Инженерно геологические изыскания в Санкт-Петербурге. Обследование фундаментов
Климатические и почвенные условия в Санкт-Петербурге и Ленинградской области таковы, что многократные оттаивания и замерзания в период осень-весна приводят к гораздо большему количеству циклов вспучивания и опускания грунта чем во многих других регионах страны, что повышает нагрузку на фундамент заложенный без учета этой особенности.
В качестве несущего слоя для свайных фундаментов наибольшее практическое значение имеет лужская морена, которая является наиболее выдержанным, четко прослеживающимся по всей территории города верхним горизонтом. Глубина залегания этой толщи меняется от метров до первых десятков метров, местами образования лужской морены выходят на дневную поверхность (в северной и южной частях города и локально в центральной зоне вблизи Витебского вокзала).
В разрезе толщи озерно-ледниковых отложений выделяются точные глины, суглинки, супеси, реже пески. Наиболее широко развиты в разрезе породы с ленточной слоистостью. В верхней части разреза ленточные глины постепенно переходят в суглинки и супеси, которые представляют собой верхний горизонт ленточных образований, утративших свою первоначальную слоистость за счет процессов выветривания.
Для грунтов данной группы характерны высокая природная влажность и пористость, анизотропия механических свойств, высокая сжимаемость, пучинистость, тиксотропность.
В центральной (островной) части города эти грунты характеризуются значительной микробиологической пораженностью, текучей и текучепластичной консистенцией, способностью к разжижению даже при слабых динамических воздействиях, высокой коррозионной активностью.
Озерно-ледниковые отложения второй литориновой террасы (в правобережной и южной частях города) имеют чаще всего пластичную консистенцию с ожелезнением в верхней зоне и некоторым повышением прочности в нижней зоне (по сравнению со средней).
Повсеместным распространением в пределах исторического центра города пользуются современные озерно-морские (литориновые) отложения, в основном, пески и супеси, реже суглинки, локально распространены анциловые образования. Являясь отложениями теплого мелкого моря, они в значительной степени обогащены органикой.
Суммарная мощность слоев озерно-морских отложений, как правило, не превышает 5 м; они представлены песками пылеватыми, супесями пылеватыми и суглинками со значительным количеством органики. Пылеватые пески, как правило, обладают плывунными свойствами, легко переходят в плывунное состояние при изменении гидродинамического режима и приложении дополнительных напряжений, особенно знакопеременных. Супеси и суглинки следует рассматривать как слабые квазипластичные тиксотропные грунты. При пригрузке их техногенными грунтами в случае свайных фундаментов можно возникновение нулевого или отрицательного трения.
В слоях озерно-морских отложений содержатся линзы и прослои торфа и заторфованных грунтов разного состава. Эти грунты обладают сравнительно большой и неравномерной сжимаемостью.
Правильность выбора конструкции и типа основания (а значит и прочность всего строения) напрямую зависит от характеристик грунта и его состава. Если у вас нет специальной подготовки, оборудования и опыта выполнения подобных работ, самостоятельно определить такие характеристики с необходимой точностью практически невозможно.
Проведение геологических изысканий в 90% случаев позволяет снизить итоговую стоимость фундамента и значительно уменьшить эксплуатационные расходы.
При проведении инженерно-геологических изысканий в условиях городской застройки изучаются архивные материалы, бурятся скважины с целью отбора образцов и производить статическое зондирование. Также нужны лабораторные исследования подземных вод и грунтов. Кроме того, в техническом задании может быть отражена необходимость составления прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий.
При обследовании грунтов и фундаментов:
- изучаются материалы предыдущих изысканий;
- выполняются шурфы с оценкой состояния фундаментов и с обмерами;
- осуществляется бурение скважин;
- отбираются образцы;
- производится динамическое и статическое зондирование;
- проводятся лабораторные тесты материала фундамента, подземных вод и грунтов;
- обследуются сваи, определяется степень их сохранности, уточняется несущая способность и др.
По завершении инженерно-геологических изысканий и обследования фундамента оформляются подробные отчеты.
Архивные инженерно-геологические материалы: возможности использования
Архивные данные можно использовать:
- при соответствии параметров изысканий прошлых лет с требованиями действующих федеральных стандартов и норм;
- при соответствии параметров архивных материалов с заданием на изыскания (глубина бурения, достоверность и полнота информации);
- если скважины прошлых лет расположены в пределах зоны, которая определяется расстоянием, необходимым между скважинами (в соответствии с СП 11-105).
Инженерно-геологические исследования грунтов: особенности проведения
Данные исследования необходимы для установления последовательности и выдержанности напластования грунтов, наличия пластов сильносжимаемых грунтов и линз.
При описании грунтов необходимо учитывать (ГОСТ 25100):
- гранулометрический состав;
- разновидность глинистого грунта (число пластичности, результаты пенетрации);
- высотную привязку слоёв и горизонтов подземных вод.
Число скважин определяется с учётом объёма прошлых изысканий, а также стадии проектирования и категории сложности геологических условий (СП 11-105). В Санкт-Петербурге в исторически сложившихся районах инженерно-геологические условия обычно относятся к категории сложности III.
Инженерно-геологические изыскания для подземного строительства
Проводятся с целью определения выбора вида инженерных мероприятий для защиты (при необходимости).
Выявляют и изучают:
- структурно-неустойчивые грунты;
- гидрогеологические условия площадки;
- неблагоприятные геологические и инженерно-геологические процессы.
Кроме того производится анализ поведения грунтов во время их вскрытия подземными горными выработками, особенно при наличии соседней застройки.