Guide

Общие вопросы инженерно-геологических исследований
Автор: Administrator
23.05.2012 19:12
PDF Печать E-mail

Зависимость исследований от геологических условий, характера строительства и этапа проектирования фундамента дома.

При рассмотрении (в первой части настоящей книги) инженерно-геологических процессов указывалось, что особенности их проявления связаны с характером сооружений, строительных работ и эксплуатации сооружений. Поэтому каждый вид строительства или эксплуатации сооружений вызывает у инженера-геолога ряд вопросов, требующих для своего разрешения проведения соответствующего комплекса исследовательских работ.

В проекте инженерного сооружения должны быть определены:

 

  1. место для строительства, направление трассы дороги или канала, расположение сооружений, входящих в общий комплекс строительства;
  2. конструкция сооружений;
  3. методы производства работ;
  4. инженерно-геологические (защитные) мероприятия против вредного действия физико-геологических, физико-химических и инженерно-геологических процессов;
  5. особые требования, соблюдение которых необходимо при эксплуатации построенного сооружения.

Данные о природных условиях, которые .нужно знать инженеру-проектировщику, получаются в результате проведения инженерно-геологических исследований. Выбор этих исследований и методов их выполнения определяется характером инженерно-геологических процессов, возникновения которых можно ожидать в процессе строительства и эксплуатации сооружения. Например, в основании жилых домов главным инженерно-геологическим процессом, который можно ожидать, является уплотнение пород под действием веса сооружения. В случае очень слабых пород задача инженера-геолога осложняется тем, что он должен выявлять способы улучшения их несущих способностей.

Особые вопросы возникают при наличии определенных зональных и региональных инженерно-геологических условий, например: карста, просадочности пород, мерзлоты, плывунов и т. д. В таких случаях необходимо проводить специальные исследования.

Разработка проекта инженерного сооружения производится в несколько стадий. В начальной стадии проект разрабатывается в общих чертах. В каждой последующей стадии уточняются положение сооружения, его конструкция и методы производства строительных работ. Число стадий проектирования зависит от сложности решаемой при этом народнохозяйственной задачи и технической трудности осуществления проектируемого сооружения.

Наибольшее число стадий имеет место при проектировании крупных гидротехнических сооружений (например, плотин, водохранилищ, гидростанций и шлюзов на крупных реках), при котором необходимо одновременное разрешение вопросов энергоснабжения района, судоходства, орошения, рыболовства и т. д. Не менее сложной является разработка проекта железнодорожных линий, крупных промышленных комбинатов и т. д.

Для каждого вида строительства имеются разработанные и утвержденные правила о содержании проекта на различных стадиях. Устанавливаемая этими правилами степень детальности разработки отдельных вопросов по стадиям проектирования различна. Но для одинаковых стадий проектирования разных сооружений устанавливаются одинаковые принципиальные требования в отношении детальности и одни и те же основные вопросы, на которые должен быть дан окончательный ответ.

На начальной стадии разработки проекта должны быть доказаны техническая возможность и экономическая целесообразность строительства и установлен район возведения основных сооружений. На этой стадии проект называют схематическим.

В следующей стадии проектирования должно быть установлено местоположение сооружений, установлены их типы и основные размеры (технические показатели). Проект, в котором разрешаются эти вопросы, называют проектным заданием.

В соответствии с проектным заданием производятся разработка и расчет конструкции возводимого сооружения, определяются размеры всех его частей, устанавливаются методы и сроки производства работ и разрешаются все вопросы, связанные с определением стоимости и экономической эффективности намечаемого к постройке сооружения. Таким образом, получается основной строительный проект, называемый техническим проектом.

Следующая стадия проектирования—составление рабочих чертежей. Здесь уже не решаются принципиальные вопросы. Поэтому все основные исследования должны быть закончены ко времени составления технического проекта. Из сказанного ясно, что материалы и степень детальности разработки вопросов, требуемые для разных стадий, различны.

