Результаты геологических изысканий: зачем нужны и что показывают

Назначение инженерно-геологических изысканий

Вкратце, цель геотехнического исследования заключается в предоставлении информации для проектирования и последующего анализа, а также в изучении физических характеристик участка. Инструменты принятия решений: наблюдения, эксперименты, моделирование, расчеты. На основании полученных результатов эксперты принимают экономически обоснованные проектные решения, включая фундамент и инженерную защиту.

Были проведены исследования по предотвращению деформации и обрушения зданий путем изучения грунта. На основе этих данных проектировщик выбирает правильный тип фундамента и конструкции. Некачественные «инженерные изыскания» привели к серьезным авариям, таким как обрушение зданий.

Виды проектно-геологических изысканий

Такой опрос необходим для любой цели, поэтому он подразделяется в зависимости от конкретного содержания.

• Частные домохозяйства (дакка, дома, ванные комнаты).
• Гражданское и промышленное использование, включая высотные здания
• Линейные сооружения — мосты, эстакады, автомагистрали.
• Проекты городского развития.

Существует также классификация, которая основана на результатах ПИМ для развития.

• Строительство.
• Перепланировка.
• Уничтожение.
• Расследование.
• Определение опасных условий — угроза наводнений, сейсмической активности, оползней и других явлений.

Задачи проводимых работ

Бурение скважин

Основной способ получения данных о геологических условиях. После того как известны параметры и местоположение будущего участка, инженер-геотехник рассчитывает глубину и количество скважин (в среднем от двух до пяти). Пробы отбираются из каждого пласта с помощью пробоотборника, ненарушенного и опечатанного для безопасной транспортировки. Уровень воды также определяется путем бурения. Ископаемые образцы анализируются в лабораторных условиях.

Анализ грунта

Цель — определить физические, механические и химические свойства почвы.

• Естественная влага.
• Агрессивность к бетону.
• Пластичность.
• Плотность.
• Толщина свойства и слоя.
• Коэффициент фильтрации
• Наличие и состав подземных вод.
• Содержание органического вещества.
• Степень заморозки.
• Наклон слоя.

Этот анализ используется для выбора правильного типа фундамента, который не будет деформироваться при контакте с почвой.

3 Проверка раскопок.

В ходе испытания фактическая форма котлована сравнивается с проектными параметрами (форма котлована, уклон).

4 Определение коэффициента уплотнения грунта.

Это делается в лаборатории с помощью стандартных методов уплотнения: образец сжимается и ударяется тяжелым предметом. Таким образом, можно прогнозировать оседание грунта под весом конструкции, а также возникновение трещин и разломов в стенах в процессе эксплуатации.

5. Статическое зондирование.

Зондирование песчаных и глинистых пород для исследования плотности, консистенции, прочности и деформируемости.

6. Динамическое зондирование.

Ударное зондирование в песчаных и глинистых породах для исследования плотности, консистенции, прочности, деформируемости, для определения глубины залегания плотных коренных пород, мерзлых пород, а также для определения возможности и условий устройства свайных фундаментов.

Какую информацию можно получить в ходе геологических изысканий

Целью строительного геологического обследования является определение характеристик грунтов на выбранных участках и их пригодности для использования при проектировании и технологии возведения сооружений, реконструкции, благоустройства и т.д. Результаты строительных изысканий могут повлиять на выбор типа и глубины фундамента, определить целесообразность дренажных систем или необходимость удаления большого количества насыпного грунта, длину свай и заглубление подземной части сооружения и т.д.

Процесс строительного геологического исследования можно разделить на 3 этапа, каждый из которых предоставляет важную информацию для строительства, реконструкции, технического обслуживания и т.д.

Предварительный геологический этап

Собирается справочная и архивная информация (включая анализ отчетов об исследованиях, утративших силу) и проводится обследование участка. Собранная информация позволяет определить следующее

• Методы бурения (виброшнек, ударный шнек, корончатый шнек, шнек — в зависимости от типа почвы)
• Расчетное количество образцов нарушенной и ненарушенной почвы
• Расположение скважин и полевых испытаний почвы.
• Определение точек на местности
• Выбор подъезда для техники и учет особенностей участка, таких как густая растительность, переувлажнение и т.д.

