Файл: Учебнику Бондарика Г. К., Ярга Л. А. Инженерно геологические изыскания.pdf

10
2. ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ
Описание процесса производства инженерно-геологических изыска- нии приводится по учебнику Бондарика Г. К., Ярга Л. А. «Инженерно- геологические изыскания», 2011 г.
2.1. Влияние природных условий на процесс производства
инженерно-геологических изысканий
Объёмы, методы, стоимость, сроки проведения и организация инже- нерно-геологических исследований зависят от природных и экономиче- ских условий района их проведения.
Выделяют следующие компоненты природных условий:
 климатические(температурно-влажностный режим атмосферы, режим и характер осадков, режим солнечной инсоляции, ветровой режим).
 биоценотические (животный мир и растительность);
 гидрографические (озера, реки, болота);
 геологические (геоморфологические, включающие рельеф земной поверхности; геологическое строение, состав и свойства пород; гидрогеоло- гические, тектонические, проявления зкзогенных геологических процессов).
Растительность вместе с рельефом и гидрографическими условиями определяют условия проходимости местности и влияют на организацию полевых маршрутов и наблюдений, условия передвижения сотрудников полевой партии, пространственное размещение работ. С рельефом и харак- тером растительности связаны обнажённость местности и возможность ис- пользования некоторых методов (например, аэрофотосъемки), Объёмы и характер горных и буровых работ.
На методику инженерно-геологических исследований и Объёмы работ значительное влияние оказывают также инженерно-геологические условия. В табл. 2.1 приведены аспекты методики инженерно-геологических исследова- ний, зависящие от геологических условий.
Таблица 2.1
Зависимость аспектов методики инженерно-геологических исследований от инженерно-геологических условий [2]
Инженерно- геологические условия
Аспекты исследований, зависящие от данных условий
Геологическое строе- ние, состав пород, их происхождение, свой- ства грунтов.
 Набор методов полевых наблюдений.
 Комплекс показателей свойств, определяемых в поле- вых и лабораторных условиях.
 Виды горных и конструкции буровых выработок.
1 / 9

11
Окончание таблицы 2.1
 Методы инженерно-геологического опробования.
 Методы полевых испытаний и геофизические методы.
 Объем работ.
Тектонические условия и трещиноватость по- род
 Методы исследования.
 Пространственное размещение работ.
 Виды горных выработок.
 Методы определения свойств в полевых условиях,
Объёмы инженерно-геологического опробования.
 Способы бурения.
Геоморфологические условия
 Виды и глубина горных выработок.
 Конструкция буровых скважин.
 Пространственное размещение работ.
 Объёмы горно-буровых работ.
Гидрогеологические условия
 Виды, конструкция и глубина горных выработок.
 Конструкция буровых скважин и способы бурения.
Объёмы буровых работ.
 Методы полевого определения свойств грунтов.
 Методы инженерно-геологического и гидрогеологи- ческого опробования.
 Объёмы гидрогеологических работ.
Экзогенные геологиче- ские процессы
 Набор методов инженерно-геологических исследова- ний, Объёмы работ.
 Виды геофизических работ.
 Число, глубина и пространственное размещение гор- ных и буровых работ.
 Объем и методы опробования.
Поскольку практически все компоненты геологических условий су- щественно влияют на методику инженерно-геологических исследований, при их планировании необходимо проводить тщательное изучение инже- нерно-геологических условий.
Выделяют следующие экономические условия:
 характер и размещение населённых пунктов, структура народно- го хозяйства района исследований;
 население, характер его занятости и социальная структура;
 пространственная структура хозяйственного освоения террито- рии, транспортная сеть (водные и воздушные пути сообщения, дороги).
Обозначенные факторы влияют на бытовые условия полевой партии, снабжение горючими и строительными материалами, источники энергии, условия передвижения сотрудников и транспортировки материалов и обо- рудования. Экономические условия должны найти отражение в программе инженерно-геологических исследований, сметно-финансовых расчётах и календарном плане работ [2].
2 / 9

