III . СПОСОБЫ МЕЛИОРАЦИИ ПОРОД

Все промышленно освоенные способы технической мелиорации пород на месте их естественного залегания объединяются в три группы: обезвоживание (осушение), механическое уплотнение, физико-химическая мелиорация.

 I) Обезвоживание пород. Искусственное водопонижение и осушение пород применяют для решения следующих технических задач: 1) защиты поверхностных и подземных выработок от затопления подземными водами; 2) осушения местно­сти, предупреждение заболачивания и подпора грунтовых вод; 3) уплотнения пород в основании зданий и сооружений; 4) предупреждения оползней, оплывания и других деформаций склонов и откосов выработок.

Для решения поставленных задач в зависимости от конкретных гидрогеоло­гических условий используются способы: открытого водоотлива, дренажа, иглофильтровый, вакуумный и электроосмотический. Они применяются самостоя­тельно или в различных сочетаниях.

Способ открытого водоотлива может быть применен в раз­нообразных инженерно-геологических условиях и при различной глубине. Под открытым водоотливом понимается откачка воды, проникающей в котлован, траншею или горную выработку с помощью открытых (к которым имеется, не­посредственный доступ) насосных установок и станции. Открытый водоотлив ведется, как правило, из специальных зумпфов и водосборников, к которым вода поступает по канавкам и водотокам, каптирующим фильтрационный приток через откосы и дно котлована.

Этот способ не вызывает затруднений при разработке гравийно-галечных, скальных и полускальных пород. В малоустойчивых породах открытый водоот­лив часто сопровождается процессами механической суффозии, явлениями оседания поверхности деформацией откосов. В тех случаях, когда эти процессы и явления вредят строительству, применяют другие способы водопонижения.

Дренажи в зависимости от инженерно-геологических условий и стро­ительной ситуации могут иметь место различные конструктивные особенности. Простейшим видом  дренажей являются траншеи, которые в малоустойчивых породах частично заполнены фильтрующим материалом (камнем, щебнем, гравием) Более надежны в эксплуатации трубчатые дренажи, состоящие из трубчатых водотоков и фильтрующей обсыпки. Дренажи в виде подземных выработок (што­лен штреков галерей) из-за их значительной стоимости применяются в основном в период эксплуатации сооружений, для стабилизации оползневых массивов, при добыче полезных ископаемых подземным и открытым способами.

Иглофильтровый способ рекомендуется применять в несло­жных массивах, имеющих коэффициенты фильтрации от 1 до 50 м/сут с использованием специальных установок, позволяющих достигать понижения уровня грун­товых вод одной ступенью на глубину до 4-5 м. Способ заключается в исполь­зовании для забора воды из породы часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра — иглофильтров, соединенных общим всасывающим коллектором. Иглофильтры, так же как и дренажи, применяются в виде линейных и контурных систем, которые также могут быть совершенн­ыми (доходящими до водоупора) и несовершенными (не доходящими до водоупора).

Вакуумный способ следует применять в породах с коэффициен­тами фильтрации от 2 до0,05 м/сут для усиления эффекта водопонижения при малой водопроницаемости, низкой водоотдаче и неоднородном сложении пород. В результате вакуумирования создается дополнительная разность напоров, до­стигается ускорение осушения и уменьшение высоты остаточного слоя воды; происходит уплотнение грунта под действием фильтрационного давления. Для понижения уровня грунтовых вод до 6—7 м используются установки вакуумного водопонижения и иглофильтров с обсыпкой. При необходимой глубине понижения уровня грунтовых вод до 10—12 м рекомендуется использование эжекторных иглофильтров с обсыпкой. При переслаивании водоносных и водо­упорных слоев используются установки другого типа, позволяющие достигать понижения уровня грунтовых вод до 20—22 м.

Электроосмотический способ водопонижения — электро­осушение — основан на использовании явления электроосмоса, представляющего собой движение воды в порах грунта в поле постоянного электрического тока от анода к катоду. Этот способ следует применять в слабопроницаемых породах с коэффициентами фильтрации менее 0,05 м/сут. Электроосушение эффективно для незаселенных пород с удельным электрическим сопротивлением более 500 Ом/см при ширине котлована до 40 м. Способ реализуется в виде создания вокруг массива породы электроосмотической завесы, которая приводит заключен­ную в ней воду в капиллярно-натяженное состояние и позволяет вскрыть котло­ван насухо. С этой целью по периметру будущего котлована устанавливают два ряда электродов, с внешней стороны иглофильтры (катоды), из которых про­изводят откачку воды, а с внутренней — металлические трубы (аноды). Рас­стояние между электродами в ряду составляет 0,75—1,5 м; расстояние между рядами — 0,8 м. Глубина погружения иглофильтров должна быть не менее чем на 3 м ниже проектного понижения уровня грунтовых вод.

