19 февраля 2015 г БУРОВЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

19 февраля 2015 г. БУРОВЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

Под буровой скважиной понимается горная выработка, имеющая цилиндрическую форму и значительную длину (глубину) h при сравнительно малом диаметре d. ИГИз: h / d = 0, 2 – 0, 001 ИГИз

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ к инженерно-геологическим скважинам: 1) получение исчерпывающих сведений о геологическом и гидрогеологическом строении исследуемых территорий, 2) получение достаточных и достоверных данных о физико-механических свойствах грунтов, 3) обеспечение возможности производства опытных работ с должным качеством как в процессе, так и по окончании бурения.

Особенности инженерно-геологических скважин: 1) небольшая глубина; 2) незначительное различие в диаметрах скважин; 3) непрерывный отбор керна, обеспечение 100%-го выхода; 4) непрерывный или поинтервальный отбор образцов (монолитов) грунта; 5) выполнение опытных работ; 6) обязательный тампонаж скважин; 7) разнообразие условий проходки скважин, разбросанность объектов изысканий.

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Решаемые задачи

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Зондировочные 33 – 190 Решаемые задачи Установление границ, определения уровня подземных вод

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Зондировочные 33 – 190 Установление границ, определения УГВ 110 – 219 Изучение геологического разреза, текстурных и структурных особенностей грунтов, определение плотности сложения и консистенции Разведочные Решаемые задачи

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Решаемые задачи Зондировочные 33 – 190 Установление границ, определения уровня подземных вод Разведочные 110 – 219 Изучение геологического разреза, текстурных и структурных особенностей грунтов, определение плотности сложения и консистенции Технические 110 – 219 Отбор монолитов

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Решаемые задачи Зондировочные 33 – 190 Установление границ, определения уровня подземных вод Разведочные 110 – 219 Изучение геологического разреза, текстурных и структурных особенностей грунтов, определение плотности сложения и консистенции Технические 110 – 219 Отбор монолитов Инженерногидрогеологические 110 – 425 и больше Изучение гидрогеологических условий строительства и эксплуатации сооружений

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО НАЗНАЧЕНИЮ Тип Диаметр, мм Решаемые задачи Зондировочные 33 – 190 Установление границ, определения уровня подземных вод Разведочные 110 – 219 Изучение геологического разреза, текстурных и структурных особенностей грунтов, определение плотности сложения и консистенции Технические 110 – 219 Отбор монолитов Инженерногидрогеологические 110 – 425 и больше Изучение гидрогеологических условий строительства и эксплуатации сооружений Опытные 33 – 2000 Полевые исследования состояния и свойств грунтов

КЛАССИФИКАЦИЯ СКВАЖИН ПО ГЛУБИНЕ мелкие неглубокие средней глубины глубокие до 10 м 10 – 30 м 30 – 100 м свыше 100 м

Диаметры бурения*, мм: 57 73 89 108 127 146 168 194 219 245 273 скальные грунты дисперсные грунты * - указаны диаметры колонковых и обсадных труб

Начальные диаметры бурения определяются: определяются – количеством перемен диаметра по глубине скважины; – величиной конечного диаметра. Ø отбор монолитов для испытания в компрессионном приборе (диаметр кольца 90 мм) Ø если отбора не требуется Ø изучение сжимаемости грунтов с использованием УДПШ-600 диаметр скважины – не менее 115 мм 75 мм 350 мм

Основные способы бурения инженерно-геологических скважин: • ударно-канатный кольцевым забоем, • колонковый, • вибрационный, • шнековый.

УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ

УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ 1 – забивной стакан; 2 – ударный патрон; 3 – ушко

УДАРНО-КАНАТНОЕ БУРЕНИЕ НАКОНЕЧНИКИ: в связных породах – буровой стакан, стакан в несвязных – желонка, желонка в полускальных – (долото). УСТАНОВКИ: УГБ-3 УК, УГБ-1 ВС, АВБ-2 М, УБП-15 М

