Шурфовка — разведка недр скважинами¶

Шурфовка — это метод инженерно-геологических и гидрологических изысканий, заключающийся в сооружении неглубоких горных выработок (шурфов) для непосредственного изучения условий залегания грунтов, их состояния и свойств. Шурф представляет собой вертикальную или наклонную выработку сечением, как правило, от 1×1 до 2×2 м, глубиной обычно до 3–6 м, вскрывающую массив пород. Метод относится к числу наиболее достоверных способов инженерно-геологической разведки, поскольку позволяет визуально оценить строение, состав и состояние грунтов в естественном залегании.

¶Назначение и область применения

Шурфовку применяют на этапе инженерно-геологических изысканий для проектирования зданий, сооружений, дорог, трубопроводов и других объектов. Основные задачи метода:

• определение последовательности залегания грунтов, мощности слоёв и глубины залегания водоносных горизонтов;
• оценка состояния пород (консистенции, трещиноватости, выветрелости);
• отбор образцов для лабораторных испытаний;
• наблюдение за уровнем грунтовых вод;
• оценка коррозионной агрессивности грунтов по отношению к строительным материалам.

Шурфы сооружают на площадках строительства, в полосе отвода автомобильных и железных дорог, на трассах линейных сооружений. Плотность шурфов определяется категорией сложности инженерно-геологических условий и типом проектируемого сооружения.

¶Устройство шурфа

Типовой шурф имеет прямоугольную форму в плане. Стенки укрепляют в зависимости от устойчивости грунтов: в связных грунтах их оставляют открытыми, в неустойчивых песках и грунтах, подверженных обрушению, применяют крепление из досок, щитов, металлических листов или бревенчатых срубов. Дно шурфа служит рабочей площадкой для описания вскрытых пород и отбора проб.

В дне шурфа нередко устраивают контрольный ствол или «шпур» — вертикальную выработку меньшего сечения, позволяющую продолжить разведку ниже дна основной выработки без значительных затрат труда. Такой приём существенно расширяет глубину исследования при сохранении компактности горных работ.

¶Порядок проведения работ

Работы по шурфовке выполняют в следующей последовательности:

1. Разбивка — определение и закрепление осей шурфа на местности.
2. Сооружение выработки — проходка вручную (лопатой, кайлом) или с применением механизированного инструмента. При вскрытии скальных пород используют бурение, лом, взрывные работы в ограниченном объёме.
3. Описание грунтов — послойная фиксация состава, цвета, влажности, консистенции, включений, границ слоёв с указанием абсолютных и относительных отметок.
4. Отбор проб — ненарушенной структуры (керн, монолиты) и нарушенной структуры для лабораторных анализов.
5. Наблюдение за водами — установка водомерных трубок, замер уровня после откачки воды.
6. Засыпка — обратная засыпка шурфа с послойным уплотнением, что особенно важно на площадках будущего строительства.

¶Преимущества и ограничения

К достоинствам шурфовки относят наглядность и высокую достоверность получаемых данных: геолог описывает грунт непосредственно в массиве, без искажений, характерных для буровых методов. Шурфы позволяют отобрать крупные монолиты грунта, провести полевое испытание на сдвиг, оценить естественную трещиноватость скальных пород.

Ограничения метода связаны с глубиной: шурфы рационально применять на глубинах до 6–10 м, для более глубоких горизонтов используют бурение. Затруднена шурфовка в обводнённых грунтах — при высоком уровне грунтовых вод требуется сплошное водоотливающее крепление, что резко увеличивает стоимость работ. Метод также ограничен по площади распространения: шурф даёт данные о точке, тогда как бурение позволяет получить керн с непрерывной записью по глубине.

¶Шурфовка в нормативной документации

В российской практике инженерно-геологические изыскания регламентируются сводом правил СП 47.13330.2016 «Инженерно-геологические изыскания», а также ГОСТ 19978-2015 «Грунты. Методы полевых испытаний». Документация по шурфовке оформляется в виде инженерно-геологических разрезов, описей шурфов и протоколов отбора проб, которые служат основой для проектных решений по фундаментам, котлованам и подземным сооружениям.

¶Историческая справка

Шурфовка как способ разведки недр известна с давних времён и применялась при поиске полезных ископаемых, строительстве шахт и колодцев. В дореволюционной России шурфы широко использовались при изысканиях для железных дорог. В советский период метод получил стандартизацию и стал обязательным элементом инженерно-геологических исследований при капитальном строительстве.

¶Источники

• СП 47.13330.2016. Инженерно-геологические изыскания.
• ГОСТ 19978-2015. Грунты. Методы полевых испытаний.
• Инженерная геология: учебник / под ред. Б. И. Пятницкого. — М.: Высшая школа.
• Полевая инженерная геология / Н. Н. Маслов. — Л.: Недра.