Начальный этап геологического исследования во время строительства также включает в себя различные согласования с подземными инженерными службами, Советом по строительству и градостроительству, Административно-технической инспекцией и другими ведомствами. Этап работ на объекте может начаться только после выполнения рабочих заказов и вызова определенных коммунальных служб на объект во избежание повреждения линий коммуникаций.

Этап на объекте

Бурение скважин, шурфов и выработок, первоначальная характеристика выявленных геологических горизонтов, испытание грунта с использованием статического и динамического зондирования, перфорации и других полевых методов, измерение уровня зарождающейся и стабильной воды, отбор проб воды и почвы для передачи в лабораторию. На этом этапе подтверждаются архивные данные о составе грунтов участка и их основных свойствах: песок — рыхлый или плотный, лёсс — пластичный или твердый и т.д.

Определение уровня воды позволило связать его с предполагаемой глубиной заложения фундамента и внести коррективы в проект строительства.

Результаты деформационных испытаний также получают на этапе строительства, но выводы делаются в офисе.

Камеральный этап геологического исследования

Статистическая обработка и анализ всех собранных данных (сайт, архив, справочные материалы, лабораторные отчеты) и подготовка технического отчета. Он будет включать следующие разделы.

• Физические геологические условия участка (расположение, рельеф, климат)
• Геологическое строение и гидрогеологические характеристики
• Полные характеристики каждого элемента и физико-механические свойства почвы
• Таблица, содержащая результаты исследования почвы различными методами и их статистическую обработку.
• Перечень коррозионно-эрозионных свойств почвы.
• Расчет несущей способности свай при проектировании свайных фундаментов.
• Данные о метрологическом обеспечении процесса расследования (перечень используемых приборов и оборудования и данные о своевременной калибровке).
• Графические приложения: чертежи расположения котлованов и проектируемых зданий на утвержденной топографической основе, инженерно-геологические профили по заданным линиям (обычно совпадающим с осью проектируемых зданий).

Наиболее важной частью отчета является техническое задание на проведение геологических исследований во время строительства. Программа исследования (также включаемая в отчет) разрабатывается на основе технического задания, и весь перечень испытаний, специальных видов работ, статистических расчетов и сделанных выводов должен соответствовать структурным параметрам, указанным в техническом задании. Затем техническое задание должно быть заверено печатью и подписью ответственного лица организации заказчика, застройщика, проектировщика, генерального подрядчика и т.д.

Технический отчет об инженерно-геологических условиях строительной площадки может быть представлен самостоятельно или в составе проекта вместе с инженерно-экологическими и геодезическими данными на экспертизу. Положительное решение экспертизы является необходимым условием для начала строительства и последующего ввода объекта в эксплуатацию.

Срок проведения работ по геологическим изысканиям для строительства

На общую продолжительность работ при геологическом исследовании влияют несколько факторов.

• Объем работ (размер участка, количество и глубина раскопок, перечень анализов, которые необходимо провести)
• Особенности участка (сложный рельеф, заболачивание, уклон, недоступность для автотранспорта, густая растительность).
• Погодные условия.

Опытные специалисты могут справиться с любым сложным геологическим исследованием для строительства объекта; однако большую часть времени занимает даже не камеральная часть подготовки договоров и отчетов, а многочисленные согласования на предварительном этапе до получения разрешения на строительство.

Состав инженерно-геологических изысканий

1. Выбор и обработка исходных параметров, архивов, файлов проекта (если таковые имеются)

2. Расшифровка аэро- и фотоматериалов (будет проводиться на большой территории)

3. Обследование местности, исследование маршрута (особенно актуально, если местность недостаточно изучена)

4. Инженерно-геологические изыскания (составление геологических карт)

5. Раскопки и отбор проб (бурение и рытье траншей).

6. Геофизические исследования (характеристика почв, выявление активных зон и тектонических дислокаций).

7. Гидрогеологическое исследование (выявление особенностей водоносного горизонта).

8. Полевые испытания почв и грунтовых вод.