УСТАНОВКА БУРОВАЯ ПЕНЕТРАЦИОННАЯ УБП-15 М

БУРОВАЯ УСТАНОВКА ПБУ-2

КОЛОНКОВОЕ БУРЕНИЕ

КОЛОНКОВОЕ БУРЕНИЕ УСТАНОВКИ: – «всухую» - УКБ-12/25, УГБ-1 ВС, УРБ-2 А-2, всухую БУЛИЗ-15 – с промывкой - УРБ-2 А-2, УРБ-3 АМ(? ) – с продувкой - УРБ-2 А-2, УКБ-500 С

БУРОВАЯ УСТАНОВКА УРБ-2

БУРОВАЯ УСТАНОВКА УРБ-2 Д 3 http: //www. ziv. ur. ru/index. php? page=products&pid=100017

ВИБРАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ Схема установки ударно-вибрационного бурения

ВИБРАЦИОННОЕ БУРЕНИЕ УСТАНОВКИ: АВБ-2 М, БУЛИЗ-15

АГРЕГАТ ВИБРАЦИОННОГО БУРЕНИЯ АВБ-2 М

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ

ШНЕКОВОЕ БУРЕНИЕ УСТАНОВКИ: УГБ-50 М, УГБ-1 ВС, БУЛИЗ-15 УРБ-2 и др.

БУРОВАЯ УСТАНОВКА УКБ-12/25

БУРОВАЯ УСТАНОВКА УКБ-12/25 Комплект колонкового инструмента для УКБ-12/25

Комплекс шнековый с грунтоносом съёмным (КШГС) D=187 мм www. geotest. ural. ru

Комплект полых шнеков D=165 -230 (80 -125) мм www. s-b-t. ru

РУЧНОЕ БУРЕНИЕ

www. geotest. ural. ru

ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВ БУРЕНИЯ: 1) Ударно-канатное бурение кольцевым забоем – несвязные, связные и полускальные грунты; глубина бурения до 50 м; 2) Колонковое бурение – скальные и полускальные грунты, плотные связные грунты при использовании глинистой промывки; глубина бурения до 100 м; 3) Вибрационный способ (наиболее производительный – до 70 м в смену) – связные и несвязные грунты без значительной примеси крупнообломочного материала; глубина бурения до 15 -20 м; 4) Шнековый способ (весьма производительный) – для вскрытия водоносных горизонтов, продвижения забоя на заданную глубину без подробного изучения проходимых пород; глубина бурения до 50 м.

НАИБОЛЕЕ ИНФОРМАТИВНЫЕ СПОСОБЫ БУРЕНИЯ Породы Способы бурения скальные и полускальные грунты, колонковый с промывкой а также и продувкой плотные связные грунты несвязные, связные и полускальные грунты вибрационный, колонковый «в сухую» , ударно-канатный кольцевым забоем

ПОКАЗАТЕЛИ ТОЧНОСТИ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАНИЦ между слоями нескальных грунтов (РСН 74 -88)

СПОСОБЫ И РАЗНОВИДНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ Диаметр бурения (по диаметру обсадных труб), мм Разновидность способа бурения Способ бурения (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение Г) Условия применения (виды и характеристика грунтов)

СПОСОБЫ И РАЗНОВИДНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ Диаметр бурения (по диаметру обсадных труб), мм Разновидность способа бурения Способ бурения (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение Г) Условия применения (виды и характеристика грунтов) С промывкой водой 34 -146 Скальные невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые (трещиноватые) Колон- С промывкой ковый глинистым раствором 73 -146 Скальные слабовыветрелые (трещиноватые), выветрелые и сильновыветрелые (рухляки), крупнообломочные; песчаные; глинистые

СПОСОБЫ И РАЗНОВИДНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ С продувкой воздухом (охлажден. Колонным при ковый проходке мерзлых грунтов) Диаметр бурения (по диаметру обсадных труб), мм Разновидность способа бурения Способ бурения (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение Г) 73 -146 Условия применения (виды и характеристика грунтов) Скальные невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые (трещиноватые), необводненные, а также в мерзлом состоянии; дисперсные, твердомерзлые и пластично-мерзлые

СПОСОБЫ И РАЗНОВИДНОСТИ БУРЕНИЯ СКВАЖИН ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ Диаметр бурения (по диаметру обсадных труб), мм Разновидность способа бурения Способ бурения (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение Г) Условия применения (виды и характеристика грунтов) И т. д.

