11.     Dokumentace inženýrskogeologických vrtů

Vrty obecně představují nejčastější průzkumná díla v inženýrskogeologickém průzkumu. Zároveň je dokumentace vrtu jednou z nejběžnějších činností inženýrského geologa. Je velmi důležité tuto činnost ovládat a rozumět jí.

Důraz je kladen i na spolehlivost dokumentující osoby, protože informace získané vrtáním jsou neopakovatelné a jejich špatné zaznamenání může způsobit zkreslení představy o geologické stavbě lokality. Toto zkreslení může znehodnotit závěrečné výsledky inženýrskogeologického průzkumu s potenciálním dopadem na špatný odhad základových poměrů lokality, eventuálně celou stabilitu stavby. Je nezbytné, aby po celou dobu realizace vrtaní byla přítomna dokumentující osoba z důvodu odborné kontroly provedení vrtu vrtnou posádkou a potřeby odběru vzorků např. se zachováním vlhkosti (u jemnozrnných zemin) ihned po odvrtaní vzorkovaného úseku.

Jelikož jsou vrty relativně finančně náročná díla (cena 1bm - běžného metru vrtu zahrnuje náklady na projektování, provedení i likvidaci vrtu a řadu dalších potřeb), je potřeba využít maximální množství získaných informací, samozřejmě s ohledem na účel, pro který je vrt hlouben.

Informace o provrtávaném horninovém prostředí získáváme především z jádrových vrtů, a to jednak z vrtných vzorků (jader, drtě), dále z prováděných měření ve vrtu a jejich interpretace, ale i z vlastního průběhu procesu vrtání zaznamenávaného v určitých speciálních případech náročnějších vrtů ve vrtném deníku, protokolu apod.

Způsob, obsah i prezentace geologické dokumentace vrtu jsou různé v závislosti na účelu vrtu, způsobu vrtání, odběru a výnosu vzorků a také na zvyklostech firmy, která tuto dokumentaci provádí.

Dokumentace vrtu - tzv. geologický profil vrtu by měl obsahovat:

1) Popisné informace

2) Dokumentované charakteristiky

3) Fotodokumentace vrtného jádra

Ad 1) Popisné informace (většinou umístěné v záhlaví, případně na pravé straně dokumentačního listu)

• název a adresu provádějící firmy

·         popisné informace o vrtaní:

o        datum zahájení vrtání,

• datum ukončení vrtání,
• vrtná souprava (obr. 11.1),
• vrtná technologie,
• průměr vrtu (obr. 11.2),
• délka návrtu (viz. obr. 11.1),
• průměr jádra (viz. obr. 11.2),
• jméno vrtmistra,
• datum a místo uskladnění vzorku.

·         informace o objektu:

o        název vrtu,

o        souřadnice a souřadný systém,

o        lokalita,

o        mapový list,

o        měřítko,

o        číslo projektu,

o        jméno dokumentující osoby,

o        datum.

Ad 2) Dokumentované charakteristiky inženýrskogeologických typů hornin, kterými vrt prochází, bývají znázorněny formou, kterou ukazuje tab. 11.1:

1.    Metráž (hloubka),

2.    Graficky znázorněný geologický profil - pomocí značek (ISO 710 – 1 až ISO 710 – 7; v dříve provedených geologických profilech vrtů bylo využíváno značení dle dříve platných ČSN 72 0511 - Geologické a petrografické značky sedimentárních hornin, ČSN 72 0512 - Geologické a petrografické značky magmatických hornin a ČSN 72 0513 - Metamorfované horniny; nebo dle směrnic ČGÚ a SGÚ z roku 1989 obr. 11.3a, 11.3b, 11.3c, 11.3d),

