Понедельник , 4 мая 2020
Бизнес-Новости
Разное / Инженерно геологические работы – Раздел V инженерно-геологические работы для строительства зданий и сооружений

Инженерно геологические работы – Раздел V инженерно-геологические работы для строительства зданий и сооружений

Содержание

Раздел V инженерно-геологические работы для строительства зданий и сооружений

В этом разделе сначала дается описание инженерно-геологи­ческих исследований, которые необходимо проводить на террито­рии будущего строительства; затем показывается содержание ин­женерно-геологических изысканий под конкретные строительные объекты.

Глава 32 инженерно-геологические исследования для строительства

Роль и место инженерной геологии в строительстве зданий и сооружений показаны в табл. 37. Техническое задание на инженер­но-геологические изыскания выдает инженер-строитель, занимаю­щийся проектированием объекта. В связи с этим инженер-строи­тель должен владеть определенными знаниями по инженерной геологии. Далее изыскания выполняет специализированная изыс­кательская организация. Каждая изыскательская организация, в том числе и по инженерно-геологическим изысканиям, специали­зируется, как правило, по определенному виду строительст­ва — промышленно-гражданскому, дорожному, гидротехническому и др. Результаты изысканий в виде инженерно-геологического от­чета передаются строительной проектной организации, где ведется проектирование объекта. В этой работе, как и при строительстве объекта, обязательно принимает участие инженер-геолог. В период эксплуатации объекта в ряде случаев также требуется участие ин- женера-геолога, чаще всего это бывает в связи с нарушением нор­мальной эксплуатации объекта (деформация зданий, подтопление фундаментов, оползневые процессы и т. д.).

Таблица 37

Роль инженерной геологии в строительстве объектов

Этап

строитель­

ства

Вид работ

Организация

Исполнитель

1

Инвестиции

Заказчик

Заказчик

2

Техническое задание на инженерно-геологические изыскания

Проектная

Инженер-строитель

3

Инженерно-геологиче­ские изыскания

Изыскательская

Инженер-геолог

4

Проектирование

Проектная

Инженер-строитель при участии инжене- ра-геолога

5

Строительство

Строительная

То же

6

Эксплуатация объекта

Заказчик

»

7

Реконструкция или лик­видация

Строительная

»

В последнее время значительное место в строительной практике занимает вопрос реконструкции, перепрофилирования и реставрации зданий и сооружений, как правило, в пределах существующей городской застройки. Это накладывает особую ответственность на инженеров-геологов, которые должны оценить степень изменений в геологической среде за период эксплуатации зданий и сооружений и выработать рекомендации по дальнейшим проектным решениям в связи с изменившейся геологической обстановкой.

Цель инженерно-геологических исследований — получить не­обходимые для проектирования объекта инженерно-геологиче­ские материалы.

Задача исследований — изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, природных геологи­ческих и инженерно-геологических процессов, свойств горных пород и прогноз их изменений при строительстве и эксплуата­ции различных сооружений.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентирует­ся основным нормативным документом в строительстве «Строите­льными нормами и правилами» СНиП 11.02—96 «Инженерные изыскания для строительства» и комплексом сводов правил.* Данные документы определяют порядок, состав, объем и виды выпол­няемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологиче­ских обстановках, а также состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приемки, а также ответ­ственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков).

Состав исследований определяется программой, согласован­ной с проектной организацией. В состав работ входят: сбор, изу­чение и анализ имеющихся геологических материалов по району строительства; инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка; буровые и горно-проходческие разведочные работы; гео­физические исследования; опытные полевые работы; стационар­ные наблюдения; лабораторные исследования грунтов и подзем­ных вод; камеральная обработка и составление отчета.

Во всех случаях исследования должны начинаться со сбора имеющихся материалов о природных условиях района (геологиче­ском строении, гидрогеологических условиях, климате, гидроло­гии, почвенном покрове, топографии). Эту работу выполняют в подготовительный период до начала полевых работ; изучают ма­териалы, хранящиеся в геологических фондах и других организа­циях, опубликованные работы, собирают данные об опыте строи­тельства и эксплуатации аналогичных сооружений в местных природных условиях. Тщательный сбор и анализ имеющихся ма­териалов, дополненный в ряде случаев рекогносцировочным об­следованием района, позволяет целенаправленно составить про­грамму исследований и значительно сократить их объем.

После проведения необходимых организационно-хозяйствен­ных мероприятий изыскательский отряд или партия выезжает на место будущего строительства и приступает к полевым работам (съемка, буровые, геофизические и другие работы).

Окончательная обработка полевых материалов и результатов лабораторных анализов производится в стационарных условиях в течение камерального периода. Камеральная обработка материа­лов завершается составлением инженерно-геологического и гидрогеологического отчетов.

Объем выполняемых инженерно-геологических исследований бывает различен. Это связано со стадией проектирования (пред­варительные или детальные исследования), геологической изу­ченностью района (изученный, малоизученный, неизученный), сложностью геологического строения (сложные складки, горизон­тальное залегание слоев и т. д.), особенностями свойств грунтов (грунты, требующие и не требующие специальных работ), конст­руктивными особенностями сооружений и их капитальностью.

Основной объем инженерно-геологических работ приходится на исследования, проводимые в период до проектирования.На этом этапе инженерно-геологические исследования обеспечивают полу­чение необходимых данных, связанных с геологическими условия­ми местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Геологическое изучение местности позволяет выявить лучший участок для строительства, влияние различных процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обста­новку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, ре­шить вопрос о необходимости улучшения их свойств и составить представление о наличии в данном районе тех или иных строите­льных Материалов. Важное место занимают инженерные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундаментов и ве­личина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчи­вость сооружения, величины ожидаемых осадков и т. д.

В период строительствапри проходке котлованов производят сверку наблюдаемых геологических и гидрогеологических данных с геологическими материалами, полученными в период инженер­но-геологических исследований до проектирования. При наличии расхождений назначают дополнительные инженерно-геологиче­ские работы для подтверждения правильности выполненного проекта или внесения в него необходимых исправлений.

При эксплуатации зданийи сооружений во многих случаях це­лесообразны работы, связанные с подтверждением прогноза устойчивости объектов. Так, проводят наблюдения за характером и величиной осадок, режимом грунтовых вод и рек, размывом берегов, устойчивостью склонов и т. д. К этому периоду относят также работы, получившие название инженерно-геологической экспертизы. Задачей таких исследований является установление причин возникновения деформаций зданий и сооружений и ре­шение вопросов по их устранению.

Инженерно-геологические работы обычно выполняют в три этапа:

1) подготовительный;2) полевой; 3) камеральный.

Подготовительныеработы включают изучение района по ар­хивным, фондовым и литературным материалам. Осуществляется подготовка к полевым работам.

В полевойпериод производят все инженерно-геологические работы, предусмотренные проектом для данного участка:

  • инженерно-геологическую съемку;

  • разведочные (буровые и горно-проходческие) работы и гео­физические исследования;

  • опытные полевые исследования грунтов;

  • изучение подземных вод;

  • анализ опыта местного строительства и т. д.

В течение камеральногопериода производят обработку поле­вых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инженерно-геологический отчет с соответствующими графиче­скими приложениями в виде карт, разрезов и т. д.

Инженерно-геологический

отчет является итогом инженер­но-геологический изысканий. Отчет передается проектной орга­низации, и на его основе выполняется необходимая проектная документация для строительства. В общем виде отчет состоит из введения, общей и специальной частей, заключения и приложе­ний. Во введении указывают место проведения изыскательских работ и время года, исполнителей и цель работ. В общей части, в ее отдельных главах дается описание:

  • рельефа, климата, растительности, населения;

  • геологической обстановки с приложением геологических карт и разрезов;

  • карт строительных материалов, которые необходимы для вы­полнения строительных работ.

В специальных главах большое внимание уделяется фунтам и подземным водам. Грунты являются основным объектом исследо­ваний, поэтому указываются: какие грунты, их свойства, выра­женные в цифрах, что необходимо для определения расчетных характеристик, пригодность фунтов для строительства объекта.

Подземные воды оцениваются в двух направлениях: как источ­ники водоснабжения при строительстве и эксплуатации объекта и как они могут помешать строительству. В этих случаях даются ре­комендации по строительному водопонижению и устройству дре­нажей на период эксплуатации объекта.

В заключительной части отчета дается общая инженерно-гео­логическая оценка участка по пригодности для данного строите­льства, указываются наиболее приемлемые пути освоения терри­тории, заостряется внимание на вопросах охраны окружающей среды.

Отчет обязательно должен иметь приложение, в котором дает­ся различный фафический материал (карты, разрезы, колонки скважин и др.), а также таблицы свойств фунтов, химических анализов воды, каталог геологических выработок и др.

Инженерно-геологический отчет должен давать ответы на все вопросы, которые стоят перед строителем, но семь из этих отве­тов являются главными. Это фактически семь основных требова­ний к инженерно-геологическим изысканиям. К ним относятся: 1) оценка общих условий территории;2) обеспечение геологиче­скими данными для выбора типа основания и конструкций фун­дамента; 3) определение характера воздействия на фунты дина­мических нафузок; 4) возможное влияние на устойчивость объекта инженерно-геологических процессов; 5) влияние на объ­ект подземных вод;6) состав и свойства грунтов как несущих оснований и особенности производства земляных работ; 7) про­гноз влияния объекта на природную среду, в частности, по за­грязнению земли, атмосферы и гидросферы.

Инженерно-геологические заключения.В практике инженер­но-геологических исследований очень часто вместо больших отче­тов приходится составлять инженерно-геологические заключения. Выделяются три вида заключений: 1) по условиям строительства объекта;2) о причинах деформаций зданий и сооружений и 3) эк­спертиза. В первом случае заключение носит характер сокращен­ного инженерно-геологического отчета. Такое заключение может быть выполнено для строительства отдельного здания.

Заключение о причинах деформаций зданий и сооружений могут иметь различное содержание и объем. В их основу кладут­ся материалы ранее проведенных исследований, осмотр местнос­ти, сооружения. При необходимости дополнительно выполняется небольшой объем инженерно-геологических исследований. За­ключение должно вскрыть причины деформаций и наметить пути их устранения.

Инженерно-геологическая экспертиза проводится, главным образом, по проектам крупных сооружений. Основой для экспер­тизы является наличие спорных и разноречивых оценок природ­ных условий (в процессе изысканий) или аварий сооружений (в процессе их эксплуатации).

Экспертиза силами квалифицированных специалистов уста­навливает:

  • правильность приемов исследований;

  • достаточность объемов работ;

  • правомерность выводов и рекомендаций;

  • причины аварий и т. д.

По объему работы экспертиза бывает кратковременнаяидлите­льная.В первом случае вопрос решается практически сразу. Выво­ды излагаются в виде заключения. Во втором случае экспертиза кроме изучения имеющихся материалов требует выполнения спе­циальных работ по определенной программе с указанием сроков. По окончании работ выводы могут быть изложены в виде заклю­чения или даже небольшого инженерно-геологического отчета.

Экспертиза должна давать ответ на поставленные вопросы, содержать необходимые конкретные рекомендации, обоснования и доказательства целесообразности предлагаемых инженерно-тех­нических мероприятий.

Инженерно-геологическая съемка представляет собой комплек­сное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естественно-исторических условий района строительства. Эта ра- 438 бота дает возможность оценить территорию со строительной точ­ки зрения.

Масштаб инженерно-геологической съемки определяется дета­льностью инженерно-геологических исследований и колеблется от 1:200 000 до 1:10 000 и крупнее. Основой для проведения съемки служит геологическая карта данной территории.

Геоморфологические исследования уточняют характер рельефа, его возраст и происхождение. При геологических работах опреде­ляют условия залегания пород, их мощность, возраст, тектониче­ские особенности, степень выветрелости и т. д. Для этой цели изу­чают естественные обнажения, представляющие собой выходы на поверхность слоев горных пород на склонах гор, оврагов, речных долин. Для каждого слоя записывают наименование породы, окра­ску, состав, примеси, измеряют видимую мощность и элементы за­легания. На карте указываются местонахождения обнажений. Наи­более характерные для данного района обнажения зарисовывают и фотографируют.

Районы, где наблюдается большое количество обнажений, на­зывают открытыми,при отсутствии их —закрытыми.В закрытых районах геологическое строение изучают с помощью разведочных выработок (буровых скважин, шурфов и т. д.). Выработки доку­ментируются. Одновременно из них отбирают пробы образцов пород для лабораторных исследований.

При инженерно-геологической съемке изучают гидрогеологи­ческие условия для выяснения обводненности пород, глубины за­легания подземных вод, их режима и химического состава; выяв­ляют геологические явления и процессы (обвалы, осыпи, оползни, карст и т. д.), которые могут негативно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами, а так­же в специальных полевых лабораториях.

В процессе инженерно-геологической съемки производят по­иски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют инженерно-геоло­гическую карту района строительства. Это дает возможность про­извести инженерно-геологическое районирование территории и выделить участки, наиболее пригодные под строительство круп­ных объектов (промышленные предприятия, жилые микрорайоны И т. д.).

Аэрокосмические методы. Для ускорения сроков съемочных ра­бот и повышения их качества используют аэрометоды, которые особенно эффективны в районах, труднодоступных для наземно­го изучения (заболоченные низменности, пустыни и т. д.). Широ­кое распространение в современных условиях получили методы космической съемки, для которых разработана специальная аппа­ратура, методики дешифрирования снимков, позволяющие полу­чать высокоточную и достоверную геологическую информацию.

Буровые и горнопроходческие разведочные работы являются су­щественной частью инженерно-геологических и гидрогеологиче­ских полевых исследований. С помощью буровых скважин и гор­ных выработок (шурфов, штолен и др.) (рис. 175) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строитель­ной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные на­блюдения.

К главнейшим разведочным выработкам относят расчистки, канавы, штольни, шурфы и буровые скважины. При инженер­но-геологических работах наиболее часто используют шурфы и буровые скважины.

