Изыскания грунтовых строительных материалов

Вопрос.

Перечень видов инженерных изысканий :

I. Основные виды инженерных изысканий

1. Инженерно-геодезические изыскания
2. Инженерно-геологические изыскания
3. Инженерно-гидрометеорологические изыскания
4. Инженерно-экологические изыскания

1. Инженерно-геотехнические изыскания

II. Специальные виды инженерных изысканий

1. Разведка грунтовых строительных материалов
2. Поиск и разведка подземных вод для целей водоснабжения
3. Геотехнические исследования
4. Обследования состояния грунтов оснований зданий и сооружений, их строительных конструкций
5. Локальный мониторинг компонентов окружающей среды
6. Локальные обследования загрязнения грунтов и грунтовых вод

(курсором – не рассматриваем)

Инженерно-геодезические изыскания - должны обеспечивать получение данных о ситуации и рельефе местности, существующих зданиях и сооружениях (наземных, подземных и надземных), необходимых для обоснования проектирования объектов.

В состав инженерно-геодезических изысканий для строительства входят:
-сбор и обработка материалов инженерных изысканий прошлых лет,

-камеральное трассирование и предварительный выбор вариантов

-полевое трассирование;

-съемки существующих железных и автомобильных дорог, пересечений линий электропередачи (ЛЭП), линий связи (ЛС), объектов радиосвязи и магистральных трубопроводов;
-камеральная обработка материалов;

-составление технического отчета.
Топографическая съемка при инженерных изысканиях выполняется в масштабах 1:200; 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5 000 и 1:10 000.

Ситуация и рельеф местности, подземные и надземные сооружения должны изображаться условными знаками, утвержденными или согласованными Федеральной службой геодезии и картографии России.

По результатам выполненных инженерно-геодезических должен составляться технический отчет, содержащий:

- инженерно-топографический план трассы и ее вариантов, совмещенный с существующими инженерными сетями

-план съемки участков индивидуального проектирования;
- продольный профиль трассы с вариантами;
- абрисы привязок характерных точек трассы к элементам ситуации;
- ведомости углов поворота, прямых и кривых (прямых и углов), пересекаемых угодий и лесов, водотоков, автомобильных и железных дорог, надземных и подземных сооружений, в том числе сносимых

- абрисы закрепленных пунктов (точек) и каталог их координат и высот;
- акт сдачи долговременно закрепленных точек на местности на наблюдение за сохранностью

Текстовая часть с указанием - основания для производства работ, данных о землевладельцах, системы координат и высот, видов и объемов выполненных работ, сроков их проведения, характеристики рельефа,

Вопрос.

Инженерно-геологические изыскания - должны обеспечивать комплексное изучение района проектируемого строительства, включая рельеф, наличие подземных вод и их агрессивность к строительным материалам и изделиям, состав, состояние и свойства грунтов

состав :

-сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;

-маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование);

-проходка горных выработок;

-геофизические исследования;

-полевые исследования грунтов;

-гидрогеологические исследования;

-лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

-камеральная обработка материалов;

-составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

-составление технического отчета.

В районах распространения просадочных, засоленных, техногенных грунтов и карста в тех отчете дополнительно отражаются сведения об их распространении, залегании слоев, их свойствах и т.п.

Грунтовые исследования должны дать полное представление о свойствах грунтов, как основания и материала для возведения зем полотна.

В обычных условиях необходимо обследовать грунты на глубину до 3м с учетом положения проектной линии. Расстояние между выработками составляет 300-350м.

При возведении мостов выработки закладывают в местах расположения опор, при строительстве водопропускных труб – в точке пересечения а/дороги с осью трубы.

Основным методом изучения грунтовых условий является механическое бурение со взятием образцов грунта. С этой целью применяют

-ручные мотобуры со шнеками

-буровые установки на базе автомобилей повышенной проходимости

Если невозможно или экономически нецелесообразно доставлять механические буровые станки закладывают шурфы. По сравнению со скважинами шурфы более трудоемки, но позволяют более детально определить строение и структуру грунтов на глубину до 2м.

Результаты измерений расположения слоев в шурфах и скважинах используют для нанесения данных о грунтах на продольный профиль.

