ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

Геотехнические исследования и испытания

МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ И ИЗМЕРЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Часть 1

Технические принципы для выполнения

(ISO 22475-1:2006, ЮТ)

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2017

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Акционерным обществом «Научно-исследовательский центр «Строительство» (АО «НИЦ «Строительство») — Научно-исследовательский, проектно-изыскательский и конструкторско-технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова» (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 международного стандарта, который выполнен Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 ноября 2017 г. № 1754-ст

4    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22475-1:2006 «Геотехнические исследования и испытания. Методы отбора проб и измерения подземных вод. Часть 1. Технические принципы для выполнения» (ISO 22475-1:2006 «Geotechnical investigation and testing — Sampling methods and groundwater measurements — Part 1: Technical principles for execution», IDT).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

3.3.14 Термины состояния нарушенности (кернов скальной породы)

3.3.14.1    извлечение полного керна в скальной породе TCR (total core recovery in rock): Общая длина извлеченного экземпляра керна (сплошного и неповрежденного), выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна.

См. рисунок 2.

3.3.14.2    обозначение качества скальной породы ROD (rock quality designation): Суммарная длина всех частей керна по меньшей мере с одним полным диаметром, равным 100 мм или больше между естественными разломами, измеренная по средней линии керна, выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна (см. рисунок 2).

3.3.14.3    извлечение сплошного керна SCR (solid core recovery): Длина извлеченного керна в виде сплошных цилиндров, выраженная в процентах длины рейса при бурении с отбором керна (см. рисунок 2).

Примечание — Сплошной керн имеет полный диаметр, не прерываемый природными нарушениями, но необязательно с полной длиной окружности, измеренный обычно вдоль оси керна или другой линии сканирования.

1

1 — разломы, вызванные бурением; 2 — минимум один полный диаметр; 3 — нет ни одного полного диаметра; 4 — разрушенный; 5 — нет извлечения; 6 — длина рейса при бурении с отбором керна; ROD'—обозначение качества скальной породы; SCR — извлечение сплошного керна; TCR — полное извлечение керна

Примечание — Все показанные признаки являются природными нарушениями непрерывности, если не заявлено иначе.

Рисунок 2 — Применение терминов состояния нарушенности кернов скальной породы

3.3.15    коэффициент извлечения пробы грунта ТС (sample recovery ratio in soil): Отношение длины пробы грунта 1_д к длине рейса Н.

См. рисунок 3.

3.3.16    коэффициент извлечения чистой пробы 1C (net sample recovery ratio): Отношение длины чистой (ненарушенной) пробы 1_п к длине рейса Н.

См. рисунок 3.

5

а) До изъятия грунтоноса    Ь)    После    изъятия    грунтоноса

1 — обсадная труба; 2 — начало пробоотбора; 3 — конец отбора керна; 4 — дно предварительно пробуренной скважины;

5 — вентиляционное отверстие; 6 — проба грунта; D₃ — внутренний диаметр трубы грунтоноса или вставной гильзы (вкладыша); Н — длина рейса при бурении с отбором грунта; Z_f— глубина (от естественного уровня земли) нижнего конца грунтоноса после погружения грунтоноса и до его извлечения; Zj— глубина (от естественного уровня земли) дна скважины перед отбором грунта и перед началом очередного рейса пробоотбора; /_й — длина нижней части пробы, которая была нарушенной (перемятой) или была потеряна; 1_е — разность между рейсом при бурении грунта и действительной длиной пробы грунта; 1„ — общая длина пробы после изъятия грунтоноса, измеренная от верха пробы до кромки режущего наконечника, включая разрушенные или потерянные части на обоих концах пробы; l_h — длина нарушенной или загрязненной верхней части пробы грунта; /„ — длина конечной пробы грунта перед ее приведением к требуемым условиям; /₍— эффективная (полезная) длина грунтоноса для взятия пробы

Рисунок 3 — Значения длины рейса керна и пробы грунта

3.3.17    тонкостенный грунтонос (thin-walled sampler): Устройство отбора проб грунта с низким отношением площадей, малым углом конусности и тонким наконечником.

3.3.18    толстостенный грунтонос (thick-walled sampler): Устройство отбора проб грунта, которое имеет отношение площадей, угол конусности больше, чем эти параметры у тонкостенного грунтоноса.

3.4 Измерения подземных вод

3.4.1    пьезометрический напор (piezometric head): Сумма напора и высоты.

3.4.2    уровень подземных вод (groundwater surface): Верхний уровень подземных вод.

3.4.3    водоносный горизонт (aquifer): Массив водопроницаемой горной породы или слой грунта, в котором находится и движется грунтовая вода.

3.4.4    слабопроницаемый горизонт (aquitard): Водоупорный слой, который замедляет, но не предотвращает фильтрацию воды в соседние водоносные горизонты.

3.4.5    водоупор (aquiclude): Массив грунта или скальной породы с исключительно низкой проницаемостью, который эффективно предотвращает фильтрацию через себя воды.

3.4.6    напорный водоносный горизонт (confined aquifer): Водоносный слой, который ограничен сверху и снизу водоупорами.

3.4.7    безнапорный водоносный пласт (unconfined aquifer): Водоносный горизонт, в котором уровень грунтовых вод совпадает с его кровлей.

