2023/1/71第四章工程地質鉆探施工技術工程鉆探:工程地質鉆探工程施工鉆井（孔）的方法2023/1/72工程鉆探根據(jù)鉆探的目的可分為：1.工程地質鉆探（工程地質勘察鉆探）主要位工程地質勘探服務和用于工程基礎勘查的鉆探工作。2.工程施工鉆探作為某種工程施工手段的鉆探工作成為工程施工鉆探，這種技術目前應用的范圍日益擴大。2023/1/73第一節(jié) 工程地質鉆探一、工程地質鉆探的目的、分類和特點：（一）工程地質鉆探的目的1.揭露并劃分地層，鑒定和描述巖土的性質和成分；2.查明地質構造，不利地質現(xiàn)象的分布界限及形態(tài)等；3.對孔內采取的巖石樣品，進行分析實驗，搞清巖石的物理、力學性質；4.查明地下水的類型，水位測量，采取水樣，分析地下水的物理化學性質。5.在鉆孔內進行原位測試。2023/1/74（二）工程地質鉆探的分類1.測繪孔：為工程測繪而鉆的淺孔，在孔中采取原狀樣品公室內實驗適用，以查清建筑物基礎的工程地質特征；2.勘探孔：在勘察階段中，了解建筑物基礎的詳細地質資料，決定施工方法：3.控制孔：是為編制巖性和水文地質剖面進行工程地質分層；4.實驗孔：是為在孔內進行原位測試水文地質試驗而鉆的孔。2023/1/75(三)工程地質鉆探的特點1.孔淺，一般50米以內；2.取未擾動和原狀土樣；3.孔內進行多種多樣試驗，時間較長，完成后必須止水，以防止地下水的侵入；4.鉆進條件變化大，勘察對象分散。二、工程地質鉆進方法和工具（一）人力鉆探、巖芯鉆探、人力沖擊鉆探、人力回轉鉆探、小徑機械回轉鉆進及小徑?jīng)_擊回轉鉆進。2023/1/76圖4-1洛陽鏟（1）-弧形鏟（2）、（3）-圓形鏟（4）-掌形鏟（5）-軟濕黏土鏟（6）-稀泥鏟（7）-稀泥鏟（8）-水位以下的稀泥鏟（9）-砂土和淤泥稀泥鏟（10）-風化的巖石鏟2023/1/77（二）機械振動鉆進1.振動鉆進應用范圍砂、亞砂、亞粘土、粘土地層；孔淺時，鉆進效率較高，孔深和巖石較硬時，鉆進效率低。2.機械振動原理振動器帶動鉆桿和鉆頭產(chǎn)生周期振動，使周圍巖層和土層也產(chǎn)生振動。由于振動頻率較高，巖土層抗剪強度降低，在鉆具和振動器自重及振動力的聯(lián)合作用下，使鉆頭切入巖土層，從而實現(xiàn)鉆進。（見圖4－1）2023/1/78圖4-2雙輪雙軸振動器作用原理示意圖1—齒輪2—軸3—偏心輪2023/1/79（1）共振理論振動沉管是將振動打樁錘和沉管剛性連接，形成一個振動體系。當啟動振動錘，錘內兩組對稱的偏心塊通過齒輪控制做相反方向但同步的旋轉運動，轉動時產(chǎn)生的慣性離心力水平分力相互抵消，垂直分力大小相等方向相同，相互疊加，從而產(chǎn)生忽上忽下周期性的激振力，使沉管上下振動。當沉管的振動頻率與地基土的自振頻率一致時，土體發(fā)生共振，土中的結合水釋放出來成為自由水，顆粒間粘結力急劇下降，呈現(xiàn)液化狀態(tài)，土體對沉管表面的摩阻力，對沉管的端阻力均大為降低，沉管在自重和附加荷載作用下沉入到預定深度。2022/12/2910（2）振動沖擊擊理論這種理論認認為，地基基土的性質質是多樣的的，所以其其自振頻率率也各不相相同。因此此，振動錘錘的強迫振振動頻率不不易與地基基土顆粒的的自振頻率率接近，甚甚至相差很很遠。因此此，樁管下下沉不單是是靠自重破破壞樁前端端的土層，，而是由于于樁管在振振動時有很很高的振動動速度，使使樁管上產(chǎn)產(chǎn)生很大的的沖擊力且且作用于樁樁尖上，致致使樁尖破破土下沉。。振動沖擊擊錘就是根根據(jù)此理論論設計的。。圖4-3振動沖擊結結構示意圖圖1.振動器外殼殼；2.偏心塊；3.錘頭；4.連接彈簧；；5.振擊板；6.沉管2022/12/2911圖4-41-碎巖工具具；2-鉆桿；3-頂帽；4-振動器；；5-吊繩；6-滑車；7-提升鋼繩繩；8-絞車2022/12/29123.振動鉆進進可用兩兩種方式式實現(xiàn)(1)振動器在在孔上的的上位沖沖錘（地地表沖擊擊筒）；；（2）振動器器在孔下下的下位位沖錘（（潛孔沖沖擊筒））兩種方法法比較起起來，下下位沖錘錘方式可可以提高高機械鉆鉆速，擴擴大振動動鉆的應應用范圍圍，使振振動鉆進進的孔深深可達25～30米及鉆進進4～5級的巖石石。2022/12/29134.用于地質勘勘探工作的的振動器應應滿足下列列要求：（1）有足夠的的振動力以以產(chǎn)生大的的振幅，但但不應超過過設備和鉆鉆具的允許許值；（2）振動器自自重應盡可可能小些，，自重大將將使無益功功增加和使使鉆桿上部部變形；（3）振動器所所有零件在在工作時要要牢固可靠靠，（4）振動器振振動頻率不不低于100次/min，一般為1200～1500次/min；振動頻率率小，則效效率低；（5）振動器工工作時，要要求最大振振動力應比比鉆具或其其它下沉的的重量大20～30％，振動器器振動可調調，最大振振動力正比比于偏心輪輪的重量、、偏心距、、轉數(shù)的平平方。