Слайд 1Инженерно-геологические изыскания
Бракоренко Наталья Николаевна
Слайд 2
Рекомендации и нормативная литература на производство изысканий
Золоторев Г.С. «Методика инженерно-геологических
исследований», 1990 г
Бондарик Г.К. «Инженерно-геологические изыскания», 2007г
В.М. Улицкий, А.Г. Шашкин,
К.Г. Шашкин « Гид по геотехнике»
СП 22.13330.2011 «СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений»
СП 11-105-97 (Ч. 1 Инженерно-геологические изыскания)
СП 14.13330.2011 «СНиП II-7-81 Строительство в сейсмических районах»
СП 24.13330.2011 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»
СП 47.13330.2012 «СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения»
СП 25.13330.2010 «СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»
СП 116.13330.2012 "СНиП 22-02-2003. Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения".
СП 11-109-98 Изыскания грунтовых строительных материалов
СНиП 22-01-95 Геофизика природных воздействий
ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 25100-2011Грунты. Классификация
ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний (есть проект ГОСТ 20522-2012)
ГОСТ 19912-2001 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
ГОСТ 30672-99 Грунты. Полевые испытания. Общие положения
ГОСТ Р 54257-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования" (уровни ответственности)
ГОСТ 20276-99 Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости
ГОСТ 23061-90 Методы радиоизотопных измерений плотности и влажности
ГОСТ 28514-90 Определение плотности грунтов методом замещения объема
Методика оценки прочности и сжимаемости крупнообломочных грунтов с пылеватым и глинистым заполнителем и пылеватых и глинистых грунтов с крупнообломочными включениями; Дальневосточный научно-исследовательский институт по строительству, (ДальНИИС) Госстроя СССР; Москва Стройиздат, 1989.
Методические рекомендации по применению георадаров при обследовании дорожных конструкций (письмо Росавтодора №ОС-28/477 от 28.01.2004)
Слайд 3Инженерно-геологические изыскания – производственный процесс получения инженерно-геологической информации для обоснования
различного вида строительства.
Слайд 4Что такое инженерно-геологический исследования?
Слайд 5Инженерно-геологические исследования – более обширное понятие, спектр научных и обзорных
работ
Слайд 6Предметом исследований является геологическая среда.
Слайд 7ИГУ –вся совокупность геологической обстановки, которая влияет на планирование и
проектирование строительства разных сооружений, на процессы их строительства и их
эксплуатацию.
Слайд 9Основные задачи исследования горных пород:
Определение возраста, генезиса;
Изучение истории геологического развития
района;
Изучение строения и условий залегания горных пород района;
Изучение текстуры, структуры,
свойств, состава и состояния горных пород;
Разделение геологического разреза на геологические тела разных категорий.
Слайд 10Какие категории пород выделяются?
Слайд 11Под категориями пород или геологическими телами понимается определенный объем пород,
выделенный по возрастным, генетическим, петрографическим признакам, по однородности состояния и
свойств.
Впервые разделение горных пород на категории для отображения на инженерно-геологических картах было предложено И.В. Поповым. В настоящее время геологический разрез расчленяется на следующие категории:
Формации – крупные комплексы горных пород сформировавшихся под влиянием одних геотектонических и палеоклиматических факторов. Выделяются платформенные и геосинклинальные формации осадочных, магматических и метаморфических горных пород;
Генетический комплекс – комплекс пород, одного генезиса (например: осадочные породы, вулканогенные породы).
Сратиграфо-генетический комплекс – породы, одного возраста, одного генезиса, сформировавшиеся в одной физико-географической обстановке, Выделяются на основе геологических схем стратиграфических подразделений отложений для разных регионов .
Далее расчленение проводится согласно инженерно-геологической классификации грунтов по ГОСТ 25100-2011(класс, тип, вид, разновидности) .
Самый однородный объем пород – инженерно-геологический элемент (ИГЭ).
Слайд 12ГОСТ 25100-2011
Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам
признаков:
класс (подкласс) – по природе структурных связей (скальные, дисперсные,
мерзлые);
- тип (подтип) – по генезису; (магматические, метаморфические, осадочные техногенные)
- вид (подвид) – по вещественному, петрографическому или литологическому составу;
- разновидности – по количественным показателям состава, строения, состояния и свойств грунтов.
Слайд 14
Класс природных скальных грунтов по пределу прочности на одноосное сжатие
Rc в водонасыщенном состоянии грунты подразделяют согласно таблице
Слайд 15Класс природных дисперсных грунтов по гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и
пески подразделяют:
Слайд 16 По числу пластичности Ip глинистые грунты
подразделяют согласно таблице
Слайд 17По показателю текучести IL глинистые грунты подразделяют
согласно таблице
Слайд 18Характеристика физико-механических свойств грунтов разных групп
Слайд 19Основные задачи исследования тектоники и неотектоники:
Определение условий залегания пород;
Определение состояния
пород;
Определение активизации движения;
Определение влияния на изменение состава, состояния и свойств
пород.
