Инженерно-геологические изыскания

Бурение скважин

Бурение скважин, Московские геологиБуровые работы проводятся с целью получения необходимых данных для выполнения оценки условий  геологического строения  и особенностей залегания горных пород в  зоне взаимодействия проектируемых зданий и их подземных частей с геологической средой, выделения в грунтовом массиве основания инженерно-геологических элементов, изучения гидрогеологических условий, физико-геологических и инженерно-геологических  процессов и явлений.

В зависимости от поставленных задач и особенностей напластования грунтов, бурение скважин может производиться ударно-канатным, колонковым, вибрационным и шнековым способами. Комплекс буровых установок, имеющийся в парке ООО «Инженерная Геология», позволяет выполнять буровые работы всеми вышеперечисленными способами. Буровые станки смонтированы на базах грузовых автомобилей КАМАЗ, УРАЛ, ЗИЛ, ГАЗ и УАЗ. В зависимости от сложности подъезда к месту проведения работ (стесненные условия, заболоченность и т.д.), выбирается та или иная база грузового автомобиля.

При бурении скважин в труднодоступных местах, помещениях и подвалах, где невозможен подъезд тяжелой буровой техники, бурение скважин производится переносными буровыми установками УКБ-12/25-01 и УКБ-12/25-02 «Помбур». Последняя оснащена специализированным оборудованием и насосом, возможность бурения с промывкой обеспечивает значительную глубину исследований и позволяет отбирать монолиты глинистых грунтов полутвердой и твердой консистенции, а также полускальных пород.

В местах наличия густой сети инженерных коммуникаций, после согласования с эксплуатирующими эти коммуникации службами, перед началом выполнения исследований осуществляется проходка шурфов.

В процессе бурения скважин производится отбор образцов грунтов и проб подземных вод для лабораторных исследований. Монолиты грунтов отбираются специальными грунтоносами, которые обеспечивают отбор грунтов, не нарушая их структуру, с природной влажностью, диаметром (стороной), достаточным для вырезания образцов с размерами, определяемыми оборудованием для испытаний грунта в лабораторных условиях.

Полевые исследования свойств грунтов

Статистическое зондированиеСтатическое зондирование грунтов используется для получения прочностных и деформационных характеристик грунта в условиях естественного залегания.

Этот метод включает измерение сопротивления грунта устойчивому и непрерывному проникновению конического пенетрометра, оснащенного внутренними датчиками. Измеряемыми величинами являются глубина проникновения (пенетрации), сопротивление конуса, трение муфты.

В собственности ООО «Инженерная Геология» имеются следующие установки для испытаний грунтов методом статического зондирования:

  • Установка GeoMil 200 kN, производства Голландии, смонтированная на базе грузового автомобиля КАМАЗ. Вес специализированной установки составляет примерно 20 т, установка оснащена четырьмя независимыми гидроцилиндрами для выравнивания и вывешивания в горизонтальной плоскости. Тяжелая установка-лаборатория способна продавить грунт на глубину до 50 - 60 метров. Использование пенетрометров с дополнительными датчиками (пьезометрические, электрические, сейсмоакустические) существенно расширяет возможности изучения грунта в массиве, позволяя одновременно выполнять и комбинировать различные методы исследования.
  • ПИКА-17, производства России, является навесным оборудованием на любой буровой автомобиль, позволяет решать стандартные задачи, обеспечивая глубину исследований до 20 метров.

ООО «Инженерная Геология» также осуществляет тесное сотрудничество с компанией ФУГРО, что позволяет привлекать к работе специализированные установки-лаборатории (аналог GeoMil 200 kN) и портативные установки статического зондирования «HYSON 50&100 кН-LW», имеющие возможность проведения работ в подвалах существующих строений.

Задачи, решаемые с использованием метода статического зондирования грунтов

Геодезия

На рисунке представлен разрез насыпных грунтов основания строящегося здания с распределением показателей модуля деформации Е [МПа]. Исследования выполнялись с целью контроля качества уплотнения грунтов.

Геодезия

На рисунке представлен разрез насыпных грунтов основания строящегося здания с распределением показателей удельного сопротивления под конусом зонда qз [МПа]. Исследования выполнялись после отсыпки территории с целью контроля качества уплотнения грунтов.

Геодезия

На рисунке представлен разрез грунтов основания свайного фундамента с распределением значений несущей способности свай Fu [т], в зависимости от глубины их забивки. Расчет проводился с использованием данных статического зондирования грунтов.

 

испытания грунтовСущность метода заключается в натурном моделировании процесса деформирования достаточно большего, по сравнению с лабораторной пробой, объема грунта под нагрузкой, отвечающей нагрузке проектируемого сооружения. Испытания статическими нагрузками (штампами) проводятся с целью определения модуля деформации грунтов в условиях естественного залегания.
 
