Внимание! В период с 29.07.22 по 11.08.22 сервис будет находиться в режиме технического обслуживания. В этой связи может наблюдаться нестабильная работа. Приносим извинения за неудобства.
1
Доступно поисковых запросов: 1 из 2
Следующий пробный период начнётся: 15 августа 2022 в 16:09
Снять ограничение

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

Геотехнические исследования и испытания. Методы отбора проб и измерения подземных вод. Часть 1. Технические принципы для выполнения
Недействующий стандарт
Проверено:  07.08.2022

Информация

Название Геотехнические исследования и испытания. Методы отбора проб и измерения подземных вод. Часть 1. Технические принципы для выполнения
Название английское Geotechnical investigation and testing. Sampling methods and groundwater measurements. Part 1. Technical principles for execution
Дата актуализации текста 01.01.2018
Дата актуализации описания 01.01.2021
Дата издания 21.12.2017
Дата введения в действие 01.01.2022
Область и условия применения Настоящий стандарт устанавливает технические принципы отбора проб грунта, скальной породы и подземной воды, а также измерений подземных вод в контексте геотехнического исследования и испытания, согласно EН 1997-1 и EН 1997-2. Выделяют следующие цели таких инженерно-геологических изысканий: a) отбор проб грунтов и скальных пород качества, достаточного для того, чтобы оценивать общее состояние рабочей площадки для геотехнических инженерных целей и устанавливать необходимые характеристики грунтов и скальных пород в лаборатории; b) получения информации о последовательности, мощности и ориентации пластов, а также о системе трещин и разломов; c) определение типа, состава и состояния пластов; d) получения информации о режиме подземных вод и отбор проб воды для оценки взаимодействия подземных вод, грунта, скальной породы и строительного материала. На качество пробы влияют геологические и гидрологические условия, отбор и выполнение бурения и/или метод взятия проб, обращение с пробами, их транспортирование и хранение. Настоящий стандарт не устанавливает требования к отбору проб для целей сельскохозяйственного и экологического исследования почвы
Опубликован Официальное издание. М.: Стандартинформ, 2017 год
Утверждён в Росстандарт

     

     ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Геотехнические исследования и испытания

МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ И ИЗМЕРЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Часть 1

Технические принципы для выполнения

Geotechnical investigation and testing. Sampling methods and groundwater measurements. Part 1. Technical principles for execution


ОКС 93.020

Дата введения 2020-01-01*
________________
     * См. ярлык "Примечания".

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство") - Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова" (НИИОСП им.Н.М.Герсеванова) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия" (ФГУП "СТАНДАРТИНФОРМ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 ноября 2017 г. N 1754-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22475-1:2006* "Геотехнические исследования и испытания. Методы отбора проб и измерения подземных вод. Часть 1. Технические принципы для выполнения" (ISO 22475-1:2006 "Geotechnical investigation and testing - Sampling methods and groundwater measurements - Part 1: Technical principles for execution", IDT).

________________     

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.


При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение


Международный стандарт ИСО 22475-1 устанавливает технические принципы выполнения отбора проб и измерений подземных вод для геотехнических целей.

Качество этих услуг может быть доказано посредством следующего:

a) декларация соответствия, заявленная подрядчиком (контроль первой стороны);

b) декларация соответствия, заявленная заказчиком (контроль второй стороны);

c) декларация соответствия, заявленная органом оценки соответствия (контроль третьей стороны).

Каждое предприятие или физическое лицо вправе решать, будут ли они доказывать и каким именно образом все, что касается выполнения технически связанных критериев: контроль именно первой, второй или третьей стороной, так как ни в одном из стандартов серии ИСО 22475 нет обязательных требований к декларации.

Международный документ ИСО/ТС 22475-2 устанавливает квалификационные критерии для предприятий и персонала, которые выполняют отбор проб и проводят измерения подземных вод в соответствии с ИСО 22475-1.

Оценка соответствия путем контроля силами третьей стороны может быть выполнена согласно техническим принципам выполнения отбора проб и измерений подземных вод, которые установлены в ИСО 22475-1 и указаны в ИСО/ТС 22475-2, а также методике оценки соответствия, приведенной в ИСО/ТС 22475-3.

     1 Область применения


Настоящий стандарт устанавливает технические принципы отбора проб грунта, скальной породы и подземной воды, а также измерений подземных вод в контексте геотехнического исследования и испытания, согласно ЕН 1997-1 и ЕН 1997-2.

Выделяют следующие цели таких инженерно-геологических изысканий:

a) отбор проб грунтов и скальных пород качества, достаточного для того, чтобы оценивать общее состояние рабочей площадки для геотехнических инженерных целей и устанавливать необходимые характеристики грунтов и скальных пород в лаборатории;

b) получение информации о последовательности, мощности и ориентации пластов, а также о системе трещин и разломов;

c) определение типа, состава и состояния пластов;

d) получение информации о режиме подземных вод и отбор проб воды для оценки взаимодействия подземных вод, грунта, скальной породы и строительного материала.

На качество пробы влияют геологические и гидрологические условия, отбор и выполнение бурения и/или метод взятия проб, обращение с пробами, их транспортирование и хранение.

Настоящий стандарт не устанавливает требования к отбору проб для целей сельскохозяйственного и экологического исследования почвы.

Примечание 1 - Об отборе проб грунта для этих целей см. ИСО 10381.


Настоящий стандарт не распространяется на отбор проб воды для контроля ее качества, качественной характеристики и идентификации источников загрязнения воды, включая донные отложения и ил.

Примечание 2 - Об отборе проб воды для этих целей см. ИСО 5667.

     2 Нормативные ссылки


В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

 ________________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

EN 791*, Drill rigs - Safety (Установки буровые. Безопасность)

________________

* Отменен. Действуют EN 16228-1:2014 - EN 16228-7:2014.

EN 996*, Piling equipment - Safety requirements (Оборудование для забивки свай. Требования безопасности)

________________

* Отменен. Действуют EN 16228-1:2014 - EN 16228-7:2014.

EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules (Еврокод 7. Геотехническое проектирование. Часть 1. Общие правила)

EN 1997-2, Eurocode 7: Geotechnical design - Part 2: Ground investigation and testing (Еврокод 7. Геотехническое проектирование. Часть 2. Исследования и испытания грунтов)

ISO 22476-3, Geotechnical investigation and testing - Field testing - Part 3: Standard penetration test (Геотехнические исследования и испытания. Полевые испытания. Часть 3. Стандартное определение плотности грунта)

ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 1: Identification and description (Геотехнические исследования и испытания. Идентификация и классификация грунта. Часть 1. Идентификация и описание)

ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of rock - Part 1: Identification and description (Геотехнические исследования и испытания. Идентификация и классификация скальной породы. Часть 1. Идентификация и описание)

ISO 3551-1, Rotary core diamond drilling equipment - System A - Part 1: Metric units (Оборудование для вращательного колонкового алмазного бурения. Система А. Часть 1. Метрические единицы измерения)

ISO 3552-1, Rotary core diamond drilling equipment - System В - Part 1: Metric units (Оборудование для вращательного колонкового алмазного бурения. Система В. Часть 1. Метрические единицы измерения)

GUM: Guide to the expression of uncertainty of measurements (BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML) [Руководство для выражения неопределенности в измерении (BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/OIML)]

ISO 10097-1, Wireline diamond core drilling equipment - System A - Part 1: Metric units (Колонковый алмазный снаряд со сменным керноприемником, извлекаемым через бурильные трубы с помощью каната. Система А. Часть 1. Метрические единицы измерения)

     3 Термины и определения


В настоящем стандарте применены термины по ЕН 1997-1, ЕН 1997-2, ИСО 14688-1 и ИСО 14689-1, а также следующие термины с соответствующими определениями.

Примечание - Дополнительные термины и определения приведены в изданиях, перечисленных в библиографии.

     3.1 Методы исследования на рабочей площадке

3.1.1 разведочный шурф (trial pit): Открытая выемка грунта, сделанная для того, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, отобрать пробы или провести испытания в полевых условиях.

3.1.2 шахтный ствол (shaft): Открытая вертикальная или крутая наклонная горная выработка глубиной обычно более 5 м, сделанная для того, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, отобрать пробы или провести испытания в полевых условиях.

3.1.3 штрек (heading) [штольня (adit)]: Небольшой тоннель, пройденный горизонтально или с легким наклоном от шахтного ствола или внутрь наклонного участка местности, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, взять пробы и провести испытания в полевых условиях.

3.1.4 скважина (borehole): Отверстие любого, заранее определенного диаметра и длины, образованное путем бурения в любой геологической формации или искусственном материале.

Примечание - Цель исследований, проведенных в таком отверстии, - чтобы отобрать пробы скальной породы, грунта или воды на заданной глубине и провести испытания и измерения в условиях природного залегания.

3.1.5 бурение (drilling): Процесс, с помощью которого проходят ствол скважины в любой геологической формации методами вращательного, вращательно-ударного, ударного или нажимного действия и в любом заранее определенном направлении относительно бурильной установки.

3.1.6 бурение скважин небольшого диаметра (small diameter drilling): Бурение в грунте скважины диаметром больше 30 мм, но меньше 80 мм.

3.1.7 метод бурения (drilling method): Используемая технология бурения и стабилизации стенок скважины.

     3.2 Буровые установки и оборудование

3.2.1 буровой инструмент (drilling tool): Устройство, прикрепленное к бурильной колонне или являющееся ее неотъемлемой частью, которое используется в качестве режущего инструмента для проникновения в геологическую формацию.

3.2.2 буровая коронка (drill bit): Устройство, прикрепленное к бурильной колонне или являющееся ее неотъемлемой частью, которое используется в качестве режущего инструмента, чтобы проникать через формацию посредством используемого метода бурения.

3.2.3 буровая установка (drill rig): Устройство, осуществляющее функцию бурения.

3.2.4 крепление обсадными трубами (casing): Трубы, временно или постоянно вставленные в ствол скважины.

Примечание - Крепление обсадными трубами используется, например, для укрепления ствола скважины, чтобы предотвратить утечку промывочной среды в окружающую формацию или не допустить установления гидравлической связи между горизонтами подземных вод.

3.2.5 промывочный раствор (flushing medium): Раствор или газообразная среда, используемая для транспортирования выбуренной породы и/или проб из ствола скважины, а также для смазки и охлаждения бурильного инструмента.