改變變這三個參參數(shù)的大小小就能調節(jié)節(jié)振動力大大小。2022/12/29145.振動鉆鉆頭頭帶有切口的的空心鉆（（Φ73～168mm）切口有一一、二、三三個，切口口多，強度度和剛度低低，鉆頭鉆鉆進時容易易扭曲或劈劈開，管體體內帶有半半含式容納納管。圖4-5振動沉管示示意圖2022/12/2915振動鉆頭2022/12/2916有二個或三個個縱切口的振振動鉆頭2022/12/2917（三）螺旋鉆鉆進方法1.概念：螺旋鉆鉆進方法是干干式鉆進，利利用螺旋鉆頭頭，不斷地回回轉將巖粉輸輸送到地面或或用螺旋鉆桿桿本身將巖屑屑提到地表地地一種鉆進方方法。孔徑多多為120～200mm；孔深為25～50m最深不超過100m。它適用于1～4級軟巖層。2.螺旋鉆具螺旋鉆頭和螺螺旋鉆桿。（1）螺旋鉆頭由由鉆頭體、翼翼片、螺旋帶帶和連接部分分組成。翼片片上鑲有階梯梯狀布置得硬硬質合金切削削具，在外徑徑上也鑲有合合金片，以保保持孔徑。鉆鉆頭體上焊有有一段螺旋帶帶，以與鉆桿桿螺旋帶連接接。2022/12/2918便于輸輸送巖巖粉屑屑。鉆鉆頭直直徑應應比鉆鉆桿直直徑大大10～20mm，以減減小鉆鉆桿柱柱與孔孔壁的的摩擦擦力。。鉆頭頭有二二翼、、三翼翼、四四翼狀狀，也也可用用牙輪輪鉆頭頭。圖4-6螺旋鉆鉆頭1-鉆頭體體；2-螺旋帶帶；3-翼片；；4-硬質合合金切切削具具；5-銷子；；6-定位器器2022/12/2919（2）螺旋鉆鉆桿由芯芯管、螺螺旋帶和和連接部部分組成成。芯管管為無縫縫鋼管，，外面焊焊有鋼制制螺旋帶帶。鉆桿桿一端有有方形套套，另一一端有方方形桿，，兩根鉆鉆桿插接接，插銷銷釘固定定。鉆桿桿螺旋帶帶與芯管管的交線線稱為內內螺旋線線，螺旋旋線的外外緣稱為為外螺螺旋鉆桿桿1-心管；2-螺旋帶；；3-六角形套套；4-六角形桿桿2022/12/2920螺旋葉片坯料料及加工圖螺旋線展開圖圖2022/12/29212022/12/29223.長螺旋鉆進進螺旋線參數(shù)數(shù)2022/12/2923螺旋旋鉆鉆排排2022/12/29244.螺旋旋鉆鉆進進的的優(yōu)點：（1）在軟巖層中鉆進，鉆進效率高。（2）不用循環(huán)沖洗液，減少鉆進輔助工作，適于缺水，無水地區(qū)和漏失層中鉆進。（3）螺旋鉆桿回轉時，向孔壁擠壓巖粉，可在孔壁上形成一層較致密的泥皮，有加固孔壁的作用。（4）鉆進中連續(xù)排粉，因而節(jié)省了升降工序的時間。（5）定時取樣，基本上能滿足地質要求。缺點：（1）只能鉆進軟地層。（2）在粘結性粘土層中鉆進阻力大，因而鉆進有困難。（3）鉆進所需功率大，孔深因而受到限制。2022/12/2925三、工工程地地質鉆鉆探設設備由于工工程地地質勘勘察規(guī)規(guī)模日日益增增大，，地下下建筑筑工程程日益益增多多，以以往用用巖芯芯鉆機機代替替已滿滿足不不了實實際工工作的的需要要，現(xiàn)現(xiàn)已發(fā)發(fā)展的的不同同類型型的專專用鉆鉆機。。下面面介紹紹幾種種：SH30－2型：孔孔深30GJD－2型：孔深50m，開孔直徑Φ150mm，終孔直徑Φ110mm，柴油機或電動機，回轉沖擊振動靜壓，取土樣或巖芯，適用于第四紀地層。2022/12/2926第二節(jié)采采取砂砂土樣品樣品采取的的目的：獲得準確的的工程地質質資料，樣樣品根據(jù)在在采集過程程中受擾動動的程度可可以分為原原狀樣品和和擾動樣品品。1.原狀土樣－－是指天然然成分和結結構未被破破壞的樣品品用原狀土土樣,可以測定土土層在自然然狀態(tài)下的的各種物理理力學指標標，對巖土土層作出正正確的評價價，從而為為各類工程程建筑提供供可靠的設設計依據(jù)。。采取原狀狀樣品所用用的工具是是取土器。。2.擾動樣品－－是指天然然成分和結結構受到破破壞的樣品品。擾動樣品是是在鉆進過過程中采集集被排至孔孔外的土屑屑作為樣品品。可以采采用螺旋鉆鉆進、振動動鉆進、反反循環(huán)鉆進進以及其他他鉆進方法法。2022/12/2927一、取土器器的設計要要求和技術術參數(shù)（一）、取取土器的設設計要求1.取土器進進入土層層要順利利，提取取時不掉掉土，所所取天然然土樣符符合天然然狀態(tài)下下的原狀狀態(tài)下的的原始結結構。2.結構簡單單，便于于加工和和操作。。3.要考慮土土樣頂端端所所受受的壓力力，包括括鉆孔中中的水拄拄壓力、、大氣壓壓及土樣樣與取土土筒內的的阻力所所產(chǎn)生的的壓密。。4.要考慮土土樣下端端所受的的吸力，，包括真真空吸力力、土樣樣本身的的內聚力力和土樣樣自重。。5.要考慮取取土器進進入土層層的方法法、進入入土層的的深度和和取土器器的技術術參數(shù)等等。2022/12/29281.直徑取土器直徑的的大小，關系系到土樣質量量。按《工業(yè)與民用建建筑工程地質質勘察規(guī)范》規(guī)定：取土器器的內徑不宜宜小于89毫米。