книги из ГПНТБ / Абрамов, С. П. Техническое нормирование и стандартизация инженерно-геологических изысканий в строительстве

ной вид инженерно-геологических работ, поскольку имеет

в и д о в п о л е в ы х и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е ­ с к и х р а б о т , п р о в о д и м ы х в р а й о н е п р е д ­

маршрутам могут включаться геофизические, зондировочные и буровые работы, а также проходка мелких горных выработок (закопушек, расчисток, небольших канав).

Завершается рекогносцировка составлением заключения, к которому могут быть приложены соответствующие картысхемы по району в целом или по отдельным вариантам раз­ мещения проектируемого объекта.

И н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е с к а я с ъ е м к а — о д и н из о с н о в н ы х к о м п л е к с н ы х в и д о в п о л е в ы х и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е с к и х р а ­ бот , п р о в о д и м ы х в п р е д е л а х р а й о н а ( у ч а с т к а ) п р е д п о л а г а е м о г о с т р о и т е л ь ­ с т в а и л и н а в ы б р а н н о й с т р о и т е л ь н о й п л о щ а д к е с ц е л ь ю о б о с н о в а н и я з о н и ­ р о в а н и я т е р р и т о р и и , в ы б о р а м е с т о п о ­ л о ж е н и я п р о е к т и р у е м о г о о б ъ е к т а , к о м п о н о в к и з д а н и й и с о о р у ж е н и й на в ы б р а н н о м в а р и а н т е , п р о г н о з а и з м е ­ н е н и й г е о л о г и ч е с к о й с р е д ы п о д в о з ­ д е й с т в и е м п р о е к т и р у е м ы х с о о р у ж е ­

ни й .

Всостав инженерно-геологической съемки входят сле­ дующие виды работ:

описание местности на точках наблюдений, по маршру­ там или на отдельных характерных ее участках;

дешифрирование аэрофотоматериалов и аэровизуальные наблюдения;

233

проходка горных выработок (скважин, шурфов и т. д.); проведение зондирования; геофизические работы;

полевые и лабораторные определения классификацион­ ных показателей свойств грунтов;

специальные виды работ, предусмотренные программой; камеральная обработка материалов с составлением ин­ женерно-геологических карт, разрезов и других отчетных

документов.

Инженерно-геологическая съемка может проводиться в различных масштабах от 1 :200 000 до 1 : 2000, в разных природных условиях, на неодинаковых по размерам пло­ щадях. Выбор масштаба съемки, площади ее проведения определяется главным образом теми задачами, которые дол­ жны решаться с использованием ее материалов. Если съемка проводится в мелком или среднем масштабе, то ее материалы используются для обоснования выбора строительной пло­ щадки или трассы. Крупномасштабная съемка проводится для обоснования компоновки сооружений на уже выбранной строительной площадке или для обоснования проложения местного варианта трассы на участках индивидуального про­ ектирования линейных сооружений. Естественно, что в пер­ вом случае съемка проводится на больших площадях, охва­ тывающих район предполагаемого строительства, во вто­ ром случае — на площадях, ограниченных размерами самой строительной площадки или участком индивидуального проектирования.

В сложных природных условиях (в районах развития оползней, карста, селей и др.) по чисто геологическим соображениям возникает необходимость первоначального проведения инженерно-геологической съемки более мелкого масштаба, чем это требуется для решения конкретных про­ ектных задач. Результаты такой съемки позволяют произ­ вести оценку устойчивости оползневого склона в целом, или всей закарстованной территории, или селесборного бассейна, что, естественно, предопределяет выбор строи­ тельной площадки или трассы. В последующем для обосно­ вания компоновки зданий и сооружений или выбора мест­ ного варианта трассы на более ограниченных по площади участках проводится инженерно-геологическая съемка круп­ ного масштаба, обычно на масштаб крупнее, чем в районах с простыми природными условиями.

Природные условия производства съемки в значительной степени предопределяют виды работ, включаемые в ее со­

234

став, соотношение отдельных видов работ между собой. Всег­ да и везде в состав съемки входит описание местности, а так­ же проходка различных горных выработок.

В последние годы в состав съемки мелких и средних масштабов обязательно включаются аэровизуальные наблю­ дения и дешифрирование аэрофотоматериалов. Эти"'виды работ позволяют повысить точность и надежность отображе­ ния на картах различных факторов, определяющих инже­ нерно-геологические условия местности, сократить и доволь­ но существенно сроки выполнения съемки. В состав крупно­ масштабной съемки, проводимой изыскательскими и проек­ тно-изыскательскими организациями на участках в не­ сколько гектаров, эти виды работ обычно не включаются. Однако при наличии аэрофотоматериалов соответствующе­ го масштаба их дешифрирование могло бы существенно об­ легчить описание местности и прослеживание геоморфоло­ гических и геологических границ [39, 40].

