Термінова допомога студентам
Дипломи, курсові, реферати, контрольні...

Инженерно-геологические пошуки визначення характеристик грунтів і оснований

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Зерновий (гранулометрический) склад. Під зерновим складом зміст щодо маси груп частинок грунту різної крупности стосовно загальній масі абсолютно сухого грунту. За даними зернового складу породи то, можливо отримана приблизна характеристика водопроникності піщаних порід; за тими самими даним можуть бути дані оцінка можливості вимивання дрібних піщаних частинок породи з-під підстави споруд й інші… Читати ще >

Инженерно-геологические пошуки визначення характеристик грунтів і оснований (реферат, курсова, диплом, контрольна)

1. Походження грунтов.

2. Складові частини грунтов.

3. Види води в грунтах та його свойства.

4. Фізико-механічні властивості грунтов.

ИНЖЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПОШУКИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ.

1. Бурові работы.

1. Призначення бурових скважин.

2. Типові конструкції інженерно-геологічних скважин.

3. Класифікація бурових скважин.

4. Особливості і науковотехнологічна галузь застосування різних способів буріння скважин.

5. Рекомендації по раціонального використання різних способів бурения.

6. Загальні засади про геологічної документації і відборі зразків під час проведення бурових робіт. 2. Статична зондування. 3. Відбір проб грунтів для лабораторних досліджень. Правила відбору проб. Консервування монолитов.

1.Происхождение грунтов.

Магматичні гірські породи утворилися внаслідок остигання магми, соціальній та результаті горнообразовательных процесів. У результаті фізичного та хімічного вивітрювання вони поступово перетворювалися на пухкі гірські породи. Роздрібнені частки гірських порід переміщалися в знижені частини землі, де відкладалися, створюючи осадові гірські породи. Якщо у процесі гороутворення вони виявилися близько до землі, то під впливом хімічного вивітрювання утворювали крупноскелетные чи дрібнодисперсні грунты.

Грунтами будівельники називають верхні верстви кори вивітрювання літосфери і належать до ним скельні, полускальные і пухкі гірські породы.

Найчастіше верхні верстви земної кори складено крупнообломочными, піщаними, пылевато-глинистыми, органогенными і техногенними грунтами. Нижче землі ці дисперсні грунти мають майже повсюдне поширення. Більшість дисперсних грунтів утворилася внаслідок накопичення продуктів фізичного та хімічного вивітрювання. Деякі грунти виникли внаслідок відкладення органічних речовин (наприклад, торф), соціальній та результаті штучної отсыпки чи намиву різних матеріалів (техногенні відкладення). У процесі фізичного вивітрювання утворилися крупнообломочные і піщані грунти. Результатом хімічного і лише частково біологічного вивітрювання є мінерали, складові мелкодисперсную частина пылевато-глинистых грунтов.

2.Составные частини грунтов.

Найчастіше грунти складаються із трьох компонентів: твердих частинок, води та повітря (чи іншого газу), т. е. складові грунту перебувають у трьох станах: твердому, рідкому чи газоподібному. Співвідношення цих компонентів обумовлює багато властивостей грунтов.

Якщо грунт складається з твердих частинок, все пори між якими заповнені водою, він є двухфазной системою. Найчастіше у ґрунті крім твердих частинок та води є повітря чи іншого газ, або розчинений у питній воді, або що у вигляді пухирців. Такий грунт є трехфазной системой.

У мерзлому грунті, ще, міститься лід. Він надає грунту специфічні властивості, які треба враховувати, особливо в будівництві районах поширення вечномерзлых грунтів. Мерзлий грунт є четырехфазной системой.

У деяких грунтах присутні органічні речовини як рослинних залишків чи гумусу. Наявність навіть порівняно невеликого кількості таких речовин, у грунті істотно віддзеркалюється в його свойствах.

3.Виды води в грунтах та його свойства.

Вода в пылевато-глинистых грунтах значною мірою визначає властивості грунту, які залежать насамперед від неї відносного содержания.

Наявність між частинками пылевато-глинистого грунту пов’язаної води визначає її пластичність. У цьому, що товща плівка води, тим менше міцність грунту, і навпаки. Зміна товщини плівок води призводить до зміни його зі стану від майже рідкого до твердого.

Зволоження пылевато-глинистого грунту призводить до збільшення товщини плівок води між частинками і супроводжується збільшенням обсягів грунта.

4.Физико-механические властивості грунтов.