設計取取土器直徑應應考慮下列因因素：①取土方法：：取土時土樣樣與取土筒內內壁產(chǎn)生摩擦擦而造成土樣樣邊緣擾動，，此擾動帶的的寬度與取土土方法、土層層性質等有關關。根據(jù)已有有資隊當取土土器技術參數(shù)數(shù)選擇適當，，采用壓入或或重錘少擊法法取土比擾動動帶的寬度一一般在10毫米左右。（二）取土器器的技術參數(shù)數(shù)②土層性質；；對于易擾動動的軟土，取取土器直徑不不應小于100毫米；濕陷性性黃土不應小小于120毫米，砂土可可采用直徑較較小的取土器器，以免提取取時脫落土樣樣。③環(huán)刀直徑目目前土工試驗驗所用的環(huán)刀刀直徑，其其規(guī)格有有多種，土樣樣直徑除去擾擾動帶寬度后后，尚應稍大大于環(huán)刀直徑徑。圖4-8取土器直徑2022/12/29292.內間距距比取土管管內徑徑(Ds)和管靴靴刃口口內徑徑（De)之差與與刃口口內徑徑之比比稱內內間距距比Ci％)。3.外間距距比取土器器管靴靴外徑徑(Dw)和取土土管外外徑(Dt)之差與與取土土管外外徑之之比稱稱外間間距比比(c。％)。2022/12/29304.面積積比比取土土器器最最大大斷斷面面積積和和原原狀狀土土樣樣斷斷面面積積之之差差與與原原狀狀土土樣樣斷斷面面積積之之比比稱稱面面積積比比(Ar％)。土層類別取土方法取土管內徑內間距比(％)外間距比(％)濕陷性黃土振動1401.0～1.52.0～3.0壓入或擊入120一般粘性土90～1001.0～1.51.0軟土1000.5～1.0＜1.0較硬粘性土90～100＜1.51.0～2.0砂9000砂質粘土900.5～1.004-1表取取土土器器參參數(shù)數(shù)2022/12/2931管靴刃口口形式圖圖1—單傾斜刃刃口;2—雙傾斜刃刃口管鞋刃口口漸縮束束節(jié)形式式圖1—管鞋;2—取土器5.管靴刃口口的形式式及角度度管靴刃口口的形式式概括起起來有兩兩種；即即單傾斜斜刀口和和雙傾斜斜刀口。。我國采采用較多多的是單單傾斜刃刃口。單單傾斜刃刃口的角角度一般般為10度左右。。2022/12/29326.取土管形形式及長長度目前常采采用的取取土管形形式有三三種：圓圓筒式、、半合焊焊接式及及可分半半合式。。使用最最普遍是是可分半半合式取取土管。。取土管管長度應應考慮取取土器直直徑、試試驗時對對土樣長長度的要要求及土土的種類類。7.土樣頂、、底部壓壓力控制制為了使土土樣能進進入取土土器和防防止提出出取土器器時由于于靜水壓壓力而使使土樣脫脫落，取取土器上上部應裝裝有活門門，以控控制頂部部壓力。。提起取土土器時，，下部形形成真空空，影響響所及，，土樣易易于脫落落；為防防止脫落落，應設設置防脫脫落機構構。2022/12/2933取土器技技術參數(shù)數(shù)面積比(%)取土管壁厚(mm)長度(mm)有效長度土樣長度余土管長管靴長度12<30<649024020050<203～4640240300100<30<6350200100508～101.5～2.0300～35020050～10050350200100502022/12/2934限制球閥取土土器1-接頭頭;2-調節(jié)節(jié)墊墊片片;3-調節(jié)節(jié)螺螺絲絲;4-彈簧簧;5-球;6-異徑徑接接頭頭;7-余土土管管;8-取土土襯襯筒筒;9-取土土管管;10-管靴靴二、、取取土土器器1.限制制球球閥閥式式取取土土器器2022/12/2935上提活閥閥式取土土器1-接頭；2-連接帽；；3-操作桿；；4-橡皮墊活活閥；5-余土管；；6-取土襯筒筒；7-取土管；；8-管靴2.上提活閥閥式取土土器2022/12/2936取土器器上部部封閉閉裝置置圖2022/12/2937水壓活塞式式取土器（a）取土器下下入孔底時時的狀態(tài)；；（b）開始壓土土時的狀態(tài)態(tài)；（c）壓土后的的狀態(tài)3.活塞式取土土器2022/12/2938固定活塞式式取土器2022/12/29394.回轉式取取土器2022/12/29405.砂礫石層、砂砂層和淤泥層層取樣彈簧封閉式取取土器1-管靴2-鉚釘3-彈簧片4-外管5-取土筒6-取樣筒接頭7-球閥8-鉆桿接頭9-外管接頭10-卡銷2022/12/2941砂礫層層取樣樣器1-管靴2-抓撈切切齒3-外管4-取樣筒筒5-外管接接頭6-取樣筒筒上蓋蓋7-出水球球閥8-防砂氈氈墊9-絲杠10-絲杠保保護帽帽11-防砂塞塞線2022/12/2942（三））取土土方法法1.壓入法法通常采采用滑滑輪組組合壓壓入法法，如如圖所所示。。壓入入法可可分為為連續(xù)續(xù)壓入入法斷斷續(xù)壓壓入法法兩種種。連連續(xù)壓壓入法法就是是用滑滑輪組組合裝裝置，，將取取土器器一次次快速速的壓壓入地地層中中，適適用于于較軟軟地層層中的的取樣樣；斷斷續(xù)壓壓入法法就是是滑輪輪組合合裝置置分為為二次次或者者多次次壓入入地層層中。。擊入入法可可分為為孔外外擊入入法和和孔內內擊入入法。。2.