3.2.6 промывочная добавка (flushing additive): Вещество, добавленное в промывочную жидкость, чтобы повлиять или изменить его свойства в целях улучшения его функционирования.

3.2.7 кернорватель (core lifter): Разрезанное по образующей, щелевое или зубчатое коническое пружинное стальное кольцо, пазы, гибкие подпружиненные штыри, поворотные клинообразные штыри или поворотные створки, установленные на несущем кольце, чтобы удерживать образец керна в колонковой трубе при его подъеме из ствола скважины.

3.2.8 держатель пробы (sample retainer): Цилиндрический держатель, оснащенный кернорвателем с разрезным кольцом, который монтируется на нижнем конце трубы грунтоноса и используется для удержания образца в трубе при извлечении грунтоноса из земли.

     3.3 Отбор проб

3.3.1 отбор проб бурением (sampling by drilling) [непрерывный отбор проб (continuous sampling)]: Процесс, с помощью которого пробы добываются бурильными инструментами по мере прохождения ствола скважины.

Примечание - Процесс бурения проводят для непрерывного отбора проб по длине скважины. Буровой инструмент используют в качестве средства отбора проб.

3.3.2 отбор проб путем использования устройства для получения пробы (sampling by using sampler): Процесс, с помощью которого пробы добывают специальным устройством из разведочных шурфов, штреков, шахтных стволов или со дна скважины на выбранных позициях.

3.3.3 отбор проб грунта бурением небольшого диаметра (soil sampling by small diameter drilling): Отбор проб путем бурения в грунтах буровым инструментом диаметром больше 30 мм, но меньше 80 мм.

3.3.4 проба (sample): Определенное количество скальной породы, грунта или подземной воды, извлеченное с зарегистрированной глубины.

3.3.5 керн/колонка породы (core/core sample): Проба грунта или скальной породы цилиндрической формы, отобранная из скважины на зарегистрированной глубине.

3.3.6 монолит (block sample): Проба грунта или горной породы, вырезанная специальным техническим способом.

3.3.7 выбуренная порода (cuttings): Частицы геологических формаций, образованные в скважине режущим действием бурового инструмента.

3.3.8 взвешенное вещество (suspended matter): Истертый материал грунта в промывочной жидкости, образовавшийся путем бурения, в котором размер отдельной частицы невозможно различить невооруженным глазом.

3.3.9 длина рейса (при бурении с отбором керна) (core run): Длина бурения с отбором керна между началом и концом бурения.

3.3.10 потери керна (core loss): Разница между длиной рейса и длиной извлеченного керна.

3.3.11 отношение площадей (area ratio): Отношение площади грунта, извлеченного из грунтоноса к площади пробы.

.

См. рисунок 1.

Примечание 1 - Отношение площадей выражается в процентах.

Примечание 2 - Один из факторов, определяющих механическое повреждение грунта.

3.3.12 коэффициент внутреннего зазора (inside clearance ratio):

.

См. рисунок 1.

Примечание 1 - Коэффициент внутреннего зазора выражается в процентах.

Примечание 2 - Один из факторов, определяющих механическое повреждение пробы грунта, вызванное трением на внутренней стенке трубы приемника керна (грунтоноса) или вкладной гильзы.



- внутренний диаметр режущего башмака; - наибольший наружный диаметр режущего башмака; - внутренний диаметр грунтоноса или вставной гильзы; - наружный диаметр грунтоноса; - угол конусности; 1 - грунтонос; 2 - режущий башмак; 3 - вкладыш (по желанию заказчика)

Рисунок 1 - Определение диаметров , , и

3.3.13 коэффициент наружного зазора (outside clearance ratio):

.

См. рисунок 2.

Примечание - Коэффициент наружного зазора выражается в процентах.

3.3.14 Термины состояния нарушенности (кернов скальной породы)

3.3.14.1 извлечение полного керна в скальной породе TCR (total core recovery in rock): Общая длина извлеченного экземпляра керна (сплошного и неповрежденного), выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна.

См. рисунок 2.

3.3.14.2 обозначение качества скальной породы ROD (rock quality designation): Суммарная длина всех частей керна по меньшей мере с одним полным диаметром, равным 100 мм или больше между естественными разломами, измеренная по средней линии керна, выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна (см. рисунок 2).

3.3.14.3 извлечение сплошного керна SCR (solid core recovery): Длина извлеченного керна в виде сплошных цилиндров, выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна (см. рисунок 2).

Примечание - Сплошной керн имеет полный диаметр, не прерываемый природными нарушениями, но необязательно с полной длиной окружности, измеренный обычно вдоль оси керна или другой линии сканирования.


     

1 - разломы, вызванные бурением; 2 - минимум один полный диаметр; 3 - нет ни одного полного диаметра; 4 - разрушенный; 5 - нет извлечения; 6 - длина рейса при бурении с отбором керна; ROD - обозначение качества скальной породы; SCR - извлечение сплошного керна; TCR - полное извлечение керна


Примечание - Все показанные признаки являются природными нарушениями непрерывности, если не заявлено иначе.

Рисунок 2 - Применение терминов состояния нарушенности кернов скальной породы

3.3.15 коэффициент извлечения пробы грунта TC (sample recovery ratio in soil): Отношение длины пробы грунта к длине рейса H.

См. рисунок 3.

3.3.16 коэффициент извлечения чистой пробы IC (net sample recovery ratio): Отношение длины чистой (ненарушенной) пробы к длине рейса H.

См. рисунок 3.

     

1 - обсадная труба; 2 - начало пробоотбора; 3 - конец отбора керна; 4 - дно предварительно пробуренной скважины; 5 - вентиляционное отверстие; 6 - проба грунта; - внутренний диаметр трубы грунтоноса или вставной гильзы (вкладыша); H - длина рейса при бурении с отбором грунта; - глубина (от естественного уровня земли) нижнего конца грунтоноса после погружения грунтоноса и до его извлечения; - глубина (от естественного уровня земли) дна скважины перед отбором грунта и перед началом очередного рейса пробоотбора; - длина нижней части пробы, которая была нарушенной (перемятой) или была потеряна; - разность между рейсом при бурении грунта и действительной длиной пробы грунта; - общая длина пробы после изъятия грунтоноса, измеренная от верха пробы до кромки режущего наконечника, включая разрушенные или потерянные части на обоих концах пробы; - длина нарушенной или загрязненной верхней части пробы грунта; - длина конечной пробы грунта перед ее приведением к требуемым условиям; - эффективная (полезная) длина грунтоноса для взятия пробы

Рисунок 3 - Значения длины рейса керна и пробы грунта

3.3.17 тонкостенный грунтонос (thin-walled sampler): Устройство отбора проб грунта с низким отношением площадей, малым углом конусности и тонким наконечником.

3.3.18 толстостенный грунтонос (thick-walled sampler): Устройство отбора проб грунта, которое имеет отношение площадей, угол конусности больше, чем эти параметры у тонкостенного грунтоноса.

     3.4 Измерения подземных вод

3.4.1 пьезометрический напор (piezometric head): Сумма напора и высоты.

3.4.2 уровень подземных вод (groundwater surface): Верхний уровень подземных вод.

3.4.3 водоносный горизонт (aquifer): Массив водопроницаемой горной породы или слой грунта, в котором находится и движется грунтовая вода.

3.4.4 слабопроницаемый горизонт (aquitard): Водоупорный слой, который замедляет, но не предотвращает фильтрацию воды в соседние водоносные горизонты.

3.4.5 водоупор (aquiclude): Массив грунта или скальной породы с исключительно низкой проницаемостью, который эффективно предотвращает фильтрацию через себя воды.

3.4.6 напорный водоносный горизонт (confined aquifer): Водоносный слой, который ограничен сверху и снизу водоупорами.

3.4.7 безнапорный водоносный пласт (unconfined aquifer): Водоносный горизонт, в котором уровень грунтовых вод совпадает с его кровлей.

3.4.8 поровое давление (pore pressure): Давление жидкости, которая заполняет поры грунта или скальной породы.

3.4.9 водопроницаемость (permeability): Способность грунта или скальной породы пропускать воду.

3.4.10 фильтр (filter): Водопроницаемая часть пьезометра, удерживающая грунт.

3.4.11 фильтровая обсыпка (filter pack): Водопроницаемая обсыпка вокруг фильтра, удерживающая грунт.

3.4.12 открытый участок фильтра (open filter area): Выраженная в процентах фильтрующая часть поверхности фильтра.

3.4.13 измерение подземной воды (groundwater measurement): Измерение уровня грунтовых вод или порового давления.

3.4.14 измерительная станция для подземной воды (groundwater measuring station): Место, где устанавливается оборудование для измерения подземных вод или проводится такое измерение.

3.4.15 колебания уровня подземных вод (groundwater fluctuations): Колебания уровня подземных вод и/или порового давления.

3.4.16 давление подземных вод (groundwater pressure): Давление в порах, пустотах и трещинах в грунте в определенных точках и в определенное время.

3.4.17 пьезометр (piezometer): Оборудование для определения уровня подземных вод или пьезометрического напора, включая как открытые, так и закрытые системы.

3.4.18 открытая система (open system): Измерительная система, в которой подземная вода находится в непосредственном контакте с атмосферой и в которой уровень подземных вод измеряется для точки расположения фильтра.

3.4.19 закрытая система (closed system): Измерительная система, в которой грунтовая вода не находится в непосредственном контакте с атмосферой и в которой поровое давление измеряется на уровне фильтра гидравлическим, пневматическим или электрическим путем.

3.4.20 гидравлическая система (hydraulic system): Закрытая система, в которой давление воды через фильтрующий элемент передается в измерительный блок или (вблизи поверхности земли) через заполненную жидкостью напорную трубку.

3.4.21 пневматическая система (pneumatic system): Закрытая система, в которой давление воды действует на мембрану, расположенную под фильтрующим элементом, и которая уравновешивается давлением газа с обратной стороны мембраны с помощью напорной трубки с поверхности земли.

3.4.22 электрическая система (electrical system): Закрытая система, в которой давление воды воздействует на мембрану, расположенную позади фильтрующего элемента, и где давление воды преобразуется в электрический сигнал.

