CN112647879B - 提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,包括以下步骤:S1、清扫场地,设备进场并组装,将钻头本体焊接在钻管上,将钻管安装在钻机上;S2、将送水泵的出水口通过管道连通至钻管顶部的分水盘;其中管道与分水盘的进水口之间转动密封连接;S3、钻孔:在进行钻孔采取岩芯时,控制回次进尺不超过1m,遇破碎岩层或是溶洞时,采用低速档:160~200转/min,钻进速度10~12cm/min,小泵量:泵量20~30L/min进行钻进;S4、封口提钻:将钻头本体的底部进行封堵,然后提钻,之后进行退芯。本申请的有益效果为:能够大大提高岩芯的采取率。
Description
技术领域
本申请涉及地质勘查的技术领域,尤其是涉及一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法。
背景技术
在进行柱桩浇筑之前需要提前对施工区域内的地质进行勘察,尤其是在石灰岩地区,桩端石灰岩完整性的判断对施工勘察的质量起着决定性作用。
相关技术中,勘察人员在进行地质勘察时采用的钻头切削齿数量少,水口宽度较大,高度较小,不利于切削齿对岩石的切磨和泥浆的循环,最为重要的是钻头基本为一个空管结构,只是空管结构的下端设置切削齿。
然而,发明人发现上述相关技术存在以下缺陷:施工勘察岩芯采取率不高以致于破碎石灰岩厚度层位划分不准确,导致现场编录地层划分不够准确等问题,从而造成施工勘察成果与后期桩基础成孔施工所反映的地层情况不吻合,以致于返工重新进行勘察,极大的消耗了工期,浪费人力物力,不必要的增加了成本,而且目前的钻孔勘察方法,在进行钻孔时回次进尺较大,采用高速挡大泵量进行钻进,也容易造成岩芯采样率不高的问题。
发明内容
为了降低施工成本,提高岩芯采样率,本申请提供了一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法。
本申请提供的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,采用如下的技术方案:
一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,包括以下步骤:
S1、清扫场地,设备进场并组装,将钻头本体焊接在钻管上,将钻管安装在钻机上;
S2、将送水泵的出水口通过管道连通至钻管顶部的分水盘;其中管道与分水盘的进水口之间转动密封连接。
S3、钻孔:在进行钻孔采取岩芯时,控制回次进尺不超过1m,遇破碎岩层或是溶洞时,采用低速档:160~200转/min,钻进速度10~12cm/min,小泵量:泵量20~30L/min进行钻进;
S4、封口提钻:将钻头本体的底部进行封堵,然后提钻,之后进行退芯。
通过采用上述技术方案:通过控制回次进尺不超过1m,可以降低岩芯在钻管中反复的磨蚀消耗的可能,通过采用低速档和小泵量钻进,可以降低破碎岩层中的充填物及溶洞中的充填物被循环泥浆冲掉的可能性,整体提高了岩芯的采取率,而且在一次采样完成后钻头本体底部可以被封堵,进一步提高了岩芯采样率。
可选的,步骤S1中所述的钻头本体的底侧均布有若干个切削齿,相邻切削齿之间的间隙形成水口,所述钻头本体的底部内侧设置有导向套,所述导向套内部设有气动腔体,所述气动腔体内设有可滑动出导向套的岩芯收集组件,岩芯收集组件可封堵钻头本体的底部,所述钻管的顶部设有分水盘,所述分水盘连通钻管侧壁的进水管。
通过采用上述技术方案:首先对钻头本体进行了改进,增加多个切削齿,同时水口的开口变窄,水口高度增大,能够更利于对岩石的切磨和泥浆的循环,能够提高岩芯采样率,通过设置岩芯收集组件,在岩芯采集完成后能够承托住岩芯,能够进一步提高岩芯的采样率。
可选的,所述钻头本体的侧壁设有出水管,所述出水管与进水管连通,所述出水管延伸至水口处。
通过采用上述技术方案:通过设置进水管和出水管,可以解决水或者泥浆直接由钻管内流至钻头本体处对采取的岩芯造成冲击,导致岩芯流失的问题,进一步提高了岩芯采样率。
可选的,所述导向套包括一侧与钻头本体内侧壁连接的承载板和导向板,所述承载板的另一端与导向板的另一端连接。
通过采用上述技术方案:导向板在进行钻取岩芯时能够起到导向的作用,使得岩芯能够更为顺利地进入钻头本体的内侧上部,承载板可以对进入到钻头本体内部的岩芯进行承托。