Зерновий (гранулометрический) склад. Під зерновим складом зміст щодо маси груп частинок грунту різної крупности стосовно загальній масі абсолютно сухого грунту. За даними зернового складу породи то, можливо отримана приблизна характеристика водопроникності піщаних порід; за тими самими даним можуть бути дані оцінка можливості вимивання дрібних піщаних частинок породи з-під підстави споруд й інші приблизні показники. З даних аналізу зернового складу то, можливо дано оцінку порід у ролі матеріалу для бетону, земляних гребель, дамб і др.

Для визначення зернового складу застосовуються такі види анализа:

. Механічний аналіз виробляють шляхом поділу порід на цілий ряд фракцій, які відрізняються діаметром частинок. Після поділу на фракції визначають процентний вміст частинок кожної фракції вже о досліджуваної породе.

. Ситовый аналіз залежить від просеивании частинок через набір сит з отворами різного діаметра. Такий спосіб служить для аналізу песков.

. Метод Сабанина, заснований на принципі поділу фракцій за швидкістю падіння частинок, зважених вони в спокійній рідини, служить визначення глинистих і пылеватых піщаних пород.

. Пипеточный метод, принцип якого у відборі піпеткою проб частинок, які встигли у визначені терміни осісти у процесі відстоювання; застосовується для аналізу глинистих пород.

. Ареометрический метод залежить від вимірі спеціальним ареометром щільності взмученных у питній воді частинок породи, мінливих принаймні осадження в водної среде.

. Метод Рутковського, заснований на здібності глинистих фракцій набухати у воді й на різної швидкості падіння частинок у питній воді залежно від своїх розмірів. Користуючись цим методом, можна назвати в породі групи фракцій: глинисту, пылеватую і песчаную.

Механічний аналіз застосовується для зв’язкових і незв’язних порід, мають розмір частинок не свыше20 мм.

Щільність і пористість породи є важливою фізичної характеристикою. Щільність породи є ставлення маси породи, включаючи масу води у її порах, до займаному цієї породою объему.

Щільністю частинок грунту називають ставлення маси сухого грунту до обсягу твердої частини цієї грунту. Щільність частинок грунту у гірських порід змінюється не більше від 2,6 до 2,75 г/см3 для кожної групи порід визначається лише його минералогическим складом. Розмір щільності залежить від мінералогічного складу, вологості, пористости.

Пористість порід є пустоти чи вільні проміжки між мінеральними частинками, складовими породу. Пористість n зазвичай висловлюють як відсоткового відносини обсягу порожнин загального обсягу породы.

Вологістю породи називають ставлення маси води, котра міститься в порах, до масі сухий породи. Вологість породи є дуже важливою характеристикою фізичного стану породи, яка її міцність і інші властивості під час використання в інженерних целях.

Пластичністю називають здатність породи змінювати під впливом зовнішніх сил свою форму, т. е. деформуватися без розриву сплошности і зберігати отриману форму, коли дію зовнішньої сили прекратилось.

Деформируемость глинистих порід під впливом тиску залежить від своїх консистенції (відносної вологості). А, щоб виявити в числових показниках межі вологості породи, завдяки якій вона має пластичністю, запроваджені поняття про верхньому і нижньому межах пластичности.

Нижнім межею пластичності називається така ступінь вологості глинистої породи, коли він глинисте тісто, замішане на дистильованої воді, при раскатывании їх у жгутик діаметром 3 мм починає кришитися внаслідок втрати пластичних свойств.

Верхнім межею пластичності називається така ступінь вологості глинистої породи, коли він глинисте тісто, належне в чашку і розрізане глибокої борозною, зливається після трьох легких поштовхів чашки долонею. При більшою мірою вологості тісто тече без струшування або за одному чи двох толчках.

Набуханием називається здатність глинистих порід при насиченні водою збільшувати свій обсяг. Зростання обсягу породи супроводжується розвитком у ній тиску набрякання. Набухання залежить від вмісту у породі глинистих й частинок пилу та його мінералогічного складу, і навіть від хімічного складу воды.

Набухання враховують при будівельних роботах. Явище набрякання породи зокрема у котлованах, виїмки, і навіть для будівництва гребель і водоймищ, коли змінюються гідрогеологічні умови району споруд і збільшується вологість порід з допомогою знову котра надходить воды.

Усадкой породи називається зменшення обсягів породи під впливом засихання, залежить від її природною вологості: що більше вологість, то більше вписувалося усадка.

Размоканием називається здатність глинистих порід у зіткненні зі стоячій водою втрачати зв’язність і руйнуватися — перетворюватися на пухку масу із застосуванням часткової чи повної втратою несучою здібності. Размокание породи має значення для характеристики її будівельних якостей. Швидкість размокания порід виявляє міру її стійкості під водой.