Слайд 20Основные задачи изучения геоморфологических условий:
Выявить геологическое строение, состава пород, качественно
оценить свойства;
Выявить места развития экзогенных процессов;
Выявить тектоническое и неотектоническое строение;
Выявить
места не благоприятные для строительства.
Слайд 21Основные задачи изучения гидрогеологических условий:
-выявить глубину залегания первого от поверхности
водоносного горизонта;
-наличие и условия залегания верховодки;
-выявить гидродинамическую связь между горизонтами;
уровневый
режим;
-химический состав воды.
Слайд 22Широкое развитие строительства , возведение ряда уникальных сооружений, требуют от
строителей обеспечения полной устойчивости.
Слайд 23К сооружениям предъявляют следующие требования:
Сооружение должно обладать устойчивостью весь заданный
период времени,
Должно сохранять архитектурную форму,
Должно обеспечить безотказную работу механизмов.
Слайд 24Очень часто эти требования не соблюдаются, что приводит к нарушению
нормальных условий эксплуатации.
Причины:
1. несоблюдения норм проектирования,
2. недостатки инженерно-геологических изысканий
Слайд 25
Пример – Трансконский элеватор в Канаде
(при ИГИ не учтено
было что ЗВ составит 10-15 метров и ИГИ проводились на
глубину 9-12 метров)
Слайд 26Под 16-этажное здание был запроектирован плитный фундамент без свай. Крен
здания заметили жильцы, когда стали делать стяжку по перекрытиям и
обнаружили перепад в 15 см(!) в пределах квартиры. Потом заклинило лифты. Здание отклонилось на 80 см, что заметно даже на фотографии
Слайд 27Учитывая безусловное влияние ИГУ на прочность и устойчивость сооружений всегда
предшествуют инженерно-геологические исследования, которые выполняются инженерами-геологами
Слайд 28Все перечисленные вопросы решаются не сразу, а постепенно с последовательным
уточнением каждого вопроса и увеличением детальности его проработки – т.е.
стадийное проектирование сооружений, т.к. каждый проект сооружения д.б. обусловлен инженерно-геологическими данными , то и ИГИ проводятся по стадиям!
Слайд 29Стадии планирования и проектирования строительства и этапы ИГИ (по СП
11-105-97)
Слайд 30По СП 47.13330.2012
1. Стадия – территориальное планирование и документация по
планировке территорий и принятия решений относительно выбора площадки строительства или
варианта трассы
2. Стадия – проектная документация
Слайд 31Классификация частных методов
I группа методов – общегеологические
Подгруппы методов
1. Регионально-генетические
2. Историко-геологические
Методы – методы общей геологии, исторической геологии, минералогии, петрографии и
т.д.
Факторы изучаемые – геологическое строение, история геологического развития, генезис, условия залегания, текстура и структура пород
Слайд 32II группа методов – Частные инженерно-геологические методы
Подгруппы методов
1. экспериментальные
(а- полевые, б- лабораторные)
Методы (а- полевые) – наземные маршруты, дешифрирование
АФКМ, горнобуровые работы, статическое и динамическое зондирование, искиметрия, штампоопыты, геофизические методы, испытания грунта на сдвиг и срез
Слайд 33Методы ( б-лабораторные) –
Подгруппы методов
2. метод аналогий
Методы –
сравнительно – геологический,
Факторы - все
Слайд 34Подгруппы методов
3. моделирования
Методы – натурное, оптическое, центробежное моделирование, электрические
модели
Факторы – развитие процессов и явлений
Подгруппы методов
4. методы смежных
наук
Методы - методы геоботаники, ландшафтоведения, гидрогеологии, геоморфологии
Слайд 35Деформационные свойства определяются:
В лаборатории проводят испытания грунтов в одометрах, стабилометрах,
компрессионно-фильтрационных приборах
(ГОСТ 12248-2010)
В полевых условиях – проведение штампоопытов, прессиометрии
(ГОСТ
20276-99)
Слайд 36Испытания грунтов жёсткими штампами проводят с целью определения деформационных характеристик
песчано-глинистых и крупнообломочных грунтов.
Сущность метода заключается в натурном моделировании процесса
деформирования (уплотнения) достаточно большого (по сравнению с лабораторной пробой) объёма грунта под нагрузкой, отвечающей нагрузке проектируемого сооружения. Испытания проводят в шурфах, дудках, скважинах и при строительстве ответственных сооружений – в котлованах.
Слайд 37Схема испытаний грунта статическими нагрузками на штамп.
1- штамп, 2
– гидравлический домкрат, 3 – индикаторная установка, 4 – продольная
упорная балка, 5 – винтовые анкерные сваи
Слайд 38Данные о форме, размерах и условиях применения штампов (ГОСТ 20276-99)
Слайд 39Примерные величины ступеней нагрузки и их режим (ГОСТ 20276-99)
Слайд 40
Выписка из журнала полевых испытаний
Слайд 41График осадки грунта под штампом при его нагружении. SA и
SB — осадка, отвечающая началу и концу ступени нагружения
Слайд 42Формула:
где Кp — коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа
h/D (h — глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см);
К1 — коэффициент, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа; D — диаметр штампа; Δр — приращение давления на штамп, МПа, равное рn - р0; Δs — приращение осадки штампа, соответствующее Δр, см, определяемое по осредняющей прямой
Значения Кр
Слайд 44По способу передачи давления на стенки скважины прессиометры делятся на
три группы:
гидравлические (ПС-1, Д-76) - с помощью жидкости (воды
или масла);
пневматические (ИГП-21, ПЭВ-89) - с помощью сжатого газа;
механические (ЛПМ-14, ЛПМ-14С, ЛПМ-15А) - с помощью раздвигающихся лопастей.
