Приложение Н. Виды инженерно-геологических исследований в составе специальных инженерных изысканий

Приложение Н

Виды инженерно-геологических исследований в составе специальных инженерных изысканий

Н.1 Геотехнические исследования

Геотехнические исследования выполняют на втором этапе инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной документации объектов капитального строительства, а также при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

Геотехнические исследования выполняют, как правило, при проектировании особо опасных, технически сложных и уникальных объектов, при инженерно-геологических изысканиях в сложных инженерно-геологических условиях, а также при строительстве в стесненных условиях застройки.

Геотехнические исследования могут включать:

- специальные исследования отдельных характеристик грунтов, методика определения которых отсутствует в действующих стандартах;

- решение прогнозных задач;

- проведение работ на опытных участках.

Необходимость выполнения тех или иных видов геотехнических работ обосновывается в программе инженерно-геологических изысканий. Для выполнения отдельных видов геотехнических исследований допускается привлекать профильные организации.

Специальные исследования характеристик грунтов могут включать:

- исследования характеристик грунтов (полевые и лабораторные) по отдельным программам для расчета оснований фундаментов и конструкций зданий и сооружений;

- получение исходных данных для численного моделирования грунтовых оснований зданий и сооружений (с учетом напряженно-деформируемого состояния грунтов в основании зданий и сооружений окружающей застройки);

- проведение полевых испытаний грунтов на больших глубинах с применением специальных методик и оборудования.

Параметры грунтов, необходимые для геотехнических расчетов и моделирования грунтовых оснований в зависимости от решаемых задач и используемых моделей, указываются заказчиком в задании.

При выполнении специальных исследований характеристик грунтов при назначении глубины, количества и расположения скважин следует учитывать размеры расчетной модели в плане и по глубине. Размеры расчетной модели указывают в задании.

Прогнозные задачи могут включать:

- прогноз изменения несущих свойств грунтов основания с учетом прогнозных изменений гидрогеологических условий;

- прогноз изменения напряженно-деформированного состояния грунтов в результате возведения ограждения котлована и строительства сооружения.

Работы на опытных участках могут включать:

- статические и динамические испытания свай;

- устройство и испытания фрагментов оснований и фундаментов и др.

Н.2 Обследование состояния грунтов оснований зданий и сооружений

Н.2.1 Обследование состояния грунтов оснований существующих зданий и сооружений выполняют в составе специальных изысканий - обследования состояния грунтов оснований зданий и сооружений, их строительных конструкций.

Обследование состояния грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений следует проводить в период строительства, эксплуатации, реконструкции (в том числе надстройки, перестройки, расширения объекта капитального строительства и технического перевооружения) в случаях, когда в прилегающей к ним зоне возможны негативные воздействия или проводят следующие виды работ:

- проходка котлованов и траншей, прокладка подземных коммуникаций, пешеходных и транспортных тоннелей ниже глубины заложения существующих фундаментов, особенно с применением водопонижения и без крепления стенок котлованов и траншей;

- строительство новых зданий, вызывающих дополнительные напряжения, перераспределение напряжений и перемещения грунта в активной зоне фундаментов существующих зданий;

- работы по устройству стен в грунте, забивка шпунта или свай вблизи существующих зданий с передачей на их основание динамических нагрузок;

- динамические воздействия от авто- и железнодорожного транспорта, линий метрополитена, оборудования, устанавливаемого в сооружениях и промышленных установках, расположенных вблизи существующих зданий.

Н.2.2 При обследовании необходимо определять изменение инженерно-геологических условий за период строительства и эксплуатации зданий и сооружений в целях получения данных для решения следующих задач:

- определение возможности реконструкции зданий и сооружений (расширения, пристройки, надстройки, встройки этажа, технического перевооружения и т.д.) с увеличением временных и постоянных нагрузок на фундаменты;

- установление причин деформаций и разработка мер для предотвращения их дальнейшего развития, а также восстановление условий нормальной эксплуатации зданий и сооружений;

- определение возможности и условий достройки зданий и сооружений после длительной консервации их строительства;

- определение состояния мест примыкания зданий-пристроек к существующим и разработка мер по обеспечению их устойчивости;

- установление причин затапливания и подтапливания подвалов и других подземных сооружений.