Для характеристики размокания порід зазвичай використовують два показника: час размокания, протягом якого зразок породи, поміщений у воду, втрачає зв’язність і розпадається на структурні елементи різного розміру; характер размокания, який відбиває якісну картину розпаду зразка породы.

Більшість порід з кристаллизационными ионно-ковалентными структурними зв’язками є практично неразмокаемой. У протилежність їм дисперсні породи (вони ці зв’язку відсутні) размокают. Щільні суглинки і глини, не размокающие у питній воді, розмиваються лише за тривалому вплив текучої води. Размокаемые зв’язкові породи, які характеризуються слабкими структурними зв’язками, розмиваються швидко, причому їх размываемость обумовлюється опором размоканию.

Сжимаемость.

Глинисті породи під впливом навантаження деформуються не руйнуючи. Властивості деформації характеризуються модулем деформації, коефіцієнтом Пуассона, коефіцієнтами сжимаемости і консолідацій, модулями зсуву і об'ємного сжатия.

Деформаційні властивості дисперсних грунтів визначаються їх сжимаемостью під навантаженням, зумовленої зміщенням частинок щодо одне одного й відповідно, зменшенням обсягу пір, внаслідок деформації частинок породи, води, газа.

При визначенні сжимаемости грунтів розрізняють показники, що характеризують залежність кінцевої деформації від навантаження і журналістам зміну деформації грунту у часі при постійної навантаженні. До першої характеристиці показників ставляться коефіцієнт ущільнення, коефіцієнт компресії, модуль опади, до другої - коефіцієнт консолидации.

Зчеплення. Опір грунтів зрушенню — їх найважливіше прочностное властивість, знання якої необхідне рішення інженерно-геологічних завдань. Під впливом деякою зовнішньої навантаження у певних зонах грунту зв’язок між частинками руйнуються, й відбувається усунення одних частинок щодо інших — грунт набуває здатність необмежено деформуватися під даної навантаженням. Руйнування грунту відбувається у вигляді переміщення частині масиву щодо другой.

ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ПОШУКИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ.

У процесі проведення інженерно-геологічних пошуків вивченню підлягають грунти аби, середовище чи матеріал майбутніх споруд, укладені грунтах підземні води, різні физико-геологические процеси переважають у всіх формах їх проявления.

1. БУРОВІ РАБОТЫ.

Найбільш трудомістким, дорогим тривалим за часом виглядом робіт при інженерно-геологічних пошуках є бурові работы.

1.1. Призначення бурових работ.

До буровим роботам ставляться спорудження свердловин інженерногеологічного призначення будь-якого діаметра і глибини, яку здійснювався переважно механічним способом. Спорудження свердловин крім основного процесу — буріння свердловин — включає у собі ряд допоміжних робіт: планування майданчики, монтаж і демонтаж вишки чи щогли чи іншого бурового устаткування, приготування промивного агента, занурення й витягування обсадних труб і др.

Під бурової свердловиною розуміється гірська вироблення, має циліндричну форму значну довжину при порівняно малому діаметрі. При інженерно-геологічних пошуках ставлення довжини до діаметру перебуває не більше 0,2 — 0,001.

Свердловини на пошуках проходяться з вивчення геологічного розтину, відбору зразків грунту з метою визначення її складу, стану і фізико-механічних свойств.

Завдання, можуть бути вирішені з допомогою буріння, визначають ряд специфічних вимог до цього процесу. Ці вимоги істотно відрізняються від пошуків і розвідки з корисними копалинами, вивчення та освоєння підземних вод.

Зіставляючи геологорозвідувальне і інженерно-геологічне буріння, слід зазначити, що технічна база їм загальна. Проте, маючи загальної технічної базою, інженерно-геологічне і геологорозвідувальне буріння мають різні цілі й вирішують різні завдання. Ці розбіжності зводяться до следующему.

Об'єктом инженерно-геологического буріння є верхня частина земної кори, яка перебуває у зоні взаємодії з інженерними спорудами, для проектування яких і було здійснюється це буріння. Середня глибина інженерно-геологічних свердловин становить 10−15 метрів. При геологоразведочном бурінні середня глибина свердловин значно вище. Тому основного обсягу инженерно-геологического буріння ввозяться нескальных грунтах, геологорозвідувального — в скальных.

Зразки (керн), витягнуті у процесі геологорозвідувального буріння, вивчаються переважно з погляду їх складу, при инженерно-геологическом бурінні однаково є важливим склад порушених зразків, їх стан і свойства.