Слайд 45Проведение и обработка результатов испытаний
Прессиометрические испытания грунтов проводят согласно ГОСТ
20276-99 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости»
Слайд 46График прессиометрических испытаний
Слайд 47Определение модуля деформации
где μ – коэффициент Пуассона,
λ – величина, постоянная для данного
прессиометра.
Слайд 48Прессиометрические испытания имеют много преимуществ:
с их помощью можно изучать широкий
диапазон грунтов;
испытания можно проводить в скважинах на глубинах до 50
м;
испытания проводятся быстро, продолжительность одного эксперимента обычно составляет 30 минут;
при проведении опыта не нужно бурить инженерно-геологические скважины большого диаметра;
оборудование для проведения опытов достаточно компактное;
стоимость опыта меньше, по сравнению со штамповыми испытаниями.
Слайд 49Недостатками прессиометрического метода считаются трудности при проведении испытаний в инженерно-геологических
скважинах с обрушающимися стенками и изучение свойств грунтов с анизотропными
свойствами, когда модуль деформации необходимо определять в перпендикулярном к обычному направлению
Слайд 50Прочностные свойства грунтов
В лаборатории определяют сдвиговыми приборами (срезными)
В полевых условиях
проводят испытания грунта на сдвиг (срез) и искиметрией
Слайд 51Метод среза целика грунта
Основа метода: сопротивление смещению целика грунта по
отношению к поверхности выработки под действием постепенно возрастающей касательной нагрузки,
характеризуемое величиной срезающего касательного напряжения, при котором происходит срез (разрушение) грунта
Целик грунта - часть грунта ненарушенного сложения цилиндрической формы, вырезанная (обнаженная по боковой поверхности) в массиве и соединяющаяся с ним по плоскости основания
http://www.buildcalc.ru/Learning/SoilMechanics/Open.aspx?id=Chapter4&part=3
Слайд 52Прибор для полевых испытаний прочностных характеристик целика грунта методом среза
Мобильная
установка МСУ-1
Установка позволяет испытывать как дисперсные связные глинистые грунты, несвязные
крупнообломочные и песчаные грунты; так и полускальные грунты
http://inj-geo.com/index.php?option=com_content&view=article&id=17&Itemid=19
Слайд 53Методы вращательного, поступательного и кольцевого срезов
пески, глинистые, органо-минеральные и органические
грунты, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм
в количестве не более 15% по массе
φ C
Условия применения методов
Слайд 55ГОСТ 20276-99 «МЕТОДЫ ПОЛЕВОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ»
Слайд 56
Обработка результатов вращательного среза
Программа Impeller
http://www.geotest.ural.ru/s_impl.htm
Слайд 57 ИСКИМЕТРИЯ является одним из полевых методов исследования песчано-глинистых пород
[http://sdo-akdgs.ru/universysdwnl/library/.pdf]
Слайд 58Сущность метода заключается в непрерывном измерении сопротивления резанию песчано-глинистых пород,
которое осуществляется с помощью прибора, оснащенного специальным режущим профилем
В ходе
искиметрических испытаний измеряют усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления породы движущемуся в ней режущему профилю. Это усилие численно равно сопротивлению резанию
Сопротивление резанию, отнесенное к площади поперечного сечения режущего профиля, представляет собой удельное сопротивление резанию
Методика
Слайд 59Сопротивление резанию характе-ризует прочностные свойства пород, что дает возможность при
помощи искиметрии оценивать возможные изменения прочности пород по разрезу и
степень однородности пород
Слайд 60Рис.1. Скважинный искиметр конструкции
Г.К. Бондарика, Ю.В. Семенова
1 – нож, 2
– трос, 3- ролик, 4 – динамометр,
5 – самописец, 6
- лебедка
Слайд 61Методика проведения испытаний
а – положение при вдавливании (опускании на забой
скважины);
б – положение при проведении испытаний;
в – положение при
встрече прочных включений (валунов и т. п.)
