Раздел V инженерно-геологические работы для строительства зданий и сооружений

В этом разделе сначала дается описание инженерно-геологи­ческих исследований, которые необходимо проводить на террито­рии будущего строительства; затем показывается содержание ин­женерно-геологических изысканий под конкретные строительные объекты.

Глава 32 инженерно-геологические исследования для строительства

Роль и место инженерной геологии в строительстве зданий и сооружений показаны в табл. 37. Техническое задание на инженер­но-геологические изыскания выдает инженер-строитель, занимаю­щийся проектированием объекта. В связи с этим инженер-строи­тель должен владеть определенными знаниями по инженерной геологии. Далее изыскания выполняет специализированная изыс­кательская организация. Каждая изыскательская организация, в том числе и по инженерно-геологическим изысканиям, специали­зируется, как правило, по определенному виду строительст­ва — промышленно-гражданскому, дорожному, гидротехническому и др. Результаты изысканий в виде инженерно-геологического от­чета передаются строительной проектной организации, где ведется проектирование объекта. В этой работе, как и при строительстве объекта, обязательно принимает участие инженер-геолог. В период эксплуатации объекта в ряде случаев также требуется участие ин- женера-геолога, чаще всего это бывает в связи с нарушением нор­мальной эксплуатации объекта (деформация зданий, подтопление фундаментов, оползневые процессы и т. д.).

Таблица 37

Роль инженерной геологии в строительстве объектов

Этап строитель­ ства	Вид работ	Организация	Исполнитель
1	Инвестиции	Заказчик	Заказчик
2	Техническое задание на инженерно-геологические изыскания	Проектная	Инженер-строитель
3	Инженерно-геологиче­ские изыскания	Изыскательская	Инженер-геолог
4	Проектирование	Проектная	Инженер-строитель при участии инжене- ра-геолога
5	Строительство	Строительная	То же
6	Эксплуатация объекта	Заказчик	»
7	Реконструкция или лик­видация	Строительная	»

В последнее время значительное место в строительной практике занимает вопрос реконструкции, перепрофилирования и реставрации зданий и сооружений, как правило, в пределах существующей городской застройки. Это накладывает особую ответственность на инженеров-геологов, которые должны оценить степень изменений в геологической среде за период эксплуатации зданий и сооружений и выработать рекомендации по дальнейшим проектным решениям в связи с изменившейся геологической обстановкой.

Цель инженерно-геологических исследований — получить не­обходимые для проектирования объекта инженерно-геологиче­ские материалы.

Задача исследований — изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, природных геологи­ческих и инженерно-геологических процессов, свойств горных пород и прогноз их изменений при строительстве и эксплуата­ции различных сооружений.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентирует­ся основным нормативным документом в строительстве «Строите­льными нормами и правилами» СНиП 11.02—96 «Инженерные изыскания для строительства» и комплексом сводов правил.* Дан-

С 01.07.03 г. принят Закон РФ «О техническом регулировании», переводя­щий указанные документы в разряд рекомендательных, что, однако, не меняет их значимость для организации инженерных изысканий для строительства.

ные документы определяют порядок, состав, объем и виды выпол­няемых работ изысканий для различных этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов и различных геологиче­ских обстановках, а также состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления и приемки, а также ответ­ственность исполнителей и заказчиков (проектировщиков).

Состав исследований определяется программой, согласован­ной с проектной организацией. В состав работ входят: сбор, изу­чение и анализ имеющихся геологических материалов по району строительства; инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка; буровые и горно-проходческие разведочные работы; гео­физические исследования; опытные полевые работы; стационар­ные наблюдения; лабораторные исследования грунтов и подзем­ных вод; камеральная обработка и составление отчета.

Во всех случаях исследования должны начинаться со сбора имеющихся материалов о природных условиях района (геологиче­ском строении, гидрогеологических условиях, климате, гидроло­гии, почвенном покрове, топографии). Эту работу выполняют в подготовительный период до начала полевых работ; изучают ма­териалы, хранящиеся в геологических фондах и других организа­циях, опубликованные работы, собирают данные об опыте строи­тельства и эксплуатации аналогичных сооружений в местных природных условиях. Тщательный сбор и анализ имеющихся ма­териалов, дополненный в ряде случаев рекогносцировочным об­следованием района, позволяет целенаправленно составить про­грамму исследований и значительно сократить их объем.

После проведения необходимых организационно-хозяйствен­ных мероприятий изыскательский отряд или партия выезжает на место будущего строительства и приступает к полевым работам (съемка, буровые, геофизические и другие работы).

Окончательная обработка полевых материалов и результатов лабораторных анализов производится в стационарных условиях в течение камерального периода. Камеральная обработка материа­лов завершается составлением инженерно-геологического и гидрогеологического отчетов.

Объем выполняемых инженерно-геологических исследований бывает различен. Это связано со стадией проектирования (пред­варительные или детальные исследования), геологической изу­ченностью района (изученный, малоизученный, неизученный), сложностью геологического строения (сложные складки, горизон­тальное залегание слоев и т. д.), особенностями свойств грунтов (грунты, требующие и не требующие специальных работ), конст­руктивными особенностями сооружений и их капитальностью.

Основной объем инженерно-геологических работ приходится на исследования, проводимые в период до проектирования.На этом

этапе инженерно-геологические исследования обеспечивают полу­чение необходимых данных, связанных с геологическими условия­ми местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Геологическое изучение местности позволяет выявить лучший участок для строительства, влияние различных процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обста­новку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, ре­шить вопрос о необходимости улучшения их свойств и составить представление о наличии в данном районе тех или иных строите­льных Материалов. Важное место занимают инженерные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундаментов и ве­личина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчи­вость сооружения, величины ожидаемых осадков и т. д.

В период строительствапри проходке котлованов производят сверку наблюдаемых геологических и гидрогеологических данных с геологическими материалами, полученными в период инженер­но-геологических исследований до проектирования. При наличии расхождений назначают дополнительные инженерно-геологиче­ские работы для подтверждения правильности выполненного проекта или внесения в него необходимых исправлений.

При эксплуатации зданийи сооружений во многих случаях це­лесообразны работы, связанные с подтверждением прогноза устойчивости объектов. Так, проводят наблюдения за характером и величиной осадок, режимом грунтовых вод и рек, размывом берегов, устойчивостью склонов и т. д. К этому периоду относят также работы, получившие название инженерно-геологической экспертизы. Задачей таких исследований является установление причин возникновения деформаций зданий и сооружений и ре­шение вопросов по их устранению.

Инженерно-геологические работы обычно выполняют в три этапа:

1) подготовительный;2) полевой; 3) камеральный.

Подготовительныеработы включают изучение района по ар­хивным, фондовым и литературным материалам. Осуществляется подготовка к полевым работам.

В полевойпериод производят все инженерно-геологические работы, предусмотренные проектом для данного участка:

• инженерно-геологическую съемку;

• разведочные (буровые и горно-проходческие) работы и гео­физические исследования;

• опытные полевые исследования грунтов;

• изучение подземных вод;

• анализ опыта местного строительства и т. д.

В течение камеральногопериода производят обработку поле­вых материалов и результатов лабораторных анализов, составляют инженерно-геологический отчет с соответствующими графиче­скими приложениями в виде карт, разрезов и т. д.

Инженерно-геологическийотчет является итогом инженер­но-геологический изысканий. Отчет передается проектной орга­низации, и на его основе выполняется необходимая проектная документация для строительства. В общем виде отчет состоит из введения, общей и специальной частей, заключения и приложе­ний. Во введении указывают место проведения изыскательских работ и время года, исполнителей и цель работ. В общей части, в ее отдельных главах дается описание:

• рельефа, климата, растительности, населения;

• геологической обстановки с приложением геологических карт и разрезов;

• карт строительных материалов, которые необходимы для вы­полнения строительных работ.

В специальных главах большое внимание уделяется фунтам и подземным водам. Грунты являются основным объектом исследо­ваний, поэтому указываются: какие грунты, их свойства, выра­женные в цифрах, что необходимо для определения расчетных характеристик, пригодность фунтов для строительства объекта.

Подземные воды оцениваются в двух направлениях: как источ­ники водоснабжения при строительстве и эксплуатации объекта и как они могут помешать строительству. В этих случаях даются ре­комендации по строительному водопонижению и устройству дре­нажей на период эксплуатации объекта.

В заключительной части отчета дается общая инженерно-гео­логическая оценка участка по пригодности для данного строите­льства, указываются наиболее приемлемые пути освоения терри­тории, заостряется внимание на вопросах охраны окружающей среды.

Отчет обязательно должен иметь приложение, в котором дает­ся различный фафический материал (карты, разрезы, колонки скважин и др.), а также таблицы свойств фунтов, химических анализов воды, каталог геологических выработок и др.

Инженерно-геологический отчет должен давать ответы на все вопросы, которые стоят перед строителем, но семь из этих отве­тов являются главными. Это фактически семь основных требова­ний к инженерно-геологическим изысканиям. К ним относятся: 1) оценка общих условий территории;2) обеспечение геологиче­скими данными для выбора типа основания и конструкций фун­дамента; 3) определение характера воздействия на фунты дина­мических нафузок; 4) возможное влияние на устойчивость объекта инженерно-геологических процессов; 5) влияние на объ­ект подземных вод;6) состав и свойства грунтов как несущих оснований и особенности производства земляных работ; 7) про­гноз влияния объекта на природную среду, в частности, по за­грязнению земли, атмосферы и гидросферы.

Инженерно-геологические заключения.В практике инженер­но-геологических исследований очень часто вместо больших отче­тов приходится составлять инженерно-геологические заключения. Выделяются три вида заключений: 1) по условиям строительства объекта;2) о причинах деформаций зданий и сооружений и 3) эк­спертиза. В первом случае заключение носит характер сокращен­ного инженерно-геологического отчета. Такое заключение может быть выполнено для строительства отдельного здания.

Заключение о причинах деформаций зданий и сооружений могут иметь различное содержание и объем. В их основу кладут­ся материалы ранее проведенных исследований, осмотр местнос­ти, сооружения. При необходимости дополнительно выполняется небольшой объем инженерно-геологических исследований. За­ключение должно вскрыть причины деформаций и наметить пути их устранения.

Инженерно-геологическая экспертиза проводится, главным образом, по проектам крупных сооружений. Основой для экспер­тизы является наличие спорных и разноречивых оценок природ­ных условий (в процессе изысканий) или аварий сооружений (в процессе их эксплуатации).

Экспертиза силами квалифицированных специалистов уста­навливает:

• правильность приемов исследований;

• достаточность объемов работ;

• правомерность выводов и рекомендаций;

• причины аварий и т. д.

По объему работы экспертиза бывает кратковременнаяидлите­льная.В первом случае вопрос решается практически сразу. Выво­ды излагаются в виде заключения. Во втором случае экспертиза кроме изучения имеющихся материалов требует выполнения спе­циальных работ по определенной программе с указанием сроков. По окончании работ выводы могут быть изложены в виде заклю­чения или даже небольшого инженерно-геологического отчета.

Экспертиза должна давать ответ на поставленные вопросы, содержать необходимые конкретные рекомендации, обоснования и доказательства целесообразности предлагаемых инженерно-тех­нических мероприятий.

Инженерно-геологическая съемка представляет собой комплек­сное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естественно-исторических условий района строительства. Эта ра- 438 бота дает возможность оценить территорию со строительной точ­ки зрения.

Масштаб инженерно-геологической съемки определяется дета­льностью инженерно-геологических исследований и колеблется от 1:200 000 до 1:10 000 и крупнее. Основой для проведения съемки служит геологическая карта данной территории.

Геоморфологические исследования уточняют характер рельефа, его возраст и происхождение. При геологических работах опреде­ляют условия залегания пород, их мощность, возраст, тектониче­ские особенности, степень выветрелости и т. д. Для этой цели изу­чают естественные обнажения, представляющие собой выходы на поверхность слоев горных пород на склонах гор, оврагов, речных долин. Для каждого слоя записывают наименование породы, окра­ску, состав, примеси, измеряют видимую мощность и элементы за­легания. На карте указываются местонахождения обнажений. Наи­более характерные для данного района обнажения зарисовывают и фотографируют.

Районы, где наблюдается большое количество обнажений, на­зывают открытыми,при отсутствии их —закрытыми.В закрытых районах геологическое строение изучают с помощью разведочных выработок (буровых скважин, шурфов и т. д.). Выработки доку­ментируются. Одновременно из них отбирают пробы образцов пород для лабораторных исследований.

При инженерно-геологической съемке изучают гидрогеологи­ческие условия для выяснения обводненности пород, глубины за­легания подземных вод, их режима и химического состава; выяв­ляют геологические явления и процессы (обвалы, осыпи, оползни, карст и т. д.), которые могут негативно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами, а так­же в специальных полевых лабораториях.

В процессе инженерно-геологической съемки производят по­иски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют инженерно-геоло­гическую карту района строительства. Это дает возможность про­извести инженерно-геологическое районирование территории и выделить участки, наиболее пригодные под строительство круп­ных объектов (промышленные предприятия, жилые микрорайоны И т. д.).

Аэрокосмические методы. Для ускорения сроков съемочных ра­бот и повышения их качества используют аэрометоды, которые особенно эффективны в районах, труднодоступных для наземно­го изучения (заболоченные низменности, пустыни и т. д.). Широ­кое распространение в современных условиях получили методы

космической съемки, для которых разработана специальная аппа­ратура, методики дешифрирования снимков, позволяющие полу­чать высокоточную и достоверную геологическую информацию.

Буровые и горнопроходческие разведочные работы являются су­щественной частью инженерно-геологических и гидрогеологиче­ских полевых исследований. С помощью буровых скважин и гор­ных выработок (шурфов, штолен и др.) (рис. 175) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строитель­ной площадки на необходимую глубину, отбирают пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные на­блюдения.

К главнейшим разведочным выработкам относят расчистки, канавы, штольни, шурфы и буровые скважины. При инженер­но-геологических работах наиболее часто используют шурфы и буровые скважины.

Расчистки, канавы и штольни относят к горизонтальным вы­работкам. Их целесообразно применять на участках, сложенных крутопадающими слоями. При слабонаклонном и горизонталь­ном залегании слоев следует проходить шурфы и буровые сква­жины.

Расчистки— выработки, применяемые для снятия слоя рых­лого делювия или элювия с наклонных поверхностей естествен­ных обнажений горных пород.

Канавы (траншеи)— узкие (до 0,8 м) и неглубокие (до 2 м) выработки, выполняемые вручную или с помощью техники с це­лью обнажения коренных пород, лежащих под наносами.

Штольни —подземные горизонтальные выработки, закладыва­емые на склонах рельефа и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива. Стены штольни, как правило, крепятся, если их проходят в нескальных породах.

Буровая

скважина

vr -г

Шурф I

Рис. 175. Разведочные выработки:

а

б

а — горизонтальные (штольня, ка­нава); 6 — вертикальные (шурф, буровая скважина); 1 — делювиа­льные отложения; 2 — коренные породы

Шурфы— колодцеобразные вертикальные выработки прямо­угольного (или квадратного) сечения. Шурф круглого сечения

называют «дудкой». Проходку дудок легче механизировать, но по прямоугольным шурфам проще и точнее определить положение слоев в пространстве. Шурфы помогают детально изучать геоло­гическое строение участка, производить отбор любых по размеру образцов с сохранением их структуры и природной влажности. Недостатком является высокая стоимость и трудоемкость работ по отрывке шурфов, особенно в водонасыщенных породах. Сле­дует отметить, что за последнее время появились специальные шурфокопательные машины, позволяющие проходить шурфы круглого сечения. Размер шурфов в плане зависит от их предпо­лагаемой глубины. Чаще всего это 1x1 м;1x1,5м; 1,5 х 1,5 м и т. д. Диаметр дудок не превышает 1 м. Обычно глубина шурфа бывает 2—3 м, максимально до 4—5 м.

По мере проходки шурфа непрерывно ведут геологическую до­кументацию — записывают данные о вскрываемых породах, усло­виях их залегания, появлении грунтовых вод; производят отбор образцов. По всем четырем стенкам и дну делают зарисовку и со­ставляют развертку шурфа (рис. 176). Это позволяет более точно определить мощность слоев и элементы их залегания в пространстве.

По окончании разведочных работ шурфы тщательно засыпа­ют, грунт утрамбовывают, а поверхность земли выравнивают.

Буровые скважиныпредставляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые специ­альным буровым инструментом. В буровых скважинах различают устье, стенки и забой (рис. 177).

Бурение является одним из главнейших видов разведочных ра­бот, применяется в основном для исследования горизонтальных или пологопадающих пластов. С помощью бурения выясняют со­став, свойства, состояние грунтов, условия их залегания. Вся эта

ю

Рис. 176. «Развертка» шурфа: 1 — стенки; 2 — дно

Рис. 177. Буровая скважина: 1 — устье; 2 — стенки; 3 — забой

работа основывается на исследовании образцов пород, которые непрерывно извлекаются из скважины по мере ее углубления в процессе бурения. В зависимости от способа бурения и состава пород образцы могут быть ненарушенной или нарушенной струк­туры. Образцы ненарушенной структуры получили название керш.

К преимуществам бурения относят: скорость выполнения скважин, возможность достижения больших глубин, высокую ме­ханизацию производства работ, мобильность буровых установок. На рис. 178 показана буровая установка, смонтированная на ав­томобиле. Бурение имеет свои недостатки: малый диаметр сква­жин не позволяет производить непосредственный осмотр стенок, размер образцов ограничивается диаметром скважины, по одной скважине нельзя определить элементы залегания слоев.

Диаметр скважин, используемых в практике инженерно-геоло­гических исследований, обычно находится в пределах 100—150 мм. При отборе образцов на лабораторные испытания скважины сле­дует бурить диаметром не менее 100мм. Глубина скважин опреде­ляется задачами строительства и может составлять десятки метров; при гидротехническом строительстве достигает сотен метров, при поисках нефти и газа — нескольких километров.

При инженерно-геологических исследованиях применяют та­кие виды бурения, которые позволяют получать образцы пород.

Рис. 178. Буровая установка на автомобиле

Проходка скважин в слабых и водонасыщенных породах бы­вает затруднена вследствие обваливания и оплывания стенок. Для их крепления применяют стальные обсадные трубы, которые опускают в скважины ипродолжают бурение.

По мере проходки буровой скважины оформляется ее геологи­ческая документация в виде геолого-литологической колонки, на которой видно, как залегают слои, их мощность, литологический тип, глубина залегания уровня грунтовых вод, места отбора образ­цов пород в виде керна, возраст пород в индексах (рис. 179). Буро­вые колонки составляют в масштабе 1:100—1:500. После заверше­ния бурения скважина засыпается.

Отбор образцов пород и проб воды. Отбор образцов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже

Скважина №1 Абс. отметка устья — 80,0 м

в? о й: а 2	Геологический индекс	Глубина залегания слоя, м		Мощность слоя, м	Разрез и конструкция скважины		Уровень подземных вод			Литологическое описание пород
							появившийся	установив­ шийся
		от	до		1	89мм 146м?
1	“QlV	0,0	2,0	2,0	ш	ш	4,0	4,0		Суглинок серый, легкий средней плотности
2	aQiv	2,0	8,0	УГВ 6,0	V					Песок мелкозернистый, светло-серый, влажный, рыхлый, с глубины 4,0 м - водоносный
3	aQm	8,0	13,0		=7Т	г-:—			,5	Глина темно-серая, тугопластичная с тонкими прослойками песка
				5,0		ь=]	13,0
					==	===
4	^aQii	13,0	18,0	5,0	О ■ У Л . о ■ ■= Ь • !i^q : ■ok0.a n^c					Гравийно - галечниковые отложения с включением песка, водонасыщенные, плотные

Рис. 179. Геолого-литологическая колонка буровой скважины

чем через каждые 0,5—1,0 м. Наиболее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образ­цов, полученных при инженерно-геологических исследованиях, 5—10 % отбирают для последующих лабораторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор моноли­тов,т. е. образцов с сохранением их структуры. Особенно это важно при отборе образцов из слоев связных дисперсных пород (глины, суглинки), в которых кроме структуры необходимо сохранить природную влажность. В шурфах и обнажениях отби­рают монолиты в форме, близкой к кубу, с размерами от

10. х 10х 10 см до 30 х 30 х 30 см. Из буровых скважин с помо­щью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20—30 мм. Монолиты немедленно парафинируют для сохранения их естественной влажности, т. е. обматывают слоем марли, про­питанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60—65 °С. Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят обычно не более 1,5 месяцев.

Помимо монолитов, отбирают образцы нарушенной структу­ры и образцы рыхлых пород. Вес каждой такой пробы составляет до 0,5 кг.

Пробы подземной воды берут из каждого водоносного гори­зонта в количестве от 0,5 до 2 л. Количество отбираемой пробы зависит от вида химического анализа (полный или сокращенный) и степени минерализации воды. Вода набирается в чистую спе­циальную емкость и тщательно закупоривается.

Геофизические методы исследования обычно сопутствуют раз­ведочным работам и в ряде случаев позволяют значительно со­кратить объем шурфования и бурения. В большинстве случаев они применяются параллельно с другими исследованиями. С их помощью с определенной степенью достоверности можно изучать физические и химические свойства пород и подземных вод, условия залегания, движение подземных вод, физико-геологиче­ские и инженерно-геологические явления и процессы.

В практике инженерно-геофизических изысканий основное место занимают сейсмометрия и электрометрия.

Сейсмические методыоснованы на различии в скоростях рас­пространения упругих колебаний, возникающих как от естествен­ных причин, так и от специально проводимых взрывов. В по­следнее время в инженерно-геологических работах используют разнообразные, в том числе одноканальные, микросейсмические установки. С их помощью можно установить глубину залегания скальных пород под наносами, выявить дно речных долин, кар­стовые полости, уровень грунтовых вод, мощность талых пород в 444 вечной мерзлоте и т. д. В сложных сейсмических и в городских условиях этот метод недостаточно точен.

Электроразведкаоснована на исследовании искусственно со­здаваемого в массивах пород электрического поля. Каждые поро­ды, в том числе сухие и насыщенные водой, характеризуются своим удельным электрическим сопротивлением. Чем больше разнятся эти удельные сопротивления между собой, тем точнее результаты электроразведки для данной строительной площадки.

Наибольшее применение при инженерно-геологических иссле­дованиях нашли электропрофилирование и вертикальное электро­зондирование.

При электропрофилированиина исследуемом участке погружа­ют в грунт серию электродов по намеченным створам и на каж­дом из них измеряют сопротивление пород путем перемещения прибора с фиксированным положением электродов (рис. 180). Это дает сведения об изменении на участке удельного сопротив­ления, что может быть связано, в частности, с наличием пустот карстового происхождения.

Вертикальное электрическое зондирование(ВЭЗ) позволяет определять глубину залегания коренных пород и уровень подзем­ных вод, дна речных долин, выделять слои различного литологи­ческого состава, в том числе водопроницаемые и водоупорные пласты и т. д. Сущность этого метода заключается в том, что по мере увеличения расстояния между питающими электродамиАиБ (рис. 181) линии токов перемещаются в глубину. Глубина электри­ческого зондирования зависит от расстояния между точкамиАиБ и составляет в среднем^х/_ъ(или%)этого расстояния. Измеряя силу тока между питающими электродамиАиБи разность потенциа­лов между приемными электродамиВиГ,можно найти значения электрического сопротивления пород. По этим данным, например, можно уже построить геологический разрез. На рис. 182 показана кривая ВЭЗ в сопоставлении с данными бурения. Рисунок показы­вает, что ВЭЗ четко определяет геологическое строение данной толщи пород.

1

Рис. 180. Электропрофилирование толщи пород: 1 — измерительный прибор;

2—5 — электроды

Рис. 181. Вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) толщи пород:

1 — потенциометр; 2— источник питания; А, Б, В, У—электроды; 3 — эквипотенциальные

линии; 4 — линии тока

Рис. 182. Электроразведка толщи пород:

а — элекгропрофиль через карстовую полость, заполненную песком; б — карстовая полость с песком в известняках; в — буровая колонна; г — кривая ВЭЗ

Геологические карты и разрезы. После окончания работ по ин­женерно-геологической съемке и проходке буровых скважин и горно-проходческих выработок создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологиче­ской документацией при решении вопросов строительства.

Карты составляются в основном для больших площадей, где намечается крупное строительство. Разрезы создаются во всех без исключения случаях строительства.

Геологические картыпредставляют собой проекцию геологиче­ских структур на горизонтальную плоскость. По этим картам можно судить о площади распространения тех или иных пород, условиях их залегания, дислокациях и т. д.

При построении геологических карт используют как базовую информацию топографические карты соответствующего масштаба. 446

Все карты подразделяют на карты коренных пород и четвер­тичных отложений (рис. 183).

Рис. 183. Геологические карты:

I — четвертичных отложений; II — коренных пород; П — поверхность земли

п

Четвертичные отложения покрывают поверхность земли почти сплошным чехлом, скрывая от глаз человека коренные породы, или, иначе говоря, породы дочетвертичнош возраста. Накартах четвертичных отложенийпринято показывать расположение в плане пород различного происхождения (речные, ледниковые и т. п.) и литологического состава, расположенных на поверхности земли (рис. 183, линияI).

Карты коренных породпоказывают горные породы (характер залегания, литологический состав и т. д.), которые располагаются под четвертичными отложениями и скрыты от прямого наблюде­ния (рис. 183, линияII).

Среди геологических карт коренных пород выделяют несколь­ко видов: стратиграфические, литологические и литолого-стратиг- рафические. Кроме того, для различных целей составляют карты специального назначения, среди которых основное место занима­ют инженерно-геологические, гидрогеологические и карты строи­тельных материалов.

Стратиграфическая картапоказывает границы распростране­ния пород различного возраста. Породы одного и того же возра­ста на карте обозначают условными буквенными индексами и окрашивают одним цветом. Так, породы юрского периода — си­ним, мелового — зеленым и т. п. Стратиграфическая карта обыч­но сопровождается стратиграфической колонкой, которая отража­ет порядок напластования пород по их возрасту.

Литологическая картаотражает состав пород. Каждую породу обозначают типовым условным знаком (рис. 184). В практике геологических исследований для строительства чаще составляют литолого-стратиграфические карты, на которых показаны возраст и состав пород.

Почвенный

Суглинок

Глина

слой

Торф

Песок

Известняк

+	+	+
	+	+
+	+	+

//.//. и.

Гранит

Мергель

Плывун

	' ^
	-
	г •.

///////У

///////,

■///////.

////////

Гравий

Л	Л	Л
Л		Л
Л	Л	Л

Габбро

Супесь

Рис. 184. Условные обозначения пород на литологических и других видах карт

и разрезов

Инженерно-геологические карты —это сведения о важнейших инженерно-геологических факторах в пределах изучаемой терри­тории. Каждая инженерно-геологическая карта — понятие соби­рательное и состоит из собственно карты, условных обозначений, геологических разрезов и пояснительной записки.

Для составления инженерно-геологических карт используют карты топографические, геологические всех видов, гидрогеологи­ческих исследований, свойств породы и т. д.

Инженерно-геологические карты бывают трех видов: 1) инже­нерно-геологических условий,2) инженерно-геологического рай­онирования и 3) инженерно-геологические карты специального назначения.

Карта инженерно-геологических условийсодержит информацию с расчетом на удовлетворение всех видов наземного строительст­ва. Ее используют для общей оценки природных условий местно­сти, где будет осуществлено строительство.

Карта инженерно-геологического районированияотражает разде­ление территории на части (регионы, области, районы и т. д.) в зависимости от общности их инженерно-геологических условий.

Карты специального назначениясоставляют применительно к конкретным видам строительства или сооружения. Они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строитель­ства и прогноз инженерно-геологических явлений (рис. 185).

Рис. 185. Карта инженерно-геологических условий строительства

Масштабы инженерно-геологических карт находятся в зависи­мости от их назначения и детальности содержания:

• общие обзорные (или схематические) карты мелкого масшта­ба (от 1:500 ООО и мельче) отражают общие закономерности фор­мирования и распространения инженерно-геологических условий на больших территориях;

• карты среднего масштаба (от 1:200 ООО до 1:100 000) предназ­начены для обоснования проектирования строительства населен­ных пунктов, промышленных предприятий, отдельных гидротех­нических сооружений и т. д.;

• детальные крупномасштабные карты (от 1:10000и крупнее) используют для обоснования проектирования при размещении конкретных объектов промышленного строительства, при застрой­ке городских территорий и т. д.

Геологические разрезыпредставляют собой проекцию геологи­ческих структур на вертикальную плоскость и являются важным дополнением геологических карт. Они позволяют выявить геоло­гическое строение местности на глубине.

На геологическом разрезе показывают возраст, состав, мощ­ность, условия залегания пород, гидрогеологические условия. В тех случаях, когда разрез отражает физико-геологические явления и свойства пород, его называют инженерно-геологическим разрезом.

Разрезы строятся по геологической карте или по данным раз­ведочных выработок (шурфов, буровых скважин). Вертикальный масштаб разрезов обычно принимается в 10и более раз крупнее горизонтального.

В качестве примера покажем порядок построения разреза по разведочным выработкам. Вначале закладывают линию разреза (рис. 186, а).Ее располагают так, чтобы можно было получить наиболее полное представление о геологическом строении терри­тории с учетом размещения будущего сооружения или его отдель­ных частей, а в городских районах — в зависимости от наличия свободной от застройки площади. Линия разреза может быть пря­мой и ломаной.

По выбранной линии разреза строят топографический профиль поверхности земли (рис. 186, б).На профиль переносят точки, от­ражающие места заложения буровых скважин. Дальнейшее по­строение разреза осуществляют перенесением на профиль всех геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических данных (рис. 186,в).Каждый разрез оформляется соответствую­щим образом — указывается масштаб, наносятся стратиграфиче­ские индексы, даются условные обозначения пород, подземных вод, физико-геологических явлений и т. д.

Рис. 186. Составление геологического разреза: а — заложение на карте местности линии разреза А—Б; б — профиль местности по А—Б, в — геолого-литологический разрез; 1— 5— буровые скважины; Г— горизонтали

Кроме линейных разрезов при необходимости для отдельных участков строят блок-диаграммы из нескольких взаимопересека- ющихся линейных разрезов, что позволяет получить не только плоское, но и объемное изображение геологии участка.

Геологические разрезы имеют важное значение при общей ин­женерно-геологической оценке районов строительства и отдельных их участков, выборе слоев в качестве несущих оснований, изучении режима фунтовых вод и т. д. Любая инженерно-геологическая рабо­та должна заканчиваться построением геологического разреза.

Выделение инженерно-геологических элементов на территориях строительных площадок. Инженерно-геологический элемент(ИГЭ) — это часть массива пород (слой, часть слоя и т. д.), практически одно­родная по возрасту, литологическому составу, показателям состояния и физико-механическим свойствам. Последнее является определяю­щим при выделении элемента. Объем инженерно-геологического элемента зависит от того, какой показатель физико-механических свойств пород положен в основу его выделения в процессе инже­нерно-геологических исследований. Выбор определяющего показа­теля тесно связан с инженерно-геологическими особенностями строительного участка, видом строительства и характером объекта.

Выделение инженерно-геологических элементов позволяет це­ленаправленно размещать здания (сооружения) на территории, выделенной под строительство, и дает возможность решать во­прос выбора модели работы основания фундаментов.