геологические и инженерно-геологические процессы и гидрометеорологические явления, которые оказывают отрицательное воздействие на территории, народнохозяйственные объекты и жизнедеятельность людей (оползни, обвалы, карст, селевые потоки, снежные лавины и др.). Наиболее распространенные сочетания процессов, требующие комплексных решений: склоновые - вместе с процессами на берегах морей и водохранилищ, абразионными и эрозионными - на реках; эрозионно-селевые в долинах горных и предгорных областей - совместно с оползневыми; карстовые и суффозионные; просадочные в лессах и пепловых образованиях; снежные и снежно-каменные лавины. (Смотри: СНиП 2.01.15-90. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования.)
27. Инженерно-геологические изыскания являются начальным этапом строительства любого объекта и находятся в полной зависимости от вида объекта (промышленное предприятие, жилой дом, автомобильная дорога и т. д.). Поэтому изыскания под каждый вид объекта имеют свою специфику, свои особенности, но все изыскания имеют нечто общее, некоторый стандарт.
Результаты инженерно-геологических исследований в виде отчёта поступают в строительную проектную организацию. Отчёты должны иметь для инженера-проектировщика материалы по семи основным позициям результатов инженерно-геологических изысканий:
- оценка пригодности площадки для строительства данного объекта;
- геологический материал, позволяющий решать все вопросы по основаниям и фундаментам;
- оценка грунтового основания на восприимчивость возможных динамических воздействий от объекта;
- наличие геологических процессов и их влияние на устойчивость будущего объекта;
- полную характеристику по подземным водам;
- все сведения по грунтам, как для выбора несущего основания, так и для производства земляных работ;
- по влиянию будущего объекта на природную среду.
Проектирование крупных объектов осуществляется по стадиям: технико-экономическое обоснование (ТЭО), технический проект и рабочие чертежи. Название стадий инженерно-геологических изысканий соответствует стадия проектных работ, за исключением стадии ТЭО, где геологические работы получили название рекогносцировочных инженерно-геологических изысканий. Следует отметить, что в практике строительства последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Проектирование крупных объектов может быть проведено в две стадии, проектирование жилого дома в одну стадию. В соответствии с этими стадиями проводятся инженерно-геологические изыскания.
На ранних стадиях проектирования инженерно-геологические изыскания охватывают обширные площади, применяются не очень точные, но сравнительно простые и экономичные технические средства. По мере перехода к более поздним стадиям площади изысканий сужаются и применяются более сложные и точные методы геологических работ.
Инженерно-геологические изыскания для строительства выполняются последовательно на различных стадиях (этапах)
Различают следующие основные стадии работ: предпроектную (она включает прединвестиционную документацию, градостроительную документацию и обоснование инвестиций в строительство) и проектную (в состав которых входят проект и рабочая документация для строительства предприятий, зданий и сооружений).
Предпроектная документация разрабатывается с целью обоснования целесообразности строительства объекта, выбора строительных площадок и направления магистральных транспортных и инженерных коммуникаций, основ генеральных схем инженерной защиты от опасных геологических процессов и др.
Основной объем инженерно-геологических изысканий выполняют на этапе обоснования инвестиций в строительство. В состав работ входит: проведение инженерно-геологической съемки на территории проектируемых строительных объектов и трасс линейных сооружений. Проводятся буровые и горнопроходческие работы, полевые методы исследования грунтов, лабораторные исследования, стационарные наблюдения и другие виды работ.
Инженерно-геологические изыскания для разработки проекта должны обеспечивать комплексное изучение инженерно-геологических условий уже выбранной площадки (участка, трассы) и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации объекта.
Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации проводятся на окончательно выбранной стройплощадке для отдельных зданий и сооружений с целью детализации и уточнения инженерно-геологических условий. Проходят скважины и шурфы (чаще всего по контурам и осям проектируемых зданий и сооружений), определяют расчетные показатели физико-механических свойств грунтов, выполняют полевые исследования грунтов, опытно-фильтрационные работы и геофизические исследования. Продолжают начатые на предшествующих этапах изысканий стационарные наблюдения за развитием опасных геологических процессов, режимом подземных вод и т. д.
Для технически несложных объектов, а также при строительстве по типовым проектам инженерно-геологические изыскания выполняют для одной стадии: «рабочего проекта», при которой рабочая документация разрабатывается одновременно с проектом.
Инженерно-геологические изыскания в период строительства выполняют лишь в особых случаях: 1) при строительстве ответственных зданий и сооружений, особенно в сложных инженерно-геологических условиях; 2) в условиях стесненной городской застройки; 3) при длительных перерывах во времени между окончанием изысканий и началом строительства объектов и т. д.
