М.Д. Скурский Обоснование сущности, последовательности, методов и методики, объемов работ инженерно-геологического обеспечения п. М.Д. Скурский Обоснование сущности, последовательности, методов. Обоснование сущности, последовательности, методов и методики, объемов работ инженерно
 Скачать 256 Kb.
|
|
1.3. Гидрогеологические исследования Гидрогеологические исследования чаще проводятся в составе ин- женерно-геологической съемки и необходимы в тех случаях, когда в сфере взаимодействия вашего фрагмента линейного сооружения с гео- логической средой распространены или могут формироваться подзем- ные воды, прогнозируется процесс подтопления или подземные воды оказывают существенное влияние на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерно- геологических процессов (образования карста, суффозий, оползней, пучения и др.). Инженерно-гидрогеологические исследования предусмотрите в составе работ по инженерно-геологической съемке. Однако по необходимости, в сложных гидрогеологических условиях, предусмотрите гидрогеологическую съемку. Состав гидрогеологических исследований изложите примени- тельно к своему фрагменту трассы, мостовому переходу в соответствии с требованиями [45]. Методы полевых определений гидрогеологиче- ских параметров примите и обоснуйте по [45, прил. «К», «Л»]. В каче- стве примера изучите соответствующий раздел «Программы инженер- ных изысканий …» (фонды кафедры геологии). В состав гидрогеологических исследований включите, в частно- сти, изучение водоносных горизонтов и источников, установление глу- бин залегания подземных вод в колодцах, скважинах, отбор проб воды для изучения химического состава и питьевых качеств, агрессивности по отношению к бетонам. Опытные гидрогеологические откачки про- водятся в основном с целью определения водопроницаемости грунтов и их коэффициентов фильтрации [29]. При инженерно-геологических изысканиях количество проб под- земных вод для химического анализа предусмотрите не менее трех из каждого водоносного горизонта [16, с. 23]. При пересечении трассой внеплощадных коммуникаций малых водотоков (водоемов) следует предусмотреть отбор не менее 2 проб поверхностных вод, а при пере- сечении больших водотоков (водоемов) – не менее 3 проб (у берегов и в середине участка пересечения). Состав лабораторных химических анализов проб подземных и по- верхностных вод для определения степени агрессивного взаимодейст- 11 вия и коррозионной активности воды по отношению к бетону и метал- лам предусмотрите в соответствии с [41; 42; 45, прил. «Н»]. 1.4. Аэроизыскания Аэроизыскания должны быть предусмотрены как опережающие перед инженерно-геологической съемкой, если не проводились до ста- дии проектирования линейного сооружения. Постановка этих работ диктуется следующим. Аэроизыскания – комплекс специальных воздушных, полевых и камеральных работ, производимых по аэроснимкам. Они состоят из аэрогеологических, аэ- рогеофизических, аэрогидрологических и других работ [53]. Для обос- нования аэроизысканий используйте [25, с. 86-88; 34; 45]. Большая протяженность автомобильной трассы в целом позволяет применять указанные работы. Аэроизыскания необходимы для: - уточнения границ распространения геолого-генетических типов и комплексов четвертичных отложений, а также их фациальных комплексов (озерных, речных, элювиальных и др.); - уточнения распространения подземных вод, областей их пита- ния, транзита и разгрузки; - уточнения границ морфологических элементов; - наблюдения за динамикой изменения горно-геологических ус- ловий. Укажите виды аэро- и космических съемок согласно [45]. 1.5. Стационарные наблюдения Стационарные наблюдения необходимы для изучения во времени: - динамики развития опасных геологических процессов (карста, оползней, обвалов, солифлюкции, селей, озер, выветривания и др.); - подтопления либо деформации подрабатываемых территорий, осадок и просадок их; - изменений состояния и свойств грунтов, уровневого и гидро- химического режима подземных вод, глубины сезонного про- мерзания и протаивания грунтов и т.