Рис. 2. Схема работы ножа искиметра
Слайд 62В ходе испытаний на ленте самописца фиксируется непрерывно по всему
интервалу глубины испытания диаграмма сопротивления резанию
По диаграмме можно устанавливать
положение в разрезе слоев различной прочности и оценивать изменчивость прочностных свойств пород по мощности
Слайд 63Зависимость между сопротивлением сдвигу (τf) и результатами искиметрических испытаний:
Обработка результатов
искиметрических испытаний
σav – среднее контактное напряжение, равное P/A (Р
– усилие резания, А – площадь поперечного сечения ножа);
τ0 = γh/2*(1 – ξ) – сопротивление сдвигу при бытовом давлении;
γ – объемный вес породы;
h – глубина от поверхности;
ξ – коэффициент бокового давления;
St —чувствительность
Слайд 64 Для искиметра с ножом, имеющим площадь поперечного сечения, равную
А, сопротивление сдвигу τf вычисляют по формуле:
Р – сопротивление породы
резанию;
А – площадь поперечного сечения ножа искиметра;
γ – объемный вес породы при естественной влажности;
А – глубина от поверхности
По значениям τf, вычисленным для различной глубины, строят график τf = f (h), на основании которого оценивают прочность пород и их изменчивость по сопротивлению сдвигу
Слайд 65Статическое и динамическое зондирование (определение прочностных и деформационных свойств грунтов)
ГОСТ
19912-2001
ГРУНТЫ
Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием
Зондирование грунтов производят вдавливанием
в грунт зонда при статическом зондировании, забивкой или вибропогружением в грунт зонда при динамическом зондировании с одновременным измерением непрерывно (или через заданные интервалы по глубине) показателей, характеризующих сопротивление грунта внедрению зонда.
Слайд 66Условия применения:
Статическое зондирование – для испытаний мерзлых и талых песчано-глинистых
грунтов, содержащих не более 25% частиц крупнее 10 мм
Динамическое зондирование
– для исследования песчано-глинистых пород, содержащих не более 40 % крупнообломочного материала.
Слайд 67Выписка из журнала статического зондирования. Точка зонд. № 1
Даты производства
работ: Начало 9.07.96 конец 9.07.96
Слайд 69
По СП 11-105-97 (Приложение И), либо СП 47.13330.2012 (приложение И)
по
данным статического зондирование
(таблица 1-5)определяется:
Плотность сложения песков
Модуль деформации песков
Угол
внутреннего трения песков
Показатель текучести глинистых грунтов
Модуль деформации, сцепление и угол внутреннего трения глинистых грунтов
По данным динамического зондирования определяется (таблицы 6 и 7,8):
Плотность сложения песков
Модуль деформации песков
Угол внутреннего трения песков
Вероятность разжижения песков при динамических нагрузках
Слайд 71Комплексные методы получения инженерно-геологической информации
Инженерно-геологическая рекогносцировка
Инженерно-геологическая съемка
Инженерно-геологическая разведка
Инженерно-геологическое опробование
Режимные инженерно-геологические
наблюдения
Слайд 72Инженерно-геологическая рекогносцировка
Инженерно-геологическая рекогносцировка это комплекс работ (методов получения информации) с
целью оценки качества ранее накопленной информации о какой-то территории, с
целью уточнения отдельных вопросов, составления рабочей гипотезы об инженерно-геологических условиях территории.
Слайд 73Инженерно-геологическая съемка – это комплекс полевых, лабораторных и камеральных работ,
проводимых для оценки сравнительно больших территорий
Слайд 74Цель – решение вопросов выбора участков размещения строительства.
Задачи:
Характеристика комплекса факторов
ИГУ, влияющих на планирование и проектирование строительства
Выявление закономерностей пространственного и
временного изменения факторов ИГУ
Установление взаимосвязей между отдельными факторами ИГУ
Выявление взаимодействия геологических процессов с существующими инженерными сооружениями
Прогноз изменения ИГУ в естественных условиях и под влиянием инженерной деятельности человека
Слайд 75Инженерно-геологические съемки выполняются в разных масштабах, в зависимости от:
категории сложности
ИГУ,
этапа инженерно-геологических изысканий,
характера проектируемых зданий и сооружений
Слайд 79Категория сложности ИГУ для гидротехнических сооружений
Слайд 80Съемка проводится в несколько периодов
Подготовительный
Полевой
Камеральный
Слайд 81Подготовительный этап включает:
Составление рабочей гипотезы об ИГУ района, для правильного
определения объемов и видов полевых работ. Рабочая гипотеза составляется на
основе:
- изучения и анализа геологических, географических, ландшафтных, фондовых и литературных материалов,
предваритеьного дешифрирования АФКМ и изучение топографической основы более крупного масштаба, чем масштаб съемки,
составление по этим данным предварительной ландшафтной или геологической карты в масштабе съемки.
Слайд 82По результатам перечисленных работ проводится анализ изменчивости всех факторов, намечаются
направления опорных наземных маршрутов , намечается местоположение ключевых участков, местоположение,
количество и глубина выработок.
Слайд 83Метод «ключевых участков»
Выбирается несколько типичных по ИГУ участков («ключевые»), на
которых проводятся наземные полевые работы, в более крупном масштабе, чем
масштаб съемки, т.е. более детально. Затем полученные результаты экстраполируются на территории с однотипными с участком ИГУ.
Слайд 84Методика расчета представлена в Методическом руководстве по инженерно-геологической съемке (Горальчук
М.И., Мельникова Е.С.)
Слайд 85Опорные маршруты – направления их выбираются так, чтобы они пересекли
все ландшафтные единицы, через представительные обнажения, были ориентированы по установленным
главным направлениям изменчивости факторов ИГУ.