При разработке схематического проекта необходимо иметь данью о природных и других условиях, определяющих выбор места строительства, для значительно большей территории, чем та, которая нужна для размещения сооружений, но освещать ее можно с малой детальностью. Например, для строительства большого завода обычно представляется возможность выбора места для него: в окрестностях города или выше и ниже его по течению реки, на которой он стоит; на правом и на левом берегах; на первой и на второй надпойменной террасах реки и т. д.

Выбрав место для строительства, надо расположить на нем все сооружения в соответствии с их производственным или хозяйственным назначением и с природными условиями: с расстоянием от реки, источников водоснабжения и источников поступления сырья, с рельефом, с геологическими условиями, с направлением господствующих ветров и т. д. Поэтому для проектного задания требуются более детальные сведения, чем для схематического проекта, но относящиеся к меньшей площади.

В техническом проекте для каждого сооружения уже определено место, и конструкция сооружения, особенно его основания, может быть разработана в полном соответствии с природными условиями а выбранной строительной площадке или трассе.

Таким образом, исследование природных условий для строительства начинается на относительно больших территориях с малой детальностью. Затем в каждой новой стадии проектирования это исследование сосредоточивается на меньшей площади, но становится все более детальным. Такой порядок изучения оправдывается экономическими соображениями. Общие исследования с малой детальностью даже на относительно больших площадях, проводимые для первых стадий разработки проекта, обходятся во много раз дешевле, чем детальные исследования на окончательно выбранных площадках и трассах для разработки технического проекта. Ошибка при выборе строительной площадки и места детальных изысканий влечет за собой впоследствии необходимость затрат, которые значительно больше, чем некоторая экономия на стоимости исследований, получаемая в результате сокращения площади исследований и их многосторонности на предварительных стадиях проектирования.

Можно привести немало примеров того, как недостаточно обоснованный выбор места детальных исследований приводил к потере миллионов рублей вследствие того, что проектные решения принимались до получения материалов изысканий. Результатом этого потери времени и частичный срыв выполнения народнохозяйственных планов. Желание скорее и кратчайшим путем подойти к конечным этапам проектирования иной раз вызывается необходимостью. Но при недостаточности изыскательских данных непродуманное перескакивание через установленные существующими официальными нормами этапы проектирования в большинстве случаев ни к чему, кроме убытков и потери времени, не приводит. При инженерно-геологических исследованиях особенно важно строго соблюдать логическую последовательность работ.

В главе II указывалось, что факторы, определяющие инженерно-геологические условия, подчиняются зональным и региональным закономерностям. Поэтому отнесение района строительства к определенному геологическому региону и к определенной находящейся в его пределах геоморфологической области позволяет с некоторым приближением охарактеризовать инженерно-геологические условия, влияющие на выбор места для строительства. Это осуществляется путем составления и изучения геологических и инженерно-геологических карт мелкого масштаба, охватывающих территорию в пределах, необходимых для получения данных о региональных геологических и геоморфологических условиях.

Установление зональных и региональных факторов позволяет в первом приближении давать оценку общей устойчивости намечаемых участков. Общая устойчивость участка строительства может быть недостаточной (необеспеченной) вследствие обвалов, оползней, высокой сейсмичности, мерзлоты, карста и других физико-геологических процессов, имеющих место в данной региональной геологической обстановке. Установление возможности угрозы для общей устойчивости исследуемой территории позволяет определять направление и методы инженерно-геологических исследований на дальнейших стадиях проектирования для сравнения возможных вариантов размещения объектов строительства.

Для сравнения условий строительства на различных участках и выбора наиболее подходящего типа сооружения (что является вопросом, разрешаемым на стадии проектного задания) требуется более детальная освещенность инженерно-геологических условий, чем на начальной стадии проектирования.

Строение верхних горизонтов пород должно быть дано не только в общей форме, но и в количественном выражении. Например, недостаточно установить, что верхние горизонты состоят из слоя черноземной почвы и подстилающей его морены, а местами из ледников речных образований, лежащих на дислоцированных известняках каменноугольной системы. Для всей намеченной для строительства площади необходимо определить мощность и строение поверхностных отложений, чтобы судить о том, будут ли в основании фундаментов зданий породы коренной основы, или морена, или ледниково-речные отложения и т. п. Необходимо установить глубину подземных вод, чтобы решить вопрос об условиях строительства подвальных этажей и подземного хозяйства заводов, выяснить, потребуется ли водоотлив при отрывке котлованов, нужны ли меры защиты подземного хозяйства от действия подземных вод или верховодки (устройство гидроизоляции или дренажа) и т. п.

