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摘要:我国很多岩土工程所在区域都位于岩溶地区,而在这种区域进行施工时,会存在很多不可测因素,有的时候,因为施工人员对于岩溶的认识并不足,导致在进行勘察钻探的时候动作不熟练,从而降低勘察钻探质量和效率,而岩土工程也会时常发生安全事故,因此,还必须加强勘察钻探技术合理使用。基于此,本篇文章对岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用进行研究,以供参考。
关键词:岩溶地区;岩土工程勘察;钻探技术;应用
引言
很多岩土工程都是位于岩溶地区,其地质条件比较复杂特殊,在进行勘察钻探的时候,要应用适合的勘察钻探,才能达到岩土工程勘察钻探目的。在岩溶地区,岩土工程勘察钻探的过程中,应用了多种技术,其中使用比较频繁的就是泥球护壁结合套管法和多层套管护壁法,在对岩溶地区、软土层、黏性土以及砂卵石层进行勘察钻探时,就可以发挥出这两种技术的作用优势。
1岩溶地区岩土工程勘察的特点
岩溶又称喀斯特(Karst),是指水对可溶性岩石进行以化学溶蚀作用为特征的综合地质作用以及由此产生的一系列地质现象,是一种十分常见的地质现象,属不良地质范围。岩溶地区的基岩面复杂多变,不仅有溶蚀、溶洞等不良的地质条件,而且还具有复杂而特殊的地质条件。复杂的地质条件给岩土工程研究带来了很大的困难,尤其是岩溶的埋藏条件与建筑工程场地的适宜性和稳定性直接相关。因此,如何在复杂的岩溶分布区进行岩土工程研究是许多地质学家面临的关键问题之一。岩溶地区地质勘察的主要目的是查明各种岩溶洞隙和土洞的位置、规模、埋深,岩溶堆积物性状和地下水特征,探明溶洞之间的关系及其与地下水和地表水之间的联系。要达到岩土工程研究和设计目标的关键是要合理地选择勘察手段和方法,常见的勘察方法有地质测绘、钻探、物探、遥感及原位测试。其次是对区域地质的分析和研究。同时工程建设会损害或影响周围的地质条件,所以,还需要对周边环境进行评估、分析和研究,便为项目的基本设计提供强有力的技术指导。
2钻探技术
为了全方位满足于岩土项目对土壤、地下岩层等各类情况实施勘察的有关要求,保障各项工作都更为顺畅地得到实施,就需要应用到钻探技术,其能够让勘察有关人员更为直观地掌握到施工区域中地下岩层有关的情况,给项目本身的设计、施工给予更多的参照。对于钻探技术而言,其主要包括了回旋、冲洗、振动,在具体开展各项工作期间,有关的工作人员需要参照项目本身的情况,选取相对应的钻探方法。
3岩溶地区岩土工程勘察钻探技术的应用
3.1岩溶地层钻探技术应用方案
岩溶地层钻探技术在实际应用之前,工作人员需要从实际出发,结合岩溶地层的地质、水文以及气候等基本情况,认真做好钻探技术设备及相关配套材料的准备工作。例如在岩溶地层钻探勘察过程中,可以使用XY-100等较为成熟的液压钻机设备,通过灵活调整钻具的口径大小、规格体量等参数,确保整个勘察钻探工作的顺利开展。以某建筑工程为例,其建筑项目开发区域,位于岩溶地层区域,地质结构的稳定性和承载能力相对较差,为确保建筑工程开 发项目的顺利进行,施工单位组织人员,按照《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB50021—2001)、《岩土工程勘察报告编制标准》(CECS99—98)、《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72—2004)、《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)等技术规范,认真组织开展岩溶地层的钻探工作。考虑该地区的实际情况,在钻探过程中,采用无泵回转钻进和正循环回转钻进的方法施工,从最终的效果来看,钻探技术不仅实现了对90%的岩芯采取,还实现了对岩溶施工区域地质情况的全面掌握,为后续开发、施工活动的开展奠定了坚实基础。
3.2砂卵石层钻探技术应用方案
对于砂卵石层,在勘察钻探过程中,如果砂卵石的厚度较小,工作人员可以直接使用泥浆护壁回转钻探技术方案进行勘察钻探,以此获取岩溶地区的基本地质情况。但是当砂卵石厚度较大的情况时,应使用多层套管护壁技术,借助多层套管护壁技术的技术优势,在不产生过多扰动的情况下,快速开展钻探工作,确保在较短的时间内,准确掌握砂卵石层的有关数据,帮助工作人员更好地评估岩溶地区的地质情况。考虑到砂卵石含水量较大、密实度较低的情况,在实际钻探过程中,工作人员应做好相关防范举措,避免塌落情况的出现。
3.3软土层钻探
在对岩溶地区岩土工程进行勘察钻探时,无论是使用什么方法进行钻探,其进尺的速度都应较快,如果在遇到土洞的时候,难免会遇到掉钻情况,这也意味着,在不施压或者转动的情况下,只需要自己的力量就能够下落。通常情况下,淤泥并没有上面塑造性可言,质量也比较软,当施工在提钻后,孔洞可能会出现缩径现象,这种现象是正常的。而在这时候,二次下钻的深度不应比第一次多,如果孔洞里面的填充物较少,那么,孔洞中的空间相对而言就要大一些,在进行二次下钻的时候,则会使得孔位发生偏差,如果孔洞已经被填充物占满了,那么,钻探到这个位置时就会有很多水流出来,会导致孔洞塌陷,还会改变地下水的水位。因此,在对软土层进行钻探的时候,施工人员就需将钻具更换成为肋骨钻头,从而扩大直径,而为了出现塌陷现象,就需使用管套保护孔壁。
3.4岩溶地区的勘察流程
首先通过调查路基和附近地区地形地貌特征、水文信息、岩层特征、岩溶发育规律和发育特征,从宏观上对高速公路岩溶路基塌陷地质的分布和地质情况进行初步评价,指导随后展开的钻探和物探工作布置任务。对于接下来开展的钻探和物探工作,因为工作的目的是为了揭露地表以下地质体的地质特征,查明路基下部的岩溶发育规律,所以地质钻探点应该尽可能随机,并且加快勘察效率来降低对交通的影响,在得到勘察数据结果之后,应该结合物探成果找出异常区域,并对异常区域进行多次针对性钻探,最好利用多种勘察方法进行相互验证,最后得到最严谨准确的地质数据。
结束语
总而言之,为了能够在岩溶发育地区把勘察工作取得满意效果,可为施工设计提供准确的数据。(1)如果在岩溶发育的复杂区,根据现有工程勘察规范布设钻孔很难将不良地质勘察清楚,一味依靠加密钻孔来提高勘察精度的做法则会增加勘察成本、延长工期。建议通过采用合理的物探方法补充两孔之间钻探盲区的探测结果。根据物探的探测结果再针对性地布设钻孔验证,既可减少钻探工程量,也可以保证地质勘察精度,大大降低勘察成本。(2)如果岩溶地区进行可研性勘察时或勘察经费受限时,可根据现场环境条件和勘察目的按照表1来选择合理的物探手段先进行普查,然后根据普查结果再有针对性地布置钻孔来相互验证,既可保证质量,也可满足勘察要求。(3)如果岩溶地区进行施工勘察时,应采用钻孔结合物探方法,比如“一桩一孔一管波”的方案来替代“一桩多孔”的方案,既可以节约勘察成本,又可以缩短勘察工期。
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