Расчистки, канавы и штольни относят к горизонтальным вы­работкам. Их целесообразно применять на участках, сложенных крутопадающими слоями. При слабонаклонном и горизонталь­ном залегании слоев следует проходить шурфы и буровые сква­жины.

Расчистки— выработки, применяемые для снятия слоя рых­лого делювия или элювия с наклонных поверхностей естествен­ных обнажений горных пород.

Канавы (траншеи)— узкие (до 0,8 м) и неглубокие (до 2 м) выработки, выполняемые вручную или с помощью техники с це­лью обнажения коренных пород, лежащих под наносами.

Штольни —подземные горизонтальные выработки, закладыва­емые на склонах рельефа и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива. Стены штольни, как правило, крепятся, если их проходят в нескальных породах.

Шурфы— колодцеобразные вертикальные выработки прямо­угольного (или квадратного) сечения. Шурф круглого сечения называют «дудкой». Проходку дудок легче механизировать, но по прямоугольным шурфам проще и точнее определить положение слоев в пространстве. Шурфы помогают детально изучать геоло­гическое строение участка, производить отбор любых по размеру образцов с сохранением их структуры иприродной влажности. Недостатком является высокая стоимость и трудоемкость работ по отрывке шурфов, особенно в водонасыщенных породах. Сле­дует отметить, что за последнее время появились специальные шурфокопательные машины, позволяющие проходить шурфы круглого сечения. Размер шурфов в плане зависит от их предпо­лагаемой глубины. Чаще всего это 1×1 м;1×1,5м; 1,5 х 1,5 м и т. д. Диаметр дудок не превышает 1 м. Обычно глубина шурфа бывает 2—3 м, максимально до 4—5 м.

По мере проходки шурфа непрерывно ведут геологическую до­кументацию — записывают данные о вскрываемых породах, усло­виях их залегания, появлении грунтовых вод; производят отбор образцов. По всем четырем стенкам и дну делают зарисовку и со­ставляют развертку шурфа (рис. 176). Это позволяет более точно определить мощность слоев и элементы их залегания в пространстве.

По окончании разведочных работ шурфы тщательно засыпа­ют, грунт утрамбовывают, а поверхность земли выравнивают.

Буровые скважиныпредставляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые специ­альным буровым инструментом. В буровых скважинах различают устье, стенки и забой (рис. 177).

Бурение является одним из главнейших видов разведочных ра­бот, применяется в основном для исследования горизонтальных или пологопадающих пластов. С помощью бурения выясняют со­став, свойства, состояние грунтов, условия их залегания. Вся эта

работа основывается на исследовании образцов пород, которые непрерывно извлекаются из скважины по мере ее углубления в процессе бурения. В зависимости от способа бурения и состава пород образцы могут быть ненарушенной или нарушенной струк­туры. Образцы ненарушенной структуры получили название керш.

К преимуществам бурения относят: скорость выполнения скважин, возможность достижения больших глубин, высокую ме­ханизацию производства работ, мобильность буровых установок. На рис. 178 показана буровая установка, смонтированная на ав­томобиле. Бурение имеет свои недостатки: малый диаметр сква­жин не позволяет производить непосредственный осмотр стенок, размер образцов ограничивается диаметром скважины, по одной скважине нельзя определить элементы залегания слоев.

Диаметр скважин, используемых в практике инженерно-геоло­гических исследований, обычно находится в пределах 100—150 мм. При отборе образцов на лабораторные испытания скважины сле­дует бурить диаметром не менее 100мм. Глубина скважин опреде­ляется задачами строительства и может составлять десятки метров; при гидротехническом строительстве достигает сотен метров, при поисках нефти и газа — нескольких километров.

При инженерно-геологических исследованиях применяют та­кие виды бурения, которые позволяют получать образцы пород.

Проходка скважин в слабых и водонасыщенных породах бы­вает затруднена вследствие обваливания и оплывания стенок. Для их крепления применяют стальные обсадные трубы, которые опускают в скважины ипродолжают бурение.

По мере проходки буровой скважины оформляется ее геологи­ческая документация в виде геолого-литологической колонки, на которой видно, как залегают слои, их мощность, литологический тип, глубина залегания уровня грунтовых вод, места отбора образ­цов пород в виде керна, возраст пород в индексах (рис. 179). Буро­вые колонки составляют в масштабе 1:100—1:500. После заверше­ния бурения скважина засыпается.

Отбор образцов пород и проб воды. Отбор образцов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже

чем через каждые 0,5—1,0 м. Наиболее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образ­цов, полученных при инженерно-геологических исследованиях, 5—10 % отбирают для последующих лабораторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор моноли­тов,т. е. образцов с сохранением их структуры. Особенно это важно при отборе образцов из слоев связных дисперсных пород (глины, суглинки), в которых кроме структуры необходимо сохранить природную влажность. В шурфах и обнажениях отби­рают монолиты в форме, близкой к кубу, с размерами от

  1. х 10х 10 см до 30 х 30 х 30 см. Из буровых скважин с помо­щью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20—30 мм. Монолиты немедленно парафинируют для сохранения их естественной влажности, т. е. обматывают слоем марли, про­питанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60—65 °С. Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят обычно не более 1,5 месяцев.

Помимо монолитов, отбирают образцы нарушенной структу­ры и образцы рыхлых пород. Вес каждой такой пробы составляет до 0,5 кг.

Пробы подземной воды берут из каждого водоносного гори­зонта в количестве от 0,5 до 2 л. Количество отбираемой пробы зависит от вида химического анализа (полный или сокращенный) и степени минерализации воды. Вода набирается в чистую спе­циальную емкость и тщательно закупоривается.

Геофизические методы исследования обычно сопутствуют раз­ведочным работам и в ряде случаев позволяют значительно со­кратить объем шурфования и бурения. В большинстве случаев они применяются параллельно с другими исследованиями. С их помощью с определенной степенью достоверности можно изучать физические и химические свойства пород и подземных вод, условия залегания, движение подземных вод, физико-геологиче­ские и инженерно-геологические явления и процессы.

В практике инженерно-геофизических изысканий основное место занимают сейсмометрия и электрометрия.

Сейсмические методыоснованы на различии в скоростях рас­пространения упругих колебаний, возникающих как от естествен­ных причин, так и от специально проводимых взрывов. В по­следнее время в инженерно-геологических работах используют разнообразные, в том числе одноканальные, микросейсмические установки. С их помощью можно установить глубину залегания скальных пород под наносами, выявить дно речных долин, кар­стовые полости, уровень грунтовых вод, мощность талых пород в 444 вечной мерзлоте и т. д. В сложных сейсмических и в городских условиях этот метод недостаточно точен.

Электроразведкаоснована на исследовании искусственно со­здаваемого в массивах пород электрического поля. Каждые поро­ды, в том числе сухие и насыщенные водой, характеризуются своим удельным электрическим сопротивлением. Чем больше разнятся эти удельные сопротивления между собой, тем точнее результаты электроразведки для данной строительной площадки.

Наибольшее применение при инженерно-геологических иссле­дованиях нашли электропрофилирование и вертикальное электро­зондирование.

При электропрофилированиина исследуемом участке погружа­ют в грунт серию электродов по намеченным створам и на каж­дом из них измеряют сопротивление пород путем перемещения прибора с фиксированным положением электродов (рис. 180). Это дает сведения об изменении на участке удельного сопротив­ления, что может быть связано, в частности, с наличием пустот карстового происхождения.

Вертикальное электрическое зондирование(ВЭЗ) позволяет определять глубину залегания коренных пород и уровень подзем­ных вод, дна речных долин, выделять слои различного литологи­ческого состава, в том числе водопроницаемые и водоупорные пласты и т. д. Сущность этого метода заключается в том, что по мере увеличения расстояния между питающими электродамиАиБ (рис. 181) линии токов перемещаются в глубину. Глубина электри­ческого зондирования зависит от расстояния между точкамиАиБ и составляет в среднемх/ъ(или%)этого расстояния. Измеряя силу тока между питающими электродамиАиБи разность потенциа­лов между приемными электродамиВиГ,можно найти значения электрического сопротивления пород. По этим данным, например, можно уже построить геологический разрез. На рис. 182 показана кривая ВЭЗ в сопоставлении с данными бурения. Рисунок показы­вает, что ВЭЗ четко определяет геологическое строение данной толщи пород.

Геологические карты и разрезы. После окончания работ по ин­женерно-геологической съемке и проходке буровых скважин и горно-проходческих выработок создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологиче­ской документацией при решении вопросов строительства.

Карты составляются в основном для больших площадей, где намечается крупное строительство. Разрезы создаются во всех без исключения случаях строительства.

Геологические картыпредставляют собой проекцию геологиче­ских структур на горизонтальную плоскость. По этим картам можно судить о площади распространения тех или иных пород, условиях их залегания, дислокациях и т. д.

При построении геологических карт используют как базовую информацию топографические карты соответствующего масштаба. 446

Все карты подразделяют на карты коренных пород и четвер­тичных отложений (рис. 183).

Рис. 183. Геологические карты:

I — четвертичных отложений; II — коренных пород; П — поверхность земли

п

Четвертичные отложения покрывают поверхность земли почти сплошным чехлом, скрывая от глаз человека коренные породы, или, иначе говоря, породы дочетвертичнош возраста. Накартах четвертичных отложенийпринято показывать расположение в плане пород различного происхождения (речные, ледниковые и т. п.) и литологического состава, расположенных на поверхности земли (рис. 183, линияI).

Карты коренных породпоказывают горные породы (характер залегания, литологический состав и т. д.), которые располагаются под четвертичными отложениями и скрыты от прямого наблюде­ния (рис. 183, линияII).

Среди геологических карт коренных пород выделяют несколь­ко видов: стратиграфические, литологические и литолого-стратиг- рафические. Кроме того, для различных целей составляют карты специального назначения, среди которых основное место занима­ют инженерно-геологические, гидрогеологические и карты строи­тельных материалов.

Стратиграфическая картапоказывает границы распростране­ния пород различного возраста. Породы одного и того же возра­ста на карте обозначают условными буквенными индексами и окрашивают одним цветом. Так, породы юрского периода — си­ним, мелового — зеленым и т. п. Стратиграфическая карта обыч­но сопровождается стратиграфической колонкой, которая отража­ет порядок напластования пород по их возрасту.

Литологическая картаотражает состав пород. Каждую породу обозначают типовым условным знаком (рис. 184). В практике геологических исследований для строительства чаще составляют литолого-стратиграфические карты, на которых показаны возраст и состав пород.

Инженерно-геологические карты —это сведения о важнейших инженерно-геологических факторах в пределах изучаемой терри­тории. Каждая инженерно-геологическая карта — понятие соби­рательное и состоит из собственно карты, условных обозначений, геологических разрезов и пояснительной записки.

Для составления инженерно-геологических карт используют карты топографические, геологические всех видов, гидрогеологи­ческих исследований, свойств породы и т. д.

Инженерно-геологические карты бывают трех видов: 1) инже­нерно-геологических условий,2) инженерно-геологического рай­онирования и 3) инженерно-геологические карты специального назначения.

Карта инженерно-геологических условийсодержит информацию с расчетом на удовлетворение всех видов наземного строительст­ва. Ее используют для общей оценки природных условий местно­сти, где будет осуществлено строительство.

Карта инженерно-геологического районированияотражает разде­ление территории на части (регионы, области, районы и т. д.) в зависимости от общности их инженерно-геологических условий.

Карты специального назначениясоставляют применительно к конкретным видам строительства или сооружения. Они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строитель­ства и прогноз инженерно-геологических явлений (рис. 185).

Масштабы инженерно-геологических карт находятся в зависи­мости от их назначения и детальности содержания:

  • общие обзорные (или схематические) карты мелкого масшта­ба (от 1:500 ООО и мельче) отражают общие закономерности фор­мирования и распространения инженерно-геологических условий на больших территориях;

  • карты среднего масштаба (от 1:200 ООО до 1:100 000) предназ­начены для обоснования проектирования строительства населен­ных пунктов, промышленных предприятий, отдельных гидротех­нических сооружений и т. д.;

  • детальные крупномасштабные карты (от 1:10000и крупнее) используют для обоснования проектирования при размещении конкретных объектов промышленного строительства, при застрой­ке городских территорий и т. д.

Геологические разрезыпредставляют собой проекцию геологи­ческих структур на вертикальную плоскость и являются важным дополнением геологических карт. Они позволяют выявить геоло­гическое строение местности на глубине.

На геологическом разрезе показывают возраст, состав, мощ­ность, условия залегания пород, гидрогеологические условия. В тех случаях, когда разрез отражает физико-геологические явления и свойства пород, его называют инженерно-геологическим разрезом.

Разрезы строятся по геологической карте или по данным раз­ведочных выработок (шурфов, буровых скважин). Вертикальный масштаб разрезов обычно принимается в 10и более раз крупнее горизонтального.

В качестве примера покажем порядок построения разреза по разведочным выработкам. Вначале закладывают линию разреза (рис. 186, а).Ее располагают так, чтобы можно было получить наиболее полное представление о геологическом строении терри­тории с учетом размещения будущего сооружения или его отдель­ных частей, а в городских районах — в зависимости от наличия свободной от застройки площади. Линия разреза может быть пря­мой и ломаной.

По выбранной линии разреза строят топографический профиль поверхности земли (рис. 186, б).На профиль переносят точки, от­ражающие места заложения буровых скважин. Дальнейшее по­строение разреза осуществляют перенесением на профиль всех геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических данных (рис. 186,в).Каждый разрез оформляется соответствую­щим образом — указывается масштаб, наносятся стратиграфиче­ские индексы, даются условные обозначения пород, подземных вод,физико-геологических явлений и т. д.

Кроме линейных разрезов при необходимости для отдельных участков строят блок-диаграммы из нескольких взаимопересека- ющихся линейных разрезов, что позволяет получить не только плоское, но и объемное изображение геологии участка.

Геологические разрезы имеют важное значение при общей ин­женерно-геологической оценке районов строительства и отдельных их участков, выборе слоев в качестве несущих оснований, изучении режима фунтовых вод и т. д. Любая инженерно-геологическая рабо­та должна заканчиваться построением геологического разреза.