3.4.23 извлекаемая система (pick-up system): Электрическая система с преобразователем, в которой преобразователь может быть вставлен в установленный в земле фильтрующий элемент или извлечен из него.

3.4.24 фильтрующий элемент (filter tip): Фильтрующий элемент пьезометра обеспечивает фильтрацию и предотвращает проникновение частиц грунта в аппаратуру.

3.4.25 высокоэффективный воздушный входной фильтр (high air entry filter): Фильтр с маленькими порами, препятствующий проникновению воздуха при водонасыщении.

3.4.26 задержка во времени (time lag): Промежуток времени между изменением порового давления в земле и его полной записью измерительной системой.

     4 Буровые установки и вспомогательное оборудование

     4.1 Общие положения


Для получения необходимого качества работ по отбору проб грунта необходимо использовать буровое оборудование и инструмент соответствующего типа и размера.

Применяемое оборудование для бурения и отбора проб должно соответствовать требованиям ИСО 3551-1, ИСО 3552-1 и ИСО 10097-1.

     4.2 Требования для буровых установок и оборудования


Буровые установки по мощности и виду бурения, а также буровой инструмент, включающий в себя буровые штанги, обсадные трубы, колонковые трубы и буровые коронки, следует выбирать с учетом необходимой глубины пробоотбора и категории грунтов.

Примечание - Приложение C дает выбор оборудования, которое используется в настоящее время.

     4.3 Область применения оборудования


Буровая установка и оборудование должны обеспечивать четкое регулирование всех функций бурения. При наличии соответствующего указания необходимо измерять и регистрировать следующие параметры бурения в зависимости от глубины:

- крутящий момент буровой головки, Нм;

- частота вращения буровой головки, мин;

- усилие подачи и тяги, кН;

- скорость бурения, м/мин;

- пройденная глубина за интервал многократных ударов молотом (один интервал от момента включения до момента выключения молота);

- топографическая глубина бурения, м;

- азимут и угол наклона при наклонном бурении, град;

- длина, пройденная при наклонном бурении, м;

- давление промывочной жидкости на выпуске насоса, кПа;

- скорость циркуляции промывочной среды (подача), л/мин;

- скорость возврата промывочной среды, л/мин.

     5 Общие требования до начала отбора проб и измерений подземных вод

     5.1 Общие положения


Тип и степень извлечения пробы и измерений подземной воды должны быть заданы заранее в соответствии с целью проекта, геологическими и гидрологическими условиями и ожидаемыми испытаниями в поле и лаборатории (см. ЕН 1997-2).

     5.2 Выбор технических приемов и методов

5.2.1 Технические приемы и методы отбора проб и измерений подземных вод следует выбирать в соответствии с целью проведения исследований относительно ожидаемых геологических и гидрологических условий.

5.2.2 Технику отбора, способы перевозки и методы хранения проб следует выбирать на основе:

- класса качества пробы согласно ЕН 1997-2;

- массы пробы для проведения испытаний;

- диаметра пробы,

в зависимости от типа лабораторных испытаний, которые надо провести.

5.2.3 Определенные пробы должны быть отобраны таким образом, чтобы достичь необходимого класса качества согласно ЕН 1997-2 (см. 6.2).

5.2.4 При использовании разных методов отбора могут происходить разные нарушения пробы. Класс качества пробы, взятой одним и тем же устройством для отбора проб (грунтоносом), может изменяться в зависимости, например, от типа грунта, наличия подземных вод и процедуры отбора.

Следующие нарушения пробы могут быть вызваны бурением и методами отбора проб:

- механическое нарушение пробы вследствие сжатия, сдвига, промывки или вибрации во время бурения или извлечения грунта;

- нарушение пробы вследствие снятия природных напряжений и разгрузки;

- изменения в составе материала и химическом составе, например, в содержании воды и газов.

5.2.5 Диаметр пробы для грунтов, содержащих крупные частицы, следует выбирать в зависимости от размера самых крупных частиц материала, из которого берут пробы.

5.2.6 Если потребуется исследование ниже уровня грунтовых вод или на больших глубинах, необходимо закрепление стенок скважин.

5.2.7 Разведочные шурфы, штреки и шахтные стволы дают возможность исследовать землю в большом масштабе: например, получить информацию о составе, последовательности, структуре и ориентации напластования и возможной поверхности скальной породы. Без специального водопонижения глубина исследований часто ограничивается уровнем подземных вод. Крупные пробы допускается отбирать для анализа на содержание гальки, несущей способности, уплотняемости и водопроницаемости. Также можно оценить возможности проведения земляных работ и подготовить отчетную документацию с фотографиями.

     5.3 Требования по исследованию грунтов на рабочих площадках и в точках отбора

5.3.1 До начала исследовательского процесса на поверхности земли должны быть размечены точки отбора образцов. Их местоположение и высотные отметки должны быть зафиксированы и нанесены на план рабочей площадки при завершении исследований.

5.3.2 Места проведения исследований должны быть проверены в отношении возможности повреждения подземных коммуникаций и неразорвавшихся боеприпасов. При необходимости должны быть предприняты соответствующие мероприятия. Исследования в местах загрязненной поверхности земли необходимо проводить с соблюдением специальных процедур.

5.3.3 Разведочные шурфы следует располагать в стороне от участка под запланированный фундамент, так как выемка грунта может ослабить грунт. Для этого расстояние между ближайшим ограждением котлована и краем запланированного фундамента должно быть не менее 0,5 м плюс половина намеченной глубины выемки грунта ниже уровня фундамента.

5.3.4 Разведочные шурфы (с доступом и без него), штреки и шахтные стволы должны строиться в соответствии с международными и национальными стандартами и правилами обеспечения безопасности, действующими на национальном уровне. Они должны быть достаточно просторными, чтобы обеспечивать осмотр, отбор проб и проведение необходимых испытаний. При необходимости они должны быть защищены от влияния атмосферных воздействий.

5.3.5 Если надо выполнить визуальный каротаж, фотофиксацию напластования грунтов, отбор проб и испытания грунта на месте, то это должно быть сделано немедленно после выемки грунта.

5.3.6 Необходимо принимать во внимание влияние бурения и отбора проб на окружающую среду. Следует выполнять соответствующие требования в зоне водозабора.

     5.4 Предварительная информация, необходимая перед началом отбора проб и измерений подземных вод


До начала отбора проб и/или измерений подземных вод на рабочей площадке необходимо собрать как минимум следующую предварительную информацию (см. приложение A):

a) техническое задание на отбор проб и измерения подземных вод;

b) местоположение запланированных скважин, или выемок грунта, или измерений подземных вод;

c) ориентация, наклон и приемлемые отклонения в скважинах;

d) геодезические требования и ожидаемые геологические или гидрологические условия;

e) необходимая точность и допустимая погрешность измерений в соответствии с Руководством по определению погрешности в измерении (GUM);

f) повторяемость измерений;

g) риски в отношении охраны окружающей среды и обеспечения безопасности, связанные, например, с промывочной жидкостью или суспензиями, которые предполагается использовать, а также правила по их применению;

h) возможные риски, например, в отношении подземных и надземных коммуникаций, дорожного движения, неразорвавшихся боеприпасов, загрязнения;

i) идентификация и запланированные глубины скважин и/или горных выработок;

j) метод отбора проб и намеченная категория качества отбора проб;

k) требования к нумерации скважин, горных выработок или проб;

I) обращение с пробами, предполагаемое хранение и перевозка;

m) намеченные испытания в месте проведения исследования;

n) способ ликвидации скважины или выработки и восстановление места проведения работ (обратная засыпка или цементация);

p) охрана окружающей среды;

q) меры по ликвидации чрезвычайной ситуации;

r) контактные данные представителя для связи;

s) планируемый объем информации.

     5.5 Обратная засыпка и оставление рабочей площадки

5.5.1 По завершении отбора проб важно восстановить место проведения работ и не оставить потенциальных возможностей нанесения вреда людям, окружающей среде или животным. Обратная засыпка должна быть выполнена в соответствии с действующими на национальном уровне правилами, техническими и административными требованиями, а также с учетом геологического разреза, загрязненности грунта и его несущей способности.

5.5.2 Каждая скважина или горная выработка должна быть обнесена забором или временно закрыта сверху безопасным способом, до тех пор пока скважина или выработка не будет окончательно и постоянно перекрыта или снова засыпана.

5.5.3 Если скважину не требуется держать открытой для специальной цели, то ее следует заполнить, укрепить или накрыть таким способом, чтобы не возникло последующее проседание грунта на уровне земли вследствие осадки материала заполнения.

5.5.4 Скважины должны быть нормально заполнены материалами одинаковой или меньшей водопроницаемости по сравнению с окружающим грунтом, например, для того, чтобы предотвращать загрязнение и объединение водоносных горизонтов. Если для заполнения используется раствор, то его следует укладывать с помощью подводящей трубы, опущенной до основания скважины. Подводящую трубу следует медленно поднимать по мере укладки раствора. Если скважина будет влиять на последующие проекты, например проходки тоннеля, то заранее должны быть разработаны специальные требования к обратной засыпке. Во время заполнения скважины в ней не должны возникать пустоты.

5.5.5 Рабочую площадку следует оставлять в безопасном, чистом и аккуратном состоянии.

     5.6 Безопасность и специальные требования

5.6.1 В части безопасности на рабочей площадке и охраны труда во время работы следует применять соответствующие действующие на национальном уровне стандарты, технические условия или законодательные требования к бурению скважин, рытью разведочных шурфов, проходке штреков и шахтных стволов, до тех пор пока не будут доступными соответствующие международные стандарты.

Буровые установки должны соответствовать требованиям ЕН 791 и ЕН 996.

5.6.2 В части других факторов и защиты окружающей среды в каждой конкретной ситуации до тех пор, пока не будут разработаны соответствующие международные стандарты, необходимо применять требования, действующие на национальном и локальном уровнях.

     6 Методы отбора проб грунтов

     6.1 Общие положения

6.1.1 Технические приемы отбора проб грунтов, как правило, подразделяются на следующие группы:

a) отбор проб путем бурения (непрерывный отбор проб);

b) отбор проб с помощью специальных устройств (грунтоносов);

c) отбор монолитов с открытых горных выработок.

6.1.2 Допускаются комбинации этих методов отбора проб. В ряде случаев комбинации необходимы в силу геологических условий и цели исследования.

