Буровая колонка — основной документ геотехнического бурения: пройденные с глубиной слои и их описание, глубины отбора проб, результаты SPT, выход керна и RQD в скальных породах, наблюдения за грунтовыми водами. В этом руководстве мы объясняем, как читать записи вроде N = 32, 50/80 mm или RQD 45% и где они могут ввести в заблуждение. Оно написано для проектировщиков, экспертов и владельцев, которые получают колонки, например по итогам нашего геотехнического бурения. Проектирование фундаментов остаётся решением инженера проекта.

Что содержит буровая колонка

Полная колонка включает:

Шапку: номер скважины, местоположение и отметку устья, способ бурения, диаметры скважины и керна, глубину обсадки и промывочную среду.
Шкалу глубин и границы слоёв с условным знаком для каждого материала. Пунктирная граница обычно предполагаемая, а не наблюдённая.
Описания: грунтов — по TS EN ISO 14688-1 с классификацией по TS EN ISO 14688-2:2018; скальных пород — по TS EN ISO 14689, турецкой версии EN ISO 14689:2018. Запись по грунту выглядит как «жёсткая светло-коричневая слабопесчанистая ГЛИНА»; запись по породе указывает прочность, выветрелость, цвет, структуру и название, например МЕРГЕЛЬ.
Пробы: тип и глубину (проба SPT, нарушенная, грунтоносом или керн). TS EN ISO 22475-1 устанавливает способы отбора и категории проб; от категории зависит, для каких лабораторных испытаний годится проба.
Записи SPT и рейсы с TCR, SCR и RQD.
Грунтовые воды — глубины появления воды и замеры, а также примечания: поглощение промывки, пустоты, препятствия.

SPT: как измеряют число ударов N

Стандартное пенетрационное испытание (SPT) выполняют по TS EN ISO 22476-3:2013 и изменению к нему TS EN ISO 22476-3/A1:2013; американский аналог — ASTM D1586/D1586M-18e1. Молот массой 63.5 kg свободно падает с высоты 760 mm и забивает разъёмный пробоотборник в забой скважины:

Посадочная забивка: первые 150 mm в грунте, нарушенном бурением; удары записывают, но не учитывают.
Испытательная забивка: следующие 300 mm; N — число ударов на них. 4, 6 / 7, 8, 9, 8 ударов на каждые 75 mm дают N = 7 + 8 + 9 + 8 = 32.
Отказ: испытательную забивку можно прекратить на 50 ударах (в мягких скальных породах — на 100); тогда в колонке указывают удары и достигнутое погружение: 50/80 mm — это 50 ударов на 80 mm.

Проба из разъёмного пробоотборника нарушенная: она годится для описания и классификационных испытаний (влажность, гранулометрический состав, пределы Аттерберга), но не для испытаний на прочность и сжимаемость.

Скорректированные значения: N60 и (N1)60

Разные установки передают на штанги разную энергию. Поэтому TS EN ISO 22476-3 использует коэффициент передачи энергии Er — измеренную энергию в процентах от теоретической энергии свободного падения, требует знать его при количественном использовании N и приводит поправки в справочном приложении A:

N60 = N × Er / 60; это делает сопоставимыми результаты разных установок.
Длина штанг: при коротких штангах часть энергии теряется, поэтому неглубокие испытания могут корректироваться.
(N1)60: только в песках — N60, приведённое к вертикальному эффективному напряжению 100 kPa, чтобы сравнивать пески на разных глубинах.

В колонке всегда должно быть измеренное N. Скорректированные значения относятся к интерпретации инженера с указанием Er и метода; если в отчёте есть только скорректированные значения, запросите полевое число ударов.

Что говорит N и где оно вводит в заблуждение

N — показатель, а не параметр грунта. Термины ниже взяты не из TS EN ISO 22476-3, а для песков — у Скемптона (Skempton, 1986, Géotechnique 36(3), 425–447), для глин — у Терцаги и Пека (Terzaghi & Peck, Soil Mechanics in Engineering Practice, 2-е изд., 1967). Они дают лишь первое представление; в глинах SPT — грубая мера, и описание и лабораторные испытания надёжнее.

(N1)60 в песке	Плотность сложения	N в глине	Консистенция
0–3	Очень рыхлый	< 2	Очень мягкая
3–8	Рыхлый	2–4	Мягкая
8–25	Средней плотности	4–8	Средняя
25–42	Плотный	8–15	Жёсткая
42–58	Очень плотный	15–30	Очень жёсткая
		> 30	Твёрдая

Типичные ловушки:

Гравий и галька: один камень перед пробоотборником может резко увеличить N.
Сцементированные прослои и известковые корки могут дать отказ над более слабым материалом.
Слабые скальные породы и мергель: корреляции для грунтов неприменимы, а сухой мергель может выглядеть и буриться как скала (см. наше руководство «Грунты Кипра»).
Ниже уровня грунтовых вод: если уровень воды в скважине не поддерживать выше уровня грунтовых вод, поступающая вода разрыхляет песок у забоя и N получается заниженным.
Отказ — не доказательство скалы: валун или плотный гравий дают ту же запись. Скальную породу подтверждают, пробурив в ней с отбором керна заданную длину.

