Введение
Если Вы хотите построить дом, то необходимо владеть некоторой информацией с целью правильного выбора места для будущей постройки (на каких грунтах будет стоять дом, экологическая обстановка на участке и многое другое). Для проектирования здания проектировщикам будут необходимы данные о физических и механических характеристиках грунтов, содержание тяжелых металлов в почве и воде, экологическое состояние территории. Для решения этих задач проводятся инженерные изыскания, то есть на земельном участке ведутся исследования с целью изучения района застройки и получения результатов, необходимых для проектировщиков. Инженерные изыскания обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий на территории строительства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. Выполнение инженерных изысканий необходимо в первую очередь для проектировщиков, которые будут проектировать Ваш будущий дом.
От типов грунтов, представляющих геологический разрез на объекте, выбирается тип фундамента. Если Вы не хотите, чтобы дом через год дал трещины или подвал не затопило водой, очень важно провести исследования грунтов. Проектировщик, имея на руках результаты изысканий, правильно выберет тип фундамента, учтет характеристики грунтов. Самое главное – определиться для себя, что Вы хотите. В зависимости от ваших желаний выбирается тот или иной вид инженерных изысканий. В состав инженерных изысканий для строительства входят следующие основные их виды: инженерно-геодезические, инженерно - геологические, инженерно - экологические.
Цель данной работы получить информацию об инженерных изысканиях и их видах, отдельно рассмотреть инженерно-геологические изыскания, изучить их задачи и состав, а также познакомится с основными геологическими терминами.
1. Инженерные изыскания
Для строительства, комплекс технических и экономических исследований района строительства с целью получения исходных данных, необходимых для разработки наиболее целесообразных технико-экономических решений при проектировании, строительстве и реконструкции зданий и сооружений. Инженерные изыскания предшествуют всем видам строительства: промышленного, жилищного, гражданского, гидротехнического, транспортного, дорожного и др. Характер изысканий изменяется в зависимости от вида строительства и степени изученности обследуемого района.
До технических изысканий проводятся, как правило, экономические исследования в целях выбора района (пункта) размещения объекта и экономического обоснования намечаемого строительства. Например, для нового промышленного строительства, наряду с вопросами снабжения строительного объекта, изучается обеспеченность будущих предприятий рабочей силой, основными материальными ресурсами (сырьём, топливом, энергией), выявляются возможности производственного кооперирования с другими предприятиями, использования существующих транспортных связей и т. п. Правильность выбора места строительства существенно облегчается, если на территории предварительно проведена районная планировка, требования которой должны учитываться при инженерных изысканиях.
Для решения этих задач проводятся инженерные изыскания, то есть на земельном участке ведутся исследования с целью изучения района застройки и получения результатов, необходимых для проектировщиков. Инженерные изыскания обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий на территории строительства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения.
В проведении изыскательских работ различают три периода: подготовительный, полевой и камеральный. В подготовительный период собираются и изучаются необходимые данные по объекту и уточняется задание, выдаваемое изыскательской партии. В период полевых работ проводятся геодезические, топографические, буровые и др. работы. Камеральная обработка состоит в систематизации полевых материалов, составлении топографических планов, геологических разрезов, гидрологических, климатических и др. характеристик района и строительной площадки. Ускорение, повышение качества и снижение стоимости инженерных изысканий достигаются при проведении их по единой методологии путём использования современных достижений техники.
Программа изысканий должна предусматривать интересы сохранения окружающей среды - продуктивности, чистоты и привлекательности природы - и обеспечивать предотвращение или сведение к минимуму того ущерба, который может быть ей нанесён как самими инженерными изысканиями, так и последующим строительством.
Комплекс технических изысканий включает изучение топографических, геологических, гидрологических и экологических условий района строительства, обследование месторождений местных строительных материалов, сбор исходных данных для составления проекта организации строительства и смет, а также проведение необходимых согласований. Особый характер, ввиду большой протяжённости исследуемой зоны, имеют изыскания: автодорожные, железнодорожные, для прокладки нефте- и газопроводов, линий связи и электропередачи (так называемые линейные изыскания). Исследования проводятся, как правило, в один этап, включающий получение исходных данных для разработки технического проекта и рабочих чертежей. Для сложных в инженерном отношении объектов изыскания проводятся в два этапа на основе технических заданий, в которых определяются основной состав, детальность и порядок проведения инженерных изысканий. Изыскательские работы выполняются специализированными организациями имеющей лицензию на проведение работ.