12
2.2. Организация инженерно-геологических исследований
Инженерно-геологические исследования разделяются на подготови- тельный, полевой и камеральный периоды.
Подготовительный период. Главное содержание подготовительно- го периода – подготовка к проведению полевых и камеральных работ. Пе- риод включает в себя следующие этапы:
Началом подготовительного периода следует считать получение ин- женерно-геологической организацией технического задания заказчика
(этап 1) и оформленного разрешения на проведение инженерно- геологических (инженерных) изысканий.
Техническое задание включает:
- сведения о сооружении общего характера (название и местопо- ложение объекта, общая характеристика, этап изыскания, стадия проекти- рования);
- технические характеристики сооружений (класс, этажность, типы и размеры фундаментов, глубина их заложения, наличие подземных со- оружений различного назначения);
- предполагаемое напряжение (среднее и дифференцированное) по подошве или нагрузку на единицу площади (длины) фундамента;
- особенности технологического процесса и др.
К техническому заданию прилагаются:
 график сроков выполнения изысканий;
 топографический план;
 генеральный план проектируемого комплекса сооружений;
 схема трасс коммуникаций.
Получив техническое задание, исполнитель изучает проработки про- ектировщика, выполненные в рамках предыдущей стадии. Затем следует проведение сбора и обобщения материалов, содержащих актуальную Ин- женерно-геологическую информацию (этап 2) (отчётов об инженерно- геологических исследованиях, материалов среднемасштабных государ- ственных съёмок, аэрокосмофотоматериалов и других актуальных доку- ментов). Результирующими выходными материалами 2 этапа являются:
 карта фактического материала;
 база данных;
 таблицы дешифровочных признаков;
 предварительные карты;
 тектоническая и геоморфологическая схемы;
 описание геологической изученности.
Анализ материалов (этап 3) позволяет сформулировать основные по- ложения рабочей геологической гипотезы, в том числе, и гипотезы о форми- ровании инженерно-геологических условий района предстоящих полевых
3 / 9

13 работ. На базе совместного анализа рабочей гипотезы и предварительных проработок проектировщика формулируются основные задачи, которые должны быть решены в процессе инженерно-геологических изысканий.
После этого руководителем инженерно-геологических изысканий со- ставляется программа (этап 4). В программе излагается содержание рабо- чей гипотезы:
 геологическое строение;
 состав и свойства пород;
 тектоническое строение и трещиноватость;
 геоморфологический облик местности, гидрогеологические условия, проявления экзогенных геологических процессов;
 формирование компонентов инженерно-геологических условий и их пространственная изменчивость.
На основании задач изысканий обосновываются комплекс методов и технологическая схема изысканий, Объёмы работ и сроки проведения.
Сметно-финансовая часть программы предусматривает расчёт трудовых и материальных затрат, расчёт потребности в транспорте на полевых рабо- тах, обоснование в случае необходимости строительства временных зда- ний и сооружений, спецификацию необходимых оборудования и материа- лов, сетевой или календарный график проведения всех работ (включая ка- меральные), требования по обеспечению техники безопасности.
После согласования с заказчиком программа утверждается руковод- ством инженерно-геологической организации. На основании программы составляют план организационно-технических мероприятий. В соответ- ствии с ним проводят организационно-хозяйственную подготовку партии к проведению полевых работ (этап 5):
 оснащение оборудованием;
 полевым снаряжением;
 техническими средствами;
 укомплектование партии кадрами;
 организация транспортировки снаряжения к месту полевых работ.
В полевой период реализуются работы, предусмотренные програм- мой, включая предварительную камеральную обработку материалов, осу- ществляемую в полевых условиях. В процессе предварительной камераль- ной обработки вычерчивают колонки буровых скважин, оформляют доку- ментацию выработок, составляют предварительные карты и разрезы, гра- фики полевых испытаний грунтов (зондирования, прессиометрии и др.), предварительно обрабатывают и интерпретируют данные полевых испы- таний. Камеральный период (окончательная обработка материалов и под- готовка отчетных документов) начинают с составления акта о приемке по- левых материалов, предварительно обработанных в поле. В лаборатории определяют состав пород и показатели физико-механических свойств грунтов. В камеральных условиях обрабатывают данные лабораторных ис- пытаний, проводят статистическую обработку количественных данных,
4 / 9

