RSS

Городской портал госуслуг
 

Инженерно-геотехнические изыскания в строительстве

17:43 21.09.2017

Геотехнические изыскания представляют собой комплекс мероприятий, направленных на изучение свойств грунтовых массивов, которые впоследствии будут использованы в качестве оснований зданий или непосредственно являться средой для подземных сооружений и коммуникаций. В случае строительства в районах распространения техногенных накоплений или в сложных геолого-геоморфологических условиях (склоны, откосы, насыпи), геотехнические изыскания проводят с целью дополнительных исследований на предмет активизации геодинамических процессов и, как следствие, рассчитывают устойчивость грунтовых толщ непосредственно с учетом влияния всех возможных факторов.

В отличие от инженерно-геологических изысканий данный вид исследований подразумевает создание математической модели, учитывающей не только свойства грунтов, но также геологические и техногенные процессы которые, с определенной долей вероятности, могут возникнуть на площадке строительства под влиянием внешних факторов.

При проведении данного комплекса работ в условиях городов, следует учитывать плотность существующей застройки, большое количество подземных коммуникаций и подземных сооружений, а также, участки с развитием опасных геологических процессов.

Таким образом, прогнозная оценка взаимодействия проектируемого сооружения и геологической среды является важной частью геотехнических изысканий.

При проведении геотехнических исследований, как правило, изучают архивные и фондовые материалы прошлых лет и выполняют оценку:

·        Изменения гидрогеологических условий участка: положения уровней подземных вод, их качественного состава, величины напоров.

·        Изменение состояния и свойств грунтов территории строительства, а также прилегающих территорий, попадающих в зону влияния нового строительства после начала работ.

Факторы и процессы, оказывающие влияние на строительство.

Гидрогеологические условия территории

 Одним из важных параметров, которые следует оценивать еще на стадии проектирования зданий и сооружений – являются гидрогеологические условия предполагаемого участка строительства, прогноз изменения уровней вод безнапорных и напорных горизонтов и их влияние на процессы, которые могут возникнуть в грунтовой тоще вследствие изменения естественного уровня подземных вод.

Изменение естественного режима подземных вод, которое неизбежно происходит в ходе строительства, практически всегда оказывает отрицательное влияние на физико-механические свойства водовмещающих пород, а впоследствии и на заглублённые части сооружений.

В ходе анализа гидрогеологических условий площадки строительства необходимо оценить, как региональные, так и локальные особенности, и факторы, формирующие режим подземных вод на данной территории. Количество горизонтов, глубину их залегания, мощность и литологический состав водовмещающей толщи, наличие напоров и их величину, химическую агрессивность по отношению к строительным материалам, а также дать прогнозную оценку изменения уровня ПВ в ходе строительства.

Для Москвы и московского региона, характерны следующие гидрогеологические условия:

1.        Наличие «верховодки» - временного водоносного горизонта, приуроченного к линзам и прослоям в водоупорных слоях, залегающего на небольшой глубине. Существование данного горизонта зачастую носит временный (сезонный) характер. То есть как правило в паводковый осенне-весенний период. Питание осуществляется за счет инфильтрации. Воды таких горизонтов нестабильны по уровню, и исчезают в засушливый период.

При наличии на площадке строительства горизонта «верховодки», из-за склонности горизонта к сезонным колебаниям, следует определить:

- максимальное положение уровня горизонта для разного времени года.

Для малоэтажного и загородного строительства, где заглубление фундаментов составляет в среднем -1,7 м, т.е.  ниже сезонного промерзания грунтовой толщи, имеет смысл оценить величину колебания уровня вод в паводковое время. В случае подтопления подошвы фундамента, необходимо предусмотреть мероприятия по водопонижению.

- агрессивность вод горизонта по отношению к бетонам различных марок, а также оболочкам кабелей.

Воды временных горизонтов, в основном пресные, с низкой степенью минерализации и высоким содержанием железа и не агрессивны к строительным конструкциям.

2.      Наличие одного или нескольких постоянных горизонтов подземных вод, приуроченных к песчаным водоносным слоям различной мощности. Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков.  От нижележащих слоев отделены водоупорным непроницаемым слоем. Ввиду отсутствия напоров уровень их остаётся постоянным. Грунтовые воды постоянных горизонтов, в отличие от верховодки, не зависят от времени года.