Взятые образцы грунта отправляют на испытания в лабораторию, где определяют: гранулометрический состав, влажность, плотность, границы текучести и раскатывания для глинистых грунтов, коэффициент фильтрации для песков, а также выполняют анализ химического состава подземных вод с определением ее коррозионной активности

Инженерно-гидрометеорологические изыскания. - должны обеспечивать комплексное изучение гидрометеорологических условий территории строительства и прогноз возможных изменений этих условий

Изучению подлежат:
-гидрологический режим рек, озер, водохранилищ, болот;
-климатические условия и отдельные метеорологические характеристики;

По результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий составляется технический отчет, который должен содержать:

-сведения о местоположении района работ,

-характеристику климатических условий (температура и влажность воздуха, скорость и направления ветра, осадки, испарения и атмосферные явления, глубина промерзания грунта и высота снежного покрова);

-характеристику гидрологического режима рек, озер, болот;

-характеристику опасных гидрометеорологических процессов и явлений (цунами, селевых потоков, снежных лавин).

-прогноз возможного воздействия объектов строительства на окружающую природную среду, включающий, прогноз загрязнения атмосферного воздуха, последствий забора воды и выпусков сточных вод.

Инженерно-экологические изыскания - это комплексное исследование компонентов окружающей природной среды (почв, атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, геофизических полей

Состав работ в рамках инженерно-экологических изысканий:

-измерение радиационного фона

-отбор проб подземных и поверхностных вод с определением содержания токсичных элементов

-отбор проб почв и определение кислотности почв, микробиологического состава

-Отбор проб атмосферного воздуха и его анализ

-Исследование и оценка уровня шума, вибрации, электромагнитных полей;

-Камеральная обработка материалов и составление отчетной технической документации с графическими и текстовыми приложениями.

Основная цель – анализ состояния природной среды в текущий момент времени и прогноз последствий строительства с точки зрения экологии

Вопрос

Геофизические методы инженерно-геологических обследований

При инженерно-геологических изысканиях выполняются также геофизические исследования, в частности электроразведка на постоянном токе, малоглубинная сейсморазведка и т.д.

Мы рассмотрим один метод геофизических исследований – ГЕОРАДИОЛОКАЦИЯ

Метод базируется на изучении поля высокочастотных электромагнитных волн, при этом используются частоты от десятков МГц, до нескольких ГГц.

Работа радиолокационного прибора подповерхностного зондирования (в общепринятой терминологии - георадара) основана на использовании принципов радиолокации. Передающей антенной прибора излучаются сверхкороткие электромагнитные импульсы (единицы и доли наносекунды). Излучаемый в исследуемую среду импульс отражается от находящихся в ней предметов или неоднородностей среды, имеющих отличную от среды диэлектрическую проницаемость или проводимость, принимается приемной антенной, усиливается, преобразуется в цифровой вид при помощи аналого-цифрового преобразователя и запоминается для последующей обработки. При обработке полученных данных удаляются помехи, выделяются полезные сигналы, идентифицируются выявленные слои и аномалии, определяется истинная глубина. В результате получается расшифрованное графическое изображение – радарограмма. Для уточнения значения диэлектрической проницаемости слоев выполняется контрольное бурение скважин, позволяющее повысить точность получаемых результатов.

Глубина зондирования колеблется от 0,2 м до 15 м при частоте сигнала от 2,5 ГГц до 150 МГц соответственно. Разрешающая способность обратно пропорциональна частоте сигнала и составляет 0,01 м – 0,35 м.

Георадарные технологии позволяют обследовать изучаемую территорию не «точечно», а непрерывно, не нарушая целостности поверхности земли или дорожного покрытия. При этом возможно:

-определить положение уровня грунтовых вод;

-установить места размещения и размеры инженерных коммуникаций;

-разведать и оценить запасы полезной толщи в карьерах;

-определить толщину слоев построенной дорожной конструкции;

-оценить устойчивость грунта земляного полотна на участках слабых и переувлажненных грунтов;

-выполнить мониторинговые наблюдения за распределением глубины промерзания грунтов и изменением уровня грунтовых вод в процессе эксплуатации автомобильной дороги;

-оценить однородность грунта земляного полотна;

-выполнить мониторинговые наблюдения за поведением дорожных конструкций.

