М.Д. Скурский Обоснование сущности, последовательности, методов и методики, объемов работ инженерно-геологического обеспечения проектирования строительства, реконструкции

10

1.3. Гидрогеологические исследования

Гидрогеологические исследования чаще проводятся в составе ин- женерно-геологической съемки и необходимы в тех случаях, когда в сфере взаимодействия вашего фрагмента линейного сооружения с геологической средой распространены или могут формироваться подземные воды, прогнозируется процесс подтопления или подземные воды оказывают существенное влияние на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерногеологических процессов (образования карста, суффозий, оползней, пучения и др.).

Инженерно-гидрогеологические исследования предусмотрите в составе работ по инженерно-геологической съемке. Однако по необходимости, в сложных гидрогеологических условиях, предусмотрите гидрогеологическую съемку.

Состав гидрогеологических исследований изложите применительно к своему фрагменту трассы, мостовому переходу в соответствии с требованиями [45]. Методы полевых определений гидрогеологических параметров примите и обоснуйте по [45, прил. «К», «Л»]. В качестве примера изучите соответствующий раздел «Программы инженерных изысканий …» (фонды кафедры геологии).

В состав гидрогеологических исследований включите, в частности, изучение водоносных горизонтов и источников, установление глубин залегания подземных вод в колодцах, скважинах, отбор проб воды для изучения химического состава и питьевых качеств, агрессивности по отношению к бетонам. Опытные гидрогеологические откачки проводятся в основном с целью определения водопроницаемости грунтов и их коэффициентов фильтрации [29].

При инженерно-геологических изысканиях количество проб подземных вод для химического анализа предусмотрите не менее трех из каждого водоносного горизонта [16, с. 23]. При пересечении трассой внеплощадных коммуникаций малых водотоков (водоемов) следует предусмотреть отбор не менее 2 проб поверхностных вод, а при пересечении больших водотоков (водоемов) – не менее 3 проб (у берегов и в середине участка пересечения).

Состав лабораторных химических анализов проб подземных и поверхностных вод для определения степени агрессивного взаимодейст-

11

вия и коррозионной активности воды по отношению к бетону и металлам предусмотрите в соответствии с [41; 42; 45, прил. «Н»].

1.4. Аэроизыскания

Аэроизыскания должны быть предусмотрены как опережающие перед инженерно-геологической съемкой, если не проводились до стадии проектирования линейного сооружения.

Постановка этих работ диктуется следующим. Аэроизыскания – комплекс специальных воздушных, полевых и камеральных работ, производимых по аэроснимкам. Они состоят из аэрогеологических, аэрогеофизических, аэрогидрологических и других работ [53]. Для обоснования аэроизысканий используйте [25, с. 86-88; 34; 45]. Большая протяженность автомобильной трассы в целом позволяет применять указанные работы. Аэроизыскания необходимы для:

-уточнения границ распространения геолого-генетических типов и комплексов четвертичных отложений, а также их фациальных комплексов (озерных, речных, элювиальных и др.);

-уточнения распространения подземных вод, областей их питания, транзита и разгрузки;

-уточнения границ морфологических элементов;

-наблюдения за динамикой изменения горно-геологических условий.

Укажите виды аэро- и космических съемок согласно [45].

1.5. Стационарные наблюдения

Стационарные наблюдения необходимы для изучения во времени:

-динамики развития опасных геологических процессов (карста, оползней, обвалов, солифлюкции, селей, озер, выветривания и др.);

-подтопления либо деформации подрабатываемых территорий, осадок и просадок их;

-изменений состояния и свойств грунтов, уровневого и гидрохимического режима подземных вод, глубины сезонного про-

мерзания и протаивания грунтов и т.д.

Стационарные наблюдения предусмотрите на участках сложных инженерно-геологических условий. Включите в состав работ по ста-

12

ционарным наблюдениям при необходимости режимные геофизические, гидрогеологические и другие работы [3, с. 273; 4, с. 233; 45].

Стационарные наблюдения предусмотрите также посредством визуальных и инструментальных способов, в частности инженерногеодезические наблюдения за деформациями оснований линейных сооружений, земной поверхности и толщи горных пород на участках развития опасных природных и техноприродных процессов [45, пп. 10.2, 10.8, 10.13, 10.15-10.101], что позволит охарактеризовать конкретные методы и методики стационарных инженерно-геологических наблюдений.

Для стационарных визуальных и инструментальных наблюдений предусмотрите заложение буровых скважин, проходку горных выработок, геодезические работы. К примеру, наблюдаются скорости движения осыпей, ледников, оползней, климатические факторы, сейсмические явления и ряд других, описанных выше.

