2.2. Инженерно-геокриологические изыскания

Инженерные изыскания, обеспечивают комплексное изучение природных условий района проектируемого строительства и местных строительных материалов и источников водоснабжения, а также получение материалов для разработки экономически целесообразных и технически обоснованных решений при проектировании и строительстве объектов в криолитозоне с учетом рационального использования и защитой окружающей среды. Одновременно необходимо собрать данные для составления прогноза изменения условий природной среды под воздействием строительства и эксплуатации объектов [36-42].

В настоящее время существуют следующие стадии проектирования строительства: ТЭО (технико-экономическое обоснование) или ТЭР (технико-экономический расчет), П (проект), РД (рабочей документации) и рабочий проект (РП). ТЭО или ТЭР производятся с использованием ранее выполненных изысканий, литературных источников, составляемых или уже известных картографических мелкомасштабных моделей районирования территорий размещения инженерного объекта. Полученные результаты используют для обоснования целесообразности проектирования и строительства инженерных объектов или реконструкции уже существующих предприятий (табл. 3.1., в скобках приведены номера этапов работ).

Анализируя таблицу 2.1. нетрудно заметить, что инженерно-геокриологические изыскания, обеспечивающие планирование строительства различных видов сооружений следует отнести к первому этапу (1 и 1а).

25

Таблица 2.1.

Стадии проектирования и изысканий для строительства

инженерных сооружений

ВИC		Индексы наименований стадий проектирования
		ТЭО	ПП	П	РД	РП
ПГС		Проект генераль­ного плана города, поселка (I)	Разработка концепций и программ развития региона, градостроительной документации, обоснования инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений (1а)	Проект детальной планировки микрорайонов, жилых комплек­сов, города, поселка(IIа)	Проект застройки микрорайонов жилых комплексов (IIб), отдельных зданий и сооружений (III)	-
ГДТ		Схема комплекс­ного использова­ния водотока(I)		Выбор створа (IIa); Компоновка сооружений на вы­бранном створе (IIб)	Рабочая документация, работы в пределах предполагаемых сфер взаимодействия отдельных со­оружений (III)	-
Линейные	Дороги	-		Работы на участках индивидуаль­ного проектирования (III)	Работы на участках индивидуаль­ного проектирования (III)	Рабочий про­ект ( II+ III)
	ТП	-		Работы на участках индивидуаль­ного проектирования (III)	Работы на участках индивидуаль­ного проектирования (III)	Рабочий про­ект ( II+ III)
	ЛЭП	-		Проект расстановки опор(III)	Проект расстановки опор(III)	Рабочий про­ект ( II+ III)

Примечание: ВИС - виды инженерных сооружений; ГДТ – гидротехнические; ЛЭП – линии электропередач, ТП - трубопроводы. ТЭО, ПП, П, РД и РП – пояснение см. в тексте.

На этом этапе решается вопрос комплексного использо-

вания ресурсов, заселения территории в соответствии с генеральным планом развития конкретно региона или развития какой либо отрасли народного хозяйства. При проектировании ГТС инженерные изыскания включают изучение при-

26

родных условий: на участке речной долины для выбора оптимального створа (этап II), на выбранном створе (этап IIa). С учетом комплекса этих изысканий осуществляется компоновка технических сооружений и предварительная оценка их оснований. В случае если изыскания выполняются в две стадии, тогда этапы II и IIа представляют собой первую стадию – стадию «Проект», вторая стадия изысканий, соответствующая стадии РД, обеспечивает информацию свойств грунтов в области взаимодействия отдельных сооружений. Для проектирования и строительства несложных технических сооружений II и III этапы инженерных изысканий обычно объединяются. Например, при строительстве жилых микрорайонов, внутри которых размещаются отдельные здания и сооружения, или при строительстве дорог, трубопроводов и линий электропередач. В этом случае проектирование и инженерные изыскания проводятся в один этап. Таким образом, процесс проектирования и инженерно-геокриологических изысканий зависит от вида проектируемого инженерного объекта, числа стадий и степени (класса) ответственности инженерного объекта.