Слайд 86Кроме того в подготовительный этап проектируется организация горно-буровых работ.
При съемках
всех масштабов, целью которых является поиски наиболее благоприятных условий для
строительства проходят картировочные скважины.
Слайд 87Картировочные скважины (по Коломенскому Н.В.) – выработки которые:
размещаются на местности
безотносительно к СВ конкретных сооружений, приурочены главным образом к геоморфологическим
элементам;
предназначены для изучения стратиграфии, литологии, условий и залегания пород, обводненности пород;
используются для отбора проб с целью определения классификационных и косвенных показателей.
Слайд 88Общее количество картировочных выработок, которое должно быть пройдено при съемке
любого масштаба назначается в соответствии с кондицией и-г съемки (число
точек наблюдений на единицу площади, в том числе точек вскрытия разреза, состав и количество показателей состава, состояния и свойств). Часть картировочных назначается как опорные (по Н.В. Коломенскому) –выработки пройденные на характерных участках, по которой проводится полный цикл опробования.
Слайд 90Полевой период
Выполняются комплексные исследования по опорным маршрутам и «ключевым «
участкам:
описание обнажений;
бурение и опробование скважин;
изучение ИГУ геофизическими методами, динамическим и
статическим зондированием;
изучение классификационных показателей свойств .
Слайд 91Камеральный период
Систематизация и обработка полевых данных и составление колонок скважин,
таблиц и графиков.
Таким образом, в результате съемки составляются инженерно-геологические карты.
Слайд 92
Классификации инженерно-геологических карт по назначению, масштабам и
способам составления:
Первая группа - мелкомасштабные карты
регионального инженерно-геологического изучения территории (обзорные карты).
Вторая группа – среднемасштабные инженерно-геологические карты.
Третья группа – крупномасштабные инженерно-геологические карты.
Слайд 93 Классификация инженерно-геологических карт по содержанию и принципам составления (по
Трофимову В.Т.)
Слайд 98Инженерно-геологическая разведка – это комплекс работ (полевых, лабораторных, камеральных), выполненных
различными методами для получения количественной информации, необходимой для расчета устойчивости
зданий и сооружений (для выполнения окончательных расчетов) и прогноза развития геологических процессов при взаимодействии сооружения с геологической средой.
Слайд 99Задачи разведки:
1. Изучение геологического разреза, состава, состояния и свойств пород,
их обводненности, развития геологических процессов и явлений в сфере взаимодействия
сооружения с геологической средой,
2. Выделение ИГЭ в СВ и составление геологического разреза,
3.Определение нормативных (обобщенных) и расчетных показателей свойств грунтов, для выполнения инженерно-геологических расчетов зданий и сооружений и составления прогноза .
Слайд 100Виды работ
Согласно СП 22.13330.2011
Изучение деформационных свойств (полевые определения)
1.Наиболее достоверными
методами определения деформационных характеристик дисперсных грунтов являются полевые испытания статическими
нагрузками в шурфах, дудках или котлованах с помощью плоских горизонтальных штампов площадью 2500-5000 см2, а также в скважинах или в массиве с помощью плоского штампа или винтовой лопасти-штампа площадью 600 см2 (ГОСТ 20276)
2. Модули деформации Е песчаных и глинистых грунтов, не обладающих выраженной анизотропией их свойств в горизонтальном и вертикальном направлениях, могут быть определены по испытаниям прессиометрами в скважинах или массиве (ГОСТ 20276).
3. Модули деформации Е песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912), используя таблицы, приведенные в СП 11-105 (ч. I)
Слайд 101Для сооружений I и II уровней ответственности значения Е по
лабораторным данным должны уточняться на основе их сопоставления с результатами
параллельно проводимых испытаний того же грунта штампами, прессиометрами, а также в приборах трехосного сжатия.
Для сооружений III уровня ответственности допускается определять значения Е только по результатам компрессионных испытаний, корректируя их с помощью повышающих коэффициентов тk, приведенных в таблице.
Слайд 102Для зданий и сооружений II уровня ответственности можно определять деформационные
свойства по данным статического и динамического зондирования, а также лабораторным
испытаниям (без применения штампоопытов и прессиометрии), если:
Слайд 103Прочностные характеристики дисперсных грунтов и с могут быть получены
путем испытаний грунтов лабораторными методами на срез или трехосное сжатие
(ГОСТ 12248).
В полевых условиях значения (рис могут быть получены испытаниями на срез целиков грунта в шурфах или котлованах, поступательного среза (ГОСТ 20276) и в полевых условиях си может быть определено методом вращательного среза (крыльчатка) в скважинах или в массиве (ГОСТ 20276).
Для сооружений II уровня ответственности полученные значения и с должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых лабораторных испытаний.
Значения и с песков и глинистых грунтов могут быть определены методом статического зондирования, а песков (кроме пылеватых водонасыщенных) - методом динамического зондирования (ГОСТ 19912).
Для сооружений I и II уровней ответственности полученные зондированием значения и с должны уточняться на основе их сопоставления с результатами параллельно проводимых испытаний того же грунта лабораторными методами.
