5.3. Инженерно-геологическая разведка
Инженерно-геологическая разведка – комплексный метод получения информации об инженерно-геологических условиях путем проведения горно-буровых, опытных инженерно-геологических и гидрогеологических работ, инженерно-геологического опробования и лабораторных работ, документации строительных выемок и режимных инженерно-геологических наблюдений.
Основные задачи при инженерно-геологической разведке следующие:
выявление условий залегания пород, гидрогеологических условий, физико-геологических процессов;
выделение инженерно-геологических элементов;
изучение состава и физико-механических свойств грунтов;
прогноз влияния инженерной деятельности на изменение окружающей среды.
Инженерно-геологическая разведка в зависимости от ее целевого назначения подразделяется на предварительную, детальную и оперативную (табл. 5.1.) [1]:
Таблица 5.1
Виды инженерно-геологической разведки и их назначение
Инженерно-геологическая разведка |
Этап хозяйственной деятельности |
Целевое назначение |
Предварительная
Детальная
Оперативная |
Стадия проекта
Стадия рабочей документации
Строительство |
Получение инженерно-геологической информации, необходимой для компоновки сооружений на строительной площадке; проведения предварительных расчетов оснований; выбора типов фундаментов; разработки проекта защитных мероприятий Получение информации, необходимой для окончательных расчетов оснований зданий и сооружений; разработки проекта производства строительных работ Получение инженерно-геологической информации, необходимой для корректировки проектов зданий и сооружений; уточнение проекта производства строительных работ; контроля за соблюдением проекта в частности производства земляных работ |
Инженерно-геологическая разведка выполняется следующими методами:
проходка горно-буровых выработок;
полевые методы исследования грунтов;
геофизические исследования;
лабораторные исследования;
опытно-фильтрационные работы;
стационарные наблюдения;
специальные виды исследований.
Общие рекомендации по назначению видов работ приведены в табл. 5.2. [5].
Таблица 5.2
Естественно-геологические условия |
Характер проектируемых сооружений |
Виды работ |
||||
горно-буровые |
геофизические |
опытные полевые |
лабораторные |
гидрогеологические |
||
Благоприятные инженерно-геологические условия |
Здания и сооружения всех классов капитальности, фундаменты на естественном основании |
Буровые скважины, шурфы, расчистки в контурах проектируемых сооружений либо по сгущенной сетке. Глубина выработок зависит от геологических условий и нагрузок на фундаменты |
Как правило, не ведутся |
Сдвиги в шурфах, вращательные сдвиги в скважинах, испытания статической нагрузкой штампов |
Исследования состава, состояния, прочностных и деформационных характеристик |
Наблюдение и прогнозирование уровней грунтовых вод, оценка агрессивности грунтовых вод в пределах их воздействия на фундаменты |
Благоприятные, средние и сложные инженерно-геологические условия |
Крупнопанельные здания и сооружения на естественном основании (по СН-321-65) |
На каждое здание длинной до 60 м назначается не менее двух выработок в простых условиях и не менее трех – в сложных. Глубина выработок от отметок заложения фундаментов не менее 6 м для пятиэтажных зданий и не менее 9 м для девятиэтажных |
То же |
То же |
То же |
То же |
Продолжение табл. 5.2
Естественно-геологические условия |
Характер проектируемых сооружений |
Виды работ |
||||
горно-буровые |
геофизические |
опытные полевые |
лабораторные |
гидрогеологические |
||
Средние и сложные инженерно-геологические условия |
Здания и сооружения на свайных фундаментах (в том числе и крупнопанельные) |
Горно-буровые выработки в контурах проектируемых зданий и сооружений, в том числе технические выработки на расстоянии не более 5 м от контуров. Глубина скважин ниже проектных отметок острия не менее 5 м в песчаных и глинистых и не менее 1,5 м в скальных и крупнообломочных породах |
Оконтуривание кровли скаль ных и крупнообломочных пород |
Статическое и динамическое зондирование, испытания свай. Испытания статической нагрузкой штампов лишь в необходимых случаях, как правило, в основании острия свай |
Основное внимание уделяется изучению состава и состояния пород, определение плотности песчаных и консистенции глинистых пород в интервалах не реже 0,5-1,0 м по всей глубине скважины |
Оценка агрессивности грунтовых вод всех горизонтов по длине свай |
Сложные инженерно-геологические условия. Наличие в разрезе пород с различными физико-механическими свойствами, зоны разрушенных пород, карстовые районы и т.п. |
Отдельные ответственные здания и сооружения, комплексы промышленного и гражданского строительства. Фундаменты на естественном и свайном основании |
Буровые скважины, шурфы, расчистки в контурах проектируемых сооружений |
Электрические, сейсмические, каротажные, комплексные методы |
Назначаются в зависимости от предпологаемого типа фундаментов и видов пород |
Комплексные исследования состава, состояния и физико-механических свойств пород |
Цикл наблюдений за колебанием уровня грунтовых вод и их химического состава. Опытные откачки и нагнетания для определения коэффициента фильтрации |
Окончание табл. 5.2
Естественно-геологические условия |
Характер проектируемых сооружений |
Виды работ |
||||
горно-буровые |
геофизические |
опытные полевые |
лабораторные |
гидрогеологические |
||
Оползневые районы |
Противооползневые защитные мероприятия |
Буровые скважины, шурфы и расчистки по створам. Максимальное расстояние между выработками 200 м, на каждом геоморфологическом элементе не менее двух выработок |
Электрические, сейсмические и комплексные методы. Установка магнитных и контактных реперов
|
Поверхностная пенетрация, статическое и динамическое зондирование, вращательные сдвиги в скважинах, сдвиг целиков в шурфах и котлованах. Специальные полевые наблюдения |
Состав, состояние и физико-механические свойства пород, особенно слабых прослоек. Изучение размокаемости, набухания, ползучести и т.д. |
Режимные гидрогеологические наблюдения по специальной программе, проведение опытных откачек и т.д.
|
Размещение горно-буровых выработок, точек производства опытных и геофизических работ является важным вопросом, но недостаточно изученным.
Существующие системы размещения выработок представлены на рис.5.1 и табл.5.3. [5].
Рис. 5.1. Схема систем размещения выработок
а – квадратная сетка 200×200 м по участку перспективной застройки; б – ромбическая сетка со стороной 100 м по участку застройки первой очереди; в – прямоугольная сетка 30×100 м по участкам многоэтажных жилых домов; г, д – групповые выработки по площадке водонапорной башни и котельной с дымовой трубой; е – сетка, ориентированная по геоморфологическим элементам на участке оползневого склона; ж – разведочная линия по трассе водовода с неравномерным шагом, зависящим от геоморфологических условий.
Таблица 5.3
Системы выработок |
Расположение выработок внутри системы |
Условия применения |
Геометрически правильные сетки |
Квадратные |
При однообразном геолого-литологическом строении, в пределах одного геоморфологического элемента, при отсутствии контуров сооружений либо в пределах большого контура |
Прямоугольные |
Вдоль вытянутого геоморфологического элемента, в пределах вытянутого прямоугольного контура сооружения |
|
«Шахматные» (ромбические) |
При неясном геолого-литологическом строении и невыдержанных геоморфологических условиях, в пределах сложного контура сооружения |
|
Геометрически неправильные сетки |
По геоморфологическим контурам |
При сложных геоморфологических условиях, при наличии карстовых воронок, оползневых участков, в долинах рек и др. |
По контурам проектируемого объекта |
При наличии в пределах контура резко различных несущих конструкций, в пределах контуров сложной конфигурации |
|
Разведочные линии (створы) |
С равномерным шагом |
При однообразном геолого-литологическом строении, для линейных сооружений и др. |
С неравномерным шагом |
При сложных геоморфологических условиях, для уточнения системы дальнейших работ, при сложном характере линейного сооружения |
|
Одиночные, либо групповые выработки |
|
Под отдельные сооружения малой площади в плане (башни, дымовые трубы), карстовые воронки, контрольные выработки и т.д. |
Комбинированные системы |
Сложные |
При сложном геолого-литологическом строении, на больших по площади участках |
Наряду с проходкой горно-буровых выработок широко применяется статическое зондирование, пенетрационно-каротажные и геофизические работы, а также полевые методы исследования грунтов.
Количество выработок определяется требованиями нормативных документов.