Статическое зондирование как метод исследований грунтов на шельфе

Статическое зондирование в последние годы становится главным методом исследований морских грунтов

ЛОКТЕВ А.С.
ОАО "АМИГЭ", Россия

Статическое зондирование или cone penetration testing (CPT) в последние годы не просто расширяется, но становится главным методом исследований морских грунтов. Такая тенденция будет только увеличиваться с продвижением в более глубоководные районы Мирового океана, т.к. эффективность подобной технологии при проведении изысканий при глубинах моря 1-2 км еще более очевидна (Южная Атлантика, Мексиканский залив. Северное море).

Уже сейчас СРТ является стандартным видом исследований грунтов в мировой практике изысканий на шельфе (мелководном и глубоководном) и по объемам не уступает бурению и пробоотбору. По данным Норвежского Геотехнического Института на долю статического зондирования приходилось более 50% объемов исследований в Северном море уже с 1972 г.. а отдельные проекты состоят только из СРТ.

Статическое зондирование является далеко не единственным методом исследований грунтов «в массиве» или in-situ. Среди иных методов, направленных на испытания грунтов в естественном сложении: скважинная крыльчатка, различные виды прессиометрии, дилатометрия, стандартные пенетрационные испытания, динамическое зондирование, гамма-каротаж, каротаж с использованием зондов для измерения теплового потока, порового давления и содержания газа, электрического сопротивления, оптическое и звуковое зондирование и др. Следует отметить, что собственно СРТ - это не один, а ряд различных методов, основными из которых являются пьезозондирование. сейсмозондирование и температурное зондирование.

Практически все авторы, компании, работающие в этом направлении, признают приоритет и главенствующее положение именно СРТ перед остальными методами испытаний «в массиве» на шельфе. Такое преимущество обусловлено универсальностью СРТ. т.е. возможностью его проведения в различных грунтах (песках, глинах), а также возможностью получения в результате тестов различных параметров от номенклатуры грунта до прочностных и деформационных свойств, используемых при проектировании и инженерных расчетах. Большинство других методов in-situ позволяют оценивать лишь некоторые свойства и применимы в ограниченных условиях. К уже отмеченным преимуществам данного вида исследований следует отнести высокую достоверность результатов, получение непрерывных данных по исследуемому разрезу, незаменимость в определенных грунтовых условиях, большую безопасность.

Вместе с тем СРТ, как и другие методы in-situ, недостаточно широко применяются в отечественной практике изысканий на шельфе. Как следствие этого нормативно-методическая база для производства пенетрационных испытаний в России не соответствует современным требованиям. Недавно изданный ГОСТ 19912-2001 фактически не предназначен для проведения СРТ в водонасыщенных морских осадках, т.к. не предусматривает измерения избыточного порового давления. Последние официальные разработки методики интерпретации результатов тестов были сделаны более 15 лет назад и не учитывают практических данных, которые были получены на шельфе в последние годы.

Возможно, только вновь издающийся сейчас Свод Правил СП 33-101-04 «Инженерные изыскания на континентальном шельфе для строительства нефтегазопромысловых сооружений», будет содержать определенные рекомендации по статическому зондированию. Также в России реально не производится оборудование для проведения in-situ тестов в морских условиях. Это основные недостатки, которые связаны с возможностью использования подобной технологии при производстве морских изысканий и накладывающие серьезные ограничения на их практическое применение.

В то же время можно отметить, что мировой опыт в области СРТ интенсивно развивался и продолжает развиваться. Постоянно совершенствуется и создается новое оборудование для исследований. В рамках Международного общества механики грунтов и инженерных изысканий (ISSMFE) действует постоянный Технический комитет (ТС 16) по испытаниям грунтов «в массиве», регулярно проводятся конференции и научные семинары. Изданные в 1997 г. результаты многолетних исследований в области методики проведения и интерпретации данных СРТ в книге Lunne Т. Robertson P. and Powell J. уже дважды переиздавались.