9. Стационарные наблюдения (изучение динамики неблагоприятных инженерно-геологических процессов и разработка предложений по инженерной защите).

10. Лабораторный анализ отобранных образцов.

11. Сейсмология и сейсмотектоника (регистрация сейсмических волн и возможных землетрясений).

12. Настольная обработка материалов, составление чертежей

13. Прогнозирование изменений природных условий, оценка риска.

14. Написание технических отчетов.

Порядок, состав и количество исследований индивидуально согласовываются с дизайнером и определяются в соответствии с техническим заданием.

В ходе решения задач могут потребоваться и другие виды инженерных работ — технические изыскания, аэрофотосъемка, мониторинг окружающей среды.

Создание опорных геодезических сетей

Существует несколько вариантов выполнения работ по формированию геодезической демаркационной сети в пределах строительной площадки. Для промышленных объектов, особенно крупных, формируется квадрат площадью 100 или 200 метров. На небольших строительных площадках в качестве основы для геодезической сети используется полигональная сетка. Это облегчает измерение расстояний и углов между точками в сети.

В любом выбранном случае все сети объединяются путем поэтапного построения. Инженерно-геологические изыскания — Состав работ.

• Дизайн проекта. Этот этап включает в себя исследование участка, геодезическую съемку, определение точности и масштаба, необходимых для выполнения работ, и расчет сметы.
• Предварительные исследования. Этот этап начинается с изучения местности и расчета типа и количества необходимых геологических точек.
• Закрепление всех точек сети на земле.
• Геодезические измерения.
• Обработка результатов.

Геодезические наблюдения за деформациями и осадками зданий и сооружений, движениями земной поверхности и опасными природными процессами

Геодезические наблюдения за оседанием и деформацией зданий должны быть обязательными как для строящихся, так и для эксплуатируемых зданий, особенно если строительная площадка расположена в районе, где происходят природные или техногенные процессы, которые могут повлиять на безопасную эксплуатацию или строительство здания.

Цель этих наблюдений состоит в том, чтобы

• измерять значения деформации и соотносить их с расчетами
• выявлять причины опасных деформаций.
• рассчитывать устойчивость фундаментов и оснований будущих конструкций

Создание и обновление инженерно-топографических планов в масштабах 1:200 — 1:5000, в том числе в цифровой форме, съемка подземных коммуникаций и сооружений

Стандарты для топографического картирования включают масштабы 1:100; 1:200; 1:500; 1:1000. Это наиболее распространенные виды работ. Результатом такого исследования будет база геоданных (топографическая карта). План составляется в цифровом и графическом виде. На плане отображаются все рукотворные объекты, растительность и перепады рельефа. Все элементы имеют стандартные обозначения.

Если исполнительная съемка отсутствует или неполная, то для подземных сооружений проводятся дополнительные съемки. В этих случаях проводятся измерения.

• Центр люка
• Люк
• Пункты водоснабжения
• Поверхностные отводы для труб и кабелей
• Ковры
• Насосные станции

Трассирование линейных объектов

При прокладке трубопроводов, дорог, линий электропередач или других инженерных коммуникаций необходимо согласовать с существующими службами и найти инженерные решения для проектирования. Лучший способ получить надежные результаты — проследить линии.

Этот вид съемки дает геодезисту возможность учесть все препятствия при прокладке кратчайшего маршрута.

Инженерно-гидрографические работы

Гидрографические исследования — это работы, проводимые под водой на поверхности Земли. Эти съемки используются для определения общей топографии и точного курса водоема. Также важно убедиться, что основание конструкции не размывается близлежащими реками и не сползает в ближайшее озеро в качестве буфера.

Специальные геодезические и топографические работы при строительстве и реконструкции зданий и сооружений

К специальным работам можно отнести те, которые оказывают существенное влияние на безопасность строительных объектов. При работе вблизи газовых труб существует риск повреждения газовых труб. Или при реконструкции здания существует риск повреждения несущих опор, что может негативно сказаться на его целостности.

Методы исследований инженерно-геологического изыскания

Методы геотехнического исследования используются для определения геологических параметров участка.

