E-materiały do kształcenia zawodowego

E‑book do e‑materiału Otwory wiertnicze wykonywane dla działalności inżynierskiej i hydrogeologicznej

GIW.12. Wykonywanie prac wiertniczych – Wiertacz , Technik wiertnik

bg‑gold

Rodzaje i warunki wykonywania przewiertów, otworów hydrogeologicznych, geotechnicznych i geoinżynierskich

E‑BOOK

12

Spis treści

1

Zakres prac wiertniczych podczas badań geotechnicznych

Wiercenia geotechniczne to pierwszy etap w procesie poznania parametrów podłoża budowlanego. Dostarczają one informacji geologicznych, geotechnicznych i hydrogeologicznych o badanym obszarze. Zakres prac wiertniczych w ramach badań jest szeroki i obejmuje następujące aspekty:

  • Wybór lokalizacji wierceń – decyzja ta opiera się na analizie dostępnej dokumentacji geologicznej oraz archiwalnych danych z wcześniejszych wierceń. Lokalizacje powinny być reprezentatywne dla obszaru podlegającego badaniom i uwzględniać różnice w geologii oraz warunkach geotechnicznych.

  • Wybór techniki wiercenia – musi ona być dostosowana do pozyskiwanych informacji. Wybór techniki wiercenia zależy od głębokości badania, rodzaju ośrodka gruntowo‑skalnego oraz specyfiki terenu. W wypadku zaplanowania poboru wyłącznie próbek okruchowych wystarczające jest wykonanie sondowania podłoża świdrem spiralnym. Chcąc pobrać rdzeń skalny (umożliwiający dalsze badania na reprezentatywnej próbce skały rodzimej), trzeba przeprowadzić wiercenia rdzeniowe.

  • Przebieg wierceń – podczas właściwego wiercenia zbierane są próbki gruntu i skał, a także rejestrowane są dane geotechniczne. Okruchowe próbki gruntu pozyskiwane są z kolejnych głębokości. Przechowuje się je starannie w skrzynkach w celu późniejszej analizy i sporządzenia profilu litologicznego. W trakcie wierceń geotechnicznych najważniejsze jest przyporządkowanie głębokości prac do pobieranych i magazynowanych próbek.

R1ZoskMZXO5Eq
Próbki okruchowe z sondowania
Źródło: Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, licencja: CC BY-SA 3.0.
Rl1dVCENE57x0
Próbki okruchowe z sondowania geotechnicznego
Źródło: Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, licencja: CC BY-SA 3.0.
RAXRtz3Qxq849
Karta otworu geotechnicznego
Źródło: Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, licencja: CC BY-SA 3.0.
  • Analiza i interpretacja wyników – w ramach tego działania przeprowadza się badania właściwości petrograficznych, mechanicznych, geochemicznych, i hydrogeologicznych zebranych próbek. Wyniki analiz są potrzebne do oceny nośności podłoża i stabilności terenu, a także do ustalenia koniecznych prac wykonywanych w celu wzmocnienia podłoża pod fundamentami, określenia przewodnictwa hydraulicznego, termicznego oraz innych parametrów geotechnicznych.

    RKBd6fSHECTX6
    Karta badania geotechnicznego
    Źródło: Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, licencja: CC BY-SA 3.0.
  • Raport geotechniczny – zawiera wyniki badań, analizy i interpretacje danych, rekomendacje dotyczące technologii wykonania fundamentów oraz wszelkie istotne informacje dotyczące geotechnicznych aspektów podłoża. Raport geotechniczny stanowi podstawową dokumentację budowlaną dla projektantów i inżynierów, umożliwiając im opracowanie bezpiecznych i trwałych rozwiązań inżynieryjnych.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

2

Przebieg wierceń geotechnicznych

Planując zakres i przebieg prac wiertniczych w trakcie badań geotechnicznych, bierze się pod uwagę potrzeby kadry projektującej obiekty inżynierskie. Istotne są skrupulatność i rzetelność prac badawczych. Wpływają one na jakość pozyskanych danych. Analiza uzyskanych informacji i sporządzony na jej podstawie raport pozwalają na spójne i uporządkowane przedstawienie zebranych danych.