Слайд 104
Уровни ответственности
по "ГОСТ Р 54257-2010. Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность
строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования"
- уровень 1а
- особо высокий уровень ответственности:
сооружения с пролетами более 100 м,
объекты жизнеобеспечения городов и населенных пунктов,
объекты гидро- и теплоэнергетики мощностью более 1000 МВт;
уровень 1б - высокий уровень ответственности:
здания основных музеев, государственных архивов, административных органов управления,
здания хранилищ национальных и культурных ценностей,
зрелищные объекты, крупные учреждения здравоохранения и торговые предприятия с массовым нахождением людей,
сооружения с пролетом более 60 м,
жилые, общественные и административные здания высотой более 75 м,
мачты и башни сооружений связи и телерадиовещания, трубы высотой более 100 м,
тоннели, трубопроводы на дорогах высшей категории или имеющие протяженность более 500 м,
мостовые сооружения с пролетами 200 м и более,
объекты гидро- и теплоэнергетики мощностью более 150 МВт;
Примечание. Объекты с высоким уровнем ответственности, при проектировании и строительстве которых используются принципиально новые конструктивные решения и не прошедшие проверку в практике строительства и эксплуатации, должны быть отнесены к особо высокому уровню ответственности 1а.
- уровень 2 - нормальный уровень ответственности:
жилые здания высотой менее 75 м и другие объекты массового строительства (не вошедшие в уровни 1а, 1б и 3),
основные объекты машиностроения, перерабатывающих и других отраслей,
тоннели протяженностью менее 500 м,
мостовые сооружения с пролетами менее 200 м;
- уровень 3 - пониженный уровень ответственности:
теплицы, парники, мобильные здания (сборно-разборные и контейнерного типа), склады временного содержания,
бытовки вахтового персонала и другие подобные сооружения с ограниченными сроками службы и пребыванием в них людей.
Уровень ответственности зданий и сооружений, устанавливаются генпроектировщиком.
Слайд 105По СП 47.13330.2012
Виды работ назначаются по ГОСТ 30672-2012
ГРУНТЫ. ПОЛЕВЫЕ
ИСПЫТАНИЯ
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Слайд 107Выделение ИГЭ
За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того
же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта
изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно), либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь(ГОСТ 20522-96).
Слайд 108Выделение инженерно-геологического элемента (ИГЭ)
В соответствии с п. 4.1. ГОСТ
20522 исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом происхождения,
текстурно-структурных особенностей и вида
В соответствии с пунктом 4.2. окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации.
Изучение характера изменчивости проводится используя при этом следующие показатели свойств грунта:
- для глинистых грунтов – характеристики пластичности (пределы и число пластичности), коэффициент пористости и естественная влажность,
- для песчаных грунтов – гранулометрический состав, коэффициент пористости,
- для крупнообломочных грунтов – гранулометрический состав и дополнительно общая влажность и влажность заполнителя для грунтов с глинистым заполнителем.
Для оценки характера пространственной изменчивости характеристик их наносят на инженерно-геологические разрезы в точках их определения, строят графики рассеяния, а также графики зондирования.
Слайд 109Согласно п .4.4. если установлено, что характеристики грунтов изменяются в
пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом, этот элемент принимают за
окончательный независимо от значений коэффициента вариации (5.4) характеристик.
За единый инженерно-геологический элемент могут быть приняты грунты, представленные часто сменяющимися тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми песками, глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,75, илами, сапропелями, заторфованными грунтами и торфами, следует рассматривать как отдельные инженерно-геологические элементы независимо от их толщины.
4.5. При наличии закономерного изменения характеристик грунтов в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) следует решить вопрос о необходимости разделения предварительно выделенного ИГЭ на два или несколько новых ИГЭ.
Дополнительное разделение ИГЭ не проводят, если выполняется условие
V < Vдоп, (1)
где V коэффициент вариации (5.4);
Vдоп допустимое значение V, принимаемое равным для физических характеристик 0,15, а для механических (см. 4.2) 0,30.
Если коэффициенты вариации превышают указанные значения, дальнейшее разделение ИГЭ проводят так, чтобы для вновь выделенных ИГЭ выполнялось условие (1).
Разделение ИГЭ может быть проведено на основе сравнения средних значений характеристик грунта во вновь выделенных ИГЭ в соответствии с приложением Б.
Слайд 112Нормативные и расчетные показатели свойств грунтов
Слайд 113Нормативное значение Xn всех физических (влажности, плотности, пластичности и т.
п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на
одноосное сжатие, относительных просадочности и набухания и т. п.) принимают равным среднеарифметическому значению и вычисляют по формуле
где n число определений характеристики;
Xi частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных i-х опытов.
Слайд 114Расчетное значение Х характеристики грунта по формуле
.
Слайд 115Вычисляют коэффициент надежности по грунту g по формуле
.
Слайд 116,
где ta коэффициент, принимаемый по таблице Ж.2 приложения Ж
в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности a и числа
степеней свободы
К = n 1.