     6.2 Категории методов отбора проб грунтов

6.2.1 Выделяют три категории методов отбора проб: A, B и C. Для заданных грунтовых условий они отражают наилучший возможный лабораторный класс качества образцов (определение см. в ЕН 1997-2), как показано в таблицах 1 и 2, графа 6:

- методами отбора проб категории A: могут быть получены пробы классов качества от 1 до 5;

- методами отбора проб категории B: могут быть получены пробы классов качества от 3 до 5;

- методами отбора проб категории C: могут быть получены пробы класса 5.

6.2.2 Пробы класса качества 1 или 2 могут быть получены только с использованием методов отбора проб категории A. В этом случае стремятся получить пробы, в которых не возникает или не происходит даже легкое нарушение структуры грунта во время процедуры отбора пробы или при обращении с пробами. Влажность и коэффициент пористости таких образцов соответствуют параметрам грунта в условиях их естественного залегания. В образце не возникает никаких изменений структурных составляющих или химического состава грунта. Некоторые непредвиденные обстоятельства, например изменение слоистости, могут вести к понижению классов качества добываемых проб.

6.2.3 Использование методов отбора проб категории B исключает возможность отбора проб с классом качества выше 3. В этом случае стремятся получить пробы, содержащие все структурные составляющие грунта, соответствующие условиям природного залегания в его исходных пропорциях, а сам грунт при этом сохраняет свою природную влажность. Может быть идентифицировано общее расположение разных слоев или компонентов грунта. Структура грунта была нарушена. Некоторые непредвиденные обстоятельства, например изменение слоистости, может привести к понижению классов качества добываемых проб.

6.2.4 Использование методов отбора проб категории C исключает возможность отбора проб с классом качества выше 5. Структура грунта в пробе при этом полностью изменена. Общее расположение разных слоев грунта или компонентов изменено, в связи с чем расположение слоев в условиях естественного залегания не может быть правильно идентифицировано. Влажность пробы грунта не отвечает естественной влажности слоя грунта, из которого были отобраны пробы.


Таблица 1 - Классы качества проб грунтов для лабораторных испытаний и категории отбора проб, которые надо использовать

Классы качества проб грунта для лабораторных испытаний

1

2

3

4

5

Категории отбора проб

А

В

С

     

     6.3 Отбор проб грунта путем бурения (непрерывный отбор проб)

6.3.1 Общие положения

6.3.1.1 Этот метод отбора проб позволяет провести:

- идентификацию и описание грунтов в точке бурения скважины;

- дифференциацию слоев грунтов и их состава;

- отбор проб, а также исследование и испытание проб всех напластований и глубин.

Примечание - Непрерывный отбор проб, объединенный с методом выборки согласно категории A (см. таблицу 2), дает наиболее ценную информацию об условиях залегания грунтов из всех методов исследований путем бурения. Поэтому отбор проб бурением является наиболее предпочтительным методом отбора проб для неоднородно залегающих слоев грунтов.

6.3.1.2 Методы бурения и оборудование следует выбирать в зависимости от необходимой категории отбора проб (см. таблицы 2 и 4), вида испытаний и/или измерений подземных вод, которые надо выполнять в скважине.

6.3.1.3 Скважина должна быть устойчивой, обычно за счет опускания в нее обсадной трубы по мере продолжения бурения, чтобы не допустить обрушения стенок скважины и образования пустот.

6.3.1.4 При бурении ниже уровня подземных вод диаметры обсадных труб скважин, инструмент и уровень воды в обсадной трубе следует выбирать с расчетом предотвращения оплывания грунта внутрь трубы. Чтобы предотвратить нарушения в грунте за счет гидравлических процессов, возникающих от бурового инструмента и зачистных устройств, их следует выбирать с достаточным кольцевым зазором и извлекать медленно. В скважине необходимо поддерживать достаточный напор воды.

6.3.2 Отбор проб вращательным бурением

6.3.2.1 Отбор проб вращательным колонковым сухим бурением (без промывки)

6.3.2.1.1 При отборе проб вращательным колонковым сухим бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в грунт бурильной установкой через бурильную колонну. В результате в трубу поступает грунтовый керн. Инструментом отбора пробы может быть одна труба с предпочтительным диаметром скважины от 100 до 200 мм или бур с полым шнеком для бурения предпочтительного диаметра скважины от 100 до 300 мм. Промывочную жидкость не используют.

6.3.2.1.2 Эту технологию применяют для глины, ила и мелкозернистого песка. Если используется бур с полым шнеком в качестве инструмента для отбора проб, то он может быть применен для средне- и крупнозернистого песка, а также органических грунтов. Отбор проб вращательным колонковым сухим бурением, как правило, не подходит для отбора проб крупного гравия, гальки и валунов.

6.3.2.2 Отбор проб вращательным колонковым бурением

6.3.2.2.1 При отборе проб вращательным колонковым бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в грунт бурильной установкой через бурильную колонну. В результате в трубу поступает грунтовый керн. Инструментом отбора пробы может быть одинарная, двойная или тройная колонковая труба. Предпочтительный диаметр скважины находится в пределах от 100 до 200 мм. Промывочную жидкость используют.

6.3.2.2.2 Одинарная колонковая труба для отбора керна состоит из приемника керна с буровой коронкой на его нижнем конце и головки (переходника), посредством которой она в ее верхней части крепится к буровым штангам. Кернорватель может быть установлен между буровой коронкой и приемником керна или непосредственно в пределах буровой коронки. Промывочная жидкость проходит между внутренней стороной приемника керна и извлеченным керном грунта, непрерывно омывая длину извлеченной пробы.

6.3.2.2.3 Двойная колонковая труба состоит из двух концентрических труб и несущего приспособления в головке колонковой трубы, которое позволяет внутренней трубе оставаться неподвижной, в то время как наружная труба вращается бурильной колонной. Керноприемник обычно устанавливают после буровой коронки во внутренней трубе. Промывочный раствор проходит через кольцевой канал между внутренней и внешней трубами, предохраняя таким образом извлеченный керн от повреждения. Двойная колонковая труба может быть оснащена дополнительным пластмассовым вкладышем в пределах внутренней трубы. При установке такого вкладыша стандартный буровой наконечник и кернорватель должны быть заменены буровым наконечником и кернорвателем с уменьшенным диаметром канала. Наличие пластмассового вкладыша поможет улучшить извлечение керна в некоторых типах грунтов, а также предохранять пробу во время транспортирования. Двухтрубная колонковая труба может быть также снабжена удлинителем внутренней трубы, который проходит через буровое долото и выступает спереди для использования в очень слабых грунтах.

6.3.2.2.4 Тройная колонковая труба схожа по конструкции с двойной колонковой трубой, но оснащается дополнительной третьей трубой в пределах внутренней трубы в стандартном исполнении. Третья труба является, как правило, тонкостенной стальной трубой, разделенной вдоль пополам, так что при ее извлечении из внутренней трубы, чтобы достать керн, верхнюю половину можно снимать. В некоторых случаях разделенную внутреннюю трубу можно заменить пластмассовой вставной гильзой. Трехтрубный отборник керна может быть также оснащен удлинителем к внутренней трубе, которая проходит через буровое долото и выступает спереди для использования в очень слабых грунтах.

6.3.2.2.5 Отбор проб вращательным колонковым бурением обычно предназначается для глин, глинистых и сцементированных грунтов и крупного песка. Он не пригоден для всех видов несвязных грунтов.

6.3.2.2.6 После извлечения колонковой трубы на поверхность, с керном необходимо обращаться таким образом, чтобы он как можно дольше сохранял свое природное состояние. Извлечение керна надо производить в горизонтальном положении с использованием соответствующего пресса для выдавливания в том же самом направлении, в каком керн входил в колонковую трубу.

6.3.2.3 Отбор проб шнековым бурением

6.3.2.3.1 При отборе проб грунта шнековым бурением шнек, состоящий из спиральной ленты, накрученной вокруг сплошного центрального стержня, и оснащенный буровым долотом, забуривается в грунт. Выделяют два метода отбора проб:

- метод непрерывного отбора проб;

- метод отбора проб с перерывами.


Таблица 2 - Отбор проб путем бурения в грунтах

Строка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Метод бурения

Оборудование

Руководство для применения и ограничения

Достижимые категории отбора проб

Достижимый класс точности

Примечание

Техника резки грунта

Использование промывочной жидкости

Инструмент для добычи пробы

Обозначение

Инструмент

Диапазоны диаметров скважин, мм

Не подходят для

Предпочтительный метод для

1

Роторное бурение

Нет

Бурильный инструмент

Колонковое сухое бурение

Одинарная колонковая труба

100-200

Крупный гравий, галька, валуны

Глина, ил, мелкий песок

B (A)

4 (2-3)

Хорошо внутри, сухо снаружи

Глина, ил, песок, почва

B (A)

3 (1-2)

-

Полый шнек с буром

100-300

2

Да

Бурильный инструмент

Колонковое бурение

Одинарная колонковая труба

100-200

Несвязанные грунты

Глина, глинистые и сцементированные грунты, валуны

B (A)

4 (2-3)

-

Двойная колонковая труба

B (A)

3 (1-2)

Тройная колонковая труба

A

1

3

Да

Бурильный инструмент

Колонковое бурение

Двойная/
тройная колонковая труба с удлиненной внутренней трубой

100-200

Гравий, галька, валуны

Глина, ил

A

2 (1)

-

4

Нет

Бурильный инструмент

Шнековое бурение

Буровые штанги с полым или проходным шнеком; полый шнек

100-2000

Валуны крупнее, чем

Все грунты выше уровня подземных вод, все связанные грунты ниже уровня подземных вод

B

4 (3)

-

5

Да

Противоток промывочной жидкости

Бурение с обратной промывкой

Буровые штанги с полым долотом

150-1300

-

Все грунты

C (B)

5 (4)

-

6

Роторное бурение

Нет

Бурильный инструмент

Бурение с проходным шнеком

Бурение желонкой и долотом или винтовым проходным шнеком

40-80

Крупный гравий с частицами крупнее , плотные грунты, несвязанные грунты ниже уровня подземных вод

От глин до средних гравийных грунтов выше уровня грунтовых вод, связанные грунты ниже уровня грунтовых вод