擊入法法一般適適用于于較硬硬與堅堅硬土土層中中的取取樣，，即當當用連連續(xù)壓壓入法法或斷斷續(xù)壓壓入法法無法法采用用原狀狀土樣樣時采采用。。3.回轉壓壓入法法2022/12/2943連續(xù)續(xù)壓壓入入取取土土器器示示意意圖圖2022/12/29441-吊錘；2-打箍；3-鉆桿；4-取土器上擊式取土器器示意圖2022/12/2945下?lián)羰饺⊥疗髌魇疽鈭D1-鉆桿；2-滑桿；3-串心重桿；4-打箍；5-取土器；6-鋼繩；7-重錘；8-導正套2022/12/2946適用與機械械回轉鉆進進的壓入式式取土器，，系采取堅堅硬土層或或極軟巖層層中的土樣樣或巖石時時用，一般般當不用上上述方法取取土時，才才采用回轉轉壓入法。。若須在硬硬質巖層中中采取原狀狀樣品時，，可在巖芯芯鉆探的巖巖芯中直接接選取原狀狀樣品。（四）影響響原狀土樣樣采取質量量的因素1.鉆探方法2.鉆孔內殘土土3.鉆孔結構和和垂直度4.操作方法5.土樣的封狀狀保存及運運輸2022/12/2947第三三節(jié)節(jié)觸觸探探觸探探分分動動力力觸觸探探和和靜靜力力觸觸探探兩兩類類。。（一一））動動力力觸觸探探動力力觸觸探探是是利利用用一一定定的的落落錘錘能能量量，，將將一一定定尺尺寸寸、、一一定定形形狀狀的的探探頭頭打打入入土土中中，，根根據(jù)據(jù)打打入入的的難難易易程程度度（（可可用用貫貫入入度度、、捶捶擊擊數(shù)數(shù)或或探探頭頭單單位位面面積積動動貫貫入入阻阻力力來來表表示示））判判定定土土層層性性質質的的一一種種原原位位測測試試技技術術。。如如將將探探頭頭換換為為標標準準貫貫入入實實驗驗，，則則稱稱為為標標準準貫貫入入實實驗驗。。1．動動力力觸觸探探的的作作用用以以及及應應用用范范圍圍（1）劃劃分分不不同同性性質質的的土土層層：：當當土土層層的的力力學學性性質質有有顯顯著著差差異異，，而而在在觸觸探探指指標標上上有有明明顯顯反反映映時時，，可可利利用用動動力力觸觸探探進進行行分分層層和和定定性性地地評評價價土土的的均均勻勻性性，，檢檢查查填填土土質質量量，，探探查查滑滑動動帶帶、、土土洞洞和和確確定定基基巖巖面面或或碎碎石石土土層層的的埋埋藏藏深深度度等等。。（2）確確定定土土的的物物理理力力學學性性質質；；確確定定砂砂土土的的密密實實度度和和粘粘性性土土的的狀狀態(tài)態(tài)，，評評定定地地基基土土和和樁樁基基承承栽栽力力，，估估算算土土的的強強度度和和變變形形參參數(shù)數(shù)等等。。2022/12/2948圓錐形探頭2022/12/29492、動力力觸探探的影影響因因素影響動動力觸觸探的的因素素主要要有（1）人為為因素素落錘的的高度度控制制和錘錘擊方方法；；讀數(shù)數(shù)量刺刺方法法和精精度；；觸探探孔的的垂直直程度度；在在鉆孔孔中進進行觸觸探時時鉆孔孔的鉆鉆進方方法和和護壁壁、清清孔情情況。。（2）設備備因素素穿心錘錘的形形狀和和質量量；探探頭的的形狀狀和大大小；；觸探探桿的的截面面尺寸寸、長長度和和質量量；導導向錘錘座的的構造造及尺尺寸；；所用用材料料的材材型及及性能能。（3）其他他影響響因素素等3．應用用（1）評價價砂土土密度度（2）確定定地基基土承承裁力力（3）確定定變形形模量量2022/12/2950（二）標標準貫入入實驗標準貫入入實驗實實際上仍仍屬于動動力觸探探類型。。所不同同的是，，其探頭頭不是圓圓錐形的的，而是是圓筒形形探頭，，稱為標標準器。。標準貫入入器1—貫入器靴靴；2—由兩個半半圓形管管組合成成的貫入入器身；；3—出水孔；；4—貫入器頭頭；5—觸探應用:（1）確定砂砂土的密密實度（（2）確定粘粘性土狀狀態(tài)和無無限抗壓壓強度（（3）確定粘粘性土、、砂土的的抗剪強強度和變變形參數(shù)數(shù)（4）評價飽飽和砂土土、粉土土的地震震液化。。2022/12/2951(二)試驗要點點1．與鉆探探配合進進行，先先鉆進到到需要進進行試驗驗的土層層標高以以上約15厘米，潔潔孔后換換用標準準貫入器器，并量量得深度度尺寸。。2．將貫入入器打入入試驗土土層中，，先打入入15厘米不計計擊數(shù)，，繼續(xù)貫貫入土中中30厘米記錄錄錘擊數(shù)數(shù)。若砂砂層比較較密實，，貫入擊擊數(shù)較大大時，也也可記錄錄小于30厘米的錘錘擊數(shù)，，這時需需按下式式換算成成貫入30厘米的錘錘擊數(shù)N。式中n——所選取的的任意貫貫入量的的錘擊數(shù)數(shù)；ΔS——對應錘擊擊數(shù)n擊的貫人人量，厘厘米。3．拔出貫貫入器，，取出貫貫入器中中的土樣樣進行鑒鑒別描述述。4．若需進進行下一一深度的的貫人試試驗時，，則繼續(xù)續(xù)鉆進重重復上述述操作步步驟。一一般可每每隔l米進行一一次試驗驗。5．在不能能保持孔孔壁穩(wěn)定定的鉆孔孔中進行行試驗時時，可用用泥漿或或套管護護壁。