Перелічені особливості пред’являють до технології буріння інженерногеологічних свердловин додаткових вимог. Через війну інженерногеологічного буріння необхідність визначення показників складу, гніву й властивостей масиву грунту визначає широке застосування грунтоносов для відбору монолітів, що цілком не стосується геологорозвідувального буріння. Порівняно невеличка глибина при інженерногеологічному дослідженні уможливлює застосування тут методів зондування, які принципово немає від буріння. При геологорозвідувальних роботах ці методи мало применяются.

Основними вимогами до свердловин инженерно-геологического призначення є: 1) отримання вичерпних даних про геологічному і гидрогеологическом будову досліджуваних територій, 2) отримання необхідних і достатніх достовірних даних про фізико-механічних властивості грунтів, 3) забезпечення можливості виробництва досвідчених робіт належним якістю як у процесі, і після закінчення бурения.

До важливим особливостям інженерно-геологічних свердловин можуть віднести следующие:

. невеличка глибина (визначається виглядом проектованого спорудження та геологічними условиями);

. незначне розбіжність у діаметрах свердловин; діаметр свердловин визначається лише виглядом і характером опробования;

. з свердловин виробляється безперервний відбір керна, у своїй повинен забезпечуватися 100-відсотковий вихід керна;

. з свердловин повинен виробляється безперервний чи поинтервальный відбір зразків (монолітів) грунту зі складанням, близькими до природному;

. в свердловинах проводяться різноманітні досвідчені роботи, котрі за часу бувають більш тривалі, ніж процес бурения;

. після завершення робіт у обов’язковому обов’язковому порядку повинен виробляється тампонаж свердловин за метою ліквідації штучних каналів і порожнин для циркуляції грунтових вод;

. надзвичайна різноманітність умов буріння свердловин, розпорошеність об'єктів изысканий.

Це особливості є необхідними вихідними передумовами при розробці спеціалізованих технічних засобів, технологічних прийомів буріння, а організації бурових работ.

1.2. Типові конструкції інженерно-геологічних скважин.

Вимоги до конструкції інженерно-геологічних свердловин перебувають у следующем:

1) конструкції свердловин повинні відповідати сучасному стану виробництва вишукувань та можливого їх технічному прогресу. Зокрема, слід ураховувати більш широкі застосування розвідка польових методів, можливе вдосконалення техніки і технології відбору монолітів з допомогою впровадження нормального низки грунтоносов, ширше використання каротажных методів, нового опытно-фильтрационного оборудования.

2) конструкції свердловин повинні враховувати існуючі нормативно методичні документи (стандарти, СНиПы, інструкції, вказівки і рекомендації). Відповідно до ГОСТ 12 071;72 потрібно використовувати грунтоносы з внутрішнім діаметром щонайменше 90 мм. Отже, діаметр свердловин, виділені на відбору монолітів, може бути щонайменше 127 мм. Відповідно до ГОСТ 12 374–77 площа штампа для випробувань грунтів статичної навантаженням мусить бути дорівнює 600 см². тому мінімальний діаметр свердловин для таких випробувань може бути щонайменше 325 мм.

3) конструкції свердловин повинні враховувати сучасне технічне оснащення пошуків буровими верстатами та інших оборудованием.

4) конструкції свердловин повинні враховувати можливість застосування прогресивних способів бурения.

1.3. Класифікація бурових скважин.

Основне завдання класифікації полягає у обгрунтованому і раціональному виділенні такі групи свердловин, які прагнуть єдиних технічних способів і коштів на їх проходки, методів і коштів на свою опробования.

На вибір конструкції свердловини, способу буріння, типу бурового верстата, інструменту та режиму проходки свердловини головним чином впливають такі основні факторы:

— призначення бурових скважин;

— проектна глибина бурения;

— фортеця порід та його стійкість проти завалення стенок;

— географічні умови проведення бурових работ.

Призначення бурових скважин.

За призначенням свердловини поділяються на а) зондировочные, б) розвідувальні, в) гідрогеологічні, р) спеціального назначения.

Призначення інженерно-геологічних свердловин, їх діаметри і правил відбору зразків представлені у таблице.№ 1.

