Анализ инженерно геологических условий площадки строительства

Особенности исследования грунта под фундамент. Виды и состав инженерных работ

Проектирование и строительство здания всегда сопровождается рисками, один из них связан с поведением почвы, на которой возводят объект. Важно своевременно и качественно провести изыскания грунта под фундамент, чтобы минимизировать потенциальные угрозы. Проект, созданный с учетом результатов инженерных исследований, обеспечит оптимизацию затрат и безопасную эксплуатацию здания.

В статье приводим информацию о видах и составе работ по изучению грунта, а также о проблемах, которые заказчик сможет избежать, обратившись к профессионалам.

Почему так важно проводить изыскания под фундамент?

Необходимость инженерных изысканий для проектирования зданий неоспорима, и все же по-прежнему некоторые считают возможной экономию на этом этапе планирования объекта.

В результате выбор неподходящих строительных технологий и материалов приводит к несоответствию новой постройки установленным нормам и стандартам. Надзорная организация не примет такой объект, и будет права. Кроме того, сложности с эксплуатацией могут возникнуть и после, когда люди освоят объект.

Что может пойти не так

Заблаговременно проведенное исследование грунта под фундамент предупредит целый комплекс неприятностей.

• Если фундамент, заложенный «вслепую», будет оказывать давление большее, чем способен выдержать грунт на участке, основание в лучшем случае деформируется, а в худшем — разрушится. Ремонт таких повреждений требует значительных вложений, поэтому лучше изначально проектировать здание с учетом особенностей почвы.
• Если игнорировать показатели уровня залегания грунтовых вод и их сезонное поведение, фундамент может быть сильно подтоплен, что неизбежно приведет к проблемам — трещинам, деформациям и т.п.
• Отсутствие верных расчетов влечет за собой и отдаленные последствия: фундамент дома со временем способен просесть, и тогда в результате неравномерного распределения нагрузки рано или поздно станет разрушаться все здание или отдельные его части.

Виды и состав инженерных исследований грунта под фундамент

Важность проведения инженерных изысканий не ставится под сомнение: качественный проект всегда базируется на заключении грамотных специалистов. Что же входит в комплекс таких исследований и зачем они нужны?

Важно помнить, что перечень работ индивидуален для каждого участка и зачастую зависит от исходных данных технического задания. Приводим примерный состав инженерных работ по различным направлениям.

Геологическое и геофизическое исследование грунта

• Специалисты отбирают пробы из специально выбуренных скважин и отправляют их в лабораторию.
• Тестируют почву в условиях естественного залегания: во время выезда организуют испытания, которые показывают, как почва будет реагировать на нагрузку. Определяют максимально возможные показатели нагрузки (по предельным деформациям / по несущей способности). Такие данные дают возможность определить подходящий тип фундамента, оптимальный вес сооружения, а также понять, целесообразно ли начинать застройку на конкретном участке.
• Проводят геофизические работы, чтобы получить исчерпывающее представление о ландшафте и рельефе изучаемой территории. Это позволяет решить вопрос о необходимости насыпей в определенных участках или напротив — о выравнивании строительной площадки.

Экологические изыскания почв под фундамент

Следует оговориться, что экология участка— это комплекс работ, в который входят в том числе исследования грунта. Одной из целей могут являться оценка уровня и границ загрязнения почвы, решение вопроса о целесообразности использования участка в сельскохозяйственной деятельности. Также результаты выявляют состояние территории и помогают составить проектную документацию.

Производят забор проб, которые впоследствии всесторонне исследуют в лаборатории. Четкий перечень формирует исполнитель при обработке технического задания, вот лишь некоторые из показателей:

• Газогеохимические исследования грунтов нужны, когда есть основания полагать, что почва содержит потенциально опасные вещества или горючие элементы в составе.
• Радиологический анализ выявляет опасные уровни излучения, если таковые имеются.
• Эпидемиологический выявляет наличие паразитов и опасных микроорганизмов.
• Экологические исследования качества воды определяют ее пригодность для употребления человеком.
• Токсикологический анализ грунта также направлен на своевременное выявление угроз здоровью и жизни.

Лабораторные исследования грунтов

Анализ проб, взятых в ходе полевых работ, производится на базе лабораторий, оснащенных специальных оборудованием и аккредитованных в соответствии с актуальными требованиями законодательства.

Рассмотрим основные виды лабораторных манипуляций.

Механические тесты грунта направлены на выявление физико-механических свойств:

• прочности в разных условиях (при растяжении, сжатии и сдвиге);
• относительной просадочности и начального просадочного давления;
• деформационных параметров;
• угла естественного откоса.

Физические тесты почвы определяют такие свойства, как:

• минеральный состав;
• пористость;
• степень природной влажности;
• консистенцию (предел и число пластичности);
• плотность
• и некоторые другие параметры.

Тесты, проводимые с участием разнообразных реагентов, помогают установить химический состав почвы и ее химико-физические свойства:

• степень водонепроницаемости грунта;
• содержание отдельно взятых веществ;
• степень размокаемости и размываемости горных пород;
• липкость почвы;
• агрессивность по отношению к стройматериалам (бетону, черным и цветным металлам и пр.).