2022/12/2952（三）靜力力觸探靜力觸探是是利用壓力力裝置將探探頭壓入實實驗土層，，用電阻應應變儀器測測出土的貫貫入阻力，，并將該貫貫入阻力與與野外何載載測得的地地基土允許許承載力和和變形模量量建立相互互關系式，，從而確定定地基土允允許承載力力和變形模模量的數(shù)據(jù)據(jù)。通過電電子量測儀儀器將探頭頭受到的貫貫入阻力記記錄下來。。由靜力觸觸探的貫人人設備于貫貫入阻力的的大小與土土層的性質質有關，因因此通過貫貫入阻力的的變化情況況，可以達達到了解土土層的工程程性質的目目的。1.靜力力觸觸探探的的貫貫入入設設備備（1）加加壓壓裝裝置置。。其其作作用用是是將將探探頭頭壓壓入入土土層層中中，，（2）反反力力裝裝置置。。利利用用地地錨錨作作反反力力；；利利用用重重物物作作反反力力；；利利用用車車輛輛自自重重作作反反力力。。2022/12/2953靜力力靜力力觸觸探探儀儀2022/12/2954（3）探頭工作原理：將將探頭壓入上上中時，通過過探頭內的阻阻力傳感器(以下簡稱傳感感器)，將土層的阻阻力轉換為電電訊號，然后后由儀表測量量出來。靜力力觸探就是通通過探頭傳感感器實現(xiàn)一系系列星的轉換換．土的強度度——土的阻力——傳感器的應變變——電阻的變化——電壓的輸出，，最后由電子子儀器放大和和記錄下來，，達到測定土土強度和其它它指標的目的的。（1）單橋探頭。。由帶外套簡簡的推頭、彈彈性元件(傳感器)、頂柱和電阻阻應變片組成成（2）雙橋探頭：：單橋探頭雖雖帶有側壁摩摩擦套簡，但但不能分別測測出錐頭阻力力和側壁摩擦擦力。雙橋探探頭除探頭有有傳感器外，，還有側壁摩摩擦傳感器及及摩擦套簡。。（3）孔壓靜力觸觸探探頭。增增加了一個內內透水陶粒做做成的透水濾濾器和一個孔孔壓傳感器。。2022/12/29552.量測記錄儀器器目前我國常用用的靜力觸探探測量儀器有有兩種類型，，—種為電阻應變變儀、另一種種為自動記錄錄儀。（1）電阻應變儀儀電阻應變儀內內穩(wěn)壓電源、、振蕩器、測測量電橋、放放大器、相敏敏檢波器和平平衡指示器等等組成。應變變儀是通過電電橋平衡原理理進行測量的的。圖2-15單橋探頭結構構1—頂柱；2—電阻應變片；；3—傳感器；4—密封墊圈套；5—四芯電纜；6—外套筒桿2022/12/2956（2）自自動動記記錄錄儀儀靜力力觸觸探探自自動動記記錄錄儀儀，，是是由由通通用用的的電電于于電電位位差差計計改改裝裝而而成成，，它它能能隨隨深深度度自自動動記記錄錄土土層層貫貫入入阻阻力力的的變變化化情情況況，，并并以以曲曲線線的的方方式式自自動動繪繪在在記記錄錄紙紙上上，，從從而而提提高高丁丁野野外外工工作作的的效效率率和和量量。。自自動動記記錄錄儀儀主主要要由由穩(wěn)穩(wěn)壓壓電電源源、、電電橋橋、、濾濾波波器器、、放放大大器器、、滑滑線線電電阻阻和和可可逆逆電電機機組組成成。。由由探探頭頭輸輸出出的的信信號號，，經(jīng)經(jīng)過過濾濾波波器器以以后后，，到到達達測測量量電電橋橋，，產(chǎn)產(chǎn)生生出出一一個個不不干干衡衡電電壓壓，，經(jīng)經(jīng)放放大大器器放放大大后后，，推推動動可可逆逆電電機機轉轉動動，，與與可可逆逆電電機機相相連連的的指指示示機機構構，，就就沿沿著著有有分分度度的的標標尺尺滑滑行行，，標標尺尺是是按按訊訊號號大大小小比比例例刻刻制制的的，，因因而而指指示示機機構構所所指指示示的的位位置置為為被被測測訊訊號號的的數(shù)數(shù)值值。。4．成成果果的的應應用用（1）根根據(jù)據(jù)阻力力進進行行土土層層分分類類（2）確確定地地基基土土的的承承載載力力2022/12/2957目前為了了利用靜靜力觸探探確定地地基土的的承載力力，國內內外都是是根據(jù)對對比試驗驗結果提提出經(jīng)驗驗公式，，以解決決生產(chǎn)上上的應用用問題。。建立經(jīng)經(jīng)驗公式式的途徑徑主要是是將靜力力觸探試試驗結果果與載荷荷試驗求求得的比比例界限限值進行行對比；；并通過過對對比比數(shù)據(jù)的的相關分分所得到到用于待待定地區(qū)區(qū)或持定定土性的的經(jīng)驗公公式。（3）確定軟軟土不排排水抗剪剪強度（4）確定土土的變形形性質指指標（5）估計飽飽和粘件件土的天天然重度度（6）確定砂砂土的相相對密實實度和確確定砂土土密實度度的界限限（7）確定砂砂土的內內摩擦角角（8）估算單單樁承裁裁力2022/12/2958第四節(jié)壓壓水試試驗壓水試驗驗是鑒定定水工建建筑物基基礎巖石石的裂隙隙和透水水性的主主要方法法，是水水利水電電工程地地質鉆探探的主要要任務之之一。壓水試驗驗是根據(jù)據(jù)把水壓壓入鉆孔孔時巖石石所吸收收的水量量，來了了解巖石石的裂隙隙率和透透水性。。一、試驗栓塞塞1.雙管單栓塞2022/12/29592.雙管雙栓塞2022/12/29603.單管頂壓式栓栓塞2022/12/2961二、、壓壓水水試試驗驗的的加加壓壓方方法法1.