Инженерно геологические изыскания при проектировании фундамента

Инженерно-геологические изыскания для строительства

Инженерно-геологические изыскания заключаются в изучении и определении разных свойств грунта объекта строительства, а также их связи и зависимости между собой для проведения в дальнейшем точных проектных работ. Изучение геологии участка проводят взятием опытных проб грунта на участке строительства. В результате проведения этих работ получают данные о физико-математических показателях грунта и его уровня агрессивности к элементам здания, контактирующим непосредственно с грунтом. От точности проведения изысканий зависит правильность выбора типа фундамента и его работа в условиях данного участка строительства.

Цель проведения изысканий

Инженерно-геологические изыскания участка проводят с целью изучения свойств и состава залегающих грунтов, выявления агрессивности подземных вод к материалам будущего фундамента, определения современных экзогенных и эндогенных геологических процессов. Этот цикл работ включает:

Изучение информации об уже проведенных в прошлом изысканий данного места строительства и прилегающих к нему участков. Рассмотрение прошлых отчетов и при необходимости встреча с их авторами, обсуждение интересующих деталей.

Виды инженерно-геологических изысканий

Инженерно-метеорологические изыскания. В такие виды изысканий входит изучение состояния поверхностных вод (рек, озер, водохранилищ), скорость их течения, особенности русловых процессов, глубины их промерзания, климатологические характеристики районов и пр. Все эти виды изысканий являются основными, так как именно они будут влиять на проектные решения и на обоснование разработок проектов практически любых сооружений и зданий и построек, независимо от их конструкции, вида и назначения (Оборудование для инженерно-геологических изысканий).

Ни один проект не будет считаться правильно разработанным и не будет осуществлен без наличия соответствующих документов о проведении инженерных изысканий, которые рассматриваются как неотъемлемая и составная часть всего строительного процесса в целом.

Инженерные изыскания – это важная составляющая всей строительной отрасли, так как именно их результаты повлияют на стоимость всех строительных работ, на долговечность и надежность возведенных построек. Это положение является в настоящее время весьма актуальным, так как все чаще становится необходимым возведение разного вида сооружений внутри уже сложившихся городских застроек и на тех участках, которые не были использованы ранее из-за их ограниченной пригодности для возведения строений. Не следует забывать так же и о возрастающей тенденции к проектированию конструкций более сложных видов, для которых требуется более тщательная и надежная оценка всех свойств и состояния основания под сооружение.

Инженерные изыскания для возведения различного вида построек бывают:

• геологическими;
• геодезическими;
• гидрометеорологическими;
• экологическими.

При проведении инженерно-геологических изысканиях исследуются грунты, как среда и основание под сооружение, особенности гидрогеологического состояния, связанного с влиянием подземных вод, с физико-геологическими явлениями и процессами, такими как оползни, сели, обвалы, подтопления и карстово-суффозионные разрушительные процессы, которые могут стать вполне возможными на территории будущей постройки.

При проведении инженерно-геодезических изысканий исследуются ландшафт и рельеф местности, выявляется наличие и расположение подземных и наземных коммуникаций на территории для строительства.

При проведении гидрометеорологических изысканий происходит исследование климата территории, особенностей и свойств открытых водоемов и водотоков.

Инженерно-экологические виды изысканий стоят сегодня далеко не на последнем месте. Целью этого вида исследования является оценка безопасности:

• санитарно-химической;
• радиологической;
• биологической;
• санитарно-эпидемиологической.

Довольно часто на перспективных территориях для строительства (особенно вблизи поселков и городов) выявляются различной степени инфекционные и радиационные загрязнения, продукты химических отходов. Такие территории неприемлемы для жизнедеятельности человека. При своевременном обнаружении подобных загрязнений не поздно еще принять соответствующие меры по их нейтрализации и устранению до начала строительства, обеспечив, таким образом, безопасность для жизни и работы людей.

При застройке определенных участков внутри города следует сохранять целостность безопасность близлежащих зданий, не нарушая при этом и исторические постройки. Действующие нормативы обязывают производить новые застройки таким образом, чтобы не допустить деформации (сдвига, осадки) близ лежащих зданий из-за сдвига почвенных пластов даже на первые миллиметры. Основной опасностью сдвигов почвенных пластов может стать раскрытие котлована, так как это может ослабить грунты под близлежащими зданиями и увеличить возможность сдвига почвы. Немалую роль играет в таких случаях и нарушение подземных вод (их уровня), которыми заполняется котлован, и последующая откачка из него воды.

В задачу инженерных изысканий входит скрупулезная проверка грунтов вблизи построенных ранее зданий, анализ всех возможных негативных явлений, связанных с деформацией почвенных пластов, а так же и обоснование решений о безопасном сосуществовании новой и старой постройки. Прежде чем начать строительство здания при необходимости производится математическое моделирование всех параметров нагрузок на почву, исходя из результатов инженерно-геологических разведок. Моделирование позволит понять, в каких местах возможна деформация фундамента, определить точки возможной его осадки или прогиба, расположение точек, требующих его усилении, а так же влияние данного сооружения на близлежащие строения.

