Дек 07

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОТНЫХ ЗДАНИЙ

Изыскания и геотехническая экспертиза разрабатываемой документации должны проводиться на всех стадиях проектирования и строительства.

Детальные изыскания, как правило, проводятся на стадиях:

  1. архитектурный проект
  2. строительный проект.

Панорама Казань

Специализированный мониторинг проекта

Начиная с подготовительного этапа проектирования зданий необходимо предусматривать работы по проведению геотехнического мониторинга.

Изыскания должны выполняться:

  • специализированными организациями, имеющими лицензии на требуемый вид деятельности;
  • обязательно должны присутствовать аттестационные свидетельства на применяемые приборы, оборудование, лабораторию (испытательную станцию);
  • или производиться под их контролем.

Примечание!!! Изыскания проводятся по программе, разработанной изыскательской организацией на основе технического задания (ТЗ) разработчика проектной документации, согласованной заказчиком и государственной экспертизой.


Объем и состав изысканий оговариваются в специальных технических условиях и могут уточняться в процессе их выполнения в сторону увеличения и ужесточения по требованию заказчика или экспертизы.


Результаты изысканий должны содержать данные (в т. ч. изыскания прошлых лет), отвечающие целям и задачам на всем протяжении проектирования, строительства и эксплуатации зданий.


Изыскания должны быть:

  1. достаточны для установления категории сложности основания,
  2. выбора типа,
  3. размеров фундамента,
  4. конструкций подземных частей зданий
  5. и выполнения расчетов по двум группам предельных состояний конструкций и их элементов с учетом возможных изменений в процессе строительства и эксплуатации инженерно-геологических, геоэкологических и гидрогеологических условий площадки строительства, возможных геодинамических воздействий на объект природного и техногенного характера, а также для оценки воздействия здания на окружающую среду и застройку и выбора вида и объема инженерных мероприятий по предварительной подготовке и освоению строительной площадки.

В условиях существующей застройки изыскания следует предусматривать для нового строительства и для близлежащих зданий, подземных трубопроводов и подземных сооружений, попадающих в зону его влияния.

Важно!!! В объем изысканий следует включать опытные работы по откопке шурфов для определения типа и состояния фундаментов существующих зданий, а также свойств грунтов их оснований.


Радиус зоны влияния проектируемого объекта от его наружного контура (не менее глубины сжимаемой зоны или большей ширины фундамента) и дополнительные осадки существующих сооружений должны определяться расчетом с использованием теории линейно-деформируемой среды.

В техническом задании на изыскания необходимо предусматривать обследование сооружений, попадающих в зону влияния возводимого здания, с составлением технического паспорта, отражающего его конструктивные особенности и состояние конструкций на момент обследования, выполненного до начала строительства.

В специальных технических условиях следует предусматривать дополнительные инженерные изыскания после сейсмических сотрясений свыше 5 баллов и других геодинамических воздействий (эквивалентной бальности) на высотное здание.

Состав и объем работ при инженерных изысканиях для высотных зданий должен определяться как для объектов третьей геотехнической категории сложности в соответствии с требованиями СНБ 1.02.01.


При выполнении инженерно-геологических изысканий необходимо предусматривать проведение геофизических исследований, которые выполняются в обязательном порядке на всех этапах изысканий в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ. Состав и объем указанных изысканий выполняется по специальной программе.

В процессе проведения инженерных изысканий должны быть выявлены и изучены:

  1. тектонические структуры, разрывные и складчатые нарушения в месте застройки объекта;
  2. ожидаемые водопритоки в котлованы и подземные выработки, величины напора в горизонтах подземных вод;
  3. наличие и толщина водоупоров и их устойчивость против прорыва напорных вод;
  4. наличие и распространение грунтов, обладающих плывунными, тиксотропными и суффозионными свойствами и виброползучестью;
  5. наличие и местоположение подземных сооружений, подвалов, тоннелей, инженерных коммуникаций, колодцев, подземных выработок, буровых скважин и др.;
  6. динамические воздействия от существующих сооружений подземного, надземного транспорта и городской инфраструктуры.

При строительстве подземных частей зданий в котлованах с использованием постоянных ограждающих конструкций («стена в грунте», буросекущиеся сваи и др.) разведочные геологические скважины следует размещать по сетке не более 20×20 м или по трассе ограждающих конструкций не более, чем через 20 м.

Количество разведочных скважин должно составлять не менее пяти.

Инженерно-геологическое строение площадки изучается на глубине не менее 10 м от подошвы ограждающей конструкции. На указанную глубину должно быть пройдено не менее 30% разведочных скважин, но не менее трех скважин.

При применении свайных и комбинированных свайно-плитных фундаментов следует выполнять испытания свай статическими нагрузками в объеме, зависящем от их общего числа и неоднородности основания, но не менее 3% от их общего числа и не менее пяти испытаний свай на объект (по углам и в центре).

Для свайного фундамента и комбинированного свайно-плитного фундамента глубина инженерно-геологических выработок должна быть не менее чем на 5 м ниже проектируемой глубины заложения нижних концов свай при рядовом их расположении и нагрузках на группу свай до 3 МН включительно и на 10 м ниже – при нагрузках на группу свай площадью размером до 10х10м — более 3 МН.

Для свай на площади более 10х10 м (свайных полях) и применении комбинированных свайно-плитных фундаментов глубина выработок (не менее трех) должна превышать предполагаемое заглубление свай на величину не менее 15 м.

Для сплошных плитных и шлицевых (щелевых) фундаментов глубина выработок ниже их подошвы должна составлять не менее глубины сжимаемой зоны и не менее большего размера (диаметра) фундамента.

Обязательными видами работ при изысканиях являются бурение скважин, лабораторные исследования, статическое и динамическое зондирование, штамповые (прессиометрические) испытания грунтов.

Испытания грунтов штампами рекомендуется проводить в местах наиболее характерных и неблагоприятных грунтовых условий, а также на наиболее нагруженных участках основания.


Для определения модуля деформации грунтов необходимо предусматривать полевые испытания штампами площадью 2500 и 5000 см2 в количестве не менее трех или прессиометрами в количестве не менее шести для каждого выделенного инженерно-геологического элемента.

Изыскания должны обеспечить изучение всех разновидностей грунтов инженерно-геологических элементов, встречающихся на площадке строительства здания в пределах исследуемой толщи и статистическую обработку результатов исследований по ГОСТ 20522.

Размещение инженерно-геологических выработок (скважин, точек зондирования, мест испытаний грунтов) производится с таким расчетом, чтобы они располагались в пределах пятна застройки проектируемого здания и не далее 5 м от его контура.

При наличии в составе оснований малопрочных и слабых грунтов со специфическими неблагоприятными свойствами (просадочные, набухающие, слабые глинистые с IL=0,75, рыхлые, биогенные, техногенные и др.) глубина выработок определяется с учетом необходимости их проходки на всю толщу «слабого» слоя, с заглублением в подстилающие несущие («прочные») грунты на глубину не менее 2 м и определением их характеристик.

Геологический анализ грунтов

При необходимости следует выполнять измерения напряжений в массивах горных пород и грунтов, опытные полевые работы по:

  • водопонижению;
  • закреплению и заморозке грунтов;
  • устройству буровых свай и захваток «стены в грунте»;
  • а также геофизические и прочие исследования.

Учитывая значительные глубины сжимаемой толщи основания высотных зданий, необходимо часть полевых исследований грунтов (зондирование, испытания грунтов штампами)  выполнять со дна котлована.

Изыскания для фундаментов и подземной части должен обеспечивать получение в пределах изучаемого основания (в т.ч. для искусственных грунтов) полевыми и лабораторными методами следующие физико-механические характеристики грунтов и скальных пород:

  1. физические характеристики:
    • плотность,
    • влажность и гранулометрический состав
  2. и дополнительно для глинистых грунтов:
    • число пластичности, показатель текучести;
  3. прочностные характеристики:
    • модуль деформации;
    • угол внутреннего трения  и удельное сцепление с, определяемые для условий;соответствующих всем этапам строительства;
    • эксплуатации фундаментов и подземной части здания;

Модуль деформации Е для зданий, возводимых в котлованах глубиной более 3 м, следует определять по первичной ветви штамповых испытаний или компрессии, и по ветви декомпрессии, а также по ветви вторичного нагружения для штамповых испытаний или компрессии.

Декомпрессию и вторичную (повторную) компрессию образцов следует выполнять для тех же диапазонов напряжений, что и первичную компрессию:

  • параметры ползучести глинистых грунтов;
  • коэффициент морозного пучения, удельные нормальные и касательные силы морозного пучения;
  • коэффициент фильтрации грунтов;
  • классификационные характеристики массивов скальных пород: модуль трещиноватости Мj, показатель качества породы, коэффициент выветрелости.

Изысканиями могут также определяться другие физико-механические и классификационные характеристики грунтов, обоснованные специальным техническим заданием.

Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином «характеристики грунтов» понимаются не только механические и физические свойства грунтов, перечисленные выше, а также удельные силы пучения, усадки при промерзании (высыхании), коэффициенты постели, жесткости основания и др..

Прочностные характеристики дисперсных грунтов (угол внутреннего трения, удельное сцепление) следует определять по результатам полевых испытаний на срез целиков в шурфах или котлованах по ГОСТ 20276.

Для водонасыщенных глинистых грунтов с показателем текучести IL>0,5, органоминеральных и органических грунтов, для которых подготовка целиков для полевых испытаний или отбор образцов для лабораторных испытаний затруднительны, их прочностные характеристики для расчета оснований в нестабилизированном состоянии определяются полевым методом вращательного среза в скважинах или в массиве по ГОСТ 20276.

Геофизические исследования и зондирование грунтов выполняются для:

  1. уточнения геологического строения и неоднородности грунтов основания между скважинами;
  2. определения характеристик грунтов;
  3. несущей способности свай;
  4. глубины залегания карстующихся пород, их трещиноватости и закарстованности, наличия подработки;
  5. толщины прослоек слабых водонасыщенных, биогенных, глинистых, рыхлых и др. грунтов;
  6. водоупоров;
  7. направления и скорости движения подземных вод и др.

Примечание!!!Число точек зондирования должно составлять не менее 10. При выявлении значительной неоднородности и сложных грунтовых условий число точек зондирования следует увеличивать.


Результаты геофизических исследований, зондирования грунтов должны быть подтверждены их прямыми исследованиями посредством бурения скважин, лабораторных и натурных испытаний.

Лабораторные исследования должны моделировать работу грунта в основании здания в условиях изменяющегося напряженно-деформированного состояния. Деформационные, прочностные и фильтрационные характеристики обводненных «слабых» грунтов (илы, биогенные) следует определять c учетом напряженно-деформированного состояния грунтового массива в диапазоне действующих в основании здания напряжений, при малых ступенях загружения 0,025-0,02 МПа с приращением 0,01 мм за последние 24 ч наблюдений, на образцах испытанных как в вертикальном, так и горизонтальном направлениях.

На заметку!!! Испытания должны предусматривать реконсолидацию образцов грунта и учет истории нагружения объема грунта в натуре.


Коэффициент безопасности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик (удельное сцепление с, угол внутреннего трения дисперсных грунтов и предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc, а также плотность грунта) устанавливается в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности α по ГОСТ 20522.

Для остальных характеристик грунта допускается принимать = 1.

Доверительная вероятность расчетных значений характеристик грунтов принимается при расчетах оснований по:

  • I группе предельных состояний α=0,95,
  • по II группе – α=0,85.

Для сложных грунтовых условий допускается принимать большую доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов, чем указано выше, но не более 0,99.

На подрабатываемых территориях, в зонах возможного проявления карстово-суффозионных процессов необходимо бурить не менее двух скважин для определения размера полостей, толщ терригенно-карбонатных грунтов до уровня залегания незакарстованных и невыветрелых разностей карбонатных пород и слоев глин.

При расположении площадки строительства на наклонном участке рельефа или вблизи его бровки горные выработки (точки зондирования) необходимо размещать как на самом склоне, так и в зонах, прилегающих к его бровке и подошве, с заглублением части выработок, ниже зоны возможного активного развития оползня, в несмещаемые породы, не менее чем на 3-5 м, граница которых должна определяться расчетом с учетом веса проектируемого здания.

Буровые работы, полевые, лабораторные, гидрогеологические, геофизические исследования, геодинамическое и сейсмическое микрорайонирование площадки должны быть направлены на:

  • выявление и изучение всех факторов, имеющих определяющее значение при оценке устойчивости основания от сейсмических и геодинамических воздействий;
  • динамики подземных вод;
  • наличия слабых глинистых и суффозионно-неустойчивых песчаных грунтов и др.

Должны быть определены:

  1. прочностные и реологические характеристики грунтов;
  2. проведены прогнозные расчеты устойчивости основания и склона;
  3. а в необходимых случаях организованы стационарные наблюдения.

Отчет о результатах изысканий должен содержать сведения:

  • о местоположении территории предполагаемого строительства, ее рельефе, климатических и сейсмических условиях и о ранее выполненных изысканиях;
  • об инженерно-геологическом строении площадки строительства с описанием в стратиграфической последовательности напластований грунтов, формы залегания грунтовых образований, их размеров в плане и по глубине, возраста, происхождения и классификационных наименований грунтов с указанием выделенных инженерно-геологических элементов по ГОСТ 20522;
  • о гидрогеологических условиях площадки с указанием наличия и толщины водоносных горизонтов и режима подземных вод, отметок появившихся и установившихся уровней подземных вод, амплитуды их сезонных и многолетних колебаний, величин расходов воды, сведений о фильтрационных характеристиках грунтов, а также сведений о химическом составе подземных вод и их агрессивности по отношению к материалам подземных конструкций;
  • о наблюдаемых неблагоприятных геологических и инженерно-геологических процессах (карст, оползни, суффозия, горные подработки, температурные аномалии и др.);
  • о наличии специфических грунтов;
  • о физико-механических характеристиках грунтов;
  • о возможном изменении гидрогеологических условий и физико-механических свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации высотного здания;
  • о степени радоноопасности и возможности наличия техногенного радиоактивного загрязнения на участке застройки.

В отчете также указываются применяемые методы лабораторных и полевых определений характеристик грунтов, методы обработки результатов исследований и прилагаются:

  1. колонки грунтовых выработок и инженерно-геологические разрезы с указанием результатов геофизических исследований, мест отбора проб грунтов и пунктов их полевых испытаний, а также уровней подземных вод;
  2. таблицы и ведомости показателей физико-механических характеристик грунтов и их расчетных значений, а также графики полевых испытаний и зондирования грунтов и другие данные согласно ТЗ и по требованию заказчика и экспертизы.



Добавить комментарий

Your email address will not be published.