Стационарные наблюдения за развитием неблагоприятных геологических процессов при их наличии предусмотрите посредством установки сети реперов, инструментальных наблюдений за их перемещением. Продолжительность наблюдений до одного года и более [1; 4; 16,

с. 29].

При необходимости стационарных наблюдений за подземными (грунтовыми) водами, то есть при их близости к несущему грунтовому основанию дороги укажите в отчете в методическом аспекте и на графических материалах следующее: створы выработок необходимо располагать нормально к водотокам и водоемам; расстояния между створами не должны превышать 400 м, а расстояния между выработками по створам примите от 10 до 200 м в зависимости от уклона зеркала грунтовых вод. В местах примыкания стоков к поверхностным водотокам (водоемам) предусмотрите водомерные посты.

В случае проявления оползневых процессов заложите выполнение режимных наблюдений силами специализированных организаций. Определение несущей способности грунта предусмотрите согласно

[25, с. 348].

1.6. Лабораторные и полевые исследования грунтов

Расчетные характеристики грунтов должны определяться на основе достаточно большого количества испытаний, чтобы средние вели-

13

чины этих характеристик являлись устойчивыми. Количество испытаний должно быть тем большим, чем более ответственным является проектируемое сооружение [5].

1.6.1. Лабораторные исследования грунтов

Предусмотрите лабораторные исследования грунтов как основной метод изучения их свойств с целью определения состава, состояния, физических, механических свойств для выявления классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с [8], также с целью определения их нормативных и расчетных характеристик, выявления степени однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации линейных сооружений.

Виды лабораторных определений, количество проб по различным грунтам обоснуйте и предусмотрите применительно к вашей обстановке согласно [45, прил. «М»], а также с учетом [5; 7; 22; 26; 37; 48].

Лабораторные работы регламентированы [16; 34; 50]. В качестве источника и примера следует воспользоваться также [14; 20, с. 62; 30].

При определении объема лабораторных работ по грунтам учтите, что необходимо обеспечить по каждому инженерно-геологическому элементу получение по видам лабораторных исследований частных значений не менее десяти характеристик состава и состояния грунтов или не менее шести характеристик механических (прочностных и деформационных) свойств грунтов.

Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов в лабораторных условиях следует предусмотреть методом трехосного сжатия [9].

1.6.2. Полевые исследования грунтов

Полевые методы исследования свойств грунтов предусмотрите согласно [45, прил. «Ж», «И»]. В соответствии с этим же сводом правил (СП) оценку прочностных и деформационных свойств грунтов осуществите в соответствии с региональными таблицами характеристики грунтов, специфических для исследуемого района, (если таковые

14

имеются по району проектирования) или по показателям физических характеристик согласно [5; 11; 25; 37].

По трассам внеплощадных коммуникаций полевые определения прочностных и деформационных свойств грунтов (испытания штампом, прессиометрами, срезом целиков, вращательным срезом) предусмотрите особенно при сложных инженерно-геологических условиях (участки развития грунтов специфического состава и состояния, неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений) согласно [10; 29; 45]. Количество испытаний грунтов штампом и срезом целиков для каждого характерного инженерно-геологического элемента следует устанавливать не менее трех испытаний прессиометром и вращательным срезом – не менее шести.

Для определения гранулометрического состава крупноблочных грунтов и гравелистых песков, при их наличии на вашем фрагменте трассы, предусмотрите в полевых условиях грохочение и рассев проб по фракциям с определением влажности и плотности в массиве. Предусмотрите также работы по петрографической разборке по фракциям гравия и гальки (после рассева в полевых условиях крупнообломочных грунтов) для определения процентного содержания различных петрографических разновидностей.

1.6.3. Лабораторные исследования вечномерзлых грунтов

Для лабораторных исследований вечномерзлых грунтов предусмотрите определение физических и механических свойств [20; 23; 55]. По физическим свойствам мерзлых грунтов предусмотрите определение пределов пластичности, засоленности, плотности скелета грунтов, влажности, льдистости, объемной массы; по механическим – сопротивление сдвигу, определение эквивалентного сцепления с помощью шарового штампа, испытание на одноосное сжатие, касательные силы морозного пучения, сжимаемость; теплофизические характеристики (теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность [23]); температурный режим грунтов [20, с 81].

Многогранность определения физико-механических свойств мерзлых грунтов зависит от принципа строительства на них [20].

Примечание.

При совмещении стадии рабочих чертежей (рабочей документации) в едином рабочем проекте строительства автодороги, мостового

15

перехода включите в состав инженерно-геологического обеспечения дорожных работ также разведочные работы по участкам индивидуального проектирования.

2. Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации (рабочих чертежей)

Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации должны обеспечить детализацию и уточнение инженерногеологических условий конкретных участков строительства линейных сооружений (дорог, мостовых переходов, водопропускных труб и т.п.), в том числе участков индивидуального проектирования и переходов через естественные и искусственные препятствия.