ГОРНЫЕ ВЫРАБОТКИ ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКЕ

Типы горных выработок при инженерно-геологической разведке

ТИПЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК простые – закопушки, расчистки, канавы, неглубокие шурфы и дудки (начальные стадии изысканий); сложные – шахты и штольни (на стадии детальных изысканий, ответственные сооружения).

ОСОБЕННОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК • позволяют получить наиболее точные и достоверные данные; • наиболее трудоёмкий и дорогой вид разведочных работ; • объём не более 10% от общего объёма горно-буровых работ.

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК: • уточнение и контроль геологических данных, получаемых при выполнении других видов работ; • проведение специальных опытных работ (изучение прочностных и деформационных свойств пород, измерение их естественного напряжённого состояния); • отбор проб при полной сохранности естественного сложения и физического состояния пород; • оценка устойчивости, строительной категории и крепости пород, условия их эффективной проходки и крепления;

ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ ПРИ ПРОХОДКЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК: • возможность апробирования новых способов, методов и средств выполнения строительных и горных работ; • специальные задачи: выделение зон и подзон выветривания, зон съёма пород и врезки сооружений, зоны разуплотнения горных пород, оценка интенсивности закарстованности и трещиноватости, прослеживание крупных тектонических нарушений и т. д.

Закопушка — простейшая, обычно ямообразная горная выработка, которая служит 1) для вскрытия коренных пород, залегающих непосредственно под растительным слоем, почвой и рыхлыми наносами мощностью до 0, 5 м, 2) прослеживания контактов и 3) отбора образцов.

Расчистка — это разведочная горная выработка, предназначенная для изучения пород на склонах, залегающих под осыпями или делювием, либо под выветрелым слоем.

Расчистка — это …….

Канавы — это относительно неглубокие горные разведочные выработки, которые проходят в основном для изучения строения коренных склонов долин рек, покрытых рыхлыми отложениями мощностью не более 2 -3 м.

Разведочные шурфы – вертикальные горные выработки относительно небольших размеров, пройденные с поверхности земли. По глубине их разделяют на мелкие (до 5 м), средние (5 -10 м) и глубокие (10 -20 м). Шурфы имеют прямоугольное (площадью 1, 25; 2; 2, 5 и 4 м 2) или круглое (диаметр 0, 8 -2 м) сечение.

В мягких или разборных скальных породах шурфы проходят с помощью лопат, кайл и клиньев, в некрепких монолитных породах для этого используют отбойные молотки.

В мягких или разборных скальных породах шурфы проходят с помощью лопат, кайл и клиньев, в некрепких монолитных породах для этого используют отбойные молотки. В крепких скальных и мёрзлых породах применяют буровзрывные работы.

Для проходки шурфов глубиной до 15 м в рыхлых необводнённых породах часто применяют серийные буровые установки УРБ-ЗАМ, УРБ-2 А-2 и УГБ-1 ВС, оснащённые ковшовыми или шнековыми бурами диаметром 0, 5 -0, 9 м. Бур шнековый D=850 мм, L=710 мм Способ: – более производителен, – экономичен, – обеспечивает большую безопасность работ.

Бур шнековый с расширителями D=1050 мм, L=1810 мм

Дудка – вертикальная горная выработка круглого сечения. Дудки проходят в устойчивых породах (сухие глины, мел, конгломераты), глубина их может достигать 10 м, а диаметр - 1 м. Преимущества дудки перед шурфом: - значительно меньший объём вынимаемой породы, - отсутствие необходимости крепления.

Породу из шурфов глубиной до 2, 5 м выкидывают на поверхность лопатой. При больших глубинах её поднимают в бадьях вместимостью 0, 03 -0, 04 м 3 с помощью ручных воротков или в бадьях вместимостью до 0, 5 м 3 с использованием механизированного шурфопроходческого подъёмника, шурфопроходческого крана или крана-укосины. Для спуска и подъёма людей шурф оборудуют подвесной лестницей. Шурфы глубиной более 5 м во время пребывания в них людей необходимо проветривать.

