1. Основи загальної геології

1.1. Передмова.

Основою кожної інженерної споруди є гірські породи, які у взаємодії з фундаментами суттєво впливають на надійність експлуатації будівлі. Для підземних споруд гірські породи слугують за навколишнє середовище. Від складу гірських порід, їх будови, стану, властивостей, а також від умов залягання залежить вибір конструкції споруди, методи проходки і кріплення котлованів, підземних виробок, застосування заходів щодо зменшення негативної дії небезпечних геологічних процесів і явищ.

Знання з інженерної геології необхідні будівельникам для забезпечення надійної роботи будівель і споруд у складних природних умовах із дотриманням сучасних вимог раціонального використання і охорони довкілля та високого рівня техніко-економічної ефективності будівництва.

Фахівець з основ та фундаментів повинен добре знати інженерно-геологічні особливості головних генетичних комплексів гірських порід і типові для них геологічні процеси, що відбуваються внаслідок дії різноманітних природних та техногенних чинників. Інженер повинен володіти головними принципами і методами вивчення гірських порід, геологічної будови основ, гідрогеологічних умов і геологічних процесів.

Інженер-будівельник повинен вміти:

- розпізнавати виявлені при розробці котловану гірські породи і прояви небезпечних геологічних і інженерно-геологічних процесів;

- оцінити розходження фактичного геологічного розрізу в конкретних природних умовах із вказаним в матеріалах проекту фундаментів;

- при проектуванні певного об’єкта аналізувати і читати головну інженерно-геологічну документацію з метою вибору місця для будівництва;

- давати оцінку інженерно-геологічних умов району і прогноз їх зміни за час будівництва і експлуатації споруд;

- складати на основі первинної інженерно-геологічної документації узагальнену характеристику інженерно-геологічних та гідрогеологічних умов будівельного майданчика;

- обґрунтувати головні проектні рішення з основ і фундаментів із урахуванням взаємодії їх з довкіллям і запропонувати заходи щодо його охорони;

- установити склад додаткових інженерно-геологічних досліджень, необхідних для проектування конкретних споруд.

Завданням нашої дисципліни є вивчення трьох головних розділів: геології, гідрогеології та безпосередньо інженерної геології.

Геологія – це наука про Землю, її будову, склад, історію розвитку та процеси, що відбуваються на її поверхні і в надрах.

Гідрогеологія – наука про підземні води, іх походження, класифікацію, закони руху.

Інженерна геологія – це наука, що вивчає властивості гірських порід як основи будівель і споруд (розділ „грунтознавство”) та фізико-геологічні процеси і явища, які впливають на умови будівництва і експлуатації (розділ „геодинаміка”).

До складу курсу входять також відомості із мінералогії (науки, що вивчає природні сполуки, однорідні за хімічним складом та фізичними властивостями), петрографії (науки про гірські породи, їх походження, класифікацію, властивості) і геоморфології (науки про стародавні та сучасні форми рельєфу).

Інженерна геологія виникла із загальної геології. Сама ж геологія сформувалася в самостійну науку в кінці ХVШ століття. Її засновниками були загальновідомі вчені - М. В. Ломоносов (1711-1765р.р), Д. Геттон (1726-1797), Ч. Ляйєль (1797-1875) та інші. Серед вітчизняних вчених значний внесок зробили вчені В.М. Севергін, А.П.Карпінський, Е. С. Федоров, А. Е. Ферсман, В. А. Обручев та інші.

Засновником інженерної геології був академік Ф. П. Саваренський (1881-1946), велику роль в становленні цієї науки зіграли також праці М. М. Філатова, А. Ф. Лебедева, В. В. Охотіна та ін.

Розвиток інженерної геології як самостійної галузі загальної геології почався в XIX столітті і мав три етапи:

1. Друга половина XIX століття.

2. 20…30-ті роки XX століття.

3. Період після Великої Вітчизняної війни.

Перший етап. В другій половині XIX та на початку XX століття в країні набуло значного розвитку будівництво залізниць, зокрема через Кавказький хребет, Сибір, Закаспій. Значна протяжність доріг, перетин ними територій з різноманітними природними умовами дали можливість накопичити велику кількість геологічних даних. Будівельники вперше познайомились з багатьма геологічними процесами - зсувами, карстом, обвалами і т. ін. Геологія почала застосовуватися для вирішення конкретних завдань будівельників.

Другий етап. Після відновлення зруйнованого народного господарства в країні в 20…30-х роках почалося величезне будівництво - гідротехнічне, промислово-цивільне та ін. Будувалися зрошувальні канали Середньої Азії, Дніпровська гідроелектростанція в Запоріжжі, судноплавні канали - Біломоро-Балтійський та Москва-Волга, велетенські промислові об'єкти в Харькові, металургійні комбінати на Дніпропетровщині

На цьому етапі інженери-геологи перейшли від якісної до кількісної оцінки властивостей гірських порід. З'явилися перші нормативи і технічні умови будівництва в складних природних умовах (в умовах вічної мерзлоти, на просадкових ґрунтах та ін.). Вийшли з друку перші книги з інженерної геології.

Третій етап. В країні відбувається велике будівництво. Це гідроелектростанції на Дніпрі, Волзі, ріках Сибіру, нові залізничні та автомобільні шляхи, міста, промислові об'єкти. Все це вимагало подальшого розвитку інженерної геології. На цьому етапі розвитку в інженерну геологію значний внесок зробили такі вчені як І. В. Попов, М. М. Маслов, М. Я. Денисов, А. К. Ларионов, В. П. Ананьєв і багато інших.

Сучасна інженерна геологія вивчає природні геологічні умови місцевості до початку будівництва, а також ті зміни, котрі відбуваються в довкіллі внаслідок будівництва та експлуатації споруд. В наш час жодна будівля чи споруда не може бути запроектована без відповідних інженерно-геологічних досліджень. Це визначає головні задачі інженерної геології.

1) вибір місця, найсприятливішого в інженерно-геологічному відношенні, для спорудження певної будівлі;

2) оцінка інженерно-геологічних умов території (вивчення геологічних умов, визначення фізико-механічних властивостей грунтів основи, виявлення небезпечних геологічних процесів) з метою вибору найбільш раціональних типів і конструкцій фундаментів і споруд ;

3) рекомендації необхідних заходів щодо інженерного поліпшення вибраної території.