Н.2.3 В составе работ по обследованию состояния грунтов оснований зданий и сооружений выполняются:

- сбор, изучение и систематизация материалов изысканий и исследований прошлых лет;

- рекогносцировочное обследование;

- проходка и опробование инженерно-геологических выработок;

- инженерно-геофизические исследования;

- полевые исследования грунтов;

- гидрогеологические исследования;

- лабораторные исследования свойств грунтов, определение физических свойств и химического состава подземных и поверхностных вод и (или) водных вытяжек из грунтов;

- инженерно-геокриологические исследования в районах распространения многолетнемерзлых грунтов;

- изучение опасных геологических и инженерно-геологических процессов, являющихся возможной причиной деформаций фундаментов.

Работы выполняются с учетом требований ГОСТ 31937-2011 (подраздел 5.2).

Обследование грунтов оснований зданий и сооружений следует выполнять в комплексе с обследованием их фундаментов.

Н.2.4 Сбору и обработке, помимо сведений и материалов, регламентируемых 5.3.1, подлежат:

- материалы по технической мелиорации грунтов основания и их закреплению, усилению фундаментов;

- сведения о типах, размерах фундаментов существующих зданий и сооружений, наличии подвалов, подземных сооружений (в том числе подземных коммуникаций, стен в грунте, неизвлеченных шпунтовых ограждений, дренажей) и о других заглубленных сооружениях и их состоянии;

- сведения о наличии оборудования с повышенной вибрацией и с другими динамическими нагрузками, об источниках блуждающих токов;

- сведения по истории застройки обследуемых зданий и сооружений и смежных территорий в целях выявления старых фундаментов, участков с грунтами, уплотненными ранее существовавшей застройкой;

- данные обследований (в разные годы) технического состояния зданий и сооружений в пределах границ изучаемой площадки, включая данные о деформациях зданий и сооружений;

- сведения об осуществлявшейся инженерной защите территории, зданий и сооружений от опасных геологических процессов, в том числе от подтопления, и ее эффективности;

- архивные проектные материалы, содержащие данные об отметках заложения фундаментов, их конструкции, проектных планировочных отметках, расчетных давлениях на грунты основания;

- данные о режиме и технологии производственных процессов для установления факторов, отрицательно воздействующих на грунты основания (утечки из водонесущих коммуникаций, затопление подвалов, протечки агрессивных производственных жидкостей);

- сведения о загрязнении геологической среды промышленными стоками и твердыми отходами, о наличии дренажной сети и ее состоянии;

- сведения о наличии наблюдательной сети за УПВ и составом подземных вод, деформациями и осадками зданий и сооружений в пределах площадки строительства или вблизи ее границ.

На основании анализа собранных материалов проводят оценку сложившейся природно-техногенной обстановки, динамики и характера техногенных изменений инженерно-геологических условий, а также оценку информативности материалов изысканий прошлых лет и возможности их использования в дальнейших работах.

Н.2.5 В задачу рекогносцировочного обследования дополнительно к требованиям 5.5 входят:

- выявление дефектов планировки территории, развития заболоченности, подтопления, просадок поверхности земли и других проявлений изменения геологической среды;

- визуальный внешний осмотр и фотографирование наружных и внутренних стен реконструируемых и соседних с ними стен зданий и сооружений в целях определения конструктивных элементов, имеющих деформации, оценки характера деформаций и установления их причин;

- установление наличия и состояния подвалов, подземных галерей, технических подполий в обследуемых зданиях, траншей, котлованов, отвалов грунта рядом с обследуемыми зданиями и сооружениями;

- определение мест расположения вводов и выпусков водонесущих инженерных сетей, системы и состояния ливневой канализации, наличия дренажей, водопонизительных систем, противофильтрационных устройств, состояния гидроизоляции и отмосток;

- установление при возможности наличия засыпанных оврагов, свалок, карьеров, ручьев с указанием ориентировочной мощности насыпных грунтов. В процессе рекогносцировочного обследования следует отмечать выходы и скопления производственных и сточных вод, места слива нефтепродуктов и других загрязняющих веществ.