2) Механическое уплотнение пород применяется в промышленном и граждан­ском строительстве для усиления оснований зданий и сооружений; для предотвращения просадочных явлений; при возведении земляных сооружений (плотин, дамб, насыпей и т. п.); при создании противофильтрационных экранов и ограж­дающих стенок.

Виброуплотнение применяется для повышения устойчивости преимущественно песчаных пород. Под влиянием вибрации минеральные ча­стицы песка испытывают колебательные движения, происходит их перемещение и достигается более плотная укладка.

Поверхностное виброуплотнение песков происходит с помощью вибрирующей плиты на глубину до 3 м. Глубинное виброуплотнение (до 20 и более метров) производится при помощи глубинных вибраторов с применением искусственного увлажнения грунта (гидровиброуплотнение). Пески, предварительно уплотненные вибрированием, под штампом сжимаются в 8-10 раз меньше, чем неуплотненные.

Трамбование. Уплотнение породы трамбованием - последовательными ударами — сопровождается выдавливанием газов и воды сближением твердых частиц. В результате этого уменьшаются пористость и влажность породы увеличивается объемная масса, повышается сопротивление сжатию и сдвигу, возрастает несущая способность.

Поверхностное уплотнение трамбованием широко используется для устра­нения (частичного или полного) просадочных свойств лёссовых пород Способ применяется в грунтах со степенью влажности менее 70% и производится при оптимальной влажности. Уплотнение осуществляется путем свободного сбрасывания трамбовки массой 3—7 т с высоты 4—8 м. Трамбованием создается уплот­ненный слой грунта толщиной 1,5—3,5 м в зависимости от массы трамбовки площади ее рабочей поверхности, высоты сбрасывания, числа ударов, вида грунта, его плотности и влажности.

Уплотнение энергией взрыва (сейсмическое уплотнение). В пробуренные скважины, расположенные по квадратной сетке, опускают цепочку патронов взрывчатого вещества. После взрыва скважины послойно заполняют грунтом и уплотняют трамбованием при оптимальной влажности. Одно из основных условий качественного уплотнения пород взрывами — проведение взрыва без образования выброса или выпора грунта. Сейсмоуплотнение приме­няется для уплотнения песчаных и лёссовых пород, в последнем случае часто в сочетании с замачиванием.

Механическое уплотнение массива пород с в а я м и. Все виды свай, погруженные в породу без ее выемки, в какой-то мере оказывают уплотняющее действие на массив породы за счет уменьшения пористости ее вокруг свай на величину, равную суммарному объему тела за­битых свай.

Набивные сваи устраивают путем приготовления отверстий в породе и запол­нения их более плотным и устойчивым материалом, чем сама порода. В зави­симости от состава заполнителя набивные сваи бывают бетонными, железобетон­ными, песчаными, цементно-песчаными и пр. При помощи набивных свай уси­ливают рыхлые малопрочные песчаные, торфяно-илистые, глинистые (неустой­чивой консистенции) породы в активной зоне оснований сооружений.

Уплотнение просадочных грунтов предварительным замачиванием основывается на их способности самоуплот­няться при увлажнении под действием собственного веса. Уплотнение просадоч­ных грунтов от собственного веса происходит с некоторой глубины, на которой напряжения от собственного веса водонасыщенного грунта превышают величину начального просадочного давления. Поэтому верхние слои массива остаются неуплотненными.

Замачивание производится с поверхности дна котлована глубиной 0,5—1,0 м с постоянно поддерживаемым уровнем воды высотой не менее 0,3 м. В отдельных случаях — при значительной толщине просадочного слоя — через пробуренные скважины. Замачивание производится до достижения условной стабилизации просадки, принимаемой менее 1,5 мм в сутки в течение последних пяти дней замачивания.

   3)Физико-химическая мелиорация пород. Способы физико-химической мелио­рации (цементация, глинизация, битумизация, силикатизация, смолизация_; термическое упрочнение и замораживание) применяются: для усиления оснований фундаментов под существующими зданиями; при вскрытии котлованов; при проходке горных выработок и тоннелей метро; для создания противофильтрационных завес и укрепления оснований гидротехнических сооружений; для увеличения несущей способности свай и опор.

Цементация и глинизация скальных пород представляют собой принудительное (под давлением до 2,0 МПа) внедрение в породу цементных или цементно-глинистых растворов, образующих в течение времени плотный цементный или цементно-глинистый камень, заполняющий более или менее полно трещины и пустоты. Применяются два типа тампонажных растворов: а)       быстрорасслаивающийся с большим водоотделением (цементные суспензии); б)стабильные растворы с небольшим водоотделением (цементно-глинистые, цементно-бентонитовые и т. п.).

Быстро расслаивающиеся суспензии наиболее эффективны в водонасыщенных породах. Исключением являются пористые полускальные породы, сухие слабосцементированные песчаники и алевролиты. Подобные породы обезвожи­вают цементные растворы в процессе инъекции, что приводит к ухудшению качества цементации. Стабильные растворы целесообразнее применять в «сухих» породах, где опасное для этого типа растворов разжижение подземными водами не может иметь места.

Качество цементации во многом зависит от давления применяемого при инъекции. Оно должно быть достаточно высоким, чтобы препятствовать прежде­временному выпадению частиц цемента в осадок и образованию пробок. Одно­временно величины давления инъекции не должны превышать некоторых крити­ческих значений с тем, чтобы не вызывать размыва пород по напластованию и недопустимых разрывов пластов за пределами цементируемой области. Оптимальные значения давления инъекции обычно назначаются на основе опытных работ.

Выбор типа тампонажного раствора и эффективность цементации и глиниза­ции скальных массивов зависят от характера трещиноватости (ширина раскрытия трещин, наличие и состав заполнителя и т. п.), скорости движения подземных вод и их химического состава.

Противофильтрационные завесы обычно устраивают из одного-двух (реже более) рядов цементационных скважин с расстоянием между рядами 1—3 м и расстоянием между скважинами в ряду от 1,5 до 5 м. Площадную противофильтрационную цементацию устраивают обычно в виде сетки скважин, распо­лагаемых в шахматном порядке, из расчета одна скважина на 4—16 м². Укрепительную цементацию выполняют в виде сетки скважин из расчета одна скважина на 9—36 м² и по месту, из условия подсечки определенных трещин или систем трещин.

Метод горячей битумизации основан на свойстве расплавленного битума резко снижать подвижность при остывании до температуры горных пород. Нагне­тание горячего битума производится насосами через скважины с установлен­ными в них специальными ннъекторами, обеспечивающими подогрев битума в стволе скважины. При горячей битумизации используются битумы марок БН-П-У, БН-III и БН-III-У. Температура битума в котле поддерживается на уровне 180—190 °С. Основная область применения этого способа — гидроизоля­ция шахтных стволов на соляных месторождениях.

Силикатизация пород основана на применении технического
силиката натрия (жидкого стекла), который при взаимодействии с коагулятором
выделяет гель кремниевой кислоты, выполняющий роль искусственного цемента. А) Двухрастворный способ силикатизации применяется для закрепления
песчаных пород с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут и заключается
в поочередном нагнетании на заданную глубину растворов силиката натрия
и хлористого кальция. В результате этого песчаные породы приобретают прочность при одноосном сжатии 1,5—5 МПа.

Б)Для закрепления песчаных пород с коэффициентом фильтрации от 0,5 до
5 м/сут применяется однорастворный способ силикатизации. В этом случае
в грунт закачивается один гелеобразующий раствор приготовленный из смеси
силиката натрия с коагулянтом (ортофосфорная, кремнефтористоводородная
кислоты или алюминат натрия). При смешении этих растворов образование геля
кремниевой кислоты происходит в заданное время. Для устранения просадочных
свойств лёссовых пород с коэффициентом фильтрации не менее 0,2 м/сут и емкостью поглощения (в щелочной среде) не менее 10 мг/экв на 100 г сухого грунта
применяется способ, основанный на инъекции только одного раствора силиката
натрия. Способ газовой силикатизации, основанный на последовательной подаче
в поровое пространство растворов жидкого стекла и углекислого газа (при из­быточном давлении 0,4—0,5 МПа), применяется для закрепления песчаных и пылеватых пород с коэффициентом фильтрации 0,2—20 м/сут.