2. Виды инженерных изысканий
Инженерно-геодезические изыскания обеспечивают получение топографо-геодезических материалов и данных о ситуации и рельефе местности, существующих зданиях и сооружениях, необходимых для оценки природных и техногенных условий территории строительства и обоснования проектирования, строительства и эксплуатации объектов.
Инженерно - геологические изыскания проводятся для комплексного изучения инженерно-геологических условий района проектируемого строительства. То есть, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы.
Инженерно-экологические изыскания выполняются для экологического обоснования строительства и иной хозяйственной деятельности с целью предотвращения, снижения или ликвидации неблагоприятных экологических и связанных с ними социальных, экономических и других последствий и сохранения оптимальных условий жизни населения.
3. Инженерно-геологические изыскания
В состав инженерно-геологических изысканий входят:
• сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;
• маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование);
• проходка горных выработок;
• геофизические исследования;
• полевые исследования грунтов;
• стационарные наблюдения;
• лабораторные исследования грунтов и подземных вод;
• обследование грунтов оснований существующих зданий и сооружений;
• камеральная обработка материалов;
• составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;
• оценка опасности и риска от геологических и инженерно-геологических процессов;
• составление технического отчета.
Производство инженерных изысканий в полном их комплексе должно быть подчинено обоснованию решения ряда проектных задач. К числу задач, решаемых с использованием материалов инженерно-геологических изысканий, относятся:
• обоснование технической возможности и экономической целесообразности строительства объекта в данном районе;
• сравнение возможных вариантов расположения проектируемого объекта и выбор из них оптимального;
• обоснование компоновки зданий и сооружений проектируемого объекта по выбранному варианту;
• аргументация расчетных схем оснований и среды зданий и сооружений;
• осуществление авторского надзора за производством строительных работ.
Решение указанных задач возможно только в той последовательности, в которой они перечислены.
Необходимо также иметь в виду, что решение некоторых проектных задач не требует обязательного проведения полевых инженерно-геологических работ.
4.
Геофизико - геохимические методы, применяемые при инженерных изысканиях
Инженерная геология - изучает процессы, происходящие в грунтах, на которых возводятся сооружения. Подразделяется на грунтоведение, инженерную геодинамику, морскую и региональную инженерную геологию.
Магниторазведка высокоточная с использованием протонных магнитометров ММП-203 и квантового – ММП-303
Электропрофилирование и зондирование индуктивное, бесконтактное, глубина изучения пород до 30 метров.
Метод естественного электрического поля. Применяется автокомпенсатор ФЭ-72, ПМВ (полевой милливольтметр), неполяризующиеся электроды.
Газортутная съемка (шпуровая) подпочвенного воздуха и любых воздушных проб проводится переносными газоанализаторами АГП-01.
Эманационная съемка подпочвенного воздуха и любых воздушных проб для определения концентраций радона и торона с использованием эманометра РГА-01.
Терморазведка пород (шпуровая), глубина измерения до 1 метра, с записью в компьютер.
Спектрометрическая съемка по определению концентраций урана, тория и калия.
Радиометрическая съемка гамма-активности пород с использованием полевого радиометра.
Каппаметрическая съемка рыхлых и кристаллических пород каппаметром.
5. Технический отчет по результатам инженерно - геологических изысканий
Результатом инженерно-геологических изысканий является технический отчет. Технический отчет в полной мере отражает итоги проделанной работы. Он состоит из трех разделов: пояснительной записки, текстовых и графических приложений.
Отчет включает в себя копии документов, необходимых для производства инженерно-геологических работ такие, как:
• техническое задание на производство инженерно-геологических изысканий – содержит информацию о проектируемом объекте, на основании которой определяются объемы работ согласно СНиП.
• разрешение на инженерно-геологические изыскания – официальный документ государственной структуры, разрешающий производить изыскания на данном участке, с данными объемами, с последующей экспертизой технического отчета.
• лицензия на выполнение инженерных изысканий для строительства – является необходимой частью отчета как свидетельство о том, что данная компания имеет право проводить инженерные изыскания (см. приложение 1).
Первый раздел (пояснительная записка) содержит информацию о районе работ:
• физико-географические очерк;
• геоморфологическая приуроченность;
• геолого-литологическое строение;
• гидрогеологические условия;
• инженерно-геологические условия участка.
