[发明专利]桩基冲击钻孔地质分层方法

说明书

本发明涉及桩基工程冲击钻孔地质分层领域，为了提高桩基冲击钻孔地质分层准确性，提供了桩基冲击钻孔地质分层方法，包括：步骤1、钻孔原始资料采集；步骤2、基于钻孔原始资料计算钻进指数μ_i及相对钻进指数λ_i：μ_i＝60ΔV _i/(E _iT _i)，ΔV _i表示冲击钻钻进体积，E _i表示冲击钻冲击势能，T _i冲击钻钻进时间，ΔV _i＝1/4πD ²ΔH _i，D表示钻孔直径，ΔH _i表示每个钻探周期内钻进累计进尺，E _i＝Mgh _iN _i，M表示冲击钻锤重，h _i表示冲程，N _i表示冲击次数；n为钻探周期统计次数；步骤3、绘制钻进指数‑孔深曲线及相对钻进指数‑孔深曲线；步骤4、基于步骤3绘制的曲线进行冲击钻孔地质分层。采用上述步骤提高了桩基冲击钻孔地质分层准确性。

技术领域

本发明涉及桩基工程冲击钻孔地质分层领域，具体是一种桩基冲击钻孔地质分层方法。

背景技术

在公路工程、铁路工程及房屋建筑工程等领域桩基工程中，桩基需满足承载力设计要求，而桩基承载力主要由桩周及桩端岩土体提供，因此不管在桩基设计阶段，还是在桩基施工阶段，查明桩基地质情况非常重要。在桩基设计阶段，主要采用地质钻探的方法通过钻探揭示的岩芯来查明桩基地质情况，进行地质分层，为桩基设计提供正确的地质资料。受工程规模、现场地形条件及勘探深度等因素影响，设计阶段未必能够逐桩查明其地质条件，因此桩基施工过程中，做好桩基施工地质编录，结合前期勘察成果，科学地进行桩基地质分层，为桩基动态设计提供准确的地质资料显得尤为重要，以确保桩基工程合理、安全及经济。

目前，桩基施工成孔主要包括冲击钻孔、旋挖钻孔及人工挖孔等方法。其中，人工挖孔、旋挖钻孔等成孔方法，因采用人工挖掘或旋挖，其渣样(岩芯)或孔壁情况能直观查看桩周地质情况(比如覆盖层深度、基岩风化程度及完整程度等)，桩基地质分层简单。但是，对于冲击钻成孔方法，由于其利用重锤冲击成孔，冲击钻孔作业桩孔处于泥浆环境中，不可直观查看孔壁地质情况，且岩土体由于机械破碎作用，所返渣样相对难以反应桩周地质情况，多依靠进尺快慢、渣样等经验判断桩周地质情况，进行地质分层。

以上方法主要存在以下几个方面的缺点及问题：①目前的冲击钻孔地质分层更多依赖经验判断，对于岩土体钻进属性差异明显的相对好判断，但钻进属性差异不大的较难判断，比如密实漂卵砾石层与相对较软的基岩，可能进尺快慢区别不大，这种情况如果没有真实可靠的前期地勘成果，就相对难以进行地质分层；②从钻进时间来判断桩基地质情况，往往也会存在较大误差，因为在钻进过程中，可能存在卡钻、偏孔、漏浆及塌孔等情况，如果司钻人员不如实记录这些异常情况所花费的时间，往往会造成桩基地质分层较大的误差，甚至是错误；③依靠冲击钻探渣样来判断桩基地质情况也会存在一定的缺陷，比如覆盖层的母岩成分与下伏基岩岩性为同一种岩石，冲击钻返出来渣样往往比较类似，此种情况较难以准确判断桩周地质情况，进行桩基地质分层。④目前桩基冲击钻孔地质分层更多的是依靠钻探的某一项或某几项属性进行，未综合考虑岩土性质、锤重、冲程、冲击次数及桩孔尺寸等因素，更多的是一种经验的定性判断，未建立起考虑各因素综合影响下的量化判断指标。

发明内容

为了提高桩基冲击钻孔地质分层准确性，本申请提供了一种桩基冲击钻孔地质分层方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

桩基冲击钻孔地质分层方法，包括：

步骤1、钻孔原始资料采集；

步骤2、基于钻孔原始资料计算钻进指数μ_i及相对钻进指数λ_i：