Инженерно-геологические изыскания - Реферат

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды. Данный документ определяет порядок, состав, объем и виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологических обстановках, а так же состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приемки, а так же ответственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков). инженерный геологический строительство Дешифрирование аэро-и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения, выполняются для: уточнения границ распространения генетических типов четвертичных отложений; уточнения и выявления тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости пород; установления распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки; выявления районов развития геологических и инженерно-геологических процессов; установления видов и границ ландшафтов; уточнения границ геоморфологических элементов; наблюдения за динамикой изменения инженерно-геологических условий; установления последствий техногенных воздействий, характера хозяйственного освоения территории, преобразования рельефа, почв, растительного покрова и др. По результатам маршрутных наблюдений следует намечать места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, составления опорных геолого-гидрогеологических разрезов, определения характеристик состава, состояния и свойств грунтов с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических, полевых и лабораторных исследований, а также стационарных наблюдений. Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях выполняются на всех стадиях (этапах) изысканий, как правило, в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ с целью: определения состава и мощности рыхлых четвертичных отложений; выявления литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности; определения глубины залегания уровней подземных вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов; определения состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений; выявления и изучения геологических и инженерно-геологических процессов и их изменений; проведения мониторинга опасных геологических и инженерно-геологических процессов; сейсмического микрорайонирования территории.В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть спроектировано, построено и надежно эксплуатироваться (а в последствии может быть ликвидировано или реконструировано) без достоверных и полных инженерно-геологических материалов. Все это определяет основные задачи, которые стоят перед инженерами-геологами в процессе изыскательских работ еще до начала проектирования объекта (при принятии решения о строительстве, об инвестировании проекта и т.п.

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

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий района проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентируется основным нормативным документом в строительстве "Свод правил" СП 11-105-97 "Инженерные изыскания для строительства". Данный документ определяет порядок, состав, объем и виды выполняемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологических обстановках, а так же состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приемки, а так же ответственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков). инженерный геологический строительство

Состав инженерно-геологических изысканий

Состав исследований определяется программой, согласованной с проектной организацией. В состав работ входят: · сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;

· дешифрирование аэро- и космоматериалов;

· рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения;

· проходка горных выработок;

· геофизические исследования;

· полевые исследования грунтов;

· гидрогеологические исследования;

· стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды);

· лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;

· обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений;

· составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

· камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).

Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения

Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения следует предусматривать при изучении и оценке инженерно-геологических условий значительных по площади территорий.

Дешифрирование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения, выполняются для: уточнения границ распространения генетических типов четвертичных отложений; уточнения и выявления тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости пород; установления распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки; выявления районов развития геологических и инженерно-геологических процессов; установления видов и границ ландшафтов; уточнения границ геоморфологических элементов; наблюдения за динамикой изменения инженерно-геологических условий; установления последствий техногенных воздействий, характера хозяйственного освоения территории, преобразования рельефа, почв, растительного покрова и др.

При дешифрировании используются различные виды аэро- и космических съемок: фотографическая, телевизионная, сканерная, инфракрасная, радиолокационная, многозональная.

Рекогносцировочное обследование территории

В задачу рекогносцировочного обследования территории входит: осмотр места изыскательских работ; визуальная оценка рельефа;

описание имеющихся обнажений, в том числе карьеров, строительных выработок и др.; описание водопроявлений; описание геоботанических индикаторов гидрогеологических и экологических условий; описание внешних проявлений геодинамических процессов; опрос местного населения о проявлении опасных геологических и инженерно-геологических процессов, об имевших место чрезвычайных ситуациях и др.

При маршрутных наблюдениях следует производить отбор образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, осуществлять сбор опросных сведений и предварительное планирование мест размещения ключевых участков для комплексных исследований, а также уточнять результаты предварительного дешифрирования аэро- и космоматериалов.

При маршрутных наблюдениях на застроенной территории следует дополнительно выявлять дефекты планировки территории, развитие заболоченности, подтопления, просадок поверхности земли, степень полива газонов и древесных насаждений и другие факторы, обусловливающие изменение геологической среды или являющиеся их следствием.

По результатам маршрутных наблюдений следует намечать места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, составления опорных геолого-гидрогеологических разрезов, определения характеристик состава, состояния и свойств грунтов с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических, полевых и лабораторных исследований, а также стационарных наблюдений.