14 проверку однородности выборок, законов распределения, уточнение гра- ниц геологических тел, подсчет статистик, математическое моделирование полей геологических параметров и др.
По мере завершения этапов обработки фактического материала под- готавливаются графические материалы и составляются главы отчёта. По- сле рецензирования отчетные материалы рассматриваются техническим советом. Одобренный отчет направляется заказчику [2].
2.3. Отчетные инженерно-геологические материалы
Отчётные инженерно-геологические материалы являются носителя- ми инженерно-геологической информации, потребляемой в процессах планирования, проектирования, строительства и эксплуатации природно- техногенной системы.
Главными отчётными материалами являются следующие:
 отчёты об инженерно-геологических исследованиях и инженерно- геологические заключения;
 карты и разрезы;
 схемы размещения опытных работ и схемы сппинфов;
 математические модели распределения компонентов инженерно- геологических условий, модели полей геологических параметров, пред- ставляемые в графической или аналитической форме;
 графики и диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между гео- логическими параметрами, корреляционные поля и матрицы;
 графики сечения полей геологических параметров по главным направлениям изменчивости;
 графики опытных работ;
 зарисовки и фотографии.
Отчеты об инженерно-геологических исследованиях и инженер-
но-геологические заключения. Выделяют следующие виды инженерно- геологических отчётов:
 отчет об инженерно-геологических изысканиях для проектирова- ния сооружения;
 отчет об инженерно-геологической съемке;
 отчет о проведении опытных инженерно-геологических (опытно- строительных) работ;
 отчет о режимных инженерно-геологических наблюдениях.
Несмотря на то, что содержание отчёта об инженерно – геологиче- ских исследованиях не унифицировано и в значительной мере зависит от этапа хозяйственной деятельности, от рабочей гипотезы, цели работ и вида строительства, можно выделить следующие основные его части:
 Общую часть. В ней обосновывается геологическая гипотеза о формировании инженерно-геологических условий района строительства.
5 / 9

15
 Специальную часть. Она представляет собой специализированное объектам описание инженерно-геологических условий территории, грани- цы которой обусловлены инженерной задачей (площадь варианта, строи- тельная площадка, участок трассы).
 Инженерно-геологическую записку к проекту сооружения. Она содержит оценку геологических условий строительства и эксплуатации проектируемого сооружения, прогноз развития и функционирования ПТС и выводы.
 Графические приложения.
Общая часть отчёта состоит из следующих разделов:
 Введение. Содержит описание инженерной задачи и задачи инже- нерно-геологических исследований, данные о видах и объемах проведен- ных инженерно-геологических изысканий, сроках их выполнения, органи- зации работ, составе исполнителей.
 Физико-географический очерк, в нем описываются географиче- ское и административное положение района, рассматриваются природные
(в том числе геологические) и экономические условия, определяющие ме- тодику изысканий, их стоимость и сроки проведения работ; морфологиче- ский облик, гидрографическую сеть, климатические условия.
 Геологическая изученность. В разделе рассматривается развитие геологической гипотезы в хронологической последовательности.
 Стратиграфия. В разделе снизу-вверх рассматриваются геологи- ческий разрез и горные породы. С большей детализацией описываются по- роды, оказывающие влияние на оценку условий строительства или эксплу- атации проектируемых сооружений.
 Тектонические условия и история развития района. Рассматрива- ется формирование современного тектонического строения района на фоне истории геологического развития.
 Геоморфологическая структура района. Описывается формиро- вание геоморфологического облика района и его рельефа с позиции сов- местного проявления главнейших экзогенных и эндогенных геологических процессов, а также свойств горных пород.
 Гидрогеологические условия. Описывается соотношение водовме- щающих пород и относительных водоупоров, условия залегания подзем- ных вод и их гидравлическая связь, гидродинамические условия, химиче- ский состав и агрессивность.
 Экзогенные геологические процессы. В разделе приводится описа- ние проявлений процессов, свойств областей с неустойчивой структурой, условий экзогенных геологических процессов, их интенсивности, внешних и внутренних причин.
 Полезные ископаемые. Описываются месторождения полезных ископаемых, в том числе месторождения строительных материалов, кото- рые могут быть использованы при строительстве.
6 / 9

