E-materiały do kształcenia zawodowego

Otwory wiertnicze wykonywane dla działalności inżynierskiej i hydrogeologicznej

Wykonywanie prac wiertniczych – Wiertacz , Technik wiertnik

bg‑gold

Technologia wykonywania otworów geotechnicznych

INFOGRAFIKA

Wiercenia geotechniczne są pierwszym etapem w procesie poznania parametrów podłoża budowlanego. Wykonane wiercenia dostarczają informacji geologicznych, geotechnicznych i hydrogeologicznych o badanym obszarze. Zakres prac wiertniczych w ramach tych badań jest szeroki i obejmuje następujące istotne aspekty:

R1S3xs3PJ3Bmx
Technologia wykonywania otworów geotechnicznych
Źródło: GroMar Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Grafika przedstawia ilustrację interaktywną. Zawiera ona sześć punktów klikalnych, po których kliknięciu pojawia się ramka z tekstem.

  1. Ustalanie profilu przewiercanych warstw.
    Tekst. Ustalania profilu przewiercanych warstw dokonuje się w wyniku wykonania otworu geotechnicznego. W zależności od głębokości zaplanowanych otworów badawczych, ich liczby oraz przewidywanego podłoża wiercenia wykonuje się okrętnie lub obrotowo.
    Zdjęcie pierwsze. Przedstawia ono wykonywanie wiercenia okrętnie. Widoczne jest wiertło geotechniczne. Składa się ono z metalowego pręta na górze, który służy do mocowania, oraz metalowej spirali. Pomiędzy przestrzeniami spirali są gleby różnego koloru, wskazujące na różne typy gruntów, z których zostały pobrane. Kolory te zmieniają się od jasnego poprzez różne odcienie brązu do ciemniejszych barw. Na końcu wiertła znajduje się metalowy element, który służy do wnikania w grunt. W tle widać zieloną trawę.
    Zdjęcie drugie. Przedstawia ono wykonywanie wiercenia obrotowo. Widać czerwony pickup z zamontowaną na nim wiertnicą geotechniczną. Pojazd stoi na otwartym terenie, prawdopodobnie polu lub pastwisku, na którym widoczne są trawa i ziemia. Niebo w tle jest jednolite. Wiertnica zamontowana na platformie za kabiną kierowcy jest wysoka, w kolorze żółtym, z wieloma elementami hydraulicznymi i mechanicznymi. Na przednim końcu wiertnicy widoczne jest długie, spiralne wiertło. Pojazd wyposażony jest również w dodatkowe narzędzia, które są przymocowane do platformy.

  2. Pobranie próbek okruchowych skał.
    Tekst. W wyniku wykonania otworów pobrane zostają próbki okruchowe skał. Zostają one również opisane wraz z naniesioną głębokością, która zostanie wykorzystana do sporządzenia dalszej dokumentacji.
    Zdjęcie pierwsze. Przedstawia ono próbki okruchowe z sondowania. Widoczne są dwa białe, plastikowe wiaderka wypełnione szaro‑brązowymi okruchami skalnymi. Wiaderka stoją na drewnianym elemencie, być może palecie albo skrzynce, na którym widoczne są podobne wiaderka. Każde z wiaderek ma czarny napis, który wygląda na ręcznie wykonany markerem. Wygląda to na zdjęcie ze stanowiska geologicznego, gdzie gromadzone są próbki materiału do dalszej analizy.
    Zdjęcie drugie. Przedstawia ono próbki okruchowe z sondowania geotechnicznego. Drewniana skrzynka składa się z dwóch szeregów, w których ułożone są białe, plastikowe wiaderka z próbkami. Część wiaderek zawiera czarne, okruchowe materiały o różnym stopniu granulacji, od drobnych jak piasek, po grubsze kawałki. Inne wiaderka są puste lub zawierają jedynie cienką warstwę materiału. Wiaderka są oznaczone czarnymi cyframi: od zera do osiemnastu. Przed skrzynką znajduje się karton, na którym widoczne są resztki materiału i błota. Po lewej stronie umieszczono niewielki stos przedmiotów, w tym reklamówkę i szpachelkę. W tle, za paletą, widoczne jest ogrodzenie z metalowych prętów, za którym rozciąga się trawnik.