Изыскания грунтовых строительных материалов

- должны обеспечивать получение данных об их источниках, количестве, качестве для организации временных карьеров по их добыче для возведения земляного полотна

По результатам выполненных изысканий грунтовых строительных материалов следует составлять технический отчет, который должен содержать сведения о:

-составе и объемах выполненных изыскательских работ, сроках и методах их производства

-местоположении участков залегания грунтовых строительных материалов

-наименовании землепользователей

-характеристике геологического строения

-результатах определения состава, состояния и свойств отдельных видов грунтовых строительных материалов

-предварительной оценке их пригодности для возведения земляного полотна

-мощность и состав вскрышных пород,

-обводненность полезной толщи

-пути и дальности транспортировки, характеристика состояния подъездных путей

Вопрос

Особенности изысканий при реконструкции автодорог.

Обоснование необходимости реконструкции дорог. Особенности реконструкции дороги в плане и продольном профиле.

Реконструкция дороги – это комплекс работ по перестройке всех или части дорожных сооружений и их элементов с переводом существующей дороги в более высокую категорию.

Разработка проектов реконструкции должна быть направлена на увеличение пропускной способности дороги, повышение скоростей движения автомобилей и обеспечение безопасности движения.

В проектах реконструкции дорог предусматривают:

-улучшение плана и продольного профиля (спрямление извилистых участков, увеличение радиусов кривых, смягчение крутых продольных уклонов)

-устройство пересечений в разных уровнях с железными и автомобильными дорогами

-строительство обходов населенных пунктов

-уширение земполотна и проезжей части

-усиление дорожной одежды

-перестройку искусственных сооружений в соответствии с новыми габаритами и нагрузками

Расчеты перспективной интенсивности движения для реконструируемых дорог основываются на экстраполяции данных учета движения по существующей дороге.

Наблюдения за ряд лет дают возможность установить тенденции увеличения интенсивности движения.

год	Интенсивность движения по данным учета, авт/сут	Прирост интенсивности к предыдущему году наблюдения , %	Средний прирост интенсивности, %
		3,1	3,0
		3,2
		2,6

Очень часто точки, соответствующие данным учета движения, располагаются на графике с некоторым разбросом и дают возможность применить при обработке данных разные закономерности экстраполирования.

Поэтому выбор гипотезы изменения интенсивности движения по годам должен сочетаться с анализом характера предстоящего развития района, обслуживаемого реконструируемой дорогой, и роста транзитного движения.

Наиболее распространено предположение о росте интенсивности движения по линейной зависимости.

N_t = N0 * (1+b) ^t

N_t – интенсивность движения в расчетный год, авт/сут

N0 - интенсивность движения в исходный год, авт/сут

t – период прогнозирования, годы

(1+b) – коэффициент ежегодного прироста интенсивности движения при абсолютной величине прироста Р в процентах b = Р / 100

После приведения транспортного потока к легковому автомобилю с помощью коэффициентов привидения вычисляем расчетную интенсивность движения в привед.ед/сут на перспективный период (20 лет).

Сравнивая полученное значение с нормативной величиной по СП 34.13330.2012 табл.4.1 (актуализированная редакция СНиП 2.05.02-85) определяем категорию дороги и, соответственно, необходимость или отсутствие необходимости ее реконструкции

Также могут применяться гипотезы изменения интенсивности движения, учитывающие:

- возрастающие темпы роста интенсивности движения, связанные с быстрым хозяйственным освоением обслуживаемой дорогами территории, опережающие темпы дорожного строительства

- первоначальное резкое возрастание интенсивности движения с последующим очень медленным приростом, характерным для дорог, ведущих к крупным строительным объектам. В этом случае интенсивность движения создается грузами, поступающими на строительство.

Полевые работы на изысканиях дорог, подлежащих реконструкции, проводят по тем же правилам, что и на изысканиях новых дорог. Поскольку они выполняются без перерыва движения, особое внимание уделяют соблюдению требований техники безопасности.

Целью изысканий является получение полных и достоверных сведений о существующей дороге. Для этого:

-определяют фактические радиусы закруглений в плане

-измеряют ширину проезжей части, обочин

-фиксируют наличие и состояние укреплений обочин, откосов, водоотводных канав

-определяют местонахождение искусственных сооружений, их размеры, конструкции, габариты и техническое состояние. Одновременно собирают данные, необходимые для поверочного гидравлического расчета водоотводных сооружений

-определяют наличие и состояние технических средств организации дорожного движения

-выявляют участки земполотна, находящиеся в неблагоприятных гидрогеологических условиях

-обследуют состояние дорожной одежды. Для этого выполняют ее визуальный осмотр, отмечая виды дефектов и их распространение. При необходимости выполняют инструментальные обследования на участках колееобразования. Устраивают лунки и определяют толщины конструктивных слоев. Определяют прочность дорожной одежды с использованием статических и динамических методов измерения.

