文档介绍：2020-02-01
水文地质及工程地质钻探
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第四章工程地质钻探施工技术
工程钻探:
工程地质钻探
工程施工钻井（孔）的方法
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工程钻探根据钻探的目的可分为：
（工程地质勘察钻探）
主要位工程地质勘探服务和用于工程基础
勘查的钻探工作。

作为某种工程施工手段的钻探工作成为工
程施工钻探，这种技术目前应用的范围日益扩
大。
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第一节工程地质钻探
一、工程地质钻探的目的、分类和特点：
（一）工程地质钻探的目的
，鉴定和描述岩土的性质和成分；
，不利地质现象的分布界限及形态等；
，进行分析实验，搞清岩石的物理、力学性质；
，水位测量，采取水样，分析地下水的物理化学性质。
。
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（二）工程地质钻探的分类
：为工程测绘而钻的浅孔，在孔中采取原状样品公室内实验适用，以查清建筑物基础的工程地质特征；
：在勘察阶段中，了解建筑物基础的详细地质资料，决定施工方法：
：是为编制岩性和水文地质剖面进行工程地质分层；
：是为在孔内进行原位测试水文地质试验而钻的孔。
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(三)工程地质钻探的特点
，一般50米以内；
；
，时间较长，完成后必须止水，以防止地下水的侵入；
，勘察对象分散。
二、工程地质钻进方法和工具
（一）人力钻探、岩芯钻探、人力冲击钻探、人力回转钻探、小径机械回转钻进及小径冲击回转钻进。
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图4-1 洛阳铲
（1）-弧形铲（2）、（3）-圆形铲（4）-掌形铲
（5）-软湿黏土铲（6）-稀泥铲（7）-稀泥铲
（8）-水位以下的稀泥铲（9）-砂土和淤泥稀泥铲（10）-风化的岩石铲
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（二）机械振动钻进

砂、亚砂、亚粘土、粘土地层；孔浅时，钻进效率较高，孔深和岩石较硬时，钻进效率低。

振动器带动钻杆和钻头产生周期振动，使周围岩层和土层也产生振动。由于振动频率较高，岩土层抗剪强度降低，在钻具和振动器自重及振动力的联合作用下，使钻头切入岩土层，从而实现钻进。（见图4－1）
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图4-2 双轮双轴振动器作用原理示意图
1—齿轮 2—轴 3—偏心轮
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（1）共振理论
振动沉管是将振动打桩锤和沉管刚性连接，形成一个振动体系。当启动振动锤，锤内两组对称的偏心块通过齿轮控制做相反方向但同步的旋转运动，转动时产生的惯性离心力水平分力相互抵消，垂直分力大小相等方向相同，相互叠加，从而产生忽上忽下周期性的激振力，使沉管上下振动。当沉管的振动频率与地基土的自振频率一致时，土体发生共振，土中的结合水释放出来成为自由水，颗粒间粘结力急剧下降，呈现液化状态，土体对沉管表面的摩阻力，对沉管的端阻力均大为降低，沉管在自重和附加荷载作用下沉入到预定深度。
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（2）振动冲击理论
这种理论认为，地基土的性质是多样的，所以其自振频率也各不相同。因此，振动锤的强迫振动频率不易与地基土颗粒的自振频率接近，甚至相差很远。因此，桩管下沉不单是靠自重破坏桩前端的土层，而是由于桩管在振动时有很高的振动速度，使桩管上产生很大的冲击力且作用于桩尖上，致使桩尖破土下沉。振动冲击锤就是根据此理论设计的。
图4-3 振动冲击结构示意图
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