Задачи інженерно-геологических изысканий и их виды

ЛЕКЦИЯ 4

ТЕМА: ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

План

1. Задачи инженерно-геологических изысканий и их виды.

2. Инженерно-Геологические съемки.

3. Буровые и разведочные работы.

4. Поиск строительных материалов.

5. Геофизические методы разведки.

6. Особенности инженерно-геологических изысканий для автомобильных дорог и мостовых переходов.

Литература:

1.1.Хом ?как А.Я. Инженерные выискивания в транспортном строительстве: Навч. посіб. - К.: Знание, 2007. - 346с. - (Высшее образование 21 столетие).

(с.146 - 168)

ЗАДАЧИ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ И ИХ ВИДЫ

Инженерно-Геологические изыскания (ИГИ) являются основной частью технических изысканий, во время которых выясняются геологические условия, их возможное влияние на строительство и эксплуатацию сооружения.

К геологическим условиям принадлежат:

- общие физико-географические условия (рельеф, климат, гидрография, гидрология);

- геоморфологические условия (строение и формирование рельефа);

- гидрогеологические факторы (подземные воды);

- геологические процессы, их интенсивность;

- физико-механические свойства горных пород, учитывая их влияние на прочность и стойкость инженерных сооружений;

- наличие местных дорожно-строительных материалов.

Геологические процессыделятся

- естественные или физико-геологические (выветривание, размывы склонов, просадки, сдвиги, плывуны, образование оврагов, болот и т.п.);

- инженерно-геологические, что возникают во время возведения сооружений, как результат деятельности человека.

ИГИ проводятся геологами во взаимодействии с геодезистами.

Цель ИГИ состоит в установлении геологического строения местности, свойств, условий залегания грунтов и горных пород.

Объем и характер ИГИ зависит вот

1) степени изученности естественных условий района строительства;

2) стадии разработки проекта;

3) характера использования территории для строительства;

4) сложности геологических условий.

ИГИ выполняются в три периода:

1) подготовительный – подготовка и оформление задачи, изучение архивных и литературных материалов раньше выполненных изысканий; составление программы изысканий – цель съемки, характер изученности района, описание инженерно-геологических условий, обоснование масштаба съемки, методика работ, содержание отчетных материалов; стоимость работ и календарный план выполнения;

2) полевой – рекогносцировка (обзор и обследование) территории; определение слабых грунтов, выходов грунтовых вод, инженерно-геологическая съемка, геофизическая разведка; буровые работы, обследование места, где уже ведется разработка материалов или есть оголения и выходы материалов на поверхность, устанавливают наличие месторождений, ориентировано определяют запасы и качество материала в месторождении.

Для составления рабочих чертежей проводятся дополнительное геологическое разведывание на участках изменения преждет избранного направления трассы, в местах индивидуального проектирования земляного полотна, а также в случае пересечения трассой подвижных грунтов или грунтов, что могут проседать и при необходимости - возле искусственных сооружений.

Во время полевых почвенных и геологических обследований проводят такие работы:

1) изучение грунтов и гидрогеологических условий для намеченных вариантов трассы;

2) определение общей характеристики грунтов по трассе;

3) составление грунтового профиля по трассе;

4) выполнение инженерно-геологических съемок, геофизических и буровых работ в местах перехода через большие водотоки, построения инженерных сооружений на участках с неблагоприятными геологическими условиями (сдвиги, осыпи, карсты, болота);

5) определение физико-механических свойств грунтов и их залегание, которое влияет на проектирование полотна дороги;

6) изыскание мест возможного снабжения грунтом для построения земляного полотна на участках, где местные грунты за своими свойствами не пригодные для построения стойкого полотна;

7) выяснение возможности укрепления местных грунтов с вяжущими материалами с целью их дальнейшего использования в основаниях дорожных одежд при отсутствии месторождений местных каменных материалов.

3) камеральный – составление отчета, инженерно-геологических разрезов, составление карт – геоморфологических, гидрогеологических и т.п..

При выполнении ИГИ проводят районирование территории за рядом признаков. Существует четыре категории:

1 - за характером рельефа;

2 - за геологическим строением;

3 - по гидрологическим условиям;

4 - за совокупностью инженерно-геологических условий строительства.

1. За характером рельефа в равнинной степной местности распределяют площадки:

- с нерасчлененным рельефом на водоразделах;

- с достаточно выразительным рельефом на склонах речных долин и в пределах этих долин;

- площадки на надпойменных террасах.

Нужно отметить, что геоморфологическая характеристика местности, связанная с оценкой высот форм рельефа, определением их соотношения, очертаний и размеров, является исходным критерием для многих инженерно-геологических выводов.

Особенно важным является геоморфологический анализ речных долин, выявление террас и их элементов, поперечных и продольного профиля долин и вода разделов, характера склонов и т.п..

