Геологические исследования грунта для строительства
Гранулометрический состав и физико-механические свойства грунтов определяют несущую способность земляного основания. Искусственные сооружения можно возводить на выбранном земельном участке только в случае, если основание сможет воспринимать их вес и устойчиво работать под воздействием динамических нагрузок, которые могут исходить от движущегося транспорта и работающего оборудования.
Подготовка оборудования для исследования грунта
Чем массивнее сооружение, и чем больше его вес, тем на большую глубину исследуются грунты. Отчет об инженерно-геологических изысканиях во многом определяет возможность строительства искусственного сооружения. Если грунты являются сложными, либо на участке присутствуют опасные геоморфологические факторы, то для строительства объекта могут потребоваться дополнительные мероприятия – замена грунта, подсыпка, устройство дренажных и подстилающих слоев. Также для повышения устойчивости сооружения назначаются дополнительные мероприятия для усиления несущих конструкций, такие как устройство свайного поля. Все это может существенно увеличить сметную стоимость строительства, поэтому геологические изыскания проводятся до начала проектных и строительных работ.
Состав работ
Геологические изыскания, наряду с геодезическими, геофизическими и прочими являются частью комплекса инженерно-изыскательских работ. Их целью является установление возможности и экономической целесообразности возведения искусственного сооружения на выбранном участке. Также геологический отчет является частью исходных данных и является основанием для составления нескольких разделов проекта строительства.
Инженерно-геологические изыскания производятся на основании технического задания, которое составляет заказчик. Помимо задания для проведения геологических исследований необходима геоподоснова, поскольку все участки, на которых производится бурение и отбор проб должны быть обозначены в плане и иметь высотные отметки. Получив техническое задание и согласовав все детали с заказчиком геологическая служба приступает к работам:
На начальном этапе изучаются все имеющиеся данные относительно геологической обстановки в заданном районе. Поднимаются архивные документы, публикации и отчеты о ранее проведенных изысканиях в данной местности. Для выявления опасных геоморфологических факторов изучаются сведения о близ расположенных участках. Наличие эрозии почв, селевых сходов, обвалов и просадок грунтов являются прямыми указаниями на наличие таких факторов в данной местности.
Бурение скважин и отбор образцов для лабораторных испытаний
Следующим этапом идут полевые работы. В зависимости от особенностей местности, возводимого объекта и прочих факторов подбираются методы исследования. Самым распространенным является бурение скважин и отбор образцов для лабораторных испытаний (при этом часть испытаний проводится непосредственно на обследуемом участке). На сегодняшний день также существует оборудование, которое позволяет производить исследование грунтов непосредственно в скважине – это специальные зонды, которые опускаются в скважины и воздействуют на них различными способами (создают вибрации, расширяются, нагнетают давление). Для регистрации изменений имеются специальные датчики, которые могут быть вмонтированы в сам зонд или размещаться отдельно. Для измерения некоторых свойств грунтов буровые установки оборудуются дополнительными приборами, которые способны определять физико-механические свойства грунтов во время процесса бурения.
Состав работ может отличаться в зависимости от особенностей территории, возводимого искусственного сооружения и прочих факторов. Но в любом случае эта процедура строго регламентируется действующими нормативно-техническими документами. Существуют ГОСТы и технические условия (ТУ) на используемое оборудование, порядок проведения работ, установление соответствия свойств исследуемых грунтов нормативным требованиям.
Что обследуется, кто может производить работы
В зависимости от категории объекта и сложности геологической обстановки в заданном регионе выбирается способ проведения изысканий и подбирается оборудование. При возведении сложных и массивных объектов, таких как линейные сооружения, помимо инженерно-геологических исследований могут быть дополнительно назначены геофизические изыскания. В данной ситуации необходимо изучить срез пород на достаточно большой площади, что крайне сложно произвести методом бурения скважин (шурфов, дудок) и отбора проб.
При строительстве жилых комплексов, состоящих из множества многоэтажных домов, а также производственных предприятий необходимо обследовать грунты на достаточно большую глубину, для чего используют не только бурение, но и зондирование грунтов (статическим и динамическим методом). При статическом методе зонд вдавливается в грунт под давлением, а датчики, расположенные на наконечнике и боковых поверхностях зонда, регистрируют сопротивление грунта. Таким образом можно определить несущую способность и деформации основания.
Динамический метод используется для определения прочности грунтов. В этом случае зонд забивается в грунт под действием постоянной динамической нагрузки (ударов молота или иного приспособления). Зная силу воздействия и глубину погружения штанги можно с большой точностью определить физико-механические свойства грунтов. Для динамических испытаний существует множество приборов – от ручных динамических плотномеров до специальных установок на автомобильном шасси.
Бурение скважин в зависимости от глубины также может осуществляться при помощи мотобура, либо специальной передвижной бурильной установки. Для отбора проб при колонковом бурении используется специальная насадка – грунтонос, при помощи которого можно производить отбор проб ненарушенной структуры.
Помимо машин и механизмов во время геологических изысканий используются специальные лабораторные приборы. Это режущие кольца для отбора грунта, конусы для измерения плотности и влажности, а также прочее. Часть физико-механических свойств грунтов можно определить непосредственно на участке строительства. Для выявления других образцы упаковывают в специальную тару (влагонепроницаемую бумагу или пленку) и отправляют на испытания в грунтовую лабораторию.
Помимо грунтов во время инженерно-геологических изысканий исследуются грунтовые воды – определяется их уровень и исследуется химический состав (для определения степени агрессивного воздействия на металлические части несущих конструкций – армированных железобетонных фундаментов и свай). Еще одной немаловажной целью данных работ является выявление опасных геоморфологических факторов – карстовых пустот, наличия грунтов с нарушенной структурой (которые являются неустойчивыми и могут приводить к образованию селей и оползней) и прочих. Главной задачей инженерно-геологических изысканий является изучение геологического среза и определение свойств грунтов, из которых состоят пачки слоев. Для этого производится бурение скважин и отбор проб на различной глубине.
Геологические исследования являются лицензируемым видом деятельности, для производства работ необходимо членство в СРО, а также наличие штата квалифицированных и аттестованных в установленном порядке специалистов. Наша компания помимо этого также имеет собственную грунтовую лабораторию с современным оборудованием. Все используемые нами приборы сертифицированы и постоянно проходят поверку в метрологической службе, что обеспечивает максимальную точность результатов. Геологический отчет, который мы выдаем заказчику является официальным документом, который может использоваться не только в качестве исходных данных. Если геологические условия будут непригодными для возведения искусственного сооружения на выбранном участке, отчет может стать основанием для смены строительной площадки.