Исследования грунта под фундамент — неотъемлемая часть предпроектной подготовки при строительстве

Геология, экология, геофизика, гидрометеорология участка и другие виды инженерных изысканий непременно затрагивают почвенные слои, позволяют разносторонне проанализировать требуемые данные, составить грамотную документацию и учесть результаты при проектировании объектов.

Больше обзоров читайте на нашем сайте .

Обзор подготовлен специалистами «ОмгГео».

Источник

Инженерно-геологические условия

Тел: +7 (495) 728-94-19
Тел: +7 (963) 659-59-00
Москва, Олонецкий пр. д. 4/2

выполняем работы по г. Москве
и всей Московской области

Библиотека

Фундаменты:

Фундамент — общие сведения
Конструкции фундаментов
выбор типа фундамента
ленточный фундамент
столбчатый фундамент
свайный фундамент
мелкозаглубленный
Влияние грунтов на фундамент
оценка геологических условий
физико-механические свойтва
просадки фундамента
осадки грунтов фундамента
основные причины просадок
морозное пучение фундамента
сильносжимаемые грунты
пучинистые и набухающие грунты
выпирание пород основания
фундаменты на торфах
Расчет фундамента
типичные ошибки проектов
виды деформации фундамента
величины деформаций
усиление фундаментов

Библиотека

ООО «Буровики»:

Контакты
Рекомендательные письма
Допуски и Лицензии
Цены и сроки, прайс лист
Написать письмо

Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки

1 400 рублей за метр. Подробнее
Почему стоит заказать именно у нас

Инженерно-геологические изыскания — составная часть комплек работ, выполняемых для обеспечения строительного проектирования и производ тва работ необходимыми данными. Инженер-строитель должен уметь грамот и квалифицированно анализировать инженерно-геологические изыскания площадки строительства и принима обоснованные решения на всех этапах (при проектировании, строительстве, рекон трукций, эксплуатации) с целью обеспечения минимально негативного воздейств на геологическую и природную среду.

Оценка инженерно-геологических условий проводится на основе анализа геологического строения (с учетом мес ного опыта и прогноза изменений), которое характеризуется:

а) геологическими разрезами, проходящими в пределах контура здания;

б) данными физико-механических свойств грунтового массива в естественной обстановке и с учетом прогноза изменений этих свойств в зависимости от различныфакторов;

в) значениями расчетных сопротивлений и модулем деформации грунтов, слагающих площадку.

Не имея профессиональных знаний о грунтах и их свойствах, выбрать рациональную и устойчивую конструкцию фундамента и его основания и избежать неоправданных последствий просто невозможно.

Грунт — гораздо более сложное природное или техногенное образование, чем это обычно себе представляют. Сложность природы грунта объясняется следующими обстоятельствами.

Во-первых, он состоит из твердого вещества (твердых минеральных частиц (зерен) разного размера, жидкости (воды) и газообразной фазы (воздуха), а при отрицательной температуре еще и льда. Свойства грунта определяются в первую очередь размером слагающих его частиц.

Во-вторых, обычно твердое вещество настолько диспергировано (размельчено), что приобретает размер коллоидных частиц, которые активно взаимодействуют с окружающей средой (водой).

В-третьих, относительное содержание в некотором заданном грунте твердой (в т. ч. и органического вещества), жидкой и газообразной фаз сильно колеблется в результате воздействия нагрузки, сезонных изменений, увлажнения и высыхания, промораживания и оттаивания. Таким образом, грунты рассматриваются как сложные многокомпонентные (многофазные) дисперсные геологические системы, свойства которых зависят от количественного соотношенияи характеристик отдельных фаз.

Чтобы понять особенности поведения грунта в тех или иных условиях, необходимо знать состав грунта и относительное количество слагающих его веществ, характер и условия взаимодействия всех фаз, определяющих свойства грунта. Поэтому одним из первых шагов инженерного подхода к прогнозу поведения грунта в той или иной обстановке является установление физических характеристик грунтов, которые могли бы быть использованы как показатели их свойств. Нужно быть также хорошо знакомым с возможными пределами их изменения и представлять себе их инженерную значимость. Надежность грунта, особенно в качестве основания, опасно недооценивать, так как прочность почти всех строительных конструкций, находящихся под силовым воздействием, зависит от поддержки, обеспечиваемой грунтом (основанием).

Строительные свойства оснований нельзя оценивать только по результатам определения физических и механических показателей отдельных образцов грунтов. Для выбора строительной площадки, типа основания, конструктивного решения всего сооружения и отдельных фундаментов, условий производства строительных работ, инженерной подготовки территории нужно (в соответствии с ГОСТ 25100-95. Грунты) установить: особенности сложения, формирования, залегания отдельных пластов грунтовой толщи, класс, группу, подгруппу, тип, вид и разновидность слагающих ее грунтов, наличие различных включений, уровень подземных вод и его колебание, их агрессивность, возраст и условия происхождения грунтов (генезис). Особенности строительной площадки оцениваются по материалам инженерно-геологических изысканий. Объем и сочетание методов изысканий определяют с учетом как особенностей сооружения (класса сооружений по ответственности), так и инженерно-геологических условий на площадке строительства (категории геологической среды и категории сложности устройства оснований).

Инженерно-геологические изыскания выполняются, как правило, в два этапа:

— на первом этапе проводится комплекс работ для выбора участка строительства будущего сооружения;

— на втором — детальные инженерно-геологические исследования по определению прочности и деформируемости грунтов основания, их устойчивости с учетом действующих нагрузок, воздействий и конструктивных особенностей зданий.

Зачастую проектирование зданий осуществляют в одну стадию, называемую рабочим проектом. Результаты инженерно-геологических изысканий приводятся в инженерно-геологических отчетах с определенной степенью детализации инженерно-геологических условий территории проектируемого сооружения и местного опыта.

В отчетах отражаются:

местная природная обстановка (рельеф, климатические условия и др.);

основные данные об инженерно-геологических явлениях на территории строительства (обнаруженных или возможных во время строительства или в процессе эксплуатации);

рекомендации по преодолению инженерно-геологических явлений, представляющих опасность для объектов строительства, изучение опыта строительства зданий;

геологическое и литологическое строение (карты, колонки, разрезы для рядастворов);

гидрогеологическая характеристика района строительства;

результаты определения физико-механических свойств грунтов основания (лабораторные и полевые) и рекомендуемые расчетные характеристики (таблицы, графические материалы).

Анализ инженерно-геологических условий грунтовой толщи основания (оценка категории сложности геологической среды)

Для анализа пространственной изменчивости свойств грунтов используют расчетные и вспомогательные показатели.

Коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения и показатель текучести являются классификационными характеристиками состояния грунтов.

Предварительную оценку общей сжимаемости основания в пределах площади здания можно привести в результате анализа и сопоставления модулей деформации или коэффициента относительной сжимаемости слоев по глубине и простиранию основания.

Указанная оценка должна производиться применительно к рельефу, проектируемому зданию с учетом процесса осадки во времени, зависимости ее от размеров и формы подошвы, типа фундамента, давления, условий загружения и др. Следует учитывать, что характеристики сжимаемости определяются на полностью уплотненных грунтах и не позволяют оценить затухание осадки во времени. Например, если под одной частью здания залегает песок, а под другой — глинистый грунт (морена) и их модули деформации примерно равны, такое основание нельзя считать равномерно сжимаемым. Осадка песков закончится на 80—90% во время строительства, а глинистых грунтов может продолжаться и после сдачи здания в эксплуатацию десятки и даже сотни лет и в результате разность осадок во времени может оказаться недопустимой. Следует иметь в виду, что чем больше сжимаемость грунтов, тем больше их абсолютные и, как правило, неравномерные осадки.

Степень изменчивости сжимаемости грунтов основания в пределах контура сооружения можно оценить по приведенным средним значениям модулей деформации, которые вычисляют в различных сечениях площадки.

Чем меньше разница в значениях в отдельных слоях, тем однороднее по сжимаемости основание и меньше. Такая оценка достаточно объективна, но не позволяет прогнозировать процесс сжимаемости грунтов во времени. В зависимости от геоморфологических, геологических и гидрогеологических факторов грунтовые напластования для целей фундаментостроения по инженерно-геологическим условиям разделяют на три категории сложности.

Категория сложности инженерно-геологическим условиям включает факторы: геоморфологические, геологические, геотехнические, гидрогеологические, природные, техногенные процессы, специфические и структурно-неустойчивые грунты.

I— простая категория: строительная площадка располагается в пределах одного геоморфологического элемента; поверхность участка горизонтальная, не расчлененная; грунтовые пласты залегают горизонтально или слабо наклонно, толщина их выдержана по простиранию; подземные воды отсутствуют или имеется выдержанный горизонт с однородным химическим составом.

II— средняя категория сложности включает несколько геоморфологических элементов одного генезиса; поверхность наклонная, слабо расчлененная; основанием являются не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием, мощность слоев изменяется по простиранию закономерно; подземные воды имеют два или более выдержанных горизонтов с неоднородным химическим составом или обладающих напором..

III — сложная категория (наивысшая): грунт площадки характеризуется несколькими геоморфологическими элементами разного генезиса, поверхность сильно расчлененная; в пределах сжимаемой толщи располагаются свыше четырех различных по литологии слоев, мощность которых резко меняется по простиранию, возможно линзовидное залегание слоев; горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, имеют неоднородный химический состав, местами возможно сложное чередование водоносных и водоупорных пород, напоры подземных вод изменяются по простиранию. Кроме того, к сложной категории относят также площадки со структурно неустойчивыми грунтами.

В условиях Северо-Запада, и особенно Карелии, многие строительные площадки относятся к сложной и особо сложной категории. Оценку неоднородности напластований действующие нормативные документы рекомендуют производить по показателю изменчивости сжимаемости основания. Для оценки грунтов основания здания наиболее важными являются свойство устойчивости структуры и показатели.

По сжимаемости грунты делятся на следующие группы:

практически несжимаемые (скала, крупнообломочные грунты, кембрийские глины, плотные песчаные и супесчаные морены (Е>50 МПа);

Источник