д. Стационарные наблюдения предусмотрите на участках сложных инженерно-геологических условий. Включите в состав работ по ста- 12 ционарным наблюдениям при необходимости режимные геофизиче- ские, гидрогеологические и другие работы [3, с. 273; 4, с. 233; 45]. Стационарные наблюдения предусмотрите также посредством ви- зуальных и инструментальных способов, в частности инженерно- геодезические наблюдения за деформациями оснований линейных со- оружений, земной поверхности и толщи горных пород на участках раз- вития опасных природных и техноприродных процессов [45, пп. 10.2, 10.8, 10.13, 10.15-10.101], что позволит охарактеризовать конкретные методы и методики стационарных инженерно-геологических наблю- дений. Для стационарных визуальных и инструментальных наблюдений предусмотрите заложение буровых скважин, проходку горных вырабо- ток, геодезические работы. К примеру, наблюдаются скорости движе- ния осыпей, ледников, оползней, климатические факторы, сейсмиче- ские явления и ряд других, описанных выше. Стационарные наблюдения за развитием неблагоприятных геоло- гических процессов при их наличии предусмотрите посредством уста- новки сети реперов, инструментальных наблюдений за их перемещени- ем. Продолжительность наблюдений до одного года и более [1; 4; 16, с. 29]. При необходимости стационарных наблюдений за подземными (грунтовыми) водами, то есть при их близости к несущему грунтовому основанию дороги укажите в отчете в методическом аспекте и на гра- фических материалах следующее: створы выработок необходимо рас- полагать нормально к водотокам и водоемам; расстояния между ство- рами не должны превышать 400 м, а расстояния между выработками по створам примите от 10 до 200 м в зависимости от уклона зеркала грун- товых вод. В местах примыкания стоков к поверхностным водотокам (водоемам) предусмотрите водомерные посты. В случае проявления оползневых процессов заложите выполнение режимных наблюдений силами специализированных организаций. Определение несущей способности грунта предусмотрите согласно [25, с. 348]. 1.6. Лабораторные и полевые исследования грунтов Расчетные характеристики грунтов должны определяться на осно- ве достаточно большого количества испытаний, чтобы средние вели- 13 чины этих характеристик являлись устойчивыми. Количество испыта- ний должно быть тем большим, чем более ответственным является проектируемое сооружение [5]. 1.6.1. Лабораторные исследования грунтов Предусмотрите лабораторные исследования грунтов как основной метод изучения их свойств с целью определения состава, состояния, физических, механических свойств для выявления классов, групп, под- групп, типов, видов и разновидностей в соответствии с [8], также с це- лью определения их нормативных и расчетных характеристик, выявле- ния степени однородности (выдержанности) грунтов по площади и глубине, выделения инженерно-геологических элементов, прогноза из- менения состояния и свойств грунтов в процессе строительства и экс- плуатации линейных сооружений. Виды лабораторных определений, количество проб по различным грунтам обоснуйте и предусмотрите применительно к вашей обстанов- ке согласно [45, прил. «М»], а также с учетом [5; 7; 22; 26; 37; 48]. Лабораторные работы регламентированы [16; 34; 50]. В качестве источника и примера следует воспользоваться также [14; 20, с. 62; 30]. При определении объема лабораторных работ по грунтам учтите, что необходимо обеспечить по каждому инженерно-геологическому элементу получение по видам лабораторных исследований частных значений не менее десяти характеристик состава и состояния грунтов или не менее шести характеристик механических (прочностных и де- формационных) свойств грунтов. Определение прочностных и деформационных характеристик грунтов в лабораторных условиях следует предусмотреть методом трехосного сжатия [9]. 1.6.2. Полевые исследования грунтов Полевые методы исследования свойств грунтов предусмотрите согласно [45, прил. «Ж», «И»]. В соответствии с этим же сводом пра- вил (СП) оценку прочностных и деформационных свойств грунтов осуществите в соответствии с региональными таблицами характери- стики грунтов, специфических для исследуемого района, (если таковые 14 имеются по району проектирования) или по показателям физических характеристик согласно [5; 11; 25; 37]. По трассам внеплощадных коммуникаций полевые определения прочностных и деформационных свойств грунтов (испытания штам- пом, прессиометрами, срезом целиков, вращательным срезом) преду- смотрите особенно при сложных инженерно-геологических условиях (участки развития грунтов специфического состава и состояния, небла- гоприятных физико-геологических процессов и явлений) согласно [10; 29; 45]. Количество испытаний грунтов штампом и срезом целиков для каждого характерного инженерно-геологического элемента следует устанавливать не менее трех испытаний прессиометром и вращатель- ным срезом – не менее шести. Для определения гранулометрического состава крупноблочных грунтов и гравелистых песков, при их наличии на вашем фрагменте трассы, предусмотрите в полевых условиях грохочение и рассев проб по фракциям с определением влажности и плотности в массиве. Преду- смотрите также работы по петрографической разборке по фракциям гравия и гальки (после рассева в полевых условиях крупнообломочных грунтов) для определения процентного содержания различных петро- графических разновидностей. 1.6.3. Лабораторные исследования вечномерзлых грунтов Для лабораторных исследований вечномерзлых грунтов преду- смотрите определение физических и механических свойств [20; 23; 55]. По физическим свойствам мерзлых грунтов предусмотрите определе- ние пределов пластичности, засоленности, плотности скелета грунтов, влажности, льдистости, объемной массы; по механическим – сопротив- ление сдвигу, определение эквивалентного сцепления с помощью ша- рового штампа, испытание на одноосное сжатие, касательные силы мо- розного пучения, сжимаемость; теплофизические характеристики (теп- лоемкость, теплопроводность и температуропроводность [23]); темпе- ратурный режим грунтов [20, с 81]. Многогранность определения физико-механических свойств мерзлых грунтов зависит от принципа строительства на них [20]. Примечание. При совмещении стадии рабочих чертежей (рабочей документа- ции) в едином рабочем проекте строительства автодороги, мостового 15 перехода включите в состав инженерно-геологического обеспечения дорожных работ также разведочные работы по участкам индивидуаль- ного проектирования. 2. Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации (рабочих чертежей) Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей до- кументации должны обеспечить детализацию и уточнение инженерно- геологических условий конкретных участков строительства линейных сооружений (дорог, мостовых переходов, водопропускных труб и т.п.), в том числе участков индивидуального проектирования и переходов через естественные и искусственные препятствия. К местам (участкам) индивидуального проектирования относят мостовые переходы, водопропускные сооружения, участки насыпей выше 12 м и насыпей на слабых грунтовых основаниях, выемки глуби- ной более 12 м и мокрые выемки; участки, подверженные селевым вы- носам, опасные в отношении обвалов и лавин; растущие овраги, места образования наледей, пучинистые участки, участки с погребенными льдами и мерзлотными формами, буграми пучения; участки просадоч- ных лессовых грунтов, набухающих, засоленных грунтов и карста, а также участки с повышенной снегозаносимостью и пескозаносимостью [29; 34]. На участках индивидуального проектирования земляного полотна предусмотрите согласно [45] крупномасштабную инженерно- геологическую съемку, переходящую в разведку; горно-буровые рабо- ты, геофизическую разведку и другие работы; полевые методы испы- таний грунтов, обоснуйте необходимость составления инженерно- геологической карты масштаба 1 : 500 – 1 : 2000; предусмотрите со- ставление крупномасштабного продольного профиля вашего фрагмен- та линейного сооружения, инженерно-геологических разрезов, попе- речников с реализацией для этого соответствующего объема различных работ и обоснованием их методики, густоты горных выработок и буро- вых скважин и т.д. Изложите полную характеристику состава работ, указанных в [45], а также [17; 20; 21; 33; 34; 38; 39; 44; 49; 51; 52]. При производстве инженерно-геологических изысканий для ста- дии рабочей документации строительства линейных сооружений уста- новите и обоснуйте расстояния между горными выработками с учетом 16 ранее пройденных в зависимости от сложности инженерно- геологических условий согласно [45, прил. «Б»], а также в зависимости от уровня ответственности линейного сооружения по табл. 5. Таблица 5 Расстояние между горными выработками для зданий и сооружений I и II уровней ответственности, м Категория сложности инженерно-геоло- гических условий I II I 75-50 100-75 II 40-30 50-40 III 25-20 30-25 Глубины горных выработок определите согласно [45, табл. 8.2]. Вместе с тем их глубины при проектировании на естественном основа- нии установите в зависимости от величины сферы взаимодействия ва- шего фрагмента линейного сооружения с геологической средой и, пре- жде всего, величины сжимаемой толщи с заглублением ниже на 1-2 м. На участках трасс линейных сооружений индивидуального проек- тирования (возведение искусственных сооружений, выемок, насыпей и др.) размещение и глубину горных выработок следует принимать в со- ответствии с табл. 6 [45, табл. 8.3]. На участках с развитием опасных геологических и инженерно- геологических процессов или распространением слабых грунтов гор- ные выработки необходимо размещать по оси трассы и на поперечни- ках, намечаемых через 50-100 м. Расстояние между выработками сле- дует принимать от 25 до 50 м. Количество выработок на каждом попе- речнике должно быть не менее трех. Предусмотрите также исследование грунтов выемок с целью оценки возможности использования их для укладки в земляное полот- но или в качестве грунтовых строительных материалов. При обоснова- нии густоты размещения горных выработок учитывайте категорию геологической сложности местности [34, с. 78; 45]. Полевые исследования грунтов на рассматриваемой стадии инже- нерно-геологических изысканий предусмотрите в соответствии с [45, пп. 5.8, 7.13], также с учетом рекомендаций [30, с. 23-30]. 17 Таблица 6 Размещение горных выработок Сооружения расстояние по оси трассы, м расстояние на попе- речниках, м расстояние между по- перечника- ми, м Глубина горных выработок Насыпи и выемки высотой (глубиной): До 12 м 100-300 и в местах пе- рехода вы- емок в на- сыпи 25-50 100-300 Для насыпей 3-5 м на слабосжимаемых и 10- 15 м на сильносжимае- мых грунтах. Для вы- емок на 1-3 м ниже глу- бины сезонного промер- зания от проектной от- метки дна выемки Более 12 м 50-100 и в местах пе- рехода вы- емок в на- сыпи 10-25 50-100 Для насыпей 5-8 м на слабосжимаемых или на полную мощность на сильносжимаемых грун- тах с заглублением в скальные или слабосжи- маемые на 1-3 м; а при большей мощности силь- носжимаемых грунтов – не менее полуторной вы- соты насыпи Искусственные сооружения при переходах трасс через водотоки, лога, овраги Мосты, путе- проводы, эста- кады и др. В местах за- ложения опор по 1-2 выработки Водопропускные трубы В точках пересечения с осью тру- бы 10-25 Согласно [45, пп. 8.5, 8.7] Более подробные указания по полевым и лабораторным исследо- ваниям грунтов рассматриваемой стадии учтите по [45]. Это же касает- ся геофизических, гидрогеологических исследований и других видов работ. При обосновании методов и методики инженерно-геологических изысканий по мостовым переходам учтите также рекомендации, изло- женные в [17]. 18 2.1. Инженерно-геологические изыскания по мостовому переходу и связанным с ним коммуникационным сооружениям стадии рабочих чертежей Основными задачами инженерно-геологических изысканий на стадии рабочего проектирования являются установление инженерно- геологических условий основания каждой опоры моста, изучение усло- вий участков размещения сооружений, положение которых изменено, и мест строительства вновь проектируемых постоянных и временных зданий и сооружений. Для этого предусмотрите следующие основные виды инженерно-геологических изысканий: разведочное бурение, ла- бораторные исследования; режимные наблюдения, начатые в стадии разработки технического (рабочего, инженерного) проекта; инженерно- геологическую съемку, геофизические работы; разведочные работы и опробование грунтов на участках перетрассировок, изменения положе- ния сооружений, зданий и по трассам подъездных путей [27; 45; 52]. Примерные объемы разведочных работ для обследования основа- ния одной опоры (устоя) средних и больших мостов и для различных инженерно-геологических условий указаны в ниже следующей табли- це, а для малых мостов – согласно [52]. Для больших мостов одну скважину предусмотрите по центру площади фундамента проектируемой опоры, две скважины – по краям опоры на ее оси в равных расстояниях от оси моста, третью скважину – по оси моста у одной из длинных сторон опоры так, что в плане точки всех трех выработок образуют треугольник. Четыре скважины распо- ложите по углам ромба, вписываемого на плановом очертании фунда- мента опоры: две из этих выработок должны быть на оси мостового пе- рехода (табл. 7). Из скважин предусмотрите отбор образцов, монолитов пород и проб воды для лабораторных исследований в том же составе и объемах, что и на стадии технического проекта [27; 45]. Опробованию должна подлежать каждая выработка, каждый слой грунта с определением их параметров природной прочности. По глинистым грунтам несущей толщи предусмотрите испытания на сжимаемость, для набухающих – на влажность, величину и давления набухания, для просадочных – относительную просадочность. Также необходимо предусмотреть установление растворимости и размягчае- мости в воде полускальных, соле-, гипсоносных и карбонатных пород. 19 Таблица 7 Инженерно-геологические условия основания проектируемой опоры Число скважин Глубина разведки I. Простые Благоприятные при ширине опор по длинной стороне менее 15 м 1 До 15 м То же, более 15 м 2 До 15 м II. Сложные В разрезе присутствуют пласты слабых 1 грунтов, при ширине опор по длинной стороне менее 15 м 1 На 5 м ниже поверхности прочных пород 2 , но не более 40 м То же, более 15 м 2 То же Падение пластов и уклоны поверхности прочных пород, подстилающих аллю- вий, превышают 15°, имеются карманы выветрелых пород, глубокие размывы 2 На 5 м ниже поверхности прочных пород, но не более 30 м В разрезе присутствуют пласты камен- ной соли, гипса, ангидрита, соле- и гип- соносных пород 2-3 На 5 ниже подошвы толщи раство- римых пород, но не более 30 м В толще известняков, доломитов, мела или мергелей имеются карстовые по- лости 2-3 На 5 м ниже подошвы горизонта карстования, но не более 30 м В разрезе присутствуют линзы и пласты подземных льдов, просадочные грунты 2-3 На 5 ж ниже подошвы подземных льдов, толщи просадочных грунтов, но не более 30 м В основании опор могут быть встрече- ны тектонические разрывы пластов и блоков прочных пород и зоны дробле- ния 3-4 На 5 м ниже поверхности массива пород, нарушенных разрывов, по- дошвы зоны дробления, но не более 30 м Под дном долины расположены по- верхности скольжения оползней 3-4 На 5 м ниже самой нижней поверх- ности скольжения оползня В аллювии погребены глыбы и валуны скальных пород или аллювий подстила- ется валунной мореной, глыбовыми скоплениями 2-3 На 5 м ниже подошвы аллювия, но не более 20 м 1 Слабыми являются илы, глинистые грунты текучей, текуче- и мягкопластичной консистенции и другие неплотные грунты. 2 Под прочными подразумевают полускальные, скальные, крупнообломочные, моренные, песчано-глинистые породы дочетвертичного возраста и другие плот- ные породы. 20 Испытания грунтов в массиве, опытные работы, режимные на- блюдения наметьте в том же составе и объемах, что при изысканиях для технического (инженерного) проекта согласно указанным выше нормативно-методическим документам. Для инженерно-геологического обеспечения дорожных работ при их проектировании, реконструкции, ремонте в сложных геологических условиях при принятии решения по выбору принципа возведения зем- ляного полотна основывайтесь на требованиях [12; 36; 49]. Эти же источники используйте при разработке и изложении методов и методики инженерно-геологических изысканий, аналитических исследований по участкам залегания слабых грунтов [32; 36, с. 7-29]. При инженерно-геологических изысканиях на участках слабых грунтов для инженерно-геологического обеспечения строительства, ре- конструкции, ремонта автодороги предусмотрите аэроизыскания с де- тальным дешифрированием аэрофотоматериалов. Ожидаемые резуль- таты изложите согласно [32; 36]. При совмещении стадий рабочего (инженерного) проекта и разра- ботки рабочей документации инженерно-геологические изыскания предусмотрите с учетом требований к обеим стадиям. |