Отбор проб скальных и нескальных грунтов и измерения уровня грунтовых вод
Общие положения
(1) Отбор проб скальных и нескальных грунтов путем бурения скважин и экскавации и измерения уровня грунтовых вод должны быть проведены в полном объеме, чтобы при этом получить все необходимые данные для геотехнического расчета.
Отбор проб путем бурения скважин
(1) Буровое оборудование должно быть выбрано с учетом:
— требований, предъявляемых к категориям методов отбора образцов, как определено в 3.4.1 и 3.5.1;
— требуемой глубины, которую необходимо достигнуть, и диаметра образца;
— назначения буровой установки, ее характеристик, например, регистрации параметров, получаемых при бурении с автоматическим или ручным управлением.
(2) Необходимо учитывать требования EN ISO 22475-1.
Отбор проб путем экскавации
(1)Р При отборе образцов из разведочного шурфа, строительного тоннеля или шахты, следует руководствоваться требованиями EN ISO 22475-1.
Отбор проб нескальных грунтов
Категории методов отбора образцов и лабораторные классы качества образцов
(1) Образцы должны содержать все минеральные составляющие слоя, из которого данный образец был отобран. Не допускается загрязнение образцов составляющими другого слоя или добавками, используемыми при отборе проб.
(2) В зависимости от желаемого качества образцов необходимо учитывать три категории методов отбора образцов (EN ISO 22475-1) согласно указанной далее классификации (для определения качества образцов см. таблицу 3.1):
— категория А: возможно получить образцы класса качества 1–5;
— категория В: возможно получить образцы класса качества 3–5;
— категория С: возможно получить образцы только класса качества 5.
(3) Образцы класса качества 1 или 2 могут быть получены только при использовании методов отбора образцов категории А. Цель состоит в том, чтобы получить образцы класса качества 1 или 2,
в которых в течение процедуры отбора образцов и их обработки не произошло или произошло только незначительное нарушение структуры грунта. Влажность и коэффициент пористости грунта полностью соответствует грунту естественного залегания. Не произошло изменений гранулометрического или химического состава грунта. Некоторые непредвиденные обстоятельства, такие как изменчивость геологического слоя, могут привести к получению образцов более низкого класса качества.
(4) Использование методов отбора образцов категории В будет предотвращать достижение образцов классов качества выше чем 3. Цель состоит в том, чтобы получить образцы, которые содержат все составляющие грунта в его естественном залегании и первоначальных пропорциях,
а также сохраняют его естественную влажность. Данными методами возможно определить общую классификацию различных слоев грунта или его компонентов. Структура образца грунта нарушена. Некоторые непредвиденные обстоятельства, такие как неоднородность геологических напластований, могут привести к получению более низких классов качества образцов.
(5) Использование методов отбора образцов категории С не позволяет получить образцы класса качества выше чем 5. Структура грунта в образце полностью изменена. Общее устройство различных слоев грунта или компонентов видоизменилось настолько, что невозможно безошибочно определить слои в их естественном залегании. Влагосодержание образцов не соответствует природному для грунтового слоя, из которого они взяты.
(6) Образцы грунтов для лабораторных испытаний разделены на пять классов качества в соответствии с характеристиками, которые предположительно остаются неизменными в течение отбора образцов, транспортирования и хранения. Классы качества представлены в таблице 3.1 вместе с применяющейся категорией методов отбора образцов.
Таблица 3.1 — Классы качества образцов для лабораторных испытаний и применяемые категории методов отбора образцов
| Свойства грунтов | Классы качества образцов | |||||
| Неизменные свойства грунтов: | ||||||
| размер частиц | * | * | * | * | ||
| влажность | * | * | * | |||
| плотность, степень плотности, проницаемость | * | * | ||||
| сопротивление срезу, деформативность | * | |||||
| Свойства, которые могут быть определены: | ||||||
| последовательность слоев | * | * | * | * | * | |
| граница между слоями — широкая | * | * | * | * | ||
| граница между слоями — узкая | * | * | ||||
| пределы Аттерберга, пористость, проницаемость | * | * | * | * | ||
| влажность | * | * | * | |||
| плотность, степень плотности, проницаемость | * | * | ||||
| сжимаемость, сопротивление срезу | * | |||||
| Категории методов отбора образцов в соответствии с EN ISO 22475-1 | A | |||||
| B | ||||||
| C | ||||||
Идентификация нескальных грунтов
(1)Р Идентификацию нескальных грунтов необходимо проводить на основании исследования отобранных образцов в соответствии с EN ISO 14688-1.
Планирование отбора образцов нескальных грунтов
(1)Р Класс качества и количество образцов для восстановления должны соответствовать целям исследований нескальных грунтов, геологическим условиям площадки, сложности геотехнического строения, а также проектируемого сооружения.
(2) Возможно применение двух разных стратегий для отбора образцов при бурении скважин:
— бурение, направленное на построение полной геологической колонки с отбором образцов
с бурового инструмента при бурении скважин, а также специальными пробоотборниками на выбранных глубинах по длине скважины;
— бурение для отбора образцов на специальных заранее определенных уровнях, например рядом с точкой зондирования.
(3)Р Категории методов отбора образцов должны выбираться с учетом желаемых лабораторных классов качества, как указано в таблице 3.1, ожидаемых видов нескальных грунтов, а также состояния грунтовых вод.
(4)Р Необходимо выполнение требований EN ISO 22475-1 для выбора метода бурения скважин или отрывки котлована, а также выбора оборудования для взятия образцов в соответствии с требованиями предписанной категории методов отбора образцов нескальных грунтов.
Примечание — Восстановление почти полностью разрушенного образца практически невозможно по причине многих факторов, к которым относится изменение расположения частиц, вызванное отбором образцов,
а также из-за неизбежного снижения внутренних напряжений при восстановлении образца. Влияние этих факторов на степень повреждения зависит от применяемой категории метода отбора образцов и типов
нескальных грунтов. Тип нескального грунта, из которого взяли образец, имеет решающее влияние на степень повреждения образцов, полученных теми же методами отбора. Таким образом очень восприимчивые грунты склонны к повреждению, в то время как менее восприимчивые, такие как большинство плотных глин, могут требовать более ограниченных методов отбора скальных грунтов для получения фактически ненарушенных образцов. С другой стороны, каждая задача требует различных степеней точности определения расчетных характеристик нескальных грунтов для дальнейшего расчета. Как следствие, во время подготовки программы отбора образцов упомянутые выше факторы должны быть учтены для того, чтобы определить допустимую степень нарушения и, следовательно, определиться с методами отбора образцов.
(5) Для рассматриваемого проекта специальное оборудование для отбора проб и применяемые методы могут быть необходимы в зависимости от категорий методов отбора образцов, указанных
в 3.4.1. Например, в случае, когда модули деформации (жесткости) при малых напряжениях должны быть определены на ненарушенных образцах.
(6)Р Размеры образцов, которые планируется восстановить, должны соответствовать типу
нескального грунта, типу и количеству предполагаемых к проведению испытаний.
Примечание — См. раздел 5 и приложения L–N, P–S.
(7) Образцы необходимо брать на границе каждого слоя и на определенном расстоянии не более чем 3 м. В неоднородных нескальных грунтах или если требуется детальное описание состояния грунтов оснований, следует проводить постоянный отбор грунта с бурового оборудования или отбирать образцы на очень малых расстояниях друг от друга.