Геологическое строение, гидрогеологические условия стройплощадки, определение типа и состояния пород, отбор образцов пород и подземных вод позволяют изучить разведочные выработки.
Наиболее распространены такие виды разведочных выработок, как буровые скважины, шурфы, штольни, канавы и расчистки.
Буровые скважины (рисунок 10) представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые буровыми инструментами.
В буровых скважинах нужно различать устье, стенки и забой.
Рис. 10 - Скважина и ее элементы:
1-устье, 2-стенки, 3- забой
С помощью бурения выясняют состав, свойства, состояния грунтов и условия их залегания. Всё это основывается на исследовании образцов грунтов, которые непрерывно отбираются из скважины по мере её углубления. Диаметр скважин, используемых в практике, обычно находится в пределах 50-150мм. Глубина скважин определяется задачами исследований, и для промышленно-гражданского строительства она редко превышает 30м.
Механическое ударно-канатное бурение скважин, довольно широко применяемое в практике инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий, выполняется кольцевым забоем с применением соответствующих наконечников–буровых стаканов и желонок и сплошным забоем с применением долота и желонки.
 |
Рис. 11 - Схема установки для ударно-канатного бурения
1 — долото; 2—желонка; 3 — ударная штанга;
4 — канатный замок; 5 — подъемная стрела; 6 — стреловой канат; 7 — крестовое долото
В практике инженерно-строительных изысканий механическое ударно-канатное бурение кольцевым забоем производится двумя способами: с отрывом и без отрыва бурового наконечника от забоя.
Бурение первым способом осуществляется стаканами и желонками, спариваемыми для утяжеления с ударной штангой. Составленный таким образом утяжеленный снаряд сбрасывается на забой с некоторой высоты. Падая свободно под действием собственного веса, снаряд внедряется в забой на ту или иную глубину (0,1—0,5 м), а затем вместе с захваченным столбиком породы поднимается на поверхность для чистки.
Бурение скважин без отрыва бурового наконечника от забоя производится также стаканами, погружаемыми в забой скважины специальным ударным механизмом. Оно выполняется обычно станками УБП-15 конструкции Гидропроекта, в комплекте которых имеются также ударные механизмы.Ударно-канатное бурение с отрывом бурового стакана от забоя, выполняемое механизированными станками облегченных конструкций и самоходными буровыми установками, характеризуется высокими скоростями проходки, что достигается в результате применения утяжеленных снарядов (100—200 кг), резкого сокращения времени на спуско-подъемные операции, собственно бурение и чистку наконечника в расчете на один рейс.
При бурении на тросе полностью исключаются свинчивание и развинчивание буровых штанг, отнимающие обычно значительную часть полезного времени. Спуск и подъем снаряда, осуществляемые на тросе, происходят на больших скоростях и без остановок. Собственно бурение в расчете на рейс длится несколько секунд.
Наиболее эффективно ударно-канатный способ бурения применяется для проходки скважин в неводоносных и слабообводненных глинистых грунтах, песках, выветрелых глинистых сланцах, сланцеватых глинах, меловых породах и других разновидностях пород, аналогичных им по буримости. При бурении ударно-забивным способом особенно неводоносных пород-супесей, суглинков, глин, мела, выветрелых мергелей и сланцев, разновидностей мягких сланцев и других мягких пород с применением в качестве бурового наконечника забивного стакана удается достичь 100%-ного выхода керна.
Керн представляет собой столбики грунта высотой 10-30 см, претерпевшего некоторое уплотнение. По извлекаемому из скважин керну можно точно задокументировать геологический разрез скважины. Хотя керн несколько и уплотнен, но сохраняет естественную слоистость и влажность, что позволяет произвести детальное литологическое описание разреза с выделением даже тонких прослоев грунта, с оценкой характера включений, макропор, червороин и т. п. Из керна можно отбирать пробы грунта нарушенной структуры для лабораторных определений естественной влажности, пределов пластичности, механического состава, содержания водорастворимых солей, органических веществ.
При бурении ударно-канатным способом гидрогеологические условия разреза удается фиксировать с достаточной точностью, так как бурение скважин ведется небольшими уходками всухую (без промывки).
Наряду с достоинствами ударно-канатное бурение, выполняемое с отрывом бурового стакана от забоя, имеет недостатки. При бурении, например, утяжеленными снарядами в просадочных грунтах наблюдается уплотнение грунта ниже забоя скважины на ту или иную глубину, в результате чего нельзя получить качественные монолиты грунтов для лабораторных исследований. Поэтому этот способ не рекомендуется применять для проходки технических скважин в просадочных грунтах.
Задание №19 (вариант 2).