5

Можно использовать только для малых глубин

7

Забивка грунтоноса молотом

Нет

Бурильный инструмент

Ударное колонковое бурение

Забивной стакан для бурения по глинам с внутренней режущей кромкой; также с рукавом (или проходным шнеком)

80-200

Грунты размером частиц крупнее, чем , слоистые грунты

Глина, ил и грунты размером частиц вплоть до

Связанный грунт: A

2 (1)

Построение графика забивки на основе количества ударов

Несвязанный грунт: B (A)

3 (2)

8

Нет

Бурильный инструмент

Ударное бурение

Забивной стакан для бурения по глинам с режущей кромкой снаружи

150-300

Грунты размером частиц крупнее, чем

Гравий и грунты размером частиц вплоть до

B

4

9

Нет

Бурильный инструмент

Забивка молотом трубки малого диаметра

Ударное бурение с использованием полого грунтоноса малого диаметра

30-80

Грунты размером частиц крупнее, чем

Грунты размером частиц вплоть до

C

5

Только для малых глубин

10

Забивка с вращением

Да

Бурильный инструмент

Ударно-вращательное бурение

Однотрубная или двухтрубная колонковая труба

100-200

Глинистые и чистые пески с размером частиц более 2,00 мм, гравий, глина твердой и полутвердой консистенций

Глина, ил, мелкозернистый песок

Связанный грунт: A

2 (1)

-

Несвязанный грунт: B

4 (3)

11

Бурение вибрацией и с заданным медленным вращением

Нет (исключительно для посадки обсадной трубы)

Бурильный инструмент

Вибрационное бурение

Толстостенный грунтонос или одинарная колонковая труба с дополнительным пластиковым вкладышем

80-200

-

-

Связанный грунт: B

4

-

Несвязанный грунт: C

5

12

Удар

Нет

Бурильный инструмент

Ударно-канатное бурение

Трос с забивным стаканом

150-500

Гравий над уровнем подземных вод, ил, песок и гравий ниже уровня подземных вод

Глина и ил над уровнем подземных вод; глина ниже уровня подземных вод

C (B)

4 (3)

-

13

Нет

Бурильный инструмент

Ударно-канатное бурение

Трос с желонкой

100-1000

Грунты выше уровня подземных вод

Гравий и песок в воде

C (B)

5 (4)

Допускается также использовать в связных грунтах, при подливе воды

14

Пневматический удар

Нет

Бурильный инструмент

Пневмо-
ударное бурение

Пневмо-
пробойник с подсоединением грунтоноса

30-80

Плотные и крупнообломочные грунты

Глина, ил, мелкозернистый песок

C

5

Допускается использовать только для малых глубин

15

Захват

Нет

Бурильный инструмент

Грейферный способ бурения

Трос с грейфером

400-1500

Твердые, связные грунты, валуны размером крупнее, чем

Гравий, валуны размером меньше, чем , булыжники

Над водой

4

-

Ниже воды

5

Обычный грунтонос или грунтонос, извлекаемый на канате.

Используя способ забивки молотом, бурильный инструмент будет приводиться в действие специальной лебедкой. Используя ударную технологию, бурильный инструмент будет приводится в действие путем его повторяющегося подъема и сбрасывания.

Колонковое сухое бурение обычно используется, если наблюдение за поверхностью подземной воды является самой важной целью исследования грунта.

- внутренний диаметр инструмента для отбора проб.

Категории отбора проб и классы качества, заданные в скобках, могут быть достигнуты только в особо благоприятных земных условиях, которые надо объяснять в каждом случае.

Отбор проб категории В является иногда возможным, так как класс качества пробы, который может быть достигнут, обычно хуже, чем класс 5.

6.3.2.3.2 При использовании метода непрерывного отбора проб винтовая лента действует как винтовой конвейер и непрерывно поднимает выбуренную породу на поверхность. Дополнительные секции шнека можно добавлять до тех пор, пока не будет достигнута требуемая глубина. На выходе из скважины пробы грунта являются перемятыми.

6.3.2.3.3 При использовании метода непрерывного отбора проб винтовой шнек ввинчивают в грунт со скоростью вертикальной подачи, соответствующей скорости вращения шнека и шагу спирали. Длина отбора проб внутри грунта не должна превышать максимальной длины винтового шнека. Во время вращения винтового шнека вертикальное перемещение грунта между витками винтовой ленты должно быть сведено к минимуму. После достижения проектной отметки буровой инструмент должен быть полностью извлечен из скважины без вращения шнека, а пробы должны быть взяты из материала, налипшего на витки спиральной ленты шнека.

6.3.2.3.4 При использовании метода непрерывного отбора проб бурение винтовым шнеком проводят только в том случае, если скважина является устойчивой или если она укрепляется вспомогательной обсадной трубой.

6.3.2.3.5 Отбор проб бурением спиральным шнеком предназначен для связных грунтов и грунтов, залегающих над уровнем подземных вод.

6.3.2.4 Отбор проб бурением с обратной промывкой

6.3.2.4.1 При отборе проб бурением с обратной промывкой промывочная жидкость проходит вниз с наружной стороны буровых штанг, огибает режущую переднюю поверхность буровой коронки и затем, неся выбуренную породу, проходит через центральное отверстие буровой коронки вверх через буровые штанги на поверхность.

6.3.2.4.2 Диаметр скважины обычно принимают от 150 до 1300 мм.

6.3.2.4.3 Эти технические приемы отбора проб пригодны для всех грунтов.

6.3.2.5 Отбор проб бурением проходным шнеком

6.3.2.5.1 При отборе проб бурением проходным шнеком непосредственно шнек используют в качестве инструмента для отбора проб. Проходные шнеки с одной режущей кромкой должны быть использованы для связных грунтов, а проходные шнеки с двумя режущими кромками - для несвязных грунтов. Проходные шнеки с двумя режущими кромками и внутренней заслонкой иногда используются для отбора несвязных грунтов. Длина отбора проб не должна превышать максимальную длину проходного шнека. Во время заглубления проходного шнека вертикальное перемещение грунта в проходном шнеке должно быть сведено к минимуму. После завершения заглубления, буровой инструмент должен быть полностью извлечен из скважины, а проба вытеснена из бура.

6.3.2.5.2 Отбор проб бурением проходным шнеком следует применять только в том случае, если скважина устойчива или укреплена обсадной трубой.

6.3.3 Отбор проб забивным грунтоносом

6.3.3.1 Отбор проб ударным бурением

При отборе проб ударным бурением забивной грунтонос с внутренней режущей кромкой на нижнем конце забивают в грунт ударами молота, которые передаются на грунтонос через соответствующие буровые штанги. Этот метод обычно используют для глины, ила и грунтов размером частиц вплоть до * и диаметра

ствола скважины не более 300 мм. Проба удерживается внутри грунтоноса соответствующим кернодержателем.

________________

* - внутренний диаметр инструмента для отбора проб.

6.3.3.2 Отбор проб ударно-вращательным бурением

При отборе проб ударно-вращательным бурением грунтонос с режущим башмаком, расположенным снизу, забивают в грунт ударами молота, при этом поддерживающие грунтонос буровые штанги медленно вращаются. Этот метод обычно применяют для различной глины, ила и грунтов размером частиц вплоть до и диаметра ствола скважины до 300 мм. Проба удерживается внутри грунтоноса.

6.3.4 Отбор проб ударно-канатным бурением

6.3.4.1 Когда пробы отбирают ударно-канатным бурением, соответствующий инструмент для отбора пробы, бурения и очистки скважины подвешивают на канате, который поднимается и свободно сбрасывается с помощью лебедки, обеспечивая погружение бурильного инструмента в грунт. С использованием этого метода могут быть пробурены с отбором проб скважины диаметром до 500 мм.

6.3.4.2 Отбор проб ударно-канатным бурением может быть использован во всех грунтах путем подбора соответствующего оборудования.

6.3.5 Отбор проб бурением шнеками с центральным каналом

6.3.5.1 При этом методе отбора проб используют шнек с центральным каналом (бурильная труба с навитой на ней стальной лентой). На конце шнека крепят соответствующую режущую коронку (буровое долото), которая врезается в грунт. Разрушенная порода доставляется на поверхность подобно винтовому шнеку (см. 6.3.2.3). Достижение необходимой глубины обеспечивается присоединением дополнительных шнеков.

6.3.5.2 При достижении заданной глубины грунтонос или колонковая труба могут быть опущены через центральный канал трубы шнека, чтобы отобрать пробу со дна скважины, не поднимая всю колонну шнеков с центральным каналом.

6.3.6 Отбор проб грейфером

6.3.6.1 При этом методе инструментом отбора пробы является трос с подвешенным к нему грейфером.

6.3.6.2 Диаметр ствола скважины при таком бурении составляет от 400 до 1500 мм.

6.3.6.3 Этот технический прием предназначен для отбора проб гравия, гальки и валунов размером меньше, чем . Он не годится для твердых связных грунтов и валунов крупнее, чем .

6.3.7 Отбор проб бурением скважин малого диаметра

6.3.7.1 Бурение скважин малого диаметра относится к бурению отверстий диаметром от 30 до 80 мм. В общем случае допускается использовать методы бурения и оборудование, указанные в таблице 2.

6.3.7.2 Отбор проб бурением скважин малого диаметра предназначен исключительно для песков и мелкозернистых грунтов.

При использовании методов бурения скважин малого диаметра следует добиваться того, чтобы размер и масса извлеченных проб были достаточными и пригодными для намеченных лабораторных испытаний.

6.3.7.3 Как правило, качество пробы грунта, полученной бурением скважины малого диаметра, ниже качества пробы, полученной бурением скважин большего размера.

6.3.8 Отбор проб вибрационным бурением

При отборе проб вибрационным бурением трубу с долотом на ее нижнем конце подают в грунт или скальную породу путем вибрации с переменной частотой от 30 до 150 Гц. Частоту регулируют после каждого наращивания бурового инструмента для получения необходимой вибрации.

Если скорость погружения слишком низка, грунтонос или колонковую трубу допускается вращать со скоростью 1-5 мин. Грунтонос или колонковая труба могут быть оснащены пластмассовым трубчатым вкладышем.