|Тип свердловин по |Діаметр |Призначення свердловини |Мета відбору зразків й ті види |Правила відбору | |призначенню |свердловини, мм| |робіт у свердловинах |зразків при бурінні | |1 |2 |3 |4 |5 | | | |Для попереднього вивчення |Орієнтовна геологическая|Образцы порушеного | | | |геологічного розтину, для |документація. Досвідчені роботи |складання відбираються | | | |встановлення меж між |в свердловинах, зазвичай, не |безупинно чи через | | | |нескальными і скельними |виробляються. |певні | | | |грунтами, кордонів | |інтервали. | | | |поширення насипних і | | | |Зондировочные |33−127 |заторфованных грунтів, і навіть | | | | | |кордонів залягання мерзлих | | | | | |грунтів, визначення рівня| | | | | |грунтових вод та інших. | | | | | |Зондировочные свердловини є| | | | | |переважати на початкових | | | | | |етапах пошуків. | | | | | |Для докладного вивчення |Зразок грунту (керн), |Зразки порушеного | | | |геологічного розтину. |який зі свердловини, |складання відбираються | | | | |служить визначення всіх |безупинно. | | | | |особливостей геологічного |Допускається відбір | | | | |розтину: послідовності |зразків через | | | | |в залягання верств грунту, їх |певні | | | | |потужності й положення |інтервали (при | | | | |контактів, структурних і |великому числі свердловин| |Розвідувальні |108−219 | |текстурных особливостей |на майданчику). | | | | |грунту (слоистость, | | | | | |окремість, дисперсність, | | | | | |тип структури, наявність | | | | | |примазок, гнізд, включень, | | | | | |тонких слабких прослоев), | | | | | |щільності і консистенції | | | | | |грунту. Виробляються прості | | | | | |по трудомісткості і | | | | | |нетривалі за часом | | | | | |инж.-геологические досвідчені | | | | | |роботи. | | |Тип свердловин по |Діаметр |Призначення свердловини |Мета відбору зразків і різноманітні види |Правила відбору | |призначенню |свердловини, мм| |робіт у свердловинах |зразків при бурінні | |1 |2 |3 |4 |5 | | | |Технічні свердловини є |Визначення |Моноліти відбираються | | | |різновидом розвідувальних. |фізико-механічних властивостей. |з усього інтервалу | | | |Основна їхня призначення | |буріння або з | | | |залежить від відборі зразків | |певних | | | |грунту з непорушеним природним| |ділянок. Досвідчені | |Технічні |127−325 |складанням (відбір монолітів). До | |роботи проводяться на | | | |технічним теж належать | |передбачених | | | |свердловини, у яких | |завданням інтервалах | | | |виробляються трудомісткі і | |свердловини. | | | |тривалі за часом | | | | | |досвідчені роботи (штамповые | | | | | |досліди, випробування на зріз і | | | | | |ін.). | | | | | |Для вивчення геологічного і |Орієнтовна геологическая|Образцы порушеного | | | |гидрогеологического розтину, но|документация. |складання відбираються | | | |головним чином заради вивчення |Досвідчені роботи — переважно |через певні | |Гидрогеологические|108−426 |фільтраційних властивостей грунтов.|откачки, наливы, нагнітання |інтервали. | | | | |води, повітря. |Досвідчені роботи | | | | | |виробляються після | | | | | |закінчення буріння | | | | | |свердловини. | | | |Для проведення спеціальних |Визначення |Правила відбору | | | |робіт у свердловинах, і навіть для |фізико-механічних властивостей |зразків визначаються| |Спеціального | |забезпечення можливості спуску |грунтів. У свердловинах даної |спеціальними | |призначення |600−2000 |у яких людини. До цій групі |групи найчастіше ставляться |вимогами. | | | |свердловин ставляться також |штамповые досліди, випробування на| | | | |вироблення, характер досвідчених |зрушення, відбираються моноліти | | | | |робіт у яких вимагає і |великого розміру. | | | | |використання спеціального | | | | | |устаткування чи особливої | | | | | |технології їхнього проходки. | | |.

Глибина скважин.

Проектна глибина свердловин поруч із її значенням визначає тип і потужність выбираемого бурового верстата, основні параметри бурового устаткування й інструмента, почасти початковий діаметр свердловини і др.

Відповідно до глибиною буріння свердловини умовно подразделяются:

. до 10 м (неглубокие);

. від 10 до 30 м (середньої глубины);

. від 30 до 100 м (глубокие);

. понад 100 м (дуже глубокие).

1.4.Особенности і науковотехнологічна галузь застосування різних способів буріння скважин.

