鉆探過程和鉆進(jìn)方法
根據(jù)自然條件的復(fù)雜性以及工程要求選擇鉆探設(shè)備和鉆進(jìn)方法。鉆機(jī)一般分為回轉(zhuǎn)式和沖擊式兩種。
回轉(zhuǎn)式鉆機(jī)是利用鉆機(jī)的回轉(zhuǎn)器帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)，磨消孔底地層而鉆進(jìn)，通常使用管狀鉆具，能取柱狀巖芯樣品。
沖擊式鉆機(jī)則利用卷揚(yáng)機(jī)借鋼絲繩帶動(dòng)有一定重量的鉆具上下反復(fù)沖擊，使鉆頭擊碎孔底地層而形成鉆孔后用抽筒提取巖石碎塊或擾動(dòng)土樣。針對(duì)不同的巖石及地層條件，可選取不同的鉆進(jìn)方式、鉆機(jī)與鉆具。
工程地質(zhì)鉆探可根據(jù)巖土破碎的方式，將鉆進(jìn)的方法分為以下四種：
沖擊鉆進(jìn)
沖擊鉆進(jìn)法采用底部圓環(huán)狀鉆頭。鉆進(jìn)時(shí)將鉆具提升到一定高度，利用鉆具自重，迅猛放落，鉆具在下落時(shí)產(chǎn)生沖擊動(dòng)能，沖擊孔底巖土層，使巖土層達(dá)到破碎之目的而加深鉆孔。
回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)
回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)法采用底部嵌焊有硬質(zhì)合金的圓環(huán)狀鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)。鉆進(jìn)中施加鉆壓，使鉆頭在回轉(zhuǎn)中切入巖土層，達(dá)到加深鉆孔的目的。在土質(zhì)地層中鉆進(jìn)，有時(shí)為有效地完整地揭露標(biāo)準(zhǔn)地層，還可以采用勺形鉆鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)。
沖擊-回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)
沖擊-回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)綜合了前兩種鉆進(jìn)方法在地層鉆進(jìn)中的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到提高鉆進(jìn)效率的目的。其工作原理是：在鉆進(jìn)過程中，鉆頭克取巖石時(shí)，施加一定的動(dòng)力，對(duì)巖石產(chǎn)生沖擊作用，使巖石的破碎速度加快，破壞粒度比回轉(zhuǎn)剪切粒度增大。同時(shí)由于沖擊力的作用使硬質(zhì)合金刻入巖石深度增加，在回轉(zhuǎn)中將巖石剪切掉。這樣就大大提高了鉆進(jìn)的效率。
沖擊-回轉(zhuǎn)-振動(dòng)鉆進(jìn)
沖擊-回轉(zhuǎn)-振動(dòng)鉆進(jìn)綜合了前三種鉆進(jìn)方法在地層鉆進(jìn)中的優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到提高鉆進(jìn)效率的目的。采用機(jī)械動(dòng)力所產(chǎn)生的振動(dòng)力，通過連接桿和鉆具傳到圓筒形鉆頭周圍土中。由于震動(dòng)器高速振動(dòng)的結(jié)果，圓筒鉆頭依靠鉆具和振動(dòng)器的重量使得土層更容易被切削鉆進(jìn)，切鉆進(jìn)速度較快。
造成土試樣擾動(dòng)有三個(gè)原因：
一是外界條件引起的土試樣的擾動(dòng)，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(shí)，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(duì)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(shí)，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(zhǎng)度和面積。當(dāng)切如土層時(shí)，會(huì)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(dòng)。
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(dòng)。為此，在采取土試樣過程中，應(yīng)力求減小對(duì)試樣的擾動(dòng)，要盡力排除各種可能增大擾動(dòng)量的因素。
按照取樣方法和試驗(yàn)?zāi)康?，巖土工程勘察規(guī)范對(duì)土試樣的擾動(dòng)程度分成如下的質(zhì)量等級(jí)：
一級(jí)—不擾動(dòng)，可進(jìn)行試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量、密度、強(qiáng)度系數(shù)、變形參數(shù)、固結(jié)壓密系數(shù)。
二級(jí)—輕微擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量、密度。
三級(jí)—顯著擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義、含水量。
四級(jí)—完全擾動(dòng)，可進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目有：土類定義。
在鉆孔取樣時(shí)，采用薄壁取土器所采得的土樣定為一～二級(jí)；
對(duì)于采用中厚壁或厚壁取土器所采得的土樣定為二～三級(jí)；
對(duì)于采用標(biāo)準(zhǔn)貫入器、螺紋鉆頭或巖芯鉆頭所采得的粘性土、粉土、砂土和軟巖的試樣皆定義為三～四級(jí)。
從上可見，為取得一級(jí)質(zhì)量的土試樣，普遍采用薄壁取土器來采取，以滿足土工試驗(yàn)全部的物理力學(xué)參數(shù)的正確獲得。
減少土試樣擾動(dòng)的注意事項(xiàng)
為保證土樣少受擾動(dòng)，采取土試樣的前后及過程中應(yīng)注意如下事項(xiàng)：
合理的鉆進(jìn)方法是保證取得不擾動(dòng)土樣的前提。
也就是說，鉆進(jìn)方法的選用首先應(yīng)著眼于確?？椎讛M取土樣不被擾動(dòng)。這一點(diǎn)幾乎對(duì)任何種土樣都適用，而對(duì)結(jié)構(gòu)敏感或不穩(wěn)定的土層尤為重要。從國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)看，主要有以下幾點(diǎn)要求：
1）在結(jié)構(gòu)性敏感土層和較疏松砂土層中需采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，而不得采用沖擊鉆進(jìn)；
2）以泥漿護(hù)孔，可以減少擾動(dòng)。并注意在孔中保持足夠的靜水壓力，防止因孔內(nèi)水位過低而導(dǎo)致孔底軟粘性土或砂層產(chǎn)生松動(dòng)或涌起；
3）取土鉆孔的孔徑要適當(dāng)，取土器與孔壁之間要有一定的距離，避免下放取土器時(shí)切削孔壁，擠進(jìn)過多的廢土。尤其在軟土鉆孔中，時(shí)有縮徑現(xiàn)象，則更需加大取土器與孔壁的間隙。鉆孔應(yīng)保持孔壁垂直，以避免取土器切刮孔壁；
4）取土前的一次鉆進(jìn)不宜過深，以免下部擬取土樣部位的土層受擾動(dòng)。并且在正式取土前，把已受一定程度擾動(dòng)的孔底土柱清理掉，避廢土過多，取土器頂部擠壓土樣；
5）取土深度和進(jìn)土深度等尺寸，在取土前都應(yīng)丈量準(zhǔn)確。
取土過程中，如提升取土器、拆卸取土器等每個(gè)操作工序，均應(yīng)細(xì)致穩(wěn)妥，以免造成擾動(dòng)。
取出的土應(yīng)及時(shí)用蠟密封，并注明上下，貼上標(biāo)簽，作好記錄；
另外（即除了鉆探過程的問題外），在土樣封存、運(yùn)輸和開工做試驗(yàn)時(shí)，都應(yīng)注意避免擾動(dòng)。嚴(yán)防振動(dòng)、日曬、雨淋和凍結(jié)。