В завершающей главе содержатся выводы об особенностях геологического строения территории изысканий (наличии подземных вод, опасных геологических пр
Второй раздел (текстовые приложения) содержит таблицы и информацию, необходимую проектировщикам, о физических и механических характеристиках грунтов по данным изысканий прошлых лет, строительным нормам и правилам, лабораторным исследованиям и по результатам статического зондирования:
• сравнительная таблица характеристик грунтов по данным лабораторных испытаний, статического зондирования и СНиП (см. приложение 3);
• физико-механические свойства грунтов;
• сводная таблица физико-механических свойств грунтов по ИГЭ;
• результаты испытания грунта методом одноплоскостного среза (см. приложение 4);
• результаты испытания грунта методом компрессионного сжатия (см. приложение 5);
• нормативные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов по результатам статического зондирования;
• таблицы результатов статической обработки сопротивления грунта под конусом зонда и по боковой поверхности муфты трения зонда;
• результаты измерения коррозионной агрессивности грунтов;
• позиции по разрабатываемости грунтов;
• оценка потенциальной подтопляемости территории;
• каталог высот геологических выработок;
• результаты химического анализа воды (см. приложение 6).
Графические приложения находятся в третьем разделе:
• план расположения скважин и линий инженерно-геологических разрезов (обычно топографическая съемка с нанесенными скважинами);
• инженерно-геологические колонки скважин (позволяют наглядно увидеть строение грунтов в данной скважине) (см. приложение 7);
• инженерно-геологические разрезы (см. приложение 8);
•
графики к статическому зондированию (см. приложение 9).
6. Г
еологические термины
Геологическая среда – верхняя часть литосферы, представляющая собой многокомпонентную динамическую систему (горные породы, подземные воды, газы, физические поля – тепловые, гравитационные, электромагнитные и др.), в пределах которой осуществляется инженерно-хозяйственная (в том числе инженерно-строительная) деятельность.
Инженерно-геологические условия – совокупность характеристик компонентов геологической среды исследуемой территории (рельефа, состава и состояния горных пород, условий их залегания и свойств, включая подземные воды, геологических и инженерно-геологических процессов и явлений), влияющих на условия проектирования и строительства, а также на эксплуатацию инженерных сооружений соответствующего назначения.
Геологический процесс – изменение состояния компонентов геологической среды во времени и в пространстве под воздействием природных факторов.
Инженерно-геологический процесс – изменение состояния компонентов геологической среды во времени и в пространстве под воздействием техногенных факторов.
Режим подземных вод – характер изменений во времени и в пространстве уровней (напоров), температуры, химического, газового и бактериологического состава и других характеристик подземных вод.
Техногенные воздействия – статические и динамические нагрузки от зданий и сооружений, подтопление и осушение территорий, загрязнение грунтов, истощение и загрязнение подземных вод, а также физические, химические, радиационные, биологические и другие воздействия на геологическую среду.
Карст – геологический процесс химического растворения, протекающий в карбонатных породах (известняки, доломиты) под действием подземных вод в приповерхностных участках недр. В результате образуются карстовые полости, при обрушении которых на поверхности образуются карстовые воронки.
Оползневые процессы - отрыв и скольжение масс горных пород вниз по склону под действием силы тяжести. Возникновению оползня способствует наличие слоев водоупорных пород, по которым при увлажнении легко соскальзывают вышележащие массы. Оползни образуются как в рыхлых, так и в плотных породах, в горах, на берегах морей, на склонах долин равнинных рек и т.д. Иногда оползни возникают в результате подмывания склонов рекой или морем.
Суффозия - разрушение горных пород вследствие выщелачивания и выноса подземными водами минеральных частиц грунта. Суффозия сопровождается оседанием вышележащей толщи с образованием на поверхности западин, небольших суффозионных воронок и блюдец.
Подземные воды - воды, находящиеся в верхней (до глубины 12-16 км) части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии.
Подземные воды - полезное ископаемое, особенно ценное своей возобновляемостью в естественных условиях и в процессе эксплуатации. Количество подземных вод оценивается их запасами.
Грунтовые воды - воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, залегающие на выдержанном водоупорном горизонте. Сверху грунтовые воды обычно не перекрыты водоупором и нередко не заполняют водоносный горизонт на полную мощность. Поверхность гунтовых вод не испытывает дополнительного давления, кроме атмосферного.
Грунтовые воды - безнапорные воды; при вскрытии скважинами, колодцами их уровень устанавливается на той глубине, на которой эти воды вскрыты. Грунтовые воды легко доступны и широк используются, но из-за неглубокого залегания легко загрязняются.
Безнапорные воды - воды в наземных водоемах, водотоках, а также подземные гравитационные воды, имеющие свободную поверхность (водное зеркало), давление на которую равно атмосферному. При вскрытии скважинами подземные безнапорные воды устанавливаются на глубине их появления.