Включение в состав съемки геофизических работ и меха­ нического зондирования позволяет обычно сократить объе­ мы буровых работ и тем самым сократить время производ­ ства съемки, снизить ее стоимость и одновременно с этим повысить точность и надежность отображения на картах таких факторов, как условия залегания грунтов различного литологического состава и состояния, условия залегания грунтовых вод и т. д.

Особо следует подчеркнуть то обстоятельство, что при выполнении инженерно-геологической съемки совершенно неоправданно производить в массовом порядке определение прямых показателей физико-механических свойств грун­ тов. Поскольку в это время еще неизвестны точное место­ положение зданий и сооружений проектируемого комплек­ са, а также их конструктивные особенности: тип и размеры фундаментов, нагрузки, которые фундаменты будут переда­ вать на основания, глубины заложения фундаментов и т. д,, т. е. все то, что будет определять режим работы естествен­ ных оснований. А не зная режима работы, нельзя правиль­ но и обоснованно выбрать схемы определений физико-меха­ нических свойств грунтов, назначить необходимый комплекс определений и испытаний грунтов. По этой причине при съемочных работах предпочтение должно быть отдано опре­ делению классификационных показателей, используя кото­ рые можно не только классифицировать грунты, осу­ ществить их типизацию, но и выявить основные закономер­ ности изменчивости их свойств и ориентировочно судить

235

о возможном поведении грунтов в основаниях зданий и со­ оружений. Для обоснования решения перечисленных выше проектных задач этого вполне достаточно.

Специальные виды работ включаются в состав съемки для более детального изучения какого-либо фактора, ослож­ няющего инженерно-геологические условия местности. К специальным видам работ могут быть отнесены наблюде­ ния за режимом грунтовых вод в специально оборудованных для этого наблюдательных скважинах, метеорологические и гидрологические наблюдения на оползневых склонах, в селееборных бассейнах, на закарстованных территориях, наблюдения за режимом движения оползней и т. п. Из этого перечня следует вывод, что специальные виды работ вклю­ чаются в состав съемки главным образом, когда она прово­ дится в районах развития физико-геологических процессов и явлений или в районах распространения особых по свое­ му составу, состоянию и физико-механическим свойствам грунтов.

Основным результатом съемочных работ является карта инженерно-геологических условий территории съемки. Ее составлению на основе полевых карт и записей, а также составлению текстовой части отчета по съемке подчинена вся камеральная обработка материалов. Карта инженерно­ геологических условий должна быть унифицированным до­ кументом, так как она является отражением объективно существующих факторов природной обстановки в поверхно­ стной части земной коры. Таким образом, она должна вы­ полняться по законам и принципам составления других карт геологического характера: собственно геологической, геоморфологической и других. Построение геологической карты не зависит от наличия или отсутствия в картируемых породах того или иного полезного ископаемого. Построение карты инженерно-геологических условий не должно опре­ деляться назначением и типом зданий и сооружений, для обоснования проектов которых проводится инженерно-гео­ логическая съемка. Однако вполне очевидно, что выбор стро­ ительной площадки или трассы, компоновку зданий и со­ оружений в пределах выбранной строительной площадки нельзя произвести без учета того, что предполагается стро­ ить. При выборе площадки для строительства аэродрома, на­ пример, нужно учитывать одни требования, при выборе створа гидроэлектростанции — совершенно другие и т. д. Поэтому унифицированная карта инженерно-геологиче­ ских условий должна служить надежной основой для райо­

236

нирования территории применительно к тому или иному виду строительства. Таким образом, карта инженерно-гео­ логического районирования — это целевая карта, предна­ значенная для решения задач, связанных с конкретным ви­

в и д о в п о л е в ы х и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е ­ с к и х р а б о т , п р о в о д и м ы х в с ф е р е в з а и ­ м о д е й с т в и я п р о е к т и р у е м о г о с о о р у ж е ­ н и я с г е о л о г и ч е с к о й с р е д о й с ц е л ь ю о б о с н о в а н и я р а с ч е т н о й с х е м ы о с н о в а ­ н и я с о о р у ж е н и я и л и е г о с р е д ы , а т а к ­

Из этого определения следует, что инженерно-геологи­ ческая разведка проводится тогда, когда точно определено местоположение каждого здания и сооружения, когда про­ ектировщики окончательно приняли о с н о в н ы е тех­ нические и конструктивные решения по каждому зданию и сооружению, когда геологи определили конфигурацию и величину сферы взаимодействия зданий и сооружений

сгрунтами.

