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

На выбор конструкции скважины, способа бурения, типа бурового станка, инструмента и режима проходки скважины решающее влияние оказывают следующие основные факторы:

- назначение буровых скважин;

- проектная глубина бурения;

- крепость пород и их устойчивость против обрушения стенок;

- географические условия проведения буровых работ.

Назначение буровых скважин.

По назначению скважины подразделяются на а) зондировочные, б) разведочные, в) гидрогеологические, г) специального назначения.

Назначение инженерно-геологических скважин, их диаметры и правила отбора образцов представлены в таблице.№1

Тип скважин по назначению	Диаметр скважины, мм	Назначение скважины	Цель отбора образцов и виды работ в скважинах	Правила отбора образцов при бурении
1	2	3	4	5
Зондировочные	33-127	Для предварительного изучения геологического разреза, для установления границ между нескальными и скальными грунтами, границ распространения насыпных и заторфованных грунтов, а также границ залегания мерзлых грунтов, для определения уровня грунтовых вод и др. Зондировочные скважины являются преобладающими на начальных этапах изысканий.	Ориентировочная геологическая документация. Опытные работы в скважинах, как правило, не производятся.	Образцы нарушенного сложения отбираются непрерывно или через определенные интервалы.
Разведочные	108-219	Для детального изучения геологического разреза.	Образец грунта (керн), извлекаемый из скважины, служит для определения всех особенностей геологического разреза: последовательности в залегании слоев грунта, их мощности и положения контактов, структурных и текстурных особенностей грунта (слоистость, отдельность, дисперсность, тип структуры, наличие примазок, гнезд, включений, тонких слабых прослоев), плотности и консистенции грунта. Производятся простые по трудоемкости и непродолжительные по времени инж.-геологические опытные работы.	Образцы нарушенного сложения отбираются непрерывно. Допускается отбор образцов через определенные интервалы (при большом числе скважин на площадке).
Тип скважин по назначению	Диаметр скважины, мм	Назначение скважины	Цель отбора образцов и виды работ в скважинах	Правила отбора образцов при бурении
1	2	3	4	5
Технические	127-325	Технические скважины являются разновидностью разведочных. Основное их назначение заключается в отборе образцов грунта с ненарушенным природным сложением (отбор монолитов). К техническим также относятся скважины, в которых производятся трудоемкие и продолжительные по времени опытные работы (штамповые опыты, испытания на срез и др.).	Определение физико-механических свойств.	Монолиты отбираются по всему интервалу бурения либо с определенных участков. Опытные работы проводятся на предусмотренных заданием интервалах скважины.
Гидрогеологические	108-426	Для изучения геологического и гидрогеологического разреза, но главным образом для изучения фильтрационных свойств грунтов.	Ориентировочная геологическая документация. Опытные работы – в основном откачки, наливы, нагнетания воды, воздуха.	Образцы нарушенного сложения отбираются через определенные интервалы. Опытные работы производятся после окончания бурения скважины.
Специального назначения	600-2000	Для проведения специальных работ в скважинах, а также для обеспечения возможности спуска в них человека. К этой группе скважин относятся также выработки, характер опытных работ в которых требует использования специального оборудования или особой технологии для их проходки.	Определение физико-механических свойств грунтов. В скважинах данной группы чаще всего ставятся штамповые опыты, испытания на сдвиг, отбираются монолиты большого размера.	Правила отбора образцов определяются специальными требованиями.

Глубина скважин.

Проектная глубина скважин наряду с ее значением определяет тип и мощность выбираемого бурового станка, основные параметры бурового оборудования и инструмента, отчасти начальный диаметр скважины и др.

В соответствии с глубиной бурения скважины условно подразделяются:

· до 10 м (неглубокие);

· от 10 до 30 м (средней глубины);

· от 30 до 100 м (глубокие);

· свыше 100 м (весьма глубокие).

1.4.Особенности и область применения различных способов бурения скважин.

В таблице №2 приведен краткий перечень применяемых и перспективных механических способов бурения. Перечень дан с использованием терминологии, принятой при бурении инженерно-геологических скважин.

Код спо-соба	Способы бурения	Особенности способа бурения
1	2	3
1	Колонковый	Вращательное бурение кольцевым забоем скважин малого диаметра в породах малой твердости последовательными углублениями, в основном твердосплавным породоразрушающим инструментом с низкой частотой вращения, с получением керна, с закреплением и без закрепления стенок обсадными трубами. Колонковый с призабойной циркуляцией – с выносом продуктов разрушения водой; колонковый с продувкой – с выносом продуктов разрушения воздухом.
2	Медленно-вращательный	Вращательное бурение скважин малого и большого диаметра в породах малой твердости сплошным забоем, рейсовыми углублениями, спиральными, ложковыми либо тарельчатыми бурами. Получение образцов в виде перемятых и перетертых комков грунта.
3	Шнековый	Бурение скважин малого диаметра одним рейсом с использованием долот. Стены не закрепляются обсадными трубами.
4	Винтовой	Вращательное бурение скважин малого и большого диаметра в породах малой твердости с весьма низкой частотой вращения снаряда и с применением спиральных буров.
5	Роторный	Вращательное бурение скважин малого и большого диаметра в породах любой твердости главным образом сплошным забоем одними рейсом с удалением продуктов разрушения прямым или обратным потоком промывочной жидкости, с использованием промывочного насоса, с получением образцов в виде шлама и (реже) керна.
6	Ударно-канатный	Бурение скважин малого и большого диаметра в породах любой твердости. Удаление продуктов разрушения механическим способом с помощью желонки, получение продуктов разрушения в виде шлама. Стенки, как правило закрепляются обсадными трубами.
7	Вибрационный	Бурение скважин малого диаметра в породах малой твердости без принудительного удаление продуктов разрушения, с получением образцов в виде керна.
Код спо-соба	Способы бурения	Особенности способа бурения
1	2	3
8	Вдавливание	Бурение скважин малого диаметра в породах малой твердости кольцевым забоем без принудительного удаления продуктов разрушения и с получением образцов в виде керна
9	Статическое зондирование	То же, что и 8, но без отбора образцов.

Колонковое бурение – наиболее широко распространенный способ проходки скважин. Основным преимуществом такого вида бурения являются универсальность (возможность проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород), возможность получения керна с незначительными нарушениями природного сложения грунта, сравнительно большие глубины бурения, хорошая освоенность технологии. Существенные недостатки – малый диаметр скважин.

Медленновращательное бурение . Сущность его состоит в том, что скважина углубляется инструментом режущего типа путем срезания с забоя сплошной стружки. Способ бурения отличается простотой технологии.

Шнековое бурение. Особенность способа состоит в том, что процессы углубления скважины и продуктов разрушения совмещены. Преимущества: высокая механическая скорость, сравнительно большой диаметр скважин, не нужна вода для промывки.

Винтовое бурение. Применяется редко. Сущность состоит том, что винтовой породоразрушающий инструмент завинчивается в грунт, а затем извлекается на поверхность. При этом размещенный на лопастях инструмента грунт срезается по боковым поверхностям. Способ может использоваться только в рыхлых и мягких грунтах.