护壁回转方法进行钻进，而当遇到较厚地层时，在粘性土含量较低的情况下，则可以利用跟管进行钻进，确保进尺的连续性和顺利性。利用回转钻时时则适用于地层密实度较高的情况，这样可以有有效的起到保护孔壁坍塌的发生。而一时有塌孔现象发生时，则需要采取必要的措施，往往是通过加大泥浆浓度，或是在钻到一定深度后拔出钻具放入跟管的方法来继续进行钻进，而且在对钻进的速度进行有效的控制。
结语
综上所述，选取钻探工艺应该考虑很多因素，为了能够保障岩土工程勘探工作具有更高的实用价值，不仅要对钻探设备性能、钻取方式、探测方法进行了解，还需要结合建筑工程施工周边环境的情况和条件进行调整，结合不同的土壤性质制定出不同的钻探方案，具体细节也需要结合钻探工艺进行分析。勘测工作人员需要在不断的探索工程中积累工作经验，创新钻探工艺，寻找到最为合适的一项钻探技术，为建筑工程奠定下坚实的基础，成为工程施工过程中的有力保障。
参考文献
[1]韩星，陈鹏飞.浅谈岩土工程勘察中钻探工艺的选取[J].城市建设理论研究，2016，01：88-89.
[2]董佳颖.岩土工程勘察中钻探工艺技术措施[J].工程技术，2016，14：66-67.
[3]徐立坤.优化钻探工艺选择提升岩土工程勘察质量[J].城市建筑，2014，S2：186-187.
论文作者:焦宏喜,徒腾飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/6
标签：工艺论文; 岩土论文; 地层论文; 钻孔论文; 设备论文; 螺旋论文; 粘性论文; 《基层建设》2017年第19期论文;