工程地质钻探和工程施工钻探.ppt

第四章工程地质钻探和工程施工钻探
工程钻探:
工程地质钻探
工程施工钻井(孔)的方法
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水文地质及工程地质钻探
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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水文地质及工程地质钻探
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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水文地质及工程地质钻探
(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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水文地质及工程地质钻探
(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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水文地质及工程地质钻探
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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水文地质及工程地质钻探
(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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水文地质及工程地质钻探
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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水文地质及工程地质钻探
(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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水文地质及工程地质钻探
(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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