Шахта (разведочная) – вертикальная горная выработка, отличающаяся от шурфа большими размерами. В практике инженерных изысканий её сечение обычно составляет 6 м 2, а глубина может достигать 30 м.

Штольня – горизонтальная горная выработка, которую обычно закладывают на крутых склонах долин. При инженерно-геологических изысканиях для гидротехнического строительства штольни проходят с целью изучения строения береговых скальных массивов в примыканиях плотин и в местах расположения порталов туннелей.

СПЕЦИФИКА ПРОХОДКИ сложных горных выработок • необходимость применения специального оборудования, специальных методов проходки (взрывных работ, замораживания, кессонов и пр. ); • крепление пород в выработках; • устройство водоотлива; • проходка выработок по определённому графику с остановками для выполнения взрывных и опытных работ.

ВИДЫ, ГЛУБИНЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение В) Вид горных выработок Максимальная глубина горных выработок, м Условия применения горных выработок

ВИДЫ, ГЛУБИНЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение В) Вид горных выработок Максимальная глубина горных выработок, м Условия применения горных выработок Закопушки 0, 6 Для вскрытия грунтов при мощности перекрывающих отложений не долее 0, 5 м Расчистки 1, 5 Для вскрытия грунтов на склонах при мощности перекрывающих отложений не более 1 м Канавы Траншеи 3, 0 6, 0 Для вскрытия крутопадающих слоев грунтов при мощности перекрывающих отложений не более 2, 5 м

ВИДЫ, ГЛУБИНЫ И НАЗНАЧЕНИЕ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ (по СП-11 -105 -97, часть 1, приложение В) Вид горных выработок Максимальная глубина горных выработок, м Шурфы и дудки 20 Шахты Определяется программой изысканий Условия применения горных выработок Для вскрытия грунтов, залегающих горизонтально или моноклинально В сложных инженерногеологических условиях Подземные горизонтальные горные выработки То же Скважины То же Определяются приложением Г и программой изысканий

Документация горных выработок

Особенности наблюдений и документации проходке горных выработок: • ведутся непрерывно в процессе проходки; • детальное геологическое описание (по рейсам и по слоям) и зарисовка в виде развёртки; • фотографирование характерных участков; • испытание грунтов пенетром; • измерение плотности и влажности ядерными методами; • массовые замеры и наблюдения за трещиноватостью, водопроявлениями, деформациями горных пород и т. д.

СОДЕРЖАНИЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ инженерно-геологического описания грунтов: • название; • минеральный состав; • цвет; • гранулометрический состав; • форма зёрен; • тип и состав цемента; • пористость (размер пор, распределение); • трещиноватость; • включения (форма, состав, размер, характер распределения); • текстура; • выветрелость; • влажность; • консистенция; • размокание; • прочность; • сложение (размеры и форма отдельности); • характер изменений грунта по глубине и простиранию.

РАЗРЕЗ ШУРФА

РАЗРЕЗ КАНАВЫ

РАЗРЕЗ СКВАЖИНЫ-ШАХТЫ

РАЗРЕЗ ШТОЛЬНИ

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КОЛОНКА Масштаб колонки 1: 50 -1: 500 Содержание колонки: • Номер слоя. • Глубина залегания слоя (от __ до __). • Мощность слоя (в метрах). • Геолого-генетический индекс. • Разрез и конструкция скважины и точки опробования. • Уровни появления и установления подземных вод. • Литологическое описание пород. • Процент выхода керна (эпюра). • Показатели состояния и свойств пород: плотность, влажность, пористость, прочность на одноосное раздавливание, скорость упругих волн, сцепление, угол внутреннего трения.