Данные о глубинах залегания и мощности различных генетических комплексов и петрографических типов   пород должны иметь определенную степень точности. Небезразлично, например, будет ли морена залегать на глубине 1,5—2 или 3 м и более, так как для многих зданий в зависимости от этого решается вопрос о выборе несущего слоя для фундаментов, о допустимых единичных нагрузках на подошву фундамента, а следовательно и об их конструкции. Вопрос о мерах защиты подвальных этажей от подземных вод решается также по-разному в зависимости от того, находятся ли подземные воды на глубине 2—3 или 5 м и каковы пределы сезонных изменений их уровня. Поэтому разведочные работы проводятся не только для уточнения данных полевой съемки в целях составления инженерно-геологической карты, но и для определения строения и водоносности несущей толщи пород основания сооружений.

Для выяснения вопроса, нет ли в составе геологического разреза исследуемой территории слабых пород, т. е. не имеется ли «ненормального напластования», требуется проходка небольшого количества скважин на глубину, значительно превышающую глубину активной зоны в основании фундаментов, или проведение геофизических исследований.

Исследование более глубоких горизонтов с помощью бурения и геофизических методов проводится и для определения гидрогеологических условий в целях выяснения возможного их влияния на сооружение и строительные работы.

Для выявления физико-механических свойств пород, необходимых для расчетов, сопровождающих составление проектного задания, обычно недостаточно петрографической характеристики пород, получаемой в результате визуальных определений по разведочным выработкам. Особенно это относится к петрографическим визуальным характеристикам рыхлых пород. Поэтому в целях ориентировочного установления показателей физико-механических свойств пород необходимы некоторые камеральные (микропетрографические) и лабораторные исследования образцов пород для уточнения их петрографической характеристики.

На стадии составления проектного задания инженерно-геологические исследования должны освещать условия строительства на участках, выделяемых по геоморфологическим признакам. Например, следует характеризовать инженерно-геологические условия на пойме, террасах, водоразделах, в пределах конуса выноса и т. п.

Так же обобщенно характеризуются и физико-механические свойства слагающих исследуемую территорию пород, выделяемых на картах и разрезах в генетические комплексы и петрографические типы.

Таким образом, при инженерно-геологических исследованиях на стадии составления проектного задания объекты изучения должны намечаться в основном по естественноисторическим (геоморфологическим, историко-геологическим и геолого-генетическим) признакам. Вопросы, на которые должны быть даны ответы и необходимые для этого исследования определяются характером инженерно-геологических процессов, которые могут возникнуть при взаимодействии сооружений с природной обстановкой.

К началу составления технического проекта местоположение сооружений определяется уже настолько, что дальнейшее его уточнение не выводит его за пределы одного геоморфологического элемента с установленным для него по данным разведки разрезом пород в основании сооружений. Точность и детальность изучения должны быть еще выше, чем для предшествующих стадий проектирования. Поэтому исследования ограничиваются еще более узкими пределами. Инженерно-геологическую карту следует составлять в пределах площади размещения сооружений. Разведочные работы надо проводить непосредственно на местах, предназначенных для постройки зданий, плотин и т. п., и по трассам дорог, каналов, дамб и других сооружений большой протяженности.

Ввиду того, что степень общей устойчивости строительной территории и характер слагающих ее пород уже выяснены, задачи разведки можно ограничить детальным изучением строения активной зоны в основании сооружений.

При проектировании ответственных инженерных сооружений и сооружений в сложных условиях, кроме съемок, разведочных работ и лабораторного изучения пород и вод, в комплекс исследований инженерно-геологических условий для строительства необходимо включать опытные работы для определения фильтрационных свойств пород в водоносных и безводных горизонтах, несущих свойств пород и т. д.


Обновлено 26.02.2016 08:45
 
alt alt alt alt