     6.4 Отбор проб с использованием специальных устройств

6.4.1 Общие положения

6.4.1.1 Отбор проб специальными устройствами может быть использован со многими методами бурения. Диаметр бурения должен быть выбран с таким расчетом, чтобы грунтонос можно было опускать на дно ствола скважины без препятствий.

6.4.1.2 В зависимости от условий грунтов допускается использовать различные виды грунтоносов (см. таблицу 3). Обычно отбор проб грунтоносами используется в комбинации с любыми методами бурения, с применением бурового раствора или обсадных труб для обеспечения крепления стенок скважины. Метод и техника бурения должны быть выбраны таким образом, чтобы предотвратить неприемлемые повреждения образцов грунтов.

6.4.1.3 Внутренняя поверхность грунтоноса или трубчатого вкладыша должна быть чистой и гладкой без каких-либо выступающих краев или неровностей, которые могут вызывать повреждение пробы.

6.4.1.4 Бурение скважины под обсадную трубу ударным способом не разрешается производить на полную глубину в случае отбора проб категории A. Ударный процесс должен быть остановлен по меньшей мере на глубине, меньшей глубины взятия пробы на 0,25 м или пяти диаметров ствола скважины.

6.4.1.5 Если обсадная труба используется в легко разрушающихся глинистых грунтах, то ее нельзя опускать ниже 2,5 наружного диаметра обсадной трубы до дна ствола скважины. Пробы должны быть взяты из нетронутого грунта ниже обсадной трубы в предварительно укрепленном или поддерживаемом цементным раствором стволе скважины, который должен быть больше диаметра грунтоноса.

6.4.1.6 Для получения устойчивого ствола скважины характеристики бурового раствора следует выбирать в соответствии с методом бурения, геологическими и гидрогеологическими условиями.

6.4.1.7 До начала отбора ненарушенных проб любой разрушенный материал должен быть удален со дна скважины. В случае очистки дна скважины промывочной жидкостью долото бурового инструмента при вращательном бурении должно продвигаться вперед с предельной осторожностью, а циркуляция жидкости должна быть уменьшена, пока долото не достигнет глубины, на которой планируется взятие пробы. Оставшийся несвязный рыхлый материал должен быть удален.


Таблица 3 - Отбор проб грунта с использованием специальных устройств

Строка

1

2

3

4

5

6

7

8

Тип устройства для отбора проб

Предпочтительные размеры пробы, мм

Примененная технология отбора проб

Применения и ограничения

Категория отбора проб для грунтов, как в графе 6

Достижимый класс качества

Диаметр

Длина

Непригодно для отбора проб следующих пород грунтов

Рекомендуется для отбора проб следующих пород грунтов

1

С тонкими стенками (OS-T/W)

70-120

250-1000

Статическая или динамическая проходка

Гравий, рыхлый песчаный грунт ниже поверхности воды, твердые связные грунты, грунты, включающие в себя крупные частицы

Связные или органические грунты мягкой или жесткой консистенции

A

1

Песок (средней) плотности ниже поверхности воды

B (A)

3(2)

Связные или органические грунты жесткой консистенции

A

2(1)

2

С толстыми стенками
(OS-TK/W)

Свыше 100

250-1000

Динамическая проходка

Гравий, песок ниже поверхности воды, пастообразные и твердые связные или органические почвы, грунты, содержащие крупные частицы

Связные или органические грунты от мягкой до жесткой консистенции и включающие в себя крупные частицы

B (A)

3(2)

3

С тонкими стенками (PS-T/W)

50-100

600-800

Статическая проходка

Гравий, очень рыхлые и плотные пески, полутвердые и твердые, связные или органические почвы, грунты, включающие крупные частицы

Связные или органические грунты пастообразной или жесткой консистенции и очень нежные грунты

A

1

Песок выше грунтовых вод

B

3

4

С тонкими стенками (PS-TKW)

50-100

600-1000

Статическая проходка

Гравии, песок ниже поверхности воды, пастообразные и твердые связные или органические грунты, грунты, включающие в себя крупные частицы

Связные или органические грунты от мягкой до жесткой консистенции и чувствительные грунты

B (A)

2(1)

5

Цилиндр (LS)

250

350

Статическое вращение

Песок

Глина, ил

A

1

6

Цилиндр (S-SPT)

35

450

Динамическая проходка

Крупный гравий, глыбы

Песок, ил, глинистые породы

B

4

7

Окно

44-98

1500-3000

Статическая или динамическая проходка

Песок, гравий

Ил, глина

C

5

Категории отбора проб и достижимые классы качества в скобках могут быть достигнуты только в определенных благоприятных грунтовых условиях, которые надо объяснять в каждом случае.

QS-T/W - открытые трубчатые грунтоносы с тонкими стенками; OS-T/W - открытые трубчатые грунтоносы с толстыми стенками; PS-TK/W - поршневые устройства для отбора проб с тонкими стенками; PS-TK/W - поршневые устройства для отбора проб с толстыми стенками; LS - большие устройства для отбора проб; S-SPT - устройство для отбора проб SPT (стандартное испытание на проникновение).

6.4.2 Отбор проб с использованием открытых или поршневых грунтоносов

6.4.2.1 Общие положения

Для извлечения из стволов скважин проб связных, песчаных и органических грунтов могут быть использованы открытые трубчатые или поршневые грунтоносы. Эти устройства, как правило, состоят из цилиндрической грунтоприемной части (грунтовой трубы) с поршнем (или без поршня) и переходника для подсоединения к удлинительным штангам. Открытый трубчатый грунтонос (с тонкими и толстыми стенками) может быть использован в стволах скважин. Поршневой грунтонос допускается задавливать непосредственно в мягкий или средней плотности грунт.

6.4.2.2 Общая конфигурация

6.4.2.2.1 Внутренние диаметры трубчатых грунтоносов в пределах от 50 до 120 мм являются общепринятыми, но для специальных грунтовых условий используют трубчатые грунтоносы с диаметрами труб до 250 мм. Нижний край трубы должен образовывать режущую кромку.

6.4.2.2.2 Длину грунтовой трубы грунтоноса предпочтительно принимать в 20 раз больше диаметра пробы. Эффективная длина грунтовой трубы при отборе пробы от 0,45 до 1,00 м считается достаточной для проведения обычного испытания грунта. Более длинные трубы допускается использовать, если применяют средства снижения бокового трения.

6.4.2.3 Подробная конфигурация

6.4.2.3.1 Материал трубы для отбора пробы грунта должен быть достаточно прочным, способным противостоять коррозии и с гладкой поверхностью. Толщину стенки грунтовой трубы следует выбирать таким образом, что труба выдерживала деформации при ее вдавливании в грунт.

6.4.2.3.2 Используемые тонкостенные грунтоносы должны удовлетворять следующим требованиям, которые по аналогии применяются к устройствам для отбора проб с другими внутренними диаметрами:

a) угол конусности кромки не превышает 5°;

b) отношение площадей (см. 3.3.11) не меньше 15%;

c) углы конусности между 5° и 15° и отношение площадей до 25% могут быть использованы только в случае, если показано, что они не влияют на класс качества;

d) для трубчатых грунтоносов с больше 15% угол режущей кромки следует уменьшать, так как толщина стенки увеличивается;

e) допуски по размерам режущей кромки и грунтовой трубы следует выбирать с расчетом получения минимального коэффициента внутреннего зазора (см. 3.3.12) меньше 0,5%. При оценке значения внутреннего зазора необходимо принимать самый неблагоприятный вариант производственных допусков.

6.4.2.4 Приготовление труб

6.4.2.4.1 До начала отбора проб соответствующее устройство и его компоненты следует внимательно осмотреть, особенно режущую кромку. Дефектные или поврежденные детали следует заменить. Чтобы сохранить пробу неповрежденной в течение извлечения, транспортирования и обработки ее в лаборатории, рекомендуется использовать устройства для отбора проб, имеющие жесткие вкладыши с низким трением внутренней стенки.

6.4.2.4.2 Внутреннюю стенку грунтовой трубы или вкладыша следует поддерживать чистой и гладкой, без каких-либо выступающих краев или неровностей, которые могут быть причиной нарушения целостности пробы. Трубы и вкладыши должны иметь гладкие стенки, чтобы свести к минимуму трение о грунт. Трубы со следами коррозии на внутренней стороне или имеющие поврежденную режущую кромку не допускается использовать.

6.4.2.5 Методика работы в полевых условиях

6.4.2.5.1 Грунтонос должен задавливаться или забиваться в грунт (см. графу 4 таблицы 3). Если используется ударный способ, то используемый падающий груз должен ударять непосредственно по головке грунтоноса. Его масса должна быть достаточной, чтобы обеспечивать необходимое проникновение грунтоноса при минимальном числе ударов с небольшой высоты.

6.4.2.5.2 Перед началом взятия пробы из скважины любой рыхлый или разрушенный материал со дна ствола должен быть удален. Грунтонос следует осторожно опускать в ствол скважины, насколько это возможно, после того как дно скважины было очищено. Грунтовую трубу необходимо задавливать по меньшей мере на 200 мм ниже любого нарушенного материала в основании или ниже основания скважины. Если используется обсадная труба, то пробы должны быть взяты из неповрежденного грунта ниже обсадной трубы.

6.4.2.5.3 Глубина ствола скважины и положение грунтоноса должны быть измерены и проверены в момент, когда устройство для отбора проб заводят в ствол скважины. Грунтонос не должен касаться грунта на дне при опускании на его полную глубину.

6.4.2.5.4 Погружение грунтоноса для отбора пробы грунта следует осуществлять в одном непрерывном движении на заранее определенную глубину. Длину этого погружения следует измерять и оценивать при использовании каждого типа грунтоноса. Предпочтительно использовать не более 90% эффективной длины. Погружение глубже эффективной длины не разрешается.

6.4.2.5.5 После погружения грунтоноса проба должна быть подрезана на нижнем конце грунтовой трубы путем вращения штанг или за счет медленного и осторожного подъема самого устройства без каких-либо вибраций или ударов, чтобы сохранить пробу в неповрежденном состоянии. Часто рекомендуется не перемещать грунтонос после погружения в грунт в течение нескольких минут, чтобы произошло достаточное прилипание между пробой и грунтовой трубой или вкладышем.

