 |
8.4. Бурение методом внедрения инструмента
|
|
|
|
8. 4. Бурение методом внедрения инструмента
При проведении инженерно-геологических изысканий для изучения физико-механических свойств грунтов существуют методы, при которых буровая скважина и геологическая информация могут быть получены без удаления и извлечения на поверхность разрушенной породы. Для этой цели применяется специальный инструмент – конический зонд. При внедрении зонда в породу она не удаляется из скважины на поверхность, а раздвигается и уплотняется в стенки скважины.
В зависимости от характера погружения зонда в грунт можно выделить три разновидности бурения внедрением инструмента: статическое вдавливание (бурение задавливанием, статическая пенетрация, статическое зондирование), вдавливание с медленным вращением (винтобурение) и забивное погружение инструмента (динамическая пенетрация, динамическое зондирование).
Рис. 8. 16. Схема буровой установки комбинированного бурения (УБР – 2М)
а-кинематическая схема установки,
б-схема ударного механизма свободного сброса
Динамическое зондирование
Динамическое зондирование в зависимости от условий передачи энергии удара на зонд подразделяется на ударное и ударно-вибрационное.
Сущность ударного метода заключается в погружении конического наконечника в грунт тарированными ударами (молотом) с измерением числа ударов и глубины погружения зонда.
Конический наконечник может соединяться с бурильными трубами с помощью резьбы или пальца (рис. 8. 17 а).
Динамическое зондирование осуществляется в песчано-глинистых грунтах с содержанием крупнообломочного материала не более 40% по массе и не может осуществляться в грунтах всех видов. В мерзлом состоянии этот метод применяется в сочетании с другими видами инженерно-геологических исследований с целью:
|
|
|
1.
2. Установления геологического разреза пород;
а б
3. Определения глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных пород;
4. Исследования изменчивости состава и свойств грунтов по глубине и простиранию;
5. Определения приблизительной количественной оценки показателей физико-механических свойств грунтов (плотности сложения модуля деформации, угла внутреннего трения и др. ).
Для ударного зондирования применяется три типа установок, характеристика которых приведена в (табл. 8. 8).
Таблица 8. 8. Характеристика установок для ударного зондирования
|
№ п/п |
Тип установок |
Параметры | ||
| Масса молота, кг | Высота падения, м | Энергия удара, Дж | ||
| Легкие | 0, 4 | |||
| Средние | 0, 8 | |||
| Тяжелые | 1, 0 | |||
Чаще всего при ударном зондировании применяют конический зонд диаметром 74 мм, с углом при вершине равным 60°, и бурильные трубы диаметром 42 мм.
При динамическом ударном зондировании производят забивку зонда в грунт свободно падающем молотом сериями (залогами) определенного числа ударов.
После каждого залога измеряют глубину погружения зонда. Число ударов в залоге применяют равным от 1 до 20 в зависимости от состава и состояния грунтов, исходя из условия погружения зонда за залог на глубину 10-15 см.
Условное динамическое сопротивление грунтов Pg вычисляется по формуле
Pg = A∙ k∙ f∙ n/h, Па (8. 8)
где: A – удельная энергия зондирования, кН∙ м; k – коэффициент учета потерь энергии при ударе молота о наковальню и на упругие деформации штанг; f – коэффициент учета потерь энергии на трение труб о грунт; n – число ударов в залоге; h – глубина погружения зонда за залог, м.
|
|
|
При полевых испытаниях грунтов ударным зондированием для обеспечения высокой производительности и качества работ надлежит применять легкие, средние и тяжелые установки в зависимости от условного динамического сопротивления грунтов.
|
|
|