 
 
ООО «Инженерная Геология» использует следующие виды штампов:
 
 
  • винтовой штамп типа «ШВК» конструкции В.И.Каширского площадью S = 600 см2;
  • сплошной плоский штамп круглого сечения площадью S = 600 см2;
  • плоские штампы круглого сечения площадью S = 600, 1000, 3000, 5000 и 10000 см2.
 
В плоских штампах выполнены отверстия, обеспечивающие возможность проведения дренированных испытаний.
 
Испытания винтовым штампом проводятся в скважинах на различных глубинах, плоские штампы используются при исследовании в шурфах или с уровня дна котлована. Нагружение проводится с использованием домкрата, верхним упором которого служит база утяжеленного грузового автомобиля.
 
ГеологияМетод предназначен для оценки деформационных и прочностных свойств грунтов, вскрытых в стенках буровых скважин. Сущность метода заключается в приложении бокового давления к грунтам и измерении их деформации.
 
Испытания грунтов боковым давлением проводится в скважинах электровоздушным радиальным прессиометром ПЭВ-89МК по стандартной методике, согласно ГОСТ 20276-99 «Грунты. Методы определения характеристик деформирования».
 
Прессиометр ПЭВ-89МК имеет в своем составе контроллер ТЕСТ-ПРК, который позволяет корректно выбрать нагрузочные и временные параметры для конкретного испытания в полном соответствии с требованиями  ГОСТ 20276-99.
 
зондирование грунтовЭлектродинамическое зондирование (ЭДЗ) является прямым методом изучения свойств песчаных и глинистых грунтов в их естественном залегании.
 
ООО «Инженерная Геология» применяет облегченные портативные установки разработки ЦНИИС Минтрансстроя. Измерения при погружении зонда выполняются одновременно методами динамического зондирования и токового каротажа. По результатам токового каротажа производится разделение разреза на геолого-литологические разности пород, а по данным динамического зондирования рассчитываются физико-механические характеристики грунтов. Небольшие размеры и вес установки позволяют ее широко использовать при изучении грунтов основания фундаментов в шурфах из подвалов зданий.
 
вращательный срезДля глинистых грунтов текучей и мягкопластичной консистенции, торфяных и сапропелевых отложений, рыхлых песков из-за сложности, а в некоторых случаях невозможности отбора образцов ненарушенного сложения при бурении скважин испытания на сдвиг лопастными приборами являются практически единственным достоверным методом определения их прочностных свойств.
 
Сдвигомер-крыльчатка служит для определения удельного сцепления и сопротивления сдвигу слабых грунтов в естественном залегании путем установления максимального крутящего момента при вращении четырехлопастной крыльчатки, погруженной в массив грунта. Сопротивление сдвигу грунта оценивается по величине крутящего момента и константы крыльчатки.
 
ООО «Инженерная Геология» применяет для исследования свойств грунтов полевые сдвигомеры – крыльчатки СК-10 конструкции Л.С. Амаряна.
 
пенетрометрПрибор предназначен для испытаний слабых грунтов методом зондирования согласно ГОСТ 19912-2001 "Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием". Ручной пенетрометр позволяет определить удельное сопротивление грунта под конусом зонда для слабых грунтов. В зависимости от прочности грунта возможно использование двух способов проведения испытаний:
  • при вдавливании пенетрометра с забоя скважины;
  • при вдавливании пенетрометра в массив грунта с поверхности.

 

 

 

фильтрационные работыОпытно-фильтрационные работы выполняются с целью определения гидрогеологических параметров водоносных горизонтов для разработки проекта водопонижения, расчета водопритока воды в котлован, гидрогеологического моделирования территории.
 
В процессе работ проводятся откачки из одиночных скважин, кустовые откачки, экспресс-наливы.
 
 

геодезические исследованияИнженерно-геофизические исследования проводятся с целью выявления и прослеживания неоднородности строения массива грунтов в пределах исследуемой территории, оценки изменчивости свойств грунтов и оконтуривание участков слабых грунтов. Также задачей геофизических исследований является оценка потенциальной опасности территории в отношении проявления карстово-суффозионных процессов (определение мощности регионального юрского водоупора, наличие «гидрогеологических окон» в нем, выявление закарстованных участков и зон повышенной трещиноватости в известняках).

 

 

Блуждающие токи Для измерения постоянных блуждающих токов ООО «Инженерная Геология» применяет аппаратуру "Эра-Мах" (Завод геофизического приборостроения "Геолого-разведка" г. Санкт-Петербург).
 
В комплект аппаратуры "Эра" входит измеритель с цифровым жидко-кристаллическим индикатором на три частоты (0 Гц – входное сопротивление 5 МОм, 4,88 Гц – входное сопротивление 80 МОм, 625 Гц – входное сопротивление до 2 ГОм).
 
Измеритель позволяет определять реальные сигналы в диапазоне от 0,3 мкВ до 2 В при температуре от –10 до +50 оС. Вес прибора составляет 3 кг.
 
Также в комплект аппаратуры входят неполяризующиеся электроды, конструкции ВИРГ, катушки с проводами.
 
Измерения проводятся в соответствии с ГОСТ 9.602-2005 «Сооружения подземные. Общие требования и защита от коррозии», не менее чем в 6 точках в двух взаимоперпендикулярных направлениях. Разносы между двумя измерительными неполяризующимися медно-сульфатными электродами составляют до 100 м. Измерения производятся непрерывно в течение 10 минут с интервалом в 10 секунд.
 

Гидрогеологическое моделирование территории

моделирование территорииГидрогеологическое моделирование проводится с целью определения влияния подземного сооружения на гидрогеологические условия как непосредственно участка нового строительства, так и прилегающих территорий.
 
Таким образом, при проектировании будут учтены возможные изменения гидрогеологической обстановки и предусмотрен комплекс мероприятий, реализация которых, с одной стороны – обеспечит нормальные условия строительства и эксплуатации проектируемых сооружений, с другой стороны – позволит минимизировать изменения существующих гидрогеологических условий на прилегающей территории.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Количественная оценка геологического риска

геологический рискПри выполнении работы по оценки риска решаются следующие задачи:

  • по выявлению основных источников геологических рисков на площадке проектируемого строительства с учетом возможной активизации существующих и возникновения новых геологических опасностей под воздействием природных и техногенных факторов, обусловленных возведением и эксплуатацией оцениваемого здания;
  • по оценке геологических рисков, возникающих при поражении оцениваемого здания как отдельными геологическими опасностями (дифференцированный риск), так и всей совокупностью этих опасностей (интегральный риск);
  • по характеристике возможных физических, экономических и социальных потерь за 50-летний период эксплуатации проектируемого комплекса, возникающих при поражении оцениваемого здания как отдельными геологическими опасностями (дифференцированный риск), так и всей совокупностью этих опасностей (интегральный риск).

 

Лабораторные исследования свойств грунтов и грунтовых вод.

исследования грунтовых водООО «Инженерная Геология» имеет собственную аккредитованную испытательную лабораторию, оснащенную современными приборами и средствами измерения. Приборы для определения механических характеристик грунтов входят в состав автоматизированных систем и управляются компьютером.

 

Испытания грунтов методом трехосного сжатия в стабилометрах проводят для определения следующих параметров прочности и деформируемости: угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля деформации, модуля сдвига, модуля объемной деформации, коэффициента поперечной деформации (коэффициента Пуассона). Испытания методом трехосного сжатия позволяют не только определять ряд дополнительных параметров, входящих в те или иные расчетные модели грунта, но и проводить сами испытания по различным траекториям напряжений.
 
Испытательная лаборатория ООО «Инженерная Геология» оснащена стабилометрами производства ООО «НПП ГЕОТЕК», г.Пенза. Осевая нагрузка в стабилометрах создается двумя способами: в первом случае нагрузка прикладывается ступенями (статическое нагружение), во втором – непрерывно (кинематическое нагружение) с заданной скоростью деформации. Приборы входят в состав автоматизированной системы и управляются компьютером.
 
сдвиговые приборыИспытания грунтов методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих параметров деформируемости: коэффициента сжимаемости, модуля деформации, структурной прочности на сжатие, коэффициента фильтрационной консолидации.
 
Испытания грунтов методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: угла внутреннего трения и сцепления.
 
Испытательная лаборатория ООО «Инженерная Геология» оснащена компрессионными и сдвиговыми приборами конструкции МГУ им.М.В.Ломоносова, которые входят в состав автоматизированной системы и управляются компьютером. Нагрузка на образец грунта создается или ступенями или непрерывно с заданной скоростью деформации. При проведении испытаний измеряется и регулируется избыточное поровое давление. Испытания на срез могут быть проведены как в условиях контроля напряжений (возрастание касательных напряжений ступенями и измерение перемещения), так и контроля деформации (срез при заданной скорости деформации сдвига с измерением возникающих касательных напряжений).
 

Камеральная обработка результатов инженерно-геологических изысканий.

Состав и содержание Технического Отчета о результатах инженерно-геологических изысканий полностью соответствует действующим нормативным документам.

Обработка результатов геологические испытания нормативные документы отчет

 

В процессе камеральной обработки выполняется составление плана разведочных выработок, колонок буровых скважин, построение инженерно-геологических разрезов и карт. Составляется сводная таблица нормативных характеристик грунтов по каждому виду исследования, а также таблица рекомендуемых расчетных значений для проектирования.

 
Результаты лабораторных исследований приводятся в табличной форме, в виде графиков сдвиговых и компрессионных испытаний грунтов и ведомостей лабораторных анализов; результаты полевых исследований – в виде графиков и таблиц.
 
камеральная обработка карта
По результатам работы проводится анализ факторов, влияющих на активность проявления неблагоприятных инженерно-геологических процессов (подтопление территории, карстово-суффозионная опасность, морозное пучение грунтов).
 
В заключение Отчета даются рекомендации и предложения, которые необходимо предусмотреть при проектировании и строительстве сооружения, а также мероприятия, обеспечивающие сохранность зданий окружающей застройки.