757

Рис. 87. Разведочные выработки:

1 — канава; 2 — шурф; 3 — скважина; 4 — закопушка; 5 — штольня

Шурф—вертикальнаявыработкапрямоугольногосечения(1 1,5 м) глубиной до 3–5 м (редко до 10 м).

В настоящее время широко применяются шурфокопательные машины, позволяющие проходить шурфы круглого сечения («дудки» диаметром до 1,5 м).

Шурфы— разведочныевыработки наиболее широкоприменяются при исследовании строительных площадок промышленно-гражданс- ких сооружений и автодорог. Они позволяют детальноизучить геологическоестроениестроительной площадки, структуруслоевгрунтови отобрать пробы грунтов нужных размеров.

После проходки шурфа проводят его документацию — послойное описание грунтов и зарисовку их стенок — вычерчивают развертку шурфа (рис. 88).

Последокументации шурфа осуществляется отбор пробгрунтов из каждого слоя монолитов, проб на влажность и пакетных проб.

Монолит — проба грунта с сохранением его структуры и влажности. При опробовании дисперсных грунтов (глин-супесей) из стенок шурфа,штольни,расчисткивырезаетсяпробаввидекуба20 20 20см. Монолит консервируют путем обертывания слоем марли, пропитаннойнагретойпарафиногудроннойсмесью.Помонолитамопределяются в лаборатории все физико-механические свойства грунта.

Пробанавлажностьснарушеннойструктурой отбираетсявдюралевый стаканчик с плотной крышкой.

Каолинизация—процессразложенияалюмосиликатовподвоздей- ствием воды и находящегося в ней углекислого газа (см. стр. 29). В итогена местевыветривания остается вновь образованный каолинит, а углекислый калий и гидрогель кремнезема переходят в раствор и выносятся в реки и озера.

Приведенные примеры свидетельствуют о том, что при химическом выветривании происходит не только разрушение минералов и пород, но и изменение их химического состава, и образование новых «вторичных» минералов (лимонит, каолинит).

Органическое выветривание — разрушение пород под действием организмов (живых, корней растений) и продуктов их разложения (органических кислот); происходит обогащение разрушенной породы органическими остатками, формируется почва.

Витогевыветриванияформируетсякоравыветривания,состоящая из продуктов разрушенных горных пород — «продуктов выветривания». Мощность корывыветриванияизменяетсяот5 до30 м, позонам тектонического дробления может достигать 100 м и более. Г.С. Золотарев в толще коры выветривания выделяет три зоны: дисперсную, обломочную и трещинную (рис. 6).

I. Дисперсная зона представляет собой полное преобразование химико-минеральногосостава,структурыисвойствисходнойпороды. Онасостоитизтонкодисперсныхгрунтов(песчаных,пылевато-глини- стых), легко подвергающихся размыву.

II. Обломочная зона состоит из обломков породы различной крупности с частичной степенью химического разложения.

По степени раздробления, химического разложения, количеству новообразованийи физико-механическимсвойствамобломочнаязона подразделяется на горизонты: А, Б, В, Г.

III. Трещиннаязонаопределяетсяхарактеромтектоническихразломов и трещин, степенью раздробленности пород в них и глубиной проникновенияагентоввыветривания. Вбольшинствеслучаеввыветриваниеспособствуетразрушениюгорныхпород,ихразуплотнениюи вконечномитогеусложнениюинженерно-геологическихусловий, что особенно нежелательно при строительстве подземных транспортных сооружений.

242

51

Рис. 6. Схема строения коры выветривания (по Г.С. Золотареву)

4.2. Образование осадочных горных пород

Отложения, слагающие кору выветривания, оставшиеся на месте выветривания, называют элювиальными отложениями, или элювием.

Продукты выветривания лишь в незначительной части остаются на месте материнской породы, большая их часть перемещается ветром, водой,ледникаминаразличныерасстояния.Обломкипородиминералов, переносимые ветром и водой по мере падения скорости потоков, отлагаются,накапливаются,ивитогеобразуютсяобломочныеосадочные породы.

Продуктыхимическоговыветриванияврастворенномвидепереносятся в конечные водоемы (озера, моря), там выпадают в осадок, в итоге формируются химические осадочные породы.