Химический состав таких вод разнообразен и зависит от состава фильтрующихся в горизонт вод.

В случае, когда устройство фундамента планируется ниже уровня грунтовых вод, необходимо предусмотреть меры по его защите. При разработке выемки, воды горизонта будут затапливать котлован водой. Эту проблему можно решить при помощи различных дренажных систем, которые позволят отвести воду от участка строительства.

3.      Наличие глубоких (артезианских) напорных горизонтов. Горизонты напорных вод ограничены водоупорными слоями сверху и снизу. При разработке котлованов их уровень может значительно подняться. Химический состав и минерализация их разнообразны и зависят от водовмещающих пород.

При заложении глубоких фундаментов, помимо агрессивного воздействия на материалы, возможен их подпор напорными артезианскими водами, и как следствие, затопление нижних (подземных) этажей.

Во избежание негативных последствий, еще на стадии разработки выемок, необходимо предусмотреть противофильтрационные завесы, шпунтовые ограждения или дренажи, которые позволят ограничить водопритоки в котлован.

Геодинамические процессы

Геодинамические условия участка характеризуются техногенными, геологическими и инженерно-геологическими процессами, возникновение которых возможно на данной территории в условиях внешних воздействий.

Как правило, сложные инженерно-геологические процессы приурочены к участку строительства или распространяются в непосредственной близости от него. Подобные явления вызывают значительные изменения природной обстановки.

Среди опасных процессов выделяют явления связанные с:

-        действием текущих вод;

-        действием веса пород и грунтов;

-        действие гидродинамического давления и веса подземных вод;

-        действием сил, которые развиваются при замерзании-оттаивании грунта;

 

Под действием поверхностных вод, естественного или техногенного (утечки из трубопроводов и канализаций) происхождения на склонах активизируются оползневые процессы, а на равнинных участках возможны заболачивания территории и просадки грунта.

 

Обвалы и осыпи грунтовых масс происходят под собственным весом толщи, как правило, при изменении внешних условий, таких как динамические воздействия при строительстве.

Изменение гидродинамического давления приводит к изменению положения уровня вод на участке строительства, и связано с возможностью развития неблагоприятных геологических процессов, таких как карст и суффозия.

    При наличии глинистых грунтов выше глубины сезонного промерзания возникает вероятность развития морозного пучения.

Прогноз изменения и интенсивность неблагоприятного воздействия (в т.ч. и во времени) геологических процессов на проектируемый объект должен учитывать все возможные явления, развитие которых возможно на территории будущей застройки. Обследование площадки строительства и своевременная геотехническая оценка способны предупредить развитие опасных инженерно-геологических процессов и обеспечить нормальную работу здания на весь срок эксплуатации.

 

Задачи, решаемые при производстве инженерно-геотехнических изысканий.

Геотехнические изыскания направлены на решения достаточно большого спектра задач как при новом строительстве, так и при реконструкции существующих зданий.

Как правило, они включают в себя геодезический мониторинг, гидрогеологический мониторинг, исследования свойств грунтов оснований, обследования фундаментов и надземных конструкций.

Для каждого конкретного объекта, спектр исследований является индивидуальным и зависит от особенностей участка строительства, однако в большинстве случаев он включает в себя такие работы как:

1.      Геотехнический мониторинг как нового строительства, так и зданий, и сооружений, попадающих в зону влияния этого строительства, Контроль за изменением свойств грунтовых оснований.

2.      Мониторинг состояния зданий и сооружений окружающей застройки, находящейся в фоне влияния строительства.

3.       Мониторинг опасных геологических процессов с использованием геофизических и георадарных методов.

4.      Выявление отклонений в состоянии и работе конструкций.

5.      Мониторинг окружающей территории при водопонижении или устройстве глубоких котлованов.

6.      Обследование грунтов основания при реконструкции зданий.

Исходя из вышесказанного, геотехнические изыскания следует проводить для того, чтобы ограничить или исключить негативное влияние геологических процессов на строительство. Поэтому очень важно оценить и спрогнозировать вероятность их возникновения, а в последствии спрогнозировать их развитие и разработать меры по устранению их влияния.