3.4.8    поровое давление (pore pressure): Давление жидкости, которая заполняет поры грунта или скальной породы.

6

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

3.4.9    водопроницаемость (permeability): Способность грунта или скальной породы пропускать воду.

3.4.10    фильтр (filter): Водопроницаемая часть пьезометра, удерживающая грунт.

3.4.11    фильтровая обсыпка (filter pack): Водопроницаемая обсыпка вокруг фильтра, удерживающая грунт.

3.4.12    открытый участок фильтра (open filter area): Выраженная в процентах фильтрующая часть поверхности фильтра.

3.4.13    измерение подземной воды (groundwater measurement): Измерение уровня грунтовых вод или порового давления.

3.4.14    измерительная станция для подземной воды (groundwater measuring station): Место, где устанавливается оборудование для измерения подземных вод или проводится такое измерение.

3.4.15    колебания уровня подземных вод (groundwater fluctuations): Колебания уровня подземных вод и/или порового давления.

3.4.16    давление подземных вод (groundwater pressure): Давление в порах, пустотах и трещинах в грунте в определенных точках и в определенное время.

3.4.17    пьезометр (piezometer): Оборудование для определения уровня подземных вод или пьезометрического напора, включая как открытые, так и закрытые системы.

3.4.18    открытая система (open system): Измерительная система, в которой подземная вода находится в непосредственном контакте с атмосферой и в которой уровень подземных вод измеряется для точки расположения фильтра.

3.4.19    закрытая система (closed system): Измерительная система, в которой грунтовая вода не находится в непосредственном контакте с атмосферой и в которой поровое давление измеряется на уровне фильтра гидравлическим, пневматическим или электрическим путем.

3.4.20    гидравлическая система (hydraulic system): Закрытая система, в которой давление воды через фильтрующий элемент передается в измерительный блок или (вблизи поверхности земли) через заполненную жидкостью напорную трубку.

3.4.21    пневматическая система (pneumatic system): Закрытая система, в которой давление воды действует на мембрану, расположенную под фильтрующим элементом, и которая уравновешивается давлением газа с обратной стороны мембраны с помощью напорной трубки с поверхности земли.

3.4.22    электрическая система (electrical system): Закрытая система, в которой давление воды воздействует на мембрану, расположенную позади фильтрующего элемента, и где давление воды преобразуется в электрический сигнал.

3.4.23    извлекаемая система (pick-up system): Электрическая система с преобразователем, в которой преобразователь может быть вставлен в установленный в земле фильтрующий элемент или извлечен из него.

3.4.24    фильтрующий элемент (filter tip): Фильтрующий элемент пьезометра обеспечивает фильтрацию и предотвращает проникновение частиц грунта в аппаратуру.

3.4.25    высокоэффективный воздушный входной фильтр (high air entry filter): Фильтр с маленькими порами, препятствующий проникновению воздуха при водонасыщении.

3.4.26    задержка во времени (time lag): Промежуток времени между изменением порового давления в земле и его полной записью измерительной системой.

4 Буровые установки и вспомогательное оборудование

4.1    Общие положения

Для получения необходимого качества работ по отбору проб грунта необходимо использовать буровое оборудование и инструмент соответствующего типа и размера.

Применяемое оборудование для бурения и отбора проб должно соответствовать требованиям ИСО 3551 -1, ИСО 3552-1 и ИСО 10097-1.

4.2    Требования для буровых установок и оборудования

Буровые установки по мощности и виду бурения, а также буровой инструмент, включающий в себя буровые штанги, обсадные трубы, колонковые трубы и буровые коронки, следует выбирать с учетом необходимой глубины пробоотбора и категории грунтов.

Примечание — Приложение С дает выбор оборудования, которое используется в настоящее время.

7

4.3 Область применения оборудования

Буровая установка и оборудование должны обеспечивать четкое регулирование всех функций бурения. При наличии соответствующего указания необходимо измерять и регистрировать следующие параметры бурения в зависимости от глубины:

-    крутящий момент буровой головки, Нм;

-    частота вращения буровой головки, мин^-1;

-    усилие подачи и тяги, кН;

-    скорость бурения, м/мин;

-    пройденная глубина за интервал многократных ударов молотом (один интервал от момента включения до момента выключения молота);

-    топографическая глубина бурения, м;

-    азимут и угол наклона при наклонном бурении, град;

-    длина, пройденная при наклонном бурении, м;

-    давление промывочной жидкости на выпуске насоса, кПа;

-    скорость циркуляции промывочной среды (подача), л/мин;

-    скорость возврата промывочной среды, л/мин.

5 Общие требования до начала отбора проб и измерений подземных вод

5.1    Общие положения

Тип и степень извлечения пробы и измерений подземной воды должны быть заданы заранее в соответствии с целью проекта, геологическими и гидрологическими условиями и ожидаемыми испытаниями в поле и лаборатории (см. ЕН 1997-2).

5.2    Выбор технических приемов и методов

5.2.1    Технические приемы и методы отбора проб и измерений подземных вод следует выбирать в соответствии с целью проведения исследований относительно ожидаемых геологических и гидрологических условий.

5.2.2    Технику отбора, способы перевозки и методы хранения проб следует выбирать на основе:

-    класса качества пробы согласно ЕН 1997-2;

-    массы пробы для проведения испытаний;

-    диаметра пробы,

в зависимости от типа лабораторных испытаний, которые надо провести.