Скальный керн: TCR, SCR и RQD

В скальных породах скважину углубляют колонковым вращательным бурением. Керн каждого рейса укладывают в керновые ящики, фотографируют и документируют по трём показателям, описанным в TS EN ISO 14689:

Показатель	Что измеряется	Выражается как
TCR (общий выход керна)	Весь поднятый керн независимо от состояния	% от длины рейса
SCR (выход сплошного керна)	Куски керна с полной окружностью	% от длины рейса
RQD (показатель качества породы)	Целые куски длиной не менее 100 mm, измеренные по оси керна	% от длины рейса

RQD ввёл Дир (Deere, 1964, Rock Mechanics and Engineering Geology 1(1), 16–22) вместе с известной шкалой: 0–25% очень плохое, 25–50% плохое, 50–75% удовлетворительное, 75–90% хорошее и 90–100% отличное качество; Дир и Дир (Deere & Deere, 1988, ASTM STP 984) обобщили опыт его применения. ASTM D6032/D6032M-17, где отмечено, что RQD разработан для керна размера N диаметром 54.7 mm, отменён без замены, поэтому опорным остаётся TS EN ISO 14689. На что обратить внимание:

Изломы от бурения или переноски складывают вместе и не учитывают.
RQD — не прочность: слабый, но массивный мергель может дать около 100%, а прочный, но трещиноватый известняк — очень мало.
Низкий выход керна в мергеле и калькарените может зависеть от бурения (колонковая труба, коронка, промывка, скорость проходки) не меньше, чем от породы; фотографии и записи бурового мастера помогают отличить потерю керна от слабой зоны.
Некоторые мергели растрескиваются при высыхании, поэтому RQD определяют сразу после извлечения керна, а не после недель хранения.

Грунтовые воды в колонке

Хорошая колонка разделяет:

Появившийся уровень: глубину, на которой вода впервые поступила в скважину, и поднялась ли она затем.
Установившийся уровень после выстойки, например утром до возобновления бурения; промывочная вода может маскировать истинный уровень.
Многолетние уровни, для которых нужна наблюдательная скважина или пьезометр с замерами во времени.

На Кипре грунтовые воды и верховодка над глинами могут заметно меняться между влажной зимой и сухим летом, поэтому запись «вода не встречена» описывает скважину во время бурения, а не участок в течение всего года.

От колонок к модели грунтового массива

Каждая скважина — одна вертикальная линия сквозь грунт. Скважины, шурфы и испытания DCP по ASTM D6951/D6951M-18(2023) сводят в модель грунтового массива с разрезами. Границы между точками — это интерпретация; там, где грунт меняется на коротком расстоянии, лучше добавить точки, чем интерполировать между далёкими скважинами.

Спросите автора колонки:

Какие редакции стандартов применялись и каков коэффициент передачи энергии молота SPT?
Значения N исходные или скорректированные?
Какая колонковая труба и какой диаметр керна использовались и когда определяли RQD?
Когда замеряли уровни грунтовых вод и какие пробы испытаны?

Одна колонка не даёт прочности, сжимаемости или потенциала набухания слоя, грунта между скважинами и многолетних уровней воды; для этого нужны лабораторные испытания, дополнительные точки и наблюдения. Как проверить подлинность отчёта, объясняет наше руководство «Как читать и проверять протокол испытаний».

Чем мы можем помочь

Мы бурим колонковые скважины и скважины для отбора проб, выполняем SPT по TS EN ISO 22476-3, укладываем керн в ящики и фотографируем его, определяем TCR, SCR и RQD и наблюдаем за грунтовыми водами. Наша лаборатория испытывает пробы, например на влажность (TS EN ISO 17892-1:2014+A1:2022), гранулометрический состав (TS EN ISO 17892-4:2016) и пределы Аттерберга (TS EN ISO 17892-12:2018+A2:2022). Подробности — на страницах «Геотехническое бурение», «Инженерно-геологические изыскания и испытания DCP» и «Лабораторные испытания грунтов»; ситуационный план и данные проекта можно отправить нам через страницу контактов.

Часто задаваемые вопросы

Почему в мергеле выход керна часто низкий?

Слабые, глинистые или раздробленные зоны могут вымываться или разрушаться при бурении, и способ бурения сильно влияет на результат. Низкий выход — повод посмотреть фотографии и буровые записи; сам по себе он не доказывает ни пустоты, ни слабого слоя.

Можно ли определить несущую способность прямо по N?

Нет. Проектировщик рассматривает N вместе с разрезом, лабораторными результатами, грунтовыми водами и геометрией фундамента и применяет корреляции только в пределах их применимости; это решение принадлежит инженеру-геотехнику или конструктору проекта.

Что означает RQD 0%?

В этом рейсе не получено ни одного целого куска длиной 100 mm и более. Это может означать сильно трещиноватую породу, слабый материал, разрушившийся при бурении, или зону, близкую к грунту. Читайте его вместе с TCR, описанием и фотографиями.