3. Odběr vzorku (obr. 11.4) - vyznačení typu vzorku a míst odběrů
4. Hladina podzemní vody - zaznačení její naražené a ustálené úrovně (obr. 11.5),
5. Zatřídění dle ČSN 73 1001 (Základová půda pod plošnými základy), nebo odpovídající ČSN EN ISO 14688-2 (Geotechnický průzkum a zkoušení – Pojmenování a zatřiďování zemin – Část 2: Zásady pro zatřiďování),
6. Zatřídění dle ČSN 73 3050 (Zemní práce),
7. Litologický popis (viz. ^*)Příklady popisu) - zatřídění dle ČSN 72 1001 (Pojmenování a popis hornin v inženýrské geologii) nebo odpovídající ČSN EN ISO 14688-1 (Geotechnický průzkum a zkoušení – Pojmenování a zatřiďování zemin – Část 1: Pojmenování a popis),

X. Ostatní záznamy, např. výsledky inklinometrie (obr. 11.6), kavernometrie, karotážní záznamy, geotechnické parametry měřené na jádrech (obr. 11.7), atd. - jsou využívány pouze při určitém typu průzkumu.

 

^*) Příklad popisu 1:

0,0 - 0,5m                 Navážka; nesoudržný materiál tvořený stavebním odpadem - struska, štěrk, drobná černá haldovina, zbytky asfaltu, prachovito-písčitá drť.

0,5 - 1,2m                 Hlína písčito-prachovitá, slabě jílovitá, okrově šedožlutohnědá až sv. rezavě šedohnědá, slabě smouhovaná, konzistence tuhá (PEN 90 - 150 kPa); sprašová hlína.

1,2 - 6,7m                 Hlína prachovitá s písčitými laminami, sv. hnědošedá, místy páskovaná až skvrnitá, konzistence tuhá (PEN 80 -120 kPa); sálský glaciál.

6,7 - 7,0m                 Hlína silně písčito-prachovitá až charakteru hlinitého písku, rezavá až fialově rezavá, rozpadavá; interglaciál.

7,0 - 8,0m                 Hlína jílovitá, písčitě laminovaná, šedá až sv. šedá, rezavě laminovaná, místy černé až tm. černohnědé povlaky, manganové konkrece; halštrovský glaciál.

Následující obrázky 11.8, 11.9 a 11.10 znázorňují příklady geologických profilů inženýrskogeologických vrtů.

Skalní horniny jsou při dokumentaci specifikovány více charakteristikami (tab. 11.2), vzhledem k  popisu diskontinuit a kusovitosti vrtného jádra. Diskontinuity s číselnými údaji úklonu od vertikální osy jádra je vhodné zaznamenávat do graficky znázorněného geologického profilu (2. charakteristika), aby bylo patrné jejich umístění.

Kusovitost vrtného jádra vypovídá o porušenosti horninového masivu a lze ji specifikovat tzv. indexem kvality - RQD (I_RQD) (tab. 11.3). I_RQD (redukovaný výnos jádra) je roven součtu délky kusů větších než 10 cm vztažených k  určité etalonově stanovené délce vrtu (návrtu, provrtané  mocnosti litologického typu ap.). Pomocí tohoto indexu je možné ve zkoumaném skalním masivu interpretovat předpokládané zóny zvýšeného rozpukání, představující jeho oslabení, možnost zvýšené propustnosti, snížení stability masivu i stěn podzemních děl, ap.

Údaje o porušenosti skalního masivu - RQD, kusy jádra menší než 10cm, drť a celkový výnos jádra bývají znázorněny v rámci dokumentovaných charakteristik (v tab. 11.2 zeleně zvýrazněno) nebo samostatně (obr. 11.11).

Dále je uveden příklad popisu skalních hornin (charakteristika č.7):

^*) Příklad popisu 2:

125 - 132,2m            PRACHOVEC písčitý, tmavošedý, s hojnou vtroušenou zuhelnatělou rostlinnou drtí, s nepravidelnými čočkami 1-2 cm prachovitého, jemně slídnatého šedého   pískovce. Zvrstvení nezřetelné. Pukliny strmé 20-30º, nerovné. Přechod ostrý.

132,2 - 134,5m         PÍSKOVEC drobový, světle žlutošedý, střednězrnný s ojedinělými valounky křemene do 0,5 cm. Vrstevní plochy 750. Pozvolný přechod. 131,2 - 131,4 vzorek.