Выделение инженерно-геологических элементов на территориях строительных площадок. Инженерно-геологический элемент(ИГЭ) — это часть массива пород (слой, часть слоя и т. д.), практически одно­родная по возрасту, литологическому составу, показателям состояния и физико-механическим свойствам. Последнее является определяю­щим при выделении элемента. Объем инженерно-геологического элемента зависит от того, какой показатель физико-механических свойств пород положен в основу его выделения в процессе инже­нерно-геологических исследований. Выбор определяющего показа­теля тесно связан с инженерно-геологическими особенностями строительного участка, видом строительства и характером объекта.

Выделение инженерно-геологических элементов позволяет це­ленаправленно размещать здания (сооружения) на территории, выделенной под строительство, и дает возможность решать во­прос выбора модели работы основания фундаментов.

studfile.net

Что входит в инженерно-геологические изыскания для строительства?

Геологические изыскания для строительства, инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания – комплекс работ по исследованию геологических условий площадки, на которой будет производиться строительство. В рамках исследований изучается рельеф, особенности и характеристики грунтов и подземных вод, анализируются, оцениваются и прогнозируются изменения геологической среды. В результате выполнения инженерно-геологических изыскательских появляется информация о наличии опасных геологических факторов (подтопление, оползневые и карстовые процессы, просадка грунта и пр.). Это, в свою очередь, дает возможность разработать рекомендации для принятия мер по ослаблению или предотвращению развития геологических процессов, способных привести к повреждению или разрушению объекта.

Комплекс услуг по инженерно-геологическим изысканиям для строительства

Объем работ при выполнении инженерно-геологических изысканий включает:

  • Сбор и анализ материалов о геологических изысканиях из архивов;
  • Бурение (проходака) разведочных геологических скважин;
  • Обтор проб грунта и грунтовых вод;
  • Производство полевых испытаний грунтов;
  • Исследования в лаборатории химических и физико-механических свойств грунтов и грунтовых вод;
  • Исследование геологическошл строения и гидрогеологических условий участка;
  • Выявление опасных геологических процессов и оценка влияния на будущее строение;
  • Составление технического отчета.

Этапы инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические (изыскательские) работы производятся в три этапа:

  • Подготовительный – изучают материалы по участку из архивов и фондов;
  • Полевой – отбор проб, полевые исследования, изучение грунтовых вод и т.п.;
  • Камеральный – обработка полученных материалов, составление отчета, разработка изысканий.

Геологические и геодезические изыскания для строительства

Заказать

Итогом инженерно-геологических изысканий является инженерно-геологический отчет, который передается Заказчику или проектной организации для расчета фундамента и сдачи проектной документации в государственную или коммерческую экспертизу. Таким образом, без инженерно-геологического отчета получить разрешение на строительство коммерческого или частного объекта площадью более 1500 квадратных метров или этажнойстью более трех невозможно.

Инженерно-геологические изыскания от организации «ГеоКомпани»

«ГеоКомпани» предоставляет полный спектр услуг по выполнения инженерно-геологических изысканий в Москве и Московской области. Мы располагаем всем необходимым оборудованием для быстрого и качественного проведения работ, а наши сотрудники обладают богатым опытом в изысканиях. Наши преимущества:

  • Доступные цены;
  • Высокое качество;
  • Короткие сроки выполнения работ и подготовки технического отчета;
  • Современное оборудование;
  • Профессиональный подход.

geocompani.ru

Глава 34 инженерно-геологические изыскания для строительства зданий и сооружений

Общие положения. Инженерно-геологические изысканияявляются 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 отчетапоступают в строительную проектную организацию. От­четы должны содержать для инженера-проектировщика материа­лы по основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:

  • оценку в целом пригодности площадки для строительства данного объекта;

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

  • оценку грунтового основания на восприимчивость возмож­ных динамических воздействий от объекта;

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

  • полную характеристику по подземным водам;

  • все сведения по грунтам, как для выбора несущего основа­ния, так и для производства земляных работ;

  • сведения по влиянию будущего объекта на природную среду.

Проектирование крупных объектов осуществляется по стади­ям:технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологи­ческих изысканий соответствует стадиям проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изыска­ний. Следует отметить, что в практике строительства последова­тельность стадий проектирования не всегда соблюдается. Проек­тирование крупных объектов может быть проведено в две стадии, проектирование жилого дома — в одну стадию. В соответствии с этими стадиями проводятся инженерно-геологические изыскания со своими инженерно-геологическими отчетами.

На ранних стадиях проектирования инженерно-геологические изыскания охватывают обширные площади, применяются не 456 очень точные, но сравнительно простые и экономичные техниче­ские средства. По мере перехода к более поздним Стадиям пло­щади изысканий сужаются и применяются более сложные и точ­ные методы геологических работ.

На выделенной под строительство площадке на каждом от­дельном этапе инженерно-геологические изыскания выполняют в определенной последовательности:

  • собирают общие сведения по территории из литературных публикаций и архивных материалов изыскательских организаций; сведения о климате, рельефе, речной сети, населении и т. д.;

  • инженеры-проектировщики совместно с инженером-геоло- гом производят осмотр строительной площадки; определяют сте­пень ее застройки, осматривают ранее построенные здания (соору­жения), дорожную сеть, рельеф, растительность и т.д.; в целом определяют пригодность участка под застройку и вырабатывают техническое задание на изыскания;

  • выполняют инженерно-геологические изыскания; в полевых условиях изучают геологическое строение площадки, гидрогеоло­гию, геологические процессы, при необходимости на грунтах ста­вят опытные работы; отобранные пробы фунтов и подземных вод изучают в лабораториях;

  • по окончанию полевых и лабораторных работ в камеральный период составляют инженерно-геологический отчет, который за­щищают в проектной организации, после чего он становится определяющим документом и используется для проектирования объекта.

Ниже приводится краткое содержание инженерно-геологиче­ских изысканий, которые выполняются под различные строите­льные объекты.

Инженерно-геологические изыскания для строительства промыш­ленных сооружений. Проектирование промышленных сооружений чаще всего выполняют в две стадии. Сначала разрабатывают про­ектное задание, а на его основе в последующем — технический проект и рабочие чертежи. По сложным объектам могут произво­диться дополнительные изыскания, необходимые для доработки и уточнения ранее выполненных изысканий. Иногда по отдель­ным несложным объектам исследования могут выполняться од­новременно для проектного задания и рабочих чертежей.

Каждому этапу проектирования предшествуют свои инженер­но-геологические изыскания: проектному заданию — предварите­льные, рабочим чертежам — детальные.

Промышленное предприятие представляет собой сложный комплекс различных зданий и сооружений. Поэтому параллельно с изысканиями и проектированием основного сооружения вы­

полняют аналогичные работы по линиям связи, ЛЭП, магистра­льным трубопроводам, подъездным и внутризаводским путям ав­томобильных, железных и канатных дорог, по сооружениям водоснабжения, удалению отходов, канализации и т. д.

Предварительные изыскания.В тех случаях, когда это необходи­мо, вначале выполняют инженерно-геологические работы на уров­не технико-экономического доклада (ТЭД). Инженерно-геологи­ческие изыскания в последнее время выполняют на стадии выбора инвестора. Основная цель — выбор строительной площадки. Далее работы проводят по изучению выбранной площадки. В тех случа­ях, когда площадка задана, инженерно-геологические исследова­ния начинают непосредственно на этой площадке. На этом этапе осуществляют работу с целью общей инженерно-геологической оценки выбранной площадки. В состав исследований входят: ин­женерно-геологическая съемка; проходка разведочных выработок и геофизические работы; полевые опыты, работы по фунтам и подземным водам; лабораторные исследования и камеральные ра­боты с составлением инженерно-геологического отчета.

Во многих случаях площадки характеризуются сложными, специфическими условиями. Это требует проведения дополните­льных работ, состав и содержание которых зависят от особенно­стей условий площадок. К таким условиям относят районы сей­смические, заболоченные, техногенно зафязненные, карстовые, оползневые, а также площадки с вечномерзлыми породами, лес­совыми просадочными отложениями и участки, сложенные на­сыпными и намывными фунтами.

Все материалы работ обобщают и представляют в виде инже­нерно-геологического отчета с приложениями обзорной карты района строительства масштаба 1:25 000—1:100 000 с указанием фаниц изучаемой площадки, инженерно-геологической карты и разрезов, колонок разведочных выработок, таблиц показателей пород и подземных вод, фафиков наблюдений, фотофафий при­родных условий. Отчет дает общую инженерно-геологическую оценку площадки с учетом особенностей проектируемых зданий и сооружений.

Детальные изыскания.Эти изыскания чаще всего выполняют применительно к объединенной стадии проектирования — техни­ческий проект и рабочие чертежи. Их целью является детализа­ция и уточнение инженерно-геологических данных, полученных на стадии проектного задания (предварительных исследований) для каждого здания и сооружения. Для проектирования второсте­пенных объектов бывает достаточно материалов предварительных исследований. В целях уточнения иногда дополнительно прохо­дят одну-две буровые скважины.

На этой стадии основным являются разведочные выработки и опытные работы. Разведочные выработки располагают в зависимо­сти от размещения фундаментов — по периметру или по осям зда­ния. Количество выработок зависит от ряда факторов, в том числе от этажности здания и сложности геологического строения пло­щадки. Ориентировочное расстояние между выработками дано в табл. 38.

Таблица 38

Ориентировочные расстояния между выработками, м

Сооружение

Геологические условия

простые

средние

сложные

Одноэтажное

60

30

7-15

Многоэтажное

30

15

7

Глубина разведочных выработок зависит от особенностей и сложности геологического строения. При небольшой глубине за­легания скальных пород выработки должны быть на 0,5—1 м врезаны в эти породы. В случае если строительная площадка сложена более или менее однородной толщей достаточно проч­ных пород (глины, суглинки и т. д.), глубина выработок прини­мается равной полуторной-двойной ширине фундаментов, но не менее 6—8м. При более сложных условиях их глубина доводится до 20—25 м и более.

На участках распространения (водонасыщенных песков, илов и т. д.) скважины должны достигнуть их и на 2—3 м войти в по­роды, которые могут служить надежным основанием. Ориентиро­вочные глубины скважин приведены в табл. 39.

Таблица 39

Ориентировочные глубины скважин, м

Ширина здания, мм

Количество этажей

1

2

3

4

30

3

6

10

16

120

4

10

14

24

Полевые опытные инженерно-геологические работыпроизводят только под наиболее ответственные сооружения. Их целью явля­ется уточнение прочностных и деформативных показателей фун­тов в пределах контура здания. Опытные гидрогеологические ра­боты выполняют для получения окончательных данных для расчетов дренажных сооружений, определения притоков воды в котлованы и др.

По окончанию изысканий этого этапа составляется инженер­но-геологический отчет, дающий исчерпывающие данные по грунтам оснований отдельных зданий и сооружений и агрессив­ности грунтовых вод. В отчете приводятся также рекомендации по проведению мероприятий, обеспечивающих защиту фундамен­тов, подземных сооружений и перечень прочих инженерных ме­роприятий, обеспечивающих устойчивость зданий и сооружений в период их строительства и эксплуатации.

Инженерно-геологические изыскания для градостроительных ра­бот. Проектирование городского и поселкового строительства осуществляется стадийно. В настоящее время оно складывается из проектов: планировки и плана размещения первоочередного строительства; детальной планировки и проекта застройки.

Соответственно этому инженерно-геологические исследования проводят также по стадиям, применительно к каждому виду про­ектирования.

Исследования для проекта планировки и плана размещения пер­воочередного строительства.Инженерно-геологические исследова­ния для проекта планировки городов (поселков) должны дать оценку значительной территории с точки зрения возможности использования ее для строительства. Геологические работы про­водят в сочетании с другими исследованиями и проектными про­работками; экономическими, климатическими, гидрогеологиче­скими, экологическими, санитарно-гигиеническими и т. д.

По изучаемой территории должны быть получены сведения о рельефе, гидрологии, климате, почвах, растительности, геологи­ческом строении, гидрогеологии, природных геологических явле­ниях и инженерно-геологических процессах (оползнях, карсте, просадках, сейсмике и т. д.), составе и свойствах грунтов.

Инженерно-геологические изыскания проводят в три периода: подготовительный, полевой и камеральный. Инженерно-геологи­ческий отчет служит основанием для составления проекта плани­ровки и плана размещения первоочередного городского и посел­кового строительства.

Исследования для проекта детальной планировки.Проект дета­льной планировки существующего города (поселка) включает в себя архитектурно-планировочную и техническую организацию районов застройки первой очереди, устанавливает последователь­ность застройки, решает вопросы благоустройства, содержит про­екты детальной планировки и застройки отдельных городских районов.

Основой инженерно-геологических исследований для проекта детальной планировки являются материалы, полученные при изысканиях для проекта планировки. Аналогичны состав и со- 460 держание работ и их последовательность (подготовительные ра­боты, полевой период, камеральная обработка материалов).

На этой стадии проводят более детальное изучение геологиче­ской обстановки местности и свойств грунтов. Для этого закла­дывают дополнительные буровые скважины по створам вдоль но­вых или реконструируемых улиц, в местах специальных сооружений. Глубина скважин под сооружением в большинстве случаев достигает 8—10 м. При наличии слабых пород заклады­ваются шурфы с отбором 2—3 образцов для проведения полного комплекса лабораторных исследований.

Исследования для проекта застройки.Проект застройки в пре­делах существующего города предусматривает строительство от­дельных жилых домов (микрорайонов), кварталов, улиц и площа­дей. Проектирование проводят в две стадии — проектного задания и рабочих чертежей. Перед каждой стадией выполняют инженер­но-геологические работы.

Изыскания для проектного задания освещают геологические и гидрогеологические условия всей изучаемой площадки, характе­ризуют инженерно-геологические свойства грунтов. В случае если для данной площадки ранее проводились изыскания для проекта планировки и проекта детальной планировки, то этих материалов вполне достаточно, чтобы не проводить новых исследований на стадии проектного задания застройки. При отсутствии каких-ли­бо инженерно-геологических исследований изыскания проводят в составе и объеме, как это было показано выше для проекта пла­нировки и проекта детальной планировки.