Геофизические исследования

Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях выполняются на всех стадиях (этапах) изысканий, как правило, в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ с целью: определения состава и мощности рыхлых четвертичных отложений; выявления литологического строения массива горных пород, тектонических нарушений и зон повышенной трещиноватости и обводненности; определения глубины залегания уровней подземных вод, водоупоров и направления движения потоков подземных вод, гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов; определения состава, состояния и свойств грунтов в массиве и их изменений; выявления и изучения геологических и инженерно-геологических процессов и их изменений; проведения мониторинга опасных геологических и инженерно-геологических процессов; сейсмического микрорайонирования территории.

Для обеспечения достоверности и точности интерпретации результатов геофизических исследований проводятся параметрические измерения на опорных участках, на которых осуществляется изучение геологической среды с использованием комплекса других видов работ (бурения скважин, проходки шурфов, зондирования, с определением характеристик грунтов в полевых и лабораторных условиях).

Полевые исследования грунтов

Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью: · расчленения геологического разреза, оконтуривания линз и прослоев слабых и других грунтов;

· определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания;

· оценки пространственной изменчивости свойств грунтов;

· оценки возможности погружения свай в грунты и несущей способности свай;

· проведения стационарных наблюдений за изменением во времени физико-механических свойств намывных и насыпных грунтов;

· определения динамической устойчивости водонасыщенных грунтов.

Полевые исследования грунтов рекомендуется, как правило, сочетать с другими способами определения свойств грунтов (лабораторными, геофизическими) с целью выявления взаимосвязи между одноименными (или другими) характеристиками, определяемыми различными методами, и установления более достоверных их значений.

Определение физико-механических характеристик грунтов по результатам статического и динамического зондирования следует производить на основе установленных в конкретных регионах для определенных видов грунтов корреляционных зависимостей, связывающих параметры, полученные при зондировании, с характеристиками, полученными прямыми методами.

Гидрогеологические исследования

Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях необходимо выполнять в тех случаях, когда в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой распространены или могут формироваться подземные воды, возможно загрязнение или истощение водоносных горизонтов при эксплуатации объекта, прогнозируется процесс подтопления или подземные воды оказывают существенное влияние на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерно-геологических процессов (карст, суффозия, оползни, пучение и др.).

Опытно-фильтрационные работы должны выполняться с целью получения гидрогеологических параметров и характеристик для расчета дренажей, водопонизительных систем, противофильтрационных завес, водопритока в строительные котлованы, коллекторы, тоннели, фильтрационных утечек из водохранилищ и накопителей, а также для составления прогноза изменения гидрогеологических условий.

При проектировании особо сложных объектов при необходимости, обосновываемой в программе изысканий, следует выполнять моделирование, специальные гидрогеологические работы и исследования с привлечением научных и специализированных организаций, в том числе: · опытно-эксплуатационные откачки для установления закономерностей изменения уровня и химического состава подземных вод в сложных гидрогеологических условиях;

· опытно-производственные водопонижения для обоснования разработки проекта водопонижения;

· сооружение и испытания опытного участка дренажа;

· изучение процессов соле- и влагопереноса в зоне аэрации, сезонного промерзания и пучения грунтов;

· изучение водного и солевого баланса подземных вод и др.

Стационарные наблюдения

Стационарные наблюдения необходимо выполнять для изучения: · динамики развития опасных геологических процессов (карст, оползни, обвалы, солифлюкция, сели, каменные глетчеры, геодинамические и криогенные процессы, переработка берегов рек, озер, морей и водохранилищ, выветривание пород и др.);

· 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.

Стационарные наблюдения следует производить, как правило, в сложных инженерно-геологических условиях для ответственных сооружений, начиная их при изысканиях для предпроектной документации или проекта и продолжая при последующих изысканиях, а при необходимости - в процессе строительства и эксплуатации объектов.

Стационарные наблюдения следует проводить на характерных специально оборудованных пунктах наблюдательной сети, часть из которых рекомендуется использовать для наблюдений после завершения строительства объекта.

В качестве наиболее эффективных средств проведения стационарных наблюдений следует использовать режимные геофизические исследования - измерения, осуществляемые периодически в одних и тех же точках или по одним и тем же профилям, измерения с закрепленными датчиками и приемниками, а также режимные наблюдения на специально оборудованных гидрогеологических скважинах.

Состав наблюдений, объемы работ, 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 (стадии) проектирования.

Продолжительность наблюдений должна быть не менее одного гидрологического года или сезона проявления процесса, а частота наблюдений должна обеспечивать регистрацию экстремальных (максимальных и минимальных) значений изменения компонентов геологической среды за период наблюдений.

Стационарные наблюдения за изменениями отдельных компонентов геологической среды, связанные с необходимостью получения точных количественных характеристик геодезическими методами или обусловленные проявлением гидрометеорологических факторов, следует осуществлять в соответствии с положениями соответствующих сводов правил по проведению инженерно-геодезических и инженерно-гидрометеорологических изысканий.

