Отправить сообщение, заявку, вопрос

Зарегистрироваться для участия в конференции

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению

Рубрикатор материалов

Сейчас в информационной базе:
рубрик - 72 , авторов - 223 ,
всего информационных продуктов - 1979 , из них
статей журнала - 450 , статей базы знаний - 58 , новостей - 1429 , конференций - 2 ,
блогов - 7 , постов и видео - 23 , технических решений - 9

Copyright © 2016-2018 ГеоИнфо
Все права защищены

Разработка и сопровождение: InfoDesigner.ru
7 декабря 2016 года

Новый подход к инженерно-геологическим изысканиям

В течение нескольких последних лет ООО «НПП Геотек» разрабатывает комплексную технологию инженерно-геологических изысканий (ИГИ), которая объединяет известные и новые методы инженерно-геологических и инженерно-геотехнических исследований.

Цель предлагаемой комплексной технологии изысканий заключается в повышении надежности и существенном сокращении сроков проектирования зданий и сооружений, в том числе и объектов использования атомной энергии, за счет объединения в единое целое методов изысканий и проектирования.

Болдырев Геннадий ГригорьевичДиректор по научной работе и инновациям ООО «НПП Геотек», д.т.н.

В течение нескольких последних лет ООО «НПП Геотек» разрабатывает комплексную технологию инженерно-геологических изысканий (ИГИ), которая объединяет известные и новые методы инженерно-геологических и инженерно-геотехнических исследований.

Цель предлагаемой комплексной технологии изысканий заключается в повышении надежности и существенном сокращении сроков проектирования зданий и сооружений, в том числе и объектов использования атомной энергии, за счет объединения в единое целое методов изысканий и проектирования.

В настоящее время известны компьютерные технологии, которые обеспечивают возможность непрерывной передачи информации в базу данных предприятия при проведении как полевых, так и лабораторных работ. Обработка данных возможна в автоматическом режиме как в поле, так и в лаборатории предприятия. Расстояния между предприятием и местом изысканий не играют никакой роли. В последнее время появилась возможность хранения данных в «облаке», что позволяет ускорить обмен информацией.

Например, выполнив испытания грунтов методом статического зондирования, можно сразу же получить в полевых условиях значения деформационных и прочностных характеристик. Это позволяет мгновенно выполнить расчет осадки и крена проектируемого здания, находясь на площадке изысканий. Таким образом, мы объединяем изыскания и проектирование в единый технологический процесс.

Остается пока нерешенной задача интерпретации параметров статического, динамического или бурового зондирования при определении деформационных и прочностных характеристик грунтов. В настоящее время СП 47.13330 рекомендует использовать для этой цели таблицы, которые были разработаны еще в СССР и не видоизменялись до сих пор. За рубежом для этой цели используются уравнения, полученные различными авторами и приведенные в ряде программ, например, Static Probing, NovoCpt, Geosystem и во многих других. В РФ до сих пор подобных программ нет, и поэтому все возможности применения методов зондирования в практике изысканий не используются.

По нашему мнению, подобные зависимости могут быть найдены во всех регионах РФ путем проведения статистического анализа результатов ранее выполненных изысканий, а также текущих работ.

Внедрение региональных зависимостей позволит сократить объем лабораторных испытаний, опираясь на полевые методы исследований свойств грунтов такие, например, как методы статического, динамического и бурового зондирования, испытания винтовым штампом. В зависимости от степени изученности инженерно-геологических условий рассматриваемого региона лабораторные испытания возможно будет проводить только для контроля изменчивости коэффициентов, входящих в корреляционные зависимости. Здесь есть прямая зависимость: чем больше изученность, тем меньше объем лабораторных и полевых испытаний грунтов и тем ниже себестоимость изысканий.

Понимая это, в ООО «НПП Геотек» разрабатывается программа статистической обработки данных испытаний для нахождения оптимальных корреляционных зависимостей между характеристиками грунтов и параметрами зондирования. Программа основана на разработанном ПНИИИС в 1981 году руководстве по составлению региональных таблиц нормативных и расчетных показателей свойств грунтов, которые не устарели до настоящего времени. Надеемся, что данная программа позволит геологам использовать ее не только на новых площадках, но и для обработки своих архивов.

Как было отмечено ранее, предлагаемая технология ИГИ основана на объединении инженерно-геологических изысканий с проектированием оснований зданий и сооружений. К сожалению, в настоящее время как технически, так и законодательно изыскания и проектирование выполняются раздельно. Однако, несмотря на то, что законодательно объединить их пока нельзя, технически сделать это вполне можно, используя современные цифровые технологии, методы лабораторных и полевых испытаний грунтов и методы проектирования оснований.