Опробование горных пород при инженерных изысканиях

Опробование представляет собой комплекс методов, устанавливающих число и пространственное размещение точек измерения геологических параметров или точек отбора образцов, способы их отбора и консервации, который совместно с другими методами (горно-буровыми, специальными полевыми и лабораторными) обеспечивает получение информации требуемого качества о составе и свойствах грунтов

Особенности опробования – • производят в процессе инженерно-геологической съёмки, разведочных и опытных работ, т. е. на каждой стадии инженерных изысканий; • детальность опробования повышается на каждой последующей стадии изысканий; • основной объём опробования выполняется в процессе разведочных и опытных работ. ОБРАЗЕЦ – ПРОБА

Образцом грунта следует считать любой его объём, отобранный для дальнейшего изучения Под пробой грунта понимают некоторый его объём, отделённый или не отделённый от массива, взаимодействующий в ходе испытаний с лабораторным прибором (оборудованием) или с рабочим устройством полевого прибора (установки) (Г. К. Бондарик, 2007) Проба это часть образца строго определённого размера для определения показателей состава, состояния и свойств грунтов (В. Т. Трофимов, 2012 «Базовые понятия. . » )

Типы образцов грунта 1) с нарушенным сложением – «мешочные» , 2) с ненарушенным сложением – монолиты. Различают пробы (по Г. К. Бондарику, 2007): - лабораторные и полевые; - частные (индивидуальные) и статистические.

1936 г. - 1 Международный конгресс по механике грунтов и фундаментостроению – Комитет по отбору и испытанию образцов грунта ГОСТ 12071 -2015. ГРУНТЫ. ОТБОР, УПАКОВКА, ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ ОБРАЗЦОВ Введен в действие впервые с 1 июля 2015 г. Настоящий стандарт распространяется на все грунты согласно ГОСТ 25100 без ограничений и устанавливает требования к отбору, упаковке, транспортированию и хранению образцов грунтов при производстве инженерно-геологических изысканий для строительства

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОМУ ОПРОБОВАНИЮ Этап Цель Основное содержание работ Рекогносцировочных работ Установление оптимального расположения в пространстве точек опробования и их числа Определение показателей свойств грунтов «скоростными» методами (геофизическими или пенетрационными), расчеты параметров систем опробования Детальных работ Определение показателей свойств грунтов в условиях естественного залегания или в лабораторных условиях Отбор образцов грунтов, консервация, транспортировка и лабораторные испытания проб; испытания грунтов в полевых условиях Обработки данных Вычисление обобщённых показателей и их оценок, выбор расчётных показателей, разработка показателей математических моделей Накопление информации о составе и свойствах грунтов, получение расчётных характеристик, прогнозные характеристик расчёты устойчивости грунтов

Информация, необходимая при планировании работ по опробованию: • техническая (сведения о типах и конструкциях проектируемых сооружений, их размещении на местности, стадии проектирования и т. д. ); • инженерно-геологическая (данные о геологическом строении опробуемого объекта, минеральном и гранулометрическом составе горных пород, степени их водонасыщения, закономерностях пространственной изменчивости геологических параметров и т. д. )

Системой опробования называется упорядоченное в пространственном (в общем случае в пространственно-временном) отношении конечное множество точек опробования Системы опробования подразделяют: • по размерности опробуемого геологического тела – одно-, двух- и трёхмерные; • по пространственному взаимоотношению точек опробования – регулярные и нерегулярные Способы отбора образцов: - точечный; - валовый; - задирковый, - бороздковый.

Системы отбора образцов грунтов: 1) в точке, 2) линия – створ, 3) плоская сетка, 4) объёмная решётка (В. Т. Трофимов, 2012)

Монолитом называется образец грунта, в котором при отборе сохранены структура, текстура, плотность и естественная влажность Размер монолитов: - скальные грунты 25 x 25 см или 30 x 30 см; - связные грунты 15 x 15 см или 20 x 20 см Упаковка монолитов: - без жёсткой тары (оборачивание марлей и парафинирование); - в жёсткую тару (режущие кольца, «тубус» и пр. ) Маркировка монолитов Хранение монолитов: - в помещении при t +2 - +20°С; - влажность воздуха не ниже 50 -60%; - срок хранения 1, 5 -3 месяцев

На этикетке должны быть указаны (по ГОСТ 12071): а) наименование организации, производящей изыскания; б) название или номер изыскательской партии (экспедиции); в) наименование объекта (участка); г) название выработки и её номер; д) глубина отбора образца; е) наименование грунта по визуальному определению; ж) должность и фамилия лица, производящего отбор образцов, и его подпись; з) дата отбора образца.

Для упаковки образцов нарушенного сложения применяют тару, обеспечивающую сохранение мелких частиц грунта (обычно мешочки из синтетической пленки, плотной материи или водостойкой бумаги), а также металлические коррозионностойкие или пластмассовые банки с герметически закрывающимися крышками.