  3. Sporządzanie dokumentacji.
    Tekst. Na sporządzanej dokumentacji opisuje się profil nawierconych warstw skalnych oraz zaznacza poziom napotkania wód gruntowych. Opisu dokonuje się zgodnie z przyjętą nomenklaturą i oznaczeniami.
    Grafika pierwsza. Przedstawia ona kartę otworu geotechnicznego. Jest to tabela. Tabela podzielona jest na kilka kolumn zawierających różne informacje. Na górze znajduje się tytuł: karta otworu geologicznego. Poniżej są trzy kolumny. W pierwszej z nich trzeba wpisać miejscowość, w drugiej obiekt i nadzór geologiczny, a w trzeciej rzędną, na przykład sto piętnaście i sześćdziesiąt setnych metrów nad poziomem morza, skalę, na przykład jeden do pięćdziesięciu, oraz datę wiercenia. W kolejnym wierszu znajduje się dwanaście kolumn. W pierwszej kolumnie znajduje się napis: wiercenie. Druga kolumna to głębokość zwierciadła wody wyrażona w metrach pod poziomem terenu. Na przykład znajduje się tutaj odwrócony trójkąt z podpisem siedemdziesiąt setnych, z którego poprowadzono przerywaną linię do odwróconego trójkąta o podpisie jeden i cztery dziesiąte, który umieszczono poniżej. Trzecia kolumna zawiera napis stratygrafia, na przykład czwartorzęd, w tym plejstocen i holocen. W kolumnach czwartej i piątej umieszczono profil litologiczny. Pierwsza kolumna zawiera wartości w metrach: od jednego do czterech, druga zaś graficzne przedstawienie profilu geologicznego z kolorowymi warstwami odpowiadającymi różnym typom gruntów. Kolejno od góry to: H w kolorze szarym, P G H, G H liczba pi oraz P S w kolorze żółtym, G P łamane na P G oraz G P w kolorze jasnobrązowym oraz G P w nawiasie plus Ż w kolorze ciemnobrązowym. Kolumna szósta to przelot wyrażony w metrach, która określa, na jakiej głębokości znajdują się poszczególne warstwy gruntu. Wartości głębokości to: czterdzieści setnych, jeden i dziesięć setnych, jeden i czterdzieści setnych, jeden i sześćdziesiąt setnych, dwa i czterdzieści setnych, trzy, cztery i pięćdziesiąt setnych. Kolumna siódma to opis litologiczny, gdzie opisane są warstwy gruntu. Są to kolejno od góry: gleba, piasek gliniasty próchniczny, glina piaszczysta przewarstwiona pyłami, piasek średni, glina piaszczysta na pograniczu piasku gliniastego, glina piaszczysta, glina piaszczysta plus żwir. W kolumnie ósmej przedstawiono wilgotność, oznaczaną literami W albo N W. Kolumna dziewiąta zawiera stan gruntu, oznaczany literami M P L, P L albo T P L. W kolumnie dziesiątej zawarto I L, wyrażony na przykład wartościami siedemdziesiąt cztery setne, sześćdziesiąt siedem setnych, czterdzieści pięć setnych, dwadzieścia cztery setne. Kolumna jedenasta zawiera wartość I D, na przykład cztery dziesiąte. Ostatnia, dwunasta, kolumna przedstawia warstwę geotechniczną, oznaczaną na przykład: jeden A, jeden C, dwa A, dwa B, trzy.
    Grafika druga. Przedstawia ona objaśnienia znaków na kartach i przekrojach. Zawiera objaśnienia symboli i znaków użytych na przekrojach geotechnicznych zgodnie z normami P N dywiz osiemdziesiąt sześć łamane na B dywiz zero dwa tysiące czterysta osiemdziesiąt i P N dywiz E N dywiz I S O dywiz czternaście tysięcy sześćset osiemdziesiąt osiem dywiz dwa dwukropek dwa tysiące sześć. Tabela jest podzielona na różne sekcje, które szczegółowo opisują różne typy gruntów, ich właściwości oraz dodatkowe znaki wykorzystywane przy opisie. Sekcja pierwsza. Grunty nasypowe. Punkt pierwszy. N małe N duże w nawiasie Mg to nasyp niebudowlany, grunt sztuczny. Punkt drugi. Małe N duże B w nawiasie Mg to nasyp budowlany, grunt sztuczny. Sekcja druga. Grunty organiczne rodzime. Punkt pierwszy H duże w nawiasie O R to grunt próchniczy, Iom zawiera się w przedziale od dwóch do pięciu procent, grunt organiczny. Punkt drugi. N duże M małe P małe w nawiasie S A O R to namuł piaszczysty, Iom zawiera się w przedziale od pięciu do trzydziestu procent, grunt organiczny. Punkt trzeci. N duże M małe G małe w nawiasie C L O R to namuł gliniasty, Iom zawiera się w przedziale od pięciu do trzydziestu procent, grunt organiczny. Punkt czwarty. T duże w nawiasie O R to torf, Iom jest mniejsze od trzydziestu procent, grunt organiczny. Sekcja trzecia. Grunty mineralne rodzime (nieskaliste). Punkt pierwszy. K duże O duże w nawiasie C O to otoczaki w nawiasie kamienie. Punkt drugi. Ż duże w nawiasie G R to żwir w nawiasie żwir. Punkt trzeci. Ż G w nawiasie E L G R to żwir gliniasty. Punkt czwarty. P O w nawiasie G R S A to pospółka w nawiasie piasek ze żwirem. Punkt piąty. P O G w nawiasie E L G R S A to pospółka gliniasta. Punkt szósty. P R w nawiasie C S A to piasek gruby w nawiasie piasek gruby. Punkt siódmy. P S w nawiasie M S A to piasek średni w nawiasie piasek średni. Punkt ósmy. P D w nawiasie F S A to piasek drobny w nawiasie piasek drobny. Punkt dziewiąty. P pi w nawiasie S I S A to piasek pylasty w nawiasie piasek zapylony. Punkt dziesiąty. P G w nawiasie E L S I S A piasek gliniasty w nawiasie piasek ilasty. Punkt jedenasty. Pi P w nawiasie S A S I to pył piaszczysty w nawiasie pył piaszczysty. Punkt dwunasty. Pi w nawiasie S I to pył w nawiasie pył. Punkt trzynasty. G P w nawiasie S A C L to glina piaszczysta w nawiasie glina piaszczysta. Punkt czternasty. G w nawiasie S A S I C L to glina w nawiasie ił piaszczysto‑pylasty. Punkt piętnasty. G pi w nawiasie C L S L to glina pylasta w nawiasie pył ilasty. Punkt szesnasty. G P Z w nawiasie S A C L to glina piaszczysta zwięzła w nawiasie ił piaszczysty. Punkt siedemnasty. G Z w nawiasie C L to glina zwięzła w nawiasie ił. Punkt osiemnasty. G pi Z w nawiasie S I C L glina pylasta zwięzła w nawiasie ił pylasty. Punkt dziewiętnasty. I P w nawiasie S A C L to ił piaszczysty w nawiasie ił. Punkt dwudziesty. I w nawiasie C L to ił w nawiasie ił. Punkt dwudziesty pierwszy. I pi w nawiasie S I C L to ił pylasty w nawiasie ił pylasty. Sekcja czwarta. Inne grunty nietypowe. Punkt pierwszy. K duże R duże w nawiasie L B O to rumosz w nawiasie duże głazy. Punkt drugi. K duże R duże G małe w nawiasie B O to rumosz gliniasty w nawiasie głazy. Sekcja piąta. Znaki dodatkowe dotyczące opisu gruntów. Symbol plus oznaczający domieszki. Symbol dwóch równoległych do siebie linii oznaczający przewarstwienie. Nawiasy okrągłe oznaczające w nawiasie określenia uzupełniające, dotyczące składu warstw, rodzaju gruntów organicznych. Sekcja szósta. Opróbowanie wiercenia. Punkt pierwszy. Kropka z szarym wypełnieniem oznacza próbkę o naturalnej wilgotności N W lub o naturalnym uziarnieniu N U. Punkt drugi. Kwadrat z czerwonym wypełnieniem oznacza próbkę wody gruntowej. Sekcja siódma. Oznaczenia wody w wierceniu. Punkt pierwszy. Odwrócony trójkąt z niebieskim wypełnieniem i napisem cztery oznacza sączenie wody. Punkt drugi. Odwrócony trójkąt z niebieskim wypełnieniem i napisem jeden i trzydzieści setnych, połączony linią łamaną z innym odwróconym trójkątem z niebieską otoczką, bez wypełnienia i napisem dwa i trzydzieści setnych oznaczają piezometryczny poziom wody ustalony w czasie wiercenia, to znaczy głębokość w metrach pod poziomem terenu. Punkt trzeci. Dwie równoległe, pionowe linie oznaczają grunt nawodniony. Punkt czwarty. Ułamek. Jego licznik o wartości jeden oznacza numer wiercenia, a mianownikiem o wartości dwieście siedemdziesiąt oznacza rzędną wiercenia w metrach nad poziomem morza. Sekcja ósma. Oznaczenia stanu gruntu. Punkt pierwszy I z indeksem D, równe na przykład sześćdziesiąt setnych, oznacza stopień zagęszczenia. Punkt drugi. I z indeksem L, równe na przykład dwadzieścia pięć setnych, oznacza stopień plastyczności. Punkt trzeci. I z indeksem C, równe na przykład siedemdziesiąt pięć setnych, oznacza wskaźnik konsystencji. Sekcja dziewiąta. Inne oznaczenia. Punkt pierwszy. I z indeksem A oznacza numer warstwy geotechnicznej. Punkt drugi. Linia krzywa oznacza podstawowe granice litologiczno‑stratygraficzne. Punkt trzeci. Napisy w okręgu, to znaczy główna litera pośrodku oraz indeks górny i dolny, oznaczają genezę i stratygrafię.