В результате изысканий должны быть получены все материалы, требуемые при изыскании новых дорог, а также дополнительные:

-ведомость существующих искусственных сооружений и их эскизы, намечаемые мероприятия по их ремонту или переустройству

-ведомость промеров толщины существующей дорожной одежды, дефектная ведомость ее состояния

-поперечные профили земполотна в характерных точках, но не реже, чем через 100м

-ведомость существующих знаков и обстановки дороги и т.п.

От полноты и достоверности материалов инженерных изысканий зависит обоснованность принимаемых проектных решений.

Вопрос

Дорожное строительство является капиталоемким производством, поэтому финансирование его осуществляется государством.

В зависимости от значения автодороги (федерального, регионального, местного значения) соответствующий орган государственной власти (Росавтодор, министерство транспорта и автодорог Самарской области, муниципальное образование) выступает заказчиком проектирования и строительства того или иного объекта.

Заказчик, например Минтранс, разрабатывает перспективную программу развития сети автодорог Самарской области, составляет среднесрочные планы строительства на 3 года и годовые - на каждый год с учетом фактического ввода объектов и предполагаемого финансирования. Основной источник финансирования – дорожный фонд областного бюджета (источники его формирования …..)

В соответствии с действующим законодательством заказчик организует проведение торгов и по их результатам привлекает проектную организацию для разработки проектной документации. Основным документом, регулирующим взаимоотношения между заказчиком и проектной организацией, является договор, неотъемлемой частью которого является задание на проектирование (показать образец). По окончании проектирования проектная документация проходит государственную экспертизу, и после получения положительного заключения утверждается заказчиком.

Заказчик организует проведение торгов и по их результатам привлекает строительную подрядную организацию для выполнения строительно-монтажных работ согласно имеющейся проектной документации.

После окончания всего комплекса работ оформляется акт ввода в эксплуатацию построенного объекта, и он переходит на баланс заказчика, который организует его дальнейшую эксплуатацию.

С 1 июля 2008г в силу вступило Постановление №87 Правительства РФ, которое определило состав разделов проектной документации и требования к содержанию этих разделов.

При этом объекты капитального строительства в зависимости от функционального назначения и характерных признаков подразделяются на следующие виды:

а) объекты производственного назначения

б) объекты непроизводственного назначения (сооружения жилищного фонда, социально-культурного назначения)

в) линейные объекты (автомобильные дороги)

Установлены стадии проектирования:

-проектная документация

-рабочая документация

Проектная документация состоит из текстовой и графической частей.

Текстовая часть содержит сведения в отношении объекта капитального строительства, описание принятых технических решений, пояснения, ссылки на нормативные и (или) технические документы, используемые при подготовке проектной документации и результаты расчетов, обосновывающие принятые решения.

Графическая часть отображает принятые технические и иные решения и выполняется в виде чертежей, схем, планов и других документов в графической форме.

В целях реализации в процессе строительства архитектурных, технических и технологических решений, содержащихся в проектной документации на объект капитального строительства, разрабатывается рабочая документация, состоящая из документов в текстовой форме, рабочих чертежей, спецификации оборудования и изделий.

Проектная документация на линейные объекты состоит из 10 разделов

Раздел 1 "Пояснительная записка" должен содержать

-исходные данные для подготовки проектной документации (задание на проектирование, отчетная документация по результатам инженерных изысканий; градостроительный план земельного участка, технические условия владельцев коммуникаций)

-сведения о климатической, географической и инженерно-геологической характеристике района проектирования

-описание вариантов прохождения линейного объекта и обоснование выбранного варианта трассы;

-технико-экономическую характеристику проектируемого (категория, протяженность, грузонапряженность, интенсивность движения)

-описание принципиальных проектных решений, обеспечивающих надежность объекта, последовательность его строительства, намечаемые этапы строительства и планируемые сроки ввода их в эксплуатацию

Раздел 2 "Проект полосы отвода" должен содержать

-описание рельефа местности, климатических и инженерно-геологических условий, опасных природных процессов, растительного покрова, естественных и искусственных преград,