У таблиці № 2 наведено короткий перелік застосовуваних і найперспективніших механічних способів буріння. Перелік дано з допомогою термінології, прийнятої при бурінні інженерно-геологічних скважин.

|Код |Способи |Особливості способу буріння | |спо-|бурения | | |соба| | | |1 |2 |3 | |1 |Колонковый |Обертальне буріння кільцевим забоєм свердловин малого | | | |діаметра в породах малої твердості послідовними | | | |поглибленнями, переважно твердосплавным породоразрушающим | | | |інструментом з низькою частотою обертання, із отриманням | | | |керна, з закріпленням і закріплення стінок обсадними | | | |трубами. | | | |Колонковый з призабойной циркуляцією — з винесенням продуктів| | | |руйнації водою; колонковый з продувкой — з винесенням | | | |продуктів руйнації повітрям. | |2 |Медленно-враща|Вращательное буріння свердловин малого великого діаметра в | | |тельный |породах малої твердості суцільним забоєм, рейсовими | | | |поглибленнями, спіральними, ложковыми або тарельчатыми | | | |бурами. Одержання зразків у вигляді перемятых і перетертых | | | |грудок грунту. | |3 |Шнековый |Буріння свердловин малого діаметра одним рейсом з | | | |використанням доліт. Стіни не закріплюються обсадними | | | |трубами. | |4 |Гвинтовій |Обертальне буріння свердловин малого великого діаметра в | | | |породах малої твердості з дуже низькою частотою обертання | | | |снаряда і із застосуванням спіральних бурів. | |5 |Роторний |Обертальне буріння свердловин малого великого діаметра в | | | |породах будь-який твердості переважно суцільним забоєм | | | |одними рейсом з видаленням продуктів руйнації прямим чи | | | |зворотним потоком промывочной рідини, з допомогою | | | |промивного насоса, із отриманням зразків у вигляді шламу і | | | |(рідше) керна. | |6 |Ударно-канатны|Бурение свердловин малого великого діаметра в породах будь-який| | |і |твердості. Видалення продуктів руйнації механічним | | | |методом з допомогою желонки, отримання продуктів руйнації| | | |як шламу. Стінки, зазвичай закріплюються обсадними | | | |трубами. | |7 |Вібраційний |Буріння свердловин малого діаметра в породах малої твердості | | | |без примусового видалення продуктів руйнації, з | | | |отриманням зразків у вигляді керна. | |Код |Способи |Особливості способу буріння | |спо-|бурения | | |соба| | | |1 |2 |3 | |8 |Вдавлювання |Буріння свердловин малого діаметра в породах малої твердості | | | |кільцевим забоєм без примусового видалення продуктів | | | |руйнації та із отриманням зразків у вигляді керна | |9 |Статична |І це, як і 8, але не матимуть відбору зразків. | | |зондування | |.

Колонковое буріння — найширше поширений спосіб проходки свердловин. Основною перевагою такого виду буріння є універсальність (можливість проходки свердловин майже переважають у всіх різновидах гірських порід), можливість отримання керна за небагатьма порушеннями природного складання грунту, порівняно великі глибини буріння, хороша освоєність технології. Істотні недоліки — малий діаметр скважин.

Медленновращательное буріння. Сутність її у тому, що свердловина поглиблюється інструментом ріжучого типу шляхом обрізання з забою суцільний стружки. Спосіб буріння відрізняється простотою технологии.

Шнековое буріння. Особливість способу у тому, що згадані процеси поглиблення свердловини і продуктів руйнації суміщені. Переваги: висока механічна швидкість, порівняно великий діаметр свердловин, непотрібна вода для промывки.

Гвинтове буріння. Застосовується рідко. Сутність полягає тому, що гвинтовій породоразрушающий інструмент загвинчується у ґрунт, та був витягається на поверхню. У цьому розміщений на лопатах інструмента грунт срезается по бічним поверхням. Спосіб може використовуватися лише в пухких і м’яких грунтах.

Роторное буріння. Застосовується лише буріння гідрогеологічних свердловин на воду, дозволяє бурити свердловини будь-якого діаметра кожну глубину.

Ударно-канатное буріння. Відрізняється простотою технології, високої продуктивністю (до 15м/смену і більше). Недоліки методу: неможливість проходки свердловин у скельних грунтах, мала довжина рейсу, неможливість відбору якісних монолитов.

Вібраційний метод буріння. Найбільш продуктивний метод (до 50−70 м/смену). Вібраційний буріння забезпечує проведення якісної геологічної документації досліджуваного разреза.

1.5. Рекомендації по раціонального використання різних способів бурения.

Вигляд і загальнодосяжний спосіб буріння слід вибирати залежно від властивостей прохідних грунтів, призначення і глибини свердловини, і навіть умов виробництва інженерних пошуків. Узятий спосіб буріння повинен забезпечувати задовільний якість інженерно-геологічною інформації і грунтах і високу производительность.

При незначній кількості бурових робіт слід поступово переорієнтовуватися під універсальні способи, що забезпечують буріння свердловин у більшості різновидів грунтів. При наявність великих обсягів робіт приблизно однотипних умовах слід вибирати такі способи, які мають високої продуктивністю (вібраційний, пневмоударный, вибрационновращательный).