Слайд 117 Таблица Ж.2 Значения
коэффициента t
Слайд 118Коэффициент надежности по грунту при вычислении расчетных значений прочностных характеристик
, с и сu дисперсных грунтов и Rc скальных грунтов,
а также плотности грунта устанавливают в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности а (ГОСТ 20522).
Для прочих характеристик грунта допускается принимать g равным 1.
Слайд 119Доверительную вероятность расчетных значений характеристик грунтов а принимают равной при
расчетах оснований по первой группе предельных состояний 0,95, по второй
группе - 0,85.
Слайд 120Расчетные значения характеристик грунтов , с, си и для
расчетов по несущей способности обозначают, I, сI, сиI и I,
а по деформациям - II, сII, сиII и II.
Слайд 123Инженерно-геологическое опробование – комплекс работ, который проводится для изучения состава,
состояния и физико-механических свойств пород и изучения закономерностей изменения показателей
этих свойств в пространстве и во времени в зависимости от природных и искусственных факторов
Слайд 124Инженерно-геологическое опробование проводится и при инженерно-геологической съемке и при инженерно-геологической
разведке, но в разных объемах, с разной детальностью и решает
разные цели.
Слайд 125В конечном итоге от качества инженерно-геологического опробования зависит:
правильный выбор типов
фундамента сооружений и зданий,
достоверность номенклатурных, нормативных и расчетных показателей,
обеспечение устойчивости
сооружений,
правильное определение стоимости и способов разработки грунтов,
достоверный прогноз влияния сооружений на окружающую среду и выбор защитных мероприятий.
Слайд 126Причиной низкого качества инженерно-геологических работ и всех вытекающих отсюда последствий
(аварий зданий и сооружений, развития опасных процессов и явлений) являются
главным образом недостатки в опробовании.
Слайд 127Инженерно-геологическое опробование представляет собой следующее:
Определение системы размещения точек изучения состава,
состояния и свойств пород или определение СППИНФа (его типа, объема
и параметров);
Отбор, упаковка, транспортировка и хранение образцов пород в соответствии с ГОСТ 12071-2001;
Выполнение лабораторных или полевых исследований;
Получение и обработка результатов исследований.
Слайд 128Числовой характеристикой плотности точек опробования являются интервал (расстояние между точками
определения показателей свойств грунтов по вертикали) и шаг (расстояние между
точками определения показателей свойств грунтов по горизонтали) опробования.
Слайд 129Шаг опробования (пример):
1. Изначально определяют количество скважин. Согласно СП 11-105-97
общее количество горных выработок в пределах контура каждого здания и
сооружения II уровня ответственности должно быть, как правило, не менее трех, включая выработки, пройденные ранее, а для зданий и сооружений I уровня ответственности - не менее 4-5 (в зависимости от их вида).
Слайд 130Рис. Схема расположения скважин на участке.
Расстояния между горными выработками следует
устанавливать с учетом ранее пройденных выработок в зависимости от сложности
инженерно-геологических условий (приложение Б) и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений (в соответствии с табл. 8.1.
Таблица 8.1
Примечание - Большие значения расстояний следует применять для зданий и сооружений малочувствительных к неравномерным осадкам, меньшие - для чувствительных к неравномерным осадкам, с учетом регионального опыта и требований проектирования.
Слайд 131Интервалы опробования определяется с использованием формулы:
где h–интервал опробования, м; Hср–средняя
мощность инженерно-геологического элемента;
Nопт–необходимое количество образцов.
Слайд 132Способы определения количества образцов
Нормативный
Метод аналогий
Статистический (метод доверительных пределов) – самый
точный
Слайд 133Нормативный
Согласно п.7.13 СП 11-105-97
При отсутствии требуемых для расчетов данных следует
обеспечивать по каждому выделенному инженерно-геологическому элементу получение частных значений в
количестве не менее 10 характеристик состава и состояния грунтов или не менее 6 характеристик механических (прочностных и деформационных) свойств грунтов.
Слайд 134Метод доверительных пределов
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 к ГОСТ 20522-75 Рекомендуемое
Слайд 135(ГОСТ 20522) Таблица Ж.2 Значения коэффициента t
Слайд 137
Н-р: Необходимое количество частных значений характеристик грунта
После определения общего
количества монолитов и образцов нарушенной структуры, можно рассчитать интервал опробования,
н-р:
h=3.5 (мощность ИГЭ)/12(количество монолитов)*3 (количество скважин)=0,9 м
Слайд 138ГОСТ 12071-2014
Методы отбора образцов
Слайд 142Режимные наблюдения представляют собой комплексный метод получения информации об изменении
состояния геологической среды во времени; об экзогенных геологических и инженерно-геологических
процессах, определяющих ее развитие
Слайд 143В процессе наблюдений получают информацию существенно режимного характера, привязанную к
различным моментам физического времени. Данная информация используется для разработки инженерно-геологических
прогнозов и корректировки прогнозов составленных ранее.
Слайд 144В процессе инженерно-геологических исследований обычно организуются следующие виды стационарных наблюдений:
1.