2. За геологическим строением площадки местности разделяют на четыре категории, учитывая характер пород, которые залегают на глубину заложения фундамента сооружения (2 - 3м):

1 - площадки, где залегают прочные, практически несгибаемые породы;

2 - площадки с рыхлыми, средне и мелкозернистыми породами (песок, песчаные грунты), которые могут дать оседание под действием динамической нагрузки;

3 - площадки с равномерными распределенными пластическими сгибаемыми породами (глины, суглинки, иловые отложения);

4 - площадки с породами разными за составом, неравномерно распределенными.

3. По гидрологическим условиям выделяют:

1) сухие площадки - глубина залегания грунтовых вод превышает глубину заложения фундамента;

2) излишне влажные площадки - глубина залегания грунтовых вод менее, чем глубина заложения фундамента;

3) частично заболоченные площадки с пестрыми гидрогеологическими условиями, разной глубиной залегания грунтовых вод, периодической верховодкой.

На каждой категории площадок требуется закладка геологоразведочных выработок.

Количество, глубина, тип и способ прохождения выработок, количество образцов пород и способ их отбора, объем и содержание полевых и лабораторных исследований зависят вот категории площадки по геологическому строению.

Гидрогеологические условия заведомо определяют характер стационарных наблюдений за уровнем грунтовых вод в наблюдательной буровой скважине, определение водопроницаемых пород, скорости и направления грунтовых потоков.

4.По совокупности инженерно-геологических условий строительные площадки разделяют на:

1) простые - благоприятные условия;

2) сложные - требуется проведение ряда мэр по борьбе с неблагоприятными условиями.

ИГИ на сложных площадках ведутся по особой программе.

Такое районирование территории облегчает поиск и выбор участка с наиболее благоприятными геологическими условиями.

Характеристика геологического строения и гидрогеологических условий приводится на глубину более 15-20% глубины активной зоны под фундаментом сооружений.

Выполняются такие работы: разведочные, буровые, шурфование.

Буровые скважины размещают в вершинах квадратов (сетка - 70*70, 100*100, 250*250м) или за створами перпендикулярными к направлению течения реки или трассы. Глубина буровой скважины и расстояние между ими зависят вот геологического строения и стадии изысканий.

ИГИ могут быть:

1) предварительными;

2) детальными.

1) Буровые скважины делают глубиной до 10м, для пластов большой мощности до10-15% буровых скважин углубляют до 30г. На этой стадии изысканий на 1км створа размещают вот 5 до 15 буровых скважин, расстояние между створами 150-400г. Некоторые буровые скважины обустраивают фильтрами для наблюдений за колебанием уровней грунтовых вод и их химическим составом.

Физико-Химические качества грунтов изучают в лабораторных условиях за образцами из буровых скважин, шурфов. Вместе с тем с разведочными работами выполняют инженерно-геологические съемки района строительства. На топографический план наносят горные выработки, оголение пород, колодцы и выходы источников.

2) Детальные ИГИ проводятся для составления рабочих проектов инженерных сооружений. Буровые скважины располагают по осям фундаментов или контуров сооружений на расстоянии вот 20 до 50м друг вот вторая. Глубина их вот 10 до 30г. Во время бурения устанавливают количество водоносных горизонтов, условия залегания и режим.

В пределах участка расположения наиболее ответственных сооружений проводят испытание грунта статической нагрузкой.

В районах вечной мерзлоты определяют глубину деятельного пласта.

Во время проведения геологоразведочных работ выполняется геологическое картографирование территории - составление геологических карт, геологических разрезов, стратиграфической колонки и т.п. На картах условными знаками показывают площади распространения пород, их возраст, условия, тектонические разломы.

Основа геологических карт - карты топографические соответствующего масштаба.

По назначению геологические карты делятся на такие группы:

1) обзорные - геологическое строение большой территории М 1:1000000 - 1:500000;

2) региональные - отдельные территории (государства, край, область) М 1:200000 - 1:500000;

3) детальные - отдельные районы М 1:50000 - 1:100000:

4) специальные - специальные сооружения М 1:2000 - 1:50000.

Для составления карт используют геологические съемки, геохимические и геофизические исследования, результаты изучения образцов горных пород, руд, флоры и фауны и инженерно-геологических наблюдений, буровые, скважины, проходные выработки.

ИГИ выполняются по-разному в зависимости вот вида строительства.

При проектировании дорог выполняют инженерно-геологическую съемку по разным вариантам трассы, разведочные работы (буровые скважины и шурфы), определяется запас материала и составляется инженерно-геологическая карта.

ИГИ не только предусматривают проектирование сооружений, но в некоторых случаях сопровождают строительные работы, также выполняются после возведения сооружения.

Для строительства сданный и сооружений всегда стремятся использовать местные строительные материалы. Поэтому ИГИ выполняют поиск, разведку этих материалов, устанавливают их запасы, условия эксплуатации; наличие подземных вод и т.п.

Руководство геологическими изысканиями выполняют:

- главное управление геологии;

- территориальные геологические управления;

- тресты;

- геологические отделы;

- геологические экспедиции (партии).