Роторний і канатні-канатну-канатне-канатна-ударно-канатний способи буріння треба використовувати лише за бурінні гідрогеологічних скважин.

1.6. Загальні засади про геологічної документації і відборі зразків при проведенні бурових работ.

До найважливіших завдань проходки свердловин при інженерних пошуках ставляться вивчення геологічного розтину й визначення физикомеханічних властивостей грунтов.

Зразки, що відбираються вивчення геологічного розтину, повинні відбивати все структурні, текстурные та особливості грунту: послідовність в залягання верств, потужність верств населення та становище контактів, наявність включень, гнізд, примазок, тонких прослоев, консистенцію і водоносність грунтов.

Основний метод вивчення таких зразків у польових умовах є візуальний. У цьому використовуються лупа, ніж, кислота. Матеріалом для вивчення є витягнутий і свердловин керн, перемятые грудки грунту, в окремих випадках шлам.

Фізико-механічні властивості грунту визначаються по отбираемым з свердловин монолитам і з допомогою досвідчених робіт у скважинах.

Що Відбираються з свердловин моноліти мають забезпечувати максимальне відповідність їхньої властивостей властивостями верств, у тому числі ці зразки відбирають. Основний метод оцінки монолітів є що здійснюється з точністю лабораторний анализ.

Для відбору зразків з єдиною метою геологічної документації може бути використані майже всі способи буріння, що забезпечують отримання керна чи перемятых грудок грунту. Як бурового інструмента застосують колонковые труби, зонди, склянки, шнеки, спіральні і ложковые бури. Найчастіше використовуються свердловини діаметром 108−168 мм.

Для відбору монолітів використовуються спеціальні устрою — грунтоносы. Розміри отбираемых монолітів, кошти та режими занурення суворо регламентовані. Процес відбору моноліту — спеціальна операція вона може бути зарахована до процесу поглиблення скважин.

У дослідницьких організаціях України свердловини для геологічної документації становлять 60−70%, технічні свердловини — трохи більше 30−40%.

2. СТАТИЧНА ЗОНДИРОВАНИЕ.

Статична зондування одна із найефективніших методів дослідження грунтів за умов їх природного залегания.

Відповідно до ГОСТ 20 069– — 74 метод статичного зондування в сполученні з іншими видами інженерно-геологічних досліджень (динамічний і ударно-вибрационное зондування) треба використовувати для определения:

. інженерно-геологічних елементів (потужності, кордону поширення грунтів різного складу і состояния);

. однорідності грунтів за площі й глубине;

. глибини залягання покрівлі скельних і великоуламкових грунтов;

. наближеною кількісної оцінки характеристик властивостей грунтов.

(щільність, кут внутрішнього тертя, модуль деформации);

. опору грунту під палею з її бічний поверхности;

. ступеня ущільнення і зміцнення у часі штучно сложенных грунтов.

Зондування слід виконувати за програмою, составляемой відповідно до вимогам СНиП II-9−78 «Інженерні пошуки на будівництво. Основні положения».

Глибина зондування мусить бути, зазвичай, щонайменше 10 м. Вона може бути менш 10, але з менш 5 м при пошуках під забудову порівняно легкими спорудами. Глибина зондування може також бути менш 10 м при близькому залягання до корінних порід, і навіть твердих глинистих чи щільних незв’язних грунтів високої несучою здібності. У цьому необхідно переконатися, під конусом зонда перебуває що має шар достатньої потужності. В це можна зробити, пробурив хоча б одну свердловину і заглубив їх у щільний шар мінімум втричі метра.

Статична зондування здійснюється циклами, до складу яких входит:

. рівномірний вдавлення зонда з періодичної - через 20 див — реєстрацією величин опору грунту вдавливанию чи безупинної автоматичної записом на діаграмних лентах.

. підняття штока домкрата в верхнє становище чи нарощування наступного ланки штанг;

Випробування закінчується після досягнення конусом зонда заданої глибини чи граничних зусиль на конус чи зонд в целом.

З використанням результатів статичного зондування визначення фізико-механічних властивостей грунтів необхідно пам’ятати таке. Оскільки дані статичного зондування уживають на означення нормативних характеристик грунтів, при обробці результатів зондування слід визначати спочатку середньоарифметичне значення для виділеного инженерно-геологического шару за даними одного зондування, та був среднеарифметические значення для даного шару за даними всіх які стосуються аналізованої майданчику точок зондирования.

3.ОТБОР ПРОБ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1. Правила відбору проб.