Инженерно-геологическая съемка

Топографическая съемка состоит из серии инструментальных и визуальных исследований для описания, измерения и записи всех элементов на карте. В зависимости от масштаба и характера задачи, геология участка выполняется в различных масштабах. Для больших территорий топографические карты составляются в масштабе 1:200 000 или менее. Для детальных съемок масштаб устанавливается 1:5000 и выше.

Бурение геологических скважин

Основная цель метода — получение образца почвы для характеристики его состава и его изучение в лабораторных условиях. Бурение осуществляется с помощью буровых установок, которые различаются по своим характеристикам и способу бурения.

Зондирование грунтов

Зондирование используется для получения детальных изображений на песчаных, рыхлых или проблемных почвах. Этот метод позволяет определить состояние грунта, его плотность и неоднородность состава. Конический зонд вдавливается в землю с помощью специальной машины, и почва анализируется. В зависимости от цели исследования и выполняемой задачи может использоваться статическое или динамическое зондирование. Обычно статические измерения используются при измерении участков с высоким содержанием твердых включений, а динамическое зондирование применяется для определения плотности в однородных рыхлых грунтах, содержащих не более 40% крупных фракций материала.

Штамповые испытания

Штамповые испытания используются для определения деформационных характеристик грунта в районе фундамента будущего сооружения. Штамповое испытание измеряет оседание грунта под воздействием определенной нагрузки. Как правило, этот метод используется в районах, где строятся здания повышенной или обычной ответственности. Различные типы почвы имеют свои собственные диапазоны испытаний. Например, для просадочных грунтов определяется относительная просадка, а для лессовых грунтов — начальное давление просадки. Для определения возможной степени просадки необходимо знать точную глубину и ширину фундамента сооружения. Этот метод является одним из самых дорогих геологических исследований, но единственным, который точно показывает модуль деформации.

Удельное электрическое сопротивление

Это исследование для определения способности почвы сопротивляться прохождению электрических токов. Он может проводиться как в полевых, так и в лабораторных условиях и позволяет за очень короткий промежуток времени проанализировать удельное сопротивление почвы в местах, где вероятно наличие технических опасностей.

Результаты инженерно-геологических исследований

Конечным результатом является технический отчет с оценкой геологических условий. План и результаты изысканий должны быть оценены специалистами по геотехнике.

Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям включает в себя:

• Описывает климатические условия района.

• Информация о предыдущих обследованиях

• Геологические карты.

• Программы, диаграммы, фотографии

• Таблицы нормативных характеристик.

• Перечень опасных геологических процессов, прогнозы развития и оценка риска.

• Допуск СРО, сертификация лаборатории.

Стандартное правило написания отчета:

1. введение (зачем нужны инженерно-геологические изыскания, цели и задачи, перечень методов и спецификационных документов)

2. знание участка (предыдущие исследования, архивные материалы, наличие планов и результатов)

3) Описание исследования (перечень проведенных полевых и лабораторных работ, использованное оборудование, топографические карты); 4) Характеристика местности.

характеристики участка (климатические характеристики, состав и свойства почв, поверхностные и подземные воды, результаты геодезических и гидрологических исследований); 5.

5. выводы (основные задачи проведенных инженерно-геологических изысканий, результаты, оценка физических характеристик и рекомендации по дальнейшим процессам)

6. приложения (техническое задание, сертификаты разрешения на проведение работ, сертификат испытательной лаборатории, графический материал, таблицы результатов анализа почвы).

Итоговый документ должен быть рассмотрен государственными или негосударственными экспертами (по выбору заказчика, если иное не установлено законом о градостроительной деятельности Российской Федерации) [1]. Возможные причины отрицательных результатов: несоответствие между описанными и фактическими результатами, несоответствие общим требованиям и стандартам.

Нормативная база

Компания должна иметь лицензию на проведение геологических изысканий (лицензия СРО, выписка из реестра, аттестат аккредитации лаборатории). Испытания проводятся в соответствии с действующими строительными нормами и правилами (СНиП), сводами правил (СП), национальными стандартами (ГОСТ) и отраслевыми нормами (ОН).

