Вопрос №9. Опишите методы инженерно-геологических исследований (табл.9).

Таблица 9

Исходные данные к описанию методов инженерно-геологических изысканий

Ответ:

Инженерно-геологическая съемка -- комплексный метод получения информации о наборе компонентов инженерно-геологических условий некоторой территории путем наблюдений, описания свойств геологической среды и дешифрирования АКФМ, дополненных другими методами (горно-буровыми, геофизическими, опробованием). Территорией съемки может быть район предполагаемого хозяйственного освоения; вариант трассы линейного сооружения; вариант строительной площадки, реже -- выбранная строительная площадка.

Съемка ведется с целью:

• · обоснования схем развития и размещения отраслей промышленности и народного хозяйства (зонирование территории);
• · сравнительной оценки геологических условий строительства сооружений на намеченных вариантах, проводимой для выбора площадки размещения сооружения (трассы);
• · решения вопросов размещения отдельных сооружений на строительной площадке;
• · решения специальных вопросов, преследующих цель разработки прогноза изменения свойств геологической среды при освоении территории.

В зависимости от цели инженерно-геологическую съемку проводят в среднем или крупном масштабе. Средними считается группа масштабов 1:100 000 - 1:500 000. Крупными - крупнее 1:50 000. Государственная инженерно-геологическая съемка проводится в масштабе 1:200 000. В районах с простыми инженерно-геологическими условиями масштаб государственной съемки может быть 1:500 000, а со сложными -- 1:100 000. При отсутствии геологической и гидрогеологической карт выполняется комплексная геологическая, гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка. Государственная инженерно-геологическая съемка -- съемка общего назначения, выполняемая для обоснования схем развития и размещения отраслей различной хозяйственной деятельности, схем расселения, а также схем развития и размещения производительных сил. Съемки крупного масштаба, как правило, являются специальными, т. е. проводятся с целью решения задач проектирования отдельных видов строительства. Основным продуктом инженерно-геологической съемки всегда является карта инженерно-геологических условий с пояснительной запиской.

Инженерно-геологическая съемка включает:

• · наземные и аэровизуальные наблюдения
• · дешифрирование АКФМ
• · горные и буровые работы
• · инженерно-геологическое опробование
• · геофизические работы
• · некоторые специальные методы (зондирование, пенетрационно - каротажный и др.).

Состав работ, входящих в инженерно-геологическую съемку, может несколько изменяться в зависимости от природных, в том числе и геологических, условий и масштаба съемки. Так, например, зондирование или пенетрационно-каротажные методы неприменимы в районах распространения скальных и полускальных пород, а метод ключевых участков не используется при крупномасштабной инженерно-геологической съемке. В ходе инженерно-геологической съемки должна соблюдаться определенная последовательность отдельных видов работ. Это позволяет опираться на результаты ранее проведенных работ при планировании (корректировке методики проведения) последующих. Методики средне- и крупномасштабной инженерно-геологических съемок существенно различаются, поэтому они будут рассмотрены отдельно.

Среднемасштабная инженерно-геологическая съемка

При среднемасштабной инженерно-геологической съемке полевым работам обычно предшествует дешифрирование АКФМ, цель которого заключается в составлении предварительной схематической карты инженерно-геологических условий или в худшем случае -- схемы размещения отдельных компонентов инженерно-геологических условий; выявлении структуры ландшафта (составление схемы ландшафтного районирования) и установлении местоположения ключевых участков общего (эталонов и граничных) и специального назначения, опорных маршрутов аэропрофилей, наземных и опорных профилей, ориентированных по главным направлениям изменчивости.

Крупномасштабная инженерно-геологическая съемка

При крупномасштабной инженерно-геологической съемке выполняют практически те же работы, что и при среднемасштабной. Однако соотношение работ, выполняемых разными методами, изменяется. Крупномасштабная инженерно-геологическая съемка в подавляющем большинстве случаев является специализированной. Она выполняется с целью получения инженерно-геологической информации, нужной для проектирования конкретных сооружений, для расчетов инженерно-геологических процессов. Возрастает роль количественных оценок в инженерно-геологической информации, повышаются требования к ее точности и доверительной вероятности.

Динамическое зондирование предназначено для исследования песчано-глинистых пород, содержащих не более 40 % крупнообломочного материала, на глубину до 20 м. С помощью этого метода можно:

• · расчленить разрез пород на слои, отличающиеся сопротивлением динамической пенетрации с высокой точностью (до 0,05 м);
• · установить их степень однородности, определить показатели некоторых свойств и глубину забивки свай.

Динамическое сопротивление пенетрации

Зонд, включающий штанги и наконечник, забивают в грунт ударами молота, падающего с фиксированной высоты (рис. 3). При забивке зонда фиксируют число ударов и глубину погружения зонда от одного залога, который устанавливают в зависимости от сопротивления грунта. Сопротивление, оказываемое грунтом зонду, называется динамическим сопротивлением пенетрации. Оно включает сопротивление грунта прониканию наконечника и силу трения по боковой поверхности зонда (между грунтом и штангами).

Рис.3. Схема установки динамического зондирования

1 -- конический наконечник; 2 -- штанга зонда; 3 -- наковальня; 4 -- молот; 5 -- захват молота; 6 -- ограничитель высоты подъема молота

Результаты динамического зондирования представляют в виде графиков: зависимости показателя зондирования N, щ, p_д от глубины о₃. Рядом специалистов (В. А. Дуранте, Г. К. Бондарик, И. Оде и др.) были предложены различные классификации плотности сложения (или плотности грунта) песчаных пород разного генезиса. Они учтены в классификации, помещенной в приложении к СП 11-105-97. По показателям динамического зондирования можно определять приближенные значения показателей свойств.

Для расчленения разреза песчано-глинистых пород на слои, однородные по величине динамического сопротивления пенетрации и оценке среднего значения показателя пенетрации однородного слоя, удобно использовать палетку, предложенную М. И. Горальчук На палетке выделены зоны безразличия, отвечающие средним значениям показателя пенетрации Rk. Накладывая палетку на график накопленных сумм показателя пенетрации вида

?(N, щ,рд ) =ѓ(о3),

легко и объективно по формальным данным расчленяют разрез на слои. Палетку строят до начала зондирования, все величины берутся в масштабе графика зондирования.

Для динамического зондирования применяют серийно выпускаемую установку УБП-15М Гидропроекта и другие установки. В России чаще всего используют зонд со штангами диаметром 42 мм и коническим наконечником (угол раскрытия конуса 60°) диаметром 74 мм.