Методы инженерно-геологических изысканий в строительстве

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

Масштаб инженерно-геологической  съёмки определяется детальностью инженерно-геологических  исследований и колеблется от 1:200000 до 1:10000 и крупнее. Основой для  проведения съёмки 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 слоёв 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 место нахождения обнажения. 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 выбирают пробы образцов пород для лабораторных исследований.

При инженерно-геологической  съёмке изучают гидрогеологические условия для выяснения обводнённости  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 съёмки производят поиски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют инженерно-геологическую  карту района строительства. Это  даёт 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 съёмочных 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 съёмки, для которых разработана специальная аппаратура, методики дешифрирования снимков, позволяющие получать высокоточную и достоверную информацию.

 

 

 

 

 

 

 

2. Инженерно-геологические изыскания  для строительства зданий и  сооружений.

 

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

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

- оценка  пригодности площадки для строительства  данного объекта;

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

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

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

- полную  характеристику по подземным  водам;

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

- 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 стадия 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.

На ранних стадиях проектирования инженерно-геологические  изыскания охватывают обширные площади, применяются не 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 определённой последовательности:

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

- производят  осмотр строительной площадки  инженеры-проектировщики совместно  с инженером-геологом; определяют  степень её застройки, осматривают  ранее построенные здания, 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 грунтов и подземных  вод изучают в лабораториях;

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Инженерно-геологические изыскания  для   строительства промышленных сооружений.

 

Проектирование  промышленных сооружений чаще всего  выполняют в две стадии. С начала 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 зданию – предварительные, рабочим чертежам – детальные.

Промышленное  предприятие представляет собой  сложный комплекс различных зданий и сооружений. Поэтому параллельно  с изысканиями и проектированием  основного сооружения выполняют  аналогичные работы по линиям связи, ЛЭП, магистральным трубопроводам, подъездным и внутризаводским путям  автомобильных, железных и канатных дорог, по сооружениям водоснабжения, канализации и т. д.

Предварительные изыскания. В тех случаях, когда это необходимо, вначале выполняют инженерно-геологические работы на уровне технико-экономического доклада (ТЭД). 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 осуществляется работа с целью общей инженерно-геологической оценки выбранной площадки. В состав исследований входит:

- инженерно-геологическая  съёмка;

- проходка  разведочных выработок и геофизические  работы;

- полевые  опыты работы по грунтам и  подземным водам;

- лабораторные  исследования и камеральные работы  с составлением инженерно-геологического  отчёта.

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, болотистые, карстовые, оползневые, а так же площадки с  вечномёрзлыми породами, лессовыми  просадочными отложениями и участки, сложенные насыпными и намывными  грунтами.

Все материалы  работ обобщают и представляют в  виде инженерно-геологического отчёта с приложениями обзорной карты района строительства масштаба 1:25000-1:100000 с  указанием границ изучаемой площадки, инженерно-геологической карты и  разрезов, колонок разведочных выработок, таблиц показателей пород и подземных  вод, графиков наблюдений, фотографий природных условий. Отчёт даёт общую  инженерно-геологическую оценку площадки с учётом 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 1-2 буровые скважины.

На этой стадии основным являются разведочные выработки  и опытные работы. Разведочные  выработки располагают в зависимости  от размещения фундаментов – по периметру или 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. 2.

Таблица 2.

 

Сооружения	Геологические условия
	простые	средние	сложные
Одноэтажные	60	30	7-15
Многоэтажные	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 6-8 м. 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. 3.

Таблица 3.

Ширина здания, м	Количество этажей
	1	2	3	4
30	3	6	10	16
120	4	10	14	24

 

Полевые опытные инженерно-геологические  работы. Производят только под наиболее ответственные сооружения. Их целью являются уточнения прочностных и деформативных показателей грунтов в пределах контура здания. Опытные гидрогеологические работы выполняют для получения окончательных данных для расчета дренажных сооружений, определения притоков воды в котлованы и др.

По окончанию  изысканий этого этапа составляется 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 фундамента, подземных  сооружений и перечень прочих инженерных мероприятий, обеспечивающий устойчивость зданий и сооружений в период их строительства и эксплуатации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Инженерно-геологические изыскания  для градостроительных работ.

 

Проектирование  городского и поселкового строительства  осуществляется стадийно.  В настоящее  время оно складывается из проектов: планировки и планы размещения первоочередного  строительства; детальной планировки и проекта застройки.

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

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