Для изоляции монолитов применяют парафин с добавкой 35 -50% (по массе) гудрона. См новый ГОСТ Допускается для изоляции монолитов применять вместо смеси парафина с гудроном заменители, обладающие достаточными свойствами изоляции и пластичности: • смесь 60% парафина, 25% воска, 10% - канифоли и 5% минерального масла; • смесь 37, 5% воска, 37, 5% канифоли, 25% окиси железа. ГОСТ 12071. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

СОСТАВ НАИБОЛЕЕ УПОТРЕБИТЕЛЬНЫХ МАСТИК И ЗАМАЗОК ДЛЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ МОНОЛИТОВ (по данным А. А. Полуботко)

Объём проб с нарушенной структурой: • для скальных и крупнообломочных грунтов – не менее 2000 см 3; • для песчаных грунтов – не менее 1000 см 3; • для глинистых грунтов – не менее 500 см 3. http: //www. pppa. ru/norm/bur 02. htm

45+45+45+25, т. е. + «Грунтоносы»

27 февраля 2014 г. ОПРОБОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ИНЖЕНЕРНЫХ ИЗЫСКАНИЯХ Грунтоносы, их типы и применение

1936 г. - 1 Международный конгресс по механике грунтов и фундаментостроению – Комитет по отбору и испытанию образцов грунта Грунтонос – прибор для взятия с забоя скважины, из горных выработок или со дна водоёмов образцов рыхлых и мягких горных пород с сохранением их природного сложения и влажности Геологический словарь. Т. 1, с. 200

Основные требования, предъявляемые к грунтоносам: • сохранение естественной влажности и природного сложения грунта в монолите; • предохранение монолита от выпадения при подъёме грунтоноса из скважины – достигается трением монолита о стенки грунтоноса, созданием вакуума, механическими затворами, замораживанием, нагнетанием битумных эмульсий и т. д. ; • простота использования грунтоноса и обеспечение высокой производительности труда

Грунтоносы должны обеспечивать отбор монолитов с природной влажностью диаметром (стороной), достаточным для вырезания образцов грунта с размерами, определяемыми оборудованием для испытаний грунта. Минимальный диаметр монолита: d=d 1+2 h, d 1 - внутренний диаметр рабочих колец, обойм и т. п. , мм h - средняя мощность нарушаемой периферийной зоны, мм

ТОЛЩИНА НАРУШЕННОЙ ПЕРЕФЕРИЙНОЙ ЗОНЫ МОНОЛИТА (по ГОСТ 12071) Грунты Показатель текучести Il Толщина нарушенной зоны, мм Скальные 3 Крупнообломочные 20 Песчаные и пылеватоглинистые 10 Пылеватоглинистые < 0, 75 > 0, 75 5

www. geotest. ural. ru

Принципиальная конструкция грунтоносов:

Принципиальная конструкция грунтоносов: • наружная (колонковая) труба;

Принципиальная конструкция грунтоносов: • внутренняя разрезная труба (керноприёмник или разъёмный стакан (компрессионные кольца));

Принципиальная конструкция грунтоносов: • кернорватель (клапан)

Принципиальная конструкция грунтоносов: • режущий башмак (коронка)

Принципиальная конструкция грунтоносов: • наружная (колонковая) труба; • внутренняя разрезная труба (керноприёмник или разъёмный стакан (компрессионные кольца)); • кернорватель (клапан); • режущий башмак (коронка)

Основные способы погружения грунтоносов: • вращательный, • забивной, • вибрационный, • вдавливающий, • обуривающий.

