Вопрос 77. Проходка горных выработок

Горная выработка позволяет получать наиболее точные и достоверные данные. На начальных стадиях изыскании наиболее часто делают закопушки, расчистки, канавы, неглубокие шурфы.

Закопушки проходят с целью вскрытия тонкого почвенного слоя, делювиальных и других отложений, для установления литологии пород, залегающих под этими слоями, и прослеживания контактов коренных пород. Из закопушек отбирают образцы для составления геологического разреза и определения классификационных показателей свойств пород (гранулометрического состава, показателей пластичности и пр.).

Расчистки проходят на склонах. При расчистках производят свал делювия или осыпей со склона с целью обнажения залегающих под ними пород. Иногда их делают ступенчатыми. Из расчисток чаще всего отбирают образцы для построения геологического разреза и определения классификационных показателей свойств пород.

Канавы проходят независимо от рельефа местности для вскрытия пластов с крутым падением. Задают их обычно вкрест простирания пластов, врезаются в них на 0.2-0.5 м. В канаве удобно отбирать образцы пород с ненарушенной структурой и естественной влажностью.

Шурфы проходят в сухих рыхлых породах, залегающих горизонтально или с небольшими углами падения. В шурфах производят описание пород, опробование каждого пласта с помощью пенетрометра с целью определения консистенции пород. Из шурфов отбирают образцы для построения геологического разреза и определения классификационных показателей, монолиты пород с ненарушенной структурой и естественной влажностью.

На стадиях детальных изысканий проходят более глубокие шурфы. В целом объем горных работ при инженерно-геологических изысканиях невелик и составляет около 10%.

Вопрос 78. Опробование горных пород при инженерных изысканиях

Отбор проб грунтов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже чем через каждые 0.5-1.0 м. Наиболее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образцов, полученных при инженерно-геологических исследованиях, 5-10% отбирают для последующих лабораторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор монолитов, т.е. образцов с сохранением их природного состояния и структуры. Монолиты отбирают из стенок шурфов и обнажений с помощью почвенного ножа. Они имеют форму, близкую к кубу с размерами от 10х10х10 см до 30x30x30 см. При другом способе используются режущие кольца. Этот способ применим только для рыхлых пород. Оба этих способа позволяют отбирать монолиты необходимых размеров с высокой степенью сохран­ности естественной структуры и влажности, так как оператор может посто­янно контролировать состояние монолита и соизмерять свои усилия с прочностью породы.

Из бурокых скважин с помощью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20-30 см. Монолиты немедленно парафинируют для сохранения их естественной влажности, т.е. туго обматывают слоем марли, пропитанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60-65°. Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят не более 1.5 месяцев.

Помимо монолитов отбирают образцы нарушенной структуры в специальные мешочки. Вес образцов до 0.5 кг. Общий порядок отбора, упаков­ки и транспортирования образцов пород для лабораторных исследований определяется действующим ГОСТом.

При проведении равномерного опробования горных пород по площади и глубине для отбора проб целесообразно выбирать те обнажения, скважины, которые тяготеют непосредственно к участкам расположения проектируемого объекта. В начале устанавливают минимально необхо­димое число проб для предварительной характеристики и оценки каждого выделенного слоя, пачки. На практике опробоваться должно 30-50% разведочных выработок, в каждой из них из однородного слоя мощ­ностью до 1 м отбирают по 1 пробе, а в слоях большей мощностью пробы необходимо отбирать через 1 м. Для характеристики физического состояния пород (влажность, плотность, консистенция) пробы необ­ходимо отбирать через 20—50 см. Согласно строительным нормам, прави­лам, минимальное число определений для каждого выде­ленного однородного слоя, зоны должно составлять 6. Лабораторные исследования должны обеспечить возможность статистической обработки результатов и получения нормативных и расчетных характеристик грунтов. За нормативное значение характеристик грунта принимают среднее арифметическое значение результатов частных определений (А_н)

Расчетные значения характеристик грунта определяют по формуле А=А_н/к_т,

где к_т – коэффициент безопасности по грунту, который рассчитывают в зависимости от изменчивости характеристик грунта, числа определений и значений доверительной вероятности, которое проектирующая организация должна указывать в своем задании изыскательской организации.