Напорные подземные воды - подземные воды, поверхность которых находится под давлением выше атмосферного.
Артезианские воды - в современном понимании - напорные пластовые (межпластовые) воды, ограниченные водоупорами.
Артезианские воды - первоначально - напорные подземные воды, самоизливающиеся при вскрытии.
Обломочные горные породы - осадочные горные породы, образовавшиеся при разрушении горных пород и состоят из обломков различных минералов и пород. По величине зерен обломочные горные породы различаются на:
• (окатанные) валуны и (неокатанные, угловатые) глыбы - более 100 мм;
• (окатанную) гальку и (неокатанный) щебень - от 10 до 100 мм;
• (окатанный) гравий и (неокатанную) дресву - от 1 до 10 мм;
• песок - от 0.1 до 1 мм;
• пыль (алеврит) - от 0.01 до 0.1 мм.
Песок - рыхлая, сыпучая обломочная горная порода, состоящая из обломков минералов (кварца, полевых шпатов, слюды и др.), обломков горных пород и скелетов организмов. В песке размеры обломков (зерен) колеблются от 0.1 до 1 мм.
Глина - пластичная осадочная горная порода, состоящая из тончайших, глинистых частиц менее 0.01 мм.
Супесь - рыхлая осадочная горная порода, состоящая на 70-90% из песчаных и пылеватых и на 30-10% из глинистых частиц. Супесь менее пластична, чем суглинок.
Суглинок - осадочная горная порода, состоящая на 30-50% из глинистых (менее 0.01 мм) и на 70-50% из песчаных и пылеватых частиц.
Топографическая съемка – совокупность работ по созданию топографических карт или планов местности посредством измерений расстояний, высот, углов и т.п. с помощью различных инструментов (наземная съемка), а также получение изображений земной поверхности с летательных аппаратов (аэросъемка, космическая съемка).
Тахеометр – геодезический прибор для измерения горизонтальных и вертикальных углов, расстояний и превышений.
Масштаб карты - отношение длины отрезка на карте, плане, к его действительной длине на местности, например М 1:100 ( в 1 см 1 м), 1:500 (в 1 см 5 м) и т.д.
Мелкомасштабные карты - географические карты масштаба 1:1000000 (в 1 см 10 км) и мельче, т.е. 1:5000000 (в 1 см 50 км). Иногда к мелкомасштабным картам относят только карты мельче 1:1000000 (в 1 см 10 км).
Среднемасштабные карты - географические карты масштабов крупнее 1:1000000 (в 1 см 10 км) и мельче 1:100000 (в 1 см 1 км). Иногда карты масштабов 1:100000 (в 1 см 1 км) и 1:1000000 (в 1 см 10 км) включают в среднемасштабные карты.
Крупномасштабные карты - географические карты масштаба 1:100000 (в 1 см 1 км) и крупнее, т.е. 1:50000 (в 1 см 500 м). Иногда к крупномасштабным картам относят только карты крупнее 1:100000 (в 1 см 1 км).
Триангуляция - метод определения положения опорных геодезических пунктов на местности путем построения систем смежно расположенных треугольников, в которых измеряют их углы и (с помощью базиса) длину одной исходной стороны в их ряду, а длины других сторон вычисляют.
Триангуляция - основной метод создания опорной геодезической сети и градусных измерений.
Геоподоснова - генеральный план участка в масштабе, как правило, М 1:500 (по результатам топографической съемки).
Заключение
Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде, и в первую очередь в породах, в процессе строительства и при эксплуатации сооружений. 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.
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.
В данной работе рассмотрена информация о видах инженерных изысканий и в частности инженерно-геологические изыскания. Изучены основные задачи и состав инженерно-геологических изысканий и разделы технического отчета, в котором в полной мере отражаются итоги проделанной работы, а также приведены определения основных геологических терминов.
Список литературы
1. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П., Шанцер Е.В. Общая геология. – М.: Просвещение, 1974. – 480с.
2. Арипов Н. Ф. и др. Инженерно-геологические изыскания. Справочное пособие. – М.: Недра, 1989г. – 210с.
3. Белый Л.Д. Инженерная геология. – М.: Высшая школа, 1985. – 320с.
4. http://www.geopolus.ru
5. http://www.mosgeoi.ru
Нормативная литература:
6. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства.
Приложение 1.
Лицензия на выполнение инженерных изысканий для строительства.
Приложение 2.
Приложение 3.
Приложение 4.
Приложение 5.
Приложение 6.
Приложение 7.
Приложение 8.
Приложение 9.