Проведение инженерногеологических изысканий

Далее рассматриваются в основном полевые методы, применяемые при изысканиях, т. е. методы, позволяющие получать инженерно-геологическую информацию непосредственно на месте проектируемого сооружения.

Одним из основных методов инженерно-геологического изучения местности является инженерно-геологическая съемка — комплекс визуальных и инструментальных маршрутных исследований, заключающийся в измерении, описании и нанесении на карту всех природных и искусственных факторов, определяющих инженерно-геологические условия территории.

В зависимости  от необходимой детальности сведений и объема задач, стоящих перед проектными организациями, проводят инженерно-геологическую съемку того или иного масштаба. Для очень больших территорий применяется съемка масштаба 1:200000 и мельче. Это так называемая мелкомасштабная или обзорная съемка. Средне- масштабная съемка ограничена масштабами 1:50000— 1:10000. Крупномасштабная или детальная съемка имеет масштабы 1:5000 и крупнее. Естественно, что при инженерно-геологической съемке используют топографические карты соответствующих масштабов, на которые и наносят все полученные сведения.

Инженерно-геологическая  съемка может производиться на готовой геологической основе, если на данной территории уже была проведена геологическая съемка соответствующего (или более крупного) масштаба. В том случае, если геологической съемки не было, то проводят комплексную инженерно-геологическую съемку. При этом помимо изучения инженерно-геологических условий для проектируемого строительства должна быть проведена собственно геологическая съемка с выяснением геологического строения территории и предварительной оценкой месторождений полезных ископаемых, которые могут быть выявлены в процессе съемки.

При изысканиях практически всегда проводят комплексную  инженерно-геологическую съемку, в процессе которой должны быть изучены:

1. Геологическое  строение местности (стратиграфия, литология, тектоника и т. д.);

2. Геоморфологические  особенности территории будущего  сооружения (сведения о рельефе);

3. Гидрогеологические  условия (уровни подземных вод, их динамика, химический состав и агрессивность по отношению к бетону, источники подземных вод и их дебит);

4. Неблагоприятные  геодинамические процессы и явления  (оползни, заболоченность, карст,  суффозия и т.д.);

5. Физико-механические свойства грунтов;

6. Состояние  существующих сооружений (если они  имеются) и возможность появления техногенных процессов и явлений;

7. Месторождения местных  строительных материалов с их  предварительной оценкой.

Все указанные  сведения в процессе инженерно-геологической съемки получают либо при изучении естественных обнажений (выходов на поверхность слоев горных пород на склонах гор, в оврагах, в бортах речных долин и т. п.), либо в результате проведения разведочных работ.

Разведочные работы могут  включать в себя проходку горных выработок, геофизические исследования, аэрокосмические методы, опытные полевые работы по определению свойств грунтов, гидрогеологические опытные работы и др.

Прочностные показатели свойств  грунтов в полевых условиях определяют в песках, глинистых и органоминеральных грунтах, которые не содержат примесей в виде щебня или гравия. Чаще всего используют два экспресс-метода: статическое и динамическое зондирование.

Динамическое  зондирование выполняют путем ручной или механической забивки в грунты конуса (зонда). Забивку осуществляют стандартными ударами свободно падающего молота. В процессе зондирования фиксируют величину погружения зонда в зависимости от числа ударов молота и определяют сопротивление грунтов внедрением конуса.

Статическое зондирование осуществляют путем плавного вдавливания в грунты конического зонда. Вдавливание осуществляют с помощью гидравлических, винтовых или реечных домкратов. При погружении зонда замеряют сопротивление грунтов его внедрению.

Считается, что статическое  зондирование дает более верные результаты в силу непрерывности и плавности приложения нагрузки, это особенно предпочтительно при определении физико-механических показателей грунтов.

Статическое и динамическое зондирования позволяют оценивать несущую способность грунтов, степень их уплотнения в насыпях и намывных образованиях, определять глубину залегания скальных и крупнообломочных, грунтов, устанавливать консистенцию глин и определять модуль деформации Е.

Метод зондирования нашел широкое применение при  инженерно-геологических полевых изысканиях при строительстве автодорог и аэродромов. Этот метод позволяет ускорить изыскательские работы, сократить объем буровых и лабораторных исследований грунтов, но при этом следует заметить, что в глинистых грунтах он дает несколько завышенные значения модуля деформации Eq в сравнении с более высокоточным методом штампов. Потому результаты испытаний глинистых грунтов зондированием следует сравнивать с методом штампа и компрессионных испытаний образцов грунтов в грунтоведческих лабораториях.

Деформационные  показатели в полевых условиях определяют в скальных и нескальных грунтах. Наибольшее применение в полевых условиях получил метод штампов, позволяющий определять значения допустимых нагрузок по предельным значениям напряжений, при которых структуры грунтов начинают разрушаться. Так определяют модуль общей деформации Е, МПа.

 

2 Договор (контракт), техническое задание и программа инженерно-геологических изысканий

 

Содержание  этих важнейших проектно-изыскательских документов регламентируется СНиП 11-02-96.

Основанием  для производства инженерно-геологических изысканий является договор (контракт) между Заказчиком (финансирующей, проектной или строительной организацией) и Исполнителем инженерно-геологических изысканий. Обязательными приложениями к договору должны быть техническое задание, календарный план работ и смета, а при наличии требования Заказчика и программа инженерно-геологических изысканий.

Техническое задание  на выполнение инженерно-геологических  изысканий составляется Заказчиком и передается в изыскательскую организацию.

