Инженерно геологические изыскания

Основными задачами инженерно-геологических изысканий являются изучение геологического строения толщи, в том числе распространения, сложения, состояния и свойств грунтов для оценки возможности и целесообразности их использования в качестве оснований; получение данных о физико-механических свойствах грунтов для расчетов прочности, устойчивости и деформируемости оснований; определение условий залегания; распространения, напора, степени агрессивности и режима подземных вод; Получение данных об условиях протекания постоянных или периодических водотоков, их расходах и характерных уровнях воды для определения глубины возможных размывов дна русла в местах возведения фундаментов моста; выявление характера, площади развития, интенсивности и особенностей различных физико-геологических процессов для оценки степени их влияния на производство строительных работ и эксплуатацию построенного сооружения.

Содержание и объем инженерно-геологических изысканий, включая число и глубину бурения геолого-разведочных скважин, назначает проектная организация в зависимости от степени изученности района строительства объекта, сложности геологического строения, гидрогеологических и гидрологических особенностей в местах расположения проектируемых фундаментов, физико-геологических процессов, которые могут нарушить устойчивость сооружения в период его строительства и эксплуатации, а также от характерных особенностей конструкции моста.

В результате инженерно-геологических изысканий должны быть получены данные о характере напластования грунтов в местах расположения проектируемых фундаментов (толщине пластов и особенностях их залегания по глубине и площади); о физических свойствах грунтов (удельном весе, плотности и влажности); о классификационных характеристиках грунтов (гранулометрическом составе, степени влажности, относительной плотности песков, показателе консистенции глинистых грунтов); о прочностных характеристиках грунтов (параметрах предельного сопротивления: угле внутреннего трения и сцеплении грунтов природной плотности и влажности; структурной прочности); о характеристиках деформативности грунтов (результатах компрессионных испытаний, модулях деформации).

Для скальных грунтов кроме физических свойств оценивают в местах естественного залегания степень трещиноватости и глубину выветренности, а по результатам испытаний кернов определяют временное сопротивление грунтов одноосному сжатию в водонасыщенном и воздушно-сухом состояниях.

Данные о показателях физико-механических свойств грунтов и характере их напластования следует определять для каждого слоя в пределах ожидаемой глубины заложения фундаментов, увеличенной не менее чем на размер ширины их подошвы, но не менее чем на 10 м для случаев отсутствия прослоек сильно сжимаемых грунтов в пределах обследуемой толщи. При наличии прослоек сильно сжимаемых грунтов ниже подошвы фундаментов глубину бурения геолого-разведочных скважин увеличивают минимум на двукратный габаритный размер ширины подошвы фундамента.

В районах распространения лессовых грунтов инженерно-геологическими изысканиями должны быть выявлены мощность толщи лессовых грунтов, а также вид и характеристики нижерасположенных нелессовых грунтов; величина относительной просадочности каждого характерного слоя грунта после его замачивания под действием собственного веса вышележащей толщи грунтов; тип грунтовых условий по просадочности; изменение физико-механических характеристик грунтов по глубине исследованной толщи; специфические природные формы рельефа местности (просадочные блюдца, суффозионно-просадочные воронки, эрозионные размывы и т. п.), их приуроченность к определенным геоморфологическим элементам (речным долинам, оврагам, балкам, склонам, террасам и т. п.); наличие в толще лессовых грунтов и распределение по площади и глубине карбонатных и гипсовых образований.

В районах распространения вечномерзлых грунтов при выполнении инженерно-геокриологических изысканий должны быть выявлены температура и тип криогенной текстуры грунтов; характер распределения по площади и глубине грунтов с разными температурами и типами криогенных текстур; глубины сезонного промерзания и оттаивания грунтов; данные о распределении и интенсивности развития мерзлотных процессов (пучении грунтов, наледях, термокарсте, солифлюкции, трещинообразовании в грунтах), их приуроченность к определенным геоморфологическим элементам; особенности климатических условий района строительства объекта; характеристики грунтов, определенные по результатам их полевых и лабораторных исследований и испытаний; данные для прогнозирования возможных изменений мерзлотных и гидрогеологических условий в местах расположения сооружений в период их эксплуатации.

В районах развития оползней должны быть выявлены история формирования рельефа оползневого склона и приуроченность оползней к определенным геоморфологическим элементам склона; влияние на формирование оползней особенностей рельефа, геологических структур, тектонических процессов, современных физико-геологических процессов (выветривание горных пород, наличие и изменение уровня подземных вод и пр.); типы оползней, особенности их микрорельефа; наличие на площади распространения оползней ранее построенных зданий и сооружений и их состояние.

Особое внимание должно быть обращено на склоны с напластованием грунтов, имеющих наклон в сторону возможного сползания массива после пригрузки склона весом насыпи или только сооружения.

В карстовых районах следует выявить распространение, условия возникновения, закономерности проявления и развития карста; влияние карста на существующие сооружения, а также влияние сооружений на дальнейшее развитие карста; виды грунтов с полостями и состав подземных вод.

В местах наличия прослоек сильно сжимаемых грунтов необходимо указать их расположение в плане и по глубине; определить физико-механические характеристики грунтов.

В результате проведения инженерно-геологических изысканий должны быть получены следующие сведения о подземных водах: абсолютные отметки начальных и установившихся уровней подземных вод; скорость и направление потока подземных вод; характер сезонного колебания подземных вод во времени и, в частности, отметки максимального и минимального уровней вод, а также влияние атмосферных осадков на изменение этих уровней; химический состав подземных вод, служащий для определения основных показателей агрессивности по отношению к бетону фундаментов; характер гидравлической связи подземных вод с водами открытых водоемов (рек, озер, прудов и т. п.).

Кроме сведений о подземных водах в процессе изысканий должны быть получены следующие данные о поверхностных водах: абсолютные отметки и даты максимального, минимального и рабочего уровней воды в водотоках; сведения о максимальных и минимальных расходах воды; сведения о датах начала и конца ледостава и ледохода, толщине льда, уровнях ледостава и ледохода, возможных заторах льда; сведения о характере и степени агрессивности воды.

Вопросам полноты и качества инженерно-геологических изысканий необходимо уделять серьезное внимание, поскольку результаты этих изысканий оказывают определяющее влияние на правильный выбор основания и типов фундаментов, надежность, долговечность и экономичность их, а следовательно, и сооружения в целом. Наряду с известными методами исследования грунтов следует широко применять наиболее прогрессивный и объективный метод статического зондирования. Погрешности и ошибки в результатах изысканий могут приводить к увеличению стоимости фундаментов или же к недостаточной их несущей способности по грунту и, как следствие, к осложнениям в эксплуатации сооружений, а иногда и к авариям и последующему их переустройству. Как в первом, так и во втором случаях дополнительные расходы, связанные с устранением погрешностей и ошибок в фундаментах построенных сооружений, во много раз превышают стоимость изысканий.