可选的,所述承载板呈圆环状,承载板的外侧壁与钻头本体的内侧壁连接,所述导向板呈喇叭状,所述导向板的大口径端与钻头本体的内侧壁连接,所述导向板的小口径端与承载板的内侧壁连接。
通过采用上述技术方案:承载板的上侧面用于承载支撑采集到的岩芯,喇叭状的导向板能够对采集到岩芯进行导向,由导向板的内侧上升到钻头本体的上部空间内,由承载板进行承托。
可选的,所述气动腔体与导气管连通,所述导气管嵌设在钻头本体的侧壁内和钻管的侧壁内。
通过采用上述技术方案:通过导气管可以向气动腔体内冲入高压气体,用来驱动气动腔体内的岩芯收集组件动作,挡住采集到的岩芯的底部,可防止在提升钻头本体时其内部的岩芯脱落出钻头本体。
可选的,所述气动腔体对称设有两个,每个所述气动腔体内均设有岩芯收集组件,所述岩芯收集组件包括滑动连接在气动腔体内的活塞块,所述活塞块靠近钻头本体中心线的一侧固定连接有挡板。
通过采用上述技术方案:通过导气管向气动腔体内充入高压气体,高压气体推动活塞块向钻头本体的中心移动,从而带动挡板也向钻头本体的中心移动以挡住采集到的岩芯,可防止在提升钻头本体时,岩芯脱落。
可选的,所述气动腔体由隔离板、导向套的承载板和导向板围成,所述隔离板的上侧面和承载板的下侧面均设有导轨,所述活塞块滑动设置在导轨上。
通过采用上述技术方案:通过设置导轨,能够使得活塞块在气动腔体内移动的过程中更为稳定。
可选的,所述导向板上设有可使挡板穿过的条形孔。
通过采用上述技术方案:条形孔一是可以为挡板穿出导向套提供空间,二是可以对挡板进行进一步的限位,能够使得挡板移动的更为稳定。
可选的,所述气动腔体靠近钻头本体中心线的一端设有限位板。
通过采用上述技术方案:通过设置限位板,当活塞块移动至限位板处被限位板挡住,可以防止活塞块穿出气动腔体。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.通过控制回次进尺不超过1m,可以降低岩芯在钻管中反复的磨蚀消耗的可能,通过采用低速档和小泵量钻进,可以降低破碎岩层中的充填物及溶洞中的充填物被循环泥浆冲掉的可能性,整体提高了岩芯的采取率,而且在一次采样完成后钻头本体底部可以被封堵,进一步提高了岩芯采样率。
2.首先对钻头本体进行了改进,增加多个切削齿,同时水口的开口变窄,水口高度增大,能够更利于对岩石的切磨和泥浆的循环,能够提高岩芯采样率,通过设置岩芯收集组件,在岩芯采集完成后能够承托住岩芯,能够进一步提高岩芯的采样率。
3.通过导气管可以向气动腔体内冲入高压气体,用来驱动气动腔体内的岩芯收集组件动作,挡住采集到的岩芯的底部,可防止在提升钻头本体时其内部的岩芯脱落出钻头本体,提高了岩芯的采样率。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
图2是本申请实施例的分水盘与进水管的连通结构示意图。
图3是本申请实施例的部分俯视结构示意图。
图4是本申请实施例的图1中A处放大结构示意图。
附图标记说明,100、钻管;200、钻头本体;300、切削齿;400、水口;500、导向套;510、承载板;520、导向板;521、条形孔;600、气动腔体;610、隔离板;620、导轨;630、限位板;700、岩芯收集组件;710、活塞块;720、挡板;800、导气管;900、分水盘;910、进水管;920、出水管;930、进水口。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例开了一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,采用如下的技术方案:
参照图1和图2,一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,包括以下步骤:
S1、清扫场地,设备进场并组装,将钻头本体200焊接在钻管100上,将钻管100安装在钻机上;
S2、将送水泵的出水口连通至钻管100顶部的分水盘900,其中管道与分水盘900的进水口930之间转动密封连接,可以通过转动密封轴承进行连接,分水盘900的内部中空形成密封水腔;
S3、钻孔:在进行钻孔采取岩芯时,控制回次进尺不超过1m,遇破碎岩层或是溶洞时,采用低速档:160~200转/min,钻进速度10~12cm/min,小泵量:泵量20~30L/min进行钻进;
S4、封口提钻:将钻头本体200的底部进行封堵,在本实施例中封堵采用钻头本体200的岩芯收集组件700进行自行封堵,岩芯收集组件700的具体结构见后述,然后提钻,之后进行退芯。
