Инженерно-геологические полевые работы

Виды полевых работ

Инженерно-геологические изыскания подразумевают выполнение нескольких видов полевых работ непосредственно на обследуемом земельном участке, каждый из которых подробно описывается далее.

Привязка скважин на местности и подготовительные работы

С подготовительных мероприятий начинается работа любого геолога. Данные производственные операции подразумевают выполнение следующих обязательных действий:

• Расчистка территории, выравнивание площадки для проведения изысканий, при необходимости – прокладка подъездных путей.
• Выполнение топографической съёмки, вынос строительных осей и пятна застройки с привлечением геодезистов.
• Привязка мест бурения будущих скважин в строгом соответствии с техническим заданием.

Следует учесть, что перед началом описанных работ, геолог обязательно собирает сведения об обследуемой территории, путём анализа уже известных фактов, а также ранее выполненных инженерно-геологических изысканий для соседних территорий.

Бурение скважин

Основной этап работ, который выполняется сразу после разметки скважин обследуемой территории. Основные производственные операции осуществляются с привлечением специализированной техники, на которой устанавливаются буровые установки для проходки грунтового основания на нужную глубину и отбора образцов пород.

По мере погружения колоноковой трубы в грунтовый массив, острые грани буровых коронок прорезают его структуру, после чего весь снаряд поднимается и извлекаются образцы в виде кернов или монолитов.

После извлечения образцов — они разделяются, нумеруются, описываются и упаковываются для дельнейшей транспортировки в лабораторию.

Полевые испытания грунтов

Данные типы испытаний грунтового основания подразумевают собой проведение комплекса исследовательских мероприятий с использованием специального профессионального механического, электрического и гидравлического оборудования, по результатам которых геологи получают следующие сведения об обследуемых материалах, залегающих на глубине сжимаемой толщи:

• Определение несущей способности грунтового основания, сравнение с нагрузкой от проектируемого сооружения.
• Определение деформационных свойств каждого инженерно-геологического элемента в пределах глубины сжимаемой толщи.
• Анализ и прогнозирование изменения физико-механических и других свойств грунтового основания в процессе возведения капитального сооружения, а также на период его эксплуатации.
• Определение плотности, инженерно-геологических элементов, наличия посторонних включений, а также возможность устройства свайного поля под ленточный или плитный ростверк.
• Расчёт несущей способности висячих свай, работающих по боковой поверхности трения.
• Определение степени эрозии насыпных или других техногенных грунтов основания, сравнение показателей с результатами от предыдущих изысканий.
• Проверка коэффициента фильтрации, а также устойчивости структуры грунтового основания под воздействием напора от подземных вод.

По результатам проведённых испытаний, геолог получает возможность построить геологический разрез, выделить линзы со слабыми включениями или водоносными слоями, а также составить официальный отчёт с указанием основных характеристик грунтового основания и выдачей рекомендаций для проектировщика.

Испытания штамповой нагрузкой

Обязательное обследование грунтового основания в полевых условиях, что особенно актуально при наличии в пределах сжимаемой толщи неоднородных грунтов, что может вызвать крен здания.

Штампы собираются из рамы и пластин с габаритами от 0,4 х 0,4 до 0,5 до 0,5 м. Место под испытание предварительно расчищается и выравнивается после чего на него устанавливается штамп, а к нему, в свою очередь, присоединяется шток для передачи нагрузки.

Над штоком собирается опорная рама из профильной стальной балки или стержневой конструкции – фермы. Между штоком и рамой фиксируется гидравлический домкрат, который может создать усилие, соразмерно с давлением под подошвой будущего фундамента от проектируемого сооружения.

В определённом месте на конструкции фиксируется метрологическое оборудование, которое показывает результат по мере работы домкрата и увеличения нагрузки на штамп. Полученные показатели данного статического испытания фиксируются в протоколе. После чего ложатся в основу официального отчёта.

Забор образцов грунта и воды

Данная операция является частью полевых работ во время выполнения инженерно-геологических изысканий на обследуемой площадке, и в неё входят следующие этапы работ:

• Извлечение кернов грунта из пробурённых скважин.
• Маркировка кернов, согласно порядковому номеру каждой скважины.
• Разделение материалов на инженерно-геологические элементы.
• Проведение замеров каждого слоя инженерно-геологического элемента для скважин.
• Разрезка кернов с однородной структурой на опытные образцы с габаритами 20 х 20 х 20 см.
• Упаковка материалов их естественном состоянии в специальные полимерные пакеты.

Сразу после забора и упаковки, опытные образы отправляются в лабораторию для проведения серии регламентных испытаний на специальных стендах с целью определения основных физико-механически свойства грунтового основания.

Методы исследования

В ходе выполнения инженерно-геологических изысканий под пятном застройки, геологи прибегают к следующим действенным методикам испытания грунтового основания в полевых условиях:

• Статическое зондирование почвы – стальной конус вдавливается в грунт при помощи буровой машины, что позволяет быстро определить плотность и несущую способность, а также модуль деформации основания.
• Динамическое погружение зонда под воздействием ударной нагрузки от молота – определяется возможность погружения забивных свай, удельное сцепление и угол внутреннего трения грунтов.
• Испытания выборочных площадок штамповыми нагрузками. Данный способ подробно описывается выше.
• Прессиометрия, специальная методика исследования физико-механических свойств скальных, полускальных, крупнообломочных, щебенистых или гравелистых грунтов.
• Метод вращения со срезом – определение показателя внутреннего трения и динамической устойчивости грунтов при приложении разнонаправленных горизонтальных нагрузок.
• Проверка пористых песчаных грунтов или полутвёрдых супесей, а также щебня или гравия на способность пропускать через себя воду под определённым напором, то есть, на коэффициент фильтрации.

Одним из главных испытаний в рамках проведения геологических полевых работ является компрессионное обследование основания в стальной ёмкости-цилиндре с ограниченным внутренним пространством, что позволяет определить сопротивляемость грунта воздействию нагрузок одновременно с нескольких сторон. Данная методика позволяет определить точное расчётное сопротивление грунта под подошвой фундамента, что также является одной из важнейших составляющих несущей способности основания.

Задачи полевых геологических работ

• Определение физико-механических свойств грунтов основания под фундамент.
• Расчёт относительной и абсолютной осадки фундаментов.
• Определение крена фундаментных конструкций и всего проектируемого сооружения.
• Принятие решения о выборе наиболее приемлемого типа фундаментов, его толщины.
• Определение минимально допустимой глубины заложения подошвы фундамента.
• Принятие решение об устройстве свайного поля, определение несущей способности сваи.
• Определение необходимости полной или частичной замены слабых линз, отдельных инженерно-геологических элементов, а также об их усилении или устройстве песчано-гравийной подушки.
• Принятие решения об устройстве пристенного дренажа или строительного водопонижения, при высоком уровне залегания водоносного горизонта.

Список нормативной документации

• ГОСТ 20276-85 «Грунты. Методы полевого определения характеристик деформируемость», «Грунты. Метод полевого испытания динамическим зондированием».
• ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация».
• ГОСТ 21719-80 «Грунты. Методика полевых испытаний на срез в скважинах и в массиве».
• ГОСТ 20069-81 «Грунты. Методика полевого испытания статическим зондированием».
• ГОСТ 23741-79 «Грунты. Методы полевых испытаний на срез в горных выработках».
• ГОСТ 5686-2012 «Грунты. Методы полевых испытаний сваями».

Заказать инженерно-геологические полевые работы в компании Geocompani

Для заказа инженерно-геологических и экологических изысканий в нашей компании, потенциальному заказчику достаточно зайти на наш официальный сайт, в раздел «контакты» и позвонить нам по номеру контактного телефона +7-495-777-65-35 или WhatsApp, либо оставить свой письменный запрос при заполнении простой формы обратной связи. Наш сотрудник свяжется с заказчиком в течение дня для уточнения деталей заявки, определения предварительной стоимости работ, сроков их выполнения, а также для согласования наиболее удобного для клиента времени встречи с геологом на объекте.