Ad 3) Fotodokumentace vrtného jádra (doporučuje se, ale není podmínkou). Příklady fotodokumentace jsou uvedeny na obr. 11.12 a obr. 11.13.

Fotodokumentaci vrtných jader lze výhodně využít pro digitalizaci kusovitosti vrtných jader (obr. 11.14) zvláště v případech dokumentování rozsáhlého souboru vrtů. Nelze ji však používat pro přímý geologický popis, protože z ní nemusí být patrné důležité skutečnosti.

Pro digitalizaci lze využít různých počítačových programů (např. ROCKWARE, Surfer apod.), z nichž je možné získané údaje transformovat do speciálních programů pro výpočet charakteristik výnosu jádra. Tyto programy následně umožňují export do programů zobrazujících tyto informace graficky - znázornění celkového výnosu jádra (obr. 11.15), kvality masivu RQD (obr. 11.16), počtu kusů jádra menších než 10cm (obr. 11.17) a drtě (obr. 11.18) v jednotlivých vrtech.

Dokumentace vrtu se postupně doplňuje o výsledky zkoušek, provedených ve vrtu a na vzorcích.

Součástí příloh týkajících se dokumentace inženýrskogeologických vrtů v závěrečné zprávě je také situační plán zájmové oblasti (obvykle ve velkém měřítku, např. 1:500) s vyznačením vrtů provedených v rámci daného průzkumného úkolu (obr. 11.19, obr.11.20 a obr. 11.21).

Podle „Vyhlášky č. 369/2004 Sb. o projektování, provádění a vyhodnocování geologických prací, oznamování rizikových geofaktorů a o postupu při výpočtu zásob výhradních ložisek“ je povinností každé instituce předávat zprávy a dokumentaci Geofondu.

Vrty se začleňují do databáze vrtů formou registru (viz. příloha 11.1). Z báze dat vrtů jsou poskytovány výstupy těchto druhů:

·         mapy vrtné prozkoumanosti 1:25 000, tvořící fond vrtné prozkoumanosti;

·         situační mapy rozmístění vrtů (mapy dokumentačních bodů) v požadovaném měřítku;

·         tabelární výstup popisu vrtů doprovázející situační mapy a obsahující základní údaje o každém vykresleném vrtu, včetně údaje o zastižených útvarech;

·         popisy geologických profilů v kódované formě (příloha 11.2) nebo v plném popisném znění (příloha 11.3).

11.1  Vzorkování

Odběr vzorků, jejich popis a manipulace s nimi je velmi zodpovědná činnost, která může mít zásadní vliv na další průzkumné práce, jejich vyhodnocování i na rozhodování o projektovaném záměru.

Základním požadavkem je reprezentativnost vzorku, tzn. že musí charakterizovat přilehlou kvazihomogenní část horninového prostředí. Nezbytnou nutností je přesná a jednoznačná lokalizace místa odběru.

Podle účelu, pro který je vzorek používán, se rozlišují vzorky dokumentační a zvláštní.

Dokumentační vzorky slouží pro hmotnou geologickou dokumentaci. Jedná se obvykle o vybrané vzorky reprezentující jednotlivé horninové typy, jejich pozici v geologické stavbě, paleontologické nálezy, mineralogické zvláštnosti ap. U významných geologických vrtů vrtaných na jádro může být dokumentačním vzorkem celý jádrovaný úsek.

Vzorky musí být uloženy ve vzorkovnicích označených číslem dokumentovaného díla (vrtu, šachtice, štoly, výkopu), hloubkou nebo metráží, ze které byly odebírány, a doloženy písemnou a grafickou dokumentací celého dokumentovaného objektu. Musí být uchovány po celou dobu probíhající akce (průzkumu ev. výstavby). Po stanovené lhůtě jsou vzorky skartovány, případně podle zájmů a potřeb předány do fondu hmotné dokumentace Geofondu nebo jiným institucím (muzejní sbírky, školy ap.).