Всостав инженерно-геологической разведки обычно вхо­

дят следующие виды работ: проходка горных выработок; проведение зондирования; геофизические работы;

определения прямых, классификационных и косвенных показателей физико-механических свойств грунтов в поле­ вых и лабораторных условиях;

полевые опытные работы; стационарные наблюдения;

дополнительные и специальные виды работ, обоснован­ ные программой;

камеральная обработка результатов полевых работ и выпуск отчетных материалов.

Отчетные материалы, составленные по результатам ин­ женерно-геологической разведки, служат проектировщи­ кам для составления расчетных схем устойчивости основа­ ний и среды каждого здания и сооружения и выбора расчет­ ных значений прямых показателей физико-механических свойств грунтов в приложении к составленным расчетным схемам.

237

Состав работ, входящий в комплекс инженерно-геоло­ гической разведки, определяется в каждом случае индивиду­ ально в зависимости от многочисленных факторов, которые геолог должен проанализировать и учесть при составлении программы.

Наиболее универсальным методом вскрытия геологи­ ческого разреза и его инженерно-геологического изучения является проходка горных выработок, главным образом бу­ ровых скважин. По этой причине бурение скважин при про­ изводстве инженерно-геологической разведки осуществляет­ ся всегда, в разнообразных природных условиях, для обо­ снования проектирования любых зданий и сооружений не­ зависимо от их назначения.

Проведение зондирования является обязательным для обоснования проектирования свайных фундаментов. Зон­ дирование применяют также для определения плотности сложения песчаных грунтов в основаниях разнообразных зданий и сооружений. Во всех других случаях предпочте­ ние обычно отдают другим методам разведки, более точ­ ным и надежным, хотя применение зондирования позволя­ ет решать и другие, кроме перечисленных выше, задачи. Наиболее перспективно применение зондирования в про­ стых инженерно-геологических условиях при разведке ос­ нований в районах массовой застройки, что позволяет суще­ ственно сократить сроки производства изысканий и сни­ зить их стоимость без ущерба для полноты и качества отчет­ ных материалов, используемых при проектировании.

До последнего времени геофизические методы включались в состав инженерно-геологической разведки скорее как ис­ ключение, а не как правило. Однако разработка сейсмоакустических и радиоизотопных методов определения физико­ механических свойств грунтов в условиях их естественного залегания открывает широкие перспективы применению гео­ физических методов при производстве инженерно-геоло­ гической разведки.

Необходимость непосредственно определять прямые показатели физико-механических свойств грунтов в процессе инженерно-геологической разведки очевидна из всего из­ ложенного выше. Здесь уместно, однако, подчеркнуть, что установление показателей должно в этом случае осущест­ вляться наиболее точными и надежными методами. Предпо­ чтение следует отдавать полевым методам, позволяющим про­ водить определения показателей в условиях естественного залегания грунтов, а также лабораторным методом, позволя­

2 3 8

ющим моделировать условия работы грунтов в основаниях зданий и сооружений [1, 3, 4].

Полевые опытные работы проводятся, как правило, для обоснования проектов уникальных зданий и сооружений.

с целью изучения условий устойчивости откосов, работы, связанные _с изучением изменения свойств грунтов под влиянием процессов выветривания, фильтрационного и диф­ фузионного выщелачивания, химической и механической суффозии и т. д. Включение опытных полевых работ в сос­ тав разведки должно быть всесторонне обосновано програм­ мой.

Стационарные наблюдения включаются в состав развед­ ки в том случае, если последняя проводится в районах раз­ вития физико-геологических процессов и явлений, в рай­ онах распространения особых по составу, состоянию и свой­ ствам грунтов и в районах со сложными гидрогеологически­ ми условиями.

К дополнительным или специальным видам работ, вклю­ чаемым в состав разведки, могут быть отнесены определения коррозионной активности грунтов, статические и динами­ ческие испытания свай, опытно-фильтрационные работы с целью определения водопритока в строительные котлова­ ны и т. п. Необходимость их проведения определяется тре­ бованиями разработки проекта здания и сооружения или требованиями разработки проекта производства работ.