水泵泵壓壓水水水泵泵壓壓水水示示意意圖圖2022/12/29622.靜水水柱柱壓壓水水2022/12/2963第五節(jié)工工程程施工鉆工程施工工鉆井（（孔）是是用作工工程施工工手段一、工程施工鉆特點和應用（一）特點1.口徑大：0.6～11m2.孔淺：50m左右，技術上容易實現(xiàn)3.鉆孔彎曲小4.地層變化較大：黏土、砂、卵石、漂石、基巖等5.鉆進的地層主要是松散巖土層和部分基巖層2022/12/2964（二））應用用1.各種地地面或或地下下地下下大型型建筑筑物的的基礎礎工程程施工工（1）鉆孔孔灌注注樁常作大大型建建筑物物的基基礎，，其目目的是是人工工方法法改善善原來來基礎礎條件件的不不足，，提高高承載載力與與抗風風、抗抗震能能力，，防止止下沉沉、傾傾斜、、倒塌塌、滑滑坡、、延長長建筑筑物使使用年年限。。（2）管樁樁它可分分為鋼鋼管樁樁和水水泥混混凝土土管樁樁兩種種，在在管內內下鋼鋼筋籠籠和水水泥混混凝土土，可可作大大型建建筑物物等基基礎。。2022/12/2965（3）地下連連續(xù)墻在地下挖挖一段狹狹長的深深槽，在在槽內放放入鋼筋筋籠，然然后灌注注水泥混混凝土，，構成一一段鋼筋筋籠水泥泥混凝土土墻段，，最后把把這些墻墻段連接接起來形形成一道道連續(xù)的的地下墻墻壁。它可以作作為地下下設施的的擋土墻墻、隔水水墻、重重力壩的的防滲墻墻以及地地面和地地下建筑筑物的骨（4）錨樁鉆孔——下錨定物——灌注水泥漿應用：錨固易坍倒、塌方的擋土墻，加固地下建筑物和坑道，治理滑坡等。2022/12/29662.各種已竣工基基礎的注漿加加固處理（1）原有水泥混混凝土橋墩、、壩基等基礎礎上發(fā)現(xiàn)裂縫縫、滲漏，利利用鉆孔高壓壓注漿予以加加固處理。（2）原有建筑物物基礎發(fā)現(xiàn)裂裂縫，利用鉆鉆孔注漿堵塞塞結合起來。。（3）路基沉降，，利用鉆孔注注漿加固處理理。3.各種工程技術術鉆井（孔））方面（1）礦山采礦爆爆破、運輸、、通風、排水水孔（井）等等（2）地下核試驗驗（3）監(jiān)視地震，，觀測地殼運運動（4）鋪設地下管管道，埋置地地下電纜（5）應急救險、、檢查工程質質量、大型供供水井（6）考古挖掘鉆鉆孔等2022/12/2967二、、施施工工鉆鉆鉆鉆進進方方法法（一一））泥泥漿漿護護壁壁正正循循環(huán)環(huán)回回轉轉法法1.地層層：：第第四四系系地地層層、、基基巖巖2.施工工樁樁孔孔徑徑不不宜宜大大于于800mm，鉆鉆壓壓大大，，可可加3.泥漿護壁、排渣量大、要求水泵排量大。4.鉆頭：全面鉆進鉆頭、環(huán)狀鉆進鉆頭、擴底鉆頭（1）全面鉆頭：①雙翼片魚尾鉆頭②組合牙輪鉆頭和滾刀鉆頭。（2）取芯鉆頭：①牙輪取芯鉆頭②硬質合金鉆頭③鋼粒鉆頭（3）擴底鉆頭：主要用來施工上小下大的異徑擴底灌注樁的“擴大”頭的孔段。包括：①膠結連桿式擴底鉆頭；②套管靴下雙翼擴底鉆頭2022/12/2968（二二））泥泥漿漿護護壁壁反反循循環(huán)環(huán)回回轉轉鉆鉆進進1.地層層：：一一般般粘粘土土、、砂砂土土、、砂砂粘粘土土、、砂砂粒粒土土等等。。2.方法法：：泵泵吸吸、、氣氣舉舉、、射射流流3.優(yōu)點點：：①①施施工工孔孔大大Φ1000～1300mm，Φ4～6m；②效率率高高，，泥泥漿漿護護壁壁性性能能好好。。孔孔底底沉沉渣渣少少，，缺點：①設備能力差；②與干鉆相比有缺點。（三）機械沖擊鉆進1.地層：第四系地層2.無沖洗液鉆進3.設備大、鉆具重、系數(shù)大。（四）機械螺旋鉆進：長螺旋鉆具、短螺旋鉆具。地層：填土層、粘土層、砂土層、砂層2022/12/2969（五）沖抓抓錐（斗））鉆進用沖抓錐直直接抓取土土、石塊成成孔的。沖沖抓錐直徑徑為Φ1.1～1.5m，重量1.5～2.8T，高度1.7～2.7m沖抓錐具有有沖擊、振振動、靜壓壓等作用。。沖抓錐按按操縱錐瓣瓣開合方式式分為：雙雙繩、單繩繩錐瓣有四瓣瓣或六瓣。。適應地層：：砂質粘土土、粘土、、黃土、松松散的砂礫6543212022/12/2970（六）““貝諾特特”施工工法：用抓斗在在套管內內鉆孔，，提動裝裝置在提提動套管管的同時時，使其其壓入或或拔起它它適應于于第四系系地層及及其硬巖巖土。圖4-21貝諾特鉆鉆機主要要工作機機構1.搖動裝置置（水平平液壓5.卸土時的錘式抓斗；6.排土板；7.溜土槽；

