Фото 14 – буровая установка урб 2а-2

4.4 Отбор монолитов грунта из горных выработок гост 5182-64.

Монолиты грунтов отбирают из защищенных стен и дна горных выработок.

Механизированный способ – с помощью пневматических и электрических механизмов (молоток, пила). Ручной способ: грунтоносы кольца (молоток, зубило, лом, кайло, нож, пила, проволока). Из горной выработки отбирают монолиты в форме куба, параллелепипеда, цилиндра. Намечают контур, вырезают боковые или верхние грани, подрезают пилою грань, осторожно снимают, защищают и выравнивают грани по размерам, ориентируют, отмечают верх и низ.

Цилиндрические монолиты отбирают в цилиндрическое кольцо с заостренным нижним краем. Внутри покрывают техническим вазелином.

Применяют грунтонос, он состоит из крышки, кольца, опорной площадки, корпуса, крышки корпуса и ручки.

Кольцо вдавливают в грунт на 1 см выше кольца. Отвинчивают ручку и грунтонос извлекают из грунта. Монолит с кольцом и крышкой окатывают и подрезают, снимают крышку, срезают излишки. Вдавливают кольца. Без грунтоноса осуществляются по интервально по 2 см глубиной. Нельзя допускать зазор боковин граней и монолита.

Разрыхленную породу вне кольца убирают постепенно. Когда кольцо заполнится, его откатывают, торца выравнивают.

Можно при необходимости различные способы получения монолитов. При выборе места отбора следует избегать зоны разного выветривания пород и дробления, участка с сетью трещин. Каждую разновидность породы следует охарактеризовать особым образом (не менее 3×6×9 см), которые берут рядом с основным монолитом и хранят в партии. Жилы, монолиты и вымочения в магматических породах необходимо опробовать.

Место взятия точно отмечают на плане.

При отборе образцов глинистых сланцев, мергелей, зубилом делают четыре пересекающихся борозды глубиной 20 см. Насаживают деревянный ящик без дна. Монолит отрывается, грани выравниваются и закрываются крышками.

В мерзлых грунтах монолиты отбирают формой куба или параллелепипеда. Отбор из твердых пород любым способом.

Монолиты, неизменяющие форму отбираются кольцом.

Большие монолиты песчано-глинистых и песковидных пород целесообразно отбирать ручным буром и кольцом цилиндрической формы.

На забое выработки делают уступ высотой 20 см. Расположение бура на забое выработки с условием удаления разветвленной породы на нижнее основание уступа. При вращении бура за ручки образуется кольцевой забой скважины, ширина которого на 3 мм превышает толщину бура. После проходки скважины на глубину более 10 мм за высоту кольца, на столбик монолита насаживается кольцо, затем от породы отделяют монолит и выравнивают грани.

Торца накрывают резиновым или металлическими пластинами, которые прижимают плотно болтами.

Отбор монолитов из пластичных глинистых грунтов реализируется устройством, состоящим из двух зондов и струны. Во время проходки открытой выработки оставляют уступ на 3-4 см выше высоты монолита. По одной стороне в породу задавливают оба зонда на расстояние 20 см один от другого. С помощью ручки порода режется струной. Вырезается по периметру. Ниже основания монолита вводят лопату, монолит с помощью ножей перемещают лопату.

Пластичные монолиты отбираются также с помощью кольца. Угол заточки не более 7°, толщина стенок около 0.02 от диаметра. Из слабовлажных глинистых песков отбирают монолиты в кольца.

Сыпучие грунты отбираются в кольцо с башмаком. Внутренний диаметр кольца не менее 80 мм, высота от 0.5 до 1.5 диаметра кольца.

При инженерно-геологических исследованиях разведочные работы сводятся к проходке горных выработок:

• закапушек – мелкие воронкообразные (диаметром 20 см) или квадратные сечения выработки, с размером сторон около 50х50 см, глубиной 1 м закладывают при малой мощности рыхлых образований.

• расчисток – выработок со ступенчатым дном их закладывают, когда мощность современных отложений на склонах не более 1-1,5 метров, обычно расчищают естественные отложения, скрытые делювии или элювии.

• канав (траншей) – узкой (0,6-0,8 м) и не глубокой до двух метров выработки в породах различного поперечного профиля определяемого устойчивостью последних.

• шурфов

• скважин

Каждую выработку инструментально привязывают в плановом и высотном отношении. Все выработки документируются. Документация производится во время проходок выработок и заключается в описании проходимых пород, в зарисовке стенок и забоев (шурфов, канав, расчисток), во взятии образцов и грунтовой воды для лабораторных анализов.

В шурфах, канавах и расчисток залипание и переслаивание горных пород видно в стенках и можно зарисовать. В буровых скважинах документация осуществляется – монолитом извлеченного из скважины.

Описание проходимых при бурении горных пород производится при каждом подъеме инструмента. Образцы пород отбирают из буровых скважин для каждого интервала глубины в 0,5 м при однородных породах, а так же при их смене. Для каждого образца указывается интервал глубины его взятия.

При проходке песчано-глинистых пород монолиты отбирают специальными пробоотборниками – грунтоносами, представляющие собой металлические или деревянные коробки с отъемными крышками или чаще металлические тонкостенные цилиндры имеющие один скошенный режущий край.

В скальных и полускальных породах монолитами обычно являются куски керна, выбуренные колонковой трубой с алмазными, твердосплавными или дробовыми коронками. В этом случае керн очищают от шлама, парафинируют, снабжают этикеткой, регистрируют в журнале и направляют в лабораторию.

В породах полускальных слабых, мягких связанных (глинистых и рыхлых несвязных песчано-гравелистых) для отбора монолитов применяют пробоотборники различных конструкций. Металлический цилиндр который при отборе монолита погружают в породу на зачищенном забое.

По способу погружения пробоотборников в породу можно разделить на три типа:

• обуривающие

• забивные

• задавливаемые

Выбор типа пробоотборника определяется свойствами и физическим состоянием горных пород из которых необходимо производить отбор монолитов.

В открытых горных выработках (расчистках, канавах, шурфах, штольнях, котлованах и др.) отбирают из зачищенных забоев почвы или стенок путем вырезывания или выпиливания из пород, обладающих достаточной связностью (глины, суглинки), либо путем обработки оставленных целиков скальных и полускальных пород зубилом, клином, отбойным молотком.

В зависимости от решаемых практических задач пробы горных пород отбирают в виде монолитов, т.е образцов естественного сложения и влажности (мерзлых – в мерзлом состоянии), либо в виде образцов нарушенного сложения с определенными объемом или массой.

Проба должна состоять из 2-3-х монолитов. Рекомендуются следующие размеры монолитов различных типов горных пород, отбираемых в шурфах:

• из скальных и полускальных от 25х25х25 до 30х30х30 см;

• из галечников и щебенистых от 25х25х25 до 30х30х30 см;

• из гравелистых и дресвяных от 20х20х20 до 25х25х25 см;

• из песчаных и глинистых от 15х15х15 до 20х20х20 см.

Монолиты могут иметь форму куба, параллелепипеда, кусков керна диаметром не менее 90 мм, а в крупнообломочных породах не менее 200 мм общей длиной 0,8-1,0 м или штуфов неправильной формы, но не менее размеров. Способ отбора монолитов должен обеспечивать полную сохранность естественного сложения и влажности пород.

Консервация монолитов

1. Монолит оборачивают марлей и парафинируют.

2. Снизу и сверху образца кладется этикетка, на которой указывается объект, номер скважины (шурфа, расчистки и т.д.), номер образца, глубина взятия, наименование горной породы, дата, подпись взявшего образец.

3. Вновь образец оборачивают марлей, парафинируют и укладывают сверху и снизу две такие же этикетки с данными указанными в пункте

4. Оборачивают марлей и парафинируют.

Отбор монолитов из буровых скважин.

Используют грунтоносы, которые должны: обеспечивать ненарушаемость структуры и влажности; погружаться в породу; предохранять от выпадения и удаления воды; быть простым и удобным.

Основные способы: задавливающий, вибрационный, вращательный и обуривающий.

При задавливании – быстро и медленно. Быстрое – не менее 2 м/мин, при быстром погружении – свободное падение бурового снаряда. При медленном не более 0.5 м/мин.

При забивном способе – погружение ударами.

При вибрационном способе - погружение идет передачей высококачественных динамических импульсом (благоприятные условия погружения).

При вращательном способе – путем вращения и опускания грунтоноса.

При обуривающем способе – коронка обуривает столбик монолита. Во многих случаях грунтоносы оборудуются гильзой. Вращательный способ только для скальных пород. Двойные колонковые трубы и обуривающие для скальных, полускальных, плотных песчаных и твердых связных, плотного торфа.

Быстроезадавливание – для полутвердой тугопластичной концепции. Мягкие, рыхлые, пластичные и водонасыщенные, песчано-глинистые и торфяные –медленным задавливанием. Пластичные глины – забивные и вибрационные грунтоносы.