Інженерна геологія

2. регіональні, територіальні та локальні особливості території (складність умов);

3. ступінь вивченості території;

4 .стадія проектування.

До сладу інженерних вишукувань входять наступні види робіт.

1. Інженерно-геодезичні вишукування. Вони повинні забезпечувати отримання топографо-геодезичних матеріалів і даних про ситуацію та рельєф місцевості, розташування й характеристики існуючих будівель і споруд та інших елементів планування, необхідних для комплексного оцінювання природних і техногенних умов території будівництва й обґрунтування можливості проектування, створення та ведення державних кадастрів, забезпечення управління територією і ризиками надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру тощо.

2. Інженерно-геологічні вишукування. Вони виконуються з метою вивчення та оцінки інженерно-геологічних умов території (або ділянки) будівництва для:

1. визначення характеристик інженерно-геологічних умов території та отримання вихідних даних для проектів будівництва;

2. прогнозування змін інженерно-геологічних умов під дією природних і техногенних факторів, визначення допустимих впливів на елементи геологічного середовища та способів досягнення потрібного стану цього середовища;

3. оцінювання ризику життєдіяльності людини на конкретних територіях;

4. розроблення проектів захисту територій та окремих об'єктів від несприятливих і небезпечних процесів.

За складом інженерно-геологічні вишукування є комплексними і включають види робіт, які направлені на вивчення геологічної будови, стану та властивостей ґрунтів, гідрогеологічних умов, інженерно-геологічних процесів і явищ, а також на розроблення основних прогнозів.

У ході інженерно-геологічних вишукувань використовують маршрутні спостереження, геофізичні роботи, бурові та гірничопрохідницькі роботи, геотехнічні вишукування, лабораторні роботи, польові дослідні роботи, гідрогеологічні вишукування, дослідно-фільтраційні роботи, гідрохімічне випробування та хімічний аналіз підземних вод, стаціонарні спостереження та камеральне опрацювання матеріалів.

3. Геотехнічні та інженерно-гідрогеологічні вишукування.

До геотехнічних вишукувань відносять роботи, які виконують у комплексі інженерно-геологічних вишукувань або окремо з метою вивченням складу, стану та властивостей ґрунтів як основ, середовища для влаштування підземних споруд, а також для оцінки стійкості природних або штучних масивів, що формуються, схилів і укосів. Геотехнічні вишукування включають в себе:

1. визначення складу, стану і властивостей ґрунтів;

2. прогноз змін стану і властивостей ґрунтів під впливом різних факторів (зволоження, обводнення та осушення, термічні впливи, статичні і динамічні навантаження);

3. прогнозну оцінку стійкості схилів і укосів;

4. моделювання та розроблення рекомендацій з підвищення стійкості природних і створення штучних геотехнічних масивів ґрунтів;

5. розроблення рекомендацій із влаштування основ, фундаментів і захисних споруд;

6. розроблення рекомендацій із використання природних і штучних ґрунтових матеріалів у будівництві.

Інженерно-гідрогеологічні вишукування виконують у комплексі інженерно-геологічних вишукувань або окремо з метою одержання відомостей про інженерно-гідрогеологічні умови території і даних для проектів будівництва або проектів захисту будівель, споруд і територій від небезпечних процесів.

Види й обсяги інженерно-гідрогеологічних робіт визначаються цільовим призначенням вишукувань і ступенем гідрогеологічної вивченості території.

До складу інженерно-гідрогеологічних вишукувань входять:

1) дослідно-фільтраційні роботи (відкачки, наливи, нагнітання) виконують з метою одержання гідрогеологічних параметрів для розрахунків дренажів, водознижувальних систем, протифільтраційних завіс, водопритоку в котловани й колектори, тунелі, витоків із водосховищ, накопичувачів, а також для розроблення прогнозів;

2) гідрохімічне опробування та хімічний аналіз підземних вод виконують для оцінки агресивних властивостей води до бетонів і металів, а також для оцінки видів і ступеня забруднення підземних вод; число відібраних проб і аналізів повинне бути не меншим трьох;

3) стаціонарні спостереження проводять з метою отримання інформації про розвиток інженерно-геологічних та гідрогеологічних процесів, їх циклічність, вплив на стан і експлуатаційну придатність будівель і споруд.

4. Інженерно-гідрометеорологічні вишукування здійснюють з метою комплексного вивчення природних умов навколишньої території та локальних умов об'єкта, що проектується, визначення розрахункових кліматичних і гідрологічних характеристик у обсягах, необхідних для вибору майданчика будівництва та прийняття проектних рішень. При визначенні складу цих видів вишукувань необхідно враховувати регіональний характер поширення небезпечних явищ і процесів.