К местам (участкам) индивидуального проектирования относят мостовые переходы, водопропускные сооружения, участки насыпей выше 12 м и насыпей на слабых грунтовых основаниях, выемки глубиной более 12 м и мокрые выемки; участки, подверженные селевым выносам, опасные в отношении обвалов и лавин; растущие овраги, места образования наледей, пучинистые участки, участки с погребенными льдами и мерзлотными формами, буграми пучения; участки просадочных лессовых грунтов, набухающих, засоленных грунтов и карста, а также участки с повышенной снегозаносимостью и пескозаносимостью

[29; 34].

На участках индивидуального проектирования земляного полотна предусмотрите согласно [45] крупномасштабную инженерногеологическую съемку, переходящую в разведку; горно-буровые работы, геофизическую разведку и другие работы; полевые методы испытаний грунтов, обоснуйте необходимость составления инженерногеологической карты масштаба 1 : 500 – 1 : 2000; предусмотрите составление крупномасштабного продольного профиля вашего фрагмента линейного сооружения, инженерно-геологических разрезов, поперечников с реализацией для этого соответствующего объема различных работ и обоснованием их методики, густоты горных выработок и буровых скважин и т.д. Изложите полную характеристику состава работ,

указанных в [45], а также [17; 20; 21; 33; 34; 38; 39; 44; 49; 51; 52].

При производстве инженерно-геологических изысканий для стадии рабочей документации строительства линейных сооружений установите и обоснуйте расстояния между горными выработками с учетом

16

ранее пройденных в зависимости от сложности инженерногеологических условий согласно [45, прил. «Б»], а также в зависимости от уровня ответственности линейного сооружения по табл. 5.

Таблица 5

	Категория сложности	Расстояние между горными выработками
		для зданий и сооружений
	инженерно-геоло-
		I и II уровней ответственности, м
	гических условий
		I	II
	I	75-50	100-75
	II	40-30	50-40
	III	25-20	30-25

Глубины горных выработок определите согласно [45, табл. 8.2]. Вместе с тем их глубины при проектировании на естественном основании установите в зависимости от величины сферы взаимодействия вашего фрагмента линейного сооружения с геологической средой и, прежде всего, величины сжимаемой толщи с заглублением ниже на 1-2 м.

На участках трасс линейных сооружений индивидуального проектирования (возведение искусственных сооружений, выемок, насыпей и др.) размещение и глубину горных выработок следует принимать в соответствии с табл. 6 [45, табл. 8.3].

На участках с развитием опасных геологических и инженерногеологических процессов или распространением слабых грунтов горные выработки необходимо размещать по оси трассы и на поперечниках, намечаемых через 50-100 м. Расстояние между выработками следует принимать от 25 до 50 м. Количество выработок на каждом поперечнике должно быть не менее трех.

Предусмотрите также исследование грунтов выемок с целью оценки возможности использования их для укладки в земляное полотно или в качестве грунтовых строительных материалов. При обосновании густоты размещения горных выработок учитывайте категорию геологической сложности местности [34, с. 78; 45].

Полевые исследования грунтов на рассматриваемой стадии инже- нерно-геологических изысканий предусмотрите в соответствии с [45, пп. 5.8, 7.13], также с учетом рекомендаций [30, с. 23-30].

17

							Таблица 6
		Размещение горных выработок
Сооружения		расстояние	расстояние	расстояние			Глубина
		по оси	на попе-	между по-	горных выработок
		трассы, м	речниках, м	перечника-
				ми, м
		Насыпи	и выемки высотой (глубиной		):
До 12 м					Для насыпей 3-5 м на
		100-300 и в			слабосжимаемых и			10-
					15	м на сильносжимае-
		местах пе-
					мых грунтах. Для вы-
		рехода вы-	25-50	100-300
		емок в на-			емок на 1-3 м ниже глу-
					бины сезонного промер-
		сыпи
					зания от проектной от-
					метки дна выемки
Более 12 м					Для насыпей 5-8 м на
					слабосжимаемых или на
		50-100 и в			полную		мощность	на
					сильносжимаемых грун-
		местах пе-			тах	с	заглублением	в
		рехода вы-	10-25	50-100	скальные или слабосжи-
		емок в на-			маемые на 1-3 м; а при
		сыпи			большей мощности силь-
					носжимаемых грунтов –
					не менее полуторной вы-
					соты насыпи
Искусственные		сооружения	при переходах	трасс через	водотоки, лога, овраги
Мосты,	путе-	В местах за-
проводы,	эста-	ложения
кады и др.		опор по 1-2					Согласно
		выработки
Водопропускные		В точках				[45, пп. 8.5, 8.7]
трубы		пересечения	10-25
		с осью тру-
		бы

Более подробные указания по полевым и лабораторным исследованиям грунтов рассматриваемой стадии учтите по [45]. Это же касается геофизических, гидрогеологических исследований и других видов работ.

При обосновании методов и методики инженерно-геологических изысканий по мостовым переходам учтите также рекомендации, изложенные в [17].

18

2.1.Инженерно-геологические изыскания по мостовому переходу

исвязанным с ним коммуникационным сооружениям стадии рабочих чертежей

Основными задачами инженерно-геологических изысканий на стадии рабочего проектирования являются установление инженерногеологических условий основания каждой опоры моста, изучение условий участков размещения сооружений, положение которых изменено, и мест строительства вновь проектируемых постоянных и временных зданий и сооружений. Для этого предусмотрите следующие основные виды инженерно-геологических изысканий: разведочное бурение, ла-

бораторные исследования; режимные наблюдения, начатые в стадии разработки технического (рабочего, инженерного) проекта; инженерногеологическую съемку, геофизические работы; разведочные работы и опробование грунтов на участках перетрассировок, изменения положения сооружений, зданий и по трассам подъездных путей [27; 45; 52].

Примерные объемы разведочных работ для обследования основания одной опоры (устоя) средних и больших мостов и для различных инженерно-геологических условий указаны в ниже следующей таблице, а для малых мостов – согласно [52].

Для больших мостов одну скважину предусмотрите по центру площади фундамента проектируемой опоры, две скважины – по краям опоры на ее оси в равных расстояниях от оси моста, третью скважину – по оси моста у одной из длинных сторон опоры так, что в плане точки всех трех выработок образуют треугольник. Четыре скважины расположите по углам ромба, вписываемого на плановом очертании фундамента опоры: две из этих выработок должны быть на оси мостового перехода (табл. 7).

Из скважин предусмотрите отбор образцов, монолитов пород и проб воды для лабораторных исследований в том же составе и объемах, что и на стадии технического проекта [27; 45]. Опробованию должна подлежать каждая выработка, каждый слой грунта с определением их параметров природной прочности.

По глинистым грунтам несущей толщи предусмотрите испытания на сжимаемость, для набухающих – на влажность, величину и давления набухания, для просадочных – относительную просадочность. Также необходимо предусмотреть установление растворимости и размягчаемости в воде полускальных, соле-, гипсоносных и карбонатных пород.

		19
			Таблица 7
	Инженерно-геологические условия	Число	Глубина разведки
	основания проектируемой опоры	скважин
	I. Простые
	Благоприятные при ширине опор по	1	До 15 м
	длинной стороне менее 15 м
	То же, более 15 м	2	До 15 м
	II. Сложные	1	На 5 м ниже поверхности прочных
	В разрезе присутствуют пласты слабых1		пород2, но не более 40 м
	грунтов, при ширине опор по длинной
	стороне менее 15 м
	То же, более 15 м	2	То же
	Падение пластов и уклоны поверхности	2	На 5 м ниже поверхности прочных
	прочных пород, подстилающих аллю-		пород, но не более 30 м
	вий, превышают 15°, имеются карманы
	выветрелых пород, глубокие размывы
	В разрезе присутствуют пласты камен-	2-3	На 5 ниже подошвы толщи раство-
	ной соли, гипса, ангидрита, соле- и гип-		римых пород, но не более 30 м
	соносных пород
	В толще известняков, доломитов, мела	2-3	На 5 м ниже подошвы горизонта
	или мергелей имеются карстовые по-		карстования, но не более 30 м
	лости
	В разрезе присутствуют линзы и пласты	2-3	На 5 ж ниже подошвы подземных
	подземных льдов, просадочные грунты		льдов, толщи просадочных грунтов,
			но не более 30 м
	В основании опор могут быть встрече-	3-4	На 5 м ниже поверхности массива
	ны тектонические разрывы пластов и		пород, нарушенных разрывов, по-
	блоков прочных пород и зоны дробле-		дошвы зоны дробления, но не более
	ния		30 м
	Под дном долины расположены по-	3-4	На 5 м ниже самой нижней поверх-
	верхности скольжения оползней		ности скольжения оползня
	В аллювии погребены глыбы и валуны	2-3	На 5 м ниже подошвы аллювия, но
	скальных пород или аллювий подстила-		не более 20 м
	ется валунной мореной, глыбовыми
	скоплениями

1Слабыми являются илы, глинистые грунты текучей, текуче- и мягкопластичной консистенции и другие неплотные грунты.

2Под прочными подразумевают полускальные, скальные, крупнообломочные, моренные, песчано-глинистые породы дочетвертичного возраста и другие плотные породы.