6.4.2.5.6 После извлечения грунтоноса из ствола скважины его следует разобрать, и при необходимости пробу надо осторожно вытолкнуть без изгиба или кручения. Грунтовую трубу и режущую кромку следует проверить на любые деформации и повреждения. Если имеются какие-либо деформации, их следует отметить в документах отбора пробы. Наличие рыхлых грунтов или кусочков породы на верхнем конце грунтовой трубы должно быть также проверено и отражено в документах.

6.4.2.5.7 Процесс извлечения пробы из грунтоноса может нарушать грунт. Это влияние должно быть принято во внимание.

6.4.2.6 Отбор пробы открытым трубчатым грунтоносом

6.4.2.6.1 В дополнение к компонентам, упомянутым в 6.4.2.3, открытые трубчатые грунтоносы (OS) состоят из грунтовой трубы устройства отбора проб с увеличенным пространством и оголовником с цилиндром обратного клапана. Шламовая труба обеспечивает создание дополнительного пространства, в которое может проходить разрушенный материал из скважины. Шар и седло обратного клапана должны быть достаточного размера, чтобы обеспечивать выход содержащейся воды и воздуха при поступлении пробы в трубу, а также плотно закрываться при извлечении грунтоноса из скважины (см. рисунок 4). На своем верхнем конце грунтовая труба имеет резьбу для подсоединения к шламовой трубе.

6.4.2.6.2 Отбор пробы грунта с использованием тонкостенного грунтоноса с открытой грунтовой трубой обычно относят к методу отбора пробы категории A или B в зависимости от грунтовых условий (см. таблицу 3).

6.4.2.6.3 Толстостенные грунтоносы с открытой грунтовой трубой являются наиболее пригодными для твердых и плотных грунтов и для грунтов, содержащих крупные частицы (см. строку 2 таблицы 3). Для грунтов, пробы которых трудно отобрать, требуются устройства, которые удерживают пробу или закрываются.

6.4.2.6.4 Толстостенные грунтоносы с открытой грунтовой трубой обычно относят к методу отбора пробы категории B.

6.4.2.7 Отбор пробы с использованием поршневых грунтоносов

6.4.2.7.1 Поршневые грунтоносы могут быть использованы в таких дисперсных грунтах небольшой прочности, как ил и глина, включая очень слабые глинистые породы. Их можно применять либо в стволах скважин, либо непосредственно с поверхности грунта.

6.4.2.7.2 Поршневой грунтонос состоит из грунтовой трубы, в которой скользит без зазора поршень с небольшим конусом на своей нижней торцевой поверхности. Грунтовую трубу прикрепляют к оголовнику грунтоноса, в то время как поршень независимо крепится к центральному стержню. Этот стержень проходит через скользящую втулку в оголовнике грунтоноса и далее вверх внутри буровых штанг. Зажимы, установленные на поверхности на уровне земли, дают возможность жестко соединять поршень и грунтовую трубу или удерживать поршень неподвижно относительно уровня земли (см. рисунок 5). Поршень должен быть освобожден или жестко зафиксирован относительно поверхности земли перед заглублением грунтоноса для отбора пробы. Перемещение поршня на 1% длины погружения вследствие механического натяжения стержня является допустимым. Глубина погружения грунтоноса не должна быть больше запланированной длины пробы, чтобы не допустить деформирования пробы.

6.4.2.7.3 Отбор пробы грунта с использованием поршневого грунтоноса обычно относят к методу отбора пробы категории A (см. таблицу 3). В определенных обстоятельствах поршневой грунтонос может быть использован в песчаных грунтах с помощью соответствующего кернорвателя. Метод отбора пробы в этом случае относят к категории B. При отборе глин не следует использовать кернорватель вследствие риска нарушения пробы. Если же кернорватель был применен, то это должно быть зафиксировано в документации отбора пробы.

     

1 - резьбовая муфта; 2 - держатель пробы; 3 - грунтовая труба; 4 - режущий башмак; 5 - соединение к буровым штангам или скользящему молоту; 6 - обратный клапан; 7 - увеличенное сверху пространство; 8 - клапан; 9 - вкладыш (по отдельному заказу); - внутренний диаметр режущего башмака; - наибольший наружный диаметр режущего башмака; - внутренний диаметр грунтовой трубы или вкладыша; - наружный диаметр грунтовой трубы

Рисунок 4 - Примеры грунтоносов с открытой трубой (OS) для извлечения проб из скважин

     

1 - замковое устройство буровой штанги над землей; 2 - обсадная труба; 3 - грунтовая трубка; 4 - центральный стержень; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - грунт с нарушенной структурой; 7 - поршень; 8 - вкладыш (опционально)

Рисунок 5 - Схематическое изображение тонкостенного стационарного поршневого грунтоноса (PS) для отбора пробы со дна скважины

6.4.3 Отбор проб грунтоносом для стандартного пенетрационного испытания (SPT)

6.4.3.1 Грунтонос для стандартных пенетрационных испытаний в основном используют для испытаний грунтов согласно ИСО 22476-3. Это устройство отбирает пробы диаметром 35 мм и длиной 450 мм при отношении площадей около 100%.

6.4.3.2 Отбор пробы с помощью грунтоноса для стандартных пенетрационных испытаний относят к методу категории C (см. таблицу 3). В некоторых однородных дисперсных грунтах его допускается использовать в качестве метода категории B.

6.4.4 Отбор керна грунтоносом с боковым окном

6.4.4.1 Грунтонос с боковым окном состоит из полой трубы с продольной щелью - окном, вырезанным вдоль части трубной длины. В нижнем конце трубы установлен башмак, имеющий острую режущую кромку. Грунтоносы с боковым окном используют для взятия керна путем задавливания, динамического воздействия или удара. После забивки и извлечения из грунта образец извлекают через окно (см. рисунок C.23).

6.4.4.2 Отбор образца грунтоносом с боковым окном следует делать только в нижней части скважины, где проба грунта не может перемешиваться с верхними слоями грунта, при этом затвор не используют.

6.4.4.3 Отбор керна устройством с боковым окном относится к методу отбора проб категории C (см. таблицу 3).

     6.5 Отбор пробы в виде монолита

6.5.1 Отбор монолитов из разведочных шурфов

6.5.1.1 При отборе монолита из разведочного шурфа используют устройства для отбора проб методом вырезания или пробоотбора.

6.5.1.2 Монолиты в связных грунтах могут быть вырезаны вручную или ручной пилой. Должны быть приняты следующие меры предосторожности:

a) нарушенный грунт должен быть аккуратно удален с места отбора монолита;

b) поступающая извне вода не должна попадать на монолит;

c) монолит следует предохранять от солнечного света, мороза и ветра;

d) сразу же после вырезания монолит надо накрыть.

6.5.1.3 В связных грунтах монолиты могут быть вырезаны вручную. При этом надо обеспечить размеры монолита, по меньшей мере равные тем пробам, которые были взяты трубчатым грунтоносом, представленным на рисунке C.31. Отбор монолитов грунта из разведочных шурфов, выполненный таким способом, как правило, обеспечивает отбор проб категории A или B.

6.5.1.4 При отборе из разведочного шурфа монолиты вырезают со дна склонов или стенок разведочного шурфа, используя также пробоотборник, как показано на рисунке C.31. Грунтоотборные гильзы согласно рисунку C.31 b), могут быть применены только в грунтах с максимальным размером частицы до 5 мм. Грунтоотборная гильза должна задавливаться в грунт рукой, а если это невозможно - то либо осевой нагрузкой, использующей вес падающего груза, либо скользящим молотом с извлечением монолита, как показано на рисунке C.31 c). При отборе монолитов из плотных песчаных пород существует вероятность потери части материала монолита во время извлечения грунтоотборной гильзы. Такой материал должен быть включен в объем монолита, чтобы получить полный образец для испытания.

6.5.2 Взятие проб крупногабаритными грунтоносами

6.5.2.1 Принимают следующие принципы взятия проб с использованием крупногабаритных грунтоносов (см. также C.15):

a) Подготовка скважины

Подготовка скважины для отбора монолитов большого размера требует использования шнека большого диаметра. Ствол скважины может поддерживаться буровым раствором или обсадной трубой до уровня отбора пробы грунта. Прежде чем опустить в ствол скважины крупногабаритный грунтонос для отбора пробы грунта, необходимо очистить дно скважины от любых рыхлых или нарушенных грунтов, используя шнек с плоским дном большого диаметра.

b) Процедура отбора и извлечения пробы грунта

Крупногабаритный грунтонос может управляться системой буровых штанг, которая обеспечивает выполнение соответствующих операций. Крупногабаритный грунтонос следует погружать в грунт на малой скорости, используя комбинацию статического осевого давления, вращения и/или промывки. Прежде чем начинать извлечение монолита на поверхность, его необходимо аккуратно отделить от окружающего грунта с минимальным нарушением целостности пробы. Следует принимать меры предосторожности для снижения влияния эффекта засасывания, при отделении пробы от соседнего грунта и для исключения толчков и вибраций, передаваемых через буровые штанги во время подъема пробы.

6.5.2.2 Отбор монолитов с использованием крупногабаритного грунтоноса относят к методу отбора проб категории A.


Таблица 4 - Примеры методов отбора проб по категориям выборки в разных грунтах

Тип грунта

Факторы, влияющие на пригодность

Категория метода отбора пробы

A

B

C

Глина

Плотность или прочность, чувствительность, пластичность

PS-PU

OS-T/W-PE

OS-T/W-PE

 CS-DT, CS-TT

LS, S-TP, S-BB

OS-T/W-PE

OS-TK/W-PE

CS-ST

HSAS

AS

AS

Ил

Плотность или прочность, чувствительность, уровень подземных вод

PS

OS-T/W-PU

OS-TK/W-PE

LS, S-TP

CS-OT, CS-TT

OS-TK/W-PE

HSAS

AS

CS-ST

Песок

Размер частиц, плотность, уровень подземных вод

S-TP

OS-T/W-PU

OS-TK/W-PE

CS-DT, CS-TT

HSAS

AS

CS-ST

Гравий

Размер частиц, плотность, уровень подземных вод

S-TP

OS-TK/W-PE

HSAS

AS

CS-ST

Органика

Степень разложения

PS

OS-TW-PU

S-TP

CS-ST

HSAS

AS

AS

Может быть использован в благоприятных условиях.

См. также 6.4.2.3 для подробной конфигурации.