Многочисленныеорганизмы в морях и океанах извлекают из воды для построения скелета и панциря химические соединения, со време-

На картах отражаются:

—геоморфологическоестроениетерритории путемвыделенияэлементоврельефа(водораздел,склон,надпойменныетеррасы,поймаидр.);

—распространениегрунтовразличноговещественногосостава(глины, пески, известняки и пр.), залегающих в приповерхностной зоне земной коры (т.е. в зоне инженерного воздействия);

—расположение тектонических разломов;

—глубиназалеганияитипыподземныхвод,иххимическийсостав;

—виды геологических процессов и места их развития (просадочность, карст, морозное пучение, оползни и др.).

На инженерно-геологической карте выделяются инженерно-геоло- гические районы и участки, в пределах которых инженерно-геологи- ческие условия являются однородными, т.е. проводится инженерногеологическоерайонирование. Инженерно-геологические районы выделяются по характеру распространения генетических типов грунтов (например,озерныеотложения,аллювиальныеотложениянадпойменной террасы и т.п.). Участки выделяются внутри районов. Критерием их выделения являются: грунты, различающиеся по вещественному составу, геологические процессы, условия залегания подземных вод.

Детальность инженерно-геологических картзависит отихмасштаба.Различаютмелкомасштабные(1 : 50 000–1 : 200 000)икрупномас-

штабные (1 : 2 000–1 : 5 000) карты.

18.3.2. Разведочные работы. Разведка месторождений природных строительных материалов

Разведочные работы проводятся с целью изучения геологическогостроениятерриториипоглубине,заключаютсявпроходкеразведочных выработок и отборе проб грунтов.

Кразведочнымвыработкамотносятся:расчистка,закопушка,канава, штольня, шурф и буровые скважины (рис. 87).

Закопушка—квадратнаявыработкаглубинойдо0,6м,предназна- ченная для изучения грунтов, залегающих под почвой.

Канава (траншея) — узкая (до 0,8 м) и неглубокая (до 2 м) выработка, предназначенная для изучения грунтов, лежащих под наносами.

Штольня — горизонтальная выработка, пройденная на склоне рельефа и вскрывающая толщу грунтов в глубине массива.

52

241

При этом производится отбор проб грунтов и воды для лабораторных исследований.

Наибольшее внимание уделяется самым неблагоприятным для освоенияучасткамтерритории(сопаснымигеологическимипроцессами, слабоустойчивыми грунтами, с близким залеганием подземных вод).

Основнымдокументомрезультатовинженерно-геологическойсъем- ки является инженерно-геологическая карта.

Инженерно-геологическая карта представляет собой графичес-

коеизображениегеологическогостроенияземной поверхности иявляется проекцией площадей выходов грунтов разного происхождения и возраста на горизонтальную плоскость (рис. 86).

Рис. 86. Схема инженерно-геологической карты:

1 — границы инженерно-геологических районов; 2 — границы участков; 3 — номер района (римская I — вторая надпойменная терраса; II — первая надпойменная терраса; III — пойма), участка (арабская); 4 — глубина залегания подземных вод; 5 — техногенный грунт, намывной песок tQIV; 6 — суглинок бурый aQIV;

7 — торф bQIV; 8 — супесь лёссовая aQIII; 9 — песок aQIII -IV; 10 — суглинок лёссовый aQIII; 11 — просадочность; 12 — морозное пучение; 13 — овраги

нем отмирают, и на дне морей формируются биохимические осадочные горные породы, состоящие из химического вещества.

Впресноводныхводоемах,старицахрек, озерахнаднеформируютсяосадки, состоящиеизразложившихсябездоступа воздуха растений и других простейших организмов, образуются органические (биогенные) породы.

Таким образом, в зависимости от состава исходного материала продуктов выветривания, процессов их отложения осадочные горные породыподразделяютсянагруппы:обломочные,химическиеиоргани-

ческие.

Характерной особенностью осадочных пород является слоистая текстура. Минеральные составляющие располагаются в объеме породы в форме слоев, линзочек. Различают горизонтальную и косую слоистость (рис. 7).

Рис. 7. Форма залегания осадочных пород:

1 — слой гравия с горизонтальной слоистостью; 2 — слой песка с косой слоистостью; 3 — линза с горизонтальной слоистостью; h – мощность слоя

Форма залеганияосадочных пород—слой (пласт) —тела, ограни- ченныеповерхностями,верхней—кровлей,нижней—подошвойслоя. Расстояниемеждуними — мощность (слоя, пласта). В случаевыклинивания слоя вовсе стороны образуется линза. Комплекс слоеви линз пород сходного состава называют толщей.

Залегание пластов и толщ параллельно друг другу называется согласным.Осадочныепородыслагаютверхниеслоиземнойкорыввиде чехла, перекрывающего магматические и метаморфические породы.

Составляя всего 5 % объема земной коры, осадочные породы распространены на 75 % площади земной поверхности. Строитель-

ство инженерных сооружений осуществляется в основном на осадоч-

240

53

ных горных породах или использует их в качестве строительных материалов. В соответствии с ГОСТ 25100–95 породы осадочного происхождения относятся к двум классам грунтов: классуприродных дисперсных грунтов и классу природных скальных грунтов.

4.3.Характеристикагрунтов осадочного происхождения

4.3.1.Класс природных дисперсных грунтов

Дисперсные грунты — грунты, состоящие из множества мине-

ральныхзерен различногоразмера рыхлогоили слабосвязногосложения.

Взависимостиотвеличины обломков различаютследующиефракции дисперсных (обломочных) грунтов:

крупнообломочная — диаметр обломков более 2 мм; песчаная — диаметр обломков от 0,05 до 2 мм;

пылеватая (алевритовая) — диаметр частиц от 0,005 до 0,05 мм;

глинистая (пелитовая) — диаметр частиц менее 0,005 мм. Дисперсные грунты могут быть однородными по крупности и

неоднородными,состоящими изобломковминераловразличнойвеличины. Их классификация осуществляется в соответствии с табл. 8.

Таблица 8

Классификация дисперсных грунтов

	Вид грунта	Размер частиц, мм	Содержание частиц,
			% от массы сухого грунта
	Крупнообломочный:
	валунный (глыбовый)	Более 200	Более 50
	галечник (щебень)	Более 10
	гравий (дресва)	Более 2
	Песок:
	гравелистый	Более 2	Более 25
	крупный	Более 0,5	Более 50
	средней крупности	Более 0,25	Более 50
	мелкий	Более 0,1	Более 75
	пылеватый	Более 0,1	Менее 75
	Лёссовый грунт	0,05 0,005	Более 50
	Глинистый грунт	Менее 0,005	Более 3
	супесь	Менее 0,005	3 10
	суглинок	Менее 0,005	10 30
	глина	Менее 0,005	Более 30

18.3.1. Инженерно-геологическая съемка

Маршрутные наблюдения, инженерно-геологическая съемка осуществляются для выявления основных особенностей инженерно-гео- логических условий исследуемой территории.

Маршрутные наблюдения выполняются с использованием топографических планов или карт.Маршруты осуществляются понаправлениям перпендикулярно к границам основных геоморфологических элементов рельефа, по долинам рек, их притокам и оврагам.

При маршрутных наблюдениях определяют площади геоморфологических элементов рельефа, выполняют описание грунтов в естественныхобнаженияхиразведочныхвыработках,выходовподземных вод (родников, колодцев) и проявлений геологических процессов.

Описание обнажений производят по расчистке — выработке на склоне в виде ступенчатой лестницы (шириной 0,5 м), вскрывающей горизонтально залегающие слои грунтов (рис. 85).

Рис. 85. Схема описания обнажения по расчистке Дата… Точка наблюдения N:

Цифры в кружках номера слоев; слой 1: 0,0–0,2 м почвенно-растительный слой; слой 2: 0,2–1,0 м супесь лёссовая светло-бурая твердая; слой 3: 1,0–2,5 м песок серый сухой; слой 4: 2,5–4 м глина бурая, пластичная; П-3, П-4 — места отбора проб и их номера

54

239

Вподготовительный период проводится сбор и анализ материаловизысканий прошлыхлет.Эта работавыполняетсяпри инженерногеологических изысканиях для каждой стадии разработки проектной документации.

Сбору и обработке подлежат материалы:

— инженерно-геологических изысканий, выполненных ранее для обоснования проектирования и строительства объектов различного назначения;

— технические отчеты;

— материалы геолого-съемочных работ (геологические, инженер- но-геологические карты);

— научно-техническая литература (монографии, научные статьи),

вкоторой обобщены данные о природных условиях территории.

Всостав материалов, подлежащих анализу, следует включать: сведения оклимате(глубине сезонногопромерзания), гидрографической сети района, характеререльефа, геологическомстроении, обусловиях залеганияподземныхвод,огеологическихпроцессах,физико-механи- ческих свойствах грунтов.

Вподготовительный период проводится:

—дешифрование аэро- и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения для уточнения границ грунтов различного происхождения;

—установление распространения подземных вод;

—уточнение и выявление тектонических нарушений и зон трещиноватости пород;

—выявлениерайоновразвитияинженерно-геологическихпроцессов. Наоснованиисобранныхматериаловформулируетсярабочаягипо-

теза об инженерно-геологических условиях района проектирования и устанавливается категория сложности этих условий (см. табл. 36), в соответствии с которой намечаются объемы, методы и технология изыскательских работ.

В полевой период осуществляются основные виды работ:

—маршрутные наблюдения, инженерно-геологическая съемка;

—разведочные работы;

—геофизические исследования;

—опытные полевые исследования грунтов и подземных вод;

—стационарные наблюдения.

Галечник и гравий — рыхлые грунты, состоящие из окатанных обломков пород и минералов. В составе галечника присутствуют обломки диаметром от10 до200 мм в количествеболее50 %, а гравий состоит из обломков от 2 до 10 мм.

Посоставу обломки обычнопредставлены прочными к истиранию породами(кварцит,гранит, базальт)иминералами(кварц, халцедони др.).Порывгалечникеигравиимогутбытьсвободнымиилизаполненными песчаным, пылеватымили глинистымматериалом. Взависимости отсоставазаполнителя определяетсявидгрунта(например, галечник с песчаным заполнителем, гравий с глинистым заполнителем и др.).Наличиеилиотсутствиезаполнителяпорсущественносказывается на инженерно-геологических особенностях этих грунтов. В случае отсутствия заполнителя они обладают высокой водопроницаемостью и являются надежными водоносными горизонтами. По происхождению различают морские, речные и реже озерные галечники (гравий). Залегают грунты в виде слоев, линз.

Плотностьихсоставляет1,7–1,9т/м3,грунтынадежнывосновании инженерных сооружений.

Галечник, гравий широко применяется в дорожном строительстве приотсыпкенасыпей,приустройстведренажейивкачествеинертного заполнителя для бетонов.

Щебеньи дресва— рыхлыенесвязные грунты, состоят из угловатых (неокатанных) обломковскальныхпород. Всоставещебняпреобладаютобломки размером10–200 мм, дресвы— 2–10мм. Эти грунты образуются в процессе выветривания скальных пород. Залегают в формелинз, слоев. Поры, как правило, заполнены песчаным, пылева- то-глинистым материалом, поэтому грунты обладают низкими фильтрационными свойствами. В составе обломков могут встречаться как прочные, так и слабые породы.

Плотность щебня 1,6–1,8 т/м3, коэффициент крепости 1–1,5. Щебень и дресва используются при дорожном строительстве при

отсыпке насыпей дорог, после сортировки — в качестве инертного заполнителя в бетонах.

Высококачественный щебень получаютискусственно — при дроблении магматических скальных пород (гранитов, базальтов и др.).

Песок — рыхлый грунт, состоит из обломков минералов, устойчивыхквыветриванию(главнымобразомкварца,полевыхшпатов, слюды и др.).

238

55

Различают пески мономинеральные, состоящие из одного минерала(кварцевые),иполиминеральные,состоящиеизнесколькихминералов. Размер песчаных зерен изменяется от 0,05 до 2,0 мм, частиц мельче 0,005 мм может присутствовать менее 3 %.

В зависимости от размера зерен различают пески: гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые.

Попроисхождениюразличаютпески:аллювиальные(речные),морские, эоловые (образованные деятельностью ветра) и элювиальные (образуются в процессе физического выветривания пород). Залегают пески в форме слоев, линз, барханов, дюн, имеют слоистую текстуру. Пористость песков изменяется от 30 до 50 %. В зависимости от величины коэффициента пористости различают разновидности песков: плотные, средней плотности и рыхлые.

Разновидности песков выделяются по коэффициенту водонасыщения: маловлажные (Sr < 0,5), влажные (0,5 < Sr 0,8) и насыщенные водой (0,8 < Sr 1).

Насыщенные водой мелкие и пылеватые пески рыхлого сложения под влиянием гидродинамического давления при вскрытии выработкой могут переходить в плывунное состояние (ложные плывуны). Пески рыхлого сложения склонны давать значительную осадку при динамических нагрузках. Средняя плотность песков около 1,5 т/м3, коэффициент крепости 0,5–0,6.

Пески широко применяютсяпри отсыпкенасыпей дорог, при строительстве дренажей и в качестве инертных добавок при приготовлении бетона.

Глина, суглинок, супесь — представляют собой слабосвязные глинистые грунты, содержащие более 3 % тонкодисперсных (глинистых)частиц диаметроммельче0,005мм.Вглинахсодержание«глини-

стой»фракциисоставляетболее30%,всуглинках10–30%,всупесях от 3 до 10 %. Остальная часть грунта представлена пылеватыми и песчаными зернами минералов. Минералогический состав глинистой фракции может быть представлен каолинитом, монтмориллонитом, гидрослюдой,атакжемельчайшимиобломкамикварца,полевыхшпатов и др. По происхождению различают элювиальные (остаточные), т.е. образовавшиеся в результате химического выветривания пород (например,каолинита),оставшиесянаместезалеганияисходнойпороды, и осадочные (переотложенные), образовавшиеся в процессе отложения продуктов выветривания на дне водоемов, уподножья склонов

фундаменты, глубиныихзаложенияинаграницахразличныхгеоморфологических элементов.

Для характеристики окончательно выделенных инженерно-геоло- гических элементов, кроме лабораторных исследований, проводятся полевыеметодыопределения прочностных, деформационныхи фильтрационных характеристик свойств грунтов (штамповые испытания, опытные откачки и др.).

Вэтот периодвыполняются стационарныенаблюдения за динамикой развития опасных инженерно-геологических процессов и режимом подземных вод.

Этап строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений.

Впериод строительства осуществляется ведение геологической документации строительныхвыемок, котлованов, тоннелей. Устанавлива- етсясоответствиеинженерно-геологическихусловий,принятыхвпро- ектной документации, фактическим, выявленным в процессе строительства.

При установлениисущественныхрасхождений спринятымивпроекте инженерно-геологическими данными, которые требуют изменения проектных решений, выполняются дополнительные изыскательские работы.

Впроцессе строительства осуществляется геотехнический контроль за производством земляных работ и авторский надзор.

При отсыпке дорожных насыпей, обратных засыпок фундаментов зданий, станций метрополитенов, водопропускных труб контролируется плотность уплотняемого грунта, его влажность и ее соответствие значениям оптимальной влажности.

Впериодэксплуатациисооруженийинженерно-геологическиеизыс- канияпроводятсясцельюполученияинформацииобизменениисвойств грунтов в сфере взаимодействия сооружений с геологической средой, особенно в случае деформации зданий и сооружений, нарушения их устойчивости и режима нормальной эксплуатации.

Впериод ликвидации сооружений инженерно-геологические исследования проводятсяс цельюполучения информации для обоснования проектных решений по оздоровлению и рекультивации территории.

18.3. Виды инженерно-геологических работ

Инженерно-геологические работы выполняются в три периода: подготовительный, полевой, камеральный.

56

237

—при разработке градостроительной документации;

—при разработке обоснований инвестиций в строительство предприятий и сооружений;

—припринятиипринципиальныхрешенийпоразвитиюнаправлений магистральных транспортных коммуникаций.

Этап разработки проекта. Изыскания для разработки проекта строительства предприятий и сооружений должны обеспечивать ком- плексноеизучениеинженерно-геологическихусловийвыбраннойпло- щадки,участкатрассыипрогнозихизменениявпериодстроительства

иэксплуатации.

Изыскания этой стадии должны освещать инженерно-геологичес- кие условия с целью окончательного размещения сооружений в плане

иглубине:

—выделение в плане и по глубине инженерно-геологических элементов (слоев грунтов) и характеристик их физико-механических свойств;

—определениеглубинызалеганияподземныхвод,иххимического состава и агрессивности по отношению к строительным конструкциям;

—выявлениеинженерно-геологическихпроцессови ихинтенсив-

ности.

Для разработки проекта выполняется инженерно-геологическая съемка с составлением инженерно-геологической карты исследуемой территории.

По всем вариантам проектируемых сооружений составляются ин- женерно-геологические разрезы.

Этап разработки рабочей документации. Изыскания для разра-

ботки рабочей документации должны обеспечивать детализацию и уточнение инженерно-геологических условий конкретных участков строительства проектируемых сооружений и прогноз их изменения в период строительства и эксплуатации.

Инженерно-геологические изыскания направлены на получение данных,необходимыхдляразработкиокончательныхобъемно-плани- ровочных решений, расчетов оснований, фундаментови конструкций проектируемых сооружений, детализации проектных решений по инженерной защите, охранеокружающей среды и обоснованию методов земляных работ.

Горные выработки следует располагать по контурам или осям проектируемых сооружений, в местах резкого изменения нагрузок на

ит.д.(аллювиальные,озерные,морские,пролювиальные,ледниковые глины).

Цвет глинистых грунтов изменяется от белого до черного, но преобладают красновато-бурые, охристые тона за счет окислов железа. Текстура обычно слоистая, залегают в форме слоев, линз. Структурные связи между минеральными частицами водноколлоидные, обусловленные присутствием глинистых частиц и физически связанной воды.

Характерным свойством глинистых грунтов является пластичность — способность под воздействием внешних усилий изменять форму без разрыва сплошности и сохранять ее послеустранения этих усилий.

При увеличении влажности глинистого грунта от 0 происходит изменение его состояния (консистенции) от твердого через пластичное к текучему (рис. 8):

—твердаяконсистенция—грунтимеетсвойства,близкиетвердым телам;

—пластичная — грунт под давлением руки изменяет форму без потери сплошности;

—текучая — грунт деформируется под собственным весом. Значениявлажности награницахконсистенцийназываютсяпреде-

лом(границей)текучестиWL и пределом (границей)пластичности Wp. Значениявлажностинаграницетекучестииграницепластичностидля данного грунта являются постоянными величинами. Разность между ними, выраженная в процентах, называется числом пластичности:

Ip = (WL – Wp)·100.

0

Wp

WL

W

Рис. 8. Основные состояния (консистенции) глинистого грунта:

WL — влажность на границе текучести; Wp — влажность на границе пластичности

Повеличинечислапластичностиглинистыегрунтыподразделяются на виды (табл. 9).

236

57

		Таблица 9
	Виды глинистых грунтов
Виды грунта	Число пластичности	Содержание глинистой фракции, %
Супеси	1 Ip 7	3 10
Суглинки	7 Ip 17	10 30
Глины	Ip 17	Больше 30

Консистенция глинистых грунтов отражает их состояние, определяется повеличине показателя текучести:IL = (W – Wp) / (WL – Wp), где W — влажность естественная.

В зависимости от величины показателя текучести выделяются разновидности глинистых грунтов (табл. 10).

		Таблица 10
Разновидности грунтов по консистенции
Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести IL
Супесь:
твердая	Менее 0
пластичная	От 0 до 1
текучая	Более 1
Суглинки и глины:
твердые	Менее 0
полутвердые	От 0 до 0,25
тугопластичные	От 0,25	до 0,5
мягкопластичные	От 0,50	до 0,75
текучепластичные	От 0,75	до 1
текучие	Более 1

Глинистые грунты способны поглощать и удерживать в себе воду. При замерзании воды, находящейся в их порах, они существенно увеличиваются в объеме — происходит морозное пучение, которое разрушающе действует на насыпи автомобильных, железных дорог и фундаменты зданий.

Глиныисуглинки,содержащиевсоставемонтмориллонит,обладают свойством набухания.

Набуханием называют увеличение объема глины в процессе насыщенияводой,чтообусловленогидрофильнымисвойствамиглинистых минералов и большой удельной поверхностью их. Водные оболочки, образующиесявокругглинистыхчастиц,приводяткувеличениюобъема грунта. В результате развивается давление набухания до 0,5 МПа, действующее на фундаменты сооружений, их деформацию. Грунты

				Окончание табл. 36
	Факторы	I (простая)	II (средней	III (сложная)
			сложности)
	Инженерно-гео-	Отсутствуют	Неоказывают суще-	Широко распростра-
	логическиепро-		ственного влияния на	нены и оказывают
	цессы, отрица-		выбор проектных	влияние на проектные
	тельно влияющие		решений и строитель-	решения
	наусловия строи-		ство
	тельства
	Специфические	Отсутствуют	Имеют ограниченное	Имеют широкое рас-
	грунты в сфере		распространение и не	пространение и ока-
	взаимодействия		оказывают сущест-	зывают влияние на
	зданий и сору-		венного влияния на	выбор проектных ре-
	жений с		выбор проектных	шений истроительст-
	геологической		решений	во
	средой
	Техногенные воз-	Незначительные и	Неоказывают суще-	Оказывают сущест-
	действияи изме-	могут не учиты-	ственного влияния на	венное влияниена
	нения освоенных	ваться при изыска-	выбор проектных	выбор проектных
	территорий	ниях и проектиро-	решений	решений и осложняют
		вании		изыскания

Категории сложности условий следует устанавливать по совокупности факторов. Если какой-либо фактор относится к более высокой категории сложности и является определяющим при принятии проектных решений, то категорию сложности условий следует устанавливатьпоэтомуфактору.Вэтомслучаедолжныбытьувеличеныобъемы или дополнительнопредусмотрены виды работ, которые необходимы для исключениявлияния на проектируемыесооруженияданного фактора.

18.2.Этапы изыскательских работ

Всоответствии с СП 11-105–97 инженерно-геологические изыскания организуются по следующим этапам (стадиям) с постепенным возрастанием степени детальности.

Этап разработки предпроектной документации. Изыскания для разработки предпроектной документации должны обеспечивать изу- чениеинженерно-геологическихусловийтерритории(площадки,трас- сы), проектируемогостроительстваисоставлениепрогнозаизменения этих условий в период строительства и эксплуатации сооружений.

Изыскания этого этапа проводятся:

— при составлении различного рода схем и программ развития регионов;

58

235

18.1.Организацияинженерно-геологическихизысканий

Инженерно-геологическиеизысканиярегламентируютсяосновным нормативным документом в строительстве: СП 11-105–97. Свод правил. Инженерно-геологические изыскания для строительства.

Инженерно-геологическиеизысканияпроводятсянаоснованиитех- ническогозадания,составленногозаказчиком(проектнойорганизацией).

Потехническомузаданиюизыскательская организация составляет программу изысканий. Программа утверждается заказчиком.

Программа изысканий является основным документом при проведении изыскательских работ, при внутреннем контроле качества приемки материалов изысканий и при экспертизе технического отчета.

В программе изысканий устанавливаются состав и объемы инже- нерно-геологическихработнаосноветехническогозаданиязаказчика, исходя из следующих данных: этап (стадия) проектирования; вид строительства; сложность инженерно-геологических условий (табл. 36).

				Таблица 36
	Категории сложности инженерно-геологических условий
	Факторы	I (простая)	II (средней	III (сложная)
			сложности)
	Геоморфологиче-	Площадка (уча-	Площадка в пределах	Площадка в пределах
	ские условия	сток) в пределах	нескольких геомор-	нескольких геомор-
		одного геоморфо-	фологических элемен-	фологических элемен-
		логического эле-	тов одного генезиса	тов разного генезиса,
		мента. Поверх-		сильно расчлененная
		ность горизон-
		тальная
	Геологические в	Не более двух раз-	Не более четырех	Более четырех раз-
	сфере взаимодей-	личных по литоло-	различных по литоло-	личных по литологии
	ствия зданий и	гии горизонталь-	гии наклонных слоев.	слоев. Значительная
	сооружений с	ных слоев. Незна-	Существенное изме-	неоднородность по
	геологической	чительная степень	нение показателей	показателямсвойств
	средой	неоднородности	свойств грунтов. По-	грунтов. Поверхность
		слоев по показате-	верхность скальных	скальных грунтов
		лям свойств грун-	грунтов неровная	расчлененная. Име-
		тов		ются разломы
	Гидрогеологиче-	Подземные воды	Два и более выдер-	Горизонты подземных
	ские в сфере взаи-	отсутствуют, име-	жанных горизонтов	вод не выдержаны, с
	модействия зда-	ется горизонт под-	подземных вод с не-	неоднородным хими-
	ний и сооружений	земных вод с од-	однородным химиче-	ческимсоставом, за-
	с геологической	нородным химиче-	ским составом	грязнены
	средой	ским составом

относятсякнабухающим,еслиотносительнаядеформациянабухания, определяемая по формуле sw = (hw – h0)/h0, более 0,04 (слабонабухающие 0,04–0,08, средненабухающие 0,08–0,12 и сильнонабухающие более0,12).Здесьhw—высотаобразцапослезамачивания;h0 —высота образца дозамачивания. При высыхании водонасыщенных глин происходит уменьшение их объема — усадка.

Глины обладают высокой степенью водопоглощения и капиллярного поднятия и низкой водопроницаемостью. Пористость их составляет 40–60 %, плотность 1,8–2,0 т/м3, коэффициент крепости 0,5–1.

Применяются глинистые грунты при возведении насыпей железных и автомобильных дорог, плотин, суглинки и супеси — в кирпичном производстве.

Лёссовыегрунты (от немецкого слова loss — россыпью) — пыле- вато-глинистые,состоятизпылеватыхчастиц(размером0,05–0,005 мм)

вколичестве более 50 %, мелкопесчаных и незначительного количества (до 16 %) глинистых частиц (мельче 0,005 мм).

Минеральнаячастьгрунтовпредставленакварцем,полевыми шпатами,слюдами,каолинитом,монтмориллонитомидругимиминералами. Минеральные частицы связаны между собой легкорастворимыми солями (гипсом, карбонатом кальция и др.) и глинистым веществом. Лёссовыегрунтыхарактеризуютсяповышеннойпористостью(до60%),

вниххорошовиднымакропорыдиаметром1–2мм, светлыекарбонатные журавчики, бурно вскипающие под действием соляной кислоты.

Текстура однороднаяили слоистая, плотность—1,5–1,8 т/м3.Цвет грунтов палевый, светло-бурый за счет окислов железа.

Лёссовые грунты широко распространены на территории нашей страны: южнее широты г. Томска, Тюмени, Москвы (см. рис. 97).

Залегают лёссовые грунты с поверхности Земли в виде покровов мощностью от 1–2 до 60 м (Алтайский край, Северный Кавказ).

По происхождению различают эоловые лёссы и полигенетичные

лёссовыесуглинки,лёссовыесупеси,образовавшиесявпроцессевывет-

ривания приповерхностной толщи пород аллювиального, озерного происхождения.

Наиболееважнымсвойствомлёссовыхгрунтовявляетсяпросадочность. Под просадкой понимается уменьшение объема грунта при замачивании водой. В естественных условиях лёссовые грунты обыч-

но характеризуются незначительной влажностью (обычно Sr < 0,5) и достаточно высокой прочностью. Вода, попадая в грунт, разрушает

234

59

слабые структурные связи между частицами (растворяются легко растворимыесоли, смачиваетсяповерхность частиц, расклиниваются глинистые частицы). Под влиянием собственной массы или массы инженерного сооружения происходит уплотнение высокопористого лёссового грунта, его просадка.

Степеньпросадочностилёссовыхгрунтовоцениваетсяповеличине относительной просадочности, определенной по формуле

sl = (hp – hp )/hp,

где hp —высота образца при давлении pпри естественной влажности; hp — высота образца при давлении p после замачивания.

Грунты относятся к просадочным при относительной просадочно-

сти более 0,01 ( sl > 0,01).

Просадка лёссовыхгрунтовпроисходиткаквприродной обстановке, таки в результатеинженерно-хозяйственной деятельности человека — при подтоплении городской территории, утечкеводы из водонесущих коммуникаций. Неравномерное увлажнение пород под сооружениямиприводиткихдеформациям,дополногоразрушения(рис.9).

Рис. 9. Деформация здания от просадки лёссового грунта основания (фото В.П. Ананьева, А.Д. Потапова)

выепустоты,снижаетсяплотностьиустойчивостьгрунтов.Возможны деформации сооружений.

В период проходки подземных выработок происходит существенное изменение физико-механических свойств грунтов:

—искусственное разрушение грунтов под действием механизмов

ибуровзрывныхработ. Усиливаетсятрещинообразованиеи рыхление грунтов;

—разуплотнение грунтов по контуру выработки (трещины отпора). Развиваются трещины параллельнообнаженной поверхности выработки. Мощность разуплотнения достигает до 10 м;

—выветриваниегрунтовпроисходитпообнаженной поверхности выработки. Грунты растрескиваются, при увлажнении размягчаются, набухают. У стен выработки формируются осыпи;

—сдвижение грунтов (горных пород) — деформация грунтов, залегающих над выработанным пространством. Участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению, называется мульдой сдвижения. В случае прорыва плывуна в подземную выработку образуется мульдаоседанияповерхностидиаметромдо400м.Величинаоседания может достигать 500 см. Максимальные осадки поверхности земли в мульдах сдвижения в Москве составляют 100 см, в Санкт-Петербур- ге —80см. Сдвижениеприводиткдеформациисооружений наповерхности земли.

Глава 18. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ

Инженерно-геологические изыскания являются составной частью инженерных изысканий, необходимых подготовительных работ для проектирования и строительства инженерных сооружений.

В задачу инженерно-геологических изысканий входит изучение инженерно-геологических условий территории строительства и эксплуатации инженерных сооружений: исследование рельефа, геологического строения, физико-механических свойств грунтов, подземных водииххимическогосостава,природныхиинженерно-геологических процессов,осложняющихстроительствоиэксплуатациюсооружений.

Системаинженерныхизысканийдолжнагарантироватьстроительство от различных геологических неожиданностей, которые могут вызвать необходимость изменения проекта, сроков строительства и стоимости сооружений.

60

233