Инженерно-геологические изыскания в период строительства включают: 1) уточнение геологических и гидрогеологических условий в период вскрытия котлованов, тоннелей, прорезей и других выемок, выявление расхождений натурных условий с проектными данными, внесение при необходимости соответствующих корректив и проведение дополнительных изыскательских работ; 2) контроль за ведением строительного водопонижения, инженерной подготовкой оснований зданий и сооружений, производством работ по закреплению грунтов.
28. Инженерно-геологические изыскания должны выполняться этапами, увязывающимися с решением конкретных задач проектирования. Выбор количества этапов и их привязка к стадиям проектирования осуществляются совместно проектной и изыскательской организациями для каждого объекта в зависимости от конкретных условий, определяемых процессом проектирования, природными и организационно-техническими факторами. При этом отдельные этапы могут быть опущены или совмещены с другими. ЭТАПЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
| Этап изысканий | Объект изысканий | Основные задачи | |
| изысканий | проектирования | ||
| Сбор и обобщение данных о природных условиях | Район строительства | Разработка рабочей гипотезы об инженерно-геологических условиях района и составление программы изысканий | Установление перспективных вариантов расположения объекта строительства |
| Инженерно-геологическая рекогносцировка | Территория намеченных вариантов расположения объекта строительства | Сравнительная оценка инженерно-геологических условий по намеченным вариантам | Выбор участка (площадки) строительства |
| Инженерно-геологическая съемка | Выбранный участок (площадка) строительства | Комплексная оценка инженерно-геологических условий участка (площадки) строительства | Компоновка зданий и сооружений. |
| Инженерно-геологическая разведка | Сфера взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой | Получение инженерно-геологических характеристик грунтов в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой | Выбор типов фундаментов Проектирование отдельных зданий и сооружений |
Объеминженерно-геологических работ при рекогносцировке определяется в зависимости от степени изученности природных условий района строительства и поэтому не нормируется. Объем инженерно-геологических работ при съемке должен устанавливаться в зависимости от сложности инженерно-геологических условий на участке строительства, от площади исследуемой территории, а также от вида строительства и характера проектируемых сооружений согласно требованиям инструкций по инженерным изысканиям для соответствующих видов строительства. Объем инженерно-геологических работ при разведке должен устанавливаться в зависимости от уточненной по результатам съемки категории сложности инженерно-геологических условий площадок в пределах контура каждого сооружения или их группы, размеров сооружений в плане, их назначения, класса и конструктивных особенностей, вида фундаментов.
29. Инженерно-геологическое районирование территорий.
Инженерно-геологическое районирование проводится по определенным принципам, без которых было бы невозможно сравнить и оценить все разнообразие инженерно-геологических условий различных территорий. Наиболее полно принципы инженерно-геологического районирования были разработаны И. В. Поповым (1961), который предложил выделять в качестве самостоятельных таксономических единиц инженерно-геологические регионы, области, районы и подрайоны разного порядка.
Инженерно-геологические регионы выделяются по структурно-тектоническому признаку. Инженерно-геологический регион первого порядка является наиболее крупной таксономической единицей. Примером инженерно-геологического региона первого порядка является Русская платформа, на которой выделяются регионы второго порядка такие, как Балтийский щит, Московская синеклиза, Воронежская антеклиза, Причерноморская впадина, Предкарпатский прогиб и др.
И. В. Попов предложил выделять инженерно-геологические области в пределах одного региона по геоморфологическим признакам. При таком подходе не надо забывать, что геоморфологические особенности территории являются результатом истории ее геологического развития главным образом в новейшее время. Поэтому можно сказать, что инженерно-геологические регионы — это территории, выделяемые по геоструктурным признакам в результате анализа истории геологического развития данной территории за все доступное для нас время, а инженерно-геологические области — это части регионов, имевшие различное развитие в новейшее время, что нашло отражение, в частности, а их геоморфологических особенностях.
Инженерно-геологические области могут выделяться непосредственно при подразделении инженерно-геологических регионов первого порядка (когда они достаточно однородны в геоструктурном отношении) и в этом случае охватывать огромные территории. Примером в этом отношении является Западно-Сибирская плита. Если развитие территории в новейшее время было неоднородным, то при более детальном ее рассмотрении могут выделяться инженерно-геологические области разного порядка: не только первого, но второго и даже третьего порядка.
В инженерно-геологических областях выделяются инженерно-геологические районы, на территории которых отмечается однообразие геологического строения, выражающееся в одинаковой последовательности залегания горных пород, их мощности и петрографическом составе. Такие сравнительно небольшие территории могут образоваться при условии, что они испытывали на всей своей площади строго одинаковые по знаку и интенсивности тектонические движения и находились в строго одинаковых палеоклиматических условиях на протяжении их истории развития, выходящей за пределы новейшего этапа геологического развития Земли.