На стадии рабочих чертежей инженерно-геологические мате­риалы могут быть оформлены в одном отчете.

При составлении рабочих чертежей возможны случаи назна­чения дополнительных исследований. Это связано, главным об­разом, с изменениями в размещении зданий или проверкой име­ющихся геологических материалов.

Инженерно-геологические изыскания для отдельных зданий.Ин­женерно-геологические работы под застройку отдельных зданий проводят, как правило, одновременно для проектного задания и рабочих чертежей, т. е. фактически в одну стадию. Изучению подвергается ограниченная площадка. Объем проводимых на ней работ зависит от сложности инженерно-геологических условий, которые подразделяют на три категории:

  1. категория — участки с простыми геологическими условия­ми; слои залегают горизонтально; несущая способность грунтов не вызывает сомнения; грунтовые воды под фундаментами зале­гают ниже активной зоны; мощность насыпных грунтов не пре­вышает 2м;

  2. категория — участки средней геологической сложности; толща сложена из 4—5 литологических различных слоев в виде складок; грунтовые воды залегают в пределах активной зоны; мощность насыпных грунтов составляет 3—4 м;

  3. категория — участки геологически сложные; расположены в пределах пересеченного рельефа; толща многослойная; залега­ние слоев складчатое; нарушенное; грунтовые воды залегают вы­ше подошвы фундаментов; активная зона содержит грунты типа ила, торфа; мощность насыпных грунтов превышает 4 м; на уча­стке развиты природные геологические процессы и явления.

Инженерно-геологические работы выполняют в обычном по­рядке. Отличие работ заключается только в том, что на площадках будущих высотных зданий (более 9 этажей) обязательно проводит­ся изучение грунтов опытными нагрузками. Выполненные работы представляют в виде заключения об инженерно-геологических условиях площадки. При написании заключения большое внима­ние уделяют и обобщению опыта строительства эксплуатации зда­ний на соседних участках в сходных геологических условиях.

Инженерно-геологические изысканияв связи с надстройкой зда­ний, реконструкцией, перепрофилированием, изменением этаж­ности зданий. В этом случае инженерно-геологические работы проводят для разработки проектов частичной или полной рекон­струкции зданий. Такие работы часто выполняют для районов городов со старой плотной застройкой в связи с увеличением этажности зданий или освоением подземных пространств.

Все работы проводят в один этап, не разделяя их на стадии проектного задания и рабочих чертежей. Строители изучают кон­струкцию здания с целью выявления возможности надстройки дополнительных этажей, а инженеры-геологи занимаются изуче­нием грунтов оснований с целью создания новой подземной час­ти здания. Если сохранился проект здания и материалы прежних инженерно-геологических изысканий, то объем работ может быть минимальным, хотя это достаточно редкие случаи. Всегда необ­ходимо отобрать монолиты грунта для лабораторных анализов и проверить состояние здания. Если эти материалы не сохрани­лись, то необходимо выполнить полный объем инженерно-геоло­гических работ.

В состав полного объема инженерно-геологических исследова­ний входит изучение геологических и гидрогеологических мате­риалов по данной территории или для соседних участков, изуче­ние геолого-литологического строения площадки, грунтовых вод, инженерно-геологических процессов и природных геологических явлений. С помощью шурфов определяют глубину заложения и 462

состояние фундаментов, стен подвалов, гидроизоляции, конст­рукцию дренажей и т. д.

Для решения всех геологических вопросов используют разве­дочные выработки. Количество выработок и их глубину устанавли­вают в зависимости от размеров здания, а также сложности геоло­гического строения участка. Размер здания оценивают числом секций (секция — часть здания длиной не более 30 м). При 1 — 2 секциях бурят 4 скважины, при 3 — 4 — (4—6) скважин, бо­лее 4 — 8скважин. Число шурфов устанавливают также количест­вом секций: 1 секция — 3 шурфа; 2 секции — 5; 3 — 4 секции — 7; более 4 секций — 10 шурфов. Указанное количество выработок мо­жет быть уменьшено для участков с простым геологическим строе­нием. Глубину скважиныhопределяют по формуле

Л = £Л! +КВ + с,

где hi— глубина заложения фундамента, м;К— глубина актив­ной зоны основания, м;В— максимальная ширина подошвы фундамента, м;с— постоянная величина, равная для зданий до трех этажей —2м, свыше трех этажей — 3 м.

Буровые скважины располагают вокруг здания, а шурфы по характерным его сечениям — около фундаментов. Глубина шур­фов должна быть ниже подошвы фундаментов (рис. 189). Моно­литы отбирают с глубины заложения фундаментов и ниже через каждые 0,5 м проходки и в зависимости от смены слоя грун­та — до нижней границы активной зоны основания.

г^-1

При оценке грунтов как основания следует помнить, что под воздействием веса здания грунты уже в какой-то мере уплотнены и приобрели повышенную несущую способность. Такое состоя­ние грунты приобретают для песков примерно через1год после окончания строительства, для супесей и суглинков — через 1,5—2 года и для глин — через 2—3 года. Вывод о том, что грунты уже имеют повышенную несущую способность, получают на основе сравнения характеристик образцов грунтов, взятых под подошвой фундаментов и вне контура здания.

Рис. 189. Расположение шурфа по отношению к фундаменту при проведении инженерно-геологического обследования:

1— шурф;2 —фундамент;3— место отбора монолита грунта

Удовлетворительное состояние здания и необходимая уплот­ненность грунтов позволяют произвести надстройку здания без уширения существующих фундаментов. Это значит, что на грун­ты основания можно допустить увеличение давления по отноше­нию к фактическому на 25—35 %, а при особо благоприятных условиях даже на 45—50 %.

Все исследования, выполненные в связи с надстройкой зда­ния, оформляют в виде инженерно-геологического заключения. Освоение подземного пространства под зданием требует боль­шого внимания и во многом излагается ниже.

Инженерно-геологические изыскания для строительства подзем­ных сооружений. К числу подземных сооружений, возводимых с поверхности, а затем перекрытых относят подземные резервуары, очистные канализационные сооружения, станции перекачки, а также различные объекты специального назначения. В последние годы в городском строительстве стали создавать подземные соо­ружения «горными» способами, что очень специфично.

Особенностью указанных «обычных» подземных сооружений является большое заглубление. Их фундаменты передают на грунт оснований небольшие давления, которые иногда даже меньше, чем давление от собственного веса грунта, вынутого при отрывке котлована. В связи с этим при лабораторных исследованиях во­прос прочности грунтов не является главным. Значительно боль­шее значение имеет устойчивость грунтов в откосах котлованов, особенно при наличии подземных вод, а также боковое давление грунтов на сооружение после осуществления засыпки пространств между стенками сооружений и откосами котлованов.

Все необходимые данные о геолого-литологическом строении участков, предназначенных под застройку, гидрогеологии, инже­нерно-геологических процессах дают буровые скважины. Глубина скважин определяется условием — забой скважины должен нахо­диться на 5—6 м ниже проектируемого основания подземных соо­ружений. В том случае когда в этих пределах могут быть встречены неустойчивые породы, скважину углубляют до нижележащих устойчивых пород. Из скважины извлекают монолиты грунтов для лабораторных исследований, среди которых наибольшее значение имеют данные о сопротивлении грунтов сдвигу.

Большая глубина заложения сооружения в большинстве слу­чаев приводит к контакту с подземными водами, поэтому изуча­ют режим, состав и агрессивность подземных вод. Одновременно решаются вопросы водоотлива, если подземные воды препятству­ют производству работ, а также конструкции дренажей на период эксплуатации сооружений. Результаты исследований оформляют в виде обычного инженерно-геологического отчета. Все эти работы 464 резко усложняются при создании новой подземной части уже су­ществующего здания. Здесь необходимо разрабатывать специаль­ную программу изысканий с привлечением методов «горной ин­женерии».

Инженерно-геологические изыскания для гидротехнического стро­ительства (плотины, водохранилища и др.) являются наиболее сложными из всех видов изысканий под строительные объекты.

Состав и объем инженерно-геологических изысканий опреде­ляется тремя основными факторами:

  • характером проектируемого сооружения;

  • стадией проектирования;

  • сложностью геологических условий района строительства.

По своему характеру гидротехнические сооружения разнооб­разны. Для целей гидроэнергетики и водоснабжения гидротехни­ческие сооружения могут быть крупными и сложными объекта­ми, в виде плотин, перекрывающих мощные реки, например Цимлянская плотина на р. Дон, и сравнительно малыми и про­стыми сооружениями в виде невысоких (менее 10м) земляных плотин с небольшими чашами водохранилищ. Последние наибо­лее часто встречаются в сельских местностях, при поселковом строительстве, при решении вопросов обеспечения водой отдель­ных промышленных объектов.

В основе изыскательских работ для гидротехнического строите­льства лежит их стадийность. Для наиболее простых сооружений, например низкой земляной плотины и маленького водохранили­ща, возможно одностадийное проектирование с составлением тех­но-рабочего проекта. Для сложных сооружений предусматривают­ся несколько стадий проектирования.

Большое влияние на инженерно-геологические изыскания оказывает сложность геологического строения. Условия могут быть простые, сложные и весьма сложные. При простых геологи­ческих условиях объект строится на естественном основании, на­фузки на грунты не ограничиваются. Сложные условия требуют улучшения свойств фунтов и офаничения нафузок. Весьма сложные геологические условия свойственны горным и сейсми­ческим районам, участкам развития карста, многолетней мерзло­ты. Строительство в таких районах требует проведения сложных мероприятий по улучшению состояния и свойств фунтов, приня­тия специальных конструктивных решений.

В комплекс инженерно-геологических изысканий на всех ста­диях работ входят инженерно-геологическая съемка и разведоч­ные работы. Это позволяет решать общие геологические вопросы строения местности (долины реки, участка балки, оврага и т. д.). На более поздних этапах изысканий на первом месте стоят рабо­ты по изучению характеристик и свойств грунтов, а также анализ гидрогеологических условий района (участка). При крупном гид­ротехническом строительстве возможно проведение опытных ра­бот (по фильтрации, определению несущей способности грунтов и т. д.) и опытного строительства (опытный намыв дамб, опыт­ные дренажи и т. д.).

При изысканиях под гидротехнические объекты важнейшее значение имеют работы по гидрогеологии. В районе плотины изучаются условия фильтрации. Особое внимание уделяется по­левым работам (опытные откачки, нагнетания, наливы) и наблю­дениям за режимом подземных вод. При оценке потерь воды из водохранилища кроме фильтрации следует учитывать возмож­ность ее ухода через расположенные вблизи депрессии рельефа, подземные выработки, карстовые пустоты, трещины скальных массивов. Определяются возможность выщелачивания и механи­ческой суффозии фунтов; выходы напорных вод; вероятность развития оползней на склонах и в местах примыкания плотины к берегам; характер подтопления окружающей водохранилище территории, особенно населенных пунктов и промышленных объектов. Особое внимание должно уделяться изменению геоло­гических и гидрогеологических, климатических, геоэкологических условий в зоне затопления водохранилищ.

Во всех случаях инженерно-геологических работ для проекти­рования гидротехнических сооружений производят поиск и раз­ведку строительных материалов. Подсчет запасов выполняют из расчета превышения потребностей в 2—3 раза. В основном ведут поиски материала для отсыпки тела плотин. В период эксплуатации земляных плотин и водохранилищ важное значение имеют наблю­дения за поведением фунтового тела плотины (осадки, сдвиги).

Необходимо отметить, что наибольшую сложность представля­ет собой строительство плотин и водохранилищ в районах много­летней мерзлоты и развития карста. Инженерно-геологические изыскания в этих случаях имеют ряд специфических особенно­стей. В районах многолетней мерзлоты производят мерзлотную съемку, замеры температур фунтов, специальные определения свойств и водопроницаемости фунтов. В процессе изучения кар­стовых районов устанавливают распросфанение и происхождение карстовых форм, закономерности развития, условия растворения фунтов фильфационным потоком и скорость этого процесса.

Инженерно-геологические изыскания для линейного строительст­ва. Создание крупных промышленных сооружений, городов (по­селков) всегда сопровождается сфоительством различных объектов линейного характера, которые могут быть наземными (железные и автомобильные дороги), подземными (нефте- и газопроводы), воз­душными (линии электропередач, подвесные канатные дороги).466

Для каждого такого объекта характерны свои и вполне определенные особенности в проведении инженерно-геологических изысканий.

Одной из особенностей изысканий под линейное строительст­во является большая протяженность при малой ширине полосы изысканий. При изысканиях под такие объекты инженер-геолог практически сталкивается со всеми разделами инженерной геоло­гии (общая геология, подземные воды, геодинамика поверхности земли и многое другое).

Инженерно-геологические изыскания для каждого вида ли­нейных объектов выполняют по определенным нормативам, ко­торые учитывают специфику объектов. Сопутствующие линейным объектам здания и сооружения проектируют в соответствии с до­кументами для промышленно-гражданского строительства.

Как проводятся инженерно-геологические изыскания под ли­нейные сооружения, в качестве примера покажем на строитель­стве трубопроводов.

Трубопроводы предназначаются для транспортировки различ­ных жидкостей и газов. Большая протяженность, пересечение различных природных препятствий (горы, реки, болота и т. д.) заставляют проектировать трубопроводы подземные (в траншеях), подводные (на дне водоемов) и надземные (на опорах). По своей значимости трубопроводы разделяют на магистральные, ответвле­ния и разводящую сеть.

Вдоль трубопроводов располагаются объекты обслужива­ния — насосные, водонапорные башни, резервуары, жилые дома и т. д. Инженерно-геологические работы под эти здания и соору­жения проводят такие же, как для промышленного и городского строительства. При инженерно-геологических изысканиях исхо­дят из того, что трубопроводы характеризуются незначительной удельной нагрузкой на грунты оснований (не более 0,02 МПа), но отличаются высокой чувствительностью к осевым перемеще­ниям с повреждением стыковых соединений.