在本实施例中,通过控制回次进尺不超过1m,可以降低岩芯在钻管100中反复的磨蚀消耗的可能,通过采用低速档和小泵量钻进,可以降低破碎岩层中的充填物及溶洞中的充填物被循环泥浆冲掉的可能性,整体提高了岩芯的采取率,而且在一次采样完成后钻头本体200底部可以被封堵,进一步提高了岩芯采样率。
参照图1和图2,本实施例中的钻头本体200与钻管100之间焊接,钻头本体200的底侧均布有若干个切削齿300,现有的钻头基本上是设置有4-6个切削齿300,在本实施例中,首先对钻头本体200进行了改进,增加多个切削齿300,切削齿300的数量为8-12个,均布环设在钻头本体200的下侧,相邻切削齿300之间的间隙形成水口400,切削齿300数量增加的同时水口400的开口就会变窄,本实施例中水口400的高度也进行增大,上述设置能够更利于岩石的切磨和泥浆的循环,能够提高岩芯采样率。在钻头本体200的底部内侧设置有导向套500,导向套500一是可以方便采集到的岩芯进入到钻头本体200内部,二是可以安装岩芯收集组件700,具体结构为:在导向套500内部设有气动腔体600,气动腔体600内设有可滑动出导向套500的岩芯收集组件700,通过设置岩芯收集组件700,在岩芯采集完成后能够承托住岩芯,能够进一步提高岩芯的采样率。
参照图2,在钻管100的侧壁内嵌设有进水管910,钻头本体200的侧壁嵌设有出水管920,出水管920与进水管910连通,进水管910与分水盘900连通,出水管920延伸至水口400处。通过设置进水管910和出水管920,可以解决水或者泥浆直接由钻管100内流至钻头本体200处对采取的岩芯造成冲击,导致岩芯流失的问题,进一步提高了岩芯采样率。
参照图1和图3,其中在本实施例中,导向套500包括一侧与钻头本体200内侧壁连接的承载板510和导向板520,承载板510的另一端与导向板520的另一端连接。承载板510和导向板520可通过焊接的形式固定,在本实施例中,承载板510呈圆环状,承载板510的外侧壁与钻头本体200的内侧壁连接,导向板520呈喇叭状,导向板520的大口径端与钻头本体200的内侧壁连接,导向板520的小口径端与承载板510的内侧壁连接。导向板520能够在进行钻取岩芯时起到导向的作用,使得岩芯能够更为顺利地进入钻头本体200的内侧上部,承载板510的上侧面用于承载支撑采集到的岩芯,喇叭状的导向板520能够对采集到岩芯进行导向,由导向板520的内侧上升到钻头本体200的上部空间内,由承载板510进行承托。
参照图1,在本实施中,为了能够向气动腔体600内冲入高压气体,设置为气动腔体600与导气管800连通,其中导气管800嵌设在钻头本体200的侧壁和钻管100的侧壁之间,导气管800通过管道连接高压气源,在管道上设有阀门,在钻岩采样结束后,打开阀门通过导气管800可以向气动腔体600内冲入高压气体,高压气体用来驱动气动腔体600内的岩芯收集组件700动作,挡住采集到的岩芯的底部,可防止在提升钻头本体200时其内部的岩芯脱落出钻头本体200。
参照图1和图3,在本实施例中,为了能够尽可能的挡住采样岩芯的底部,气动腔体600对称设有两个,每个气动腔体600内均设有岩芯收集组件700,岩芯收集组件700包括滑动连接在气动腔体600内的活塞块710,活塞块710靠近钻头本体200中心线的一侧固定连接有挡板720。通过导气管800向气动腔体600内充入高压气体,高压气体推动活塞块710向钻头本体200的中心移动,从而带动挡板720也向钻头本体200的中心移动以挡住采集到的岩芯,可防止在提升钻头本体200时岩芯脱落。
参照图1和图3,在本实施例中,气动腔体600由隔离板610、导向套500的承载板510和导向板520围成,隔离板610的上侧面和承载板510的下侧面均设有导轨620,活塞块710滑动设置在导轨620上,导轨620采用半圆柱形,两个导轨620的圆弧面相对设置,活塞块710上设有相应的滑槽,通过设置导轨620,能够使得活塞块710在气动腔体600内移动的过程中更为稳定。
参照图4,其中,导向板520上设有可使挡板720穿过的条形孔521。条形孔521在本实施例中至少具有两个作用:一是可以为挡板720穿出导向套500提供空间,二是可以对挡板720进行进一步的限位,能够使得挡板720移动的更为稳定。
