Буровые работы в строительстве

На первых этапах строительства зданий и промышленных сооружений буровые работы имеют важное значение. В современном мире масштабы проектируемых объектов и их масса постоянно увеличивается, количество этажей жилых и офисных небоскребов стремится к запредельным высотам.

Поэтому грунт, на котором будут возведены эти здания, требует самого тщательного изучения, ведь от его состава и характеристик зависит надежность и долговечность строений, а значит и безопасность города.

Бурение и последующее лабораторное изучение извлеченного керна, дает полное представление о грунтовых водах, необходимой прочности фундамента строящегося сооружения и необходимости дополнительного его укрепления.

Буровые работы для строительства разделяют по их назначению:

• буровые работы для инженерных изысканий;
• бурение скважин под сваи и столбы;
• бурение под фундамент (свайный, ленточный, столбовой).

На первых этапах, особенно при подготовке к строительству здания, бурят землю с целью проведения инженерных геологических изысканий и уже по их результатам определяют геологические условия и определяют конструктивные особенности фундамента.

Бурение для инженерных изысканий
Инженерно-геологические изыскания часто не ограничиваются взятием проб с поверхности земли на строительной площадке. Для изучения всех необходимых условий и разработки проекта - необходимо взять пробы с глубины 10 и более метров. При этом определяют состав грунта, слои и глубину залегания различных его пластов, а лабораторный анализ позволяет выяснить физико-химические параметры участка.

Бурение под сваи (свайный фундамент)
Простая забивка сваи часто бывает невозможна, так как создает разрушающее воздействие на прилегающую территорию и строения. Да и состав породы в месте строительства может быть весьма твердым и не даст возможности установить сваи без создания скважины.

Бурение скважин под сваи - это часть подготовительных строительных работ для создания полостей в грунте и последующей установки в них свай.
Свайный фундамент обладает большой устойчивостью, простотой установки и стойкостью к коррозийным деформациям. Часто для такого типа фундамента применяют винтовые сваи.

Геотехнические работы для контроля и экспертизы объекта

Геотехнические работы - подразумевают инженерный контроль состояния фундаментов зданий и сооружений, уже находящихся в эксплуатации, а также проведение геотехнической экспертизы объекта для получения необходимых заключений в надзорных государственных организациях.

При проведении работ проводится моделирование изменения геологического основания данной территории, определяется влияние комплекса факторов на здания и другие объекты на участке, а также выявляются все имеющиеся деформации в рамках геотехнических изменений окружающей среды.

Геофизические работы - это инженерные изыскания, направленные на исследование верхних слоев земной коры, в случае дополнения или замены геологических, гидрогеологических работ и бурения скважин.

Исследования проводятся, когда остальные методы получения сведений затруднены или невозможны ввиду сложности рельефа или других природных и искусственных ограничений.

Инженерно-геофизические изыскания на участках для строительства включают:

• литологическое расчленение разреза;
• изучение уровня грунтовых вод;
• исследование геофизического изменения мерзлотных явлений;
• выявление геологических процессов (оползней, карстовых провалов, зон, размытых грунтовыми водами);
• исследование глубины залегания коренных пород;
• определение участков с наличием специфических видов грунта (торф, ил);
• геофизические исследования развития криопегов и таликов;
• анализ литологии водных переходов.

Исследование искусственных покрытий автомобильных дорог, железнодорожных объектов, аэродромов и их природного основания подразумевает анализ компонентов и внутренних слоев, а также определение опасных участков с наличием карстовых провалов, просадки грунта, подтопления строительных объектов.

Геофизические работы также подразумевают поиск подземных сетей коммуникаций и археологических объектов при помощи специального георадара. В число экологических задач геофизики входит исследование участков распространения нефтехимических и других видов техногенных загрязнений окружающей среды.

Геофизические методы исследования скважин
Это комплексное изучение почвы и породы, получаемой при бурении скважин, с помощью специального геофизического оборудования, а также проверка технического состояния самих скважин.

Существует две группы методов исследования:

• методы каротажа;
• методы скважинной геофизики.

Методы классифицируются как электрические (метод естественной поляризации, электрического каротажа и т.д.), ядерные (нейтронные, гамма-метод), термические, магнитные и сейсмоакустические.

Каротаж

В каротаже исследуются относительно небольшие объемы почвы и породы из стенок скважины.