НОРМАЛЬНЫЙ РЯД ГРУНТОНОСОВ

Монолиты немерзлых плотных и средней плотности песчаных грунтов, а также пылеватоглинистых грунтов твёрдой и полутвёрдой консистенции отбирают с помощью обуривающих грунтоносов. Обуривающий грунтонос должен быть оборудован внутренним невращающимся стаканом (грунтоприёмной гильзой). ГОСТ 12071. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

Двойная колонковая труба

Грунтонос конструкции ВСЕГИНГЕО

Монолиты немерзлых твёрдых и полутвёрдых пылевато-глинистых непросадочных грунтов допускается отбирать с помощью забивных грунтоносов. ГОСТ 12071. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

Забивной пробоотборник конструкции Гидропроекта

Забивной грунтонос ГК-3 (конструкции А. М. Копачёва)

Пробоотборники, погружаемые в грунты задавливанием или забиванием

Основные способы погружения грунтоносов: Монолиты немерзлых пылевато-глинистых грунтов тугопластичной консистенции отбирают с помощью вдавливаемых тонкостенных цилиндрических грунтоносов с толщиной стенки не более 3 мм погружаемых со скоростью не более 2 м/мин. Монолиты немерзлых рыхлых песчаных грунтов, а также пылевато-глинистых грунтов мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции отбирают с помощью вдавливаемых цилиндрических или прямоугольных грунтоносов с частично или полностью перекрываемым входным отверстием, погружаемых со скоростью не более 0, 5 м/мин.

ДЛИНА РЕЙСА ГРУНТОНОСА Максимальная длина рейса грунтоноса при отборе монолитов из скважин не должна превышать: • 2, 0 м - для грунтов с жёсткими структурными связями, • 1, 5 м - для крупнообломочных грунтов и • 0, 7 м - для песчаных и пылевато-глинистых грунтов. Высота монолита должна быть не менее его диаметра. Скорость погружения: а) быстрое V=0, 5 -2, 0 м/мин, б) медленное V<0, 5 м/мин ГОСТ 12071. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

Комплекс шнековый с грунтоносом съёмным (КШГС-200) D керна = 88 мм www. geomash. ru

УДАРНАЯ ПРЯМОТОЧНАЯ ТРУБКА для донного пробоотбора при спуске на воду в момент приёма на палубе длина – 6 м, вес – около 800 кг, внутренний диаметр – 148 мм

УДАРНАЯ ПРЯМОТОЧНАЯ ТРУБКА для донного пробоотбора пластиковый вкладыш на столе разделение керна на секции по 60 см

СТАТИЧЕСКОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ

Р Статическое зондирование – погружение зонда в грунт под действием статической вдавливающей нагрузкой с измерением показателей сопротивления грунта внедрению зонда Qs Qs qс ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

Международными конгрессами по механике грунтов и фундаментостроению (IV в 1957 г. в Лондоне и V в 1961 г. в Париже) рекомендовано использовать для статического зондирования конус - диаметром 36 мм, - площадью 10 см 2, - с углом при вершине 60°.

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ: ГОСТ 30672 -2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения ГОСТ 19912 -2012. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием CП 47. 1330. 2012 Инженерные изыскания для строительства. Общие положения Указания по зондированию горных пород для строительства (СН 448 -72)

ГОСТ 30672 -2012. Грунты. Полевые испытания. Общие положения ГОСТ 19912 -2012. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием: Настоящий стандарт распространяется на дисперсные природные, техногенные и мёрзлые грунты, состав и состояние которых грунты позволяют проводить непрерывное внедрение зонда, и устанавливает методы полевых испытаний зондированием при их исследовании для проектирования и строительства

ГОСТ 19912 -2012. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием: «Настоящий стандарт устанавливает следующие методы полевых испытаний грунтов зондированием: • статическое зондирование; • динамическое зондирование» .

НАЗНАЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ: • выделение инженерно-геологических элементов (толщины слоёв и линз, границ распространения грунтов различного состава и состояния); • оценка пространственной изменчивости состава, состояния и свойств грунтов; • определение глубины залегания кровли скальных, крупнообломочных и мёрзлых грунтов; • количественная оценка характеристик физических и физико-механических свойств грунтов (плотности, модуля деформации, угла внутреннего трения, сцепления и др. ); ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

НАЗНАЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ: • определение степени уплотнения и упрочнения грунтов во времени и в пространстве; • оценка возможности забивки свай и определения глубины их погружения; • определение сопротивления грунта под нижним концом и по боковой поверхности свай; • выбор мест расположения опытных площадок и глубины проведения полевых испытаний, а также мест отбора образцов грунтов для лабораторных испытаний; • контроль качества геотехнических работ. ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют: 1) удельное сопротивление грунта под наконечником (конусом) зонда qс, МПа (кгс/см 2); 2) сопротивление грунта на боковой поверхности зонда Qs, к. Н (тс) или удельное сопротивление грунта на участке боковой поверхности (муфте трения) зонда fs, к. Па (кгс/см 2). ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

