Статья: Инженерно-геологические изыскания для определения характеристик грунтов и оснований

Инженерно-геологические изыскания своей целью ставят проведение комплексной и всесторонней оценки геологических факторов, которые были вызваны деятельностью человека в рамках строительно-хозяйственной сферы, в непосредственной взаимосвязи с природными геологическими процессами.

В качестве главных задач инженерной геологии выступают те, которые включают исследование следующих факторов: геолого-тектонические, геоморфологические, сейсмические, техногенные.

Особенности инженерно-геологических скважин

В качестве наиболее важных особенностей инженерно-геологических скважин могут выступать:

• небольшая глубина, определяемая видом проектируемого сооружения, а также геологическими условиями;
• незначительное различие в отношении диаметров;
• произведение из скважин непрерывного отбора керна с обеспечением его стопроцентного выхода;
• непрерывный (или, возможно, поинтервальный) отбор образцов (монолитов) грунта с близким к природному сложением;
• проведение в скважинах различных опытных работ, более продолжительных по времени в сравнении с самим процессом бурения;
• после того, как работы закончены, обязательно осуществляется тампонаж скважин, чтобы ликвидировать искусственные каналы и пустоты для циркуляции грунтовых вод.

Данные особенности становятся обязательными исходными предпосылками в условиях разработки специализированных технических средств, а также технологических приемов бурения и организации буровых работ.

Статическое зондирование

В соответствии с принятыми стандартами, метод статического зондирования, наряду с динамическим и ударно-вибрационным, рекомендуется применять с целью определения:

• инженерно-геологических элементов;
• однородности грунтов по площади и глубине;
• глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;
• сопротивления грунта под сваями по их боковой поверхности;
• степени уплотнения и упрочнения во времени искусственно сложенных грунтов.

Рисунок 1. Статическое зондирование.

Статическое зондирование осуществляется циклами, в состав которых включены:

• равномерное вдавливание зонда с периодической (каждые 20 см) регистрацией величин сопротивления грунта вдавливанию;
• поднятие в верхнее положение штока домкрата или наращивание последующего звена штанг.

Испытание заканчивается по достижении конусом зонда определенной (заданной) глубины или предельных усилий на зонд в целом.

Следует учитывать при применении результатов статического зондирования и при определении физико-механических свойств грунтов, что в условиях обработки результатов зондирования изначально определяется среднеарифметическое значение в отношении выделенного инженерно-геологического слоя по показателям одного зондирования, а далее вычисляются средние арифметические значения для данного слоя, согласно данным всех точек, которые относятся к площадке точек зондирования, которая рассматривается.

Особенности проведения буровых работ

Буровые работы представляют весьма дорогостоящий и довольно трудоемкий процесс, к тому же – длительный по времени своего выполнения при инженерно-геологических изысканиях.

Рисунок 2. Схема бурения скважины.

К буровым работам относят сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, выполняемое преимущественно, благодаря механическому способу. Сооружение скважин, кроме главного процесса (бурение), будет включать комплекс вспомогательных работ, таких, как планировка площадки, демонтаж и монтаж вышки (мачты) и иного бурового оборудования, приготовление промывочного агента.

Буровой скважиной выступает горная выработка с цилиндрической формой и значительной длиной (при сравнительно небольшом диаметре). Отношение длины к диаметру в условиях инженерно-геологических изысканий окажется в пределах 0,2 – 0,001. Выполняются буровые скважины на изысканиях с целью исследования геологического разреза, а также непосредственного отбора образцов грунта, чтобы определить его состав и физико-механические свойства.

Решаемые за счет бурения задачи определяют комплекс специфических требований к данному процессу, которые будут существенно отличаться от поисков и разведки полезных ископаемых, исследования и освоения подземных вод.

В рамках сопоставления геологоразведочного и инженерно-геологического бурения отмечается присутствие общей для них базы, при этом преследуются разные цели и задачи разной направленности. Как объект инженерно-геологического бурения будет выступать верхняя часть земной коры, непосредственно взаимодействуя с инженерными сооружениями с целью их проектирования.

Извлекаемые в процессе геологоразведочного бурения образцы (керн) основным образом будут изучаться в плане своего состава. При инженерно-геологическом бурении важным в одинаковой степени будет считаться состав, состояние, а также свойства поднятых образцов.

Главными требованиями к скважинам инженерно-геологической направленности выступают: получение детализированной информации касательно геологического и гидрогеологического строения исследуемых территорий, относительно физико-механических свойств грунтов; обеспечение возможности осуществления опытных работ с соответствующим качеством не только в процессе, но и после финальной стадии бурения.