Для учета ответственности зданий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическими последствиями их отказов, устанавливаются три уровня (три класса):

I – высокий: основные здания и сооружения объектов, имеющих особое важное народнохозяйственное и (или) социальное значение, такие как: главные корпуса ТЭС, АЭС,

центральные узлы доменных печей, дымовые трубы высотой более 200 м, телевизионные башни, сооружения магистраль -

ной первичной сети ЕАСС, резервуары для нефти и нефтепродуктов емкостью более 10 тыс. м³, крытоспортивные сооружения с трибунами, здания театров, кинотеатры, цирки, и т.п.;

II – нормальный: здания и сооружения объектов, имеющих важное народнохозяйственное и (или) социальное значение, такие как: объекты промышленного, сельскохозяйственного, жилищно-гражданского назначения и связи, не

27

вошедшие в высокую и низкую степень ответственности;

III – низкий: здания и сооружения, имеющие ограниченное народнохозяйственное и (или) социальное значение - склады без процессов сортировки и упаковки для хранения сельхозпродуктов, удобрений, химикатов, угля, торфа и т.п.

Для ТЭО строительства в экстремальных условиях (например нефтепроводы в Арктике) проводят опытную и опытно-промышленную отработку представительных участков. Эти работы проводятся по материалам крупномасштабной инженерно-геологической съемки. Основное назначение опытных натурных исследований – выявление закономерностей взаимодействия сооружений с мерзлыми грунтами ос-

нования с установлением изменений основных технологических и мерзлотно-грунтовых параметров в зависимости от режима работы сооружения.

Организация и производство изысканий в районах распространения ММП – самостоятельная и обширная тема. Здесь инженерно-геологические условия зависят от геокриологической обстановки. Мерзлое, охлажденное, морозное или талое состояние горных пород определяет их физико-механические свойства, которые в большей мере зависят от их льдистости и температуры, чем от гранулометрического и минерального состава. Криогенные процессы и образования, связанные с промерзанием и оттаиванием пород, также опре-деляют инженерно-геологические условия территорий. В свя-

зи с этим, при инженерно-геологических изысканиях в криолитозоне, в отличие от обычных изысканий, дополнительно определяют распространение, условия залегания и мощность ММП; состав, состояние, криогенное строение и криогенные текстуры многолетнемерзлых пород на глубине и в плане; среднюю годовую температуру грунтов и глубину нулевых годовых колебаний температур; физико-механические и теплофизические характеристики многолетне- и сезонномерзлых, а также сезонноталых грунтов; глубину залегания, мощность и распространение залежей подземного льда; глубину слоя сезоннооттаивающих и сезоннопромерзающих грунтов; криогенные процессы и образования;

28

морфологию и генезис таликов. Кроме того, устанавливают исходные данные для прогноза изменений геокриологических условий в процессе строительства и эксплуатации сооружений. Под изменениями геокриологических условий понимаются не просто изменения естественного температурного режима и глубины сезонного оттаивания грунтов и как результат, формирование нового техногенного температурного режима грунтов основания и глубины их сезонного оттаивания, интенсификация криогенных процессов в результате строительства и эксплуатации зданий и сооружений. Вопрос ставится шире: как в связи с геокриологическим прогнозом вести строительство и какие мероприятия и приемы необходимо запланировать, чтобы создать оптимальные геокриологические условия для работы сооружения или здания. Геокриологический прогноз позволяет управлять геокриологическим процессом в целях практики и преобразовывать геокриологические условия.

В заключение следует отметить, что ГОСТы, СНиПы и СП в инженерной геокриологии, в соответствии с которыми выполняются инженерно-геокриологические изыскания, постоянно совершенствуются. Этому способствуют появление новых, более качественных строительных материалов, создание более совершенных технологий проектирования и строительства инженерных сооружений в криолитозоне.