Камеральная обработка материалов может заключаться в составлении разнообразных графических документов, а также текстовых заключений по объекту в целом или по от­ дельным зданиям и сооружениям проектируемого комплекса. Результаты инженерно-геологической разведки могут ото­ бражаться на детальных картах инженерно-геологических условий отдельных участков, на картах-срезах, на инженер­ но-геологических разрезах по осям зданий и сооружений или их фундаментов, на разрезах под отдельно стоящие опо­ ры фундаментов, на блок-диаграммах и т. п. Выбор вида отчетного графического документа определяется главным образом проектными факторами, поэтому он должен осуще­ ствляться проектировщиком по согласованию с геологом, проводящим изыскания.

В состав основных комплексных видов инженерно-геоло­ гических работ входит всегда и н ж е н е р н о - г е о л о ­

239

о б р а з ц о в и л и п у н к т о в п р о в е д е н и я п о ­ л е в ы х и с п ы т а н и й , о т б о р о м о б р а з ц о в г р у н т о в , л а б о р а т о р н ы м и и п о л е в ы м и о п р е д е л е н и я м и их с в о й с т в и о б р а б о т ­ к о й р е з у л ь т а т о в э т и х о п р е д е л е н и й [32]. Однако цели и задачи опробования в составе основных ком­ плексных видов инженерно-геологических работ различны.

В процессе производства рекогносцировки инженерно­ геологическое опробование осуществляется с целью выяв­ ления основных литологических типов грунтов, распростра­ ненных на территории предполагаемого строительства. Эта основная цель полностью определяет задачи опробо­ вания: выборочное, на отдельных образцах, определение классификационных показателей; их■типизацию по основ­ ным литологическим типам грунтов; подбор соответствую­ щих документов справочного характера или хорошо изу­ ченных аналогов для предварительной оценки поведения выделенных типов грунтов в качестве оснований зданий и сооружений.

Основная цель опробования при производстве инженер­ но-геологической съемки — изучение пространственной изменчивости состава, состояния и физико-механических свойств грунтов, распространенных в пределах снимаемой площади, а также выявление основных направлений этой изменчивости. Указанная цель предопределяет следую­ щие задачи опробования: планомерный отбор образцов из основных литологических типов грунтов; массовое опреде­ ление классификационных показателей; типизацию этих показателей и предварительное выделение инженерно-гео­ логических элементов; предварительную оценку физико-ме­ ханических свойств грунтов по каждому выделенному ин­ женерно-геологическому элементу.

Опробование в процессе производства инженерно-геоло­ гической разведки осуществляется с целью получения обоб­ щенных значений прямых показателей физико-механиче­

•240

исооружений с грунтами инженерно-геологических эле­ ментов, а также назначение по этому же принципу пунктов полевых испытаний грунтов. Проведение полевых

илабораторных определений прямых показателей свойств грунтов; типизация результатов этих определений и окон­ чательное выделение инженерно-геологических-элементов;

вычисление обобщенного значения каждого показателя по каждому инженерно-геологическому элементу. Проведение определений прямых показателей свойств грунтов в изме­ ненных под воздействием строительства и эксплуатации зданий и сооружений условиях; введение поправок на из­ менение условий в обобщенные значения прямых показате­ лей свойств грунтов.

Различные цели и задачи опробования в свою очередь предопределяют разные системы пространственного разме­ щения точек отбора образцов или пунктов проведения поле­ вых испытаний при производстве основных комплексных видов инженерно-геологических работ, разнообразные спо­ собы отбора образцов, различные методы определения их свойств, разную точность и надежность этих определений

[2].

В инженерно-геологической литературе до сих пор не выработаны однозначные определения таким понятиям, как образец, монолит и пробы грунта. Различное их тол­ кование всегда вносит некоторый элемент неопределенности в нормативы, регламентирующие их отбор и методы испы­ таний. Поэтому по предложению Н. В. Коломенского [32] под о б р а з ц о м с л е д у е т п о н и м а т ь л ю ­ б о й о б ъ е м г о р н о й . п о р о д ы ( г р у н т а ) , о т о ­ б р а н н ы й с ц е л ь ю е г о г е о л о г и ч е с к о г о и з у ч е н и я . Это определение образца горной породы (грунта) очень емкое. Оно охватывает все образцы независи­ мо от тех целей, для достижения которых они отбираются. А цели эти многообразны. Образцы отбирают для описания геологического разреза, вскрываемого буровой скважиной, для документации проходимых горных выработок, для сос­ тавления эталонных коллекций, фаунистических и флори­ стических определений, минералогического и петрографи­ ческого анализов, определений гранулометрического соста­ ва, состояния и физико-механических свойств грунтов. Методика отбора образцов, их количество, требования, кото­ рые нужно соблюдать при отборе образцов во многом опреде­ ляются тем, для каких целей они отбираются, т. е. их на­ значением. Поэтому во всех случаях, когда в том или ином

241