До складу інженерно-гідрометеорологічних вишукувань входять:

1) інженерно-метеорологічні вишукування, які виконують для визначення метеорологічного режиму та кліматичних характеристик території, мікрокліматичних особливостей майданчика об'єкта будівництва, наявності та ступеня впливу небезпечних метеорологічних явищ і процесів;

2) інженерно-гідрологічні вишукування, які виконують для визначення гідрологічного режиму території суходолу, прилеглого до майданчика будівництва, режиму водних об'єктів, у зоні впливу яких перебуває майданчик, визначення розрахункових гідрологічних характеристик, ступеня впливу небезпечних гідрологічних явищ і процесів;

5. Вишукування для раціонального використання та охорони навколишнього середовища виконують у складі комплексних інженерних вишукувань для будівництва (або окремо) з метою:

1. оцінки сучасного стану основних компонентів навколишнього середовища (літосфери, гідросфери, атмосфери, біосфери) для подальшого врахування в проекті;

2. розроблення матеріалів оцінки впливів об'єктів і господарської діяльності на навколишнє середовище (ОВНС) у складі проектної документації для нового будівництва, реконструкції, технічного переоснащення або ліквідації об'єктів відповідно до ДБН А. 2.2-1-2008 "Інженерні вишукування для будівництва";

3. прогнозування можливих змін при збереженні існуючих тенденцій і при планованих впливах;

4. виявлення геопатогенних зон;

5. розроблення рекомендацій з регулювання впливів, інженерної підготовки освоюваної (освоєної) території та особливостей конструкцій будинків і споруд, а також рекомендацій зі створення сприятливих екологічних умов;

6. розроблення заходів щодо охорони навколишнього середовища.

6. Спеціалізовані вишукування (умовно вишукувальні роботи) виконують з метою забезпечення органів управління, юридичних і фізичних осіб продукцією, що може бути отримана за допомогою технічного та інтелектуального потенціалу вишукувальних організацій.

До спеціалізованих вишукувань відносять:

1. моніторинг навколишнього середовища в межах населених пунктів (об'єктів);

2. контроль стану об'єкта (інжиніринг);

3. інвентаризацію земель і кадастрові роботи;

4. геодезичне забезпечення в процесі будівництва;

5. пошук і розвідку підземних вод;

6. проектування та буріння розвідувально-експлуатаційних свердловин для питного й технічного водопостачання;

7. розвідування ґрунтових будівельних матеріалів;

8. обстеження ділянок для розроблення проектів локальної реконструкції ландшафтів;

9. бурові та гірничопрохідницькі роботи в процесі будівництва й реконструкції;

10. дослідження забруднення ґрунтів і підземних вод;

11. роботи із санації територій, забруднених нафтопродуктами та іншими хімічними речовинами;

12. створення штучних геотехнічних масивів (основ);

13. випробування натурних паль.

4.5 Інженерно-геологічне випробування

Це процес виявлення складу, стану та інженерно-геологічних особливостей порід, що залягають в основах споруд. Таке випробування здійснюється шляхом відбору проб порід у геологічних виробках, свердловинах, відслоненнях для подальшого визначення їх властивостей. Інженерно-геологічне випробування проводиться на всіх стадіях інженерно-геологічних досліджень. Детальність випробування підвищується в міру переходу до більш пізніх стадій дослідження. Необхідно розрізняти терміни "зразок", "проба", "моноліт".

Зразком слід називати будь-який об`єм породи, відібраний з метою подальшого геологічного вивчення чи візуального опису.

Інженерно-геологічна проба - це строго визначений об`єм породи, який використовується для випробування в лабораторних і польових умовах, з метою визначення якого-небудь показника складу, стану або фізико-механічних властивостей.

Монолітом називається зразок породи, відібраний зі збереженням її природної вологості і структури. Із моноліта можна також брати проби і з їх порушенням.

Інтервалом випробування слід називати відстань між пробами по вертикалі, а кроком випробування - відстань між пробами по горизонталі.

Весь процес інженерно-геологічних випробувань складається із наступних операцій:

вибір методу інженерно-геологічної оцінки масиву гірських порід;

визначення системи випробування;

відбір проб чи виконання спостережень;

обробка проб;

аналіз проб лабораторними і польовими методами, включаючи вибір системи показників і методів їх визначення;

обробка експериментальних даних;

вибір і обчислення розрахункових значень показників фізико-механічних властивостей порід.

Запитання для самоконтролю.

1. На які категорії за складністю поділяються інженерні споруди?

2. Якими є категорії складності інженерно-геологічних умов ділянок будівництва?

3. Назвіть стадії проектування інженерних споруд. Які завдання розв`язуються на кожній з них?

4. Які вишукування входять до складу інженерних?

5. Які завдання розв'язуються під час інженерно-геологічних вишукувань?

6. Які види робіт входять до складу інженерно-гідрогеологічних вишукувань?

7. Для чого виконуються інженерно-метеорологічні та інженерно-гідрологічні вишукування?

8. Поясніть суть вишукувань для раціонального використання та охорони навколишнього середовища.

9. Що таке спеціалізовані вишукування?

10. Поясніть значення термінів "зразок", "проба", "моноліт", "інтервал випробування", "крок випробування".

Розділ 5. Методи інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід

У практиці інженерно-геологічних досліджень застосовуються наступні методи інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід: 1) непрямий; 2) інженерно-геологічних аналогій; 3) типізації; 4) природно-статистичний; 5) механіко-математичні.

