Инженерно-геологические изыскания для определения характеристик грунтов ч.II

Проводя инженерно-геологические изыскания для строительства принято изучать грунты как основание, среду или даже материал предполагаемых к строительству сооружений, заключенные в исследуемых грунтах подземные воды, текущие в них физико-геологические процессы в различных формах их проявления.

БУРОВЫЕ РАБОТЫ

Оценивая вероятные расходы и планируя рабочее время на различные стадии геологических изысканий для строительства надо помнить о том, что наиболее дорогостоящим, сложным и длительным по времени видом изыскательских работ по праву и не без основания на то считаются буровые работы. При формировании бюджета строительства надо обязательно учитывать и этот существенный фактор.

Предназначение буровых работ

Непосредственно к буровым работам относится создание скважин инженерно-геологического назначения различного диаметра и глубины, которое производится в основном механическими способами. Создание скважин кроме самого процесса бурения скважин включает в себя так же ряд различных вспомогательных работ. Это проведение планировки буровой площадки, монтаж и последующий демонтаж буровой вышки или мачты, а так же другого оборудования, применяемого в буровом деле, приготовление специального промывочного агента, погружение или извлечение обсадных труб и некоторые другие операции.
Буровой скважиной называется горная выработка цилиндрической формы и значительной длины при относительно малом диаметре. При проведении инженерно-геологических изысканий соотношение глубины скважины к её диаметру должно находиться в пределах значений 0,2 – 0,001.
Бурение инженерно-геологических скважин на проведении изыскательских работ производится с целью получения данных о состоянии геологического разреза, сбора образцов грунтов для определения их составов, состояния, а так же изучения их физико-механических характеристик.
Задачи, решаемые бурением скважин, определяют ряд специальных требований к данному процессу. Такие требования в значительной мере отличаются от них же, принятых для поисков и разведки различных полезных ископаемых, а так же изучения подземных вод.
Сравнивая геологоразведочное и инженерно геологическое бурение, надо заметить, что техническая база для их проведения остается одна и та же. Тем не менее, располагая одинаковой технической базой, геологоразведочное и инженерно-геологическое бурение предназначается для различных целей и предназначено для решения разных задач. Обозначим их различие:
Объектами инженерно-геологического бурения являются верхние слои земной коры, находящиеся в зоне соприкосновения с инженерными конструкциями, при проектировании которых и производится такое бурение. Обычно глубина инженерно-геологических скважин редко превышает 10-15 метров. При проведении геологоразведочного бурения возможная глубина скважин как правило на порядок выше или даже больше. При этом главный объем инженерно-геологического бурения производится в нескальных грунтах, а геологоразведочного, наоборот, в скальных.
Образец (керн породы), извлеченный из скважины в процессе геологоразведочного бурения, изучается главным образом с точки зрения его состава, при инженерно-геологическом бурении, картина несколько иная - в равной мере важным является как состав извлеченных образцов породы, так и их свойство и состояние.
Приведенная выше специфика предъявляет дополнительные требования к технологии бурения инженерно-геологических скважин. Необходимость определения характеристик состава, свойств и состояния массива грунтов определяет использование грунтоносов для отбора монолитов при проведении инженерно-геологического бурения, что совершенно не применяется в геологоразведочном бурении. Весьма небольшая глубина скважин при инженерно-геологических работах дает возможность применять в этом случае методы зондирования, которые отличны от классического бурения. При геологоразведочных изысканиях статическое зондирование на практике не применяется.

Главными требованиями к инженерно-геологическим скважинам являются:

1. Возможность получения полных данных о гидрогеологическом и геологическом строении обследуемых территорий, 2. Возможность получения исчерпывающих и точных данных о физико-механических свойствах пород, 3. Возможность обеспечение производства опытных работ с надлежащим качеством как в процессе бурения, так и по его окончанию.
К наиболее существенным особенностям инженерно-геологических скважин должны быть отнесены следующие:
Не большая их глубина (Значение определяется типом проектируемого здания и
геологическими условиями на участке строительства);
Малое различие в диаметре скважин; этот параметр определяется только типом и характером опробования при бурении;
Происходящий безостановочный отбор керна из скважины, в процессе бурения должен быть гарантирован 100 процентный выход керна.
Из скважины осуществляется непрерывный или же поинтервальный отбор образцов (монолитов) породы со сложением, приближенным к природному;
В некоторых скважинах производятся разнообразные опытные работы, которые по времени могут оказаться более продолжительными, нежели сам процесс бурения;
По окончанию буровых работ обязательно должен проводиться тампонаж скважин для ликвидации пустот и искусственных каналов для циркуляции грунтовых вод;
Разбросанность объектов изысканий, огромное различие в условиях бурения инженерно-геологических скважин:
Приведенная выше специфика является необходимой исходной предпосылкой, используемой при разработке технологических приемов бурения и специальных технических средств, организации буровых работ.

Виды типовых конструкций инженерно геологических скважин.

К конструкции инженерно-геологических скважин предъявляются следующие требования:
1. Конструкция инженерно-геологических скважин должна соответствовать современному состоянию производства изыскательских работ и отвечать требованиям по их соответствию развитию технического прогресса в сфере геологических изысканий. Конкретно, необходимо учитывать все более широкие применения в проведении изысканий полевых методов, постоянное совершенствование технологии и техники отбора монолитов в следствии внедрения грунтоносов, более широкого использования каротажных методов, новейшего опытно-фильтрационного оборудования.
2. Конструкция скважин должна учитывать все существующие нормативно-методические документы (СНиПы, инструкции, стандарты, указания и рекомендации). В соответствии с ГОСТ 12071-72 должны использоваться грунтоносы с внутренним диаметром не менее чем 9 см. Соответственно, диаметр скважин, используемых для отбора монолитов, должен быть не менее 127 мм в диаметре. Так же ГОСТ 12374-77 предписывает использовать величину площади штампа для испытаний грунтов статической нагрузкой в 600 кв. см.. Соответственно наименьший диаметр скважины для проведения таких испытаний должен быть не менее 325 миллиметров.
3. Конструкция скважины должна учитывать современное техническое состояние оснащения при проведении геологических изысканий буровыми станками и другим изыскательским оборудованием.
4. При создании конструкции скважин необходимо учитывать применение технологии прогрессивных методов бурения.

Классификация буровых скважин.

Главная задача классификации буровых скважин состоит в рациональном и обоснованном выделении таких групп, для которых требуются единые технические способы и средства их проходки, средства и методики опробования.
При выборе способов бурения, конструкций скважин, типов буровых станков, инструментов и режимов выполнения проходки скважины решающее значение имеют следующие основные факторы:
- основное предназначение скважин;
- проектная глубина скважины;
- прочность пород и их устойчивость к обрушению стенок скважины;
- геологические условия ведения буровых работ.
Назначение буровых скважин.
По своему предназначению скважины делятся на 1) зондировочные, 2) разведочные, 3) гидрогеологические, 4) специальные
Назначение инженерно-геологических скважин, их параметры и правила отбора образцов породы приведены в следующей таблице: