Інженерна геологія. Інженерно-геологічні вишукування

Геологія - це наука про землю. Вона являє собою цілий комплекс наукових дисциплін і промислових галузей, пов`язаних з вивченням земної кори і її більш глибинних сфер. Завдання геології націлені головним чином на пізнання закономірностей утворення та розміщення МПІ (родовища корисних копалин). Більшість конкретних питань, що вирішуються в сучасній геології, відноситься до глибин близько 10-15 км, що обумовлено геологічного глибиною зрізу в областях стародавнього складкообразования і сучасним рівнем технічних можливостей видобутку і розвідки корисних копалин.

Загальні поняття

Інженерна геологія є науково-технічної галуззю геології, що вивчає особливості та закономірності взаємодії геологічного середовища з інженерними спорудами. Об`єктом інженерної геології є верхні шари і горизонти земної кори, геологічні умови їх формування і залягання, морфологічні, міцнісні і динамічні характеристики у зв`язку з інженерно-господарської активністю людини.

Поряд з вузькоспеціальними завданнями, інженерна геологія передбачає вивчення геологічної будови, властивостей і складу грунтів, гідрогеологічних умов, деструктивних геологічних процесів і цілого ряду інших питань. Тому основи інженерної геології включають необхідність певних широких пізнань в цілому ряді суміжних геологічних дисциплін, у тому числі загальної геології, мінералогії, геоморфології, гідрогеології, петрографії, тектоніки, геофізики та ін.

Цілі і завдання

Інженерно-геологічні вишукування ставлять своєю метою виконання комплексної та всебічної оцінки геологічних факторів, викликаних діяльністю людини в будівельно-господарській сфері, у взаємозв`язку з природними геологічними процесами.

Головні завдання інженерної геології, включають вивчення геолого-тектонічних, геоморфологічних, сейсмічних та техногенних факторів, концентруються на розробці інженерно-геологічного обґрунтування, яке в обов`язковому порядку передує будівництво об`єктів зі статусом інженерних споруд. Це цивільні та промислові будівлі і споруди, автомобільні і залізні дороги, греблі, мости, аеродроми, метрополітени, підземні виробки, підземні комунікації та безліч інших об`єктів.

Таким чином, інженерна геологія покликана забезпечувати проектувальників, будівельників і служби експлуатації господарських об`єктів всіма даними, необхідними для проектування і будівництва, а також для виконання заходів, пов`язаних з їх експлуатацією.

На підставі результатів інженерно-геологічних робіт складають висновок про принципову можливість будівництва споруд та будівель або визначають найбільш сприятливі ділянки для їх розміщення. Висновок повинен містити рекомендації про найбільш способі виробництва робіт, пропозиції по конструкціях в плані їх максимальної надійності та профілактичним заходам по боротьбі з можливими негативними геологічними процесами, які можуть загрожувати безпеці будівлі або споруди.

Основні розділи інженерної геології

Будучи частиною геології як науки, інженерна геологія, у свою чергу, включає в себе ряд самостійних дисциплін, з яких основними вважаються інженерна геодинаміка, грунтознавство і регіональна інженерна геологія.

Грунтознавство, як випливає з назви, це наукова галузь інженерної геології, яка відає будовою, складом і властивостями грунтів, закономірностями їх утворення та накопичення, а також особливостями просторово-часової мінливості, зумовленими інженерно-будівельної та господарською діяльністю людей.

Об`єктом інженерної геодинаміки є широкий спектр сьогоднішніх геологічних процесів, які роблять значущий вплив на умови будівництва та експлуатації господарських об`єктів будь-якого масштабу. До процесів такого роду відносяться землетруси, зсуви різного походження, провали, просідання, тріщини та ін. Поряд з дослідженням і прогнозом, всі вони викликають необхідність в розробці захисних і запобіжних заходів, що також відноситься до завдань інженерної геодинаміки.

Регіональна інженерна геологія, як і інші інженерно-геологічні вишукування, вивчає особливості та закономірності розвитку самих верхніх шарів земної кори, що складають так звану літосферу, у зв`язку з поточною і планованої інженерно-господарської та інженерно-будівельної активністю людини. Але предметом регіональної інженерної геології за визначенням є геологічні чинники регіонального масштабу.

Фізико-механічні властивості порід і грунтів

Для виконання проектних і будівельних робіт вивчення фізико-механічних властивостей порід і грунтів має першорядне значення, оскільки від розрахункових показників міцності, надійності та довговічності підстави об`єкта будівництва залежить безліч принципових рішень, пов`язаних з вибором конструкції споруди, його розміру, типу, а також визначенням обсягів будівельних і супутніх робіт. У цьому зв`язку фізико-механічні властивості порід і грунтів в обов`язковому порядку аналізуються на всіх стадіях інженерно-геологічних вишукувань.

До фізико-механічними параметрами порід і грунтів відносяться наступні показники: гранулометричний склад, пластичність, щільність частинок, вологість, щільність складання, опір зсуву, міцність на одновісний, кут природного укосу, петрографічний склад, просадочность, набухання і усадка, модуль пружності, коефіцієнт відсічі грунту, модуль деформації, суфозійний вилуговування, коефіцієнт Пуассона, вміст солей, коефіцієнт фільтрації, водопоглинання, водонасичення і ряд додаткових параметрів.

Оцінці інженерно-геологічних властивостей порід і грунтів незмінно супроводжує дослідження речового та хімічного складу, а також структурно-текстурних особливостей.

Склад і стадийность інженерно-геологічних досліджень

Інженерно-геологічні вишукування послідовно включають рекогносцирувальна роботи, інженерно-геологічну зйомку, інженерно-геологічну розвідку, детализационную роботи під час будівництва та заключні вишукування по його закінченні.

Рекогносцировка полягає у всебічній оцінці геолого-геофізичної вивченості на предмет визначення доцільності проведення подальших, більш детальних робіт. Якщо там, де плануються інженерно-геологічні вишукування, геологія району досить добре вивчена, роботи можуть починатися відразу з проведення інженерно-геологічної зйомки.

Зйомка виконується для вивчення геоморфологічних і гідрогеологічних особливостей, інженерно-геологічних властивостей порід і грунтів, проявів активних геологічних процесів та загальної оцінки інженерно-геологічних умов в районі проектованих будівельних робіт.

За результатами розвідувальних робіт складається проектно-кошторисна і робоча документація.

Утримання виробничих інженерно-геологічних досліджень

Типовий комплекс інженерно-геологічних вишукувань, як правило, включає наступні види робіт:

• попередня камеральна обробка зібраних матеріалів;
• вивчення матеріалів аерофотос`емкі;
• маршрутні дослідження;
• геофізичні роботи;
• гірничопрохідницькі роботи, включаючи буріння свердловин;
• випробування порід і грунтів в польових умовах;
• гідрогеологічні наблюденія;
• стаціонарні дослідження;
• лабораторні роботи;
• діагностика стану споруджуваних будинків і сооруженій;
• повна камеральна обробка зібраних матеріалів;
• написання остаточного звіту з поданням графічних матеріалів, рекомендаціями і ув`язненням.

Підсумкові результати інженерно-геологічних вишукувань

Резюмуючи викладений матеріал, можливо, буде доцільним перерахувати конкретні і зрозумілі результати інженерно-геологічних досліджень.

Отже, за сукупністю даних інженерно-геологічних робіт проводяться і надаються розрахунки наступних параметрів:

• стійкості порід основи споруди до деформації, яка призводить до "випирання" з-під фундаменту;
• ступеня і термінів стиснення порід і грунтів в основі будівель і сооруженій;
• стійкості порід і грунтів в укосах кар`єрів, будівельних котлованів, дорожніх канав, насипів, ровів, каналів та інших штучних виемок;
• стійкості гідротехнічних споруд (Наприклад, гребель) до зсувними деформацій під напором води водохраніліщ;
• прогнозу поведінки берегів після спорудження водохраніліщ;
• стійкості основ будівель і споруд при підйомі грунтових вод;
• стійкості інженерно-господарських споруд, що зводяться на вічній мерзлоті, в сейсмічних небезпечних районах, в областях розвитку карстових порожнин, зсувів, обвалів та інших природних катаклізмів.

Нормативні документи

Інженерно-геологічні виробничі роботи виконуються згідно з технічними вимогами, викладеними в переліку (зводі) правил виробництва досліджень для обґрунтування проектних підготовчих заходів перед початком будівництва, а також для поточних досліджень, які виконуються в процесі будівництва та експлуатації об`єктів аж до їх ліквідації.

Зазначений перелік нормативних вказівок для виробництва інженерно-геологічних вишукувальних робіт включає цілий ряд будівельних норм і правил (СНиП), що регламентують виконання робіт у порядку, встановленому державними нормативними та законодавчими актами.