金刚石钻头是测量地基（桩基）承载力的主要钻探工具

钻具是测量地基（桩基）承载力的主要钻探工具

钻具主要口径有75mm、91mm、101mm和110mm，其中应用***多的是101mm，钻具价格一般在330元左右，作为测量地基承载力的主要钻探配件，一直是金钻钻头厂家畅销的产品。本文将介绍地基（主要是桩基）地基承载力、承载力的影响因素以及承载力的测量，对于保证地基强度和稳定性提供一定的施工参考意见。

地基桩基结构示意图

一、地基（桩基）承载力简介

地基（桩基）是一种常用的基础的形式，是深基础的一种。当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基稳定性不能满足建筑物的要求时，钻具报价，常采用桩基础。

桩基通常由若干根桩组成，桩身全部或部分埋入土中，顶部由承台联成一体，构成桩基础，再在承台上修筑上部建筑。

桩基础按承台的位置分为低桩承台桩基础和高桩承台桩基础两种。低桩承台桩基础的承台底面位于地面以下，髙桩承台桩基础的承台底面在地面以上（主要在水中）。其设计计算方法也不相同。在工业与民用建筑中，大多采用低桩承台桩基础。而桥梁、港口、码头等构筑物，常采用髙桩承台桩基础。

二、地基（桩基）承载力的影响因素

桩基础的主要功能是将荷载传至地下较深处的密实土层，以满足承载力和沉降的要求。因而具有承载力高、沉降速率低、沉降量较小而且均匀等特点，能承受竖向荷载、水平荷载、土拨力即由机器产生的振动或动力作用等。影响其承载力的主要因素有：

1、土的物理力学性质：地基土的物理力学性质指标直接影响承载力的高低。

2、地基土的堆积年代及其成因，堆积年代愈久，一般承载力也愈高，冲洪积成因土的承载力一般比坡积土要大。

3、地下水。从承载力计算公式中可以看出出的重度大小对承载力的影响，地下水位上升时，土的天然重度变为净重度，承载力也应减小。另外，地下水大幅度升降会影响地基变形，湿陷性黄土遇水湿陷，膨胀土遇水膨胀、失去收缩，这些对承载力都有影响。

4、建筑物性质。建筑物的结构型式、体型、整体刚度、重要性以及使用要求不同，对容许沉降的要求也不同，因而对承载力的选取也应有所不同。

5、建筑物基础。基础尺寸及理深对承载力也有影响。

三、地基（桩基）承重力的测量

出于桩的工作形状随桩的几何尺寸及成桩方法不同而有所变化，可以按桩径d的不同将桩划分为小直径桩、中等直径和大直径桩。其桩径的界线大体是：d≤250mm为小桩（微型桩）；250mm800mm为大直径桩。对于端承型大直径桩又称为墩，常在坚硬的桩端持力土层埋葬不深时采用，往往还可以做成扩底形式以提高承载能力。地基的多样性以及复杂性导致确定地基承载力是一件比较复杂的工作。我国通常采用地质取芯钻进技术，利用钻具对地基进行取芯钻进，一般要求钻头能够钻进地基深度的2/3以上，对于抽取的岩心进行技术鉴定，确定建筑地基承载力的特征值。

?金刚石钻头水口对进尺效率的影响

钻具水口对进尺效率的影响

钻具在高速钻进的时候产生了大量的热量和岩屑，钻具厂家，为了保证冲洗液/泥浆液的正常循环，钻头胎体端面部分必须设计水口和内外水槽。水口的形状和数量对钻头的进尺效率都有一定的影响。

1，钻具水口的形状对进尺效率影响

目前常用的地质取芯钻头的水口形状有四种，分别是直水口、正螺旋水口、反螺旋水口及底喷水口。螺旋形的水口设计是为了解决在冲洗液或者是泥浆液的浓度很高的情况下循环不畅的问题，正、反循环水口分别对应正、反循环钻具的钻进，高速旋转时产生巨大的漩涡能加快液体流速进而达到进尺目的；底喷水口常用在绳索取芯钻头上，目的是防止水口堵塞造成烧钻，然而实际效果并不是很明显，对钻头的进尺效率反而有的影响，因此应用范围不广；使用***多的是直水口，不仅仅是这样的设计有助于钻头的加工，在实际钻进过程中更容易使岩屑排出，加快了液体循环的速度，保护钻头胎体的同时加快了进尺效率，目前金钻钻头均采用这样水口的设计。

几种常见的钻具水口

2，钻具水口数量对进尺效率的影响

钻头水口的宽度有4 mm、6mm、8mm、10mm、12mm和14mm几种规格。越宽的水口，其能够配置更大泵量和泵压的水泵或者是泥浆泵，钻进效率会越高。同理的，水口数量越多单位时间内通过的水流量就越大，进尺效率也应该越大。但是，过多的水口会占据过多的胎体面积，使得切削岩石的金刚石的基体面减少，对钻进是不利的，同时钻头胎体牙齿承载面积变小，容易造成钻头掉胎的问题。因此，金钻的110mm金刚石钻头用了12个水口，既满足冲洗液的正常循环，同时合理的金刚石胎体切削面积保证了每颗单晶有足够的轴压进行钻进。

目前很多厂家生产超小齿的钻头，旨在减少钻头胎体和岩层的接触面积而达到加快进尺的目的，其实钻头进尺效率不光光是简单的水口因素决定的，过多的水口反而会使得金刚石难以得到足够的压力进尺岩石的吃入，钻具价格，钻进坚硬岩层光靠增加水口数量是达不到目的的，应该使用胎体度数为6-8度的钻具，这类钻头有合理的水口形状和数量，重要的是它是极坚硬岩层的克星。

岩石的物理性质对选择钻具的影响

说到岩石的物理性质，机长们经常说道的就是它的组成、硬度和致密性。其实岩土工程作为一门***性的学科，对于岩石的物理性质的研究是非常复杂，远不止我们日常运用的几个性质，并且岩石的物理性质对于钻具的选择是起到决定性的。因此判断岩石的物理性质常常作为地质勘探和岩土工程的入门级必修科目。

常见岩石的物理性质

岩石的物理性质包括岩石的表观性质和岩石的力学性质：

一、岩石的表观性质

包括密度与孔隙度、含水性与透水性、松散性和流散性以及稳定性。它们是可以通过岩石的表观特征看出来或者是检测出来的，是对岩石***基本认识的几个主要参数，临汾钻具，也是机长对于金刚石钻头的选择主要参考依据。

1、密度与孔隙度

岩石的质量与其体积之比称为岩石的密度。而岩石的孔隙度则是岩石中的孔隙的体积与岩石的体积之比。

2、岩石的含水性与透水性

岩石的含水性一般用含水度表示，它是孔隙中水的体积与岩石的体积之比。岩石的含水性与岩石的孔隙度成正比关系。岩石的透水性，以单位时间内通过岩石的水量来表示。一般岩石的空隙度越大，透水性越高，岩石的强度和稳定性便越低。

3、松散性和流散性

松散性是指岩石结构的致密程度，松散性强的岩石即岩石的颗粒之间的连接力弱，容易破碎坍塌，这类破碎的填石或者是卵石应该使用金钻25-28度/研50金刚石钻头。岩石的自由面，有极力趋向水平的性能，称为流散性。岩石的松散性和流散性都给钻探施工带来困难。

4、稳定性

在岩体内有自由面（如钻孔）时，岩石能保持不坍塌、不崩落的性能称作稳定性。

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