Описание используемых на практике геологических методов изысканий

Буровые работы

Буровая скважина представляет собой цилиндрическую выработку в грунте. Место на поверхности земли, где забуривается скважина, называется ее устьем. Дно скважины – забоем, стенки скважины – стволом скважины.

В практике инженерных изысканий бурение разведочных скважин производят разными диаметрами – от 36мм до 156мм и на разную глубину – от первых метров до 100-150м и более. Скважины условно подразделяют на мелкие – до 10м, средней глубины – от 10 до 30м, глубокие – от 30 до 100м и весьма глубокие – более 100м.

При инженерно-геологических исследованиях бурение скважин должно обеспечивать:

1) изучение всего геологического разреза независимо от мощности слоев, прослойков, линз грунтов, пересекаемых скважиной, т.е. полноту разреза;

2) точное установление положения геологических границ, пересекаемых скважиной, сланцеватости, границ зон, положения слабых прослойков, трещин, пустот, мерзлых грунтов, водоносных горизонтов и др.;

3) сохранение, минимальнуюнарушенность естественного сложения, влажности и вообще физического состояния грунтов, извлекаемых из скважины в виде керна и образцов, для полной и достоверной их характеристики и оценки;

 

4) возможность отбора проб грунтов с любой глубины для изучения их состава, строения и физико-механических свойств;

5) возможность выполнения комплекса наблюдений за изменением физического состояния грунтов по глубине, за появлением и установившимся уровнем подземных вод, верней и нижней границ мерзлых пород;

6) производство в скважинах опытных работ для изучения свойств грунтов и водоносных горизонтов;

7) использование скважин для организации режимных (стационарных) наблюдений за режимом подземных вод, деформациями грунтов и др.

Не каждая скважина решает все задачи, напротив, обычно скважина бывает предназначена для решения одной или нескольких задач.

При производстве инженерных работ буровые скважины иногда подразделяют на разведочные, инженерно-геологические, геотехнические, гидрогеологические и др.

Бурение скважин на сегодняшний день главный метод инженерно-геологических изысканий, однако, бурение не решаетмногих задач и является подготовкой для ихрешения.

Основная цель бурения – вскрыть глубокие горизонты основания и геологической среды, которые не видны на обнажениях и недоступны шурфам.

Ручной способ бурения скважин постепенно выходит из применения в связи с его большой трудоемкостью, однако он пока остается незаменимым при бурении неглубоких скважин на труднодоступных участках из подвалов зданий, при небольшом объеме работ. При помощи ручного бурения можно определить перечень грунтов, найти границы устойчивости уровня грунтовых вод, отобрать образцы для некоторых лабораторных анализов. Портативный комплект позволяет доставить его в нужное место.

Полевые испытания грунтов (в комплекте с лабораторными и (или) с геофизическими исследованиями) проводятся для:

1. Изучения массивов грунтов, расчленения геологического разреза, оконтурирования линз и прослоев слабых и других грунтов; определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания;

2. Определения пространственной изменчивости свойств грунтов;

3. Оценки возможности погружения свай в грунты и несущей способности свай;

4. Проведения стационарных наблюдений за изменением во времени физико-механических свойств намывных и насыпных грунтов;

5. Определения динамической устойчивости водонасыщенных грунтов.

Основными методами полевых исследований грунтов являются:

· Статическое и динамическое зондирование;

· Испытания штампом, прессиометром и др. (испытание на срез целиков грунта, вращательный срез, поступательный срез, испытание эталонной сваей)

· Термометрические наблюдения (при исследованиях многолетнемерзлых грунтов)

Полевые методы отличаются тем, что испытание грунтов производят непосредственно на строительной площадке.

Преимущества: используется большой объём грунта в естественном напряженном состоянии, при естественных температурах, природной влажности, текстуре, структуре. Полевые методы дороже, чем лабораторные, так как требуется специальное оборудование.

Зондирование

Используется для изучения толщ пород до глубины 15-20 м. Сущность метода заключается в определении сопротивления проникновению в грунт металлического наконечника (зонда). Зондирование дает представление о плотности и прочности грунтов на определенной глубине.

Зондирование – это полевой экспресс-метод косвенного, то есть не непосредственного, определения геологического строения грунтовой толщи участка, состояния и свойств грунтов.

Этот метод используется при изучении песчаных и глинистых грунтов, которые не содержат или мало содержат примесей щебня или гальки. По способу погружения наконечника различают зондирование динамическое и статическое. При статическом зондировании конус в грунт задавливается платно, а при динамическом его забиваютмолотом.