Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Автодороги arrow Методические указания Методические указания по инженерно-геологическим изысканиям автомобильных дор  
21.10.2018
    
Методические указания Методические указания по инженерно-геологическим изысканиям автомобильных дор

СОЮЗДОРПРОЕКТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И СООРУЖЕНИЙ НА НИХ

Москва 1992

СОЮЗДОРПРОЕКТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ПО ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИМ ИЗЫСКАНИЯМ
АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И СООРУЖЕНИЙ НА НИХ

 

Утверждено

для практического применения

директором института «Союздорпроект»

Ю.В. Постовым 25.09.1992 г.

 

ВВЕДЕНИЕ

Методические указания рассматривают методику инженерно-геологических изысканий в условиях II - V климатических зон. В «Указаниях» дается методика, состав и объемы работ для получения исходных данных проектирования земляного полотна автомобильных дорог, малых искусственных сооружений, путепроводов, зданий эксплуатационной службы и временных сооружений для строительства дорог с учетом многолетнего опыта изысканий, проектирования и эксплуатации построенных дорожных сооружений. «Указания» детализируют и уточняют состав и объем работ, а также нормируют те работы, которые не предусмотрены СНиП 1.02.07-87.

Инженерно-геологические изыскания в 1-й климатической зоне (зоне распространения вечной мерзлоты), работы на больших и средних мостовых переходах, а также работы по поискам и разведке месторождений строительных материалов в «Указаниях» не рассматриваются. По последним даются лишь общие рекомендации.

«Методические указания» разработаны инженером Смирновым В.С. и главным специалистом технического отдела Союздорпроекта Филипповым В.Е. взамен выпущенных Союздорпроектом в 1979 году «Методических указаний по инженерно-геологическим изысканиям автомобильных дорог».

Союздорпроект просит сообщить о всех замечаниях и предложениях, возникающих при использовании «Методических указаний», по адресу: 113035, Москва, Софийская наб., 34.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Инженерно-геологические изыскания наряду с геодезическими и гидрометеорологическими работами являются основным видом изысканий, выполняемых для строительства автомобильных дорог.

Задачей инженерно-геологических изысканий является:

а) совместно с экономическими, геодезическими, гидрологическими и природоохранными изысканиями обосновать правильный выбор трассы проектируемой дороги;

б) собрать исходные данные для проектирования автомобильной дороги и выявить условия ее строительства и эксплуатации в той части, в какой они определяются природными факторами района строительства (климат, рельеф, геологическое строение, гидрогеологические условия, почвы и грунты, современные физико-геологические процессы).

1.2. В состав работ, выполняемых при инженерно-геологических изысканиях, входит:

- сбор и обобщение данных о природных условиях района изысканий и материалов изысканий прошлых лет;

- инженерно-геологическая съемка с применением аэрометодов;

- горно-буровые работы;

- отбор проб грунтов и воды и определение их свойств полевыми и лабораторными методами;

- полевые опытные работы по определению физико-механических свойств грунтов, определение сопротивления грунтов сдвигу, пенетрации, испытания штампом и т.д.;

- геофизические исследования;

- стационарные наблюдения;

- камеральная обработка и составление отчетных материалов.

1.3. Объем и характер инженерно-геологических изысканий зависит от сложности и степени изученности природных условий района, а также от стадии проектно-изыскательских работ /технико-экономическое обоснование (ТЭО), проект (П), рабочая документация (р.д.), рабочий проект (р.п.)/. При выполнении изысканий следует учитывать требования СНиП 1.02.07-87 (инженерные изыскания для строительства).

1.4. Инженерно-геологические изыскания на предпроектной стадии (ТЭО) имеют целью собрать основные данные, характеризующие природные условия района изысканий в объеме, достаточном для оценки намеченных вариантов трассы и выбора основного направления.

Изучение природных условий осуществляется путем ознакомления с имеющимися литературными и фондовыми материалами и материалами изысканий прошлых лет, материалами аэрофотосъемки и космосъемки, инженерно-геологического дешифрирования с осмотром в натуре трассы и выполнения наземных изысканий на ключевых (эталонных) участках и отдельных сложных местах.

1.5. Инженерно-геологические изыскания для составления проекта (П) выполняются на основе подробных изысканий и заключаются в детальном изучении природной обстановки района проложения трассы по выбранному направлению и конкурирующим вариантам в объеме, достаточном для проектирования земляного полотна, дорожной одежды и дорожных сооружений.

1.6. Инженерно-геологические работы при рабочем проектировании для РД и РП выполняются:

а) на участках трассы, где по тем или иным причинам намечаются изменения ее местоположения или инженерно-геологические работы не выполнялись;

б) в местах индивидуального проектирования (оползни, осыпи, слабые грунты и др.), а также в районах с особыми природными условиями (места с наличием просадочных грунтов, карста подвижных песков и др.) с целью уточнения данных, полученных в результате произведенных ранее изысканий;

в) в местах устройства дорожных сооружений, в случаях изменения их схемы, смещения сооружений в плане, а также в сложных случаях для уточнения отметок заложения и условий фундирования опор мостов, труб, гражданских зданий и по трассам отдельных инженерных сооружений (подпорные и одевающие стенки), регуляционные сооружения, разного вида дренажные устройства, коммуникации и т.п.

В местах проектирования искусственных сооружений производятся опытные испытания грунтов;

г) при поисках и разведке месторождений строительных материалов и сосредоточенных резервов грунта в случаях невозможности использования ранее разведанных месторождений или изменения в потребных объемах добычи.

2. МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

2.1. Основными методами изучения инженерно-геологических условий района проложения трассы и отдельных сложных мест при изысканиях автомобильных дорог являются: инженерно-геологическая рекогносцировка, инженерно-геологическая съемка и инженерно-геологическая разведка.

Инженерно-геологическая рекогносцировка производится для контроля, уточнения и дополнения собранных материалов изысканий прошлых лет. При ней устанавливаются и получают сравнительную оценку общих инженерно-геологических условий изучаемой территории для составления программы изысканий в случае отсутствия или недостаточности для этих целей материалов изысканий прошлых лет.

Устанавливаются места распространения и характер развития неблагоприятных физико-геологических процессов.

Выявляются изменения инженерно-геологических условий во времени, характер и причины деформаций зданий и сооружений.

При рекогносцировке проводятся маршрутные наблюдения и при необходимости - дешифрирование имеющихся аэрокосмоматериалов, аэровизуальных наблюдений, геофизические исследования, проходка отдельных горных выработок, отбор образцов грунтов, проб подземных вод и их лабораторные исследования.

2.2. Инженерно-геологическая съемка при изысканиях автомобильных дорог - это полевое изучение, описание и нанесение на план или карту инженерно-геологических условий местности существенных для проектирования, строительства и эксплуатации будущей дороги. Такое изучение производится по возможным вариантам трассы на полосе варьирования, в границах которой намечается размещение проектируемых сооружений и осуществление необходимых мероприятий для обеспечения их нормальной работы. Изучение производится, в основном, по визуальным признакам с производством некоторого количества полевых и лабораторных испытаний грунтов.

В задачи инженерно-геологической съемки входят:

а) изучение геологического строения, гидрогеологических условий, определение литологических особенностей и границ распространения различных типов грунтов поверхностных отложений и коренных пород;

б) изучение грунтов с точки зрения использования их в качестве основания земляного полотна и фундаментов проектируемых сооружений, как материала для возведения земляного полотна и дорожной одежды;

в) изучение современных физико-геологических процессов и их влияния на выбор оптимального варианта трассы;

г) выявление перспективных районов для поисков месторождений строительных материалов и резервов грунта для устройства насыпи.

При наличии геологических карт дочетвертичных и четвертичных отложений того же или более крупного масштаба тектоника и стратиграфия не изучаются.

2.3. Особенность инженерно-геологической съемки, отличающей ее от других полевых методов исследований, состоит в пространственном отображении, т.е. картировании элементов, изучаемых природных условий.

Топографической основой для проведения инженерно-геологических съемок и составления карт служат топографические карты, планы, аэрофотоснимки, фотопланы, фотосхемы. Если таковые отсутствуют, то в качестве основы может служить план глазомерной съемки, составляемой геологом в процессе съемочных работ.

Геологической основой инженерно-геологической съемки служит геологическая карта и карта четвертичных отложений.

2.4. Инженерно-геологические карты при изысканиях автомобильных дорог составляются:

1. При разработке ТЭО.

2. При подробных изысканиях в горной местности.

3. При обследовании мест индивидуального проектирования.

4. Для средних и больших мостовых переходов.

5. Для сложных по геологическим условиям площадок гражданских зданий и мест устройства путепроводов.

Составляемые инженерно-геологические карты являются специализированными картами, на которых отражаются лишь существенные для проектирования дороги и линейных сооружений особенности природной обстановки. Карты не должны содержать данных, не нужных проектировщику для решения тех или иных задач. Карты должны отражать инженерно-геологические условия на необходимую для проектирования глубину, быть легко читаемыми и понятными для проектировщиков. Инженерно-геологические карты наравне с топографическими являются одним из основных обосновывающих трассу документов.

На инженерно-геологических картах должны найти отражение:

1. Состав, мощность и контуры поверхностных отложений, глубина залегания коренных пород.

2. Глубина залегания грунтовых вод.

3. Современные физико-геологические процессы и устойчивость горных пород.

4. Границы однотипных для проектирования строительства и службы эксплуатации дороги инженерно-геологических районов (участков).

В каждом отдельном случае инженерно-геологическая карта может быть дополнена теми или иными данными в зависимости от конкретной обстановки и характера объекта. В сложных условиях в дополнение к инженерно-геологической карте прилагаются геологическая и геоморфологическая карты.

В зависимости от стадии проектирования, особенностей геологического строения и длины трассы могут составляться карты инженерно-геологического районирования или карты инженерно-геологических условий. Последние составляются для небольших по протяжению участков (оползни, карсты, мостовые переходы и т.п.) или же при частой смене литологических разностей и пестроте инженерных геологических условий, что имеет место в горных районах.

На картах инженерно-геологического районирования показываются таксономические единицы «районы» в пределах площади съемки, однородные в инженерно-геологическом отношении применительно к строительству дорог, как правило, приуроченные к определенному геоморфологическому элементу местности.

На картах инженерно-геологических условий показывает в условных обозначениях литологический состав пород, гидрогеологические условия, современные физико-геологические процессы, строительные свойства грунтов. На предпроектной стадии, при разработке ТЭО, инженерно-геологические карты составляются на основе уже имеющихся топографических, геологических карт и данных аэрофотосъемки с производством инженерно-геологического дешифрирования.

Перед началом работ производят камеральное дешифрирование аэроснимков с использованием архивной литературы и фондовых материалов по району работ. Камеральное дешифрирование сопровождается аэровизуальными наблюдениями с полевым выборочным дешифрированием на отдельных, типичных для данного района ключевых участках.

Карты для ТЭО составляют в масштабе 1:10000 - 1:50000 в зависимости от протяженности объекта и характера ТЭО.

При подробных изысканиях (или при подробном ТЭО с выносом трассы в натуру) для горных участков или участков со сложными инженерно-геологическими условиями производят крупномасштабную, не мельче 1:10000, съемку притрассовой полосы (на ширину не менее 200 м).

Работы по крупномасштабной инженерно-геологической съемке производят в следующей последовательности:

Подготовительные работы

а) Получение задания от ГИПа с перечнем объектов, для которых требуется съемка и вариантов трассы, которые должны быть изучены.

б) Составление программы работ.

в) Получение имеющихся материалов изысканий прошлых лет, литературных и фондовых материалов. Предварительное дешифрирование аэрофотоснимков. Аэровизуальные наблюдения, составление предварительной инженерно-геологической карты.

Полевые работы

Инженерно-геологическая крупномасштабная съемка производится вместе с трассировочными работами несколько опережая их. При съемке и составлении инженерно-геологической карты используют выработки, закладываемые по трассе для составления грунтового профиля и поперечных геолого-литологических разрезов. К ним добавляют данные по точкам наблюдения (естественным обнажениям и выработкам), количество которых не должно быть менее, чем это указано в тб. 178 Сборника цен, изд. 1982 года.

Масштабы инженерно-геологической съемки

Таблица 1

Стадия (этап изысканий)

Цель работы

Вид съемки

Масштаб съемки

Тип карт

1

2

3

4

5

Выбор направления (ТЭО)

Оценка возможных вариантов проложения трассы в полосе варьирования. Выбор оптимального направления

Маршрутная

1:50000

1:25000

1:17000х)

Мелкомасштабные и среднемасштабные карты. Полосы возможного варьирования (карты инженерно-геологического районирования)

а) без выноса трассы в натуру (в простых условиях при хорошей изученности)

 

 

 

 

б) при выносе трассы в натуру на эталонных участках, в горной местности в сложных инженерно-геологических условиях

Оценка инженерно-геологических условий притрассовой полосы

Маршрутная и площадная

1:10000

1:2000

Крупномасштабная карта притрассовой полосы шириной не менее 200 м (карты инженерно-геологических условий и карты районирования)

Изыскания на выбранном направлении для составления проекта

Более детальное изучение инженерно-геологических условий притрассовой полосы мест индивидуального проектирования земполотна, постовых переходов для обоснования выбора защитных мероприятий

-"-

1:10000

1:5000

1:2000

1:1000х)

1:500

Крупномасштабная карта притрассовой полосы и отдельных сложных мест (карта инженерно-геологических условий)

х) Обычный масштаб аэроснимков

хх) Обосновывается при необходимости сложностью инженерно-геологических условий

Ширина полосы съемки зависит от расположения возможных вариантов трассы. При удалении вариантов на расстояние более 0,5 км съемка производится по каждому варианту отдельно. Для трассы ширина съемки должна быть не менее 200 м (по 100 м в сторону от оси проектируемой дороги). В местах индивидуального проектирования эта полоса может быть расширена. На постовых переходах съемка захватывает 300 м вверх и 200 м вниз от оси перехода. Масштаб съемки притрассовой полосы принимают от 1:2000 до 1:10000, как правило, 1:2000. Съемка заканчивается и окончательно уточняется после проложения пикетажа (теодолитного хода), составляемые инженерно-геологические крупномасштабные карты используют при разработке проекта дороги в случаях камеральной сдвижки трассы, проектировании защитных сооружений, водоотводных канав и т.п.

Эти карты является одним из основных обосновывающих проект документов.

В горных районах, где наблюдаются селевые явления и лавинообразование, составляются карты более мелкомасштабные - 1:25000, 1:5000, которые должны осветить селевые бассейны, места снегосборов, пути схода лавин и зоны транзита селей.

Все записи при инженерно-геологической съемке делают в журнале из миллиметровой бумаги (можно использовать обычную пикетажную книжку). На левой стороне журнала делают необходимые плановые зарисовки, наносят в принятом масштабе границы литологических разностей, отражают современные физико-геологические процессы. На правой стороне журнала помещают текстовое описание участка трассы с зарисовками в горной местности характерных поперечных профилей (разрезов). Все точки наблюдения заносят в журнал и нумеруют в единой системе. Описание, относящееся к данной точке наблюдения, также делают на правой стороне журнала. При ориентировке на местности используют детали, отмеченные на топоснове. Точки наблюдения привязывают к пикетажу или станциям теодолитного хода; для привязки могут быть также использованы опознавательные знаки на аэроснимках. Записи и плановые зарисовки из полевого дневника переносят на топоснову, аэрофотоснимки или глазомерную карту, составляют экземпляр полевой карты. Данные инженерно-геологической съемки при необходимости передаются геологом начальнику изыскательской партии в процессе полевых работ еще до составления инженерно-геологической карты.

Геологические наблюдения

Прежде всего, следует изучить наиболее характерные естественные обнажения, дающие представление о геологическом строении местности. При этом изучают стратиграфическую последовательность состава пород, мощность отдельных слоев, характер контактов между ними, фациальную изменчивость.

Для выполнения геологических наблюдений при необходимости делают специальные маршруты, прокладывая их по возможности в крест простирания слоев с пересечением наиболее характерных геоморфологических элементов.

При описании обнажений следует точно показать их положение на карте или схеме. При описании отмечают положение в рельефе, размер, тип обнажения.

Необходимо устанавливать абсолютную или относительную высотную отметку обнажений. Для этого в полевом журнале рисуют схематичные профили, на которых показывают обнажения над трассой или уровнем воды в реке, дном оврага и т.п. При описании необходимо производить зарисовку и желательно фотографирование обнажений. Описание производится в соответствии с указаниями по полевой документации при инженерно-геологических изысканиях автомобильных дорог (с.д.п. 1971 г.).

Геоморфологические наблюдения

Геоморфологические наблюдения производят с целью выявления и оконтурирования различных элементов рельефа. По каждому элементу рельефа устанавливают его гипсометрическое положение, генезис и возраст, размеры, характер поверхности, связь элементов рельефа со слагающими его породами и современными физико-геологическими процессами; устанавливают влияние рельефа на условия увлажнения грунтов.

Геоморфологические наблюдения способствуют выделению участков с однотипными инженерно-геологическими условиями, границы которых обычно совпадают с границами выделенного геоморфологического элемента.

Кроме крупных форм рельефа подробно описывают микрорельеф (впадины, блюдца, взбугрения, конуса выносов, карстовые воронки, трещины, микрорельеф и др.).

Устанавливают положение мест обнаружения грунтовых вод по рельефу и высоту их по отношению к уровню ближайшего водоема (реки, озера). Выясняется связь подземных вод с теми или иными породами, описывают свойства воды, цвет, температуру, запах, заменяют дебит источников.

В выработках и колодцах заменяют уровень воды от поверхности земли. По опросным данным отмечают его колебания в течение года и по отдельным годам. Образец оформления инженерно-геологической карты дан в «Образцах оформления геологических документов» (Союздорпроект, 1991 г.).

Предлагаемые формы могут быть в зависимости от конкретных условий изменены и дополнены. Например, вторую от поверхности породу при ее малой мощности и необходимости показать разрез более глубоко, удобнее показывать не цветом, а врезками, на которых отразить 2 - 3 слоя. В основу выделения однородных по инженерно-геологическим условиям участков могут быть положены не только геоморфологические признаки (что в большинстве случаев является наиболее правильным), но и другие - например, литология или в однородных условиях рельефа - степень благоприятности для строительства. Как правило, рельеф изображают на карте горизонталями. Карты могут дополняться характерными геолого-литологическими разрезами. Инженерно-геологические карты используются при проектировании и прикладываются к общей пояснительной записке, составляемой при разработке ТЭО и проекта, а также в особо сложных случаях - к индивидуальным проектам земляного полотна и проектам мостовых переходов.

При описании отмечаются границы форм рельефа. Привязка производится к пикетажу, станциям теодолитного хода, характерным местам, перегибам в рельефе, обнажениям и т.п. При описании составляют характерные для той или иной формы рельефа профили и делают необходимые зарисовки.

При геоморфологическом описании речных долин отмечают ориентировку долины, форму поперечного сечения, ширину по дну и на уровне коренных берегов, форму склонов, их крутизну, характер нарушения устойчивости, расчлененность эрозионными процессами, наличие на склонах перегибов, характер русла реки, наличие боковой и глубинной эрозии, наличие стариц речных террас, их форму, размеры, высоту над руслом реки.

При картировании речных террас отмечают порядковый номер террасы, абсолютную отметку ее уровня, превышение над руслом реки, ширину и протяженность, угол и направление наклона поверхности, геологическое строение.

Гидрогеологические наблюдения

Особое внимание при выполнении линейных инженерно-геологических обследований уделяется выявлению грунтовых вод и установлению их расчетного уровня, на основании которого определяется руководящая отметка бровки земляного полотна проектируемой дороги.

Возможные колебания уровня грунтовых вод могут быть установлены по данным наблюдений стационарных гидрорежимных станций, а также по данным опроса местного населения о колебаниях уровня воды в существующих колодцах, расположенных в районе проложения трассы. Косвенными признаками возможного колебания грунтовых вод являются наличие признаков оглеения, торфянистых прослоев и влаголюбивой растительности.

Рекомендации по определению расчетного уровня грунтовых вод помещены в приложении № 10.

В задачу гидрогеологических наблюдений входит сбор данных, характеризующих условия увлажнения грунтов, уровень грунтовых вод и возможные его колебания. Кроме этого, устанавливается степень агрессивности грунтовых вод в сфере взаимодействия проектируемого сооружения с окружающей средой.

При съемке документируются естественные выходы (ключи, сырые места) и искусственные вскрытия (колодцы, скважины, котлованы, шурфы и т.п.) подземных вод.

Аэрометоды

2.5. Для выполнения инженерно-геологической съемки, а также поиска месторождений строительных материалов и грунтов использует аэрометоды. Применение аэрометодов уменьшает объем трудоемких полевых работ и повышает качество инженерно-геологических карт.

Из существующих разновидностей аэрометодов при инженерно-геологических изысканиях автомобильных дорог применяются:

а) аэровизуальные наблюдения для изучения природных условий местности (в том числе геологического строения, рельефа, гидрологических условий, растительности, современных физико-геологических процессов и др.) с воздуха (самолета, вертолета);

б) инженерно-геологическое дешифрирование аэрофотоснимков (площадное или по маршрутам).

2.6. Масштаб аэрофотосъемки выбирается в 1,5 - 2 раза крупнее масштаба окончательной карты или заданной детальности инженерно-геологической съемки. Оптимальными масштабами аэроснимков являются 1:10000 и 1:25000. Для отдельных сложных участков аэрофотосъемка выполняется в масштабе, близком к масштабу инженерно-геологической карты (1:1000 - 1:5000).

В горных районах, кроме плановой, рекомендуется производить и перспективную аэрофотосъемку крупных масштабов. Это дает более ясное представление об устойчивости склонов.

2.7. Инженерно-геологическим дешифрированием аэрофотоснимков устанавливаются типы геоморфологических элементов, контуры генетических и литологических разновидностей грунтов, характер современных физико-геологических явлений, общие инженерно-геологические условия. Выявляется перспективность и направление наземных маршрутов для поисков месторождений строительных материалов и резервов грунта. Для инженерно-геологического дешифрирования используются черно-белые аэроснимки.

Для дешифрирования грунтов и гидрогеологических условий в заселенных районах применяется также спектрозональная съемка. Спектрозональные цветные аэрофотоснимки помогают установить необходимые для дешифрирования грунтов геоботанические признаки.

Для объектов протяженностью более 100 км целесообразно использовать данные космической съемки для выявления линий тектонических разломов, гидрогеологических условий, мест наледепроявления.

В результате инженерно-геологического дешифрирования составляется предварительная инженерно-геологическая карта. По карте намечается наиболее оптимальный вариант проложения трассы и выбирается отдельные эталонные участки для подробных наземных обследований и наблюдений. Последние выполняются в отдельных случаях на стадии предпроектных изысканий для ТЭО при сложных инженерно-геологических условиях или при изысканиях для проекта по новой технологии, предусматривавшей минимальный объем наземных работ.

Разведочные работы и условия их применения

2.8. Инженерно-геологические изыскания должны выполняться с применением прогрессивных методов работ, современных приборов и оборудования, обеспечивающих повышение производительности труда, улучшение качества и сокращение продолжительности изысканий.

Основной объем разведочных работ для построения геолого-литологических разрезов, отбора образцов грунтов, изучения их свойств, изучения гидрогеологических условий и выделения инженерно-геологических элементов выполняется бурением скважин. При этом используются самоходные и переносные станки механического бурения. Перечень рекомендуемых станков для проходки скважин в зависимости от условий проведения работ приводится в приложении № 2. Целесообразный диаметр скважин в зависимости от глубины и характера грунта приведен в табл. 2.

Ручной ударно-вращательный способ бурения к применению не рекомендуется. Он применяется только в труднодоступных районах, куда доставка механизмов практически невозможна.

2.9. При бурении в процессе инженерно-геологических изысканий должен быть обеспечен непрерывный отбор и осмотр керна. Этому требованию лучше всего удовлетворяют станки колонкового, вибрационного и ударно-канатного бурения кольцевым забоем. При этом величина углубления буровых наконечников не должна превышать 0,5 - 0,6 м. В неустойчивых и водоносных грунтах обязательна осадка труб для крепления стенки скважины.

При колонковом бурении промывка применяется только в крепких скальных грунтах. Основными преимуществами колонкового бурения являются возможности проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород, хорошо разработанная и освоенная технология бурения, возможность получения качественного керна.

Вибрационное бурение обладает высокой производительностью и позволяет вести качественную геологическую документацию исследуемого разреза, а также отбирать образцы ненарушенной структуры в ряде разновидностей грунтов.

Вибробурение может применяться в песчаных и глинистых грунтах, в том числе обводненных, на глубину 15 - 20 метров.

Ударно-канатное бурение кольцевым забоем производится путем сбрасывания на забой скважины или забивки в грунт кольцевого наконечника (забивного стакана). Достоинством этого способа являются: хорошее качество керна, малые затраты времени на спускоподъемные операции, незначительные затраты мощностей на бурение, вертикальность скважины.

При ударно-канатном бурении сплошным забоем углубление скважины производится за счет сбрасывания на забой породо-разрушающего долота с последующей очисткой желонкой. Этот способ не обеспечивает качественной геологической документации и может быть использован для проходки встречающихся прослоев крепких пород или толщ из обломочных грунтов.

Разновидностью ударно-канатного бурения является желонирование, применяемое при проходке сильно обводненных песчаных грунтов.

Роторное и шнековое бурение при инженерно-геологических изысканиях, как правило, не применяется. Применение шнекового бурения допускается лишь при использовании магазинных шнеков, а также при бурении дополнительных скважин в простых и однородных условиях, подтверждающих в основном ранее изученный разрез пород и установленную глубину залегания грунтовых вод.

2.10. Цифры применяют в тех случаях, когда мощность обследуемой толщи незначительна или когда доставка буровых станков затруднена и бурение скважин экономически невыгодно. Кроме того, шурфы проходятся в тех случаях, когда нужно особо тщательно изучить грунтовую толщу при пестром залегании пород, на оползнях, засоленных грунтах и т.п., произведя зарисовки, а также когда требуются испытания физико-механических свойств грунтов в условиях их естественного залегания, наливы в шурфы и другие опытные работы.

На изысканиях проходят шурфы, дудки, канавы, расчистки, закопушки, при возможности для проходки шурфов применяются шурфокопатели. Проходка шурфов в скальных породах производится буро-взрывным способом с привлечением специализированных организаций. Сечение шурфов в зависимости от их глубины рекомендуется:

при глубине до 2,5 м - 1,25 м2

                       до 5,0 м - 2,0 м2

                 более 5,0 м - 2,5 м2.

Крепление шурфов в рыхлых неустойчивых породах предусматривается в сыпучих породах с глубины 1,0 м, в суглинках и глинах - с 1,5 м от поверхности, а в особо плотных грунтах с 2,0 м.

При инженерно-геологических линейных изысканиях широко используются естественные обнажения и искусственно вскрытые разрезы (строительные котлованы, выемки и т.п.).

Таблица 2

Горные породы

Способ бурения

Глубина скважин, м

Диаметр скважин, мм

начальный

конечный

Песчаные и глинистые грунты

Ударно-канатный, шнековый

до 10

127

 

10 - 20

168

127

20 - 30

210

 

Валуны, галечники, гравийно-галечные отложения и другие грунты с включением крупнообломочного материала более 40 %

Ударно-канатный

до 10

168

 

10 - 20

219

168

20 - 30

273 - 325

 

Полускальные породы

То же

до 10

127

 

10 - 20

168

127

20 - 30

219 - 273

 

Скальные породы

Колонковый

до 10

110

 

10 - 20

130

110

20 - 30

150

 

Примечания: 1. Начальный диаметр скважин глубиной более 30 метров, а также начальный и конечный диаметр специальных скважин проходимых для полевых исследований грунтов устанавливается программой изысканий.

2. При бурении разведочных скважин в крупнообломочных, песчаных, пылеватых и глинистых грунтах с включениями валунов и крупной гальки, а также для обоснования в соответствии с заданием заказчика производства земляных работ способом гидромеханизации допускается увеличивать их начальный диаметр.

Опробование

2.11. Опробование имеет целью определение состава и состояния, а также надежных расчетных показателей пород, обеспечивающих рациональное проектирование и строительство сооружений, а также их прочность и долговечность.

Инженерно-геологическое опробование включает в себя:

- определение методики опробований и места отбора образцов, а также их количества;

- отбор образцов из выработок или обнажений;

- консервирование и упаковку образцов, транспортировку и хранение;

- отбор и подготовку проб для испытания;

- обработку полученных данных и выбор расчетных показателей грунтов.

Образец - любой объем грунта, отбираемого для геологического описания, а также полного или частичного изучения его состава и физико-механических свойств.

Инженерно-геологическая проба - строго определенный объем грунта, используемый для определения величин показателей физико-механических свойств грунтов в лаборатории или в полевых условиях.

Образец грунта определенного объема, основная часть которого имеет ненарушенную структуру и природную влажность, называется монолитом.

Методика опробования грунтов определяется следующими основными факторами: типом сооружения, целью исследования, стадией проектирования, литологопетрографическим составом пород, мощностью и другими характеристиками исследуемых слоев.

Большая часть образцов отбирается для определения классификационных показателей (грансостава, пластичности, естественной влажности), на основании которых выделятся однородные слои (инженерно-геологические элементы), состав и состояние которых позволяют отказаться от их более дробного расчленения и характеризовать грунты в их пределах по осредненному значению показателей (первый этап исследований).

Под инженерно-геологическим элементом понимается слой, сложенный генетически однородными грунтами одного и того же номенклатурного вида, характеристики которых изменяются в выделенных границах незакономерно и находятся в пределах классификационных интервалов, установленных СНиП.

В соответствии с ГОСТ 2.05.22-75 коэффициент вариации изменяющейся характеристики не должен превышать - для коэффициента пористости с естественной влажности 0,15 и для определений сопротивления сдвигу и сжимаемости - 0,30.

Коэффициент вариации -

n - число определений;

xn - нормативное значение характеристики;

xi - частное значение характеристики;

s - среднее квадратичное отклонение характеристики;

За единый инженерно-геологический элемент допускается принимать грунты, представленные тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного номенклатурного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми илами, глинистыми грунтами и консистенцией более 0,75 и заторфованными грунтами, следует рассматривать как отдельные инженерно-геологические элементы независимо от их толщины.

Инженерно-геологические элементы при полевых работах выделяет по визуальному описанию, результатам зондирования, исследования крыльчатками, микропенетрацией, определениями объемного веса, естественной влажности, пластичности.

Во многих случаях в качестве основного показателя можно использовать естественную влажность, которая, как правило, хорошо коррелизуется с другими показателями механических свойств слабых грунтов (первый этап исследований).

Границы выделенных в поле однородных слоев обычно мало отличаются от границ, полученных при окончательной камеральной обработке.

При наличии большого количества лабораторных данных для их обработки и выделения инженерно-геологических элементов следует использовать ЭВМ с цифровой индексацией всех инженерно-геологических элементов или разновидностей грунтов.

Расчетные показатели свойств грунтов сложной текстуры могут определяться по специально разработанной методике с отступлением от действующего стандарта.

Для мест индивидуального проектирования земляного полотна и во всех случаях, когда требуются расчетные показатели грунтов, исследования производят в два этапа.

На втором этаже исследований отбирают образцы с ненарушенной структурой (монолиты). Места отбора монолитов определяют на основании обобщения результатов предварительных исследований с таким расчетом, чтобы показатели состава и состояния отбираемых монолитов в возможно большей степени отвечали расчетным значениям этих показателей для выделенных слоев (ИГЭ). Количество монолитов и их размеры определяют исходя из того, что для каждого вида испытаний можно было бы получить не менее шести образцов из каждого отдельного слоя. Для сложных оползневых участков и т.п. это количество должно быть увеличено и определяется специальной программой с прогнозированием изменения свойств грунта после строительства.

В тех случаях, когда слабые грунты (торф и др.) по тем или иным соображениям подлежат обязательному удалению, лабораторные испытания их не выполняют.

Для отбора образцов с ненарушенной структурой из буровых скважин применяются грунтоносы. Грунтоносы бывают:

а) Обуривающие для отбора монолитов в полутвердых и твердых глинистых грунтах и скальных породах;

б) задавливающиеся шариковые для пластичных и мягкопластичных грунтов;

в) вибрационные в виде разъемных зондов для глинистых пластичных грунтов;

г) забивные для пластичных глинистых грунтов.

Грунты текучей и текучепластичной консистенции отбирают грунтоносами с подрезающим устройством и вакуумом. Внутренний диаметр грунтоносов должен быть не менее 100 мм. Рациональные конструкции грунтоносов и область их применения помещены в приложении № 6.

2.12. Кроме лабораторных работ неотъемлемой частью инженерно-геологических изысканий являются полевые исследования грунтов, которые следует проводить в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ для определения состава, состояния, физических и механических свойств грунтов, оценки их пространственной изменчивости, оценки возможности погружения свай в грунты, оценки несущей способности свай.

2.13. К полевым методам изучения физико-механических свойств грунтов относятся микропенетрация, лопастные испытания, динамическое и статическое зондирование, прессометрия.

Полевые методы позволяют изучить грунты в условиях естественного залегания, что значительно повышает точность определения и резко сокращает объем лабораторных работ.

Однако, полевые методы в отличие от лабораторных, не дают представления об изменениях в поведении грунтов в результате изменения внешних условий при строительстве. Они характеризуют свойства, отвечающие состоянию грунта, находящегося под воздействием только природной среды. Полная всесторонняя оценка строительных свойств грунтов может быть получена только при совместном использовании лабораторных и полевых методов исследования.

2.14. Микропенетрация - дает возможность количественно оценить консистенцию и качественно охарактеризовать структурную прочность и сцепление.

2.15. Лопастные испытания органогенных и глинистых грунтов мягкоплиточной, текучей и текучепластичной консистенции являются основным методом определения сопротивления этих грунтов сдвигу, поскольку отбор монолитов из них затруднен.

Лопастные испытания дают возможность охарактеризовать и оценить структурную прочность исследуемых грунтов. Данные лопастных испытаний выражают общее сопротивление сдвигу, обусловленное трением и сцеплением. Поскольку для грунтов текучей и текучепластичной консистенции угол внутреннего трения j очень мал, при расчетах можно принять его равным нулю, а величина сцепления принимается равной общему сопротивлению сдвигу, полученному в процессе испытаний.

2.16. Зондирование грунтов выполняется в соответствии с требованиями нормативных документов и СНиПа 1.02.07-87 по инженерным изысканиям для строительства. В программе работ в зависимости от поставленных задач и особенностей инженерно-геологических условий объекта устанавливают количество точек зондирования, их расположение и глубину.

2.17. Динамическое зондирование заключается в механической или ручной забивке зонда с коническим наконечником. По результатам измерений, полученных в процессе динамического зондирования, рассчитывают сопротивление грунта внедрению зонда, оформляемое в виде непрерывного графика.

2.18. Статическое зондирование состоит в погружении зонда в грунт путем задавливания под действием статической нагрузки и определения величины этого усилия.

Данные динамического и статического зондирования в соответствии со СНиП 1.02.07-87 используют для определения плотности, нормативных значений угла внутреннего трения и модуля деформации, а для песчаных грунтов, нормативного модуля деформации, удельного сцепления и угла внутреннего трения глин и суглинков (кроме моренных и озерно-ледниковых).

2.19. Метод прессиометрии применяется для определения деформационных и прочностных свойств грунтов.

В настоящее время широкое применение находят лопастные прессиометрии (ЛПМ) второго поколения с высокой степенью надежности и качеством работ, чем приборы первого поколения ЛПМ-14 и 15.

Техническая характеристика прессиометров второго поколения представлена в табл. 3. Условия применения полевых исследований грунтов даны в табл. 4.

Таблица 3

Наименование параметра

Тип прибора

ЛПМ-2-19

ЛПМ-2-24

ЛПМ-2-19с

ЛПМ-2-24с

1

2

3

4

5

Количество штампов, шт

2

2

2

2

Площадь штампа, см2

150

300/600

120/60

300

Размер штампа, мм

65´234

100´300

150´400

60´200

30´200

100´300



Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: