Особенности ГНБ бурения в различных грунтах

При прокладывании коммуникаций и выполнении других земляных работ в сложных грунтах понадобится специальная буровая установка ГНБ. Она должна выдерживать большие нагрузки и справляться c обработкой тяжелых почвенных слоев.

Состав и строение грунта

Любой сложный грунт обладает следующими свойствами:

1. Плотностью.
2. Влажностью.
3. Пористостью.
4. Текучестью и пластичностью.

В зависимости от этих показателей определяется технология бурения грунта.

В составе почвы содержатся твердые частицы, вода и газы. Последние сосредоточены в порах между твердыми элементами минерального и органического происхождения. В воде часто присутствуют растворенные газы.

Соотношение фаз оказывает воздействие на свойства грунта. С учетом гранулометрического состава выделяют такие разновидности почвы:

1. Скальная.
2. Дисперсная.
3. Мерзлая.

Представители первой группы отличаются наибольшей прочностью, поскольку они способны выдерживать большие нагрузки при отсутствии высокого уровня вод. Второй тип, дисперсный, встречается более часто и представлен валунами, дресвой, глиной, суглинками, песком, илом, торфом и лессовыми грунтами.

Чтобы определить строение грунта без применения специального оборудования, можно воспользоваться доступными методами оценки. Для этого нужно взять небольшой образец, смочить его водой и «скатать в колбаску». Форма готовой смеси будет указывать на тип почвы.

Проблемные сложные грунты

Чтобы упростить задачу, следует ознакомиться, какие бывают типы грунтов с классификацией «проблемные». К ним относятся структурно-неустойчивые разновидности, способные менять свое строение под воздействием различных факторов, давать усадку и рассыпаться. Среди основных видов выделяют:

1. Мерзлые и вечномерзлые.
2. Набухающие.
3. С высоким содержанием солей.
4. Насыпные.
5. Слабые водонасыщенные.
6. Органоминеральные.
7. Лессовые.
8. Карстующиеся.

Начиная бурение (вода находится глубоко), важно ознакомиться со свойствами грунта на участке.

Мерзлые и вечномерзлые

Представители этой группы обладают отрицательной температурой, поэтому в их составе присутствуют частицы льда. Если почва пребывает под воздействием морозов в течение 3 лет, ее классифицируют как вечномерзлая.

Такой тип характеризуется повышенными прочностными свойствами и устойчивостью к деформациям, что обусловлено наличием криогенных структур. По мере таяния строение и характеристики грунта сильно меняются. Отдельные разновидности приобретают жидкое состояние при оттаивании.

Ключевым свойством класса является склонность к просадке при повышении температуры, из-за чего объемы почвы начинают уменьшаться. Что касается вечномерзлых составов, то они наиболее проблемные для проведения строительных работ и бурения.

Известняки

Известняковая почва в сухом состоянии обладает высокой прочностью, но по мере намокания она начинает слоиться. Есть грунты с невысокой плотностью и большой пористостью - они называются ракушечниками. Существуют и другие разновидности с низкой пористостью и повышенной плотностью. Первые обладают улучшенными прочностными свойствами.

Распространенным типом известняков является мергель, совмещающий известняк и глину.

Прокладка труб ГНБ в таких условиях должна выполняться с соблюдением особых технологий. Использовать известняк в качестве основания нельзя, поскольку подобные составы подвергаются размытию и могут образовать воронку.

Этот класс принадлежит к карстующимся горным породам, которые способны растворяться при воздействии грунтовых вод, создавая карстовый провал.

Если на участке имеется известняковый пласт, следует оценить его пористость и позаботиться об эффективном отводе воды. Некоторые строители отдают предпочтение свайным фундаментам и устанавливают их без предварительного согласования важных моментов с экспертами. Но лучше не экспериментировать и выполнить анализ почвы под руководством соответствующих служб.

Лессовые грунты лессы лессовые суглинки

Появление подобных типов грунтов вызывает у ученых массу споров и разногласий. Лессовые породы принадлежат к структурно-неустойчивой группе и занимают большую площадь России, Украины и многих европейских стран. Грунт находится сразу под почвенным покровом.

В большинстве случаев такой класс обладает светло-желтым или светло-коричневым оттенком, который еще называется палевым. Концентрация воздуха в лессовых грунтах превышает концентрацию твердых элементов. Еще в составе имеются макропоры, пористостью до 60%. Большую часть состава занимают мелкие пылеватые частицы. Еще имеется глина и песок.

В зависимости от строения бывают типичные лессы и суглинки. Во втором типе присутствует больше глины, а еще он обладает темным оттенком (порой красновато-бурым). Суглинок не имеет сильной пористости, что повышает показатель плотности.

Типичные отложения достаточно прочные и могут выдерживать разные нагрузки. Однако при воздействии воды они подвергаются просадке и деформациям.

Органоминеральные и органические грунты торфы заторфованные сапропели

Подобный класс широко распространен в Московской области, а еще в восточных и северо-восточных частях страны. Он отличается невысокой прочностью и высоким содержанием органических компонентов. Среди других свойств торфов и заторфованных грунтов выделяют:

1. Сильную водонасыщенность и сжимаемость.
2. Медленно протекающую осадочность.
3. Изменяемость свойств под нагрузками.
4. Уязвимость к воздействию грунтовых вод.

Существуют следующие типы органоминеральных грунтов:

1. Открытые - расположены в верхних слоях, у самой поверхности.
2. Погребенные.
3. Искусственно погребенные.

Еще они отличаются степенью разложения торфа.

Для повышения прочностных показателей неустойчивый слой заменяется средне- или крупнозернистым песком, что приводит к большим затратам. Еще строителями обустраивается свайный фундамент, когда сваи опираются на более устойчивую почву.

Органические составы опасны для бетонных и металлических конструкций, поскольку в них содержится большое количество органических отложений.

Набухающие

К этой группе относятся отдельные типы глиносодержащих грунтов. Среди отличительных особенностей выделяют способность увеличиваться в объеме при взаимодействии с водой, а также сильная усадка при высыхании. Влажность и пластичность достаточно высокие.

Песок и супесок лишены проблемы набухания, но суглинок и глина подвергаются этому процессу по-особому интенсивно.

При скачках уровня подземных вод может произойти просадка почвы, что негативно скажется на прочности возводимой конструкции.

Для оценки степени набухания проводится лабораторный анализ.

Чтобы устранить проблему усадки под тяжелым основанием, применяются такие методы:

1. Качественный дренаж и отведение воды.
2. Замачивание.
3. Обустройство песчаных подушек.
4. Замена набухающей почвы.
5. Прорезка набухающей почвы.

Слабые водонасыщенные глинистые

К этой группе принадлежат ил, сапропель и другие глинистые составы с текучим или текучепластичным строением. Среди отличительных свойств выделяют:

1. Высокое содержание воды в составе.
2. Частую большую мощность водонасыщенного слоя.
3. Сжимаемость при небольшой прочности.
4. Неравномерная осадка фундамента.

Грунт подвергается кольматации песка, когда мелкие глинистые и пылеватые частицы проникают в поры и трещины фундамента.

Насыпные

Характеризуются нарушенной структурой и принадлежат к группе техногенной почвы. К основным физико-химическим свойствам относят:

1. Хаотичную сжимаемость, что повышает вероятность деформации при вибрационных нагрузках или увлажнении.
2. Медленное самоуплотнение.

Насыпные составы способны уплотняться без помощи человека, однако продолжительность такого процесса бывает разной и определяется типом насыпи.

Прочностные свойства поднимаются с помощью трамбовки и укатки, путем устройства грунтовых подушек или прорезки свайным фундаментом.