Наблюдения за развитием инженерно-геологических процессов и явлений
2. Наблюдения за осадками
и деформациями сооружений
3. Наблюдения за режимом подземных вод
Слайд 145К числу наблюдений за развитием инженерно-геологических процессов и явлений относятся:
-
наблюдения оползней,
-наблюдение за развитием карстовых процессов,
-наблюдения за процессами выветривания,
-наблюдения за
развитием просадок,
- наблюдения за набуханием дна котлованов.
Слайд 146Наблюдения за осадками и деформациями сооружений.
За осадками – обычно проводят
для наиболее ответственных зданий и сооружений – гидротехнических, мостов, тоннелей,
капитальных гражданских и промышленных сооружений, которые несут нагрузку от собственного веса и работы механизмов.
Слайд 147Основной документ
ГОСТ 24846— 81 ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ
ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ
И СООРУЖЕНИЙ
Слайд 148
Измерения деформаций оснований фундаментов зданий и сооружений должны проводиться в
целях:
определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравнения их с
расчетными;
выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации зданий и сооружений; принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранению их последствий;
получения необходимых характеристик устойчивости оснований и фундаментов;
уточнения расчетных данных физико-механических характеристик грунтов;
уточнения методов расчета и установления предельных допустимых величин деформаций для различных грунтов оснований и типов зданий и сооружений.
Слайд 149Наблюдения за деформациями оснований фундаментов следует производить в следующей последовательности:
разработка программы измерений;
выбор конструкции, места расположения и установка исходных геодезических
знаков высотной и плановой основы;
осуществление высотной и плановой привязки установленных исходных геодезических знаков;
установка деформационных марок на зданиях и сооружениях;
инструментальные измерения величин вертикальных и горизонтальных перемещений и кренов;
обработка и анализ результатов наблюдений.
Слайд 150Перед началом измерений вертикальных перемещений фундаментов необходимо установить:
реперы — исходные
геодезические знаки высотной основы;
деформационные марки — контрольные геодезические знаки,
размещаемые на зданиях и сооружениях, для которых определяются вертикальные перемещения.
Слайд 151Виды:
Грунтовые реперы, основания которых
закладываются ниже глубины
сезонного промерзания или
перемещения грунта либо
в коренные породы;
Стенные реперы, устанавливаемые
на
несущих конструкциях зданий
и сооружений,
осадка фундаментов которых
практически стабилизировалась.
При наличии на строительной площадке набивных или забивных свай, верхним концом выступающих на поверхность, допускается их использовать в качестве грунтовых реперов с соответствующим оформлением верхней части сваи.
Слайд 152В насыпных неоднородных по составу грунтах, процесс уплотнения которых не
закончен, — применять реперы, заанкеренные или забитые в коренные грунты
на глубину не менее 1,5 м ниже насыпной толщи;
в просадочных грунтах — заделывать нижний конец репера на глубину не менее 1 м в песчаные или не менее 2 м в глинистые подстилающие грунты, а также не менее 5 м при толщине слоя просадочного грунта более 10 м;
в заторфованных грунтах — применять забивные сваи, погруженные до плотных малодеформируемых грунтов;
в вечномерзлых грунтах —не менее чем на 2 м ниже расчетной глубины чаши оттаивания под зданием (сооружением) или не менее тройной толщины слоя сезонного оттаивания, если реперы устанавливаются за пределами чаши оттаивания;
в набухающих грунтах — заделывать нижний конец репера на глубину не менее 1 м ниже подошвы залегания набухающих грунтов.
Слайд 153После установки репера на него должна быть передана высотная отметка
от ближайших пунктов государственной или местного значения геодезической высотной сети.
При значительном (более 2 км) удалении пунктов геодезической сети от устанавливаемых реперов допускается принимать условную систему высот.
На каждом репере должны быть обозначены наименование организации, установившей его, и порядковый номер знака.
Установленные репера необходимо сдать на сохранение строительной или эксплуатирующей организациям по актам.
Слайд 154Далее замеряется осадки марок по отношению к глубинным реперам.
Слайд 155В процессе измерений деформаций оснований фундаментов (нивелирование, измерения теодолитом) должны
быть определены (отдельно или совместно) величины:
вертикальных перемещений (осадок, просадок, подъемов);
горизонтальных перемещений (сдвигов);
кренов.
Слайд 156Далее выполняют построение графиков осадки от каждой марки. Измерение осадок
проводят с начала строительства и до наступления периода стабилизации, когда
осадка не превышает 1- 2 мм в год.
Пр-р: График развития перемещений
Слайд 158На основе анализа деформаций решаются задачи:
1. Выявление устойчивых участков где
не наблюдается деформация сооружений
2. Установление время начала процессов и явлений
![ИСКИМЕТРИЯ является одним из полевых методов исследования песчано-глинистых пород[http://sdo-akdgs.ru/universysdwnl/library/.pdf]](/img/thumbs/a7423072048186ac76af94585c1471be-800x.jpg "Инженерно-геологические изыскания ИСКИМЕТРИЯ является одним из полевых методов исследования песчано-глинистых пород[http://sdo-akdgs.ru/universysdwnl/library/.pdf]")