Для проектирования трубопроводов необходимо знать проч­ность грунтов оснований, характер грунта, который пойдет для за­сыпки траншей (или создания насыпей), рельеф местности, осо­бенности строения речных долин и их эрозионную деятельность, глубину промерзания грунтов, сейсмичность, блуждающие элект­рические токи, наличие грунтовых вод и их агрессивность, харак­тер берегов морей, озер и водохранилищ, а также процессы и при­родные геологические явления, которые могут отрицательно сказаться на устойчивости трубопроводов и затруднить работу по их укладке (оползни, карст, просадки, овраги, сели, осыпи и пр.).

Инженерно-геологические работы трасс трубопроводов прово­дят в две стадии: предварительные для обоснования проектного

задания и детальные для рабочих чертежей. Иногда при сложных объектах перед предварительными исследованиями проводят ре­когносцировочные работы с целью технико-экономического обо­снования целесообразности строительства и поиска инвестиций.

Предварительные инженерно-геологические работы выполня­ют с целью обоснования выбора варианта трассы трубопровода. Намечают ряд вариантов трасс. Каждую трассу изучают в полосе шириной до 500 м. Особое внимание обращают на наиболее не­благоприятные участки (оползни, карст и т. д.), коррозионную акгивность, агрессивность грунтовых вод, выявление блуждающих токов. На этом этапе работ большое значение имеет аэрогеологи- ческое обследование и аэрофотосъемка местности.

В инженерно-геологическом отчете дается сравнительная ин­женерно-геологическая характеристика всех вариантов трасс тру­бопроводов с представлением инженерно-геологических карт и разрезов. Рекомендуется наиболее благоприятный в инженер­но-геологическом отношении вариант трассы.

Детальные инженерно-геологические работы производят на окончательно выбранном варианте трассы. К материалам, полу­ченным на предварительном этапе, добавляют новые исследова­ния, в том числе анализы коррозионной активности грунтов и агрессивность грунтовых вод.

Разведочные выработки выполняют в основном в виде буро­вых скважин. На каждый километр задают в среднем две сква­жины. Глубина выработок назначается с учетом возможной глу­бины заложения трубопроводов и глубины промерзания грунтов. Чаще всего это 3—5 м, а на болотах и переходах через водотоки 1 — 15 м. При необходимости из скважины отбирают образцы грунтов и пробы подземных вод.

Для выявления границ скальных, илистых или торфянистых грунтов закладывают дополнительные выработки. То же самое де­лают на участках переходов через реки, растущие овраги, большие ущелья.

При пересечении трассой трубопровода районов со сложными инженерно-геологическими условиями к обычным исследованиям добавляют специальные работы, значительно увеличивая при этом количество разведочных выработок. К таким районам отно­сят оползневые и карстовые участки, многолетнюю мерзлоту, сейсмические территории, площади с развитием лессовых проса­дочных грунтов, болота, засоленные грунты, участки с горным рельефом и др. Так, в районах развития лессовых просадочных грунтов дополнительно следует установить тип и толщину зоны просадочных пород; на заболоченных территориях изучают усло­вия формирования болот, устанавливают их тип, строение и со­став; в карстовых районах исследуют морфологию, возраст и дру- 468 гие особенности карста, выделяя при этом участки, пригодные и непригодные под строительство, а также пригодные после прове­дения специальных мероприятий. В районах вечной мерзлоты устанавливают тип мерзлоты (сплошная, слоистая), мощность мерзлых пород, склонность к пучинистости деятельного слоя, на­личие наледей. В горных районах особое внимание уделяют воз­никновению селей, оползней, осыпей, обвалов, снежных лавин и выявляют возможное их воздействие на трубопроводы.

Детальные исследования оформляются в виде инженерно-гео­логического отчета, который дает основание для разработки ра­бочих чертежей зданий и сооружений.

Некоторые особенности инженерно-геологических изысканий на техногенно загрязненных территориях.Под техногенно загрязнен­ными территориями понимаются территории, подвергшиеся изме­нениям в результате антропогенных воздействий разного рода, происхождения, интенсивности и продолжительности. Внутри этих территорий происходят значительные процессы в абиотиче­ской составляющей антропогенных экосистем, прежде всего, в го­родах, населенных пунктах, промышленных зонах. Важнейшим объектом изучения являются в первую очередь техногенные грун­ты, а также инициированные техногенезом геоэкологические про­цессы, зачастую весьма негативного характера и отрицательно ска­зывающиеся на строительных объектах. Техногенно загрязненные территории с изменениями в принципах городского строительства, а именно, уплотнения застройки, повышения этажности, освоения подземного пространства, все больше становятся предметом инже­нерно-геологических изысканий. К настоящему времени пока не создано специальных методологий, хотя СНиП 11.02—96 опреде­ляют принципы исследований техногенных грунтов (см. раздел II, гл.10, И).

Для строительного освоения техногенно загрязненных террито­рий необходимо проводить обязательное их санирование— комп­лекс работ по специальному проекту и с применением разработан­ной оптимальной технологии по восстановлению «нормальных» (природных) свойств грунтов, вод и рекультивации почв и биоты на объекте (территории или акватории) в целью их последующего использования как полноценного компонента территории с после­довательным освоением («лечением») всей территории акватории с прилегающими зонами.

В практике изысканий на техногенно загрязненных террито­риях необходимо комплексирование методов, способов, оборудо­вания и подходов к интеграции из «арсеналов» инженерно-геоло­гических и инженерно-экологических изысканий. Это одна из насущных интенсивно разрабатывающихся проблем инженерной геологии, геоэкологии и экологии.

studfile.net

Глава 32 инженерно-геологические исследования для строительства

В табл. 37 показаны роль и место инженерной геологии в строи­тельстве зданий и сооружений. Техническое задание на инженерно-геологические изыскания выдает инженер-строитель, занимающийся проектированием объекта. В связи с этим инженер-строитель должен владеть определенными знаниями по инженерной геологии. Далее изыскания выполняет специализированная изыскательская организа­ция. Каждая изыскательская организация, в том числе и по инженер­но-геологическим изысканиям, специализируется, как правило, по определенному виду строительства — промышленно-гражданскому, дорожному, гидротехническому и др. Результаты изысканий в виде инженерно-геологического отчета передаются строительной проект­ной организации, где ведется проектирование объекта. В этой работе, как и при строительстве объекта, обязательно принимает участие инженер-геолог. Период эксплуатации объекта в ряде случаев также требует участия инженера-геолога, чаще всего это бывает в связи с нарушением нормальной эксплуатации объекта (деформация зданий, подтопление фундаментов, оползневые процессы и т. д.).

В последнее время значительное место в строительной практике занимает вопрос реконструкции, перепрофилирования и реставрации зданий и сооружений, как правило, в пределах существующей город­ской застройки. Это накладывает особую ответственность на инжене-394

Цель инженерно-геологических исследований — получить необхо­димые для проектирования объекта инженерно-геологические матери­алы, так как ни один объект нельзя построить без этих данных.

Задача исследований — изучение геологического строения, гео­морфологии, гидрогеологических условий, природных геологических и инженерно-геологических процессов, свойств горных пород и про­гноз их изменений при строительстве и эксплуатации различных сооружений.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве «Строительными нормами и правилами» СНиП 11-02—96 «Инженерные изыскания для строительства». Данный документ определяет порядок, состав, объем и виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проек­тирования, строительства и эксплуатации объектов и различных гео­логических обстановках, а также состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приемки, а также ответст­венность исполнителей и заказчиков (проектировщиков).

Состав исследований определяется программой, согласованной с проектной организацией. В состав работ входят: сбор, изучение и анализ имеющихся геологических материалов по району строительства; инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка; буровые и горно-проходческие разведочные работы; геофизические исследова­ния; опытные полевые работы; стационарные наблюдения; лаборатор­ные исследования грунтов и подземных вод; камеральная обработка и составление отчета.

Во всех случаях исследования должны начинаться со сбора имею­щихся материалов о природных условиях района (геологическом стро­ении, гидрогеологических условиях, климате, гидрологии, почвенном покрове, топографии). Эту работу выполняют в подготовительный период до начала полевых работ; изучают материалы, хранящиеся в геологических фондах и других организациях, опубликованные работы, собирают данные об опыте строительства и эксплуатации аналогичных сооружений в местных природных условиях. Тщательный сбор и анализ имеющихся материалов, дополненный в ряде случаев рекогносциро­вочным обследованием района, позволяет целенаправленно составить программу исследований и значительно сократить их объем.

После проведения необходимых организационно-хозяйственных мероприятий изыскательский отряд или партия выезжает’на место будущего строительства и приступает к полевым работам (съемка, буровые, геофизические и другие работы).

Окончательная обработка полевых материалов и результатов лабо­раторных анализов производится в стационарных условиях в течение камерального периода. Камеральная обработка материалов завершает­ся составлением инженерно-геологического и гидрогеологического отчетов.

Объем выполняемых инженерно-геологических исследований бы­вает различен. Это связано со стадией проектирования (предваритель­ные или детальные исследования), геологической изученностью района (изученный, малоизученный, неизученный), сложностью геологиче­ского строения (сложные складки, горизонтальное залегание слоев и т. д. ), особенностями свойств грунтов (грунты, требующие и не требующие специальных работ), конструктивными особенностями со­оружений и их капитальностью.

Основной объем инженерно-геологических работ приходится на исследования, проводимые в период до проектирования. На этом этапе инженерно-геологические исследования обеспечивают получение не­обходимых данных, связанных с геологией местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Изучение геологии мес­тности позволяет установить лучший участок для строительства, вли­яние геологических процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обстановку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, решить вопрос о необходимости улучшения их свойств и составить представление о наличии в данном районе тех или иных строительных материалов. Важное место занимают инженер­ные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундамен­тов и величина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчивость сооружения, величины ожидаемых осадков и т. д.

В период строительства при проходке котлованов производят свер­ку наблюдаемых геологических данных с геологическими материалами, полученными в период инженерно-геологических исследований до проектирования. При наличии расхождений назначают дополнитель­ные инженерно-геологические работы для подтверждения правильно­сти выполненного проекта или внесения в него необходимых исправлений.

При эксплуатации зданий и сооружений во многих случаях целе­сообразны работы, связанные с подтверждением прогноза устойчиво­сти объектов. Так проводят наблюдения за характером и величиной осадок, режимом грунтовых вод и рек, размывом берегов, устойчиво­стью склонов и т. д. К этому периоду относят работы, получившие название инженерно-геологической экспертизы. Задачей таких иссле­дований является установление причин возникновения деформаций зданий и сооружений.

Инженерно-геологические работы обычно выполняют в три этапа: 1) подготовительный; 2) полевой; 3) камеральный.

Подготовительные работы включают изучение района по архивным, фондовым и литературным материалам. Осуществляется подготовка к полевым работам.

В полевой период производят все инженерно-геологические работы, предусмотренные проектом для данного участка:

  • инженерно-геологическая съемка;

  • разведочные работы и геофизические исследования;

  • опытные полевые исследования грунтов;

  • изучение подземных вод;

  • анализ опыта местного строительства и т. д.

В течение камерального периода производят обработку полевых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инже­нерно-геологический отчет с соответствующими графическими при­ложениями в виде карт, разрезов и т. д.

Инженерно-геологический отчет является итогом инженерно-гео­логический изысканий. Отчет передается проектной организации, и на его основе выполняется необходимая проектная документация для строительства. В общем виде отчет состоит из введения, общей и специальной частей, заключения и приложений. Во введении указы­вают место проведения изыскательских работ и время года, исполни­тели и цель работ. В общей части, в ее отдельных главах дается описание:

  • рельефа, климата, населения, растительности;

  • геологии с приложением геологических карт и разрезов;

  • карт строительных материалов, которые необходимы для выпол­нения строительных работ.

В специальных главах большое внимание уделяется грунтам и подземным водам. Грунты являются основным объектом исследований. Поэтому указываются, какие грунты, их свойства, выраженные в цифрах, что необходимо для определения расчетных характеристик, пригодность грунтов для строительства объекта.

Подземные воды оцениваются в двух направлениях: как источники водоснабжения при строительстве и эксплуатации объекта и как они могут помешать строительству. В этих случаях даются рекомендации по строительному водопонижению и устройству дренажей на период эксплуатации объекта.

В заключительной части отчета дается общая инженерно-геологи­ческая оценка участка по пригодности для данного строительства, указываются наиболее приемлемые пути освоения территории, заост­ряется внимание на вопросах охраны окружающей среды.

Отчет обязательно должен иметь приложение, в котором дается различный графический материал (карты, разрезы, колонки скважин и др.), а также таблицы свойств грунтов, химических анализов воды, каталог геологических выработок и др.

Инженерно-геологические заключения. В практике инженерно-гео­логических исследований очень часто вместо больших отчетов прихо­дится составлять инженерно-геологические заключения. Выделяется три вида заключений: 1) по условиям строительства объекта; 2) о причинах деформаций зданий и сооружений и 3) экспертиза. В первом случае заключение носит характер сокращенного инженерно-геологи­ческого отчета. Такое заключение может быть выполнено для строи­тельства отдельного здания.

Заключение о причинах деформаций зданий и сооружений могут иметь различное содержание и объем. В их основу кладутся материалы ранее проведенных исследований, осмотр местности, сооружения. При необходимости дополнительно выполняется небольшой объем инже­нерно-геологических исследований. Заключение должно вскрыть при­чины деформаций и наметить пути их устранения.

Инженерно-геологическая экспертиза проводится, главным обра­зом, по проектам крупных сооружений. Основой для экспертизы является наличие спорных и разноречивых оценок природных условий (в процессе изысканий) или аварий сооружений (в процессе их экс­плуатации).

Экспертиза силами крупных специалистов устанавливает:

  • правильность приемов исследований;

  • достаточность объемов работ;

  • правомерность выводов и рекомендаций;

  • причины аварий и т. д.

По объему работы экспертиза бывает кратковременная и длитель­ная. В первом случае вопрос решается практически сразу. Выводы излагаются в виде заключения. Во втором случае экспертиза кроме изучения имеющихся материалов требует выполнения специальных работ по определенной программе с указанием сроков. По окончании работ выводы могут быть изложены в виде заключения или даже небольшого инженерно-геологического отчета.