5.2.3    Определенные пробы должны быть отобраны таким образом, чтобы достичь необходимого класса качества согласно ЕН 1997-2 (см. 6.2).

5.2.4    При использовании разных методов отбора могут происходить разные нарушения пробы. Класс качества пробы, взятой одним и тем же устройством для отбора проб (грунтоносом), может изменяться в зависимости, например, от типа грунта, наличия подземных вод и процедуры отбора.

Следующие нарушения пробы могут быть вызваны бурением и методами отбора проб:

-    механическое нарушение пробы вследствие сжатия, сдвига, промывки или вибрации во время бурения или извлечения грунта;

-    нарушение пробы вследствие снятия природных напряжений и разгрузки;

-    изменения в составе материала и химическом составе, например, в содержании воды и газов.

5.2.5    Диаметр пробы для грунтов, содержащих крупные частицы, следует выбирать в зависимости от размера самых крупных частиц материала, из которого берут пробы.

5.2.6    Если потребуется исследование ниже уровня грунтовых вод или на больших глубинах, необходимо закрепление стенок скважин.

5.2.7    Разведочные шурфы, штреки и шахтные стволы дают возможность исследовать землю в большом масштабе: например, получить информацию о составе, последовательности, структуре и ориентации напластования и возможной поверхности скальной породы. Без специального водопонижения глубина исследований часто ограничивается уровнем подземных вод. Крупные пробы допускается отбирать для анализа на содержание гальки, несущей способности, уплотняемости и водопроницаемости. Также можно оценить возможности проведения земляных работ и подготовить отчетную документацию с фотографиями.

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

5.3 Требования по исследованию грунтов на рабочих площадках и в точках отбора

5.3.1    До начала исследовательского процесса на поверхности земли должны быть размечены точки отбора образцов. Их местоположение и высотные отметки должны быть зафиксированы и нанесены на план рабочей площадки при завершении исследований.

5.3.2    Места проведения исследований должны быть проверены в отношении возможности повреждения подземных коммуникаций и неразорвавшихся боеприпасов. При необходимости должны быть предприняты соответствующие мероприятия. Исследования в местах загрязненной поверхности земли необходимо проводить с соблюдением специальных процедур.

5.3.3    Разведочные шурфы следует располагать в стороне от участка под запланированный фундамент, так как выемка грунта может ослабить грунт. Для этого расстояние между ближайшим ограждением котлована и краем запланированного фундамента должно быть не менее 0,5 м плюс половина намеченной глубины выемки грунта ниже уровня фундамента.

5.3.4    Разведочные шурфы (с доступом и без него), штреки и шахтные стволы должны строиться в соответствии с международными и национальными стандартами и правилами обеспечения безопасности, действующими на национальном уровне. Они должны быть достаточно просторными, чтобы обеспечивать осмотр, отбор проб и проведение необходимых испытаний. При необходимости они должны быть защищены от влияния атмосферных воздействий.

5.3.5    Если надо выполнить визуальный каротаж, фотофиксацию напластования грунтов, отбор проб и испытания грунта на месте, то это должно быть сделано немедленно после выемки грунта.

5.3.6    Необходимо принимать во внимание влияние бурения и отбора проб на окружающую среду. Следует выполнять соответствующие требования в зоне водозабора.

5.4    Предварительная информация, необходимая перед началом отбора проб

и измерений подземных вод

До начала отбора проб и/или измерений подземных вод на рабочей площадке необходимо собрать как минимум следующую предварительную информацию (см. приложение А):

a)    техническое задание на отбор проб и измерения подземных вод;

b)    местоположение запланированных скважин, или выемок грунта, или измерений подземных вод;

c)    ориентация, наклон и приемлемые отклонения в скважинах;

d)    геодезические требования и ожидаемые геологические или гидрологические условия;

e)    необходимая точность и допустимая погрешность измерений в соответствии с Руководством по определению погрешности в измерении (GUM);

f)    повторяемость измерений;

д) риски в отношении охраны окружающей среды и обеспечения безопасности, связанные, например, с промывочной жидкостью или суспензиями, которые предполагается использовать, а также правила по их применению;

h)    возможные риски, например, в отношении подземных и надземных коммуникаций, дорожного движения, неразорвавшихся боеприпасов, загрязнения;

i)    идентификация и запланированные глубины скважин и/или горных выработок;

j)    метод отбора проб и намеченная категория качества отбора проб;

k)    требования к нумерации скважин, горных выработок или проб;

l)    обращение с пробами, предполагаемое хранение и перевозка;

т) намеченные испытания в месте проведения исследования;

п)    способ ликвидации скважины или выработки и восстановление места проведения работ (обратная засыпка или цементация);

р)    охрана окружающей среды;

q) меры по ликвидации чрезвычайной ситуации;

г) контактные данные представителя для связи;

s) планируемый объем информации.

5.5    Обратная засыпка и оставление рабочей площадки

5.5.1 По завершении отбора проб важно восстановить место проведения работ и не оставить потенциальных возможностей нанесения вреда людям, окружающей среде или животным. Обратная засыпка должна быть выполнена в соответствии с действующими на национальном уровне правилами, техническими и административными требованиями, а также с учетом геологического разреза, загрязненности грунта и его несущей способности.