При рекогносцировочном обследовании следует проводить опрос работников служб эксплуатации об имевших место аварийных ситуациях.

Рекогносцировочное обследование объекта и прилегающей территории, осмотр мест усиления фундаментов, оценку состояния систем инженерной защиты территории и сооружений (дренаж, подпорные стенки и т.д.) рекомендуется проводить совместно с лицами, осуществляющими разработку проектной документации, эксплуатацию и строительство.

Н.2.6 По результатам сбора, обработки и анализа материалов изысканий прошлых лет, других фондовых материалов, рекогносцировочного обследования, при необходимости, составляют предварительную карту инженерно-геологических условий изучаемой территории. На карте, дополнительно к требованиям 5.14, следует отражать изменения инженерно-геологических условий.

Предварительную карту инженерно-геологических условий используют в процессе дальнейших изысканий при выборе методики и объемов выполнения проходки инженерно-геологических выработок, полевых исследований грунтов, геофизических, гидрогеологических, лабораторных и других исследований для установления техногенных изменений геологической среды и получения необходимых данных для проектирования.

Н.2.7 Виды и способы проходки инженерно-геологических выработок должны обеспечивать возможность детального обследования грунтов основания ниже подошвы фундамента и отбора образцов для определения показателей физико-механических свойств грунтов, подвергшихся воздействию техногенных нагрузок, и за пределами зоны их влияния.

Выбор вида инженерно-геологических выработок проводят в соответствии с 5.6, с учетом условий подъезда и размещения оборудования в стесненных условиях существующей застройки (в том числе в подвальных помещениях), размещения строительных котлованов, мест возникновения аварийных ситуаций, а также условий залегания, состава и состояния грунтов, наличия подземных вод, опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

При бурении скважин в стесненных условиях (особенно в подвальных помещениях) рекомендуется использовать малогабаритные установки, отвечающие требованиям шумо-, пыле- и газозащиты людей.

При проходке шурфов их следует располагать таким образом, чтобы короткая сторона шурфа вскрывала фундамент. Во всех пройденных шурфах необходимо выполнять описание грунтов под фундаментами, отражать состояние контакта фундаментов с грунтами, проводить фотографирование и (или) зарисовку (развертку) стенок шурфа в масштабе 1:20 или 1:50.

Глубина шурфов, расположенных около фундаментов, не должна превышать глубины заложения подошвы ее чем на 0,5-1,0 м. При глубине шурфов до 1,5; 1,5-2,5 и более 2,5 м рекомендуемая площадь сечения составляет 1,25; 2,0 и 2,5 соответственно.

Количество шурфов должно быть согласовано со специалистами, выполняющими обследование строительных конструкций зданий и сооружений.

Монолиты необходимо отбирать из каждой разновидности грунта непосредственно из-под подошвы фундамента и с противоположной стенки шурфа.

Исследование и опробование грунтов ниже подошвы фундамента проводят в скважинах, которые следует бурить со дна шурфа либо вблизи него.

При большой глубине залегания подошвы фундаментов, а также при плитном типе фундамента бурение скважин рекомендуется выполнять через фундамент.

Глубину инженерно-геологических скважин назначают, исходя из глубины сжимаемой толщи основания, конструктивных особенностей здания и сложности инженерно-геологических условий.

По окончании работ скважины должны быть затампонированы, а шурфы засыпаны извлеченным из них грунтом с послойным уплотнением. В случаях, когда извлеченный грунт намок, промерз или перемешался со строительным или бытовым мусором, обратную засыпку следует выполнять маловлажным местным грунтом.

Нарушенные при изысканиях покрытия отмосток, противонапорной гидроизоляции пола, защитных слоев, предохраняющих грунты основания и фундаменты, необходимо восстановить после завершения работ. Выполнение этих работ должен организовывать заказчик.

Схему размещения, количество горных выработок и глубину проходки следует устанавливать в программе работ с учетом требуемой детальности изучения инженерно-геологических условий исследуемой территории.

При проходке инженерно-геологических выработок должны быть выполнены мероприятия по сохранению структуры и состояния грунтов основания существующих фундаментов (предотвращению замачивания, промерзания, вымывания, разрыхления и др.).

Отбор образцов грунтов и подземных вод должен соответствовать требованиям 5.6.3. Отбор образцов следует выполнять из каждой разновидности грунтов в зоне влияния фундамента и вне ее пределов. При этом необходимо учитывать, что все грунты, оказавшиеся в зоне влияния техногенных воздействий, меняют свое напряженное состояние и свойства, вследствие чего в пределах одного ИГЭ, выделенного ранее при изысканиях для строительства, ко времени обследования грунтов основания могут возникнуть несколько новых ИГЭ, различающихся состоянием, механическими свойствами, а иногда и составом.

Н.2.8 Геофизические исследования рекомендуется выполнять для решения следующих задач:

- поиска пустот, древних эрозионных врезов, захороненных конструкций (старых фундаментов), погребенных древних колодцев, свалок, захоронений, заброшенных и не используемых по назначению коллекторов и других коммуникаций;

- изучения опасных геологических и инженерно-геологических процессов;

- расчленения разреза, в том числе разделения толщи грунтов на слои с различной степенью уплотнения и упрочнения под фундаментами и вне их пределов;

- определения глубины погружения свай;

- выявления и оконтуривания участков утечек воды из подземных коммуникаций на застроенной территории или в непосредственной близости от нее.

Выбор геофизических методов выполняют в соответствии с рекомендациями 5.7.

В связи с насыщенностью застроенных площадок подземными коммуникациями и электрокабелями, наличием вибрационных помех возможность и условия применения электро- и сейсморазведочных методов должны быть обоснованы в программе работ.

Следует использовать помехоустойчивую аппаратуру, фильтры, не пропускающие наиболее вероятные частоты стабильных помех (в частности, 50 Гц), практиковать работу в ночное время суток, в том числе из-за движения транспорта.

Следует также использовать комплекс геофизических методов, разные составляющие которого нечувствительны к следующим видам помех: к электрическим помехам менее чувствительны сейсмические методы, виброметрия; к вибрационным - электрометрия.

Аномальные зоны, выявленные по данным геофизических исследований, следует подтверждать и корректировать другими методами исследования (шурфованием, бурением инженерно-геологических выработок, статическим зондированием).

Состав геофизических исследований, объемы работ (сеть, число точек), тип и размеры применяемых установок следует устанавливать в программе изысканий, исходя из детальности изучения инженерно-геологических условий и особенностей геоэлектрического разреза.

Н.2.9 Полевые методы исследования грунтов, применяемые в соответствии с 5.8, могут быть использованы в полном объеме при обследовании грунтов оснований зданий и сооружений.

Зондирование грунтов применяют для выделения различных по плотности и прочности зон под фундаментами зданий и сооружений и вне их пределов, оценки пространственной изменчивости свойств грунтов. Допускается выполнение зондирования в горизонтальном и наклонном направлениях из шурфов для выявления неоднородностей грунтов основания под существующими фундаментами (пустот, разложившейся древесины старых деревянных свай и т.п.). Для зондирования в стесненных условиях рекомендуется использовать малогабаритные установки.

Н.2.10 Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях следует выполнять в соответствии с задачами, составом работ и требованиями к их выполнению, указанными в 5.9 и 7.2.23.

Гидрогеологические расчеты (5.9.10), специальные гидрогеологические исследования (5.9.8), включая расчеты деформаций и процессов, обусловленных подземными водами, прогнозная оценка (5.9.11) выполняются в объеме, указанном в задании, в зависимости от уровня ответственности