Экспертиза должна давать ответ на поставленные вопросы, содер­жать необходимые конкретные рекомендации, обоснования и доказа­тельства целесообразности предлагаемых инженерно-технических ме­роприятий.

Инженерно-геологическая съемка представляет собой комплексное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естествен­но-исторических условий района строительства. Эта работа дает воз­можность оценить территорию со строительной точки зрения.

Масштаб инженерно-геологической съемки определяется деталь­ностью инженерно-геологических исследований и колеблется от 1:200 ООО до 1: J 0 ООО и крупнее. Основой для проведения съемки служит геологическая карта данной территории.

Геоморфологические исследования уточняют характер рельефа, его возраст и происхождение. При геологических работах определяют условия залегания пород, их мощность, возраст, тектонические осо­бенности, степень выветрелости и т. д. Для этой цели изучают естест­венные обнажения, представляющие собой выходы на поверхность слоев горных пород на склонах гор, оврагов, речных долин. Для каждого слоя записывают наименование породы, окраску, состав, примеси, измеряют видимую мощность и элементы залегания. На карте указы­вается местонахождение обнажения. Наиболее характерные для дан-i юго района обнажения зарисовывают и фотографируют.

Районы, где наблюдается большое количество обнажений, называ­ют открытыми, при отсутствии их — закрытыми. В закрытых районах дологическое строение изучают с помощью разведочных выработок (буровых скважин, шурфов и т. д.). Выработки документируются. Одновременно из них отбирают пробы образцов пород для лаборатор­ных исследований.

При инженерно-геологической съемке изучают гидрогеологиче­ские условия для выяснения обводненности пород, глубины залегания подземных вод, их режима и химического состава; выявляют геологи­ческие явления и процессы (обвалы, осыпи, оползни, карсты и т. д.), которые могут вредно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами, а также в специальных полевых лабораториях.

В процессе инженерно-геологической съемки производят поиски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют инженерно-геологиче­скую карту района строительства. Это дает возможность произвести инженерно-геологическое районирование территории и выделить уча­стки, наиболее пригодные под строительство крупных объектов (про­мышленные предприятия, жилые микрорайоны и т. д.).

Аэрокосмические методы. Для ускорения сроков съемочных работ н повышения их качества используют аэрометоды, которые особенно эффективны в районах, труднодоступных для наземного изучения

(заболоченные низменности, пустыни и т. д.). Широкое распростра­нение в современных условиях получили методы космической съемки, для которых разработана специальная аппаратура, методики дешиф­рирования снимков, позволяющие получать высокоточную и досто­верную геологическую информацию.

Буровые и горно-проходческие разведочные работы являются суще -ственной частью инженерно-геологических и гидрогеологических по ‘ левых исследований. С помощью буровых скважин и горных выработо(шурфов, штолен и др., рис. 141) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные наблюдения.

К главнейшим разведочным выработкам относят расчистки, кана­вы, штольни, шурфы и буровые скважины. При инженерно-геологи­ческих работах наиболее часто используют шурфы и буровые скважины.

Расчистки, канавы и штольни относят к горизонтальным выработ­кам. Их целесообразно применять на участках, сложенных крутопада­ющими слоями. При слабонаклонном и горизонтальном залегании слоев следует проходить шурфы и буровые скважины.

Расчистки — выработки, применяемые для снятия слоя рыхлого делювия или элювия с наклонных поверхностей естественных обнаже­ний горных пород.

Канавы (траншеи) —узкие (до 0,8 м) и неглубокие (до 2 м) выра­ботки, выполняемые вручную или с помощью техники с целью обна­жения коренных пород, лежащих под наносами.

Штольни — подземные горизонтальные выработки, закладывае­мые на склонах рельефа и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива. Стены штольни, как правило, крепятся, если их проходят в нескальных породах. 400

Шурфы — колодцеобразные вертикальные выработки прямоуголь­ного (или квадратного) сечения. Шурф круглого сечения называют «дудкой». Проходку дудок легче механизировать, но по прямоугольным шурфам проще и точнее определить положение слоев в пространстве. Шурфы помогают детально изучать геологическое строение участка, производить отбор любых по размеру образцов с сохранением их структуры и природной влажности. Недостатком является высокая стоимость и трудоемкость работ по отрывке шурфов, особенно в водонасыщенных породах. Следует отметить, что за последнее время появились специальные шурфокопательные машины, позволяющие проходить шурфы круглого сечения. Размер шурфов в плане зависит от их предполагаемой глубины. Чаще всего это 1 х I м, 1 х 1,5 м, 1,5 х xl,5 м и т. д. Диаметр дудок не превышает 1 м. Обычно глубина шурфа бывает 2—3 м, максимально до 4—5 м.

По мере проходки шурфа непрерывно ведут геологическую доку­ментацию — записывают данные о вскрываемых породах, условиях их залегания, появлении грунтовых вод; производят отбор образцов. По всем четырем стенкам и дну делают зарисовку и составляют развертку шурфа (рис. 142). Это позволяет более точно определить толщину слоев и элементы их залегания в пространстве.

По окончании разведочных работ шурфы тщательно засыпают, грунт утрамбовывают, а поверхность земли выравнивают.

Буровые скважины представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые специальным буровым инструментом. В буровых скважинах различают устье, стенки и забой (рис. 143).

Бурение является одним из главнейших видов разведочных работ, применяется в основном для исследования горизонтальных или поло-

Рис. 145. Геолого-литологическая колонка буровой скважины

4938

Скважина №fАбс. отметка устья- 80,0 м

I%

%!i

Глубина залегания слоя, ы

1 Разов* 1 УР°вень ^ подземныхI …» 1 вод

Литопогическое описание пород

§ 5 скважины §Ц\1

установив­шийся

от

ДО

1

0,0

2,0

мИМ

4,0

Суглинок серый, легкий средней плотности

2

aO,v

2,0

8,0

|:Т.тп1:’-:’-‘.-1 4

Песок мелкозернистый, светло-серый, влажный, рыхлый, с глубины 4,0 м —водоносный

б.о £-‘-;>.|У|>’:-‘:-‘.:|

3

8,0

13,0

5,0 У 13,0

Глина темно-серая, тугоппастичная с тонкими прослойками песка

4

13,0

18,0

Iе:о.о|5,0 К.Ь ■■>Я:-‘*’-»1

Гравийно -тапечниковые отложения с включением песка, водонасыщенные, плотные

Рис. 144. Буровая установка на автомобиле

гопадающих пластов. С помошью бурения выясняют состав, свойства, состояние фунтов, условия их залегания. Вся эта работа основывается на исследовании образцов пород, которые непрерывно извлекаются из скважины по мере ее углубления в процессе бурения. В зависимости от способа бурения и состава пород образцы могут быть ненарушенной или нарушенной структуры. Образцы ненарушенной структуры полу­чили название керна.

К преимуществам бурения относят: скорость выполнения скважин, возможность достижения больших глубин, высокую механизацию про­изводства работ, мобильность буровых установок. На рис. 144 показана буровая установка, смонтированная на автомобиле. Бурение имеет свои недостатки: малый диаметр скважин не позволяет производить осмотр стенок, размер образцов офаничивается диаметром скважины, по одной скважине нельзя определить элементы залегания слоев.

Диаметр скважин, используемых в практике инженерно-геологи­ческих исследований, обычно находится в пределах 100—’150 мм. При отборе образцов на лабораторные испытания скважины следует бурить диаметром не менее 100 мм. Глубина скважин определяется задачами строительства и может составлять десятки метров. При гидротехниче­ском строительстве достигает сотен метров, при поисках нефти и газа несколько километров.

При инженерно-геологических исследованиях применяют такие виды бурения, которые позволяют получать образцы пород.

Проходка скважин в слабых и водонасыщенных породах бывает затруднена вследствие обваливания и оплывания стенок. Для их креп­ления применяют стальные обсадные трубы, которые опускают в скважины и продолжают бурение.

По мере проходки буровой скважины оформляется ее геологическая документация в виде геолого-литологической колонки, на которой видно, как залегают слои, их толщина, литологический тип, глубина залегания уровня фунтовых вод, места отбора образцов пород в виде керна, возраст пород в индексах (рис. 145). Буровые колонки состав­ляют в масштабе 1:100—1:500. После завершения бурения скважина засыпается.

Отбор образцов пород и проб воды. Отбор образцов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже чем через каждые 0,5—1,0 м. Наиболее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образцов, полученных при

г

11 *■

инженерно-геологических исследованиях, 5—10 % отбирают для по­следующих лабораторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор монолитов, т. е. образцов с сохранением их структуры. Особенно это важно при отборе образцов из слоев связных дисперсных пород (глины, суглинки), в которых кроме структуры необходимо сохранить природную влаж­ность. В шурфах и обнажениях отбирают монолиты в форме, близкой к кубу, с размерами от 10 х 10 х 10 см до 30 х 30 * 30 см. Из буровых скважин с помощью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20—30 м. Монолиты немедленно парафинируют для сохра­нения их естественной влажности, т. е. обматывают слоем марли, пропитанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60—65 °С. Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят не более 1,5 месяцев.

Помимо монолитов, отбирают образцы нарушенной структуры и образцы рыхлых пород. Вес каждой такой пробы составляет до 0,5 кг.

Пробы подземной воды берут из каждого водоносного горизонта в количестве от 0,5 до 2 л. Количество отбираемой пробы зависит от вида химического анализа (полный или сокращенный) и степени минерализации воды. Вода набирается в емкость и тщательно закупо­ривается.

Геофизические методы исследования обычно сопутствуют разведоч­ным работам и в ряде случаев позволяют значительно сократить объем шурфования и бурения. В большинстве случаев они применяются параллельно с другими исследованиями. С их помощью можно изучать физические и химические свойства пород и подземных вод, условия залегания, движение подземных вод, физико-геологические и инже­нерно-геологические явления и процессы.

В практике инженерно-геофизических изысканий основное место занимают электрометрия и сейсмометрия.

Сейсмические методы основаны на различии в скоро­стях распространения упругих колебаний, возникающих как от есте­ственных причин, так и от специально проводимых взрывов. В последнее время в инженерно-геологических работах используют од-ноканальные микросейсмические установки. С их помощью можно установить глубину залегания скальных пород под наносами, выявить дно речных долин, карстовые полости, уровень грунтовых вод, мощ­ность талых пород в вечной мерзлоте и т. д.

В сложных сейсмических условиях этот метод недостаточно точен.

Электроразведка основана на исследовании искусственно создаваемого в массивах пород электрического поля. Каждая порода, в том числе сухие и насыщенные водой, характеризуются своим удельным электрическим сопротивлением. Чем больше разнятся эти удельные сопротивления между собой, тем точнее результаты электро­разведки для данной строительной площадки. 404

Наибольшее применение при инженерно-геологических исследо­ваниях кашли электропрофилирование и вертикальное электрозонди­рование (ВЭЗ).

При электропрофилировании на исследуемом участке забивают в грунт серию створов и на каждом из них измеряют сопротивление пород путем перемещения прибора с фиксированным положением электродов (рис. 146). Это дает сведения об изменении на участке удельного сопротивления, что может быть связано, в частности, с наличием пустот карстового происхождения.

Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) позволяет опреде­лять глубину залегания коренных пород и уровень подземных вод, дна речных долин, выделять слои различного литологического состава, в том числе водопроницаемые и водоупорные пласты и т. д. Сущность этого метода заключается в том, что по мере увеличения расстояния между питающими электродами А и Б (рис. 147) линии токов переме­щаются в глубину. Глубина электрического зондирования зависит от расстояния между точками А и Б и составляет в среднем ‘А (или ‘/«) этого расстояния. Измеряя силу тока между питающими электродами

в)

1 1 1 J 1 1 1

1 1 М-

1 1

-г-Ч-Чо :■:■:■:■*

Рис. 148. Электроразведка толщ пород:

а — эле ктро профиль через карстовую полость, забитую песком; 6 — карстовая полость в известняках; в — буровая колонка; г — кривая ВЭЗ

А и Б и разность потенциалов между приемными электродами В и /, можно найти значения электрического сопротивления пород. По этим данным, например, можно уже построить геологический разрез. На рис. 148 показана кривая ВЭЗ в сопоставлении с данными бурения. Рисунок показывает, что ВЭЗ четко определяет геологическое строение данной толщи пород.

Геологические карты и разрезы. После окончания работ по инже­нерно-геологической съемке и проходке буровых скважин и горно­проходческих выработок создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологической докумен­тацией при решении вопросов строительства. Карты составляются в основном для больших площадей, где намечается крупное строитель­ство. Разрезы создаются во всех без исключения случаях строительства.

Геологические карты представляют собой проекцию геологических структур на горизонтальную плоскость. По этим картам можно судить о площади распространения тех или иных пород, условиях их залега­ния, дислокациях и т. д.

При построении геологических карт используют топографические карты соответствующего масштаба.

Все карты подразделяют на карты коренных пород и четвертичных отложений (рис. 149).

Четвертичные отложения покрывают поверхность земли почти сплошным чехлом, скрывая от глаз человека коренные породы, или, иначе говоря, породы дочетвертичного возраста. На картах четвер­тичных отложений принято показывать расположение в плане порол различного происхождения (речные, ледниковые и т. д.) и литологи-ческого состава, расположенных на поверхности земли (рис. 149, I).

Карты коренных пород показывают горные породы (характер зале­

гания, литологическиЙ состав и т. д.), которые располагаются под четвертичными отложени­ями и скрыты от прямого на­блюдения (рис, 149, линия II).

Среди геологических карт коренных пород выделяют не­сколько видов: стратиграфиче­ские, литологические и лито-лого-стратиграфические. Кро­ме того, для различных целей составляют карты специально­го назначения, среди которых

основное место занимают инженерно-геологические, гидрогеологиче­ские и карты строительных материалов.

Стратиграфическая карта показывает границы распространения пород различного возраста. Породы одного и того же возраста на карте обозначают условными буквенными индексами и окрашивают одним цветом. Так, породы юрского периода —синим, мелового —зеленым и т. п. Стратиграфическая карта обычно сопровождается стратиграфи­ческой колонкой, которая отражает порядок напластования пород по их возрасту.

Цитологическая карта отражает состав пород. Каждую породу обозначают условным значком (рис. 150). В практике геологических исследований для строительства чаще составляют литолого-стратигра-Фические карты, на которых показаны возраст и состав пород.

Почвенный спой

Торф

Инжен ерно-геологические карты —это сведения о важ­нейших инженерно-геологи­ческих факторах в пределах изучаемой территории.

Песок

. _ Плывун

Мергель

+ + +

+ + + + +

Каждая инженерно-геоло­гическая карта — понятие со-иэвестняк бирательное и состоит из собственно карты, условных обозначений, геологических разрезов и пояснительной за­писки.

Гранит

Гравий

А Л Л

Л А Л А Л

V. — у-‘. — V -у) Супесь

v -V-

Габбро


studfile.net

Геологические изыскания — этапы инженерно-геологических изысканий

Что такое геология участка для строительства коттеджа? Где заказать проведение инженерно-геологических изысканий по выгодной цене? Какие бывают ошибки при проведении геологических изысканий?

Добрый день, читатели интернет-журнала «ХитёрБобёр»! Сегодня предлагаю исследовать землю, как это делают настоящие геологи! Помогу вам в этом я, Виктор Голиков, эксперт и автор статьи.

Прежде всего статья будет интересна тем, кто собрался строить свою дом, дачу или усадьбу. Я расскажу, как обследовать основу для строительства и найти место, максимально подходящее для закладки фундамента будущего здания.

Как всегда, в конце статьи я дам обзор компаний, которые проведут геологические изыскания быстро, недорого и профессионально.

Геологические изысканияГеологические изыскания

1. Что такое геологические изыскания

Работы по обследованию рельефа, грунта, глубине залегания подземных вод, а также исследования физико-химического состава почвы и другие факторы, способные влиять на строительство каких-либо сооружений относят к геологическим изысканиям.

В результате своих работ геологи предоставляют отчет, в котором определяется наиболее выгодное место (пятно земельного участка) для постройки сооружения.

В ходе проведения инженерных изысканий для строительства анализируются: гидрогеологические характеристики участка, сейсмоустойчивость и особенность залегания пород земли.

И все это для того чтобы ваше будущее здание не поплыло по течению подземных рек, не просело при эксплуатации и фундамент стоял прочно, как Китайская стена.

Геология участка определит для вас:

  • процент вымывания грунта;
  • глубину залегания грунтовых вод;
  • свойства, состав, прочность геологических пород;
  • деформацию и эрозию рельефа.

Все это — важные факторы для определения места глубины залегания и состава фундамента. Их учёт при строительстве гарантирует спокойный сон и уверенность в будущем проекте.

Совместно с геологическими изысканиями проводятся и геодезические работы. Использование их вкупе создаёт основу для дальнейшего проектирования.

2. Что позволяют определить геологические изыскания — обзор основных моментов

Возводить сооружения без проведения геологических и геодезических изысканий можно, но тогда будьте готовы, что где-то там просядет, где-то треснет, а вот там — придется переделать. Такова жестокая реальность при строительстве без проекта. Когда конструкция возводится по приблизительному плану, обязательно появятся и отклонения от строительных норм.

Все, что делается на тяп-ляп, и держаться будет на честном слове.

Нужно заметить, что геологические исследования грунта обязательны при постройке многоэтажных жилых домов, а вот при возведении легких дачных домиков — это по желанию хозяев.

Итак, что определяют при проведении работ профессиональные геологи.

Момент 1. Тип и свойства грунтов

Геологами принято подразделять породы, составляющие грунт, на скальные и не сцементированные. Первая группа включает труднообрабатываемые каменные породы — из них состоят крупные, твердые, несжимаемые, водонепроницаемые пласты земли, ко второй относят песчаные, глинистые, суглинистые грунты — состоят из частиц диаметром от 0,005 мм до нескольких миллиметров.

Нас интересовать будут грунты:

  • гигроскопические — водонепроницаемые или быстросохнущие, чтобы при замерзании почва не вспучивалась;
  • плотные — с минимальным коэффициентом сжатия, для быстрой усадки строения;
  • несыпучие — тяжелые породы для устойчивого упора фундамента.

В идеале таких грунтов нет. Все массивы земляных толщ смешиваются, перемежаются и имеют кучу свойств, влияющих на основание строительства.

Различают такие свойства, как:

  • капиллярность;
  • пористость;
  • текучесть;
  • влажность;
  • сцепление;
  • пластичность;
  • и прочее.

Исходя из качественного состава почвы, геологи и делают выводы о материале, виде и глубине закладки фундамента.

Момент 2. Уровень грунтовых вод

Эта величина определяет глубину залегания твердых пород земли и водоносного слоя. При высоком уровне (2 метра) увеличивается влажность и снижается несущая способность грунта (показывает, какую нагрузку, выдерживает грунт без деформации под воздействием фундамента здания).

В зависимости от уровня определяется и площадь основания. Если грунтовые воды достаточно высоки, в весенний период заливать фундамент нельзя, ибо вода будет воздействовать на материал основания нашего строения.

При стабильно высоком уровне применяют ирригацию или осушение участка, а также гидроизоляцию самого материала фундамента.

Момент 3. Возможности подтопления участка

Весеннее половодье не только поднимает уровень грунтовых вод, но и повышает вероятность затопления участка. Так как уровень паводка предугадать нельзя, стоит отталкиваться от факторов высот исследуемого объекта и близлежащих водоемов.

Что позволяют определить геологические изыскания

Что позволяют определить геологические изыскания

Здесь поможет геодезическая съемка вашей территории. На плане легко рассчитывается максимально удаленное от ближайшего водоема и наиболее возвышенное место участка. Рационально будет учесть этот момент в выборе расположения здания. Геодезический план местности также облегчит проектировку осушительных и канализационных трасс.

Момент 4. Характер рельефа местности

Немаловажное значение имеет описание рельефа. Складывающие земную кору породы зачастую имеют выходы наружу. Это влияет на обнажение слоев земли, а также специфику их залегания.

Ориентируясь на топографический план, геолог с определенной долей уверенности предположит места и глубину залегания наиболее подходящих под фундамент опорных пород земной коры.

Помимо этого, по характеру рельефа специалисты определят ряд важных характеристик и спрогнозируют дальнейшие видоизменения земной коры.

К таким особенностям относятся:

  • сейсмоустойчивость;
  • деформация;
  • возможность затопления;
  • понижение или повышение участков земли.

См. «Геодезические изыскания».

3. Когда необходимо проводить геологические изыскания — обзор основных ситуаций

Есть десятки видов и подвидов грунта, которые представляют интерес в основном для профильных специалистов. Нас же с вами интересует, на каком типе породы получится максимально качественно залить фундамент.

В зависимости от сооружений и типов грунта меняется и характер закладки фундамента. Какие инженерно-геологические изыскания проводятся в разных случаях, читаем далее.

Ситуация 1. Строительство зданий

Геологические работы при строительстве зданий весьма разнообразны. Специалисты подробно исследуют участок земли под основание сооружения, а также влияние на него уже давших осадку окружающих зданий.

Учитываются параметры:

  • сложности основания;
  • наличие подвалов, парковок, цокольных и нулевых этажей;
  • техногенное воздействие на земные массивы.

Выстраивается радиус воздействия здания и определяется деформация окружающей среды, измеряется уровень напряжения залегающих пластов земли. Нередко такие работы совмещают с экологическими изысканиями.

Ситуация 2. Строительство дорог

Инженерно-геологические изыскания для постройки дорог — наиважнейшие мероприятия при возведении магистралей. Правда, для нашей страны — это какое-то исключение из правил.

Дороги в России — первая беда. Вторая — те, кто их строит. Или те, кто их проектирует? Должен же найтись умный человек, который разорвёт этот порочный круг!

Изыскания для строительства дорог подразделяются на:

  • автомобильные;
  • железнодорожные.

Для проектировки автодорожных магистралей исследуют трассу пролегания, основание и гидрологию участков. Легко размываемые участки должны уплотняться более твердыми основаниями либо заливаться химическими соединениями, которые остекляют дорогу, предотвращая ее размывание.

Но похоже, всё это происходит на каком-то другом уровне реальности.

Фундамент под железнодорожные пути обычно формируют насыпным грунтом или балластом. Это искусственный, созданный человеком вид грунта. Часто геологам приходится исследовать скальные основания для проектирования туннелей в горных районах.

Ситуация 3. Прокладка инженерных коммуникаций

Такие сети пролегают на сравнительно небольшой глубине, а это наиболее подверженный деформации участок земной коры. Поэтому ведется самый строгий учет пород, которые размываются, осыпаются, деформируются под воздействием воды, перенасыщаются влагой и больше не способны удерживать линейные инженерные объекты.

В зависимости от нагрузки на системы газопроводов, теплотрасс, водопроводов и прочих коммуникаций они деформируются и возникают утечки, что приводит к негативным экономическим и экологическим последствиям.

Поэтому участки земли под инженерные объекты исследуются на предмет:

  • рельефа;
  • гидрологии;
  • морфологии;
  • экологии.

Ситуация 4. Строительство коттеджных поселков

Достаточно распространенные изыскания в последнее время. Компании, ведущие геолого-геодезические исследования, часто приглашаются организованными сообществами людей для проведения работ.

Изыскания включают в себя:

  • бурение скважин;
  • лабораторные исследования грунта;
  • камеральную обработку результатов.

Количество скважин определяется размерами участка и высотой возводимых коттеджей.

Давайте посмотрим на таблицу бурения:

Как вы видите, глубина бурения зависит от этажности строения, немаловажную роль играет массивность залегания пластов породы и их качественный состав. Число скважин всегда пропорционально площади застройки. Для площади застройки 2ох20 квадратных метров потребуется уже 4 скважины.

4. Как проводится геологическое изыскание — 5 основных этапов

Если несложные строительные работы на своем загородном участке вы проводите самостоятельно, то для геологических изысканий «сделай сам» не подойдет. Для проведения таких работ геологи используют буровые машины и обследуют взятые образцы в специальных лабораториях грунта.

Специалисты выезжают на место согласно техническому заданию, предоставленному заказчиком. Если визуальное обследование геологии участка удовлетворительно, геологи приступают к исследованию грунта.

Этап 1. Бурение инженерных скважин

Полевой этап исследований наиболее важен. Профессионалы уже на стадии снятия проб грунта скажут вам, насколько пригоден участок для строительства. Если задача состоит в поиске пятна застройки, то готовимся к бурению скважин по всему участку методом сетки (разведочное бурение).

Для определения качества, глубины залегания и типа будущего фундамента проводятся буровые работы по площади застройки (гидрогеологические и опытные скважины).

При бурении забираются образцы грунта для дальнейшего анализа в лаборатории.

Бурение инженерных скважин

Бурение инженерных скважин

Любая скважина стоит денег, поэтому отнеситесь со всей серьезностью к написанию технического задания. От этого будет зависеть и финансовая составляющая геологических изысканий.

Этап 2. Статическое зондирование

Скважины бурятся в земле не только для взятия проб, но и для выяснения глубины залегания грунтовых вод, высоты залегания и состава пласта пород.

Аналогичный вид работ — зондирование территории. Выполняется для определения сопротивления грунта. Представляет собой вдавливание зонда в землю, что дает возможность измерить обратное давление грунта на возводимое сооружение.

Определяется также степень погружения фундамента и вычисляется необходимая высота подготавливаемого основания.

Этап 3. Изучение грунта

Взятые образцы толщи земли отправляют в специализированную лабораторию грунта. Здесь проводятся всесторонние исследования физико-химического состава и свойств пород, из которых сложен исследуемый участок.

Это кропотливая и точная работа. На основе полученных данных определяется несущая способность грунта, а это основной критерий, по которому делаются выводы о качественном составе фундамента.

Какая должна быть площадь фундамента, его вес и плотность? На эти вопросы вам ответят только после исследования образцов грунта с разных глубин.

Изучим таблицу несущей способности некоторых грунтов, кг/см2:

Дополнительный фактор, влияющий на несущую способность пород земли, — степень увлажненности.

Этап 4. Испытания почвы штампом

Завершающий этап полевых работ. Используется для определения деформации почвы в природных условиях на месте застройки.

Миллионеры штампуют деньги, а геологи землю!

Измерения происходят в различных слоях грунта посредством нагрузки расположенных в них штампах (пластин давления). В результате снимаются измерения деформации всех слоев грунта, что позволяет измерить и спрогнозировать осадку здания.

Так формируется база деформационных характеристик почвы и вычисляется просадочное давление будущего здания.

Этап 5. Обработка полученных данных и составление технического отчета

На камеральном этапе собираются данные из журнала работ и показатели, предоставленные лабораторией грунта. Опираясь на эти сведения, составляется технический отчет о проделанных работах.

В отчете содержатся:

  • графики осадки;
  • степени деформации грунта;
  • зависимости увлажнения и плотности почвы;
  • уровень грунтовых вод;
  • степени прочности пород;
  • рекомендации по типу и составу фундамента и прочее.

Кроме того, специалисты дают оценку возможности развития опасных процессов земли: вымывание, эрозия, засаливание, подтопление. А также прогнозируют дальнейшее развитие геологических условий исследуемой территории. Эти необходимые сведения понадобятся вам при создании ситуационного плана.

5. Где заказать проведение геологических изысканий — обзор ТОП-3 компаний по предоставлению услуг

Как уже упоминалось, геологические изыскания стоит доверять профессионалам, поскольку только они обладают необходимым вооружением для решения задач по разведке территории.

Геология участка обязательна для возведения жилищных комплексов и крайне полезна частным застройщикам.

1) ГеоКомпани

ГеоКомпани

ГеоКомпаниМолодая развивающаяся геологоразведочная организация. Основанная в 2009 году компания форсирует свою нишу на рынке услуг геологических изысканий.

На вооружении специалистов «ГеоКомпани» современное оборудование и бурильные агрегаты с глубиной забора проб до 35 метров. Профессионалы своего дела, сотрудники предприятия готовы провести геологические исследования в самых труднодоступных районах центральной России.

Приемлемые цены и широкий спектр услуг привлекают все больше и больше частных и государственных застройщиков. Исследования, проводимые сотрудниками фирмы, подходят для застройки любых сооружений. «ГеоКомпани» — ваш удобный и надежный партнер для всех видов инженерно-геологических исследований территорий.

2) Геолог

Геолог

ГеологОпытная организация, обладающая большим багажом знаний и не менее обширным списком проделанной работы. Квалификация компании не вызывает сомнений при взгляде на весь перечень предлагаемых услуг.

Открытая политика компании внушает симпатию и доверие. На сайте «Геолога» предоставляются все необходимые данные для предварительного просчета планируемых работ. Специалисты фирмы проконсультируют и найдут самые приемлемые варианты проведения работ на вашем участке, благодаря чему вы сможете сэкономить свои финансы и время.

Собственная разработка компании — это специальные изыскания: проверка взрывоопасности, разведка стройматериалов, загрязнение грунтовых вод.

3) ИнжГеоДриллинг

ИнжГеоДриллинг

ИнжГеоДриллингОдна из крупнейших геологических компаний страны действует на всей её территории. Сотрудниками компании производится весь диапазон инженерных геолого-геодезических и экологических услуг. Организация открыто предоставляет доступ к своим проектам, уверенно гарантируя положительный результат.

Штат компании оснащен современным оборудованием на базе собственного материально-технического комплекса. Регулярное повышение квалификации персонала обуславливает внедрение в практику новейших разработок в геолого-геодезической сфере.

6. Какие бывают ошибки при проведении геологических изысканий — 4 главные ошибки

Геологические работы требуют специальных знаний, инструментов, устройств и условий. Самостоятельно вряд ли получится провести такие изыскания, но проконтролировать работу нанятых специалистов вам вполне по силам.

Выбирайте геологов, которых не затрудняет объяснения смысла и последовательности своих действий. Для чего они проводят те или иные мероприятия, и за что вы платите?

Обратите внимание на следующие моменты.

Ошибка 1. Неправильные расчеты при строительстве оснований фундамента

В отчете геологов содержатся все полученные данные. А также формулы, по которым велись расчеты. Выводы и прогнозы вынесены отдельной графой.

Выберите несколько переменных и подставьте их в предложенные формулы. Да-да, перепроверьте расчеты!

Глубина залегания основания и степень гидроизоляции пропорциональны несущей способности грунта. Совсем несложно изменить пару цифр и проследить зависимость изменения фундамента от параметров почвы.

Ошибка 2. Некорректное прогнозирование поведения грунтов под давлением

Ваш домик первый на этом ландшафте? Сверьтесь с соседями по поводу фундамента. В большинстве случаев рекомендации геологов несложно проверить временем .

На просадочных грунтах деформация фундамента здания — дело нескольких лет.

Как говорил один одесский джентльмен:

Время лечит не только за любовь, но и за фундамент дома, в котором родились эти отношения!

Неравномерная осадка опорных конструкций — дело вполне обычное. Но в фундамент должна закладываться гарантийная прочность при стандартных условиях эксплуатации.

Ошибка 3. При проведении геологических изысканий не обнаружены пустоты

Все пласты земли расположены неравномерно. Со временем горизонты расположения меняются. Один слой может вытеснить, пересечь или наплыть на другой.

Существуют также факторы вымерзания, вымывания пород и техногенные условия напряжения слоев земляного покрова. Пустоты в разрезе геологических пород существуют всегда! Их количество и величина (или производные) указываются в техническом отчете.

Пустоты в земле оказывают влияние на фундамент. Не учитывать их — фатальная ошибка. Есть вероятность частичного или полного обрушения строения.

Ошибка 4. Неправильный расчет свойств набухания

Одно из свойств грунта — влажность. Наивно предполагать, что это постоянная величина. Она изменяется в зависимости от времени года.

Впитывая влагу, почва становится более тяжелой, скользкой и подверженной размытию. А температурные изменения в условиях подтопления способны просто разрушить некачественное основание за каких-нибудь пару лет.

Поэтому обращайте внимание на способность грунта впитывать влагу и сохнуть в ваших климатических условиях.

А сейчас смотрим видеоролик о геологии земельного участка.

7. Заключение

Геологические изыскания — неотъемлемая часть строительства жилых домов и социально значимых сооружений. Проведение работ связано с необходимостью изучения грунта и его способности прочно держать фундамент здания.

Вопрос к читателю

Что ещё о геологических работах вы хотели бы узнать? Делитесь своим опытом строительства частных зданий в комментариях.

Применяйте геологические работы на сложных или на неисследованных территориях. Они дадут практический совет на будущее и необходимый ответ сегодня — стоит ли затевать строительство здесь или поискать другой участок?

Мы желаем вам благополучия, твердой земли под ногами и устойчивого фундамента вашему дому! Ждем отзывов по теме статьи. Ставьте статьям лайки в социальных сетях и рекомендуйте наш бизнес-журнал друзьям! До новых встреч!

hiterbober.ru

17.1. Основные цели и задачи инженерно-геологических изысканий

При строительстве важнейшим является прогноз взаимодействия проектируемого сооружения с природной средой. Инженерно-геологические условия строительства на нашей территории весьма разнообразны.

Столь же многообразны назначение и конструктивные решения проектируемых объектов, поэтому производство инженерно-геологических изысканий для различных видов строительства имеет ряд своих специфических особенностей.

Целью инженерно-геологических изысканий является обоснование выбора оптимального варианта строительства и изучение условий взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой.

Отсюда основной задачей этих исследований является инженерно-геологическое обследование местности (участка, трассы) строительства для различных его вариантов и осмотр и описание проявлений физико-геологических процессов и возможных инженерно-геологических явлений.

17.2. Состав и объем инженерно-геологических исследований

Инженерно-геологические исследования включают: проходку разведочных выработок по трассе и на площадках сооружений; дополнительные исследования участков индивидуального проектирования; лабораторные исследования грунтов (определение коррозийной и агрессивной активности пород и подземных вод»).

Количество разведочных выработок по трассе принимается в зависимости от конкретных условий, и обычно одна выработка закладывается на 200 ♦ 500 м трассы. Глубина наработок закладывается на I + 2 м ниже отметки заложения трубопровода. Лабораторные исследования проводятся для определения классификационных и прямых показателей свойств грунтов, а также для определения степени агрессивности грунтовых вод.

В районах со сложными инженерно-геологическими условиями необходимо проведение дополнительных специальных исследований согласно требованиям СНиП П- А 13-69.

В оползневых районах проводят изучение тел оползней, изучение свойств пород и режима подземных вод, наблюдения за подвижками оползня, а также расчеты устойчивости склона. Глубина разведочных выработок назначается в зависимости от мощности оползневого тела.

В карстовых районах изучают морфологию и возраст карста; устанавливают возможность образования провалов и просадок; выявляют участки, подверженные карстовым процессам; определяют мероприятия по обеспечению безопасности строительства и эксплуатации трубопровода; собирают сведения о строительстве и эксплуатации существующих сооружений.

На основании исследованию выделяют участки трассы с различной степенью закарстованности, на которых: I) строительство запрещается; 2) строительство разрешается без проведения специальных мероприятий; 3) строительство разрешается после проведения специальных

мероприятий.

В районах развития многолетней мерзлоты проводят специальные мерзлотно-грунтовые исследования с целью определения специфических условий строительства.

17.3. Инженерно-геологические исследования на различных стадиях проектирования

Инженерно-геологические работы строятся в зависимости от стадий проектирования, предшествуют проектированию. Б настоящее время проектирование ведется по следующим стадиям: технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадиям проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где инженерно-геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий.

На практике последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Так для водопроводно-канализационных сооружений ТЭО предусматривается только при проектировании крупных и особо сложных водохозяйственных узлов. В соответствии с этим изменяются и стадии инженерно-геологических изысканий.

В ряде случаев инженерно-геологические изыскания могут проводиться вне стадий проектирования, в процессе строительства или после его окончания. И цель этих работ заключается уже в проверке правильности инженерно-геологических прогнозов, наблюдений за устойчивостью откосов и насыпей, осадкой сооружений и т.п.

На ранних стадиях проектирования изыскания охватывают обширные площади, применяются простые и экономичные технические средства. По мере перехода к более поздним стадиям площади изысканий сужаются, и применяются более сложные и точные методы геологических работ.

studfile.net

Инженерно-геологические изыскания в строительстве

Как и для чего проводят инженерно-геологические изыскания

Инженерно-геологические изыскания – это совокупность работ по изучению геологических характеристик местности, предназначенной для построек. Полученные данные служат основой для подготовки проектных документов.

Какие проблемы решают геологические изыскания

Геологические изыскания – важная часть строительства любых сооружений. Еще на этапе проектирования, это дает возможность:

  • определить, уместно ли возводить здание на конкретном участке;
  • оценить экономическую составляющую проекта, предварительно обозначить затраты на строительство;
  • исключить неподходящие участки для застройки.

Ход работы

В ходе изысканий узнают свойства и особенности рельефа выбранного района. Изучают гидрологический режим территории. Следом определяются механический состав грунтового слоя.

Эту информацию применяют для составления тектонической и сейсмологической характеристик всей предоставленной местности. Она позволяет выявить вероятность изменений в работе множества процессов, влияющих на будущее построенное здание. В перечень этих процессов входят геоморфологические и гидрологические изменения.

Геологические исследования, проведенные полностью и по всем требованиям, имеют определяющее значение для проектирования сооружений. Все эти работы должны быть подготовлены во время планирования застройки.

Особенности изысканий

Результат изысканий способен показать, выдержит ли участок будущий дом. Эта информация становится доступна еще до проектирования и возведения фундамента. Данные о физико-химических особенностях грунта и грунтовых вод помогают определиться с выбором типа основания и влияют на дальнейшее проектирование всего здания. Если не узнать заранее обо всех этих важных моментах, инженер рискует допустить серьезные ошибки в своем проекте. Неподходящий фундамент для определенной местности приведет к деформации и быстрому разрушению дома.

Геологические изыскания в городе

В городском пространстве новые сооружения чаще приходится возводить рядом с уже существующими домами. Без геологических данных такое строительство способно привести к страшным последствиям. На старых участках могут измениться геоморфологические процессы и здания просто упадут или в лучшем случае деформируются.

Такое положение сильно ухудшается, если рядом стоят торговые центры. Они широко используют подземное пространство – устаивают там парковочные места и магазины.

Поэтому так важно проводить геологические изыскания в городе. Нужно уделять особенное внимание выбору места для возведения здания. Тщательно изучать его особенности и убедиться, что оно соответствует нормам безопасности.

Инженерно-геологические исследования

Чтобы получить полную информацию об определенном участке, нужно провести множество различных исследований. Только полные данные дадут гарантию успешного строительства объекта.

Необходимые исследования:

  • если ранее на предполагаемом месте строительства уже проводились какие-то исследования, то делают анализ этих данных;
  • бурение скважин;
  • проба грунта и воды для анализа химических и физических свойств;
  • чтобы обнаружить неподходящие участки для застройки, проводят геофизические мероприятия – поиск подземных коммуникаций;
  • изучение геологического строения нужных участков;
  • определение гидрологического режима, особенностей грунта и грунтовых вод;
  • поиск реальных и возможных проблем, представляющих опасность для надежности будущего здания;
  • геодезическая привязка планируемой постройки и работы инженера к выбранному участку, для достижения максимальной точности геодезических изысканий.

Изучение архивов

Уже имеющиеся материалы о местности дают возможность составить более точную характеристику и достоверно описать происходящие процессы.

Если знать, какой почва была несколько лет назад, исследователи получают большое преимущество. Таким образом, легче предположить, как дальше будет изменяться местность и как поведет себя, когда на ней появится объект.

Бурение и анализ

Чтобы провести лабораторные исследования воды и грунта делают геологические скважины. Эти скважины создают на разной глубине, чтобы получить более точный результат.

Ученые определяют физические и химические свойства полученных материалов. В основном, это обменная и поглотительная возможности, усадка, осмос, диффузия, набухание и коррозия.

Гидрологический режим местности

Эти исследования позволяют определить объемы воды в районе будущего дома, под воздействием естественных и антропогенных условий.

В результате проведенной работы станут известны: частота изменения русла, уровень, состав и температура воды.

Геологическое строение

Это проведение анализов почвы и грунта. Делают их для получения сведений о химическом составе и определения гипотактической платформы.

На основе информации о геологическом строении территории и гидрологическом режиме создают статистику процессов, способных разрушить объект. Эти процессы мешают постройке здания на всех этапах и увеличивают возможность деформации.

Статистика создает основу для преждевременной оценки возможности развития уже существующих и еще не выявленных геологических процессов.

Характеристики почвы и грунта

Все физические и химические свойства почвы и грунта оформляют в таблицы. Туда входит топографический план и технический отчет о проделанной работе геологов.

Подробный отчет создают с опорой на нормативные документы, которые устанавливают объемы работ. Подлежит дальнейшему согласованию с заказчиком.

Задача заказчика

Для проведения геологических изысканий, до подготовки проекта, заказчик должен составить техническое задание. Также необходимо предоставить типографический план отведенной под строительство местности с обозначением подземных коммуникаций и план будущего строения.

Предоставленные документы помогают составить индивидуальную программу. В соответствии с этой программой и будет проводиться вся дальнейшая работа.

Инженерно-геологические изыскания с нашей компанией:

  • наши геологи используют современное оборудование для бурения;
  • компания обладает лабораторией, в которой содержится все необходимое для проведения анализов;
  • мы даем гарантию качества за доступную цену.

 

 

geoekoproekt.by

Check Also

Как работать на тендерах – Тендеры для новичков: как все устроено?

Содержание с чего начинать в 2019 годуС чего начинать?Кто может быть участником торгов?Решение принято. Что …

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о