Каротаж (буровая геофизика) - один из основных методов геофизического исследования геологических структур скважины при помощи специального зонда.
Этот метод отличается высокой точностью и структурированностью изысканий, так как полученные данные заносятся в виде постоянной диаграммы или в цифровом (математические значения) виде.

Скважинная геофизика
Методы скважинной геофизики позволяют исследовать межскважинное и околоскважинное пространство путем изучения геофизических полей. От методов каротажа скважинная геофизика отличается более широкой областью проводимых исследований.

Скважинная геофизика - это исследования с целью изучения извлекаемых пород из стенок и между скважинами на любом заданном расстоянии.

Наиболее широкое применение скважинные геофизические методы получили при работах по добычи полезных ископаемых. Для изучения материала используются электрические, радиоволновые, геохимические и магнитные методы.

Статическое зондирование грунтов - это метод определения механических свойств грунта при помощи специальной установки, которая имеет рабочий механизм в виде зонда.

Установка для статического зондирования создает давление на грунт и проникает зондом в его верхние слои до заранее установленной глубины или «до упора».

Проведение этого вида геологических работ дает полное представление относительно однородности, несущей способности и других свойств исследуемого грунта, а значит позволяет определить требуемые прочностные характеристики при выборе фундамента будущего здания.

Метод статического зондирования
Он представляет из себя полевые испытания с хорошим соотношением по параметрам "быстро \ выгодно \ надежно", так как все основные работы проходят непосредственно на объекте и не требует больших вложений.

Качество полученных результатов соответствует всем требованиям и государственным нормативам, что, безусловно, выгодно для заказчика инженерно-геологических исследований.

Цель статического зондирования грунтов:

• исследование сопротивления грунта для расчета характеристик свайного фундамента;
• статическое испытание грунтов для проверки разнородности слоев, их толщины и глубины залегания;
• определение изменений геологической структуры на всем участке будущего строительства;
• зондирование грунтов для оценки коэффициента их уплотнения под статической нагрузкой;
• проверка безопасности строительных работ в данной местности.

Результатом корректно выполненного статического зондирования является точное определение оптимального типа свай под фундамент зданий и сооружений, выявление опасных мест и участков наиболее пригодных для планируемого строительства.

Испытание грунтов

Статическое испытание грунтов проводится при помощи инженерного геологического оборудования - платформы и компрессионной установки, которая создает нагрузку специальным зондом с установленными на нем датчиками. Во время погружения осуществляется визуальный контроль за установкой, на предмет вертикального вхождения рабочей области в грунт.

Штамповые испытания - это метод исследования свойств грунта с целью измерения модуля его упругости и деформации, а также определения коэффициента просадки грунтов при помощи штампа и другого специального инструмента. Чаще всего требуется для проверки характеристик неоднородных слоев почвы с залеганием песчаных, глинистых и дисперсных минеральных пород.

Испытание грунта штампами
Данный способ считается весьма эффективным, но применение его на практике связано с некоторыми трудностями - это время на проведение работ и сложное оборудование для геологических изысканий. Чаще всего этот метод применяется на заключительной стадии подготовки к строительству, когда место для будущего здания или сооружения уже выбрано и требуется определить прочностные характеристики грунта.

Суть проведения работ заключается в установке специальных штампов в грунт, затем, при помощи геологического устройства, на них воздействуют давлением. После чего проводят одновременные измерения осадки штампа и уровня оказываемого давления.

Виды результатов штамповых испытаний:

• Деформация на стадии уплотнения пород штампами под давлением.
• Сдвиги в слоях грунта при испытании штампами.
• Быстрое разрушение и просадка с опусканием штампа вниз без увеличения нагрузок.

Все результаты деформации и просадки фиксируются в электронном формате для последующей камеральной обработки в профессиональных программных комплексах.

Результат испытания статическими нагрузками
Основной целью проведения испытаний статическими нагрузками штамповым методом является получение данных по коэффициенту деформации, значения упругости и просадки грунта на изучаемом участке.

Полученная информация используется для разработки проектов фундаментов зданий и сооружений, а также правильного выбора дорожной одежды и контроля за проведение строительства автомобильных дорог на всех стадиях выполнения работ.


Метод дает возможность определить качество дорожного полотна и сравнить его с данными, заложенными при проектировании, что способно значительно продлить срок его службы.