Инженерно-геологическая разведка

Инженерно-геологическая разведка - комплексный метод полу­чения информации об инженерно-геологических условиях неко­торой области литосферы путем проведения горно-буровых опыт­ных инженерно-геологических и гидрогеологических работ ин­женерно-геологического опробования и лабораторных работ, документации строительных выемок и режимных инженерно-геологических наблюдении. В отличие от инженерно-геологической съемки в состав разведки не входят наземные и аэро­визуальные наблюдения, дешифрированные АКФМ. Инженерно-геологическая разведка в зависимости от ее целевого назна­чения, предопределяемого этапом хозяйственной деятельности (стадией проектирования), разделяется на предварительную, де­тальную и оперативную.

Разные виды инженерно-геологической разведки довольно существенно различаются составом, объемами работ, их простран­ственным размещением и характером получаемой информации. Вследствие этого они рассматриваются по отдельности.

А Предварительную инженерно-геологическую разведку прово­дят в пределах границ выбранной для строительства площадки. Главная цель строительного проектирования заключается в компо­новке сооружений на площадке, включающей проведение предва­рительных расчетов их оснований. Следовательно, проектиров­щик должен располагать информацией о геологическом разрезе, свойствах грунтов, положении УГВ и их составе практически в любом месте площадки предполагаемого строительства. Отсюда вытекают требования к размещению работ. Они должны более или менее равномерно охватить всю строительную площадку с тем, чтобы в случае необходимости можно было получить инженерно-геологический разрез по любому выбранному направлению, со свойствами грунтов, положением УГВ и другими сведениями, нужными для составления расчетной схемы и предварительных расчетов оснований.

Глубина исследований опре­деляется сферой взаимодействия проектируемых сооружений. В простейшем случае она отвечает активной зоне наиболее тяже­лого сооружения.

В процессе проведения предварительной инженерно-геологи­ческой разведки геологическая среда должна быть расчленена на геологические тела. Следовательно, в ходе опробования требуется определять в основном классификацион­ные показатели свойств грунтов. Они необходимы для выявления закономерностей пространственной изменчивости свойств геоло­гической среды; оценок средних значений классификационных показателей, на основе которых по СНиП выбирают нормативные значения по­казателей, используемые при предварительных расчетах основа­ний.

Инженерно-геологическая разведка включает проведение гидрогеологических работ. Цель работ состоит в получении данных о гидрогеологических условиях строительной площадки, нужных для разработки их прогноза при строительстве и эксплуатации сооружений, возможного подтопления территории, загрязнения и изменения химического состава подземных вод. В ходе гидрогеологических исследований устанавливают положение УГВ в горных выработках и скважинах, отбирают пробы воды с целью определения химического состава и агрессивности, определения водопроводимости, производят одиночные откачки из скважин и наливы в шурфы, ведут наблюдения за режимом УГВ и химического состава. Если обнаружены проявления ЭГП, то в изучение процесса включают организацию наблюдений за его режимом.

Б. Детальную инженерно-геологическую разведку проводят в пре­делах предполагаемой сферы взаимодействия геологической среды с сооружением, на стадии РД. Границы предполагаемой сферы взаимодействия и границы входящих в нее зон выделяют до начала детальной разведки, на основании геологической ин­формации и технических данных о сооружении и условиях его работы.

Детальная инженерно-геологическая разведка включает гор­ные и буровые работы, полевые определения прочностных и де­формационных свойств грунтов (сдвиги, обрушения, выпирание призм, прессиометрию, опытные нагрузки на штамп, на сваю и др.), инженерно-геологическое опробование, гидрогеологические рабо­ты. Работы выполняют только внутри границ предполагаемой сферы взаимодействия сооружения, размещая те или иные виды работ внутри соответствующих зон. Например, нагрузки на штампы располагают внутри контуров зоны уплот­нения грунтов, полевые испытания грунтов для оценки их проч­ности — в зоне сдвига или в зоне нарушения устойчивости откоса, опытные гидрогеологические работы — в зоне фильтрации или в зоне подтопления и т.д.

Глубина исследований определяется нижней границей соответствующей зоны сферы взаимодействия. Например, деформационные свойства грунтов основания изучают до нижней границы активной зоны (зоны уплотнения грунтов). Это обстоятельство отражено в СНиП, которыми предписываются границы инженерно-геологической разведки устанавливать с учетом размеров сферы взаимодействия. Глубину зоны определяют расчетом, используя информацию, полученную при предварительной инженерно-геологической разведке. Ориентировочная глубина горных и буровых выработок для различных типов фундамента приведена ниже.

Если в пределах сферы взаимодействия залегают скальные породы, то выработки проходят на 2 м ниже кровли слабовыветрелых пород или подошвы фундамента при его заложении на
скале. Элювиальные отложения вскрывают выработками до глу­бины не менее 2 м ниже кровли слабовыветрелых пород при площадной коре выветривания и не менее 3—5 м ниже кровли
слабовыветрелых пород при линейной коре выветривания. В про­цессе строительства на насыпных грунтах выработки заглубляют не менее чем на 5 м ниже подошвы насыпи.

В ходе детальной разведки определяют показатели свойств грунтов в пределах предполагаемой сферы взаимодей­ствия. Для проведения окончательных расчетов основания проектировщику нужны данные о показателях свойств грунтов, которые используются при расчетах соответствующих процессов. Это в основном показатели сжимаемости, прочности, водопроводимости и др. Они должны быть представлены в виде оценок средних значений, характеризующих выделенные по данным горно-буровых работ и инженерно-геологического опробования геологического тела.