Лабораторные исследования грунтов

Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-95, определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления степени однородности грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов.

В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования путем соответствующего расчета.

Выбор вида и состава лабораторных определений характеристик грунтов следует производить в соответствии с учетом вида грунта, этапа изысканий, характера проектируемых зданий и сооружений, условий работы грунта при взаимодействии с ними, а также прогнозируемых изменений инженерно-геологических условий территории (площадки, трассы) в результате ее освоения.

Лабораторные исследования по определению химического состава подземных и поверхностных вод, а также водных вытяжек из глинистых грунтов необходимо выполнять в целях определения их агрессивности к бетону и стальным конструкциям, коррозионной активности к свинцовой и алюминиевой оболочкам кабелей, оценки влияния подземных вод на развитие геологических и инженерно-геологических процессов (карст, химическая суффозия и др.) и выявления ореола загрязнения подземных вод и источников загрязнения.

Для оценки химического состава воды рекомендуется проводить стандартный анализ. Выполнение полного или специального химического анализа воды следует предусматривать при необходимости получения более полной гидрохимической характеристики водоносного горизонта, водотока или водоема, оценки характера и степени загрязнения воды, что должно быть обосновано в программе изысканий.

Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений

Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений следует проводить при их расширении, реконструкции и техническом перевооружении, строительстве новых сооружений вблизи существующих (в пределах зоны влияния), а также в случае деформаций и аварий зданий и сооружений.

При обследовании необходимо определять изменения инженерно-геологических условий за период строительства и эксплуатации предприятий, зданий и сооружений, включая изменения рельефа, геологического строения, гидрогеологических условий, состава, состояния и свойств грунтов, активности инженерно-геологических процессов, с целью получения данных для решения следующих задач: возможности надстройки, реконструкции зданий и сооружений с увеличением временных и постоянных нагрузок на фундаменты; установления причин деформаций и разработки мер для предотвращения их дальнейшего развития, а также восстановления условий нормальной эксплуатации зданий и сооружений; определения состояния грунтов основания, возможности и условий достройки зданий и сооружений после длительной консервации их строительства; определения состояния мест примыкания зданий-пристроек к существующим и разработки мер по обеспечению их устойчивости;

выяснения причин затапливания и подтапливания подвалов и других подземных сооружений.

Прогноз - качественный и количественный

Прогноз - качественный и количественный возможных изменений во времени и в пространстве инженерно-геологических условий исследуемой территории (состава, состояния и свойств грунтов, рельефа, режима подземных вод, геологических и инженерно-геологических процессов) необходимо приводить в техническом отчете о результатах инженерно-геологических изысканий наряду с оценкой современного состояния этих условий.

Камеральная обработка полученных материалов

Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательную камеральную обработку и составление технического отчета или заключения о результатах инженерно-геологических изысканий).

В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажении, составление графиков обработки полевых исследований грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ, составление описаний горных выработок, предварительных инженерно-геологических разрезов, карты фактического материала, предварительных инженерно-геологических и гидрогеологических карт и пояснительных записок к ним.

При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов, оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий, а также рекомендации по проектированию и проведению строительных работ.

В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть спроектировано, построено и надежно эксплуатироваться (а в последствии может быть ликвидировано или реконструировано) без достоверных и полных инженерно-геологических материалов.

Все это определяет основные задачи, которые стоят перед инженерами-геологами в процессе изыскательских работ еще до начала проектирования объекта (при принятии решения о строительстве, об инвестировании проекта и т.п.), а именно: Выбор оптимального (благоприятного), в геологическом отношении (площадки, района), строительства данного объекта;

Выявление инженерно-геологических условий в целях определения наиболее рациональных конструкций фундаментов и объекта в целом, а также технологии производства строительных работ;

Выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и сооружениям инженерной защиты территорий и охране геологической среды при строительстве и эксплуатации сооружений.

Сложный узел проблем, возникающих при взаимодействии современных строительных объектов с окружающей, в том числе и с геологической средой, определяет необходимость для инженера-строителя обладать знаниями в инженерной геологии, а для инженера-геолога - в области строительства. В настоящее время только такое "взаимопроникновение" позволяет грамотно и экологично решать все задачи при строительстве, эксплуатации, реконструкции и ликвидации строительных объектов.

1. СП 11-105-97 "Инженерные изыскания для строительства"

2. https://www.google.ru/

3. Ананьев, В.П., Инженерная геология: Учебник В.П. Ананьев; А.Д. Потапов. - М.: Высшая школа, 2002.-511с.

4. Пешковский, Л.М., Инженерная геология: Учебное пособие Л.М. Пешковский; Т.М. Перескокова. - М.: Высшая школа, 1982. - 341с.

Размещено на .ru