第十章 工程探与工程施工钻.ppt

工程钻探学课件 工程钻探 主讲人：杜振川 * * 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 根据工程钻探的目的和要求以及应用领域，现代的工程钻探可分为工程地质勘察钻探和工程施工钻。 一、钻探的目的 在工程地质钻探过程中，要采取原状土样和在孔内进行各种工程地质试验，以获取建筑物基础的工程地质资料和岩土层的物理力学性质等。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 一、钻探的目的 ①揭露并划分地层，鉴定和描述岩土性质和成分； ②了解地质构造和不良地质现象的分布、界限及形态等； ③自钻孔中采取岩土样品，确定岩土的物理力学性质； ④了解地下水的类型，测量地下水水位，采取水样，分析地下水的物理和化学性质； ⑤利用钻孔进行孔内原位测试（如十字板剪力试验、旁压试验、标准贯入试验等）、水文地质试验（如抽水试验、压水试验等）和长期观测等。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 二、工程地质孔的类型 根据所钻钻孔性质的不同，工程地质孔可以分4种类型。 (1)测绘孔：为配合工程地质测绘施工的少量的浅孔。在孔内采取原状样品供室内试验用，以弄清建筑物基础的工程地质特征。 (2)勘探孔：在勘察阶段，用以了解建筑物基础的详细地质情况，为地基基础设计、地基处理与加固等提供资料而钻的钻孔。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 二、工程地质孔的类型 (3)控制孔：为了编制岩性和水文地质剖面，便于工程地质分区而钻的孔。 (4)试验孔为进行原位测试或进行水文地质试验所钻的孔。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 三、工程地质勘察钻探 为了在覆盖层或岩层眼获取建筑物所在地基的工程地质资料、岩土层的物理力学性质而钻进的垂直、倾斜或水平钻孔的全部工作。另外，在现场可利用钻孔测定岩土的工程性质，如渗透性、抗剪强度等孔内试验和观测而进行的钻探工作。钻孔的特点是：深度浅，一般情况下在50m以内；一般的工程勘察孔口径不大，在孔内进行试验工作时，其终孔直径在91mm左右。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第一节 概述 四、工程施工钻：为了加固处理新建大型建筑物地基的基础和各种已竣工程基础的注桨处理或重新加固，以及其它工程技术钻孔等钻进工作。钻孔特点是：口径大，如一般的钻孔桩，口径为500—1500mm，大型的钻孔桩口径为1500-3000mm以至更大，属大口径钻孔。孔深一般在50m左右，只有承载持力层要求较深的基础时，才达到50m以上。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第二节 工程地质勘察钻探钻进方法 工程地质勘察钻进方法 机械冲击钻进 回转钻进 振动钻进 螺旋钻进 复合钻进等 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 工程地质钻探的目的在于获得准确的工程地质资料，因此在钻探过程中必须采取样品。样品根据在采取过程中客观存在扰动的程度可分为原状样品和扰动样品。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 扰动样品即天然成分和结构受到破坏的样品。扰动样品的采取不用取土器，而是在钻进过程中采取被排至孔外的钻屑作样品。 原状样品是指天然成分和结构未被破坏的样品。用原状样品可以测定土层在自然状态下的各种物理力学指标，对地基土作出正确的评价，从而为各类工程建筑提供可靠的设计依据。为采取原状样品所使用的工具称为原状取土器，简称取土器。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 一、取土器 1）取样对取土器的要求 任何取土器都必须做到取土时不掉土样；对土样的扰动最小；能顺利地压入或击入土层；结构简单，便于加工制造，使用操作简便等。 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 为了实现上面的要求，应对取土器的直径、内间距比、外间距比、取土管的形式及长度、余土管的长度、管靴刃口的形状及角度这样一些基本技术参数进行分析研究，得到结构合理，基本技术参数的取土器。 一、取土器 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 2）取土器的基本技术参数 ①直径 取土器直径的大小，关系到土样的质量。若直径过小，则不能保证土样质量，过大则给施工带来不便。 一、取土器 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 ②面积比 当取土器压入土层时，需要挤开与取土器壁等体积的土，这些被排挤的土大部分剂于取土器外侧，少部分进入取土器内侧，进入内侧的引起原状土样的扰动，扰动的程度以取土器挤开的土断面积与土样断面积之比值而定，此比值百分数即面积比，以Ar表示： 一、取土器 2）取土器的基本技术参数 第十章 工程地质勘察钻探和工程施工钻 第三节 样品的采取 式中：Dw