В техническом  задании указываются местоположение площадки (или трассы) предполагаемого строительства, вид проектируемого сооружения, стадийность (этап) проектирования, конструктивные особенности проектируемых зданий и сооружений, намечаемый тип фундаментов (свайный, плита, ленточный), этажность, наличие мокрых технологических процессов, подвальных помещений, допускаемые величины деформаций, предполагаемая нагрузка на грунты основания и другие сведения.

Для трасс коммуникаций указывается предполагаемая глубина их заложения, протяженность, диаметр и материал трубопроводов и др.

Программа инженерно-геологических  изысканий устанавливает состав, объемы, методы и последовательность инженерно-геологических исследований. Ее содержание определяется видом строительства, уровнем ответственности сооружений, сложностью инженерно-геологических условий и стадией проектирования.

При небольшом  объеме намечаемых инженерно-геологических  работ (несложные объекты II и III уровня ответственности, простые инженерно-геологические условия, высокая степень геологической изученности) допускается взамен программы составление технического предписания на производство изысканий.

Материалы инженерно-геологических  изысканий, передаваемые Заказчику в виде технического отчета, подлежат обязательной государственной экспертизе.

 

3 Основные  стадии инженерно-геологических  изысканий

 

Инженерно-геологические  изыскания для строительства  выполняются последовательно на различных стадиях (этапах)

Различают следующие основные стадии работ: предпроектную (она включает прединвестиционную документацию, градостроительную документацию и обоснование инвестиций в строительство) и проектную (в состав которых входят проект и рабочая документация для строительства предприятий, зданий и сооружений).

Предпроектная документация разрабатывается с целью обоснования целесообразности строительства объекта, выбора строительных площадок и направления магистральных транспортных и инженерных коммуникаций, основ генеральных схем инженерной защиты от опасных геологических процессов и др.

Основной объем  инженерно-геологических изысканий  выполняют на этапе обоснования инвестиций в строительство. В состав работ входит: проведение инженерно-геологической съемки на территории проектируемых строительных объектов и трасс линейных сооружений. Проводятся буровые и горнопроходческие работы, полевые методы исследования грунтов, лабораторные исследования, стационарные наблюдения и другие виды работ.

Инженерно-геологические  изыскания для разработки проекта должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий уже выбранной площадки (участка, трассы) и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации объекта.

Инженерно-геологические  изыскания для разработки рабочей  документации проводятся на окончательно выбранной стройплощадке для отдельных зданий и сооружений с целью детализации и уточнения инженерно-геологических условий. Проходят скважины и шурфы (чаще всего по контурам и осям проектируемых зданий и сооружений), определяют расчетные показатели физико-механических свойств грунтов, выполняют полевые исследования грунтов, опытно-фильтрационные работы и геофизические исследования. Продолжают начатые на предшествующих этапах изысканий стационарные наблюдения за развитием опасных геологических процессов, режимом подземных вод и т. д.

Для технически несложных объектов, а также при  строительстве по типовым проектам инженерно-геологические изыскания выполняют для одной стадии: «рабочего проекта», при которой рабочая документация разрабатывается одновременно с проектом.

Инженерно-геологические  изыскания в период строительства выполняют лишь в особых случаях: 1) при строительстве ответственных зданий и сооружений, особенно в сложных инженерно-геологических условиях; 2) в условиях стесненной городской застройки; 3) при длительных перерывах во времени между окончанием изысканий и началом строительства объектов и т. д.

Инженерно-геологические  изыскания в период строительства  включают: 1) уточнение геологических  и гидрогеологических условий в период вскрытия котлованов, тоннелей, прорезей и других выемок, выявление расхождений натурных условий с проектными данными, внесение при необходимости соответствующих корректив и проведение дополнительных изыскательских работ; 2) контроль за ведением строительного водопонижения, инженерной подготовкой оснований зданий и сооружений, производством работ по закреплению грунтов.

В период эксплуатации объектов в необходимых случаях в соответствии с заданием Заказчика проводят обследования грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений, а также при их расширении, строительстве новых близко примыкающих зданий и в других случаях.

При необходимости  в период эксплуатации объектов осуществляют стационарные наблюдения (локальный мониторинг) за развитием опасных геологических процессов, деформациями зданий и сооружений и другими неблагоприятными факторами.

Инженерно-геологические  изыскания для реконструкции  зданий и сооружений проводятся, как правило, в условиях плотной застройки и поэтому должны осуществляться с учетом конкретной природно-технической ситуации. По своему составу, объемам и применяемым методам изыскания для реконструкции значительно отличаются от изысканий под новое строительство. В частности, обязательным видом работ является натурное обследование окружающей территории и реконструируемого здания. В ходе обследования устанавливают геотехническую категорию объекта, необходимые объемы работ по изысканиям, принципиальные варианты реконструкции и усиления и др.

Небольшой объем  инженерно-геологических изысканий выполняется в период ликвидации зданий и сооружений. Цель этих работ – обоснование проектных решений по санации (оздоровлению) и рекультивации нарушенной территории, оценка опасности и риска от ликвидации объекта.

4 Инженерно-геологические изыскания для строительства зданий и сооружений

Инженерно-геологические  изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта и  находятся в полной зависимости от вида объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т. д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, свои особенности, но все изыскания имеют нечто общее, некоторый стандарт.

Результаты инженерно-геологических  исследований в виде отчёта поступают  в строительную проектную организацию. Отчёты должны иметь для инженера-проектировщика материалы по семи основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:

- оценка пригодности  площадки для строительства данного  объекта;

- геологический материал, позволяющий решать все вопросы  по основаниям и фундаментам;

- оценка грунтового  основания на восприимчивость  возможных динамических воздействий от объекта;

- наличие геологических  процессов и их влияние на  устойчивость будущего объекта;

- полную характеристику  по подземным водам;