8.壓拔油缸；9.貝諾特主機；10.動力機；11.錨樁2022/12/2971擺管裝置1-夾管油缸2-搖臂固定銷2022/12/2972（七）人工工開挖成孔孔法用于大直徑徑挖孔樁，，地層相對對穩(wěn)定、孔孔壁穩(wěn)定的的地區(qū)。優(yōu)點：①狹狹窄地區(qū)易易于施工；；②土質驗驗證準備；；③無噪音音、無振動動等公害；；④易于擴擴大為擴孔孔樁。（八）鉆斗斗鉆進成孔孔法鉆頭為一鉆鉆斗，鉆斗斗一方面回回轉鉆進，，另一方面面可以裝渣渣，渣滿后后，可以將將鉆頭提出2022/12/2973（九九））水水平平孔孔鉆鉆進進法法1.指采采用用旋旋轉轉切切削削式式鉆鉆頭頭在在管管前前切切削削土土層層，，并并輸輸送送到到孔孔外外的的一一種種鉆鉆進進方方法法。。2.用于于不不開開挖挖的的輸輸油油、、輸輸水水管管道道、、電電纜纜及及隧隧道道施3.直徑：一般Φ200～800mm，Φ1～2m，甚至Φ9～11m大直徑的管道及隧道一般采用盾構機施工，中小徑則一般采用普通的水平鉆施工：①套管導向；②打預偏孔；③螺旋鉆頭前有偏心接頭，糾斜。4.水平孔易傾斜，原因：①孔內沉渣下沉，使鉆頭下面摩擦力增大，鉆孔向上偏斜。②鉆具自重作用，使鉆頭下垂，鉆孔向下偏斜。③鉆桿和鉆頭尺寸不匹配，造成鉆孔水平彎曲。5.適用地層：一般土、混砂礫土等。2022/12/2974（十）潛潛水鉆進進成孔法法1.鉆進時，，電機主主軸連接接鉆頭，，一起潛潛入水中2.適應地層：淤泥、粘土。砂土、砂層、風化巖層及含有少量礫石等地層。圖4-22KQ950L鉆機鉆具具示意圖圖5.潛水泵；6.潛水電機；7.配重；8.機座；9.寬切刀；10.短鉆頭；11.長鉆頭2022/12/2975三、鉆鉆孔灌灌注樁基礎礎2022/12/2976低樁承臺高高樁承承臺2022/12/2977反循環(huán)水上上施工法成成樁程序12022/12/2978反循循環(huán)環(huán)水水上上施施工工法法成成樁樁程程序序22022/12/2979四、、地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻地下下連連續(xù)續(xù)墻墻施施工工程程序序圖圖地下下連連續(xù)續(xù)墻墻是是利利用用一一定定的的設設備備與與工工具具，，在在泥泥漿漿（（一一般般稱稱穩(wěn)穩(wěn)定定液液））護護壁壁的的條條件件下下向向地地下下鉆鉆挖挖一一段段狹長長的的深深槽槽，，在在槽槽內內吊吊放放入入鋼鋼筋筋籠籠，，然然后后灌灌注注混混凝凝土土，，筑筑成成一一段段鋼鋼筋筋混混凝凝土土墻墻體體，，再再把把每每段段墻墻體體逐逐個連連接接起起來來就就形形成成一一道道連連續(xù)續(xù)的的地地下下墻墻壁壁。。2022/12/2980地下連續(xù)墻施施工現(xiàn)場布置置2022/12/2981鋼筋混混凝土土導墻墻剖面面2022/12/2982鉆孔的的排列列形式式1-交錯型型2-直線互互搭型型3-切線型型4-間隔型型2022/12/2983先掘掘導導孔孔后后抓抓斗斗挖挖掘掘成成槽槽2022/12/2984先挖挖導導孔孔后后重重復復鉆鉆孔孔成成槽槽2022/12/2985一次鉆挖挖成槽2022/12/2986槽段連續(xù)續(xù)墻施工工程序1-挖槽2-下接頭管管與鋼筋筋籠3-灌注混凝凝土4-拔出接頭頭管5-挖第二槽槽段2022/12/2987五、擴孔與與擴底鉆進進1.擴孔鉆進1-鉆桿2-導正器3-擴孔鉆頭4-坑道5-礦車6-導向鉆具2022/12/2988螺旋翼片式式四翼階梯翼翼片式多節(jié)翼片式式2022/12/29892022/12/2990滾刀擴孔鉆鉆頭1-鉆桿接手2-導正圈3-滾動座4-滾刀5-三牙輪鉆頭頭6-導正輪2022/12/2991擴孔鉆具1-導向鉆頭2-導向鉆具3-擴孔鉆頭4-連接接頭5-鉆桿6-導正圈7-鉆桿接頭2022/12/29922.擴底鉆進擴底鉆頭類型型a.上開式b.下開式c.滑降式d.推出式2022/12/29932022/12/29942022/12/2995鉸接接連連桿桿式式擴擴底底鉆鉆頭頭1-接頭頭2-導向向軸軸套套3-上盤盤4-連桿桿5-導向向軸軸6-擴孔孔翼翼片片7-矛式式鉆鉆頭頭2022/12/2996自重加壓壓上開式式擴底鉆鉆頭1-法蘭盤2-外管3-連桿4-擴底翼5-芯管6-底鉆頭2022/12/2997三翼上上開式式擴底底鉆頭頭1-法蘭盤盤2-導向套套3-導向軸軸4-上盤5-連桿6-擴底翼翼板7-限位板板8-下盤9-鉆頭2022/12/2998連桿外外張式式擴底底鉆頭頭1-連接管管2-限位帽帽3-內方套套4-方鉆桿桿5-上擴底底翼板板6-副連桿桿7-下擴底底翼板板8-底鉆頭頭2022/12/2999液壓式擴底底鉆頭1-法蘭盤2-油缸3-滑套4-連桿5-擴底翼6-底鉆頭2022/12/29100自重重加加壓壓下下開開式式擴擴底底鉆鉆頭頭1-法蘭蘭盤盤2-方軸軸3-方形形套套4-擴底底翼翼5-連桿桿6-底鉆鉆頭頭2022/12/29101液壓壓式式擴擴底底鉆鉆頭頭1-法蘭蘭盤盤2-鉆桿桿3-擴底底翼翼4-油缸缸5-連桿桿6-滑套套7-底鉆鉆頭頭2022/12/29102六、鉆斗鉆進進鉆斗鉆進1-鉆斗2-導向器3-伸縮鉆桿4-動力裝置5-護筒它是靠提鉆取取土、無沖洗洗液循環(huán)的一一種成孔方法法。在鉆桿柱下端端連接一個底底部帶切削齒齒的筒狀鉆具具（鉆斗），借借助鉆具重量量及鉆機加壓壓把切削齒切切入土層，在回轉轉扭矩作用下下鉆斗回轉，，鉆掘土層，，同時將切削下下來的土塊收收入斗中。