ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Для проектирования различного рода сооружений необходимо проведение инженерно-геологических исследований в полном соответствии с СНиП 11-02–96. Инженерные изыскания. 1997 г. и СП 11-105–97, часть I. Общие правила производства работ. М.,1997.

Производство инженерно-геологических изысканий подразделяется на три этапа: подготовительный, полевой, камеральный.

Подготовительный этап

Подготовительный этап включает в себя следующие работы:

– подготовка технического задания для инженера-геолога с приложениями. Топографическая съемка М 1:1000 или М 1:500, выполненная в последние 3 года, название объекта, местоположение, высотность здания, класс ответственности (I и II), нагрузки, глубина заложения фундамента в зависимости от глубины или этажности подземных сооружений, расположение сооружения, отмеченное на генплане. Дополнительные условия (коррозионная активность грунтов, воды и пр.)

– согласование программы (предписания) на производство работ, составленное инженером-геологом на основании:

а) технического задания;

б) сбора архивных материалов (результаты ранее выполненных изысканий на данном участке или близлежащих, включая климат, гидрографию, рельеф); можно использовать инженерно-геологические материалы «не старше» 5 лет;

в) рекогносцировки (осмотр места, рельефа, обнажений, водопроявлений, инженерно-геологических процессов, при необходимости – маршруты по сложным участкам) – определяется категория сложности .

г) нормативных документов: СП 11-105–97 Инженерно-геологические изыскания для строительства; СП 11-105–97 Часть I Общие правила производства работ; Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов; Часть III. Правила производства работ в районах распространения специфических грунтов, в которых изложены все необходимые объемы полевых работ.

В частности, для II категории сложности инженерно-геологических условий I уровня ответственности сетка бурения скважин составляет 30–40м, глубина зависит от нагрузки на фундамент (этажности): для 2х-этажного дома, глубина бурения 6–8 м от уровня заложения фундамента, 20-этажного дома 20–23 м и т.д.

Необходимые объемы работ, предлагаемые инженером геологом, должны соответствовать техническому заданию и нормативным документам.

– сметная стоимость проектируемых изысканий согласованная с заказчиком,

– договор и сроки выполнения работ.

Все перечисленные выше документы отправляются в отдел архитектуры, существующий в каждом административном образовании (по окончании работ необходимо представить технический отчет) для получения разрешения на право производства работ на нашем объекте.

Немаловажным условием для начала полевого периода является согласования точек буровых работ со всеми службами, имеющих собственные интересы на наших площадях (сети водоканала, тепло-газо-коммуникации, кабели ГИБДД, и т.д.)

Полевой период

Инженерно-геологическая съемка производится при изысканиях крупных объектов (плотины). Масштабы съемки – в зависимости от целей. Для типовых проектов не используется.

Разведочные выработки

Горная выработка – это полости в земной коре, образовавшиеся в результате проведения горных работ в толще полезного ископаемого или «пустых» горных пород. Горные выработки подразделяются на открытые (расчистки, закопуши, шурфы, канавы, дудки, карьеры) и подземные (штольни, штреки, шахты).

Шурф – вертикальная горная выработка квадратного или прямоугольного сечения глубиной обычно от первых метров до 20 м. Круглый шурф – дудка (круглая – более устойчивая). Крепление обязательно, при глубине более 10 м – вентиляция.

Канава – горизонтальная выработка, чаще вытянутой формы (в районах новостроек для укладки коммуникации), при относительно небольшой глубине (первые метры) имеют значительную протяженность до нескольких километров. При поисковых и разведочных работах на полезные ископаемые канавы проходят вкрест простирания для бороздового опробования.

Подземные горные выработки. Шахта – вертикальная или наклонная горная выработка большого сечения (2х3,3х4 м), проходимая с поверхности или из подземной горной выработки (слепая шахта) это не относится к эксплуатационным шахтам.

Штольня – горизонтальная подземная выработка, имеющая выход на дневную поверхность.

Штрек – горизонтальная подземная выработка, не имеющая выхода на дневную поверхность.

Верх выработки – кровля, низ – подошва.

Бурение

Единственный методом, позволяющим изучать (горные выработки не считаем) недра земли является бурение. Результат бурения – скважина.

Скважина – это цилиндрическая выработка в земной коре, имеющая поперечное сечение малой величины при относительно большой протяженности. Начало скважины называется устьем, боковая поверхность – стенками, дно – забоем. По условному назначению скважины (бурение) – геологоразведочные, эксплуатационные, технические.

Геологоразведочные скважины бурятся при съемке, поисковых и разведочных работах на полезные ископаемые, инженерно-геологических, гидрогеологических, геофизических, технологических (режимные наблюдения).

Эксплуатационные скважины бурятся для добычи воды, нефти и газа, других полезных ископаемых (Аu, Cu, U и т.п.).

При производстве инженерно-геологических исследований в основном применяются буровые скважины и шурфы.

Значение:

– установление, уточнение геологического разреза, точность установления границ – 0,25–0,5 м;

– определение залегания уровня грунтовых вод;

– отбор образцов (керн) и монолитов грунта для определения физических (плотность, влажность и т.д.– не менее 10 образцов на каждую разность), физико-механических свойств (не менее – 6 образцов) и не менее 3 проб воды на химический состав каждого водоносного горизонта. Для мерзлых грунтов плотность обычно определяется на скважине.

– проведение полевых опытных испытаний, гидрогеологических исследований;

– ведение стационарных наблюдений;

– выявление и оконтуривание геологических и инженерно-геологических процессов.

Виды бурения: ударно-канатное, вибрационное, вращательное, роторное, ручное, шнековое.

Породоразрушающий инструмент (шарошечное и крестовое долото, буровые коронки различной твердости, пневмоударники) и его диаметры (от 50 мм до 500 мм).

Бурение производится с отбором и без отбора керна (сплошным забоем).

Полевая документация заносится в буровые журналы (дата, время, слои, отметки, образцы).

Ликвидационный тампонаж скважины проводится после завершения работ.

Геофизические работы

Геофизические работы – магниторазведка, гравиразведка сейсморазведка, электроразведка, каротаж в сочетании с другими видами работ.

Сейсморазведка – метод исследований, основанный на измерении скорости прохождения продольных волн по глубине (V₂>V₁).

Рис.42 Сейсморазведка (сейсмозондирование)

Электроразведка – метод исследований, основанный на измерении кажущихся сопротивлений грунтов по глубине (ρ₂>ρ₁). Два заземления (штыря) подключаются к полюсам источника постоянного тока. Прибором измеряется разность потенциалов между ними. Чем дальше друг от друга заземления (больше разнос), тем больше глубина исследования. Измеряется в Ом/м.

Рис. 43. Электроразведка (ВЭЗ)

Каротаж скважин (электро-, сейсмо-, радиометрический) при интерпретации позволяет определять влажность, плотность грунта. Изучая керн скважин, мы имеем ограниченную информацию. Каротаж позволяет изучать пространство около скважин, породы в естественном залегании с точной привязкой. Прямые результаты свойств пород. Часто заменяет буровые работы, поскольку полученная информация дешевле. Решает многие проблемы инженерной геологии.