工程地質(zhì)鉆探的概念

工程地質(zhì)鉆探是獲取地表下準(zhǔn)確的地質(zhì)資料的重要的方法，而且通過鉆探的鉆孔采取原狀巖土樣和做現(xiàn)場力學(xué)試驗(yàn)也是工程地質(zhì)鉆探的任務(wù)之一。

鉆探是指在地表下用鉆頭鉆入地層的勘探方法。在地層內(nèi)鉆成直徑較小并具有相當(dāng)深度的圓通形孔眼的孔稱為鉆孔。通常將直徑大于等于800mm以上的鉆孔稱為大直徑鉆井。

鉆孔的要素如圖所示。鉆孔上部口徑較大，下部口徑較小，成階梯狀。鉆孔的上部為孔口，底部為孔底；四周側(cè)壁為孔壁。鉆孔斷面的直徑為孔經(jīng)；由大孔經(jīng)改為小孔經(jīng)稱換經(jīng)。從孔口到孔底的距離為孔深。

工程地質(zhì)鉆探的主要任務(wù)之一是在巖土層中采取巖芯或原狀土試樣。在采取試樣過程中應(yīng)該保持試樣的天然結(jié)構(gòu)，如果試樣的天然結(jié)構(gòu)已受到破壞，則此試樣已受到擾動，這種試樣稱為“擾動樣”，在工程地質(zhì)勘察中是不容許的。除非有明確說明另有所用，否則次擾動試樣作廢。

由于土工試驗(yàn)所得出的土性指標(biāo)要保證可靠，因此工程地質(zhì)勘察中所取得的試樣必須是保留天然結(jié)構(gòu)的原狀試樣。原狀試樣有巖芯試樣和土試樣。巖芯試樣由于其堅硬性，其天然結(jié)構(gòu)難于破壞，而土試樣則不同，它很不容易被擾動。因此，采取原狀土試樣是工程地質(zhì)勘察中的一項(xiàng)重要技術(shù)。

但是在實(shí)際工程地質(zhì)勘察的鉆探過程中，要取得完全不擾動試樣是不可能的。

造成土試樣擾動有三個原因：

一是外界條件引起的土試樣的擾動，如鉆進(jìn)工藝、鉆具選用、鉆壓、鉆速、取土方法選擇等。若在選用上不夠合理時，都能造成其土質(zhì)的天然結(jié)構(gòu)被破壞。

二是采樣過程造成的土體中應(yīng)力條件發(fā)生了改變，引起圖樣內(nèi)的質(zhì)點(diǎn)間的相對位置位移和組織結(jié)構(gòu)的變化，甚至出現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)間的原由粘聚力的破壞。

三是采取土樣時，需用取土器采取。但不論采用何種取土器，它都有一定的壁厚、長度和面積。當(dāng)切如土層時，會使土樣產(chǎn)生一定的壓縮變形。壁愈厚所排開土體愈多，其變形量愈大，這就造成土樣更大的擾動。

從上述可見，所謂原狀土試樣實(shí)際上都不可避免地遭到了不同程度的擾動。為此，在采取土試樣過程中，應(yīng)力求減小對試樣的擾動，要盡力排除各種可能增大擾動量的因素。

現(xiàn)場檢測與監(jiān)測

用專門的觀測儀器對建筑區(qū)工程地質(zhì)條件各要素或?qū)こ探ㄖ顒佑兄匾绊懙淖匀?物理)地質(zhì)作用和某些重要的工程地質(zhì)作用隨時間的發(fā)展變化，進(jìn)行長時期的重復(fù)測量的工作。觀測的主要內(nèi)容有：巖、土體位移范圍、速度、方向；巖、土體內(nèi)地下水位變化；巖體內(nèi)破壞面上的壓力；爆破引起的質(zhì)點(diǎn)速度；峰值質(zhì)點(diǎn)加速度；人工加固系統(tǒng)的載荷變化等。此項(xiàng)工作主要是在論證建筑物的施工設(shè)計的詳細(xì)勘察階段進(jìn)行，工程地質(zhì)作用的觀測則往往在施工和建筑物使用期間進(jìn)行。長期觀測取得的資料經(jīng)整理分析，可直接用于工程地質(zhì)評價，檢驗(yàn)工程地質(zhì)預(yù)測的準(zhǔn)確性，對不良地質(zhì)作用及時采取防治措施，確保工程。