Typowy przebieg wierceń geotechnicznych i procedura badawcza prezentują się następująco:

  • Ustalanie profilu przewiercanych warstw – wiercenia geotechniczne, w zależności od głębokości zaplanowanych otworów badawczych, ich liczby oraz przewidywanego podłoża wykonuje się okrętnie lub obrotowo.

    Wiercenia okrętne zakładają wykorzystanie siły człowieka do napędu świdra. Natomiast w wierceniach obrotowych stosuje się mechaniczny napęd narzędzia. W trakcie wiercenia rejestrowane są parametry takie jak: głębokość, rodzaj aktualnie przewiercanego gruntu lub skał, zmiany w warstwach geologicznych, pojawienia się wody w próbkach. Dane te pozwalają na opracowanie profilu przewiercanych warstw. Pozyskanie podczas wiercenia próbki gruntu gromadzi się i opisuje, aby przekazać je później do dalszych badań do laboratorium.

RtAvz2Nhl2Gec
Wiercenie geotechniczne ręczne
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Rx1kPF99JZuQ0
Wiertnica geotechniczna zmechanizowana
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
  • Wykonanie badań makroskopowych gruntu, które obejmują: analizy barwy, tekstury i ziarnistości, identyfikację szczelinowatości w utworach skalnych, identyfikację materii organicznej (pozostałości roślin) oraz określenie struktury.

  • Ustalanie poziomów występowania wód gruntowych oraz miąższości warstw wodonośnych przez oględziny i ocenę stopnia wilgotności pobranych próbek gruntów. Dzięki temu możliwe jest zaobserwowanie i ustalenie głębokości zwierciadła wód podziemnych. W wypadku stwierdzenia wielu poziomów wodonośnych odizolowanych od siebie warstwami nieprzepuszczalnymi dokonuje się pomiaru ciśnienia w warstwie, np. przez pomiar wysokości ustabilizowania się zwierciadła wód. Bardziej zaawansowane pomiary pozwalają ustalić przewodnictwo hydrauliczne warstw.

  • Pobranie prób gruntu i wody do badań laboratoryjnych z całego przewierconego profilu, z uwzględnieniem opisu głębokości, z jakich zostały pobrane, umożliwia odtworzenie reprezentatywnego profilu litologicznego. Odpowiednie zmagazynowanie próbek ułatwia późniejszą analizę laboratoryjną. Wilgotne próbki gruntu powinny zostać zabezpieczone przed odparowaniem wody (jest to istotne w kontekście dalszych badań laboratoryjnych). Gdy napotka się zwierciadło wód, do badań pobierana jest próbka wody.

  • Badania laboratoryjne – próbki gruntów, skał i wody są transportowane do laboratorium, gdzie za pomocą specjalistycznej aparatury laboratoryjnej przeprowadza się badania, takie jak: oznaczenie wilgotności, analizę ziarnistości, oznaczanie wytrzymałości na ściskanie, oznaczenie pęcznienia, wyznaczenie granicy plastyczności, oznaczenie przepuszczalności, inne badania zgodne z potrzebami zamawiającego.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Zakres wierceń geotechnicznych

Podsumowując, badania geotechniczne pozwalają na:

  • ustalenie profilu litologicznego przewiercanych warstw,

  • ustalenie występowania poziomów wodonośnych,

  • pobranie próbek wód do analizy laboratoryjnej,

  • przeprowadzenie badań makroskopowych gruntu,

  • pobranie próbek gruntów i skał do badań laboratoryjnych,

  • przeprowadzenie laboratoryjnych badań próbek skał i gruntów.

Informacje uzyskane w wyniku wierceń geotechnicznych są niezbędne w procesach projektowania, budowy i utrzymania obiektów inżynieryjnych.

R1Z9ARwxIX6mA
Przekrój geotechniczny
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R1EewFsZDEjJi
Objaśnienia znaków na kartach i przekrojach
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Powiązane materiały

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści