Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания - производственный процесс определения экономически и технически приемлемых условий строительства зданий и установки конструкций с учетом особенностей среды и охраны природы. Инженерно-геологические изыскания - всестороннее рассмотрение гидрогеологических, геоморфологических условий территории с целью сбора данных для проектирования. Геологические работы входят в состав инженерных и являются их основой.

От результатов зависит устойчивость и функционирование здания. Инженерно-геологические изыскания включают в себя изучение: рельефа; свойств горных пород; особенностей грунта; химического состава подземных вод.

Три основные цели проведения изысканий

1. Создание предпроектной документации

Инженерно-геологические изыскания проводят на предпроектной подготовке к строительству, реконструкции или ликвидации, при освоении санитарных зон, перед покупкой или продажей недвижимости, земельного участка, при подготовке к сооружению гражданских и промышленных зданий, автомобильных и железных дорог, мостов, метрополитенов, плотин, аэродромов.

Комплексное изучение особенностей участка - обязательное условие для получения разрешения и составления документации, без этого невозможно запустить проект. Инженерно-геологические изыскания можно не проводить, если они выполнялись ранее, а срок действия еще не закончился (об этом подробнее в разделе "Срок действия результатов").

2. Обоснование инвестиций

При составлении сметы застройщик устанавливает количество и качество строительного материала. Для этого выбирают тип фундамента и надобность дополнительного укрепления. К примеру, в текучих и твердых грунтах требуются разные типы. Если вовремя об этом не узнать, то в будущем возможны критические последствия (оползни, обвалы, осыпи, подтопление, наледь).

Результаты инженерно-геологических изысканий в финансовом плане определяют рациональность возведения зданий, реконструкций, перевооружения и их дальнейшей безопасной эксплуатации.

3. Выбор места застройки

По итогам изысканий определяются природные условия территории и прогнозируются возможные изменения и деформации от взаимодействия почвы и готового сооружения. Проект закрывают при критических значениях. Например, нежелательно строить на заболоченных местах. Понадобится дополнительное время и финансирование на осушение или выбор конструкций, которые предотвратят просадку.

Назначение инженерно-геологических изысканий

Если коротко, то цели инженерно-геологических изысканий - получение сведений для проектирования и их последующий анализ, задача - изучить природные особенности участка. Инструменты для решения: наблюдение, эксперименты, моделирование, расчеты. По итогам специалисты принимают экономически оправданные проектные решения, в т.ч. по фундаментной части и инженерной защите.

Исследования проводятся для предотвращения деформации и обрушения зданий путем изучения почвы. На основании данных проектировщики подбирают рациональные типы фундаментов и конструкций. “Некачественные” инженерные изыскания приводят к тяжелым авариям, например, к падениям зданий. 

Задачи проводимых работ

1. Бурение скважин

Основной способ получения данных о геологических условиях. Зная параметры и местоположение будущего объекта, инженер-геолог рассчитывает глубину и количество скважин (от двух до пяти в среднем). Образцы отбирают из каждого слоя пробоотборником в ненарушенном сложении и герметично упаковывают для безопасной транспортировки. Уровень грунтовых вод так же определяется при бурении. Извлеченные пробы исследуют в лабораторных условиях.

2. Анализ грунта.

Комплекс работ направлен на выявление физико-механических и химических особенностей:

• естественная влажность;
• агрессивность к бетону;
• пластичность;
• плотность;
• свойства и толщина слоев;
• коэффициент фильтрации
• наличие и состав грунтовых вод;
• содержание органических веществ;
• уровень промерзания;
• наклон пласта.

3. Освидетельствование котлована.

Контрольная процедура проводится для сопоставления фактических параметров котлована с проектными (формы земляной выемки, отметки).

4. Определение коэффициента уплотнения грунта.

Процедура проводится в лаборатории методом стандартного уплотнения: образец сжимают и наносят на него удары грузом. Таким способом можно предугадать проседание почвы под весом сооружения и появление трещин и разломов на стенах в процессе эксплуатации. 

5. Статическое зондирование.

Вдавливание зонда в песчаные и глинистые породы для исследования плотности, консистенции, прочности, деформируемости. 

6. Динамическое зондирование.

Ударное погружение забивного зонда в песчаные и глинистые породы для выявления плотности, консистенции, прочности, деформируемости, установления глубины залегания плотных коренных, мерзлых пород, а также установления возможности и условий погружения свайных фундаментов.

Состав инженерно-геологических изысканий

1. Отбор и обработка исходных параметров, архивов, проектной документации (при наличии).

2. Расшифровка аэро- и фотоматериалов (производятся на больших площадях).

3. Рекогносцировка местности, маршрутные наблюдения (особенно актуально, если район мало изучен).

4. Инженерно-геологическая съемка (составляется геологическая карта).

5. Проходка горных выработок с их опробованием (бурение скважин, шурфы).

6. Геофизические изыскания (характеристика грунтов, выявление активных зон и тектонических дислокаций - смещений).

7. Гидрогеологические исследования (выявление особенностей водоносных горизонтов).

8. Полевые испытания грунтов и подземных вод.

9. Стационарные наблюдения (изучение динамики развития нежелательных инженерно-геологических процессов с разработкой рекомендаций по инженерной защите).

10.  Лабораторный анализ отобранных образцов.

11.  Сейсмологические и сейсмотектонические работы (регистрация сейсмических волн и возможных землетрясений).

12.  Камеральная обработка материалов, составление чертежей.

13.  Прогнозирование изменений природных условий, оценка риска.

14.  Написание технического отчета.

Последовательность, состав и объем изысканий индивидуально оговаривается с проектировщиком и определяется на основании технического задания.

В процессе решения задачи могут потребоваться другие виды инженерных работ - техническое обследование, аэрофотосъемка, экологический мониторинг.

Результаты инженерно-геологических исследований

Финальным итогом является техническое заключение с оценкой геологических условий. Программа и результаты изысканий должны пройти геотехническую экспертизу.

Технический отчет по инженерно-геологическим изысканиям включает в себя:

• описание климатических условий района;

• сведения о ранее выполненных изысканиях;

• геологическую карту;

• схемы, графики, фотографии;

• таблицы нормативных характеристик;

• перечень опасных геологических процессов, прогнозирование развития и оценка рисков;

• допуск СРО, аккредитация лаборатории.

Стандартное правило написания отчета:

1. Введение (зачем выполняются инженерные геологические изыскания, задачи и цели, методы и перечень нормативных документов).

2. Изученность земельного участка (наличие и результаты изысканий прошлых лет, архивные материалы, планы).

3. Описание изысканий (перечень проведенных полевых и лабораторных работ, использованное оборудование, топографическая съемка).

4. Характеристика участка (особенности климата, состав и свойства грунта, поверхностных и подземных вод, результаты геодезических и гидрологических испытаний).

5. Выводы (выполненные основные задачи инженерно-геологических изысканий, результаты, оценка природных особенностей и рекомендации для дальнейших процессов).

6. Приложения (техническое задание, свидетельство о допуске к работам, аккредитаций испытательной лаборатории, графические материалы, таблицы с результатами анализа грунта).

Итоговая документация должна пройти экспертизу - государственную или негосударственную (по выбору заказчика, если иное не предусмотрено Градостроительным кодексом РФ) [1]. Возможные причины негативного исхода: расхождение описанных результатов с фактическими, несоответствие общим требованиям и стандартам.

Нормативная база

Компании обязаны иметь лицензию на выполнение геологических изысканий (допуск СРО, выписка из реестра, свидетельство об аттестации лаборатории). Испытания проводят в соответствии с действующими инструкциями и нормами (СНиП), сводами правил (СП), госстандартами (ГОСТ) и ведомственными нормами (ВН). 

Соблюдение российских стандартов - обязательное условие осуществления изыскательской деятельности. 

Порядок проведения работ

Инженерно-геологические изыскания для строительства проходят в 4 этапа:

1. Подготовительный (согласование задания, изучение архивов и справок об участке, визуальный осмотр).

2. Полевой (бурение скважин, отбор образцов, штамповые испытания грунта, статическое или динамическое зондирование, геофизические, гидрологические исследования).

3. Лабораторный (анализ механических, физических и химических свойств почвы, воды).

4. Камеральный (оценка параметров и подготовка отчетной документации).

Объем определяют с учетом этапа проектирования, уровня сложности и характеристик исследуемого объекта.

Исходя из целей, изыскания проводятся для создания:

• предпроектной документации;

• проекта;

• рабочей документации (подтверждение окончательных решений).

Срок действия результатов

Отчет по инженерно-геологическим изысканиям действителен в течение 2-3 лет после окончания выполнения работ. Временное ограничение обусловлено тем, что характеристики земельного участка могут измениться за такой период. Это относится к территориям, находящимся вблизи склонов и водоемов. 

Отдельные виды работ:

• топографические планы и карты местности - 2 года;

• геологические отчеты на застроенной зоне - 2 года;

• неосвоенная и незастроенная территория - 5 лет;

• топографические карты для ознакомления - 10 лет.

Независимо от времени, прошедшего с момента окончания изыскательских работ, может потребоваться обновление сведений:

• создание нового проекта;

• капитальный ремонт или реконструкция объекта;

• исследование застроенной местности.

Отсутствие или недостоверность данных приводит к тому, что проектировщики закладывают в смету не те конструкции. Это сказывается на стоимости работ и перерасходе материала.