В результате полевых испытаний грунтов статическим зондированием определяют: 1). 2). При использовании специальных зондов в процессе зондирования могут измеряться плотность, влажность, естественный гамма-фон, поровое давление, температура, электрическое сопротивление и другие характеристики грунта. ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

Основные узлы установки для испытания грунтов статическим зондированием: • зонд (наконечник и штанги); • устройство для вдавливания и извлечения зонда; • опорно-анкерное устройство; • измерительные устройства. ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

Основные узлы установки для испытания грунтов статическим зондированием: 1. зонд – 3; (наконечник и штанги) 2. устройство для вдавливания и извлечения зонда – 6 и 7; (домкрат и направляющая) 3. опорно-анкерное устройство – 1 и 2; (анкерные сваи и рама) 4. измерительные устройства – 4 и 5. (динамометры) Г. К. Бондарик, с. 170

1. ТИПЫ ЗОНДОВ в зависимости от конструкции наконечника: I - зонд с наконечником из конуса и кожуха (механический) 1 – КОНУС 2 – КОЖУХ 3 – ШТАНГА ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

1. ТИПЫ ЗОНДОВ в зависимости от конструкции наконечника: II - зонд с наконечником из конуса и муфты трения (электрический) 1 – КОНУС 3 – ШТАНГА 4 – МУФТА ТРЕНИЯ ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

СХЕМА КОНСТРУКЦИЙ ЗОНДОВ ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ 1 – КОНУС 2 – КОЖУХ 3 – ШТАНГА 4 – МУФТА ТРЕНИЯ

Площадь основания конуса зондов всех типов должна составлять 10 см 2, а величина угла при вершине конуса - 60°. Наружный диаметр муфты трения должен быть равным диаметру основания конуса, а длина муфты трения - 310 мм. Наконечники зондов II типа должны иметь над муфтой трения цилиндрическую часть длиной не менее 72 мм и наружным диаметром, равным диаметру муфты трения. ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

ОСНОВНЫЕ ТИПОРАЗМЕРЫ КОНУСОВ для статического зондирования 1 - 1 cm 2 Minicone - миниконус 2 - 10 cm 2 resistivity cone - конус с измерением электропроводности 3 - 15 cm 2 cone (U 2) – конус с датчиком измерения порового давления типа U 2 (за наконечником) 6 5 1 4 2 3 4 - 15 cm 2 cone with 3 pore pressure sensors - конус с тремя датчиками измерения порового давления (на наконечнике, за наконечником и за муфтой трения) 5 - 10 cm 2 cone (U 1) - конус с датчиком измерения порового давления типа U 1 (на наконечнике) 6 - 15 cm 2 cone (U 2) - конус с датчиком измерения порового давления типа U 2 Материалы компании «Фугро»

Наружный диаметр штанг: - зонда типа I – должен быть равен 36 мм, - зондов II типа – 34 мм, допускается из конструктивных соображений его увеличение, но не более 55 мм. Длина звеньев штанги должна быть не менее 800 мм. ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

2. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВДАВЛИВАНИЯ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЗОНДА – _____________________ домкрат + направляющая гидравлическая установка + направляющая электромотор + редуктор + направляющая ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием

КЛАССИФИЦИРОВАНИЕ УСТАНОВОК ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ по мощности устройств для вдавливания и извлечения зонда Тип установки Диапазоны показателей Предельное усилие сопротивления грунта для вдавливания и извлечения зонда, к. Н (тс) qc, МПа fs, к. Па Qs, к. Н Легкая Р ≤ 50 (5) 0, 1 -10 2 -100 0, 5 -10 Средняя 50 (5) < Р ≤ 100 (10) 1 -40 5 -400 1 -30 Тяжелая Р > 100 (10) 1 -80 10 -800 2 -60 ГОСТ 19912 -2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием