5.3.2. Инженерно-геологическое опробование

Инженерно-геологическое опробование производится с целью характеристики состава, состояния и физико-механических свойств пород, состава и свойств грунтовых вод и изучения закономерностей изменения показателей этих свойств в пространстве и во времени в зависимости от природных и искусственных факторов [5].

Методы опробования должны учитывать состав пород и свойства, характер пространственной изменчивости, а также целевое назначение инженерно-геологических исследований.

От качества опробования зависят:

- обоснованность выбора типа фундаментов зданий и сооружений;

- достоверность номенклатурных, нормативных и расчетных показателей пород (параметры фундаментов, глубина их заложения, схемы расчетов системы “основание – фундамент” и др.);

- надежность строительства и эксплуатации зданий и сооружений;

- экономическая обоснованность строительства нулевого цикла и дополнительных мероприятий по антикоррозийной, антиагрессивной защите и т.д.;

- определение способов и стоимости разработки грунтов и пород;

- прогноз влияния сооружения на окружающую среду и выбор мероприятий по защите последней.

Инженерно-геологическое опробование включает: определение системы пространственного размещения точек отбора проб и мест проведения опытных работ; отбор, упаковку, транспортировку и хранение проб, лабораторные и полевые исследования состава и свойств пород; обработку результатов исследований.

Недостатки в опробовании являются в ряде случаев основной причиной низкого качества инженерно-геологических работ. Трудность при составлении рекомендаций по опробованию заключается в том, что система и параметры опробования зависят от изменчивости горных пород в пространстве, которая проявляется в процессе опробования. Задача существенным образом облегчается при исследованиях грунтов, для которых степень изменчивости состава и свойств выявлена более ранними работами.

Н. В. Коломенский (1968) выделил три типа закономерностей инженерно-геологической изменчивости пород: скачкообразную незакономерную, скачкообразную закономерную и функциональную (рис.5.2.) [3].

Рис. 5.2. Графики инженерно-геологической изменчивости горных пород (по Н.В.Коломенскому, 1968 г.):

1-скачкообразная незакономерная изменчивость;

2-скачкообразная закономерная изменчивость;

3-функциональная изменчивость

Различные математические модели изменчивости предложены М.В.Рацем (1973), В.П. Огоноченко (1968), Г.К. Бондаренком (1971) и др. Изменчивость состава и свойств пород проявляется в виде неоднородности показателей, характеризующих эти свойства. Каждый из показателей состава и свойств пород отражает неоднородность характеризующей величины в точке отбора по сравнению с некоторым средним значением этого показателя и суммарную ошибку определения этого показателя, по величине среднего квадратического отклонения S и коэффициента вариации V в соответствии с ГОСТом 20522-96.

5.4. Режимные инженерно-геологические наблюдения

При инженерно-геологических изысканиях для проектирования крупных и сложных объектов, а при необходимости и небольших, проводятся стационарные наблюдения для изучения:

- динамики развития опасных геологических процессов;

- развития подтопления, деформации подработанных территорий, осадок и просадок территории, в том числе вследствие сейсмической активности;

- изменений состояния и свойств грунтов, уровенного, температурного и гидрохимического режима подземных вод, глубин сезонного промерзания и протаивания грунтов;

- осадки, набухания и других изменений состояния грунтов основания фундаментов зданий и сооружений, состояния сооружений инженерной защиты и др.

Продолжительность стационарных наблюдений обосновывается в программе изысканий в соответствии с решаемой задачей, но должна быть не менее одного года (гидрологического года) или сезона проявления процесса [6].

Стационарные наблюдения проводят, как правило, в сложных инженерно-геологических условиях для ответственных сооружений, начиная их при изысканиях для проектной документации или проекта и продолжая при последующих изысканиях, а при необходимости – в процессе строительства и эксплуатации сооружений с целью получения количественных характеристик изменения компонентов геологической среды во времени и пространстве для оценки и прогноза изменений инженерно-геологических условий территории, выбора проектных решений и обоснования защитных мероприятий.

Пункты проведения режимных инженерно-геологических наблюдений охватывают регион, область взаимодействия комплекса сооружений или сферу взаимодействия природно-технических геосистем [1]. Наблюдения проводят на характерных участках с наблюдательной сетью, начиная в период строительства, и продолжают в период эксплуатации. Число пунктов наблюдений и их размещение по площади и в разрезе устанавливают исходя из характера решаемых задач, сложности инженерно-геологических и гидрогеологических условий, степени изученности территории и т.д.

Состав наблюдений (виды, размещение пунктов наблюдательной сети), объемы работ (количество пунктов, периодичность и продолжительность наблюдений), методы проведения стационарных наблюдений (визуальные и инструментальные), точность измерений следует обосновывать в программе изысканий в зависимости от природных и техногенных условий, размера исследуемой территории, уровней ответственности зданий и сооружений и этапа проектирования [6].