Проходка шурфов и других разведочных выработок

 

Для более детального изучения условий природного залегания пород при инженерно-геологических изысканиях одновременно с бурением проходят горные выработки. Это шурфы, дудки, канавы, расчистки, штольни, мелкие выработки – копуши.

 

Проходка выработок может быть ручной и механизированной. В последнем случае перед описанием и отбором образцов стенки или забой выработки зачищают вручную.

 

Шурф – вертикальная выработка прямоугольного сечения, с размерами сторон обычно 1,20 ×1,60 м, глубиной до 10 м, реже до 30 м. По мере углубления шурфа со стенок и забоя отбирают образцы грунта.

 

Документацию ведут, описывая и зарисовывая (или фотографируя) каждую стенку шурфа, предварительно ориентируя их по сторонам света, чтобы составить развертку шурфа, на которой обозначают границы слоев и места отбора образцов грунта нарушенной структуры и монолитов.

 

Каждая разновидность грунта сопровождается отбором образцов. Одновременно с проходкой шурфа заполняется полевой журнал. После окончания оформления документации шурф засыпают грунтом с уплотнением.

 

Дудки – вертикальные выработки круглого сечения диаметром 0,8 - 1,0 м. Применяют для обнажения коренных пород при устойчивых неводоносных наносах мощностью не более 3 м. Глубина дудок обычно не превышает 10 м, при особо благоприятных условиях может доходить до 30 м. Проходятся без крепления.

 

Канава – поверхностная горизонтальная выработка, имеющая в поперечном сечении трапециевидную форму, длина которой значительно превосходит ширину.

 

Канавы проходят в следующих случаях:

 

  • для определения мощности, состава и структуры насыпного грунта;

  • для определения мощности и наличия «карманов» на нижней границе элювия, делювия и пролювия;

  • для характеристики коры выветривания на скальных и полускальных породах;

  • для определения мощности вскрыши на карьерах стройматериалов.

 

Документацию ведут, зарисовывая и описывая грунты на стенках и дне канавы. Отбор образцов ведут после зачистки вручную места отбора. Ведется полевой журнал. После окончания работы канаву засыпают.

В полевом журнале разведочной выработки отмечают глубину отбора образца, а образец снабжают этикеткой, на которой указывают название объекта, вид разведочной выработки, ее номер, глубину отбора образца, метод и время отбора, название породы.

Образцы с нарушенной структурой отбираются при бурении всеми видами наконечников (кроме грунтоносов) и при проходке горных выработок на глубинах, где не отбирались монолиты (образцы ненарушенной структуры).

В этом случае в грунтовой лаборатории определяют гранулометрический состав грунта, естественную влажность, границы текучести и раскатывания. Для супесей и песков дополнительно определяют коэффициент фильтрации. Кроме того, при необходимости выполняют определение химического и минералогического состава грунтов.

 

В полевых условиях грунты с этикетками размещают в специальные ящики с ячейками или в приготовленные матерчатые мешочки.

 

Для отбора образцов ненарушенной структуры и естественной влажности (монолитов) на нужной глубине в стенке или на забое разведочной горной выработки оставляют участок грунта. Затем делают зачистку (убирают разрыхленный слой) и вырезают монолит в виде куба размером не менее 0,25 × 0,25 × 0,25 м. Обязательно обозначают верх образца. Монолит обертывают слоем марли и парафинируют для сохранения структуры и влажности. На верхнюю грань монолита поверх парафиновой оболочки прикрепляют этикетку.

Монолиты направляются в грунтовую лабораторию для изучения физико-механических и физико-химических свойств грунта: естественной влажности, пористости, границ раскатывания и текучести, скорости размокания, сжимаемости (деформации), прочности и др. свойств.

 

Результаты исследования заносят в таблицы и строят графики, характеризующие свойства грунтов как будущих оснований сооружений.

 

До начала выполнения лабораторных исследований монолиты хранят во влажных опилках не более 2-х месяцев, если нет других рекомендаций.

 

Результаты исследования грунтов служат основанием для выбора глубины заложения, типа фундаментов и методов строительства.

Расчистка – ступенчатая выработка, проходка которой выполняется для отбора монолитов (размером не менее 0,5 × 0,5 × 0,5 м) и описания нескальных грунтов, слагающих мощные толщи склонов долины рек или глубоких оврагов.

 

Такие склоны всегда покрыты выветрелой породой и часто задернованы. Чтобы отобрать образцы по всей мощности толщи, которая обычно составляет 40 - 60 м, выполняется ступенчатая выработка – расчистка. Это сетка горизонтальных канав, которые уменьшаются в длину и ступенями с углублением опускаются к основанию склона.

Расчистку выполняют вручную. Документацию, зарисовки и отбор монолитов ведут по задней стенке каждой ступени. В итоге получают сводный разрез мощной толщи нескальных грунтов и монолиты для изучения свойств грунтов, отобранные с каждой глубины всей толщи.

 

Штольни – горизонтальные подземные горные выработки, задаются на склонах гор, оврагов, речных долин. Площадь сечения 2,7 - 6,4 кв. м, длина до 500 м и более. Применяют при изыскании скальных массивов.

 

Копуша (закопушка) – мелкая разведочная выработка, размером 0,6 × 0,6 × 0,6 м (обычно на штык лопаты). Выполняется при геологической съемке или при рекогносцировке в полевых условиях на задернованных участках для определения типа грунтов ниже почвенного слоя. Возможны отбор образцов и зарисовки. На карте отмечают место проходки копуши.

Отбор образцов грунта для лабораторных исследований

 

В процессе проходки разведочных выработок и при бурении скважин по мере углубления отбираются образцы грунта из каждого слоя (при смене вида грунта) или через определенную глубину, если слой однородный.

 

Различают следующие методы отбора нескальных грунтов для лабораторных и полузаводских испытаний: бороздковый, валовый, точечный и монолитный. При инженерно-геологических исследованиях применяют точечный – для образцов грунта с нарушенной структурой и монолитный – для образцов грунта с ненарушенной структурой и естественной влажностью.

ИНЖЕНЕРНАЯ  ГЕОЛОГИЯ

для  любознательных. Часть IV

Логотип ООО "Стройгеология"
+7 (495) 660-36-16