混凝土长芯样钻取技术

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1、混凝土大孔径长芯样钻取技术摘要：大孔径长芯样的钻取能揭示混凝土原状，真实地反映出混凝土的浇筑质量状况，长芯样的取得对混凝土密实度、层面胶结情况等质量方面的鉴定能提供更为有力的证据。关键词：混凝土长芯钻取　1.　钻孔技术1.1　钻孔结构（1）孔径较大：混凝土长芯样的钻取，适宜的孔径为φ150～219mm；（2）孔深较深：考虑到采用整根长岩芯管取芯效果较好，而孔口几米由于受设备及工艺限期，一般不宜取长芯，所以孔深宜设计在20.0～30.0m；（3）垂直精度较高：如果钻孔垂直偏差较大，钻具在钻进过程中

2、容易产生振动，使芯样承受较大的侧向压力，造成混凝土芯样在浇筑层面或密实性欠佳等部位产生断裂，所以应确保钻孔有较高的垂直精度。1.2　钻机选型及材料准备   　（1）钻机选型  基于钻孔结构要求，要确保长芯样钻取时芯样不断，选用400型～600型回转取芯钻机，如XY-4型、GQ-60型等钻机，该类钻机特点是自重大，稳定性好，钻杆直径大，回转精度较高，钻进稳定，钻进扭矩大，适合于φ150以上的大口径取芯钻进。在上机之前应调整好钻机立轴动力头与滑轨之间的间隙，要保证立轴动力头在钻进时平稳，消除引起钻机

3、钻进不平稳的一切因素。   　（2）材料准备  钻具与钻杆等管材的弯曲度应＜0.3%，螺纹连接后应保证同轴度＜φ0.05mm，端面与轴线的垂直度＜0.10mm。钻杆宜选用φ89或φ114的钻杆，大钻杆刚性较大，在钻进过程中受压抗弯曲性能较好，钻进平稳，可避免钻杆晃动对芯样产生扰动；并能承受较大的扭矩，不易发生孔内事故。   　金刚石钻头与扩孔器的选用：开始取长芯样时，根据所取部位混凝土的特性及可能切割的钢筋与冷却水管(钢管)预估数量，确定金刚石钻头的有关配方参数，在此要求金刚石目数为40～45#

4、，品级为JR5，钻头胎体硬度为23～28°。1.1.3确定合理的钻进参数4   　根据金刚石的性质和破碎机理，金刚石钻进具有以高转速为主体钻进特点，但必须配以相应适当的压力，尽量减少对金刚石及芯样的振动冲击作用，并需有足够的水量，保证钻头充分冷却。根据理论计算和实践证明，在混凝土取芯施工过程中，采用下列合理的钻进参数，是取得长芯样并获得最佳钻进效率的重要保证。根据混凝土骨料硬度级配不同与钻进过程中孔深的不断加深，长芯样钻进时效应控制在0.3～0.5m/h；孔底钻进压力根据混凝土的实际的抗压强度，

5、可控制在5～10MPa，随着孔深的增加，钻具与钻杆自身重量将增大，应适时使钻机反向加压，以便调节孔底钻进压力；转速控制在60～200r/min，冲洗液量控制在40～80L/min。1.1.4钻进施工过程控制   （1）场地要求  长芯样在取芯时一般要求吊车或门塔机配合，运输时需要15.0m长以上的拖车，所以混凝土长芯样孔位布置时应考虑施工场地应满足上述要求。   （2）固机开孔  孔位必须采用全站仪放样，孔位偏差控制在5mm之内，为便于开孔与测斜，孔位处应预先埋设一定位钢板，必须用水平尺将钻机机

6、架调平后采用地锚固定，并用高标号砂浆将机架埋设好待凝3天，钻机就位后对准孔位，必须用经纬仪与垂直吊线法将钻机前后左右进行调平，采用螺丝锁紧固定，准备就绪后方可开孔。孔位放样完成后，必须采用地锚将钻机机架固定，钻机就位后对准孔位，并用经纬仪或垂直吊线法将钻机调平，准备就绪后方可开孔。开孔应采用钻机的最低转速，一般为40～60r/min，钻压采用低压，确保开孔的垂直度。   （3）正常钻进  正常钻进时钻进压力、水量、转速应统一调整到最佳状态。采用短岩芯管开孔钻取至一定孔深后，可开始取长芯样。长芯样

7、钻取时应尽量采用长岩芯管钻进，以便减少对芯样的扰动。若混凝土强度较高，岩芯管的连结同轴度能满足要求，也可采用短岩芯管用空心直接头连结进行钻进。当芯样长度达到要求后，确认芯样未断，应采用整根长岩芯管取芯。   （4）钻进冲洗液  如有必要可选用润滑冲洗液钻进，以提高冲洗液携带岩粉的能力，避免钻孔过程中产生的岩粉及碎渣沉积对芯样产生扰动，并及时冷却钻头，还能使芯样完整光洁。一般润滑剂采用普通洗衣粉就可以。高效润滑剂有L-HP等产品，该润滑剂除润滑性能好，净洗率强外，还有较好的抗钙镁和抗乳能力，能在芯

8、样表面形成保护膜，可进一步提高在混凝土缺陷部位取得原状芯样的成功率。为防止钻进冲洗液对工作面的污染，应对冲洗液进行净化和回收。   （5）防偏措施   　①钻机要求固定牢固保证水平，确保钻进平稳；   　②钻杆、钻具、导正器与导向管、各类接头等材料确保加工精度；   　③开孔要求采用定位板定位，孔口15.0cm内要从严控制偏斜，以便下部钻进时利用上部直孔段导向，根据测斜情况合理确定与调整孔内导正器安装位置。   　④以均匀进尺为主要标准来合理调整钻进压力与回转速度。41.2取芯技术  　长芯样钻