Довольно нередки сегодня и случаи использования старых построек. Пытаясь произвести максимальное переустройство и перепланировку всего здания, его расширение и сооружение надстроек, необходимо дать сначала предварительную оценку всей существующей конструкции, ее работоспособности, несущим свойствам и надежности старого фундамента, строительство которого было ранее обусловлено свойством и состоянием грунтов. Вполне очевидно и естественно, что для решения и обоснования возможности перестройки должны быть использованы методы соответствующих инженерных изысканий.

Разрешение на проведение изысканий

Для инженерно-геологических изысканий нужно получить разрешение на их проведение в «Департаменте градостроительства и архитектуры». Получение разрешения на производство такого вида работ осуществляется в установленном порядке органами архитектуры и градостроительства исполнительной власти субъектов Российской Федерации или местного самоуправления (если это право им делегировано).

Инженерно-геологические работы относятся к федеральному назначению и проводят их органы геологического госнадзора Роскартографии в соответствии с «Инструкцией о порядке осуществления государственного геологического надзора в России и строго поэтапно. При проведении изысканий на существующих путях железных дорог для получения разрешения следует обратиться в управление соответствующих служб.

Инженерные изыскания выполняются также при проектировании и строительстве новых автотранспортных путей (автодорог). В этом случае следует собрать информацию о рельефе участка проектирования, его геологическом составе, проанализировать залегающие типы грунтов на протяжении проектируемой автодороги, а также исследовать физико-химические характеристики грунтов в лабораторных условиях. Дополнительно может быть взята в учет климатология участка прокладывания дороги и свойства грунтовых и подземных вод.

При проектировании автотранспортных путей производят бурение скважин для отбора проб грунта глубиной до 5 м. с определенной частотой на всем протяжении проектной дороги.

Нормативные, регламентирующие документы

Инженерно-геологические изыскания проводят на основании нормативного документа СНиП 11-02-96. Любые поправки внесенные в проект объекта (материал конструкций фундаментов, объемы работ, длительность возведения) следует в обязательном порядке отобразить в отчете, составленном по результатам исследования участка строительства. Такой отчет является действительным и правомерным до того времени, пока данные в нем действительны и не потерпели каких-либо изменений со временем.

Срок действия результатов инженерно геологических изысканий для проектирования и для строительства

Согласно другому документу СП II-105-9 данные всех инженерно-геологических работ на участке строительства имеют свою силу на протяжении 3 лет с момента их проведения и до разработки проектных решений по возводимому объекту.

В другом нормативном документе СП 11-104-97 прописано, что результаты проведения инженерно-геологических изысканий действуют два года, а после этого периода следует проверить все данные и отобразить изменения в отчете.

Задачи инженерно-геологических изысканий

Составление технического задания по геологическим изысканиям должно проводиться заказчиком с участием исполнителя. В техническом задании должно отражаться максимум необходимой информации:

• виды и цели изысканий;
• адрес и наименование объекта застройки;
• подробные сведения о производимых ранее исследованиях (если таковые были) и обо всех сложностях, наблюдавшихся ранее на месте застройки;
• все виды строительных работ (постройка нового объекта, расширение или реконструкция старого и т.д.);
• уровень и степень ответственности объекта;
• габариты здания и его полезная площадь;
• все конструкции здания (этажность здания, количество и расположение несущих конструкций, конструкции перегородок, наличие подвала с указанием его заглубления и предназначения);
• тип фундамента с предполагаемой величиной нагрузки;
• все предполагаемые воздействия данной постройки на близлежащие объекты и природу.

К техническому заданию должна быть приложена документация, которая необходима для исследований на каждой из стадий проектирования (топографические планы (их копии), картограммы, карты ситуационных и генеральных схем), а так же и вся документация, касающаяся нормативов (копия документа с резолюцией о положительном решении местных органов самоуправления на расположение данного строительного объекта).

Строительство – это многоэтапная работа, где комплекс геологических изысканий является основным и наиболее важным этапом. Современный уровень развития строительной техники и технологий очень высок, что дает возможность возводить постройки независимо от вида грунтов. Тем не менее, поверхностные работы по изысканиям или же их отсутствие (что вовсе недопустимо) при работе над проектом и последующем строительстве может привести к весьма плачевным и необратимым последствиям: к крену конструкций, к осадке отдельных частей строения, к образованию трещин, и как следствие – к аварийной ситуации.

Порядок и этапы выполнения работ

Геологические работы на участке строительства производят согласно СП 11-105-97 в следующем порядке.