Непрямий метод. До факторів, які непрямо (опосередковано) характеризують інженерно-геологічні умови, належать:

1) умови осадконакопичення, діагенез; 2) тектонічні умови; 3) геоморфологічні умови; 4) літолого-петрографічний склад порід; 5) гідрогеологічні умови; 6) геоботанічні ознаки; 7) характер фізико-геологічних процесів.

Умови осадконакопичення і діагенез впливають на механічний, хімічний і мінеральний склад порід. Цього вже досить для орієнтовного прогнозу інженерно-геологічних властивостей порід і їх поведінки в сфері впливу споруди. (Наприклад, якщо в результаті вивчення тектонічних умов встановлено, що масив порід залягає в ядрі антикліналі, то скоріше за все вони матимуть значну тріщинуватість).

Всі перераховані ознаки не дозволяють дати точної цифрової оцінки інженерно-геологічних умов, але характеризують їх непрямо, побічно. Тому метод застосовується тільки на ранніх стадіях досліджень.

Метод інженерно-геологічних аналогій. Він полягає у виявленні інженерно-геологічних умов будівництва і експлуатації даної споруди та у знаходженні аналогічних умов зведення споруд у минулому. Метод вперше запропонований Ф.П. Саваренським при вивченні зсувних схилів, коли треба вивчати сусідні ділянки, щоб виявити зсуви, які відбулися в аналогічних умовах. За такими зсувами можна з більшим чи меншим ступенем вірогідності встановити положення майбутньої поверхні ковзання, об`єм зсувних тіл, а часто і причини зсуву.

Метод типізації полягає в тому, що для порід, які вивчаються, визначаються класифікаційні і непрямі показники (склад, пластичність, вологість, пористість, консистенція). За їх допомогою у розрізі виділяють інженерно-геологічні тіла, наділені приблизно однаковими інженерно-геологічними властивостями, тобто виділяють інженерно-геологічні види порід. На підставі достатньої кількості цих показників виконують розрахунки за будівельними нормами, визначають поведінку порід в різних умовах. Порівнюючи оцінки окремих інженерно-геологічних видів порід, обирають найкращі з них як майбутні основи споруд.

Природно-статистичний метод. Ідея методу полягає в тому, що в природних умовах геологічні процеси прагнуть прийти в стан рівноваги з умовами довкілля. Ця рівновага триває до того моменту, поки які-небудь штучні чи природні причини не змінять умови довкілля. Метод дозволяє отримувати цифрові дані, що характеризують стійкість порід у даних кліматичних, геологічних, гідрогеологічних та ін. умовах.

Для отримання таких даних під час інженерно-геологічної зйомки виконують масові виміри параметрів, які цікавлять дослідників (наприклад, кута нахилу стійких укосів), і піддають їх статистичній обробці. Метод може застосовуватися на всіх стадіях і етапах інженерно-геологічних досліджень.

Статистичний метод. Він є аналогом природно-статистичного і зводиться до наступних операцій:

породи поділяються на інженерно-геологічні елементи (ІГЕ) за геологічними, літолого-петрографічними ознаками і за найпростішими показниками інженерно-геологічних властивостей порід;

для виділених ІГЕ визначаються показники властивостей порід у кількості, яка забезпечує вірогідність кінцевих даних;

обчислюються узагальнені значення показників властивостей порід, визначених лабораторними і польовими методами;

вибираються розрахункові значення показників властивостей порід із введенням різного роду поправок у значення узагальнених показників.

Цей метод інженерно-геологічної оцінки порід є найточнішим і досконалим. Через необхідність виконання значної кількості гірничо-бурових, лабораторних робіт і польових визначень, а також врахування типу і конструкції споруди, цей метод використовується тільки на останній стадії інженерно-геологічних досліджень (по суті, в процесі детальної інженерно-геологічної розвідки).

Механіко-математичні методи ґрунтуються на застосуванні різноманітних принципів механіки, зокрема механіки грунтів, і математичних способів для обчислення тих чи інших кількісних параметрів. Сюди належать різні методи обчислення величини й швидкості осідання споруд, ширини смуги переробки берегів водосховищ, коефіцієнтів запасу стійкості укосів. Застосування всіх цих методів можливе тільки при детальному розчленуванні геологічного розрізу і наявності надійних розрахункових значень показників фізико-механічних властивостей гірських порід.

Запитання для самоконтролю.

1. Поясніть суть кожного з методів інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід.

Список літератури

1. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. М:"Недра", 1986, 329 с.

2. Золотарёв Г.С. Инженерная геодинамика. М: из-во МГУ, 1983, 326 с.

3. Золотарёв Г.С. Методика инженерно-геологичесских исследоываний. №5. Из-во МГУ, 1990, 384 с.

4. Золотарёв Г.С. Учебноне пособие по инженерной геологии. М: Из-во МГУ, 1982, 344 с.

5. Коломенский Н.В. Инженерная геология. К:"Вища школа", 1964, 476 с.

6. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. М:"Недра", т.2, 1977, 478с.; т.3, 1978, 496с.

7. Сергеев Е.М. Инженерная геология. М:Из-во МГУ, 1982, 384 с.

Размещено на Allbest.ru