В пределах одного инженерно-геологического района могут быть выделены инженерно-геологические подрайоны, если в этом возникает необходимость, по различному состоянию пород, проявлению современных и древних геологических процессов и т. д. Например, в пределах одного инженерно-геологического района часть пород может оказаться в многолетнемерзлом, а часть в талом состоянии и этом случае возникает необходимость в выделении двух подрайонов.
Если в пределах одного инженерно-геологического района окажется оползневой склон на значительном протяжении береговой линии, то в этом случае может возникнуть необходимость выделения двух инженерно-геологических подрайонов.
30. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
I. Инженерно-геологические исследования при выборе строительной площадки, выполняемые с целью сравнительной оценки возможных вариантов ее размещения (первая стадия изысканий), включают в себя проведение следующих работ.
- Сбор, систематизация и анализ имеющихся геологических, гидрогеологических и других материалов, включая данные об опыте местного строительства по исследуемому району.
- Инженерно-геологическая рекогносцировка. При рекогносцировке производится маршрутное обследование района и осуществляется проходка 1—2 разведочных выработок на каждом геоморфологическом элементе обследуемой территории, сопровождаемая отбором образцов пород для последующих лабораторных исследований по определению в основном классификационных показателей свойств грунтов. Глубина выработок определяется в зависимости от типа сооружении и сложности инженерно-геологических условий, как правило, она не превышает 20 м.
- Выяснение общих сведений с гидрогеологии района и о наиболее высоком
положении уровня грунтовых вод.
- Камеральная обработка материалов и составление отчета.
II. На выбранной площадке (вторая стадия) изыскания производится с целью получения инженерно-геологических данных для составления генерального плана промышленного предприятия (комплекса зданий гражданского строительства) с учетом прогноза возможного изменения природных условий территории в связи со строительством и эксплуатацией сооружении (зданий).
В состав работ входят: 1) инженерно-геологическая съемка; 2) буровые, горнопроходческие и геофизические работы; 3) полевые опытные инженерно-геологические работы; 4) гидрогеологические исследования; 5) лабораторные исследования; 6) камеральные работы и составление отчета.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОМОБИЛЬНЫХ И ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Сложные условия для дорожного строительства создаются при наличии: заболоченных территорий и торфяников, глубоко рассеченных эрозией склонов крутизной >10о, значительного развития современных геологических процессов, тектонически нарушенного залегания трещиноватых пород с ослабленной их прочностью, коры выветривания, легкорастворимых пород и распространения островной мерзлоты.
Инженерно-геологические изыскания проводят для обоснования проектов: трассы, земляного полотна, искусственных сооружений (включая тоннели и мостовые переходы), устройства электрификации и связи, станционных комплексов, промышленных предприятий и жилых поселков дорожников, карьерного хозяйства и организации строительства на всех стадиях проектирования новой дороги или реконструкции дорожных сооружений.
При технико-экономическим обосновании целесообразности строительства новой дороги или реконструкции существующей в задачу инженерно-геологических изыскании входит получение информации, необходимой наряду с другими технико-экономическими показателями для выбора оптимального направления дороги и размещения на местности узловых дорожных комплексов (мостовые переходы, тоннели, площадки узлов и участковых станций, базовые карьеры на месторождениях строительных материалов и др.).
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРУБОПРОВОДОВ
Трубопроводы (водопроводы, нефтепроводы, газопроводы, рассолопроводы и др.) характеризуются незначительной удельной нагрузкой на основание, но для них свойственна высокая чувствительность к механическим и температурным деформациям, которые могут вызвать осевые перемещения с повреждением стыковых соединений. Инженерно-геологические изыскания трубопроводов обычно проводятся в две стадии: на первой — с целью обоснования выбора оптимального варианта трассы; на втором — по выбранному варианту трассы со съемкой участков индивидуального проектирования (оползневые склоны, конусы выноса, участки развития осыпей и пр.).
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ ГИДРОТЕХНИЧЕСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Гидротехнические сооружения по своему народнохозяйственному значению делятся на гидроэнергетические, водно-транспортные, мелиоративные и водоснабженческие. На реках обычно строятся гидроузлы, с помощью которых решается комплекс народнохозяйственных задач.
В зависимости от условий использования гидротехнические сооружения делятся на основные, используемые при эксплуатации объекта (плотины водосбросы, туннели и каналы, напорные трубопроводы, здания ГЭС, шлюзы и т. п.), и вспомогательные, используемые только в период строительства и ремонта сооружений (перемычки, оградительные станки, водоотводящие тоннели и каналы и т. п.).
В основе организации проектно-изыскательских работ для гидротехнического строительства лежит их этапность: предпроектные работы — схема комплексного использования реки и технико-экономическое обоснование; проектные работы (стадии) — технический проект и рабочие чертежи. Для наиболее простых сооружений возможно одностадийное проектирование с составлением технорабочего проекта. Содержание этапов проектирования приведено ниже.