  4. Badania laboratoryjne.
    Tekst. Pobrane próbki gruntów przekazuje się do badań laboratoryjnych, na podstawie których określa się między innymi ściśliwość, stopień zagęszczenia, stopień plastyczności, uziarnienie, spójność, wilgotność, edometryczny moduł ściśliwości, edometryczny moduł odkształcenia, gęstość, oraz inne parametry.
    Zdjęcie pierwsze. Przedstawia ono aparat Casagrande’a A P G trzy A. Jest to przyrząd laboratoryjny, który składa się z niebieskiej, metalowej podstawy, na której zamocowana jest srebrna, metalowa, półkolista miska. Tuż za nią znajduje się mechanizm do podnoszenia i opuszczania tej miski. Obok urządzenia leży mała, metalowa część. W tle widać blat stołu.
    Zdjęcie drugie. Przedstawia ono zestaw sit. Sita są ułożone w stos od tych, które mają największe otwory na górze, do tych o najmniejszych na dole. Każde z sit jest oznaczone etykietą z wartością, która określa wielkość otworów w milimetrach. Widać sita o oznaczeniach na przykład dziesięć milimetrów, pięć milimetrów, dwa milimetry, jeden milimetr, pół milimetra, dwadzieścia pięć setnych milimetra, dwanaście setnych milimetra oraz osiem setnych milimetra. Na górze stosu sit znajduje się metalowy element przypominający talerzyk, który służy do przytrzymywania górnej części zestawu. Całość jest umieszczona na niebiesko‑szarej, okrągłej podstawie, wyposażonej w nóżki oraz kilka przełączników. Urządzenie to stoi na drewnianej palecie.
    Zdjęcie trzecie. Przedstawia ono urządzenie laboratoryjne, które składa się z długiego, pionowego stelaża, na którym umieszczony jest mechanizm pomiarowy z kilkoma zegarami. Poniżej zegarów znajduje się centralny pręt, który wydaje się połączony z dolną częścią aparatu. W dolnej części zdjęcia widoczny jest stos okrągłych, płaskich dysków, które wyglądają na obciążniki. Są one ułożone na sobie. Pręt przechodzi przez środek tych dysków. W tle widać różową ścianę i białą tablicę. Po prawej stronie zdjęcia widoczne są fragmenty innych urządzeń laboratoryjnych.