OS-T/W-PU - тонкостенные грунтоносы, погружаемые в грунт задавливанием; OS-T/W-PE - толстостенные грунтоносы, погружаемые в грунт забивным способом; OS-TK/W-PE - толстостенные грунтоносы, погружаемые в грунт забивным способом; PS - поршневые грунтоносы; PS-PU - поршневые задавливаемые грунтоносы; LS - крупногабаритные грунтоносы; CS-ST - роторное бурение одинарной колонковой трубой; CS-DT, CS-TT - роторное бурение двойной или тройной колонковой трубой; AS - отбор пробы грунта шнеком; HSAS - отбор пробы грунта проходным шнеком; S-TP - отбор проб из разведочного шурфа; S-BB - отбор пробы со дна скважины

     

     7 Методы отбора проб скальных пород

     7.1 Общие положения

7.1.1 Технические приемы для получения проб скальных пород можно разделить на следующие группы:

a) отбор проб путем бурения (см. таблицу 5);

b) отбор монолита;

c) отбор интегральной пробы.

Возможны комбинации этих методов отбора проб. В ряде случаев комбинации необходимы вследствие геологических условий.

7.1.2 Добывают пробы скальных пород следующих видов:

a) керны (с полным выходом и частично размытые);

b) образцы нарушенной структуры;

c) образцы монолитов.

7.1.3 Качество извлечения скальной породы обеспечивается путем применения следующих трех параметров (см. также рисунок 2):

- извлечение полного керна (TCR) (см. 3.3.14.1);

- обозначение качества скальной породы (RQD) (см. 3.3.14.2);

- извлечение сплошного керна (SCR) (см. 3.3.14.3).


Таблица 5 - Отбор проб грунтов с использованием специальных устройств

Строка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Метод бурения

Оборудование

Породы, для которых метод бурения менее пригоден

Пробы

Достижимая категория отбора проб

Примечания

Промывочная среда

Способ добычи пробы

Наименование метода бурения

Инструмент для отбора пробы

Указание по диапазону диаметра скважины, мм

Керны

Выбуренная Порода

1

Нет

Буровой инструмент прикреплен к буровым штангам

Сухое колонковое бурение вращением

Однотрубный отборник керна

70-200

Скальная порода от средней до высокой твердости

Мягкие, подверженные: эрозии, восприимчивые к воде, скальная порода, короткий рейс

Нет

B (A)

Чтобы избежать перегрева бура, не следует превышать рейс керна 0,5 м

2

Да

Бур прикреплен к буровым штангам

Колонковое бурение вращением

Однотрубный отборник керна

70-200

Скальная порода от средней до высокой твердости

Сочлененная мягкая скальная порода

Остаток на сите и взвесь

B (A)

Промывочная среда может нарушать породу керна

3

Да

Бур прикреплен к буровым штангам

Колонковое бурение вращением

Двухтрубный отборник керна

70-200

Подверженная эрозии и восприимчивая к воде

Все типы скальных пород

Остаток на сите и взвесь

A (B)

-

4

Да

Бур прикреплен к буровым штангам

Колонковое бурение вращением

Трехтрубный отборник керна

70-100

-

Все типы скальных пород

Остаток на сите и взвесь

A

-

5

Да

Бур прикреплен к буровым штангам с извлечением грунтоноса на канате

Канатное колонковое бурение

Канатный или трехтрубный отборник керна

70-180

-

Все типы скальных пород

Остаток на сите и взвесь

A

-

6

Да

Бур прикреплен к буровым штангам

Бурение без обсадки ствола скважины

Долото, шарошка, DTTH

50-350

-

Нет

Остаток на сите и взвесь

C

-

Нормативные значения с учетом возможного использования обсадных труб.

Категории отбора проб, указанные в скобках, могут быть достигнуты только в особо благоприятных или неблагоприятных условиях земли, которые надо пояснять.

В некоторых кристаллических скальных породах минимальный диаметр скважины 30 мм будет достаточным для идентификации и описания скальной породы, DTTH - применение молота для забивки грунтовой трубки при отборе пробы.


Примечание - Диаметр пробы меньше для того же диаметра скважины при использовании трехтрубного отборника керна вместо однотрубного.

7.1.4 После извлечения колонковых труб на поверхность необходимо оценить выход керна. В случае, когда образцы керна выдавливаются из колонковой трубы и укладываются в лоток для кернов, каждый из них должен быть зафиксирован в журнале. Если используют вкладыши, то необходимо заранее принять решение, где и когда они должны быть вскрыты для изучения керна. Потери керна должны быть заполнены заменой. Направление бурения должно быть отмечено на лотках для кернов или образцах стрелками. Значения глубины отбора кернов должны быть отмечены маркером.

     7.2 Категории методов отбора скальных пород

7.2.1 Существуют три категории методов отбора кернов скальных пород, зависящих от наилучшего качества проб скальных пород для данных грунтовых условий:

- методы отбор проб категории A;

- методы отбор проб категории B;

- методы отбор проб категории C.

7.2.2 Путем применения методов отбора проб категории А планируется получать пробы, в которых нет нарушений структуры породы или имеются незначительные нарушения структуры, вызванные процессом отбора пробы. Прочностные и деформационные свойства, влажность, плотность, пористость и фильтрационные свойства пробы скальной породы при этом соответствуют значениям, измеренным на месте взятия пробы, а никакие изменения структурных составляющих или химического состава массива скальной породы не возникли. К ухудшению качества получаемой пробы могут привести только непредвиденные обстоятельства, например, изменение геологических условий.

7.2.3 Путем применения методов отбора проб категории В планируется получать пробы, которые содержат все структурные составляющие массива скальной породы, измеренные на месте взятия пробы, в их исходных пропорциях, а фрагменты скальной породы сохранили прочностные и деформационные свойства, влажность, плотность и пористость. Используя отбор проб методами категории В, можно выявить общее расположение нарушений сплошности массива скальной породы. При этом структура массива скальной породы была нарушена и в связи с этим изменились прочностные и деформационные свойства, влажность, плотность и фильтрационные свойства самого массива скальной породы. К ухудшению качества получаемой пробы могут привести только непредвиденные обстоятельства, например, изменение геологических условий.

7.2.4 Путем применения методов отбора проб категории C получают пробы, в которых структура массива скальной породы может иметь нарушения и полностью изменена. Скальная порода может быть разрушенной. Могут возникать некоторые изменения структурных составляющих или химического состава скальной породы. При этом тип скальной породы, ее происхождение, текстуру и строение возможно идентифицировать.

     7.3 Отбор проб бурением

7.3.1 Общие положения

7.3.1.1 Методы бурения и оборудование следует выбирать в зависимости от требуемой категории отбора проб (см. таблицу 5), геологических и гидрологических условий.

7.3.1.2 Промывочную жидкость следует выбирать так, чтобы удовлетворять требованиям исследования, и при необходимости в промывочную жидкость вводятся соответствующие добавки. При выборе состава промывочной среды должны быть приняты во внимание гидрогеологические требования.

7.3.1.3 В рыхлых скальных породах должна быть использована только двойная колонковая труба.

7.3.1.4 Для эффективного бурения тип бурового инструмента должен быть подобран в зависимости от типа скальной породы (см. таблицу C.16).

7.3.1.5 Может потребоваться цементирование для стабилизации ствола скважины или при отборе пробы, когда должна быть пройдена зона разрушенной скальной породы.

7.3.1.6 Ориентация и наклон ствола скважины должны быть заданы с учетом максимального допустимого отклонения и ожидаемых целей исследования и грунтовых условий.

7.3.2 Отбор проб вращательным колонковым сухим бурением

7.3.2.1 При отборе проб вращательным колонковым сухим бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в скальный массив бурильной установкой через бурильную колонну. Это позволяет получить керн в пределах системы труб. Инструментом отбора пробы может быть одна труба с диаметром от 70 до 200 мм. Этот технический прием отбора пробы применяют для извлечения керна в мягких, подверженных эрозии и восприимчивых к воде скальных породах. Он в меньшей степени походит для скальных пород, имеющих твердость от средней до высокой.

7.3.2.2 Во избежание перегрева буровой коронки длина рейса не должна превышать 0,5 м.

7.3.2.3 Отбор кернов вращательным сухим бурением относится к методу отбора пробы категории B (см. таблицу 5).

7.3.3 Отбор проб вращательным колонковым бурением

7.3.3.1 При отборе проб вращательным колонковым бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в массив скальной породы буровой установкой через бурильную колонну. Это действие дает керновую пробу в пределах системы труб. Пробоотборником, то есть отборником керна, может быть одинарная труба или тройная труба диаметром от 70 до 200 мм. Промывочный раствор используют нормально, без дополнительных условий.

7.3.3.2 Однотрубный отборник керна состоит из приемника керна с буровой коронкой на нижнем конце приемника и головки колонковой трубы. К верхнему концу этой головки прикрепляют буровые штанги. Кернорватель может быть установлен между буровой коронкой и приемником керна или непосредственно в пределах буровой коронки. Промывочный раствор проходит между внутренней стороной приемника керна и извлеченным керном скальной породы, непрерывно омывая по длине извлеченную пробу.

7.3.3.3 Двухтрубный отборник керна состоит из двух концентрических труб и несущего приспособления в головке колонковой трубы, которое позволяет внутренней трубе оставаться неподвижной, в то время как наружная труба вращается бурильной колонной. Грунтонос обычно устанавливают после буровой коронки в керноприемнике или непосредственно внутри буровой коронки. Промывочный раствор проходит через кольцевой канал между внутренней и внешней трубами, предохраняя таким образом извлеченную пробу от размывания буровым раствором.

7.3.3.4 Трехтрубный отборник керна сходен по конструкции с двухтрубным отборником, но оснащается дополнительной третьей трубой в пределах внутренней трубы.

7.3.3.5 И двухтрубный, и трехтрубный керноприемники могут быть оснащены удлинителями к их внутренним трубам, которые проходят через буровую коронку, для использования в очень мягких породах.

Закупки не найдены
Свободные
Р
Заблокированные
Р
Роль в компании Пользователь

Для продолжения необходимо войти в систему

После входа Вам также будет доступно:
  • Автоматическая проверка недействующих стандартов в закупке
  • Создание шаблона поиска
  • Добавление закупок в Избранное