По факту получение технического задания и плана территории строительства следует этап полевых работ. Его целью является получение достаточного количества проб грунта и подземных вод, указанного в Своде Правил. Глубину и частоту шурфов (скважин) принимают в зависимости от типов и размеров нагрузок, а также от предварительно выбранного типа фундамента. Отбор проб грунта проводят при помощи шурфов или скважин. При первом способе производится раскопка грунта, а при втором — бурение скважин специализированной техникой. Точки исследования грунта размещают по периметру участка или по основным координатным осям проектируемого объекта. Глубина бурения скважин колеблется в пределах 7-20 м. Каждая точка отбора проб фиксируется по высоте и в плане (определяется высота устья и привязка к участку строительства). При каждом изменении свойств и типов грунта по глубине отбираются новые образцы, которые помещают в герметичные ёмкости для сохранения их природных свойств. Такой же процесс исследования проводят и для грунтовых вод. Все образцы имеют свою маркировку. Керны (образцы изъятого грунта), пробы грунтовых вод и сведения о проведении полевых работ направляют для дальнейшего изучения в лабораторию. Длительность полевых работ составляет один или два дня.

Следующий этап это изучение проб в лаборатории дает сведения о физико-механических свойствах всех типов отобранного грунта, о их гранулометрическом составе, а также прочностные показатели сжатию и плотность грунтов скального типа. Полный анализ образцов грунтовых и подземных вод предоставляет информацию о химическом составе воды, степень агрессивности к различным строительным материалам. Изучение образцов в лаборатории длится на протяжении 10-20 дней и является самым затяжным и догорим периодом проведения инженерно-геологических изысканий. В результате составляется детальный отчет с таблицами и диаграммами по результатам исследований.

Последним и самым важным этапом работ является камеральная обработка, которая длится порядка 10 дней. Данные, переданные из лаборатории, изучаются, анализируются и в результате составляется детальный отчет, который предоставляет все необходимые данные для строительства объекта. В состав отчета входит: полная информация о инженерно-геологических условиях места строительства объекта, особенности заложения типов грунтов на разных толщах, свойства грунтов, административное и геоморфологическое расположение участка, заключение и дополнительная информация в виде приложений (паспорта грунтов, сводные таблицы физико-механических характеристик грунта, химсостава подземных вод и коррозионной агрессивности грунтов, планы расположения пробуренных скважин, разрезы по скважинам).

Отчет по результатам

Отчет по инженерно-геологическим изысканиям является установленной формой предоставления итоговых результатов по комплексу проведенных работ. Текст Отчета зависит от объема проведенных работ и в него могут быть внесены изменения, но в Отчете должно быть наличие базисных обязательных компонентов и он должен состоять как минимум из:

• титульного листа;
• содержания;
• геологического строения;
• физико-географического условия;
• гидрогеологического условия;
• физических свойств видов грунтов;
• геологических и инженерно-геологических процессов;
• рекомендаций и выводов;
• сопутствующего иллюстрированного материала.

Компетентность организации, как и ее представителей, проводивших работы, будет подтверждена полнотой информации по каждому разделу в предоставленном Отчете, и послужит гарантом качественно проведенных геологических изысканий.

Стоимость геологических изысканий под строительство

При проектировании зданий важным фактором является несущая способность и устойчивость грунтов. Только зная характеристики основания можно правильно выбрать тип и размеры фундаментов и других несущих конструкций. Геологические изыскания под строительство позволяют получить данные необходимые для расчета глубины заложения и размеров фундамента, выбора его типа, определения конструкции подземной части здания, оценки влияния строительства на расположенные вблизи строения, выявления неблагоприятных факторов (высокий уровень грунтовых вод, пучение, оползни, плывуны и т.д.).

Стоимость геологических изысканий под строительство складывается из следующих составляющих:

• транспортные расходы;
• удорожание исследований при работе в стесненных условиях и при отсутствии подъездов;
• количество и глубина инженерно-геологических скважин;
• отбор образцов грунта и подземных вод;
• испытание грунта способом статического зондирования;
• лабораторные исследования;
• составление отчета о результатах исследования грунтов.

Транспортные расходы зависят от расстояния до стройплощадки и марки автомобиля, на котором смонтирована буровая установка. Удорожание при работе в стесненных условиях обусловлено снижением производительности труда и необходимостью монтажа переносных буровых установок.

Количество и глубина инженерно-геологических скважин зависят от размеров здания и предполагаемых нагрузок. Для дома размерами 10х10 метров требуется пробурить не менее трех скважин, для здания 20х20 метров — не менее пяти. Скважины глубиной десять метров и более бурятся по контурам фундамента будущего дома.

При статическом зондировании исследования грунтов производятся непосредственно в забое и, поскольку грунт не нарушен, удается получить наиболее достоверные результаты. Лабораторные исследования проводятся с использованием современных измерительных инструментов, позволяющих всесторонне изучить отобранные образцы.

Отчет содержит описание методики, условий выполнения работ и геолого-литографического строения, инженерно-геологическую характеристику участка, описание вскрытых пород, подробные характеристики грунтов и грунтовых вод, достаточные для проектирования здания. К пояснительной записке прилагается графическая часть, содержащая схему района работ, план расположения скважин и инженерно-геологические разрезы.

Источник