Нормативные документы, регулирующие деятельность в Российской Федерации.

• СП 47.133330.2016 — Инженерные измерения для организации строительства.

• СП 11-105-97 — Проведение инженерно-геологических изысканий.

• ГОСТ 12071-2014 — Основные требования к образцам почвы.

• ГОСТ 5180-2015 — Методы лабораторных исследований физических свойств почв.

• ГОСТ Р 58889-2020 — Стандарты на ведение и оформление полевой документации.

Соблюдение российских стандартов является обязательным условием для проведения изыскательских работ.

Разрешение на проведение изысканий

Вы должны получить разрешение на геотехнические исследования в Министерстве городского развития и строительства. Разрешение на проведение таких работ получают в установленном порядке органы строительства и градостроительства администраций субъектов Российской Федерации или местного самоуправления, если им предоставлено такое право.

Инженерно-геологические работы имеют федеральное назначение и проводятся строго поэтапно органами государственного геологического надзора России в соответствии с «Инструкцией о порядке осуществления государственного геологического надзора в РФ». Если исследования проводятся на существующих железнодорожных путях, необходимо обратиться в соответствующие органы для получения разрешения.

Инженерные изыскания также проводятся для проектирования и строительства новых дорог. В таких случаях необходимо собрать информацию о топографии и геологическом составе участка проектирования, проанализировать типы грунта, встречающиеся по всей длине проектируемой дороги, и исследовать физические и химические свойства грунта в лабораторных условиях. Кроме того, можно учесть климатологию трассы дороги и характеристики поверхностных и грунтовых вод.

При проектировании автомагистрали пробы грунта берутся с определенной частотой по всей длине проектируемой дороги, на глубину до 5 метров.

Нормативные, регламентирующие документы

Геотехническое исследование основано на нормативном документе СНиП 11-02-96. Любые изменения в проекте участка (материалы фундамента, объем работ, сроки строительства) должны быть зафиксированы в отчете, подготовленном по результатам исследования участка. Такой отчет действителен и подлежит исполнению, если содержащаяся в нем информация актуальна и не изменилась за прошедшее время.

Используемое оборудование при геологических изысканиях

Использование оборудования и приборов в процессе реализации геологических исследований позволяет изучить особенности геологических структур, географические координаты будущих объектов (только в случае совместной реализации геологических исследований) и оценить возможность активизации неблагоприятных геологических процессов.

1. Велосиметрия — для составления топографических карт, планирования, бурения точек на местности.
2. Буровые установки для бурения геологических скважин и сбора образцов грунта. Имеются буровые установки.

• Небольшой размер — предназначен для труднодоступных мест, легко монтируется, может работать в зданиях высотой более 2 метров и может транспортироваться на различных внедорожниках.
• Модульный — может быть собран всего за 10 минут без использования инструментов, предназначен для работы в стесненных условиях.
• Самоходная — для бурения скважин, если она доступна к рабочему месту, без ограничений по глубине или скважине, на гусеничном вездеходе или колесном транспортном средстве.

1. Статическое и динамическое зондирование.
2. Приборы для измерения силы сжатия и сдвига, бюро, конусы Васильева, сушильные шкафы и другие лабораторные принадлежности.

Порядок проведения работ

Инженерно-геологические изыскания для строительства проходят в 4 этапа:

1. Подготовка (утверждение задач, изучение файлов и ссылок на сайт, визуальный осмотр)

2. Полевые (скважины, отбор проб, анализы почвы, статическое или динамическое зондирование, геофизические, гидрологические исследования)

3. Лаборатория (анализ механических, физических и химических свойств почв, воды).

4. Бенч (оценка параметров и подготовка отчетных документов).

Объем будет определяться этапом проектирования, степенью сложности и характеристиками рассматриваемого объекта.

Исходя из целей, изыскания проводятся для создания:

• Предпроектная документация.

• Проект.

• Рабочий документ (подтверждение окончательного решения).

Срок действия результатов

Отчет об инженерно-геологических изысканиях действителен в течение 2-3 лет после завершения работ. Ограничение по времени связано с тем, что за прошедший период характеристики участка могли измениться. Это относится к участкам вблизи склонов холмов и водоемов.