В ходе дальнейшей инженерно-геоло­гической разведки ведут наблюдения за УГВ, отбирают пробы воды для определения химического состава и агрессивности, а в сложных условиях (УГВ выше отметки подошвы фундамента, возможность развития процесса подтопления и др.) проводят опытные гидрогеологические работы. По результатам детальной инженерно-геологической разведки составляют инженерно-геоло­гическое заключение.

В процессе одностадийного проектирования (рабочий проект) должны быть решены вопросы компоновки сооружений на пло­щадке и проведен окончательный расчет их оснований. Вследствие этого предварительная и детальная инженерно-геологическая раз­ведка сливаются воедино. Сначала инженерно-геологические ис­следования проводят на территории всей площадки будущего строительства, а после выбора мест размещения сооружений на этих местах — в пределах предполагаемой сферы взаимодей­ствия.

В. Оперативную инженерно-геологическую разведку проводят в процессе строительства ответственных сооружений, сооружений 1 класса и уникальных. Ее цели заключаются в получении ин­формации о фактических свойствах геологической среды и инже­нерно-геологических процессах, развивающихся в период форми­рования сферы взаимодействия под влиянием строительных работ; проведении наблюдений за производством строительных работ в части взаимодействия с геологической средой и контроле выпол­нения требований проекта производства работ, в том числе по возведению земляных сооружений (геотехконтроль).

Оперативная инженерно-геологическая разведка включает: документацию строительных выемок, режимные наблюдения за свойствами геологической среды — компонентами инженерно-геологических условий (за инженерно-геологическими процес­сами); инженерно-геологическое опробование; наблюдения (и кон­троль) за производством строительных работ, в том числе опытно-строительных. Работы сосредоточивают в пределах развивающей­ся сферы взаимодействия геологической среды с сооружениями: в строительных котлованах, подземных выработках, внутри контура депрессии, формирующееся при глубинном водопонижении, и т.д.

Документация строительных выемок заключается в описании, зарисовки (фотографировании) обнажении горных пород, пространственных отношений геологических тел (геологического строения), трещиноватости, элементов тектоники, гидрогеологических проявлений, проявлений экзогенных геологических, в том числе инженерно-геологических, процессов. Особое внимание при этом обращается на выявление и описание тех аспектов инженерно-геологических условий, которые не удалось выявить в процессе инженерно-геологических изысканий, проведенных в рамках проектирования сооружений; описание характера взаимодействий между орудиями труда и геологической средой и описание ре­зультатов взаимодействий, проявляющихся как инженерно-геоло­гические процессы. Документируются откосы и дно строительных котлованов и открытых выемок, стенки, кровля и подошва подзем­ных выработок. Масштаб документации 1:20— 1:500. Документа­ция выемок оформляется в виде разверток основания, стенок (и кровли подземных выработок) или их частей, без искажения масштабов, и описания инженерно-геологической ситуации. В ходе оперативной инженерно-геологической разведки ведут опробова­ние грунтов, вскрытых выемками. Опробуются важнейшие инже­нерно-геологические элементы, оказывающие существенное влия­ние на устойчивость сооружений, их осадку и процессы фильтрации. Так, в обязательном порядке опробуются грунты, залегающие вблизи отметок заложения фундаментов, в кровле и почве подземных выемок и т. д. Объем опробования должен быть достаточным для получения оценок средних значений показа­телей, использованных в расчетах инженерно-геологических процессов с доверительной вероятностью и точностью, соответ­ствующими тем, с которыми получены аналогичные оценки, содержащиеся в проектных материалах.

Опробование проводят в пределах отдельных, сравнительно небольших площадок, в стенках (откосах) или дне строительных выработок. При расчете его объема и параметров используют информацию, содержащую­ся в проектных материалах или полученную уже в ходе опера­тивной разведки.

Важнейшей составной частью оперативной инженерно-геологи­ческой разведки являются режимные инженерно-геологические наблюдения. Они включают наблюдения: 1) за инженерно-геоло­гическими процессами, развивающимися в результате взаимодей­ствий орудий труда (землеройной техники, водопонизительных установок буровзрывных работ и т. д.) и строящихся сооружении с геологической средой; 2) за проведением строительных работ преимущественно нулевого цикла; 3) за работами по возведению земляных сооружений; 4) за проведением опытно-строительных работ и их эффективностью (проходка опытных котлованов, опытные работы по технической мелиорации грунтов, устройство опыт­ных цементационных завес и т. д.). Наблюдения включают инстру­ментальные методы измерения параметров процессов. К их числу принадлежат, например, наблюдения: за уплотнением (осадкой, просадкой) грунтов по реперам; смещениями грунтов в откосах; поровым давлением в основании и в теле земляных сооружений; уровнем и напорами подземных вод; горным давлением и измене­нием параметров вывалов. Данные наблюдений документируются в виде описаний, графиков, зарисовок, временных рядов. Полу­чаемая в процессе оперативной разведки информация незамедли­тельно обрабатывается и сразу же передается- авторскому над­зору. Представители авторского надзора (проектирующей орга­низации) "на основании полученной информации в случае необходимости корректируют рабочие чертежи и проект производства строительных работ (принимают меры по соблюдению проекта строительной организацией).

Дата добавления: 2014-01-03