Основные виды инженерно-геологических изысканий для строительства

Введение
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.
Задачи данной работы:
расписать состав инженерно-геологических изысканий;
раскрыть суть инженерно-геологических изысканий.
Данная работа написана на основе трудов следующих авторов: Бондарик, Г. К., Бубнов, С., Домарев, В.С., Захаров, М. С., Золотова, Е. В.
Структура работы. Данная работа состоит из введения, основной части, содержащей четыре пункта, заключения и списка литературы.
1.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.
2.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.
3.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 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.
4.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 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 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 её 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