Как определить необходимость проведения инженерно-геотехнических изысканий

В современном строительстве для надежности возводимых сооружений проводится ряд мероприятий еще на стадии планирования. В число таких обязательных работ входят геотехнические изыскания.

Что такое геотехнические изыскания

Так называют комплекс необходимых мер для анализа свойств грунта, а также оценки надежности грунтовых массивов, безопасности склонов и систематизация данных, на основе которых проектируется здание, его подземные помещения и определяется его устойчивость. В РФ этот вид исследований появился еще в 2006 г. благодаря Постановлению Правительства РФ № 20.

Элементы геотехнических изысканий

До момента определения геотехнических изысканий как самостоятельного типа обязательной инженерной исследовательской деятельности работы такого вида выполнялись в совокупности с гидрологическими, геологическими и геофизическими мероприятиями.

Среди необходимых элементов для проведения анализа выделяют следующие виды работ:

• сбор грунтов для последующего изучения и проведения лабораторных мероприятий с целью установления их характеристик;
• испытание грунта для определения его прочности;
• выявление механических свойств грунта при помощи бура;
• определение взаимодействия грунта и среды со строительным объектом, основываясь на математической и физической модели;
• геотехнический контроль процесса строительства здания и прилегающей местности;
• использование нелинейных способов расчета конструкций сооружения и его фундамента для программного исследования характеристик грунта;
• составление финальной отчетности об итогах проведенных мероприятий.

Основные задачи специалиста

Геотехнические изыскания относятся к трудной аналитической деятельности, требующей от специалиста обширного опыта и высокой квалификации. Процедура подразумевает проведение сложных исследований, вынуждающих применять специальное программное обеспечение.

Работа специалиста-геотехника при проведении таких изысканий делится на этапы:

1. Рекогносцировка.
2. Съемка.
3. Разведка.

Рекогносцировка – тип исследований, при котором проводится изучение геологических условий на выбранной для строительства местности. Этот метод включает в себя определение типов рельефа, осмотр подземных вод и горных пород. По окончании рекогносцировки составляется план инженерно-геологических особенностей района.

Геотехническая съемка – тип исследований, проводимый для получения площадочной оценки характеристик местности для строительства. По результатам съемки аналогично создается геотехническая карта, которая помогает выбрать лучшее место для возведения сооружения.

Разведка – тип исследований, уточняющий все условия среды для постройки.

Разведка основывается на результатах проведенной ранее геотехнической съемки. На основании данных разведки прогнозируются изменения свойств грунта.

При проведении геотехнических изысканий специалист вынужден подобрать для себя индивидуальный список задач, основываясь на делении работы на этапы и данных, полученных на этих стадиях.

В основном он выполняет спектр следующих работ:

• выявление изменений в конструкции здания;
• контроль изменения характеристик грунтовых оснований;
• отслеживание опасных для строительства и эксплуатации процессов;
• обследование грунтов при реконструкции постройки;
• мониторинг состояния сооружения и окружающих его зданий.

Необходимое оборудование

Геотехника для осуществления своих целей и задач использует различное по назначению оборудование.

Оно делится на несколько групп:

1. Контролирующее горизонтальные смещения грунта.
2. Выявляющее осадок грунта.
3. Гидрологическое.
4. Отслеживающее нагрузку.
5. Следящее за состоянием сооружения.
6. Бурящие конструкции.
7. Исследовательское.

К первой группе относятся инклинометры, регистраторы, инклинометрические приборы и пр. Они используются для контроля подвижек грунтовых массивов, выемки котлованов, мониторинга перемещения грунта.

Ко второй группе оборудования относятся гидростатические профилемеры, системы контроля осадка грунта, скважинные магнитные экстенсометры и пр. Они ведут наблюдение за осадками в основании построек, надземной части здания.

К гидрологическому оборудованию относятся пьезометры, индикаторы уровня воды и пр. Эти приборы необходимы для контроля колебания уровня воды, изменения парового давления в грунте.

Отслеживают нагрузку различные датчики. Из них выделяют месдозы, датчики давления на обделку тоннеля, анкерные датчики. Эти устройства помогают определить распределение давления в основании, отслеживать результаты взаимодействия сооружения с грунтом.

К пятой группе относят тензометрические датчики напряжения, измерители угла наклона, стыков, трещин и пр. Они отслеживают состояние самой постройки в процессе эксплуатации.

В небольшую группу входят буры и буровые установки. Предназначены они соответственно для бурения.

Последняя группа состоит из аппаратов для испытания грунтов, проведения исследований и измерений. Они изучают грунты и выявляют их свойства и характеристики.

Стадии геотехнических изысканий

Как и в любой трудоемкой работе, в геотехнике есть разделение на этапы.

Исследования делятся на 3 стадии:

1. Предпроектная подготовка.
2. Разработка документации.
3. Этап строительства.

Это разделение помогает специалистам определить необходимость работ, провести исследование по порядку.

Предпроектная подготовка

На этом этапе выполнения изысканий проводится первичное и предварительное изучение территории. Вместе с этим изучаются уже имеющиеся материалы.

Специалисты разделяют местность на зоны. Это производится с учетом взаимного влияния объекта постройки и окружающей среды. А также изучаются гидрологические особенности области строительства и сейсмичность района.

Разработка документации

На этапе разработки документации исследуются объекты, которые находятся неподалеку от места строительства, проводятся лабораторные испытания грунта, рассчитываются осадки оснований сооружений и надежность склонов, начинается проектирование фундамента. Эта стадия особенна тем, что подразумевает оформление проекта и ведение документов, куда заносятся все результаты анализов и исследований.

Этап строительства

Работа геотехнических специалистов на этом этапе ответственнее, чем на предыдущих. Обусловлено это тем, что профессионал обязан контролировать изменения в состоянии грунта и самого здания, т.к. любые недочеты могут отрицательно сказаться на дальнейшей эксплуатации сооружения. Кроме того, проводятся процедуры по предотвращению деформации грунтовых масс и элементов конструкции на основании мониторинга.

Финальные документы

В конце геотехнических изысканий по правилам создается финальный отчет – геотехническое заключение. Оно состоит из 2 компонентов: описательной части и графической.

Этот документ содержит в себе немало данных: уровень вод грунта, описание почвенных слоев (их толщину, плотность, сцепление и влажность), несущую способность грунтовых массивов.

В заключении содержатся советы, основанные на исследованных данных, для дальнейшего строительства и эксплуатации сооружения.

Инженерами-геотехниками создаются и другие, не менее важные документы, в которых указаны результаты исследований и анализов грунта и прогноз влияния последующей стройки на окружающую территорию и близлежащие сооружения.

Какие факторы влияют на объем работ

На количество исследований влияет множество факторов, поэтому работу разделяют на этапы, благодаря чему число мероприятий уменьшается либо увеличивается.

Основными причинами, влияющими на последующие геотехнические работы, считаются следующие пункты:

1. Сложность строительства на обозначенной местности. Оценка сложности производится благодаря исследованию специфичности и особенности грунта в выбранном районе.
2. Уровень изученности области деятельности.
3. Предназначение будущей постройки. Особое внимание при изысканиях уделяется сооружениям с высокой степенью ответственности.

Существует еще большое количество факторов, но все они индивидуальны. Выше обозначены главные из них.