金剛石鉆頭是測量地基（樁基）承載力的主要鉆探工具

鉆具是測量地基（樁基）承載力的主要鉆探工具

鉆具主要口徑有75mm、91mm、101mm和110mm，其中應用最多的是101mm，鉆具價格一般在330元左右，作為測量地基承載力的主要鉆探配件，一直是金鉆鉆頭廠家暢銷的產品。本文將介紹地基（主要是樁基）地基承載力、承載力的影響因素以及承載力的測量，對于保證地基強度和穩(wěn)定性提供一定的施工參考意見。

地基樁基結構示意圖

一、地基（樁基）承載力簡介

地基（樁基）是一種常用的基礎的形式，是深基礎的一種。當天然地基上的淺基礎沉降量過大或地基穩(wěn)定性不能滿足建筑物的要求時，常采用樁基礎。

樁基通常由若干根樁組成，樁身全部或部分埋入土中，頂部由承臺聯成一體，構成樁基礎，再在承臺上修筑上部建筑。

樁基礎按承臺的位置分為低樁承臺樁基礎和高樁承臺樁基礎兩種。低樁承臺樁基礎的承臺底面位于地面以下，髙樁承臺樁基礎的承臺底面在地面以上（主要在水中）。其設計計算方法也不相同。在工業(yè)與民用建筑中，大多采用低樁承臺樁基礎。而橋梁、港口、碼頭等構筑物，常采用髙樁承臺樁基礎。

二、地基（樁基）承載力的影響因素

樁基礎的主要功能是將荷載傳至地下較深處的密實土層，以滿足承載力和沉降的要求。因而具有承載力高、沉降速率低、沉降量較小而且均勻等特點，能承受豎向荷載、水平荷載、土撥力即由機器產生的振動或動力作用等。影響其承載力的主要因素有：

1、土的物理力學性質：地基土的物理力學性質指標直接影響承載力的高低。

2、地基土的堆積年代及其成因，堆積年代愈久，一般承載力也愈高，沖洪積成因土的承載力一般比坡積土要大。

3、地下水。從承載力計算公式中可以看出出的重度大小對承載力的影響，地下水位上升時，土的天然重度變?yōu)閮糁囟?，承載力也應減小。另外，地下水大幅度升降會影響地基變形，濕陷性黃土遇水濕陷，膨脹土遇水膨脹、失去收縮，這些對承載力都有影響。

4、建筑物性質。建筑物的結構型式、體型、整體剛度、重要性以及使用要求不同，對容許沉降的要求也不同，鉆具生產廠，因而對承載力的選取也應有所不同。

5、建筑物基礎?；A尺寸及理深對承載力也有影響。

三、地基（樁基）承重力的測量

出于樁的工作形狀隨樁的幾何尺寸及成樁方法不同而有所變化，可以按樁徑d的不同將樁劃分為小直徑樁、中等直徑和大直徑樁。其樁徑的界線大體是：d≤250mm為小樁（微型樁）；250mm800mm為大直徑樁。對于端承型大直徑樁又稱為墩，常在堅硬的樁端持力土層埋葬不深時采用，往往還可以做成擴底形式以提高承載能力。地基的多樣性以及復雜性導致確定地基承載力是一件比較復雜的工作。我國通常采用地質取芯鉆進技術，利用鉆具對地基進行取芯鉆進，一般要求鉆頭能夠鉆進地基深度的2/3以上，對于抽取的巖心進行技術鑒定，確定建筑地基承載力的特征值。

?金剛石擴孔器鉆頭分類和作用

鉆具分類和作用

很多剛入行的新機長都以為金剛石擴孔器鉆具是用來擴大鉆孔的，其實不然！擴孔器的主要作用是配合鉆具使用起到保徑作用，分類主要有電鍍和熱壓兩種，每類又分為單管擴孔器和擴孔器。

單管金剛石擴孔器鉆頭

一、金剛石擴孔器鉆頭分類

1，電鍍金剛石擴孔器鉆具。

是通過電鍍的方式將金剛石內鑲在鍍層里，由于鉆頭是圓周形，所以金剛石在鍍附過程中有很大的難度，并且其水口的位置處于兩個鍍層中間，對于這個部位的絕緣處理也有一定的難度，因此電鍍金剛石擴孔器的生產人工成本和產品的材料成本是相當的。電鍍金剛石擴孔器分為單管和雙兩種，金鉆擴孔器的主要常用的口徑有75mm、110mm和130mm四種，再大口徑的是比較少見的。

金剛石擴孔器鉆頭

2，熱壓金剛石擴孔器鉆具

這類擴孔器的名稱有很多，常用的被稱為無壓浸漬金剛石擴孔器鉆頭。其生產工藝比較簡單，將預先配制好的金屬粉末和金剛石的混合物裝入石墨磨具中，通過中頻熱壓燒結機的加熱使其融化成型，因為其金剛石的含量需要嚴格控制不能太高，所以需要在胎體中混入合金保徑層。主要有單管、雙和繩索三種類型，一般只用75mm這一個口徑的。