-расчет размеров земельных участков, предоставленных для размещения объекта

-описание решений по организации рельефа трассы

-топографическую карту-схему с указанием границ административно-территориальных образований, по территории которых планируется провести трассу;

-план и продольный профиль трассы

Раздел 3 "Технологические и конструктивные решения линейного объекта. Искусственные сооружения" должен содержать

-сведения о характеристиках грунта в основании объекта;

-сведения об уровне грунтовых вод, их химическом составе

-сведения о категории, грузообороте, интенсивности движения и др. объекта

-сведения об основных параметрах и характеристиках земляного полотна

-расчет объемов земляных работ

-описание типов конструкций и ведомость дорожных покрытий

-обоснование типов и конструктивных решений искусственных сооружений (мостов, труб, путепроводов, эстакад, развязок, пешеходных мостов)

-план и продольный профиль,

-чертежи характерных профилей насыпи и выемок, конструкций дорожных одежд;

-чертежи основных элементов искусственных сооружений

Раздел 4 "Здания, строения и сооружения, входящие в инфраструктуру линейного объекта" должен содержать:

-перечень зданий и строений, проектируемых в составе линейного объекта, с указанием их характеристик (например, база ДЭУ)

-схему линейного объекта с обозначением мест их расположения

Раздел 5 "Проект организации строительства" должен содержать:

-сведения о местах размещения баз материально-технического обеспечения, производственных организаций

-описание транспортной схемы доставки материально-технических ресурсов

-обоснование потребности в основных строительных машинах, механизмах, материалах

-обоснование принятой продолжительности строительства

-организационно-технологические схемы, отражающие оптимальную последовательность сооружения линейного объекта

Раздел 6 "Проект организации работ по сносу (демонтажу) линейного объекта", должен содержать

-перечень зданий и строений, подлежащих сносу (демонтажу);

-описание решений по безопасным методам ведения работ по сносу

-оценку вероятности повреждения действующих подземных инженерных сетей

-описание решений по вывозу и утилизации отходов

-проектные решения по устройству временных инженерных сетей на период строительства объекта

Раздел 7 "Мероприятия по охране окружающей среды" должен содержать:

-результаты оценки воздействия на окружающую среду;

-перечень мероприятий по предотвращению или снижению возможного негативного воздействия намечаемой хозяйственной деятельности на окружающую среду

-сведения о местах хранения отвалов растительного грунта, а также местонахождении карьеров грунта, кавальеров;

-карту-схему с указанием мест обитаний животных и растений, занесенных в Красную книгу

Раздел 8 "Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности" должен содержать:

-описание системы обеспечения пожарной безопасности зданий и строений, проектируемых в составе линейного объекта и обеспечивающих его функционирование

Раздел 9 "Смета на строительство"

Раздел 10 «Иная документация» (конкурсная документация)

Задачами разработки проектной документации являются:

-выбор оптимальных технических решений

-определение объемов работ и необходимых затрат

-подготовка документов для отвода земельных участков и выплаты компенсаций

-составление комплекта документов для организации подрядных торгов

Вопрос

Симметричная биклотоида

Разбивка симметричной биклотоиды с помощью таблицы [2] не представляет сложности. Элементы клотоидной кривой в таблице [2] приведены для R = 100 м.

При трассировании часто известны угол поворота α и длина тангенса.

Пример 1. Дано: α = 43⁰ 30^/ , Т_дан = 175 м.

Надо определить элементы закругления.

Из таблицы I-а [2] в строке α = 43⁰ 30^/ находим табличное значение Т_табл=78,629.

Определяем соотношение:

Т_дан / Т_табл = 175,0 / 78,629 = 2,226.

Выписываем из таблицы I-а [2] значения элементов клотоиды и умножаем их на найденный коэффициент.

R = 100 * 2,226 = 222,60 м;

К = 151,844 * 2,226 = 338,00 м;

L = 75,922 * 2,226 = 169,00 м;

А = 87,133 * 2,226 = 196,96 м;

Д = 2 * Т – К.

Параметр А должен быть не менее минимального для принятой расчетной скорости. В противном случае надо увеличивать Т_дан.

Если даны угол α и биссектриса Б_дан , то также через соотношение

Б_дан / Б_табл находят коэффициент и затем его умножают на табличные значения всех элементов.

Зная пикетажное положение вершины угла, определяем местоположение главных точек закругления.

ПК ВУ №1 - Т = ПК НЗ

ПК НЗ + К = ПК КЗ