Zvláštní vzorky jsou odebírány pro laboratorní stanovení vlastností hornin, vody, příp. plynu. Způsob odběru, hmotnost, počet, rozměr, tvar a druh vzorku závisí na charakteru horniny (skalní, zeminy), účelu, pro který je odebírán (tab. 11.1.1) a na požadavcích laboratoře (typu přístrojů, opracování vzorků, předepsaném počtu opakovaných zkoušek ap.).

Druhy zvláštních vzorků:

• vzorky porušené nemají zachovanou přirozenou strukturu ani vlhkost. Odebírají se do sáčků obvykle v množství 1-2,5kg, u štěrků v množství (kg), které odpovídá dvojnásobku největšího zrna (cm). Doporučuje se, aby byla po dobu skladování zachována konstantní vlhkost i teplota.
• vzorky porušené se zachováním přirozené vlhkosti (tzv. poloporušené) se obvykle kombinují se vzorkem porušeným. Odebírají se do hermeticky uzavíratelných nádobek o objemu asi 50-70cm³.

·         vzorky neporušené si zachovávají přirozenou strukturu, texturu a vlhkost a jsou použitelné pro všechny způsoby laboratorních zkoušek. Odebírají se pomocí odběrných zařízení typu válců s vyjímatelnými vnitřními pouzdry, ve kterých se dopravují do laboratoře nebo typu dvojitých jádrovnic  pro odběr z vrtů.

Mezi neporušené vzorky můžeme zařadit i monolity, což jsou bloky skalních hornin nebo soudržných zemin o objemu min. 1000cm³, které se v přístupných místech vylamují nebo vyřezávají z masivu. Musí být označeny tak, aby byla zřejmá jejich přirozená pozice (vztah k vrstevním plochám, odlučnosti ap.) Nejčastějšími typy vzorků jsou části vrtných jader. Přepravují se ve vzorkovnicích (obr. 11.1.1 a obr. 11.1.2) nebo pevných obalech, zabraňujících porušení a vysychání.

Vzorky vody jsou využívány pro stanovení jejich chemizmu a agresivity na kovové (ČSN 03 8375 Ochrana kovových potrubí uložených v půdě nebo vodě proti korozi) a betonové (ČSN EN 206-1-Beton-část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda) stavební konstrukce (viz kapitola 13.). Odebírají se do speciálních vzorkovnic o objemu min. 2l (ČSN EN 25 667-1 Jakost vod. Odběr vzorku). Na obrázcích 11.1.3, 11.1.4 a 11.1.5 je prezentován způsob odběru vzorku vody.

Při odběru vzorků vody z vrtu je nezbytné počkat nějakou dobu, než se usadí kal vzniklý smísením provrtávaných hornin s podzemní vodou. Při vrtání s vodním výplachem je nutné výplachovou vodu vyčerpat a s odběrem vzorků počkat minimálně 24 hodin, než se ustálí chemizmus vzorkované podzemní vody.

Zvláštní vzorky se využívají také pro stanovení technologických vlastností.

Každý vzorek přepravovaný do laboratoře musí být opatřen etiketou, která obsahuje: název akce, lokalitu, typ dokumentovaného objektu, druh vzorku, hloubku, u odběrných válců polohu pouzdra (horní, dolní), číslo pouzdra, datum odebrání vzorku, podpis osoby zodpovědné za odběr.

Vzorky musí být vyznačeny v dokumentačním záznamu sledovaného objektu (např. v náčrtu nebo fotografii přirozeného odkryvu, v grafickém geologickém profilu vrtu).

Při odevzdání vzorků do laboratoře musí být provedeno jejich zaevidování. V záznamu se uvedou údaje z etikety a doplní se přiřazeným laboratorním číslem, typem a počtem obalů, ve kterých byly vzorky přepraveny (2 pouzdra, 1 bedna ap.). Zaznamenají se případná poškození vzorku i obalu, uvedou se vlastnosti, které mají být zjištěny a návrh zkušebního programu. Evidenční list musí být podepsán předávající i přebírající osobou.

11.3 Zadání programu

Proveďte grafickou a popisnou dokumentaci vrtného profilu zadaného na cvičení podle vzoru uvedeného v této kapitole (obr.11.8).