Роль инженерной геологии

    При исследовании  грунта учитываются следующие  основные показатели:

- пучинистость, то есть сила, с которой грунт при воздействии отрицательных температур будет выталкивать из себя фундамент, трубы и заглубленные очистные сооружения. На основе полученных данных прогнозируют допустимую деформацию инженерных сооружений и, соответственно, выбирают материалы, способы строительства и обустройства систем;

- водонасыщенность, то есть уровень грунтовых вод. Знание этого показателя помогает, во-первых, определить глубину будущего колодца или частной скважины и, во-вторых, позволяет прогнозировать устойчивость строения и проложенных коммуникаций;

 - агрессивность высокостоящих  грунтовых вод: в случае высокой концентрации некоторых химических соединений приходится использовать специальные марки бетона и думать о специальной защите труб и кабелей.

Неразумно строить или реконструировать сооружение, не зная точно геологического строения участка (на каких грунтах будет монтироваться фундамент, физико-механических характеристик и несущей способности грунтов под нагрузкой, их коррозионной активности, режима подземных вод и т.д. и т.п.), а следовательно - какую выбрать конструкцию и глубину заложения фундамента. Одни и те же грунты ведут себя по разному в результате обводнения или промерзания, серьезно меняют свои прочностные характеристики в результате разрушения их природной структуры и влажности.

Строительные нормы и  правила устанавливают основные положения по определению опасных природных воздействий, вызывающих проявления и (или) активизацию природных процессов, учитываемых при разработке предпроектной документации (обосновании инвестиций в строительство объектов, схем и проектов районной планировки, генеральных планов городов, поселков и сельских поселений и другой документации), технико-экономических обоснований и рабочей документации на строительство зданий и сооружений, а также схем (проектов) их инженерной защиты.

При проектировании, строительстве  и эксплуатации зданий и сооружений, а также при проектировании их инженерной защиты необходимо выявлять геофизические воздействия, вызывающие проявления и (или) активизацию опасных  природных (геологических, гидрометеорологических и др.) процессов.

Оценка опасности возникновения  геофизических воздействий в  литосфере, гидросфере и атмосфере  должна проводиться на основе использования  опубликованных и фондовых данных о  состоянии природной среды, материалов комплексных инженерных изысканий, включающих прогноз взаимодействия проектируемых объектов с окружающей средой, и исходных данных для разработки предпроектной и проектной документации в соответствии с требованиями СНиП.

 При выявлении опасных  геофизических воздействий и  их влияния на строительство  зданий и сооружений следует  учитывать категории оценки сложности  природных условий.

 Для прогноза опасных  природных воздействий следует  применять структурно-геоморфологические, геологические, геофизические, сейсмологические, инженерно-геологические и гидрогеологические, инженерно-экологические, инженерно-геодезические  методы исследования, а также  их комплексирование с учетом  сложности природной и природнотехногенной обстановки территории

Уже на стадии выбора строительной площадки необходимы самые детальные  изыскания. Ведь только на основе полной картины геологического строения площадки и физико-механических свойств грунтов можно возвести объект без перерасхода бетона и гидроизоляционных материалов, качественно рассчитать конструкцию фундамента и гидроизоляции с учетом всех негативных факторов, способствуя тем самым сокращению сроков и стоимости строительства. Но никак не наоборот — сэкономив на инженерно-геологических изысканиях, требовать от проектировщиков удешевления стоимости строительства.

Недостаточное изучение инженерно-геологических  условий, а иногда игнорирование  их при проектировании и строительстве  нередко приводят к еще более  грозным последствиям — авариям  и разрушению сооружений. То, что  они должны предшествовать проектным  работам, — аксиома. Только тогда  заказчик может быть уверен в том, что построенное здание окажется жестким, недеформируемым и неподтопляемым.

 

 

Рисунок 3 – Инженерно-геологические изыскания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 4

Инженерно-геологические  исследования для строительства

 

     В таблице 2 показаны роль и место инженерной геологии в строительстве зданий и сооружений. Техническое задание на инженерно-геологические изыскания выдает инженер-строитель, занимающийся проектированием объекта. В связи с этим инженер-строитель должен владеть определенными знаниями по инженерной геологии. Далее изыскания выполняет специализированная изыскательская организация. Каждая изыскательская организация, в том числе и по инженерно-геологическим изысканиям, специализируется, как правило, по определенному виду строительства — промышленно-гражданскому, дорожному, гидротехническому и др. Результаты изысканий в виде инженерно-геологического отчета передаются строительной проектной организации, где ведется проектирование объекта. В этой работе, как и при строительстве объекта, обязательно принимает участие инженер-геолог. Период эксплуатации объекта в ряде случаев также требует участия инженера-геолога, чаще всего это бывает в связи с нарушением нормальной эксплуатации объекта (деформация зданий, подтопление фундаментов, оползневые процессы и т. д.).

 

Таблица 2 Роль инженерной геологии в строительстве объектов

 

Этап строитель- ства	Вид работ	Организация	Исполнитель
1	Инвестиции	Заказчик	Заказчик
2	Техническое задание на инженерно-геологические  изыскания	Проектная	Инженер-строитель
3	Инженерно-геологические  изыскания	Изыскательская	Инженер-геолог
4	Проектирование	Проектная	Инженер-строитель при  участии инженера-геолога
5	Строительство	Строительная	То же
6	Эксплуатация объекта	Заказчик	-
7	Реконструкция или ликвидация	Строительная	-

 

Цель инженерно-геологических исследований — получить необходимые для проектирования объекта инженерно-геологические материалы, так как ни один объект нельзя построить без этих данных.