9

5.5.2    Каждая скважина или горная выработка должна быть обнесена забором или временно закрыта сверху безопасным способом, до тех пор пока скважина или выработка не будет окончательно и постоянно перекрыта или снова засыпана.

5.5.3    Если скважину не требуется держать открытой для специальной цели, то ее следует заполнить, укрепить или накрыть таким способом, чтобы не возникло последующее проседание грунта на уровне земли вследствие осадки материала заполнения.

5.5.4    Скважины должны быть нормально заполнены материалами одинаковой или меньшей водопроницаемости по сравнению с окружающим грунтом, например, для того, чтобы предотвращать загрязнение и объединение водоносных горизонтов. Если для заполнения используется раствор, то его следует укладывать с помощью подводящей трубы, опущенной до основания скважины. Подводящую трубу следует медленно поднимать по мере укладки раствора. Если скважина будет влиять на последующие проекты, например проходки тоннеля, то заранее должны быть разработаны специальные требования к обратной засыпке. Во время заполнения скважины в ней не должны возникать пустоты.

5.5.5    Рабочую площадку следует оставлять в безопасном, чистом и аккуратном состоянии.

5.6 Безопасность и специальные требования

5.6.1    В части безопасности на рабочей площадке и охраны труда во время работы следует применять соответствующие действующие на национальном уровне стандарты, технические условия или законодательные требования к бурению скважин, рытью разведочных шурфов, проходке штреков и шахтных стволов, до тех пор пока не будут доступными соответствующие международные стандарты.

Буровые установки должны соответствовать требованиям ЕН 791 и ЕН 996.

5.6.2    В части других факторов и защиты окружающей среды в каждой конкретной ситуации до тех пор, пока не будут разработаны соответствующие международные стандарты, необходимо применять требования, действующие на национальном и локальном уровнях.

6 Методы отбора проб грунтов

6.1    Общие положения

6.1.1    Технические приемы отбора проб грунтов, как правило, подразделяются на следующие группы:

a)    отбор проб путем бурения (непрерывный отбор проб);

b)    отбор проб с помощью специальных устройств (грунтоносов);

c)    отбор монолитов с открытых горных выработок.

6.1.2    Допускаются комбинации этих методов отбора проб. В ряде случаев комбинации необходимы в силу геологических условий и цели исследования.

6.2    Категории методов отбора проб грунтов

6.2.1    Выделяют три категории методов отбора проб: А, В и С. Для заданных грунтовых усло

вий они отражают наилучший возможный лабораторный класс качества образцов (определение см. в ЕН 1997-2),    как показано в таблицах 1 и 2, графа    6:

-    методами    отбора    проб категории А: могут быть    получены    пробы    классов качества от    1    до    5;

-    методами    отбора    проб категории В: могут быть    получены    пробы    классов качества от    3    до    5;

-    методами    отбора    проб категории С: могут быть    получены    пробы    класса 5.

6.2.2    Пробы класса качества 1 или 2 могут быть получены только с использованием методов отбора проб категории А. В этом случае стремятся получить пробы, в которых не возникает или не происходит даже легкое нарушение структуры грунта во время процедуры отбора пробы или при обращении с пробами. Влажность и коэффициент пористости таких образцов соответствуют параметрам грунта в условиях их естественного залегания. В образце не возникает никаких изменений структурных составляющих или химического состава грунта. Некоторые непредвиденные обстоятельства, например изменение слоистости, могут вести к понижению классов качества добываемых проб.

6.2.3    Использование методов отбора проб категории В исключает возможность отбора проб с классом качества выше 3. В этом случае стремятся получить пробы, содержащие все структурные составляющие грунта, соответствующие условиям природного залегания в его исходных пропорциях, а сам грунт при этом сохраняет свою природную влажность. Может быть идентифицировано общее 10

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

расположение разных слоев или компонентов грунта. Структура грунта была нарушена. Некоторые непредвиденные обстоятельства, например изменение слоистости, может привести к понижению классов качества добываемых проб.

6.2.4 Использование методов отбора проб категории С исключает возможность отбора проб с классом качества выше 5. Структура грунта в пробе при этом полностью изменена. Общее расположение разных слоев грунта или компонентов изменено, в связи с чем расположение слоев в условиях естественного залегания не может быть правильно идентифицировано. Влажность пробы грунта не отвечает естественной влажности слоя грунта, из которого были отобраны пробы.

Таблица 1 — Классы качества проб грунтов для лабораторных испытаний и категории отбора проб, которые надо использовать

Классы качества проб грунта для лабораторных испытаний 1 2 3 4 5 А Категории отбора проб В С

6.3 Отбор проб грунта путем бурения (непрерывный отбор проб)

6.3.1    Общие положения

6.3.1.1    Этот метод отбора проб позволяет провести:

-    идентификацию и описание грунтов в точке бурения скважины;

-    дифференциацию слоев грунтов и их состава;

-    отбор проб, а также исследование и испытание проб всех напластований и глубин.

Примечание — Непрерывный отбор проб, объединенный с методом выборки согласно категории А (см. таблицу 2), дает наиболее ценную информацию об условиях залегания грунтов из всех методов исследований путем бурения. Поэтому отбор проб бурением является наиболее предпочтительным методом отбора проб для неоднородно залегающих слоев грунтов.

