Инженерно-геологиче­ская съемка как комплексное изучение района строительства

Тема 3.

1. Общие сведения об инженерно-геологической съёмке.

Инженерно-геологическая съёмка представляет собой комплексное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естественно – исторических условий района строительства. Эта работа даёт возможность оценить территорию со строительной точки зрения.

Основой для проведения съёмки служит геологическая карта данной территории, а при её отсутствии проводится в комплексе с геологической съёмкой.

Основной метод съёмки – маршрутное обследование местности, в ходе которого ведут различные наблюдения.

Геоморфологические наблюдения позволяют уточнить характер рельефа, его возраст, происхождение, установить связь рельефа с подземными водами, тектоникой и геологическими процессами.

Геологические наблюдения заключаются в определении условий залегания пород, их мощности, возраста, происхождения, степени выветрелости и т.д. Для этой цели изучают естественные обнажения, представляющие собой выходы на поверхность слоёв горных пород на склонах гор, оврагов, речных долин. Для каждого слоя записывают наименование породы, окраску, состав, примеси, измеряют видимую мощность и элементы залегания на карте указывают местонахождения обнажений. Наиболее характерные для данного района обнажения, зарисовывают и фотографируют.

Районы, где наблюдается большое количество обнажений, называют открытыми, при отсутствии их – закрытыми. В закрытых районах геологическое строение изучают с помощью разведочных выработок (буровых скважин, шурфов и т.д.). Выработки документируются. Одновременно из них отбирают пробы образцов пород для лабораторных исследований.

При инженерно-геологической съёмке изучают гидрогеологические условия для выяснения обводнённости пород, глубины залегания подземных вод, их режима и химического состава; выявляют геологические явления и процессы (обвалы, осыпи, оползни, карст и др.), которые могут негативно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами, а также в специальных полевых лабораториях.

В процессе инженерно-геологической съёмки производят поиски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют инженерно-геологическую карту района строительства. Это даёт возможность выделить участки, наиболее пригодные под строительство крупных объектов (промышленные предприятия, жилые микрорайоны).

Для ускорения сроков съёмочных работ и повышения их качества используют аэрометоды, которые наиболее эффективны в районах, труднодоступных для наземного изучения (заболоченные низменности, пустыни и т.д.)

2. Буровые и горнопроходческие разведочные работы.

С помощью буровых скважин и горных выработок выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные наблюдения.

К главнейшим разведочным выработкам (рис.1) относят:

- расчистки;

- канавы;

- штольни;

- шурфы;

- буровые скважины.

Рис.1 Типы разведочных выработок:

1 – штольня; 2 – расчистка; 3 – скважины; 4 – шурфы

Расчистки – выработки, применяемые для снятия слоя рыхлого слоя с наклонных поверхностей естественных обнажений горных пород.

Канавы (траншеи) – узкие (до 0,8м) и неглубокие (до 2м) выработки, выполняемые вручную или с помощью техники с целью обнажения коренных пород, лежащих под наносами.

Штольни – подземные горизонтальные выработки, закладываемые на склонах

рельефа и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива. Стены штольни

крепятся, если их проходят в нескальных породах.

Шурфы – колодцеобразные вертикальные выработки прямоугольного или квадратного сечения.

Буровые скважины представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра. В буровых скважинах различают устье, стенки и забой (рис.2).

Рис. 2 Буровая скважина

1 – устье; 2 – стенки; 3 – забой

Бурение является одним из главнейших видов разведочных работ, применяется в основном для исследования горизонтальных и пологопадающих пластов. С помощью бурения выясняют состав, свойства, состояние грунтов, условия их залегания.

Диаметр скважин, используемых инженерно-геологических исследований, обычно находится в пределах 100 – 150 мм. Глубина скважин определяется задачами строительства и может составлять десятки метров.

По мере проходки буровой скважины оформляется её геологическая документация в виде геолого-литологической колонки, на которой видно, как залегают слои, их мощность, литологический тип, глубина залегания уровня грунтовых вод, места отбора образцов пород, возраст пород в индексах (рис.3). Буровые колонки составляют в масштабе 1:100 – 1:500. После завершения бурения скважина засыпается.

Рис.3 Геолого-литологическая колонка буровой скважины

3. Геологические карты и разрезы.

После окончания работ по инженерно-геологической съёмке и проходке буровых скважин и горнопроходческих выработок создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологической документацией при решении вопросов строительства.

Карты составляются в основном для больших площадей, где намечается крупное строительство. Разрезы создаются во всех без исключения случаях строительства.

Геологические карты представляют собой проекцию геологических структур на горизонтальную плоскость.

По этим картам можно судить о площади распространения пород, условиях их залегания, дислокациях и т.д. При построении геологических карт, как базовую информацию, используют топографические карты.

Инженерно-геологические карты бывают трёх видов:

1) инженерно-геологических условий;

2) инженерно-геологического районирования;

3) специального назначения.

Карта инженерно-геологических условий содержит информацию для всех видов наземного строительства. Её используют для общей оценки природных условий местности, где будет осуществляться строительство.

Карта инженерно-геологического районирования отражает разделение разделение территории на части (регионы, области, районы и т.д.).

Карты специального назначения составляют к конкретным видам строительства или сооружения.

Геологические разрезы представляют собой проекцию геологических структур на вертикальную плоскость и являются важным дополнением геологических карт. Они позволяют выявить геологическое строение местности на глубине.

Данные нескольких колонок объединяют в инженерно-геологические разрезы (рис.4, 5).

На геологическом разрезе показывают возраст, состав, мощность, условия залегания пород, гидрогеологические условия. Разрезы строятся по геологической карте или по данным разведочных выработок. Вертикальный масштаб разрезов принимается в 10 раз крупнее горизонтального.

Рассмотрим пример построения разреза по разведочным скважинам. Линия разреза может быть прямой и ломаной.

По выбранной линии разреза строится топографический профиль поверхности земли. На профиль переносят точки мест заложения скважин.

Разрезы имеют важное значение при общей геологической оценке районов строительства и отдельных их участков, выборе слоёв в качестве несущих оснований, изучении водоносных горизонтов и т.д.

Рис.4 Начальная стадия построения разреза

Рис.5 Конечная стадия построения разреза

Вопросы для контроля:

1. Что представляет собой инженерно-геологическая съёмкаи что служит основой для её проведения?

2. Что изучают при инженерно-геологической съёмке?

3. Дайте характеристики основным разведочным выработкам.

4. Что представляет собой геологическая карта и для чего её составляют?

5. Что представляет собой геологический разрез и для чего его составляют?