Задача  исследований — изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, природных геологических и инженерно-геологических процессов, свойств горных пород и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации различных сооружений.

Состав  исследований определяется программой, согласованной с проектной организацией. В состав работ входят: сбор, изучение и анализ имеющихся геологических  материалов по району строительства; инженерно-геологическая  и гидрогеологическая съемка; буровые  и горно-проходческие разведочные работы; геофизические исследования; опытные полевые работы; стационарные наблюдения; лабораторные исследования грунтов и подземных вод; камеральная обработка и составление отчета.

Во всех случаях исследования должны начинаться со сбора имеющихся материалов о природных условиях района (геологическом строении, гидрогеологических условиях, климате, гидрологии, почвенном покрове, топографии). Эту работу выполняют в подготовительный период до начала полевых работ; изучают материалы, хранящиеся в геологических фондах и других организациях, опубликованные работы, собирают данные об опыте строительства и эксплуатации аналогичных сооружений в местных природных условиях. Тщательный сбор и анализ имеющихся материалов, дополненный в ряде случаев рекогносцировочным обследованием района, позволяет целенаправленно составить программу исследований и значительно сократить их объем.

После проведения необходимых организационно-хозяйственных  мероприятий изыскательский отряд или партия выезжает на место будущего строительства и приступает к полевым работам (съемка, буровые, геофизические и другие работы).

Окончательная обработка полевых  материалов и результатов лабораторных анализов производится в стационарных условиях в течение камерального периода. Камеральная обработка материалов завершается составлением инженерно-геологического и гидрогеологического отчетов.

Объем выполняемых инженерно-геологических  исследований бывает различен. Это связано со стадией проектирования (предварительные или детальные исследования), геологической изученностью района (изученный, малоизученный, неизученный), сложностью геологического строения (сложные складки, горизонтальное залегание слоев и т.д.), особенностями свойств грунтов (грунты, требующие и не требующие специальных работ), конструктивными особенностями сооружений и их капитальностью.

Основной объем инженерно-геологических  работ приходится на исследования, проводимые в период до проектирования. На этом этапе инженерно-геологические  исследования обеспечивают получение  необходимых данных, связанных с геологией местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Изучение геологии местности позволяет установить лучший участок для строительства, влияние геологических процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обстановку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, решить вопрос о необходимости улучшения их свойств и составить представление о наличии в данном районе тех или иных строительных материалов. Важное место занимают инженерные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундаментов и величина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчивость сооружения, величины ожидаемых осадков и т. д.

В период строительства при проходке котлованов производят сверку наблюдаемых геологических данных с геологическими материалами, полученными в период инженерно-геологических исследований до проектирования. При наличии расхождений назначают дополнительные инженерно-геологические работы для подтверждения правильности выполненного проекта или внесения в него необходимых исправлений.

При эксплуатации зданий и сооружений во многих случаях  целесообразны работы, связанные с подтверждением прогноза устойчивости объектов. Так проводят наблюдения за характером и величиной осадок, режимом грунтовых вод и рек, размывом берегов, устойчивостью склонов и т. д. К этому периоду относят работы, получившие название инженерно-геологической экспертизы. Задачей таких исследований является установление причин возникновения деформаций зданий и сооружений.

 

4.1 Этапы инженерно-геологических  работ

 

Инженерно-геологические  работы обычно выполняют в три  этапа:

1) подготовительный;

2) полевой; 

3) камеральный.

Подготовительные работы включают изучение района по архивным, фондовым и литературным материалам. Осуществляется подготовка к полевым работам.

В полевой период производят все инженерно-геологические работы, предусмотренные проектом для данного участка:

• инженерно-геологическая съемка;
• разведочные работы и геофизические исследования;
• опытные полевые исследования грунтов;
• изучение подземных вод;
• анализ опыта местного строительства и т. д.

В течение камерального периода производят обработку полевых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инженерно-геологический отчет с соответствующими графическими приложениями в виде карт, разрезов и т. д.

 

 

 

 

 

4.2 Инженерно-геологические отчеты, заключения и экспертизы

 

Инженерно-геологический отчет является итогом инженерно-геологический изысканий. Отчет передается проектной организации, и на его основе выполняется необходимая проектная документация для строительства. В общем виде отчет состоит из введения, общей и специальной частей, заключения и приложений. Во введении указывают место проведения изыскательских работ и время года, исполнители и цель работ. В общей части, в ее отдельных главах дается описание:

• рельефа, климата, населения, растительности;
• геологии с приложением геологических карт и разрезов;

• карт строительных материалов, которые необходимы для выполнения строительных работ.

В специальных  главах большое внимание уделяется  грунтам и подземным водам. Грунты являются основным объектом исследований. Поэтому указываются, какие грунты, их свойства, выраженные в цифрах, что  необходимо для определения расчетных  характеристик, пригодность грунтов  для строительства объекта.

Подземные воды оцениваются в двух направлениях: как источники водоснабжения  при строительстве и эксплуатации объекта и как они могут  помешать строительству. В этих случаях  даются рекомендации по строительному  водопонижению и устройству дренажей на период эксплуатации объекта.

В заключительной части отчета дается общая инженерно-геологическая оценка участка по пригодности для данного строительства, указываются наиболее приемлемые пути освоения территории, заостряется внимание на вопросах охраны окружающей среды.