参照图4,气动腔体600靠近钻头本体200中心线的一端设有限位板630。通过设置限位板630,当活塞块710移动至限位板630处被限位板630挡住,可以防止活塞块710穿出气动腔体600,限位板630上也设有挡板720能够穿出的孔。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、清扫场地,设备进场并组装,将钻头本体(200)焊接在钻管(100)上,将钻管(100)安装在钻机上;
S2、将送水泵的出水口连通至钻管(100)顶部的分水盘(900);
S3、钻孔:在进行钻孔采取岩芯时,控制回次进尺不超过1m,遇破碎岩层或是溶洞时,采用低速档:160~200转/min,钻进速度10~12cm/min,小泵量:泵量20~30L/min进行钻进;
S4、封口提钻:将钻头本体(200)的底部进行封堵,然后提钻,之后进行退芯;
步骤S1中所述的钻头本体(200)的底侧均布有若干个切削齿(300),相邻切削齿(300)之间的间隙形成水口(400),所述钻头本体(200)的底部内侧设置有导向套(500),所述导向套(500)内部设有气动腔体(600),所述气动腔体(600)内设有可滑动出导向套(500)的岩芯收集组件(700),岩芯收集组件(700)可封堵钻头本体(200)的底部,所述钻管(100)的顶部设有分水盘(900),所述分水盘(900)连通嵌设在钻管(100)侧壁中的多个进水管(910)。
2.根据权利要求1所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述钻头本体(200)的侧壁中嵌设有多个出水管(920),所述出水管(920)与进水管(910)连通,所述出水管(920)延伸至水口(400)处。
3.根据权利要求1所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述导向套(500)包括一侧与钻头本体(200)内侧壁连接的承载板(510)和导向板(520),所述承载板(510)的另一端与导向板(520)的另一端连接。
4.根据权利要求3所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述承载板(510)呈圆环状,承载板(510)的外侧壁与钻头本体(200)的内侧壁连接,所述导向板(520)呈喇叭状,所述导向板(520)的大口径端与钻头本体(200)的内侧壁连接,所述导向板(520)的小口径端与承载板(510)的内侧壁连接。
5.根据权利要求3所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述气动腔体(600)与导气管(800)连通,所述导气管(800)嵌设在钻头本体(200)的侧壁中和钻管(100)的侧壁中。
6.根据权利要求1所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述气动腔体(600)对称设有两个,每个所述气动腔体(600)内均设有岩芯收集组件(700),所述岩芯收集组件(700)包括滑动连接在气动腔体(600)内的活塞块(710),所述活塞块(710)靠近钻头本体(200)中心线的一侧固定连接有挡板(720)。
7.根据权利要求6所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述气动腔体(600)由隔离板(610)、导向套(500)的承载板(510)和导向板(520)围成,所述隔离板(610)的上侧面和承载板(510)的下侧面均设有导轨(620),所述活塞块(710)滑动设置在导轨(620)上。
8.根据权利要求7所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述导向板(520)上设有可使挡板(720)穿过的条形孔(521)。
9.根据权利要求7所述的一种提高石灰岩地区桩基础施工勘察岩芯采取率的方法,其特征在于:所述气动腔体(600)靠近钻头本体(200)中心线的一端设有限位板(630)。
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2020
- 2020-12-29 CN CN202011600173.9A patent/CN112647879B/zh active Active
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