Смолизация – способ основан на использовании высокомолекулярных органических соединений типа карбамидных (мочевинноформальдегидных), нагнетаемых в песчаный грунт с коэффициентом фильтрации от 1,5 до 5 м/сутв виде водных растворов с добавкой коагулянтов. Предел прочности на сжатие закрепленных образцов грунта составляет 0,5-5,0 МПа. В качеств коагулянтов применяются соляная пли щавелевая кислоты. При содержании карбонатов от 0,1 до 3% необходима предварительная обработка грунта раствором кислоты 3-5%-ной концентрации.

Силикатизация и смолизация пород осуществляется путем нагнетания через систему инъекторов (забиваемых в грунт или опускаемых в скважины) соответ­ствующих химических инъекционных растворов. Нагнетание химических раство­ров производится в однородные по водопроницаемости породы — заходками сверху вниз или снизу вверх, в неоднородных по водопроницаемости массивах слои с большей водопроницаемостью обрабатываются в первую очередь. Предель­ная величина давления нагнетания определяется проектом на основании опытных работ. Вид, концентрация и рецептура химических растворов определяются в зави­симости от инженерно-геологических условий и назначения закрепленного грунта.

Силикатизация и смолизация обычно применяются как способы постоянного закрепления грунтов оснований зданий и сооружений, создания фундаментов из закрепленного грунта и устройства водонепроницаемых завес.

Термическое упрочнение основано на нагнетании раскаленных газов, кото­рые, проникая в поры, обжигают грунт и увеличивают его прочность. Высокотем­пературные газы могут быть получены: а) непосредственно в скважине при сжи­гании в ней жидкого или газообразного топлива; б) вне скважины — путем на­грева сжатого воздуха в специальных прокалочных печах или путем сжигания топлива в различных агрегатах. Термическое упрочнение целесообразнее всего применять в маловлажных лёссовых породах, имеющих достаточную газопроницаемость. Способ применяется в целях упрочнения оснований существующих зданий и сооружений или создания фундаментов из закрепленного грунта. Сжи­гание топлива производится в специально пробуренных скважинах. Для полу­чения массива упрочненного грунта заданной формы необходимо соблюдение следующих условий: надежная герметизация устья скважины: перемещение фронта горения топлива по длине скважины: поддержание в скважине указанной в про­екте температуры. Максимальная температура в скважине должна быть в диапа­зоне 900— 1100 ^оС.

Среднее удельное давление на поверхность термически закрепленных мас­сивов следует принимать не более 1,0 МПа. Термическое закрепление в просадочных грунтах следует, как правило, производить на всю глубину просадочной толщи. Как исключение допускается устройство массивов не на всю глубину толщи.     Искусственное замораживание пород применяется в сложных гидрогеологических условиях как способ временного укрепления водонасыщенных пород путем создания водонепроницаемого ледогрунтового ограждения с замкнутым контуром при строительстве подземных сооружении и устройстве фундаментов глубокого заложения.

II . ОСНОВНЫЕОТЧЕТНЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ.

 Носителями инженерно геологической информации, потребляемой впроцессах планирования, проектирования, строительства и эк­сплуатации ПТГ, являются отчетные инженерно-геологические материалы. К числу главнейших отчетных материалов принадлежат: отчеты об инженерно-геологических исследованиях; инженерно-геологические заключения; карты и разрезы; матема­тические модели распределения компонентов инженерно-геологи­ческих условий, модели полей геологических параметров, пред­ставляемые в графической или аналитической форме; схемы размещения опытных работ и схемы точек опробования; графики сечения полей геологических параметров по главным направлениям из­менчивости; графики и диаграммы иллюстрирующие взаимосвязи между геологическими параметрами, корреляционные поля и ма­трицы; графики опытных работ; зарисовки и фотографии.

1. Инженерно-геологические карты, разрезы, модели полей геоло­гических параметров. Геологическая карта — графическая модель литосферы, отображающая ее пространственную структуру и свойства. В зависимости от отображаемых картой структур и свойств литосферы геологические карты различаются по назна­чению. Карты, на которых отображены наборы компонентов инженерно-геологических условий или данные результата их инженерно-геологической оценки, называют инженерно-геологическими. По группам масштабов инженерно-геологические карта делят на мелкомасштабные (1:1 000 000 и мельче), среднемасштабные (1:500 000—1:100 000) и крупномасштабные (1: : 50 000 и крупнее). Мелкомасштабные карты используют при планировании народного хозяйства, составлении схем развития и размещения его отраслей. Карты среднего масштаба применяют для составления схем развития и размещения отраслей промыш­ленности, а также для вариантных проработок (выбор варианта трассы линейного сооружения). Карты крупного масштаба ис­пользуют для решения вопросов проектирования сооружений, вариантных проработок (сравнение вариантов), выделения уча­стков индивидуального и типового проектирования на трассах линейных сооружений, составления генеральных планов городов (поселков), разработки компоновочных решений (масштаб 1 : 5000 и крупнее).

Инженерно-геологические карты делят на карты инженерно- геологических условий и карты инженерно-геологического райо­ нирования. Первые отображают свойства геологической среды, которые используются для инженерно-геологической оценки тер­ритории, но сама оценка на них в явном виде не представлена. На вторых — территория разделена на части в соответствии с не­которой мерой однородности инженерно-геологических условий или на части, каждой из которых приписана оценка, ранжирующая их по степени благоприятности освоения.

Карты инженерно-геологических условий разделяются на карты общего назначения и специальные. Карты общего назначения предназначены для оценки геологических условий массового строительства (промышленного и гражданского, дорожного и др.). Они составляются в мелком и среднем масштабах. На них показывают главные компоненты инженерно-геологических условий, от которых зависит оценка территории для массовых видов строительства. Составляют также специальные карты инженерно геологических условий, применительно к какому-либо виду строительства. На них отображают компоненты инженерно-геологи­ческих условий, которые оказывают существенное влияние на инженерно-геологическую оценку территории для конкретного вида хозяйственной деятельности. Компоненты инженерно-геоло­гических условий на таких картах «взвешены» по их вкладу в инженерно-геологическую оценку территории в отношении детальности характеристики, точности и доверительной вероятности. Специальные карты инженерно-геологических условий чаще всего составляют в среднем и крупном масштабах. Карты инженерно-геологических условий общего назначения могут со­ставляться по единой, общепринятой методике. В данном случае они являются унифицированными. Специальные карты инже­нерно-геологических условий, как правило, не являются уни­фицированными. В зависимости от числа отображаемых на карте компонентов инженерно-геологических условий различают много- и монокомпонентные (частные) карты. Н. В. Коломенский предложил составлять общие унифицированные карты ин­женерно-геологических условий. Они должны удовлетворять сле­дующим требованиям.

1. Содержать данные, позволяющие предсказать, какие инженерно-геологические процессы будут развиваться при освоении территории.

2. Карты всех групп масштабов должны составляться по единым принципам и различаться только категориями показы­ваемых на них таксономических единиц.

3. Карты одного масштаба должны составляться по единой методике и иметь одну и ту же легенду.

4. Условные обозначения геологического строения, тектоники, гидрогеологии должны быть общегеологическими и отвечать обо­значениям, принятым в соответствующих науках геологического
цикла.

5 Карты должны быть по возможности более простыми, с тем чтобы ими мог пользоваться специалист по планированию или проектированию.     

На унифицированных картах показывают наиболее общие свойства геологической среды, оказывающие влияние на инже­нерно-геологическую оценку территории (табл. ).  

Унифицированные инженерно-геологические карты составляют в рамках государственного инженерно-геологического картирования, проводимого, как правило, в комплексе с геологической и гидрогеологической съемками среднего масштаба.

Карты инженерно-геологического районирования делятся на карты общего и специального инженерно-геологического районирования. Карты общего районирования, как правило, мелкомасштабные, составляют с целью разработки схем развития и размещения отраслей народного хозяйства, учитывающих рациональное использование и охрану геологической среды; выявление и моделирования иерархически построенной пространственной структуры геологической среды, определяемой отношением компонентов инженерно-геологических условий. Последняя цель общего районирования - научная. Районирование при этом рассматривается как основа (схема) систематического описания инженерно-геологических условий территории. Примером такого описания, опирающегося на общее инженерно-геологическое районирование, может служить восьмитомник «Инженерная геология СССР».

