Статья: Методы инженерно-геологических изысканий в строительстве
С целью получения инженерно-геологической информации, принимаемую за основу в момент оценки инженерно-геологических условий местности и составления проекта какого-либо сооружения, применяются многочисленные методы исследований.
Развитие традиционных методов происходит постоянно, они совершенствуются, отмечается появление новых методик, приборов, оборудования, наблюдается совершенствование программного обеспечения для современных информационных технологий. Такие усовершенствования, в свою очередь, позволяют выявлять дополнительные признаки, а также оперативно определять показатели инженерно-геологических условий эксплуатации инженерных сооружений и их строительства.
Метод инженерно-геологической съемки
Рисунок 1. Геологическая съемка.
В качестве одного из базовых методов инженерно-геологического изучения местности выступает инженерно-геологическая съемка, представляющая совокупность визуальных и инструментальных маршрутных исследований.
Метод будет заключаться в измерении, описании и непосредственном нанесении на карту всех факторов природного и искусственного происхождения, которые являются определяющими для инженерно-геологических условий территории.
В зависимости от требуемой детальности сведений, а также объема задач, поставленных перед проектными организациями, будет проведена инженерно-геологическая съемка того или иного масштаба. Для значительных размеров территорий используется съемка масштаба 1:200 000 и помельче (мелкомасштабная или обзорная съемка). Среднемасштабную съемку ограничивают масштабы 1:50 000— 1:10 000. Крупномасштабной (детальной съемке) присущи масштабы 1:5000 и крупнее.
Возможно проведение инженерно-геологической съемки на готовой геологической основе в ситуации, когда на этой территории уже проводилась геологическая съемка соответствующего (либо более крупного) масштаба. Если же такой съемки не было проведено, будет произведена комплексная инженерно-геологическая съемка.
При изысканиях непосредственно для дорожного строительства практически во всех случаях будет проводиться комплексная инженерно-геологическая съемка. В процессе такой съемки должны будут изучаться:
- геологическое строение местности (литология, стратиграфия, тектоника и др.);
- геоморфологические особенности трассы для будущей дороги или для территории аэродрома (информация о рельефе);
- гидрогеологические условия (исследование уровней подземных вод, динамика, химический состав, агрессивность в отношении бетона, источники подземных вод);
- геодинамические процессы и явления, которые не являются благоприятными (имеются в виду оползни, заболоченность, карст, суффозия и др.);
- физико-механические свойства у грунтов;
- состояние сооружений, которые имеются в наличии, и вероятность появления техногенных процессов, а также явлений;
- месторождения и предварительная оценка местных строительных материалов.
Всю указанную информацию в условиях проведения инженерно-геологической съемки получают либо в момент исследования естественных обнажений (выходы на поверхность слоев горных пород на горных склонах, оврагах, бортах долин рек), или вследствие осуществления разведывательных работ.
Метод динамического и статического зондирования
В геодезии при строительстве широко применяется такие методы:
- Динамическое зондирование выполняется посредством ручной (возможно, механической) забивки в грунты конуса (зонда). Забивка производится за счет стандартных ударов свободно падающего молота. В процессе зондирования будет фиксироваться величина погружения зонда, это будет зависеть от количества ударов молота, также определяется сопротивление грунтов внедрением конуса.
- Статическое зондирование выполняется с помощью плавного вдавливания конического зонда в грунты. Вдавливание осуществляется за счет применения гидравлических, винтовых или, возможно, реечных домкратов. При погружении зонда делаются непосредственные замеры сопротивления грунтов его внедрению.
Рисунок 2. Основные параметры зондов для статического зондирования.
В геодезии принято считать, что статическое зондирование может давать более верные результаты, что происходит по причине непрерывности и плавности приложенной нагрузки, что в особенности предпочтительно в условиях определения физико-механических показателей грунтов.
Методы статического и динамического зондирования позволяют получать оценку несущей способности грунтов, степени их уплотнения в насыпях, а также намывных образованиях; вычислять глубину залегания крупнообломочных и скальных грунтов, определять консистенцию глин и вычислять модуль деформации.
Применение методов инженерно-геологических изысканий в строительстве
Метод зондирования свое широкое применение нашел:
- в условиях инженерно-геологических полевых изысканий в рамках строительства автодорог и аэродромов;
- данный метод позволяет существенно ускорять проведение изыскательских работ, сокращать объем лабораторных и буровых исследований грунтов.
При этом отмечается, что в глинистых грунтах подобный метод обеспечивает немного завышенные значения модуля деформации, если сравнивать с более высокоточным методом штампов. Это обусловливает сравнение результатов испытаний глинистых грунтов зондированием с методом штампа и компрессионных испытаний образцов грунтов в условиях грунтоведческих лабораторий. Деформационные показатели в полевых условиях определяются в скальных и нескальных грунтах.
Метод штампов получил более широкое применение в полевых условиях. Он позволяет определять значения всех допустимых нагрузок согласно предельным значениям напряжений, структуры грунтов при которых начинают разрушаться. Так определяется модуль общей деформации. В дорожном и аэродромном строительстве зачастую метод штампов применителен к строительству мостов, эстакад, путепроводов, крупных придорожных зданий и сооружений.