Методы и технические средства опытных полевых инженерно-геологических работ

В состав инженерно-геологических изысканий как обязательный элемент входят исследования грунтов в поле, т.е.. непосредственно на месте их залегания.

Изучение грунтов в натурных условиях преследует главную цель - дать оценку их физико-механических свойств в условиях естественного залегания с присущими конкретному массиву грунтов неоднородностью состава и свойств грунтов, с естественным напряженным состоянием, влажностным и температурным режимом.

Исследования включают разнообразные веды разведки и испытаний грунтов полевыми методами: геофизическими, радиоизотопными, зондиро- вочными, статическими нагружениями, сдвигами целиков, испытанием инвентарных (модельных) свай и др.

В практике инженерно-геологических изысканий полевые методы применяются, как правило, в комплексе с лабораторными исследованиями грунтов.

Выбор каждого метода и их рационального комплекса определяется решаемой задачей, стадией проектно-изыскательских работ, сложностью инженерно-геологических условий и степенью изученности исследуемого района.

Приведем общую схему исследований грунтов комплексом полевых методов. После предварительного изучения геологических условий района по фондовым и литературным данным (в том числе по анализу имеющихся геологических карт и геологических разрезов),а также после рекогно¬сцировочного обследования изучаемого района выполняется ограниченный объем бурения для уточнения геологического строения рассматриваемого участка. Затем выполняется комплекс полевых работ по геофизической разведке с целью установления мощности рыхлых четвертичных отложений, отбивки кровли плотных, прочных пород и уточнения положения уровня Подземных вод. После этого проводятся испытания грунтов динамическим или статическим зондированием для выделения границ пород с разной ,плотностью-прочностью, т,е. для инженерно-геологического расчленения в увязке с литологическим составом.

На основании этих исследований выделяются однородные слои и лин¬зы и намечаются места для более подробных исследований грунтов штам¬пами, сдвигами целиков и другими трудоемкими и дорогостоящими метода¬ми. Иногда эти методы заменяются более дешевыми экспресс-методами типа зондирования и лопастного сдвига.

Указанные выше метода используются в следующих наиболее распрост¬раненных модификациях:

1) геофизические - сейсмо- и электроразведка;

2) зондировочнче -динамическое, статическое и вибрационное зон¬дирование;

3) радиоизотопные - гамма-гамма и нейтронный каротаж;

4) сдвиговые - сдвиги целиков грунта методами выдавливания и об¬рушения призм,сдвиги призм по заданной плоскости и вращательным срезом в буровых скважинах;

5) статические нагружения - штампами и прессиометрами;

6) взрывные испытания - стандартными камуфлетными взрывами и взрывным зондированием в скважинах;

7) инвентарными сваями - со статическим и динамическим способами погружения.

В период учебной практики студенты знакомятся на полигоне МИСИ со следующими видами инженерно-геологических исследований:

1) испытанием грунтов статическими нагрузками на штамп;

2)испытаниями грунтов динамическим зондированием в модификациях глубинного зондирования, выполняемого стандартной,серийно выпускае¬мой установкой УБП-15М,а также легким забивным зондом.

3)отбором образцов грунта ненарувенной структуры стандартным режущим цилиндром с целью последующего определения показателей плот¬ности и влажности грунта.

Каждой метод позволяющий оценить определенные свойства грунтов обладает своими достоинствами и недостатками имеет свою область применения, отличается трудоемкостью и стоимостью проведения работ.

Например, испытания грунтов штампами дают наиболее полные и дасто- верные данные о сжимаемости грунтов в массиве, но отличаются трудо¬емкостью, длительностью проведения испытания и высокой стоимостью (до 2 тыс.р.), особенно при испытании грунтов штампом в щурфе с водопонижешем. Методы зондирования грунтов относятся к числу экспрессных, т.е. ускоренных методов. Зондирование проводится независимо от положения уровня подземных вод. Метод обладает высокой производитель¬ностью и низкой стоимостью (21 р. одна скважина), однако он позволяет получить лишь косвенные характеристики физико-механических свойств грунтов. Для интерпретации получаемых результатов зондирования проводят тарирование зондов в натурных условиях или используют табличные данные для приближенной оценки свойств грунтов. Одним из принципов инженерно-геологических изысканий является комплексное использование полевых методов в оптимальном сочетании их видов и объемов работ применительно к решаемым задачам, стадии проектно-изыскательских работ и конкретным инженерно-геологическим условиям.

В приведенных ниже заданиях студенты должны ознакомиться с различными видами полевых работ, их назначением, применяемым оборудованием , технологией проведения опытов, правилами обработки опытных данных и интерпретацией полученных материалов.