  5. Pobranie próbki wody. Tekst. Z przeprowadzonego wiercenia pobiera się próbkę wody, której skład chemiczny jest określany w specjalistycznym laboratorium. Do tego celu wykorzystywane są metody analiz chemicznych oraz specjalistyczne urządzenia pomiarowe.
    Zdjęcie. Przedstawia ono różne chemiczne przedmioty laboratoryjne. Na pierwszym planie widać przezroczystą, stożkową kolbę miarową. Za nią na tacy umieszczone są inne naczynia i narzędzia laboratoryjne, w tym kilka kolb, butelka z cieczą, obok której stoi inna mniejsza butelka z żółtym elementem oraz probówki umieszczone na stojaku. Na dalszym planie, po lewej stronie, znajdują się dwie duże butelki z różnymi elementami. Przedmioty te znajdują się blacie. W tle widoczne są: gniazdo elektryczne oraz rury.

  6. Podsumowanie.
    Tekst. 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, opracowanie przekroju geologicznego rejonu prowadzenia badań.
    Grafika. Przedstawia ona przekrój geotechniczny. Są to dwa schematyczne przekroje geotechniczne oznaczone jako od jednego do jednego oraz dwóch do dwóch. Są to uproszczone wizualizacje profilu geologicznego terenu wykonane na podstawie wyników wierceń. Przekrój od jednego do jednego. Po lewej stronie znajduje się pionowa skala z wysokościami nad poziomem morza od stu dziewięciu do stu dziewiętnastu metrów. Na środku schematu przedstawione są warstwy gruntu z oznaczeniami typów gruntów (jeden, dwa B, trzy A, trzy B), gdzie każdy typ gruntu ma przypisany symbol i jest oznaczony linią o różnej grubości i stylu. Warstwy te są również opisane skrótami, na przykład N N w nawiasie P S plus H plus O, P S plus H oraz P S łamane na N M w nawiasie P S, które reprezentują ich właściwości geotechniczne. Numery otworów wierceniowych i odpowiadające im wysokości są oznaczone na schemacie na górze, po prawej stronie: jeden łamane na około sto piętnaście oraz dwa na około sto piętnaście. Przekrój od dwóch do dwóch. Ma taką samą pionową skalę wysokości, jak przekrój od jednego do jednego. Przedstawia również warstwy gruntu z oznaczeniami typów gruntów, ale z innymi kombinacjami warstw i właściwości, na przykład N N w nawiasie P S plus Z, P S + P R, N N w nawiasie P S plus H plus C. Numery otworów wierceniowych i odpowiadające im wysokości są oznaczone na schemacie po prawej stronie: trzy łamane na około sto piętnaście i dwadzieścia setnych oraz dwa łamane na około sto piętnaście.

Powiązane ćwiczenia