6.3.1.2    Методы бурения и оборудование следует выбирать в зависимости от необходимой категории отбора проб (см. таблицы 2 и 4), вида испытаний и/или измерений подземных вод, которые надо выполнять в скважине.

6.3.1.3    Скважина должна быть устойчивой, обычно за счет опускания в нее обсадной трубы по мере продолжения бурения, чтобы не допустить обрушения стенок скважины и образования пустот.

6.3.1.4    При бурении ниже уровня подземных вод диаметры обсадных труб скважин, инструмент и уровень воды в обсадной трубе следует выбирать с расчетом предотвращения оплывания грунта внутрь трубы. Чтобы предотвратить нарушения в грунте за счет гидравлических процессов, возникающих от бурового инструмента и зачистных устройств, их следует выбирать с достаточным кольцевым зазором и извлекать медленно. В скважине необходимо поддерживать достаточный напор воды.

6.3.2 Отбор проб вращательным бурением

6.3.2.1    Отбор проб вращательным колонковым сухим бурением (без промывки)

6.3.2.1.1    При отборе проб вращательным колонковым сухим бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в грунт бурильной установкой через бурильную колонну. В результате в трубу поступает грунтовый керн. Инструментом отбора пробы может быть одна труба с предпочтительным диаметром скважины от 100 до 200 мм или бур с полым шнеком для бурения предпочтительного диаметра скважины от 100 до 300 мм. Промывочную жидкость не используют.

6.3.2.1.2    Эту технологию применяют для глины, ила и мелкозернистого песка. Если используется бур с полым шнеком в качестве инструмента для отбора проб, то он может быть применен для средне-и крупнозернистого песка, а также органических грунтов. Отбор проб вращательным колонковым сухим бурением, как правило, не подходит для отбора проб крупного гравия, гальки и валунов.

11

6.3.2.2 Отбор проб вращательным колонковым бурением

6.3.2.2.1    При отборе проб вращательным колонковым бурением система труб, оснащенная буровой коронкой на ее нижнем конце, вращается и подается в грунт бурильной установкой через бурильную колонну. В результате в трубу поступает грунтовый керн. Инструментом отбора пробы может быть одинарная, двойная или тройная колонковая труба. Предпочтительный диаметр скважины находится в пределах от 100 до 200 мм. Промывочную жидкость используют.

6.3.2.2.2    Одинарная колонковая труба для отбора керна состоит из приемника керна с буровой коронкой на его нижнем конце и головки (переходника), посредством которой она в ее верхней части крепится к буровым штангам. Кернорватель может быть устанавлен между буровой коронкой и приемником керна или непосредственно в пределах буровой коронки. Промывочная жидкость проходит между внутренней стороной приемника керна и извлеченным керном грунта, непрерывно омывая длину извлеченной пробы.

6.3.2.2.3    Двойная колонковая труба состоит из двух концентрических труб и несущего приспособления в головке колонковой трубы, которое позволяет внутренней трубе оставаться неподвижной, в то время как наружная труба вращается бурильной колонной. Керноприемник обычно устанавливают после буровой коронки во внутренней трубе. Промывочный раствор проходит через кольцевой канал между внутренней и внешней трубами, предохраняя таким образом извлеченный керн от повреждения. Двойная колонковая труба может быть оснащена дополнительным пластмассовым вкладышем в пределах внутренней трубы. При установке такого вкладыша стандартный буровой наконечник и кернорватель должны быть заменены буровым наконечником и кернорва-телем с уменьшенным диаметром канала. Наличие пластмассового вкладыша поможет улучшить извлечение керна в некоторых типах грунтов, а также предохранять пробу во время транспортирования. Двухтрубная колонковая труба может быть также снабжена удлинителем внутренней трубы, который проходит через буровое долото и выступает спереди для использования в очень слабых грунтах.

6.3.2.2.4    Тройная колонковая труба схожа по конструкции с двойной колонковой трубой, но оснащается дополнительной третьей трубой в пределах внутренней трубы в стандартном исполнении. Третья труба является, как правило, тонкостенной стальной трубой, разделенной вдоль пополам, так что при ее извлечении из внутренней трубы, чтобы достать керн, верхнюю половину можно снимать. В некоторых случаях разделенную внутреннюю трубу можно заменить пластмассовой вставной гильзой. Трехтрубный отборник керна может быть также оснащен удлинителем к внутренней трубе, которая проходит через буровое долото и выступает спереди для использования в очень слабых грунтах.

6.3.2.2.5    Отбор проб вращательным колонковым бурением обычно предназначается для глин, глинистых и сцементированных грунтов и крупного песка. Он не пригоден для всех видов несвязных грунтов.

6.3.2.2.6    После извлечения колонковой трубы на поверхность, с керном необходимо обращаться таким образом, чтобы он как можно дольше сохранял свое природное состояние. Извлечение керна надо производить в горизонтальном положении с использованием соответствующего пресса для выдавливания в том же самом направлении, в каком керн входил в колонковую трубу.

6.3.2.3 Отбор проб шнековым бурением

6.3.2.3.1 При отборе проб грунта шнековым бурением шнек, состоящий из спиральной ленты, накрученной вокруг сплошного центрального стержня, и оснащенный буровым долотом, забуривается в грунт. Выделяют два метода отбора проб:

-    метод непрерывного отбора проб;

-    метод отбора проб с перерывами.

^ Продолжение таблицы 2

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Строка	Метод бурения				Оборудование		Руководство для применения и ограничения3		Достижимые категории отбора пробе	Достижимый класс точностие
	Техника резки грунтаь	Использование промывочной жидкости	Инструмент для добычи пробы	Обозначение	Инструмент	Диапазоны диаметров скважин, мм	Не подходят для01	Предпочтительный метод для01			Примечание
6	Роторное бурение	Нет	Бурильный инструмент	Бурение с проходным шнеком	Бурение желонкой и долотом или винтовым проходным шнеком	40—80	Крупный гравий с частицами крупнее DJ3, плотные грунты, несвязанные грунты ниже уровня подземных вод	От глин до средних гравийных грунтов выше уровня грунтовых вод, связанные грунты ниже уровня грунтовых вод	cf	5	Можно использовать только для малых глубин
					Забивной стакан для бурения по глинам с внутренней режущей кромкой; также с рукавом (или проходным шнеком)ь				Связанный грунт: А	2(1)
7		Нет	Бурильный инструмент	Ударное колонковое бурение		80—200	Грунты размером частиц крупнее, чем DJ3, слоистые грунты	Глина, ил и грунты размером частиц вплоть до DJ3	Несвязанный грунт: В (А)	3(2)	Построение графика забивки на основе количества
8	Забивка грунтоноса молотом	Нет	Бурильный инструмент	Ударное бурение	Забивной стакан для бурения по глинам с режущей кромкой снаружи13	150—300	Грунты размером частиц крупнее, чем DJ 3	Гравий и грунты размером частиц вплоть до DJ3	В	4	ударов
9		Нет	Бурильный инструмент	Забивка молотом трубки малого диаметра	Ударное бурение с использованием полого грунтоноса малого диаметра	30—80	Грунты размером частиц крупнее, чем DJ 2	Грунты размером частиц вплоть до DJ5	Cf	5	Только для малых глубин

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

Содержание

1    Область применения..................................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................................1

3    Термины и определения...............................................................2

3.1    Методы исследования на рабочей площадке..........................................2

3.2    Буровые установки и оборудование..................................................3

3.3    Отбор проб......................................................................3

3.4    Измерения подземных вод.........................................................6

4    Буровые установки и вспомогательное оборудование.......................................7

4.1    Общие положения................................................................7

4.2    Требования для буровых установок и оборудования....................................7

4.3    Область применения оборудования..................................................8

5    Общие требования до начала отбора проб и измерений подземных вод.......................8

5.1    Общие положения................................................................8

5.2    Выбор технических приемов и методов...............................................8

5.3    Требования по исследованию грунтов на рабочих площадках и в точках отбора.............9

5.4    Предварительная информация, необходимая перед началом отбора проб

и измерений подземных вод........................................................9

5.5    Обратная засыпка и оставление рабочей площадки....................................9

5.6    Безопасность и специальные требования............................................10

6    Методы отбора проб грунтов..........................................................10

6.1    Общие положения...............................................................10

6.2    Категории методов отбора проб грунтов.............................................10

6.3    Отбор проб грунта путем бурения (непрерывный отбор проб)............................11

6.4    Отбор проб с использованием специальных устройств.................................18

6.5    Отбор пробы в виде монолита.....................................................24

7    Методы отбора проб скальных пород...................................................25

7.1    Общие положения...............................................................25

7.2    Категории методов отбора скальных пород...........................................27

7.3    Отбор проб бурением.............................................................27

7.4    Отбор пробы в виде глыбы........................................................28

7.5    Отбор цельной пробы............................................................29

8    Методы отбора подземных вод для геотехнических целей..................................29

8.1    Общие положения...............................................................29

8.2    Оборудование...................................................................29

8.3    Технические приемы отбора проб грунтовых вод......................................29

9    Станции измерения подземных вод и пьезометры.........................................30

9.1    Общие положения...............................................................30

9.2    Пьезометры.....................................................................31

9.3    Установка пьезометров...........................................................34

9.4    Техническое обслуживание........................................................37

9.5    Вывод из эксплуатации...........................................................37

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

10    Измерения подземных вод...........................................................37

10.1    Калибровка....................................................................37

10.2    Выполнение измерений..........................................................38

11    Обращение с пробами, их транспортирование и хранение.................................39

11.1    Общие положения...............................................................39

11.2    Предохраняющие материалы и контейнеры для проб.................................39

11.3    Обращение с пробами...........................................................39

11.4    Нанесение этикеток на пробы.....................................................40

11.5    Транспортирование проб.........................................................41

11.6    Подготовка, хранение и транспортная тара ящиков для    керна..........................42

11.7    Хранение проб.................................................................42

12    Отчет.............................................................................42

12.1    Полевой отчет..................................................................42

12.2    Итоговый отчет.................................................................46

Приложение А (справочное) Пример формы для предварительной информации

о планируемом отборе проб и измерениях подземных вод.......................47

Приложение В (справочное) Полевые отчеты..............................................49

Приложение С (справочное) Оборудование для бурения и отбора проб грунта

и скальной породы.......................................................58

Приложение D (справочное) Вакуумные сосуды для отбора проб подземных вод................99

Приложение Е (справочное) Меры защиты пьезометров....................................100

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных и европейских стандартов национальным и действующим

в этом качестве межгосударственным стандартам...........................102

Библиография.......................................................................103

V

Введение

Международный стандарт ИСО 22475-1 устанавливает технические принципы выполнения отбора проб и измерений подземных вод для геотехнических целей.

Качество этих услуг может быть доказано посредством следующего:

a)    декларация соответствия, заявленная подрядчиком (контроль первой стороны);

b)    декларация соответствия, заявленная заказчиком (контроль второй стороны);

c)    декларация соответствия, заявленная органом оценки соответствия (контроль третьей стороны).

Каждое предприятие или физическое лицо вправе решать, будут ли они доказывать и каким именно образом все, что касается выполнения технически связанных критериев: контроль именно первой, второй или третьей стороной, так как ни в одном из стандартов серии ИСО 22475 нет обязательных требований к декларации.

Международный документ ИСО/ТС 22475-2 устанавливает квалификационные критерии для предприятий и персонала, которые выполняют отбор проб и проводят измерения подземных вод в соответствии с ИСО 22475-1.

Оценка соответствия путем контроля силами третьей стороны может быть выполнена согласно техническим принципам выполнения отбора проб и измерений подземных вод, которые установлены в ИСО 22475-1 и указаны в ИСО/ТС 22475-2, а также методике оценки соответствия, приведенной в ИСО/ТС 22475-3.

VI

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Геотехнические исследования и испытания МЕТОДЫ ОТБОРА ПРОБ И ИЗМЕРЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Часть 1

Технические принципы для выполнения

Geotechnical investigation and testing. Sampling methods and groundwater measurements. Part 1. Technical principles for execution

Дата введения — 2020—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает технические принципы отбора проб грунта, скальной породы и подземной воды, а также измерений подземных вод в контексте геотехнического исследования и испытания, согласно ЕН 1997-1 и ЕН 1997-2.

Выделяют следующие цели таких инженерно-геологических изысканий:

a)    отбор проб грунтов и скальных пород качества, достаточного для того, чтобы оценивать общее состояние рабочей площадки для геотехнических инженерных целей и устанавливать необходимые характеристики грунтов и скальных пород в лаборатории;

b)    получение информации о последовательности, мощности и ориентации пластов, а также о системе трещин и разломов;

c)    определение типа, состава и состояния пластов;

d)    получение информации о режиме подземных вод и отбор проб воды для оценки взаимодействия подземных вод, грунта, скальной породы и строительного материала.

На качество пробы влияют геологические и гидрологические условия, отбор и выполнение бурения и/или метод взятия проб, обращение с пробами, их транспортирование и хранение.

Настоящий стандарт не устанавливает требования к отбору проб для целей сельскохозяйственного и экологического исследования почвы.

Примечание 1 — Об отборе проб грунта для этих целей см. ИСО 10381.

Настоящий стандарт не распространяется на отбор проб воды для контроля ее качества, качественной характеристики и идентификации источников загрязнения воды, включая донные отложения и ил.

Примечание 2 — Об отборе проб воды для этих целей см. ИСО 5667.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты: EN 791*, Drill rigs — Safety (Установки буровые. Безопасность)

Отменен. Действуют EN 16228-1:2014 — EN 16228-7:2014.

Издание официальное

EN 996*, Piling equipment — Safety requirements (Оборудование для забивки свай. Требования безопасности)

EN 1997-1, Eurocode 7: Geotechnical design — Part 1: General rules (Еврокод 7. Геотехническое проектирование. Часть 1. Общие правила)

EN 1997-2, Eurocode 7: Geotechnical design — Part 2: Ground investigation and testing (Еврокод 7. Геотехническое проектирование. Часть 2. Исследования и испытания грунтов)

ISO 22476-3, Geotechnical investigation and testing — Field testing — Part 3: Standard penetration test (Геотехнические исследования и испытания. Полевые испытания. Часть 3. Стандартное определение плотности грунта)

ISO 14688-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of soil — Part 1: Identification and description (Геотехнические исследования и испытания. Идентификация и классификация грунта. Часть 1. Идентификация и описание)

ISO 14689-1, Geotechnical investigation and testing — Identification and classification of rock — Part 1: Identification and description (Геотехнические исследования и испытания. Идентификация и классификация скальной породы. Часть 1. Идентификация и описание)

ISO 3551-1, Rotary core diamond drilling equipment — System A — Part 1: Metric units (Оборудование для вращательного колонкового алмазного бурения. Система А. Часть 1. Метрические единицы измерения)

ISO 3552-1, Rotary core diamond drilling equipment — System В — Part 1: Metric units (Оборудование для вращательного колонкового алмазного бурения. Система В. Часть 1. Метрические единицы измерения)

GUM: Guide to the expression of uncertainty of measurements (BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/ OIML) [Руководство для выражения неопределенности в измерении (BIPM/IEC/IFCC/ISO/IUPAC/IUPAP/ OIML)]

ISO 10097-1, Wireline diamond core drilling equipment — System A— Part 1: Metric units (Колонковый алмазный снаряд со сменным керноприемником, извлекаемым через бурильные трубы с помощью каната. Система А. Часть 1. Метрические единицы измерения)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по EH 1997-1, EH 1997-2, ИСО 14688-1 и ИСО 14689-1, а также следующие термины с соответствующими определениями.