Для лабораторних досліджень фізико-механічних властивостей грунтів відбирають проби з порушеною чи ненарушенной (моноліти) структурою. Вигляд проби залежить від цілей дослідження гірської породи і його стану, а спосіб відбору — від типу розвідувальної виробки з якої відбирають пробу. При інженерно-геологічних пошуках застосовують три методу відбору проб: точковий, бороздовой і валовий. Точковий метод у тому, що шар породи характеризують однією або кількома зразками щодо невеликого розміру. При бороздовом методі з усього опробуемому пласту вкрест його простирания роблять борозни, у тому числі відбирають грунт для проби. Валовий метод полягає у дослідженні всього витягнутого з вироблення грунту. Два останніх методу зазвичай застосовують при розвідці будівельних материалов.

Фізико-механічні властивості грунтів при інженерно-геологічних пошуках досліджують до таких целей:

. класифікація порід і виділення литологических верств, пластів та інших елементів геологічного разреза;

. визначення розрахункових характеристик фізико-механічних властивостей грунтів, що становлять підставу проектирующих споруд, природний та штучний откосы;

. визначення характеристик грунтів, виділені на використання газу як будівельних материалов.

Моноліти відбирають визначення розрахункових характеристик физикомеханічних властивостей зв’язкових порід. Для пухких піщаних порід моноліти усунути пробами з порушеною структурою, але нинішнього разі треба визначати щільність грунтів у природній залягання польовими методами.

При відборі проб необхідно дотримуватися такі основні правила:

. проба мусить бути властивій того шару, із якого узята, і утримувати випадкових включень і забруднюючих примесей;

. кожна проба мусить бути негайно упакована, оснащена етикеткою по встановленої формі, занесена до наукового журналу розвідувальної вироблення і позначена замальовці гірської выработки;

. після пакування й реєстрації проба мусить бути туту ж відправлено на польову лабораторію чи відповідне місце хранения.

Обсяг отбираемых проб має вистачати до виконання всіх визначень. Обсяг проб з порушеною структурою для скельних і великоуламкових може бути щонайменше 2000 см², для піщаних — щонайменше 1000 см², для глинистих — щонайменше 500 см².

Моноліти, що відбираються з гірських виробок, може мати форму куба чи циліндра (відібрані з скважин).

3.2. Консервування монолитов.

Після вилучення з грунтоноса моноліт очищають від шламу і порадила негайно консервують задля збереження структури та природною вологості грунту. Існують два способу консервації: парафинированием і упаковкою в жорстку тару. При упаковці моноліту слід його гору у разі необхідності дати орієнтування країнами света.

Моноліт, відібраний з жорсткої тари, покривають шаром туго обмотують марлею, попередньо просякнутої розплавленим парафіном. Потім поверх марлі його покривають ще однією шаром парафіну, знову обмотують марлею і покривають третім шаром парафіну. До парафинирования на верхню грань зразка кладуть етикетку, загорнену в кальку, яку теж покривають парафіном. Другий примірник етикетки змочують розплавленим парафіном, прикріплюють до запарафинированного зразка і покривають тонким шаром парафина.

Моноліти грунту, що відбираються в жорстку тару (обойму) або спеціально виготовлені металеві чи дерев’яні ящики, упаковують у тій тарі. На верхню грань зразка між гумою і кришкою кладуть етикетку, а другу етикетку прикріплюють до жорсткої тары.

Для парафинирования монолітів застосовують суміш, що складається із двох галузей парафіну та однієї частини гудрону, яку підігрівають до температури 60−65 градусів. Перевозити моноліти треба дерев’яних ящиках. Щоб уникнути ушкоджень упаковки проміжки між монолітами засинають тирсою. Зразки талих порід необхідно предохранять від заморожування, а мерзлих — від відтаювання, бо за цьому втрачають структуру.

1. Л.Д. Білий. Інженерна геологія. — М.: Вищу школу, 1985 г.

2. Толстунов У. Л. Методичні вказівки зі складання інженерногеологічного розтину. Запоріжжі, ЗІЇ, 1985 г.

3. Б. І. Далматов. Механіка грунтів, основи, а фундаменти. Л.:

Стройиздат, 1988 г.

4. Ребрик Б. М. Довідник з буріння інженерно-геологічних свердловин -.

М.: Надра, 1983 г.

5. Арипов М. Ф. та інших. Інженерно-геологічні пошуки. Довідкове посібник. — М.: Надра, 1989 г.

6. Ю. Р. Трофименков, Л. М. Воробков. Польові методи дослідження будівельних властивостей грунтів. — М.: Стройиздат, 1981 г.

Показати весь текст
Заповнити форму поточною роботою