Бурение скважин для изысканий дает возможность получить расширенные данные о породах, которые слагают изучаемую территорию. Речь идет о сведениях, которые касаются геологической структуры района, особенностях почвы, всевозможных грунтовых процессов.
Цели бурения скважин при инженерно-геологических изысканиях
— Изучить интересуемый участок с точки зрения геологии и гидрогеологии, определить фильтрационные свойства пород, состав грунтовых вод.
— Изучить экологическую ситуацию на ее соответствие требованиям нормативной экологической документации, регламентирующей проектирование и эксплуатацию объектов гражданского и промышленного строительства.
— Исследовать грунты для строительства дорог, дорог, плотин, зданий.
— Проверить надежность фундаментов, а также оснований существующих сооружений.
— Изучить участок с точки зрения геологии перед началом строительных работ и прокладкой коммуникаций.
Разные типы бурения
Без бурового сопровождения невозможно обеспечить качественные результаты геологических изысканий. Расскажем о важных особенностях различных способов бурения, остановимся на задачах, которые они решают.
Вибрационный (виброударный) способ
Порода разрушается с помощью высокочастотных колебаний и виброударных нагрузок, которые передаются буровой техникe. Кроме того, на работу грунторазрушающего инструмента оказывает влияние его собственный вес. А он иногда доходит до нескольких сотен килограммов (вибромолот).
Поверхностные вибропогружатели используют, чтобы пробурить скважину до 30 метров. Чем глубже опускается инструмент, тем ниже амплитуда колебаний. А значит, рабочий процесс существенно замедляется. Погружные вибраторы опускают на кабель-канатах без бурильных труб. К их помощи прибегают, если требуется провести изыскания на глубине более 30 метров.
Условия, при которых разумно использовать данный метод:
- Изучаемый участок состоит из мягких и рыхлых пород — песчано-глинистых, отчасти крупнообломочных.
- Важно получить керн с относительно ненарушенной структурой.
Этот метод категорически не подходит для скальных пород.
Шнековый способ
Это самый бюджетный и простой метод, отличающийся высокой скоростью проходки. Разрушение породы идет благодаря вращательным движениям архимедова винта, напоминающим штопор. Под буровой головкой располагается съемный наконечник — лопастный бур, долото с двумя или тремя лопастями. Шлам транспортируется на поверхность по реборде (спирали) шнека, непрерывно очищая углубление.
Когда следует обратиться к этому методу:
- Территория для изысканий содержит большое количество песка, гравия.
- Глубина может составлять до 120 метров.
- Для изысканий достаточно керна с нарушенным строением.
Следует выбрать другой способ, если изыскания будут проводиться в породах высокой твердости, а также в песчаных грунтах.
Колонковый способ
Этот метод отличается хорошей производительностью и высокой информативностью. Он подходит для геологической разведки малоизученных районов. Колонковый способ хорош для исследования любых грунтов. С его помощью удается решить ряд задач:
- Установить очередность литологических горизонтов.
- Определить точную структуру грунта.
- Отобрать пробы для того, чтобы изучить состав и свойства пород, а также провести минералогический анализ.
В качестве грунторазрушающего механизма используется специальный инструмент с режущими частями, изготовленными из твердых сплавов или алмазных вставок. Разрушение идет только по контуру окружности. Керн (неразрушенный грунт из середины ствола) выводится по внутренней части бурильной трубы.
Ударно-канатный способ
Суть метода заключается пробивке ствола повторяющимися ударами массивного инструмента в форме трубы. Процесс трудоемкий, достаточно долгий: почву разрушают в месте воздействия, вынимают из скважины разрыхленный грунт, укрепляют стенки обсадными трубами.
Существует три вида пробивных приспособлений:
— Так называемый стакан (небольшая труба необходимого диаметра), один конец которого сильно заточен по внутренней кромке. На нем могут быть даже нарезаны зубья. Так инструмент легче разрушает грунт.
— Желонка — кусок трубы, на входе которой расположен плоский клапан. Именно он пропускает шлам внутрь, не позволяя высыпаться обратно. Как только желонка наполняется, ее извлекают из ствола для того, чтобы очистить.
— Долото используется там, где встречается каменистый грунт, известняк.
Вопросы, которые решают с помощью описываемого метода:
- Требуется качественно вскрыть пласт, не повреждая его структуру.
- Нужно сохранить поры пласта чистыми — здесь не применяется промывочная жидкость и глина.
- Необходимо пробурить слои с галькой и валунами.
- Стоит задача пробурить скважину с изначально большим диаметром — от 500 мм.
Среди недостатков выбранного метода стоит отметить невысокую скорость бурения, невозможность использования на песчаных пластах, ограничение строго вертикальным бурением.
Чтобы выбрать способ бурения, необходимо принять во внимание характеристики проходимых грунтов, назначение и глубину скважины. Кроме того, важно учесть условия производства инженерных изысканий. Выбранный способ должен дать высокую производительность, необходимую информативность.
—
Обзор подготовили специалисты компании ОмгГео.
Проведем любые виды инженерных изысканий в Москве, Московской области и городах Центральной России — в Калуге, Владимире, Смоленске, Туле, Иваново, Рязани, Твери, Ярославле.