Карты специального инженерно-геологического районирования предназначены для специализированной инженерно-геологической оценки различных частей территории применительно к конкретным видам строительства. В целом, можно отметить взаимосвязь размеров территории с разнообразием хозяйственной деятельности.  Чем больше по площади территория, тем больше различных видов хозяйственной деятельности на ней осуществляется. Вследствие этого общее инженерно-геологическое райони­рование ведут для крупных территорий, используя для этого мелкомасштабные карты. Карты специального инженерно-геологического районирования могут быть мелко- и среднемасштабными. В соответствии с разработками Т. Трофимова инженерно-геологическое районирование по содержанию разделяют на
генетико-морфологическое и оценочное. Существо первого заключается в выявлении пространственной иерархической структуры геологической среды, обусловленной процессом геологического развития районируемой территории. Оценочное районирование предусматривает оценку сложности инженерно-геологических условий разных частей районируемой
территории на основе некоторых мер, в том числе стоимостных показателей (геолого-экономическое районирование). Генетико-морфологическое районирование может быть
индивидуальным (региональным), типологическим и смешанным Индивидуальное (региональное) районирование основано на использовании для разделения территории индивидуальной, разработанной только для районируемой территории системы таксономических единиц районирования. Типологическое районирование предполагает наличие единой иерархической системы таксономических единиц районирования, которая может быть распространена на любую территорию. Смешанное - это
районирование с использованием индивидуальных критериев выделении таксономических единиц высшей категории и типоло­гической системы таксонов для выделения единиц, районирования низших категорий И. Б. Погавым разработаны принципы общего инженерно-геологического районирования территории СССР. Им предложена иерархическая система таксо­номических единиц районирования, предусматривающая после­довательное выделение инженерно-геологических регионов (по структурно-тектоническому признаку), областей разных порядков (по геоморфологическому признаку); районов, подрайонов, уча­стков по особенностям геологического строения, состава пород, гидрогеологических условий. Недостатком схемы И. В. Попова является отсутствие четких критериев выделения таксономических единиц низших категорий — районов, подрайонов, участков. Нужно заметить, что несмотря на значительные разработки по проблеме инженерно-геологического районирования, выполнен­ные И. В. Поповым, М. В. Чуриновым, И. С. Комаровым, Г. А. Голодковской, В. Т. Трофимовым, проблема (особенно типологического районирования) еще далека от завершения. В последние годы предпринят ряд удачных попыток оценочного инженерно-геологического районирования территории городов. Составлены карты районирования, на которых выделены террито­рии на основе учета стоимости их инженерной подготовки.

2. Не менее распространенными, чем карты, отчетными докумен­тами являются инженерно-геологические разрезы. Инженерно- геологический разрез — графическая модель вертикального се­чения литосферы, отображающая ее пространственные структуры и свойства — компоненты инженерно-геологических условий. В отличие от геологического или гидрогеологического разреза инженерно-геологический разрез должен отображать следующие компоненты: геологическое строение, минеральный и грануломет­рический состав пород, тектоническое строение и трещиноватость пород, геоморфологическую структуру, гидрогеологическое строе­ние, гидродинамические и химические характеристики подземных вод, проявления экзогенных геологических процессов, показатели свойств грунтов. Разрезы, как и карты, разделяются по масшта­бам. Глубина разреза определяется глубинностью исследований. Разрезы к карте инженерно-геологических условий ориентируют по главным направлениям изменчивости. На разрезах показывают те же геологические тела, что и на картах.

На основании данных статистической обработки показателей свойств составляют формализованные инженерно-геологические разрезы, на которых показывают границы зон сферы взаимодействия и выделяют ин­женерно-геологические элементы. Формализованные инженерно-геологические разрезы следует рассматривать как основу расчетной схемы.

3. Отчетными инженерно-геологическими материалами нередко являются модели полей геологических параметров, представляе­мые в графической форме (рис. ). Методика моделирования полей геологических параметров (Г. К. Бондариком и Е. Н. Иерусалимской [3]), предусматривает выполнение следующих главнейших операций: 1) формулирование целей моделирования; 2) накопление и отбраковка инже­нерно-геологической информации; 3) построение эксперименталь­ной основы поля; 4) перевод сведений с экспериментальной основы в ЭВМ; 5) оценка качества аппроксимации экспери­ментальной основы; 6) выбор аппроксимирующей функции; 7) построение тренд-поверхности поля моделируемого параметра; 8) построение карты поля и оценка его достоверности.

4. Отчеты об инженерно-геологических исследованиях и инже­нерно-геологические заключения. Различают следующие виды инженерно-геологических отчетов: Отчет об инженерно-геологи­ческих изысканиях для проектирования сооружения; Отчет об инженерно-геологической съемке; Отчет о проведении опытных инженерно-геологических (опытно-строительных) работ; Отчет о режимных инженерно-геологических наблюдениях. Содержание отчета об инженерно-геологических исследованиях не унифи­цировано. Оно существенно зависит от этапа хозяйственной деятельности (чаще всего от стадии проектирования сооружения), т рабочей гипотезы, цели работ и вида строительства. Независимо от этого отчет об инженерно-геологических исследованиях всегда

в явном или неявном виде включает общую и специальную части, инженерно-геологическую записку к проекту сооружения и графи­ческие приложения. Общая часть обосновывает геологическую гипотезу о формировании инженерно-геологических условий рай­она строительства (трассы линейного сооружения). Специаль­ная часть представляет собой специализированное, примени­тельно к конкретным проектируемым объектам, описание инже­нерно-геологических условий территории, границы которой обу­словлены инженерной задачей (площадь варианта, строительная площадка, участок трассы).

Инженерно-геологическое заключение, содержит специализи­рованную оценку геологических условий строительства и эксплуа­тации проектируемого сооружения (точнее ПТГ), прогноз разви­тия и функционирования ПТГ (в части инженерно-геологических процессов) и выводы. Естественно, отчеты о проведении опытных (опытно-строительных) работ и о режиме инженерно-геологиче­ских наблюдениях имеют другое содержание. Общая часть от­чета включает следующие разделы.

1. Введение. Раздел содержит описание инженерной задачи и задачи инженерно-геологических исследований, данные о видах и объемах проведенных инженерно-геологических изысканий, сро­ках их выполнения, организации работ, составе исполнителей.

2. Физико-географический очерк, в котором указывают географическое и административное положение района, рассматри­вает природные (в том числе геологические) и экономические
условия, определяющие методику изысканий, их стоимость и сроки проведения работ; морфологический облик, гидрографическую сеть, климатические условия.

3 Геологическая изученность. В разделе в хронологической последовательности рассматривают развитие геологической гипо­тезы. Отмечается, как изменялись представления о компонен­тах инженерно-геологических условий района.

4. Стратиграфия. В разделе снизу вверх рассматриваются геологический разрез и горные породы. При этом с большей детальностью описываются породы, оказывающие влияние на оценку
условий строительства или эксплуатации проектируемых сооружений.

5. Тектонические условия и история развития района. Рас­сматривается формирование современного тектонического строения района (и трещиноватости пород) на фоне истории геологического развития. Описание должно позволять воссоздать па­леогеографическую и тектоническую обстановку процессов петрогенеза, седиментации материала и его последующего литогенеза (для установления главных направлений изменчивости и формирования предварительных представлений о структуре полей их геологических параметров, о степени их однородности).

6. Геоморфологическая структура района. Обсуждаются воп­росы формирования современной геоморфологической структуры района на историко-геологическом фоне. Формирование геоморфологического облика района и его рельефа описывается с позиции совместного проявления главнейших эндогенных и экзогенных геологических процессов, а также свойств горных пород.

7. Гидрогеологические условия. Описываются отношения водовмещающих пород и относительных водоупоров (гидрогеологическая структура), условия залегания подземных вод и их гидравлическая связь, гидродинамические условия, химический состав и агрессивность. Особое внимание обращается на первый от поверхности горизонт подземных вод и другие водоносные горизонты, которые могут оказать влияние на инженерно-геологи­ческую оценку территории.

8. Экзогенные геологические процессы. В разделе приводится описание проявлении ЭГП, свойств областей с неустойчивой структурой, условий ЭГП, их интенсивности, внешних и внутренних причин.

9.Полезные ископаемые. Описываются месторождения полез­ных ископаемых, в том числе месторождения строительных материалов, которые могут быть использованы при строительстве.
Высказываются соображения о перспективах открытия неизвестных месторождений, о влиянии проектируемой деятельности на условия эксплуатации месторождений.

Специальная часть отчета состоит из таких разделов:

10.Введение. В разделе кратко изложены данные о типе и конструкции сооружения, требованиях к геологической среде, предъявляемых при проектировании данного сооружения.

11.Методика выполненных работ и обработки полученных материалов. Рассматриваются методы и обосновывается правильность их применения в конкретных условиях. Приводятся расчеты сппинфов. Новые и нестандартные метолы рассматриваются более полно. Детально рассматриваются методы обработки данных, обосновываются геологические и статистические критерии од­нородности, способы проверки законов распределения, подсчета статистик, выбора статистических критериев. Далее следует специализированное, в масштабе этапа инженерно-геологических изысканий, описание свойств геологической среды – компонентов инженерно-геологических условий. Описание ограничивают территорией и глубиной, предопределенными необходимостью решения инженерной задачи (район, конкурирующий вариант строительная площадка, предполагаемая сфера взаимодействия). Описание включает разделы:

12. Геологическое строение. В разделе описывается только та часть геологической среды, которая будет взаимодействовать с сооружением. В ее пределах обосновывается выделение геологических тел (СГК, МГТ-1,-2,3), соответствующих условию решения инженерной задачи.

13. Свойства пород и их пространственная изменчивость. Рассматривается применительно к выделенным геологическим телам показатели свойств, с обоснованием статистик; закономерности их пространственной изменчивости на базе анализа структуры полей геологических параметров или их сечений по главным направлениям изменчивости. При необходимости обсуж­даются вопросы временной изменчивости геологических пара­метров.

14.Гидрогеологические условия. Обсуждаются для части гео­логической среды в пределах глубины возможной сферы вза­имодействия. Рассматривается гидрогеологическая структура (отношения водовмещающих пород и относительных водоупоров), динамические характеристики (питания, движения, разгрузки подземных вод), химический состав и агрессивность, влияние под­земных вод на экзогенные (в том числе и будущие инженерно-
геологические) процессы.

15.Экзогенные геологические процессы. Обсуждаются виды,
распространение ЭГП, свойства областей с неустойчивой струк­турой, внешние и внутренние их причины, интенсивность проявления, тенденции развития при осуществлении проектируемой
(планируемой) деятельности.

16.Инженерно-геологическое заключение. Дается инженерно-геологическая оценка изученной области геологической среды и обсуждаются результаты решения инженерно-геологической
задачи (предложения по наилучшему с инженерно-геологической точки зрения варианту, сравнительный анализ геологических условий строительной площадки и аналогичные им).

17.Выводы. Основные выводы по всем разделам отчета (без
обоснования, которое должны содержать разделы).

18.Список материалов, литературных, архивных, фондовых. Составляют в алфавитном порядке. Литературные источники приводят по форме, предусмотренной ГОСТ 7.1—76.

Отчет сопровождается графическими приложениями, перечень которых рассмотрен выше.

Отчет об инженерно-геологических исследованиях для обо­снования проектов крупных сооружений (промышленных комплек­сов, гидроузлов и аналогичных) может составляться в не­скольких томах. В таких случаях составляют инженерно-геоло­гическую записку к проекту сооружения (объемом до 250 машино­писных страниц), в которой приводится описание инженерно-геологических условий мест размещения отдельных сооружений и даются выводы.

Структура отчета об инженерно-геологической съемке среднего масштаба отвечает рассмотрённому построению общей части от­чета. После главы «Месторождения полезных ископаемых» поме­щают главу «Заключение». В ней приводят основные выводы по разделам отчета и предложения по дальнейшему изучению территории. Объем отчета до 300 машинописных страниц. В техническом отчете по результатам инженерно-геологической съемки крупного масштаба в соответствии с СН 225—79 после главы «Геологическое строение и гидрогеологические условия» помещают разделы: физико-механические свойства грунтов, инженерно-геологические условия (аналог специальной части) и вы­воды (аналог инженерно-геологического заключения).

По результатам инженерно-геологической рекогносцировки, а также детальной инженерно-геологической разведки составляют инженерно-геологическое заключение, которое должно содержать данные о методике, объемах и сроках проведения работ; сведения о физико-географических и инженерно-геологических условиях об­следованной территории, предварительной оценке ЭГП и возмож­ных изменениях структуры и свойств геологической среды при строительстве и эксплуатации зданий, сооружений; рекомендации по дальнейшим инженерно-геологическим изысканиям. К заклю­чению прилагают графические и табличные материалы.

Заключение по результатам инженерно-геологической развед­ки содержит описание инженерно-геологических условий предпо­лагаемой сферы взаимодействия (объем до 25 .машинописных страниц) и приложения в виде инженерно-геологических раз­резов (в том числе формализованных) по расчетным сечениям сферы взаимодействия, таблиц нормативных и расчетных зна­чений характеристик грунтов и другие графические и табличные материалы. Помимо рассмотренных составляются также инженерно-геологические заключения о причинах деформаций зданий (сооружений) и экспертные инженерно-геологические заключения по проектам крупных сооружений (при расхождении в оценке инженерно-геологических условий). Объем и содержание заклю­чений зависят от их целевого назначения.

 

---

Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 340; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!