Примечание — Дополнительные термины и определения приведены в изданиях, перечисленных в библиографии.

3.1    Методы исследования на рабочей площадке

3.1.1    разведочный шурф (trial pit): Открытая выемка грунта, сделанная для того, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, отобрать пробы или провести испытания в полевых условиях.

3.1.2    шахтный ствол (shaft): Открытая вертикальная или крутая наклонная горная выработка глубиной обычно более 5 м, сделанная для того, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, отобрать пробы или провести испытания в полевых условиях.

3.1.3    штрек (heading) [штольня (adit)]: Небольшой тоннель, пройденный горизонтально или с легким наклоном от шахтного ствола или внутрь наклонного участка местности, чтобы изучить грунтовые условия на рабочей площадке, взять пробы и провести испытания в полевых условиях.

3.1.4    скважина (borehole): Отверстие любого, заранее определенного диаметра и длины, образованное путем бурения в любой геологической формации или искусственном материале.

Примечание — Цель исследований, проведенных в таком отверстии, — чтобы отобрать пробы скальной породы, грунта или воды на заданной глубине и провести испытания и измерения в условиях природного залегания.

3.1.5    бурение (drilling): Процесс, с помощью которого проходят ствол скважины в любой геологической формации методами вращательного, вращательно-ударного, ударного или нажимного действия и в любом заранее определенном направлении относительно бурильной установки.

Отменен. Действуют EN 16228-1:2014 — EN 16228-7:2014.

ГОСТ Р ИСО 22475-1-2017

3.1.6    бурение скважин небольшого диаметра (small diameter drilling): Бурение в грунте скважины диаметром больше 30 мм, но меньше 80 мм.

3.1.7    метод бурения (drilling method): Используемая технология бурения и стабилизации стенок скважины.

3.2 Буровые установки и оборудование

3.2.1    буровой инструмент (drilling tool): Устройство, прикрепленное к бурильной колонне или являющееся ее неотъемлемой частью, которое используется в качестве режущего инструмента для проникновения в геологическую формацию.

3.2.2    буровая коронка (drill bit): Устройство, прикрепленное к бурильной колонне или являющееся ее неотъемлемой частью, которое используется в качестве режущего инструмента, чтобы проникать через формацию посредством используемого метода бурения.

3.2.3    буровая установка (drill rig): Устройство, осуществляющее функцию бурения.

3.2.4    крепление обсадными трубами (casing): Трубы, временно или постоянно вставленные в ствол скважины.

Примечание — Крепление обсадными трубами используется, например, для укрепления ствола скважины, чтобы предотвратить утечку промывочной среды в окружающую формацию или не допустить установления гидравлической связи между горизонтами подземных вод.

3.2.5    промывочный раствор (flushing medium): Раствор или газообразная среда, используемая для транспортирования выбуренной породы и/или проб из ствола скважины, а также для смазки и охлаждения бурильного инструмента.

3.2.6    промывочная добавка (flushing additive): Вещество, добавленное в промывочную жидкость, чтобы повлиять или изменить его свойства в целях улучшения его функционирования.

3.2.7    кернорватель (core lifter): Разрезанное по образующей, щелевое или зубчатое коническое пружинное стальное кольцо, пазы, гибкие подпружиненные штыри, поворотные клинообразные штыри или поворотные створки, установленные на несущем кольце, чтобы удерживать образец керна в колонковой трубе при его подъеме из ствола скважины.

3.2.8    держатель пробы (sample retainer): Цилиндрический держатель, оснащенный кернорвате-лем с разрезным кольцом, который монтируется на нижнем конце трубы грунтоноса и используется для удержания образца в трубе при извлечении грунтоноса из земли.

3.3 Отбор проб

3.3.1    отбор проб бурением (sampling by drilling) [непрерывный отбор проб (continuous sampling)]: Процесс, с помощью которого пробы добываются бурильными инструментами по мере прохождения ствола скважины.

Примечание — Процесс бурения проводят для непрерывного отбора проб по длине скважины. Буровой инструмент используют в качестве средства отбора проб.

3.3.2    отбор проб путем использования устройства для получения пробы (sampling by using sampler): Процесс, с помощью которого пробы добывают специальным устройством из разведочных шурфов, штреков, шахтных стволов или со дна скважины на выбранных позициях.

3.3.3    отбор проб грунта бурением небольшого диаметра (soil sampling by small diameter drilling): Отбор проб путем бурения в грунтах буровым инструментом диаметром больше 30 мм, но меньше 80 мм.

3.3.4    проба (sample): Определенное количество скальной породы, грунта или подземной воды, извлеченное с зарегистрированной глубины.

3.3.5    керн/колонка породы (core/core sample): Проба грунта или скальной породы цилиндрической формы, отобранная из скважины на зарегистрированной глубине.

3.3.6    монолит (block sample): Проба грунта или горной породы, вырезанная специальным техническим способом.

3.3.7    выбуренная порода (cuttings): Частицы геологических формаций, образованные в скважине режущим действием бурового инструмента.

3.3.8    взвешенное вещество (suspended matter): Истертый материал грунта в промывочной жидкости, образовавшийся путем бурения, в котором размер отдельной частицы невозможно различить невооруженным глазом.

3