Проблема заключается лишь в том, что проектирование оснований зданий и сооружений и инженерно-геологические изыскания выполняются в настоящее время независимо друг от друга. На первом этапе выполняются инженерно-геологические исследования и применяются нормы, приведенные в СП 47.13330 и др. Затем, с использованием полученных результатов изысканий и основываясь на решениях СП 22.13330, СП 23.13330 и др., выполняется проектирование оснований и фундаментов.

Эта искусственно созданная разорванность в решении одной и той же задачи проявилась в настоящее время в дискуссии о том, что первичнее и нужнее: геология или геотехника.

 

Решение проблемы

Решение данной задачи предлагается выполнить в следующей последовательности.

1. На первом этапе изысканий проводятся геофизические исследования с целью выявления неоднородности напластования природных грунтов в основании проектируемого здания или сооружения. Анализ выполненных исследований позволяет обоснованно назначить места выработок в виде скважин для отбора монолитов, выработок в виде статического, динамического и бурового зондирования.

Рис. 1. Пример георадарных исследований Рис. 1. Пример георадарных исследований

 

На рисунке 1 в качестве примера приведены данные георадарной съемки на одном из участков строительства (Кулижников, 2014). На нем видно наличие выклинивающегося массива песка гравелистого, который мог бы быть не обнаружен при обычном подходе с использованием нормативных расстояний между выработками. Имея данную информацию, следует скорректировать программу изысканий, изменив места выработок для отбора монолитов и зондирования.

2. На втором этапе выполняются полевые работы с использованием методов статического, динамического или бурового зондирования, а также испытания штампами. В процессе зондирования, используя управляющий программный комплекс АСИС и корреляционные зависимости, определяются деформационные и прочностные характеристики грунтов. Например, (Каширский и др.) корреляционная зависимость, полученная для определения модуля деформации моренных суглинков, имеет вид:

E=7,0+6,4qc,

где qc - лобовое сопротивление зонда.

Здесь же в поле, используя решения СП 22.13330, выполняется расчет осадки и крена (рис. 2), значения которых являются определяющими при проектировании оснований зданий и сооружений. На экране монитора рабочего места бурового мастера отображается ситуационный план места изысканий с планом проектируемого здания, места зондирования, расчетные значения осадки и крена. Исходные данные в виде ситуационного плана, плана здания, размеры фундамента, нагрузки на основание и др. вводятся в программу до выхода в поле.

 

Рис. 2. Программный модуль вычисления крена и осадки по данным статического зондирования Рис. 2. Программный модуль вычисления крена и осадки по данным статического зондирования

 

3. Зондирование грунтов в пределах пятна проектируемого здания продолжается до тех пор, пока расчетные значения осадки и крена не станут постоянными. Таким образом, мы уходим от нормативной установки назначения количества выработок к их определению, исходя из гипотезы предполагаемой априори неоднородности исследуемого грунтового массива. Естественно, что для однородного по свойствам массива грунта потребуется меньшее количество выработок, чем для неоднородного.

4. Для дешифровки геофизических исследований и оценки надежности используемых корреляционных зависимостей назначаются опорные скважины с отбором монолитов грунта и выполняются лабораторные испытания грунтов. Полученные данные используются для оценки достоверности полученной информации и перерасчета в случае необходимости осадки и крена проектируемых зданий.

Таким образом, после выполнения комплекса перечисленных выше работ результатом ИГИ является оценка влияния деформационных и прочностных свойств грунтов на поведение проектируемого здания или сооружения.

Надеемся на обсуждение данного подхода среди читателей журнала «ГеоИнфо» и всегда готовы ответить на вопросы, связанные с данной публикацией.

 

Список литературы
  1. СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства: Актуализированная редакция СНиП 11-02-96. – М., 2013.
  2. СП 22.13330.2011. Основания зданий и сооружений: Актуализизированная редакция СНиП 2.02.01-83*. – М.,2012.
  3. Кулижников А.М. Повышение качества реконструкции и капитального ремонта автомобильных дорог за счет применения инновационных георадарных технологий, 2014. http://srci.rte-expo.ru/doc/srci_2014_pdf/kulizhnikov_am_rosdornii.pdf
  4. Каширский В.И., Дмитриев С.В., Знаменский Е.Н., Балёкин М.В., Бизов А.Н. Особенности исследований четвертичных и очетвертичных дисперсных грунтов в Московской области. http://grandgeo.ru/science/kvi/82/82.pdf