待待斗內土塊裝裝到一定程度后后將鉆斗提到到孔外，打開開鉆斗，卸去去土屑，然后再再將鉆斗下入入孔內，重復復以上操作。。2022/12/291032022/12/291042022/12/29105旋挖側側開式式鉆斗斗1-鋼絲繩繩2-中心管管3-鉆斗體體4-半合管管5-切削齒齒板6-銷軸7-鉆桿8-卡頭9-撈鉤2022/12/29106半合式鉆斗斗1-方接頭2-鉗形連扳3-銷軸4-半合筒5-切削齒板2022/12/29107美國底開式式鉆頭1-頂桿2-鉤頭3-底蓋4-切削齒5-銷軸2022/12/29108全套管鉆鉆進鉆斗斗1-鋼絲繩2-單動接頭頭3-配重塊4-內管5-外管（主主液壓缸缸）6-連桿液壓壓缸7-支撐靴板板8-鉆斗9-套管2022/12/29109儲土鉆斗1-鉆桿2-傳動接頭3-軸套4-儲土筒5-切削齒板6-螺旋鉆頭2022/12/29110擴底螺旋鉆斗斗1-鉆桿接頭2-傳動軸套3-螺旋葉片4-儲土筒5-卸渣口6-銷軸7-滾柱8-活動翼板9-魚尾鉆頭2022/12/29111七.沖擊抓斗鉆鉆進沖擊抓（錐錐）斗鉆進進，是用鋼鋼繩吊起抓抓斗，從一一定高度落落下，依靠靠沖擊力使使抓瓣插入土層，，抓取土及及石塊的一一種成孔（（成槽）方方法。一般般沖抓鉆進進采用泥漿漿做穩(wěn)定液來保護孔孔壁。如地地層復雜，，也可采用用套管護壁壁，即先將將套管壓入入（或打入入）地層，然后用沖沖抓斗從套套管內抓取取巖土而成成孔，即全全套管施工工法，亦稱稱貝諾特施施工法。2022/12/29112降斗閉閉斗抓土滿滿斗斗提升開開斗卸卸土雙繩雙顎板板抓斗工作作過程2022/12/29113雙繩繩沖沖抓抓錐錐1-外套套2-連桿桿3-內套套4-支撐撐桿桿5-錐瓣瓣2022/12/29114落錘錘式式單單繩繩抓抓斗斗1-殼體體2-鋼繩繩3-上滑滑輪輪4-彈簧簧5-活塞塞6-下滑滑輪輪7-抓瓣瓣座座8-銷軸軸9-抓瓣瓣2022/12/29115液壓抓抓斗2022/12/291162022/12/29117八.非開挖地地下管線線施工技技術1.概述非開挖地地下管線線施工是是利用水水平成孔孔或水平平定向鉆鉆孔技術術，不在地面面開挖溝溝槽而鋪鋪設、修修復或更更換管線線的施工工。與傳統(tǒng)方方法相比比，有以以下特點點：1.不影響城城市、水水上及道道路交通通；2.不破壞已已有道路路、建筑筑物或構構筑物等等；3.不污染環(huán)環(huán)境；4.施工周期期短、鋪鋪管效率率高、總總體成本本低；5.可實現(xiàn)原原位修復復管線等等；6.引入管線線軌跡的的測量與與控制技技術；7.增強了在在水下、、卵礫石石層和硬硬巖層等等復雜條條件下施施工的能能力。2022/12/291182.施工方法頂管法非開挖挖施工原理1-導軌2-油壓千斤頂3-頂鐵4-成品管5-工具管6-工作井7-接收井2022/12/29119中繼頂管示意意圖2022/12/29120水平螺旋鉆鉆進1-鉆頭2-管節(jié)3-土體4-導軌5-螺旋鉆具6-傳動機7-土斗8-千斤頂9-油泵10-后座11-導向架2022/12/29121可控水平螺螺旋鉆鋪管管系統(tǒng)1-控制頭2-控制油缸3-目標靶4-燈5-跟隨件6-成品管7-測量光束8-測量儀器9-鋼導環(huán)10-螺旋導管11-傾斜儀12-輸送螺旋13-鉆頭2022/12/29122夯管錘施工工法1-鋼管2-砧子及接頭頭3-活塞沖錘4-張緊帶5-空氣壓縮機機2022/12/29123沖擊擊矛矛非非開開挖挖施施工工1-導向向架架2-沖擊擊矛矛3-空壓壓機機4-瞄準準器器5-發(fā)射射坑坑6-標桿桿7-接收收坑坑2022/12/29124水平定向鉆孔孔法1-鉆機2-半剛性鉆桿3-手持式導航儀儀4-帶發(fā)射器的導導孔鉆頭5-欲鋪管線6-擴孔鉆頭2022/12/29125造斜鉆具組成成1-接手2-發(fā)射器3-噴射鉆頭4-擠密鉆頭5-擠密區(qū)2022/12/29126九、高高壓旋旋噴注注漿高壓旋旋噴注注漿法法的實實質是是，先先鉆一一直徑徑為40-150mm的導孔孔（鉆鉆孔）），當導孔孔鉆至至預定定深度度后，，提出出鉆具具并將將端部部帶有有特制制噴嘴嘴的注注漿管管，置入地地基土土層的的預定定深度度后，，以壓壓力20MPa左右的的高壓壓噴射射流強強制切切割、噴噴射沖沖擊破破壞土土層，，使之之剝落落下來來，與與此同同時，，使旋旋噴管管邊旋旋轉、、邊提升升，使使噴出出的漿漿液與與切割割下來來的土土粒攪攪拌混混合，，最后后在噴噴射力力的有效射射程內內經(jīng)過過凝結結、固固化形形成一一個圓圓柱狀狀的固固結體體，即即旋噴噴樁。。2022/12/29127單管旋噴注注漿示意圖圖2022/12/29128二重管旋噴噴注漿示意意圖2022/12/29129三重管旋旋噴注漿漿示意圖圖2022/12/29130旋噴旋噴法施施工程序序9、靜夜夜四無無鄰，，荒居居舊業(yè)業(yè)貧。。。12月月-2212月月-22Thurs