Отдельные виды работ:

• Топографические карты и карты местности — 2 года.

• Геологический отчет о застроенной территории — 2 года.

• Незастроенные и неосвоенные территории — 5 лет.

• Консультации по топографическим картам — 10 лет.

Независимо от времени, прошедшего с момента окончания изыскательских работ, может потребоваться обновление сведений:

• Создание нового элемента.

• Капитальный ремонт или реконструкция объекта.

• Обследование застроенной территории.

Отсутствие или ненадежность данных может привести к тому, что проектировщики заложат в смету неправильную структуру. это влияет на стоимость работ и перерасход материалов.

Отказ от изыскания при строительстве: возможные проблемы

Проблемы, возникающие из-за невыполнения геотехнических исследований, в основном связаны с неравномерной осадкой фундаментов в процессе эксплуатации, что приводит к разрушению целостности зданий и делает их непригодными для использования. процесс проектирования и строительства может изменить или полностью разрушить инженерные коммуникации без надлежащего знания геологических условий.

Возведение сооружений в городском строительстве невозможно без учета результатов изысканий (геологических исследований), которые могут привести к деформации стоящих рядом объектов. прогнозы геологов позволят избежать проблем со сложными сооружениями. инженерные изыскания позволят минимизировать или предотвратить возможный ущерб окружающей среде, нанесенный в ходе строительства.

Комплекс нормативных документов

Все виды геотехнических работ определяются и выполняются в соответствии с действующими нормативными документами: Законом о градостроительстве, СНиП, СП. Цели, методы и правила подготовки проектной документации и реконструкции сооружений определяются положениями статьи 47, пункт 4 Закона о градостроительстве.

Порядок проведения инженерно-геологических изысканий основан на специальных положениях СНиП 11-02-96, содержащих ссылку на основные эксплуатационные строительные СНиП.

• SP-11-105-97;
• ГОСТ 21.101-97;
• ГОСТ 2.77.51;
• ГОСТ 21.302-96.

Определение стоимости инженерно-геологических изысканий для строительства

Стоимость геотехнических изысканий в строительстве определяется на основе сборника базовых цен на геологические и экологические изыскания. действующая редакция была принята 1 января 1999 года. сборник рассчитывает стоимость различных видов работ, входящих в геотехнические изыскания, на основе заработной платы рабочих, тарифных ставок, стоимости материалов и других важных факторов по состоянию на 1 января 1991 года. для пересчета этих показателей на основе текущего уровня цен применяется повышающий (инфляционный) коэффициент, который меняется ежеквартально и публикуется в официальном письме министерства строительства.

Еще один коэффициент (1,3) применяется к полевым работам в так называемый «неблагоприятный период года» — продолжительность которого варьируется в зависимости от региона, географической широты и высотной поясности, а также определяется приказом Госстроя РФ (Минстрой). Например, при проведении геотехнических изысканий в Московской области учитывается, что этот период длится 6,5 месяцев — с 20 октября по 5 мая.

Стоимость геологических исследований для строительства также напрямую зависит от заявленного объема работ. она определяется в соответствии с действующими строительными нормами и зависит от этапа проектирования, характеристик строительного объекта, топографических особенностей и других геологических факторов.

Что необходимо учесть при заказе инженерно-геологических изысканий

Проведение строительных работ и геологических изысканий в Москве является видом работ, требующим обязательного членства в саморегулируемой организации (с 1 июля 2017 года это подтверждается не свидетельством о допуске к определенным видам работ, а выпиской из реестра членов саморегулируемой организации, предоставляемой по запросу).

Помимо лицензии, компании, выполняющие геологические изыскания для строительства, должны иметь привлеченных специалистов. быть внесенными в Национальный реестр изыскателей (НОПРИЗ). наличие собственного, а не арендованного оборудования и сертифицированной лаборатории по исследованию грунтов не только позволяет быстрее и качественнее проводить изыскания и лабораторные исследования, но и предлагает клиентам более низкие цены на геологические изыскания для строительства.