二、鉆具作用

擴孔器鉆頭的作用是保徑，不是擴孔，這點是需要理解的。新鉆頭在鉆進過程由于和孔壁的摩擦，其外徑不斷的磨損造成鉆頭外徑的縮小。鉆頭外徑的縮小使得鉆出的孔徑減小，造成的后果是巖心管和孔壁的間隙減小，摩擦增加，并且阻礙的沖洗液或者是水流的循環(huán)。容易發(fā)生卡鉆具、巖心管刮傷和沖洗液停止循環(huán)的情況，這對于鉆具的使用壽命和鉆探作業(yè)的正常進程是非常不利的。金剛石擴孔器鉆頭的存在能夠很好的避免這一點，它連接在鉆頭和巖心管之間，外徑比金剛石鉆頭的大0.3-0.5mm，對鉆頭鉆進的孔壁能進行實時的修復，防止發(fā)生鉆孔縮徑，并且擴孔器的存在還能夠保證鉆孔的垂直度，對于預防鉆孔的彎曲有很好的作用。

鉆具

鉆具經過30年的發(fā)展，現在的鉆頭已經能夠解決鉆頭縮徑的問題了，因此在實際鉆探過程中很少使用擴孔器了。主要是因為金鉆鉆頭的外徑生產工藝除了更新生產技術外，還加強了金剛石原料品質的控制，使得保徑能力大大加強。另外金剛石鉆頭價格的下降使得配備擴孔器成了畫蛇添足的舉措，當然有很多情況還是需要使用擴孔器的，比如繩索鉆進時使用電鍍擴孔器能夠使得鉆進更平穩(wěn)，鉆具損耗更少。

常用的鉆具鉆進方法

鉆進方法的類型是根據鉆具的種類來決定的，鉆探作業(yè)中鉆頭主要有金剛石地質鉆頭、沖擊鉆頭和沖擊回轉鉆頭3類，因此鉆進方法有回轉鉆進、沖擊鉆進和沖擊回轉鉆進三類。

1，回轉鉆進

回轉鉆進是指通過旋轉金剛石鉆具達到進尺目的的鉆進方法，一般使用的是鉆具，用量比較大的有金鉆電鍍金剛石鉆頭、金剛石復合片鉆頭、硬質合金鉆頭和繩索取芯鉆頭等，也有不取芯的鉆具，主要是三翼內凹金剛石復合片鉆頭和鉆頭等。該類鉆進方法的特點是進尺速度快，以金鉆電鍍取芯鉆頭為例，配合合適的沖洗液和轉速等鉆探規(guī)程能夠鉆進非常堅硬的地質巖層，并且使高效鉆進，按照回轉方向和鉆進方向的區(qū)別，回轉鉆進有正循環(huán)、反循環(huán)和局部反循環(huán)鉆進3種。

回轉鉆頭

2，沖擊鉆進

沖擊鉆進是利用鉆進往復上下的運動產生沖擊作用，達到破碎巖石目的的方法，這是礦山開采最主要的鉆進方法，鉆具，主要應用于礦上暴破孔的鉆進，鉆具電話，常用的鉆頭有潛孔錘和一字鉆頭兩類。和回轉鉆進不同，沖擊鉆進不需要循環(huán)液冷卻鉆頭，而是通過使用高壓氣體使孔內的巖屑排出，解決了一般山區(qū)水源匱乏的問題。大型的礦上開采常使用液壓挖掘機通過潛孔錘進行沖擊鉆進，小型的則多數使用手持式沖擊鉆機配合一字鉆頭打孔，鉆具公司，當然在復雜的山區(qū)常常是兩種方式共同完成鉆孔作業(yè)。

沖擊鉆頭

3，沖擊回轉鉆進

沖擊回轉鉆進是回轉鉆進和沖擊鉆進兩者的結合，指鉆頭在回轉的同時也有縱向的沖擊鉆進。常使用的鉆頭分為液動沖擊器和氣動沖擊器，以氣動沖擊器為主要。鉆頭也常被稱為偏心潛孔鉆頭和偏心沖擊器，配合管靴、套管和鉆桿完成鉆孔作業(yè)，是大型工程項目灌漿重要的施工方法。優(yōu)點是可以完成大口徑的鉆孔，并且使鉆孔的同時完成了套管的下入，缺點是鉆進效率要遠低于回轉鉆頭。

沖擊回轉鉆頭

鉆進方法的選擇和工程項目的種類是密不可分的，在絕大多數的地質鉆探中選用地質金剛石鉆頭進行鉆進能夠高效進尺并且成本低廉；在地形復雜礦區(qū)的開采過程中使用沖擊鉆頭能夠方便施工，并且無需大量水源；而灌漿作業(yè)，除了可以使用地質鉆頭鉆進外，還可以考慮是用沖擊回轉鉆進的方法，特別是大型灌漿作業(yè)，沖擊回轉鉆進鉆進大口徑的鉆孔時還是有優(yōu)勢的，雖然其成本高昂。

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