Инженерная геология как наука

Под геологической средой здесь понимаются любые горные породы и почвы, слагающие верхнюю часть земной коры и находящиеся под воздействием деятельности человека, что приводит к изменению природных геологических процессов и возникновению новых.

Инженерно-геологические условия характеризуют особенности геологического строения изучаемой территории, состав и свойства слагающих ее пород, геологические процессы, рельеф и подземные воды.

Инженерно-геологические условия строительной площадки оказывают влияние на:

• выбор места расположения объектов;

• конструкцию сооружений и глубину заложения фундаментов;

• способы производства строительных работ и мероприятия по охране окружающей среды.

Инженерные сооружения, в свою очередь, могут изменить существующие природные геологические условия:

• вызвать осадку (уплотнение) или сдвиги в тех породах, на которых они построены;

• изменить рельеф срезкой и подсыпкой;

• изменить микроклимат и глубину промерзания грунтов, уровень грунтовых вод;

• ускорить развитие оврагов, оползней и других опасных геологических процессов.

Инженерно-геологическая оценка условий строительства определяется в зависимости как от естественных природных факторов, так и от типа и конструкций сооружения, от характера его воздействия на породы в процессе строительства и эксплуатации.

Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

Инженерно-геологические изыскания проводятся:

• для обеспечения проектирования различных видов строительства инженерно-геологической характеристикой строительных площадок;

• при разведке и эксплуатации месторождений строительных материалов;

• для обеспечения данными об инженерно-геологических условиях при реконструкции и других видах строительных работ на застроенных территориях.

Основными задачами инженерно-геологических изысканий являются:

• изучение геоморфологических, геологических, гидрогеологических условий и современных геологических процессов;

• определение прочностных и деформационных свойств грунтов для расчетов рациональных типов фундаментов и конструкций;

• определение распространения условий залегания, генезиса, возраста, мощности, инженерно-геологических свойств пород в массиве и свойств, приуроченных к ним подземных вод, а также все виды современных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.

Работы выполняются в зависимости от стадии проектирования и предшествуют проектированию.

Проектирование ведется по следующим стадиям:

• ТЭО – технико-экономическое обоснование;

• ТП – технический проект;

• РЧ – рабочие чертежи.

В практике строительства последовательность стадий проектирования не всегда соблюдается. Стадия ТЭО предусмотрена только при проектировании крупных и особо сложных сооружений. Для крупных объектов изыскания проводят в две стадии. Для небольших, малоэтажных зданий инженерно-геологические изыскания выполняются в пределах одного этапа.

Инженерно-геологическая съемка

Инженерно-геологическая съемка – комплексное полевое исследование и картирование геологического строения, гидрогеологических условий, геоморфологии, геологических процессов и физико-механических свойств пород района предполагаемого строительства. Все компоненты природной геологической обстановки оцениваются в инженерном аспекте, т.е. с точки зрения возможного строительства.

Детальностью инженерно-геологических исследований определяется масштаб съемки в интервале от 1:500000 до 1:5000. Основной метод съемки – маршрутное обследование местности. Изучают гидрогеологические условия для выяснения обводненности пород, глубины залегания подземных вод, их режима, химического состава; выявляют геологические процессы, которые могут негативно отразиться на устойчивости и эксплуатации инженерных сооружений. Изучают опыт строительства на данной территории, производят поиски месторождений естественных строительных материалов.

На основе полученных данных составляют карту района строительства, что позволяет произвести инженерно-геологическое районирование территории и выделить участки, наиболее пригодные для строительства.

Инженерно-геологические карты, разрезы, стратиграфические колонки

Геологическая карта

Геологическая карта – проекция геологических структур на горизонтальную плоскость, по которой можно судить о площади распространения тех или иных пород, условиях их залегания.

Одной из разновидностей геологических карт являются инженерно-геологические карты. Инженерно-геологическая карта содержит сведения о важнейших инженерно-геологических факторах в пределах изучаемой территории. Состоит из собственно карты, условных обозначений, инженерно-геологических разрезов и пояснительной записки.

Инженерно-геологические карты отражают литологический состав, свойства пород, их распространение, условия залегания, возраст и происхождение, сведения о подземных водах и природных геологических и инженерно-геологических процессах.

• инженерно-геологических условий – такие карты содержат информацию с расчетом на удовлетворение всех видов наземного строительства; их используют для общей оценки природных условий местности, где находится площадка для строительства;

• инженерно-геологического районирования – эта карта отражает разделение территории на части, в зависимости от общности их инженерно-геологических условий;

• инженерно-геологические карты специального назначения – их составляют применительно к конкретным видам строительства или сооружения; они содержат оценку инженерно-геологических условий территории строительства и прогноз инженерно-геологических процессов и явлений.

Специальные карты-срезы выполняются по особому заданию, отражают какой-либо один инженерно-геологический признак.

Масштабы инженерно-геологических карт:

• от 1:500000 и мельче – общие обзорные карты мелкого масштаба, для изучения общих закономерностей формирования инженерно-геологических условий на больших территориях;

• от 1:200000 до 1:50000 – карты среднего масштаба, их используют на начальных стадиях проектирования для обоснования проектов различных сооружений;

• от 1:25000 и крупнее – детальные крупномасштабные карты, предназначенные для проектирования отдельных сооружений или их узлов на стадиях технического проекта и рабочих чертежей.

Инженерно-геологические разрезы

Инженерно-геологические разрезы – проекция геологических структур на вертикальную плоскость, важное дополнение карт. Они позволяют выявить инженерно-геологические условия местности на глубине; их строят по карте или по данным буровых скважин и шурфов.

Они показывают состав, условия залегания, возраст пород, их свойства, интенсивность развития инженерно-геологических процессов. При пользовании инженерно-геологическим разрезом следует всегда обращать внимание на масштаб, так как иногда масштаб для вертикальных направлений приходится выбирать крупнее, чем для горизонтальных. Так поступают в случаях, когда мощности пластов, которые должны быть показаны на разрезе, невелики и для их изображения требуется достаточно крупный масштаб, а применить такой же масштаб для горизонтальных направлений невозможно, так как разрез получиться слишком длинным.

Разрезы, у которых вертикальный масштаб крупнее горизонтального, обычно строят для горизонтально залегающих пластов. Разрезы с увеличенным вертикальным масштабом для изображения наклонного и складчатого залегания пластов применять не рекомендуется, так как в этом случае искажается картина их залегания.

Стратиграфическая колонка

Стратиграфическая колонка – графическое изображение последовательности залегания пород различного возраста в пределах участка, изображенного на карте.

В стратиграфической колонке условными знаками изображаются породы различного возраста в той последовательности, в которой они залегают в пределах данного участка, независимо от того, имеют они сплошное распространение или нет.

Стратиграфическая колонка облегчает чтение инженерно-геологической карты, так как позволяет судить о породах различного возраста, залегающих на глубине, о последовательности их залегания, мощности различных толщ и пластов, их составе, возрастном подразделении различных толщ и т.п.