16
 Экологическое состояние территории. Рассматриваются свойства внешних оболочек и литосферы, определяющие их современное состоя- ние; оцениваются основные техногенные процессы, являющиеся причина- ми ухудшения свойств окружающей среды и др.
Специальная часть отчёта состоит из следующих разделов:
 Введение. В разделе изложены данные о типе и конструкции со- оружения, требованиях к геологической среде, предъявляемых при проек- тировании сооружения.
 Методика выполнения работ и обработки полученных материа-
лов. Рассматриваются методы и обосновывается правильность их примене- ния в конкретных условиях. Детально обсуждаются методы обработки данных, обосновываются геологические и статистические критерии одно- родности, способы проверки законов распределения, подсчета статистик, выбора статистических критериев.
Далее следует специализированное в масштабе этапа инженерно- геологических изысканий описание свойств геологической среды – компо- нентов инженерно-геологических условий.
 Геологическое строение. В разделе описывается та часть геологи- ческой среды, которая будет взаимодействовать с сооружением.
 Свойства пород и их пространственная изменчивость. Примени- тельно к выделенным геологическим телам рассматриваются показатели свойств с обоснованием статистик; закономерности пространственной из- менчивости свойств на базе анализа структуры полей геологических пара- метров или их сечений по главным направлениям изменчивости.
 Гидрогеологические условия. Рассматриваются гидрогеологиче- ская структура (отношения водовмещающих пород и относительных водо- упоров), гидродинамические характеристики (питания, движения, разгруз- ки подземных вод), химический состав и агрессивность подземных вод, их влияние на экзогенные процессы.
 Экзогенные геологические процессы. Обсуждаются виды процес- сов, их распространение, свойства областей с неустойчивой структурой, внешние и внутренние причины, интенсивность проявления, тенденции развития при осуществлении планируемой деятельности.
 Инженерно-геологическое заключение. Дается инженерно- геологическая оценка изученной области геологической среды и обсужда- ются альтернативные варианты решения инженерно-геологической задачи.
 Выводы. Основные выводы по всем разделам отчёта.
 Список материалов: литературных, архивных, фондовых. Составля- ются в алфавитном порядке в соответствии с утвержденными нормативами.
Отчёт также сопровождается графическими приложениями: инже- нерно-геологическими картами, разрезами, моделями полей геологических параметров.
Геологическая карта – это графическая модель литосферы, отобра- жающая её пространственную структуру и свойства.
7 / 9

17
Инженерно-геологические карты – это карты, на которых отобра- жены наборы компонентов инженерно-геологических условий или данные результата их инженерно-геологической оценки.
По группам масштабов они подразделяются на:
 мелкомасштабные (1:1000000 и мельче), используются при мак- роэкономическом планировании, составлении схем расселения, схем раз- вития и размещения отраслей народного хозяйства.
 среднемасштабные (1:500000 – 1:100 000), используются для со- ставления схем развития и размещения отраслей промышленности, а также для вариантных проработок (выбор варианта трассы линейного сооружения).
 крупномасштабные (1:50000 и крупнее), используются для реше- ния вопросов проектирования сооружений, вариантных проработок (срав- нение вариантов), выделения участков индивидуального и типового проек- тирования на трассах линейных сооружений, составления генеральных планов городов, разработки компоновочных решений (масштаб 1:5000 и крупнее).
Карты инженерно-геологических условий общего назначения могут составляться по единой общепринятой методике, в таком случае они назы- ваются унифицированными.
Специальные карты инженерно- геологических условий обычно не являются унифицированными. В зави- симости от числа отображаемых на карте компонентов инженерно- геологических условий различают много- и монокомпонентные (частные) карты. Н. В. Коломенский предложил составлять общие унифицированные карты инженерно-геологических условий. Они должны удовлетворять сле- дующим требованиям:
 Содержать данные, позволяющие предсказать, какие инженерно- геологические процессы будут развиваться при освоении территории. Карты всех групп масштабов должны составляться по единым принципам и разли- чаться только категориями показываемых на них таксономических единиц.
 Карты одного масштаба должны составляться по единой методике и иметь одну и ту же легенду.
 Условные обозначения геологического строения, тектоники, гид- рогеологии должны быть общегеологическими и отвечать обозначениям, принятым в соответствующих науках геологического цикла.
 Карты должны быть по возможности более простыми, с тем, чтобы ими мог пользоваться специалист по планированию или проекти- рованию.
Унифицированные инженерно-геологические карты составляются в рамках государственного инженерно-геологического картирования, прово- димого в комплексе с геологической и гидрогеологической съемками среднего масштаба.
Инженерно-геологический разрез – графическая модель верти- кального сечения литосферы, отображающая её пространственные струк- туры и свойства – компоненты инженерно-геологических условий.
8 / 9